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权 利 要 求 书 1、 一种制取咖啡饮料的方法, 其特征是: 包括至少一个升华过程、 一个吸 收过程和至少一个溶取过程; 在所述升华过程中, 用温度低于咖啡固升华温度的水蒸汽对咖啡粉进 行加热, 使咖啡粉中至少一部分物质升华, 从而提取咖啡粉中的部分挥发 性成分, 形成混合蒸汽; 在所述吸收过程中, 将混合蒸汽溶入到水中, 形成含有所述挥发性成 分的溶液; 在所述溶取过程中, 用温度低于 85°C的水对咖啡粉进行浸泡, 以溶取 咖啡粉中的低温水溶性成份。 2、 如权利要求 1所述的制取咖啡饮料的方法,其特征是:所述升华过程的 温度低于 178°C。 3、 如权利要求 1所述的制取咖啡饮料的方法,其特征是:所述溶取过程中, 浸泡时间为 10秒到 200秒, 浸泡的温度在 32-85°C之间。 4、 如权利要求 1所述的制取咖啡饮料的方法,其特征是:先进行升华过程, 再进行溶取过程, 然后再用蒸汽将浸泡好的咖啡液排出, 同时对咖啡粉进 行二次升华, 提取剩余的挥发性脂肪成分, 同时也对排出的咖啡液进行加 热, 咖啡液的温度在 67-85°C之间。 5、 如权利要求 1所述的制取咖啡饮料的方法,其特征是:所述升华过程的 时间控制在 300秒之内。 6、 一种制取咖啡饮料的装置, 包括: 咖啡粉容器(4)、 咖啡饮料容器(7 ) 和; 其特征是: 还包括蒸汽发生器(1 ), 所述蒸汽发生器(1 )通过管道或 阀门与咖啡粉容器 (4) 相通, 并且所述咖啡粉容器 (4) 和咖啡饮料容器 (7) 之间有水管相通。 7、 如权利要求 6所述的制取咖啡饮料的装置, 其特征是: 还包括泵 (8), 它连接于咖啡粉容器 (4) 和咖啡饮料容器 (7) 之间的水管上, 用于将咖 啡饮料容器 (7) 中的水吸入到咖啡粉容器 (4) 中。 8、 如权利要求 6所述的制取咖啡饮料的装置,其特征是:还包括第一单向 阀 (9) 和第二单向阀 (10), 两个单向阀分别以相反方向连接于咖啡粉容 器 (4) 的底部和咖啡饮料容器 (7 ) 之间。 9、 如权利要求 6所述的制取咖啡饮料的装置,其特征是:还包括第一电磁 阀(11 )和第二电磁阀(12),用于当需要进行溶取过程时在咖啡粉容器(4) 中产生负压, 从而将水从咖啡饮料容器(7) 中排入到咖啡粉容器(4) 中, 并在溶取完成后在咖啡粉容器(4)中产生高压或接通大气压, 从而将制成 |
本发明涉及一种制取高品位和低咖啡因咖啡饮 料的方法和装置。
背景技术
咖啡是号称世界第一饮料的饮品, 具有浓厚的文化, 是人们在休闲、 商谈、 会友等社交活动中不可缺少的饮料之一, 咖啡饮料的制取方法林林 总总, 但是永远的记忆是咖啡的那种浓郁的香味以及 其中的酸、 苦、 涩、 甘味道的品尝, 会留下深深的记忆。
一杯高品位的咖啡饮料,其中香味的主要来源 是咖啡中的挥发性脂肪. 传统的咖啡饮料制取方法都是采用热水过滤法 、 煮法、 高压过滤等方法, 其方法的主要目的就是尽量多的提取咖啡中的 香味。 由于咖啡中的香味来 自于咖啡豆中的挥发性脂肪。 为了得到这些脂肪, 人们不得不调整制作咖 啡饮料的水温来适应咖啡的挥发性脂肪的提取 , 然而高水温会使得部分挥 发性脂肪挥发, 得不到有效利用, 而过高的水温又会将咖啡过度萃取, 从 而使得咖啡变味, 因此如何选择水温和压力一直是咖啡制作中的 难题, 即 由于挥发性成分和水溶性成分的提取使用单一 方法来制取, 只能平衡双方 关系, 各有取舍。 这样平衡的结果, 通常是, 由于咖啡中的部分组分会产 生异味, 故传统的方法一般拒绝使用过高的温度和时间 , 防止萃取过度, 产生异味, 因而就影响了对咖啡香味起主要贡献的脂肪的 提取。
另一方面, 现代人们对于健康的追求却与咖啡的饮用存在 着极大的矛 盾。 咖啡中的咖啡因对于健康的危害已经渐渐的被 人们认识, 世界卫生组 织公布的咖啡因最大摄取量为每天每个成人不 得超过 300mg, 但是按照现 在人们每天饮用咖啡 3-4 杯计, 每杯咖啡饮料正常的咖啡因含量一般为 100-150mg, 每天的摄取量就达到 400mg以上, 甚至高达两倍的安全用量。
为此, 人们为了健康, 进行了咖啡豆的处理, 采用不同的方法去除豆 内的咖啡因, 但是由于去除的过程不可避免的去除了咖啡中 的一些其它味 道和香味的成分, 使得咖啡品质下降, 在咖啡文化极度丰富的今天, 这种 咖啡豆无法满足消费者的需要。 发明内容
本发明的目的就是为了既能有效提取能带来咖 啡香味的挥发性脂肪 和水溶性成分, 达到高品位的同时, 又能大大降低咖啡饮料中的咖啡因含 量, 达到低咖啡因之目的。
为此, 本发明提出一种制取咖啡饮料的方法, 其特征是: 包括至少一 个升华过程和至少一个溶取过程; 在所述升华过程中, 用温度低于咖啡因 升华温度的水蒸汽对咖啡粉进行加热, 使咖啡粉中至少一部分物质升华, 从而提取咖啡粉中的部分挥发性成分,形成混 合蒸汽;在所述吸收过程中, 将混合蒸汽溶入到水中, 形成含有所述挥发性成分的溶液; 在所述溶取过 程中, 用温度低于 85°C的水对咖啡粉进行浸泡, 以溶取咖啡粉中的低温水 溶性成份。
优选地:
所述升华过程的温度低于 178°C。
所述溶取过程中,浸泡时间为 10秒—— 200秒,浸泡的温度在 32-85°C 之间。
先进行升华过程, 再进行溶取过程, 然后再用蒸汽将浸泡好的咖啡液 排出, 同时对咖啡粉进行二次升华, 提取剩余的挥发性脂肪成分, 同时也 对排出的咖啡液进行加热, 咖啡液的温度在 67-85°C之间。
所述升华过程的时间控制在 300秒之内。
本发明还提出一种制取咖啡饮料的装置, 包括: 咖啡粉容器、 咖啡饮 料容器和; 其特征是: 还包括蒸汽发生器, 所述蒸汽发生器通过管道或阀 门与咖啡粉容器相通, 并且所述咖啡粉容器和咖啡饮料容器之间有水 管相 通。
优选地:
还包括泵, 它连接于咖啡粉容器和咖啡饮料容器之间的水 管上, 用于 将咖啡饮料容器中的水吸入到咖啡粉容器中。
还包括第一单向阀和第二单向阀, 两个单向阀分别以相反方向连接于 咖啡粉容器的底部和咖啡饮料容器之间。
还包括第一电磁阀和第二电磁阀, 用于当需要进行溶取过程时在咖啡 粉容器中产生负压, 从而将水从咖啡饮料容器中排入到咖啡粉容器 中, 并 在溶取完成后在咖啡粉容器中产生高压或接通 大气压, 从而将制成的咖啡
;本发明根据咖啡因随温度变化的特性和其 升华温度高于咖啡中的挥 发性脂肪的特性, 在制取咖啡饮料中采用分组分制取的方法, 用温度低于 咖啡固升华温度的水蒸汽对咖啡粉进行加热, 使咖啡粉中的挥发性脂肪升 华而咖啡因不升华, 而用温度低于咖啡因快速溶解温度的水溶取其 他水溶 性物质而咖啡因只有少量溶解, 这样可以大大降低咖啡饮料中的咖啡因含 量, 同时有保留住咖啡的香味, 达到在不改变香味的情况下来降低咖啡因 的含量。
附图说明
图 1是咖啡因溶解度曲线示意图;
图 2是本发明具体实施方式一装置示意图;
图 3是本发明具体实施方式二装置示意图;
图 4是本发明具体实施方式三装置示意图。
具体实施方式
本发明对咖啡中物质的提取是按组份分别提取 的, 其中一部分用升华 法, 一部分用溶取法。 为了理解其原理, 现通过图 1说明咖啡中的咖啡因 的溶取速度和溶取量与水温的关系。 如图 1所示, X轴为水温, Y轴为溶 解度。 从该曲线可以看出, 在水温达到 60°C开始加快溶解, 85°C以上时会 产生快速溶解。 另外, 本发明还利用了咖啡因升华温度 178°C, 远高于咖 啡中的挥发性脂肪的挥发温度的特点。
据此, 在溶取过程中, 应采用低温水溶解提取咖啡中的酸、 苦、 涩、 甘味道, 低温水是应该低于 85 °C水进行溶解, 水温越低, 咖啡因溶取的越 少, 由于其对于溶取时间不敏感, 即溶取的时间长, 其咖啡因的溶取量不 会有明显的上升, 故延长溶取时间可以保证其它溶取成分更加充 分。
而在采用升华提取咖啡中的挥发性脂肪时, 由于咖啡因升华温度为 178°C, 故升华时只要温度不超过, 就不会将咖啡因提取出来(还只会少量 提取),但是咖啡中的挥发性脂肪是随着温度 的升高产生升华,直接融入蒸 汽, 产生混合蒸汽, 再将其直接融入到咖啡饮料中, 解决了低温水浸泡咖 啡造成咖啡饮料中的香味不足的难题。 从而形成了低温制取咖啡饮料的同 时保证了咖啡饮料的香味和口感。
在制作中, 可以先升华, 再浸泡, 也可以先浸泡后升华, 同样也可以 分开升华 (即浸泡的前后都升华) 或分开浸泡均可。 无论什么情况下, 只 要浸泡的温度在 32-85之间浸泡, 都可以得到不同咖啡因的咖啡
为了口感可以利用蒸汽的热量将出品的咖啡饮 料加热到合适的温度 (一般为 67-85 ) 浸泡的时间为 10秒到 200秒,升华的时间控制在 300 秒之内为佳。
实施例一:
如图 2所示, 其中: 1、 蒸汽发生器; 2、 管道; 3、 管道; 4、 咖啡粉 容器; 5、 管道; 6、 管道、 7、 咖啡饮料容器 (饮料杯)、 8、 泵。
低因咖啡饮料主要是将咖啡中的咖啡因尽量少 的提取出来, 但是要保 持正常的咖啡口感, 根据咖啡因的化学物理特性我们采用了分段提 取的方 式进行, 具体过程如下:
通过蒸汽发生器 1向咖啡粉容器 4中输入蒸汽,对咖啡粉进行升华 (温 度小于 178°C ), 提取咖啡粉中的部分挥发性成分, 同时达到湿润咖啡粉的 作用, 以及达到将浸泡的溶液温度提前加热到 67— 85 °C (不同的咖啡因含 量); 混合蒸汽从咖啡室的下部管道 6排出, 进入咖啡饮料容器 7, 咖啡饮 料容器 7内有水, 这些混合蒸汽就会直接溶入到水中, 形成含有这些挥发 性成分的溶液, 由于水温比较低, 水蒸气和挥发性成分会直接溶解, 而不 会形成气体排出。
然后,通过泵 8将温水进入到咖啡粉容器 4内对咖啡粉进行浸泡 20秒 一一 1分钟;
再用蒸汽将浸泡好的咖啡液排出到咖啡饮料容 器 7中, 同时对咖啡粉 进行二次升华, 提取剩余的挥发性脂肪成分, 同时也对排出的咖啡饮料进 行加热, 待咖啡饮料达到 85 °C以下时停止工作, 完成全部的制作过程。
原理: 咖啡粉升华时由于蒸汽的水量比较少, 难于溶解咖啡因, 而蒸 汽的温度由于达不到咖啡因的升华温度 178°C, 故咖啡因在升华时难于进 行提取; 浸泡时, 由于温度比较低, 对于咖啡因的溶解是在低效段, 因此 对于咖啡因的溶解量也比较少, 故制作出来的咖啡饮料中咖啡因的含量就 比较少。
经过测试,在 32度制取的咖啡饮料,其口味观感不变的情况 可以有 效地降低咖啡因含量 30%-49%, 达到良好的效果。
实施例二:
将方案一中的上部进水改为下部进水, 目的是增减水对于咖啡粉的反 向冲击, 可以加大溶取效果, 如图 3所示, 其中: 1、 蒸汽发生器; 2、 管 道; 3、 管道; 4、 咖啡粉容器; 5、 管道; 6、 管道、 7、 咖啡饮料容器、 8、 泵; 9、 第一单向阀; 10、 第二单向阀。 可见, 本例中增加了两个单向阀 9、 10, 咖啡粉容器 4的进出水口也 改到下部了, 通过控制泵 8的运转方向, 控制清水从咖啡饮料容器 7中上 升到咖啡粉容器 4中, 或者控制制成的咖啡饮料从咖啡粉容器 4排出到咖 啡饮料容器 7。 由于是单向阀, 清水和咖啡饮料分别流经不同的管道, 不 会产生混淆。
实施例三: 如图 4所示, 将上部增加两个电磁阀, 可以使得萃取室内 产生负压将水从下部反吸回咖啡粉容器, 进行溶解, 也是反冲, 可以节省 水泵和单向阀, 图 4中: 1、 蒸汽发生器; 11、 第一阀门; 3、 管道; 4、 咖 啡粉容器; 12、 第二阀门; 6、 管道、 7、 咖啡饮料容器、 8、 泵。
本例中是用电磁阀 11、 12控制蒸汽以及大气压的通断,从而在需要升 华时向咖啡粉容器 4输入蒸汽; 而在需要溶取时使咖啡粉容器 4与蒸汽发 生器 1和大气压均不相通, 随着温度的降低, 咖啡粉容器 4中产生负压, 将温水吸入到咖啡粉容器 4中; 又在咖啡制成后, 使咖啡粉容器 4与大气 压相通, 从而将咖啡饮料排入到咖啡饮料容器 7中。
综上所述, 由于咖啡的口感: 苦、 酸、 涩、 甘主要来自水溶性成分, 香味来自挥发性脂肪成分, 将挥发性成分采用升华方法取得, 水溶性成分 采用溶取方法取得, 采用水溶解蒸汽的方法收集挥发性成分, 而再采用含 有挥发性成分的溶液去溶取水溶性成分, 就会得到一杯口感与香味俱全的 咖啡饮料。 由于咖啡因的提取主要是高温溶取, 因此将咖啡中的咖啡因采 用低温浸泡溶取, 这样根据咖啡因的特性, 可以大量的减少咖啡因的溶取 量, 从而减少咖啡因在咖啡饮料中的含量; 由于低温溶取的咖啡饮料无法 溶取足够的挥发性脂肪, 故香味不足, 因此采用升华的方法将咖啡粉中的 挥发性脂肪提取出来, 并将其溶入到咖啡饮料中, 用于提高咖啡的香味; 将上述两种提取方法进行不同的组合提取, 就可以得到一杯又香浓且低咖 本方法可以进行不同的组合, 如先升华再溶取、 或先溶取再升华、 或 前后分开升华, 中间溶取等均可。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发 明所作的进一步详细说明, 不 能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。 对于本发明所属技术领域的 普通技术人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下, 还可以做出若干简单 推演或替换, 都应当视为属于本发明的保护范围。