KR102455975B1 - 추출 시스템 및 음료 추출 프로세스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 프로세스 및 시스템에 관한 것이며, 상기 시스템은: i) 물 입구 라인(water inlet line); ii) 상기 물 입구 라인에 연결되는 물의 유동을 제어하기 위한 수단; iii) 상기 물의 유동을 제어하기 위한 수단의 하류에 연결되고 상기 수단과 연통하는, 미리 정해진 온도로 물을 가열하기 위한 적어도 하나의 물 가열 디바이스(device); iv) 상기 적어도 하나의 물 가열 디바이스의 하류에 연결되고 이 물 가열 디바이스와 연통하는 물 디스펜서(dispenser)─상기 물 디스펜서는 물의 제어가능한 제공을 위한 수단을 포함함─; v) 선택적으로, 상기 물 디스펜서로부터 제공된 물을 수용하도록 배열되는 물 분배 디바이스; vi) 상기 물 디스펜서 또는 상기 물 분배 디바이스로부터 제공된 물을 수용하도록 배열되는 음료 물질 용기; vii) 상기 음료 물질 용기로부터 제공된 음료를 수용하도록 배열되는 음료 용기를 포함하며, 여기서, 상기 시스템에서의 물의 유량은 물 디스펜서에서 미리 정해진 물 온도에 대응하도록 조절된다.
Description
본 발명은 음료, 바람직하게는 필터 커피(filter coffee)와 같은 커피; 또는 차를 추출하기(brewing) 위한 프로세스(process) 및 시스템(system)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 시스템을 세정하는 프로세스(여기서, 자동적인 온도 보정이 상기 세정 동안 수행됨) 및 이러한 시스템을 보정하는 프로세스에 관한 것이다.
다양한 추출 장치들은 추출 물질에 걸쳐 물을 분배시키는(distributing) 방법들을 활용하여 개발되어 있다. 이러한 시스템들 중 일부 시스템에서, 음료의 제조 동안 물을 제공하기 위해 물이 제어가능하게 턴 온 그리고 오프된다(turned on and off). US 4,969,392는 온도-제어되는 용기에 물이 리테이닝되고(retained), 그 결과 물이, 충분한 온도일 때, 추출 프로세스를 시작하기 위해 갈아놓은 커피(ground coffee)에 물이 제공되는 커피 기계에 관한 것이다. 그러나, US 4,969,392는 갈아놓은 커피와의 안정적인 접촉 온도를 제공하기 위해 물의 충분한 온도 제어가 허용되지 않는다. 추출 온도를 제어하기 위한 시도들이 이루어지고 있지만, 추출 프로세스가 안정적인 방식으로 작동될 수 있도록, 물과 커피의 정확한 접촉 온도를 추가적으로 보호할 필요가 있다. 많은 공지된 프로세스들은, 이 프로세스들이 불안정적인 프로세스 조건들을 초래하는 물의 온도의 조절을 거의 일관되게 요구하기 때문에, 충분히 안정적인 것으로 입증되지 않고 있다.
본 발명은 온도 제어가 물과 추출 물질의 정확한 접촉 온도를 보호하는 음료를 추출하기 위한 프로세스 및 시스템을 제공하는 것으로 의도된다. 본 발명의 추가적인 목적은 음료 시스템에서 물의 가열 또는 물의 유동을 연속적으로 그리고 끊임없이 조절하지 않고도 안정적인 프로세스를 제공하는 것이다. 본 발명의 추가적인 목적은 음료를 추출하기 위한 시스템 및 이러한 시스템을 세정하고 보정하는 프로세스를 제공하는 것이다.
본 발명은 음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 프로세스 관한 것이며, 상기 시스템은:
i) 물 입구 라인(water inlet line),
ii) 상기 물 입구 라인에 연결되는 물의 유동을 제어하기 위한 수단,
iii) 상기 물의 유동을 제어하기 위한 수단의 하류에 연결되고 상기 수단과 연통하는, 미리 정해진 온도로 물을 가열하기 위한 적어도 하나의 물 가열 디바이스(device),
iv) 상기 적어도 하나의 물 가열 디바이스의 하류에 연결되고 상기 물 가열 디바이스와 연통하는 물 디스펜서(dispenser)─상기 물 디스펜서는 물의 제어가능한 제공(dispense)을 위한 수단을 포함함─,
v) 선택적으로, 상기 물 디스펜서로부터 제공된 물을 수용하도록 배열되는 물 분배 디바이스,
vi) 상기 물 디스펜서 또는 상기 물 분배 디바이스로부터 제공된 물을 수용하도록 배열되는 음료 물질(beverage substance) 용기,
vii) 상기 음료 물질 용기로부터 제공된 음료를 수용하도록 배열되는 음료 용기를 포함하며,
여기서, 상기 시스템에서의 물의 유량은 물 디스펜서에서 미리 정해진 물 온도에 대응하도록 조절된다.
용어 “음료”는, 예컨대 차, 허브들, 커피뿐만 아니라 다른 물질들 및 음료들 또는 음식 물질들의 임의의 다른 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 일 실시예에 따라, 추출 물질은 커피 또는 차, 바람직하게는 필터 커피이다. 커피 및 차의 유형들은 시판중인 것들 중 임의의 유형일 수 있다. 일 실시예에 따라, 수동 세팅들(manual settings) 또는 사전프로그래밍된 레시피들(preprogrammed recipes)을 포함하는 시스템의 세팅들은, 이의 적합한 맛 특성들을 조절하도록 추출될 커피 또는 차의 유형에 따라 선택될 수 있다.
용어 “물 디스펜서(water dispenser)”는, 특정의 시간 기간 동안 물을 누적할 수 있으며, 이에 의해 예컨대, 추출 사이클들 전에 또는 추출 사이클들 사이에서 물의 사전 습윤(pre-wetting) 처리 또는 물의 플러싱(flushing)을 위한 상기 물의 제공 전에 물 용기 또는 저장소로서 기능하는 임의의 디스펜서를 포함하는 것으로 의도된다. 일 실시예에 따라, 물 디스펜서에는 물의 제공을 제어하기 위한 수단, 예컨대 밸브가 설비된다. 따라서, 물은 상기 디스펜서에 특정의 시간 기간 동안 누적될 수 있거나, 예컨대, 디스펜서를 통해 물의 유동을 조절하는 상기 밸브의 세팅에 따라 디스펜서를 통해 연속적으로 통과할 수 있다. 바람직하게는, 물의 제공을 유지하고 제어하기 위한 상기 수단은 제어기에 커플링된다. 바람직하게는, 제어기는 추출 프로세스 동안 물 디스펜서로부터의 물의 제공을 제어하도록 레시피 또는 세팅들로 사전프로그래밍될 수 있다.
용어 “추출 사이클(brewing cycle)”은, 물 디스펜서 등에서 물의 온도를 포함하는 사전규정된 프로세스 조건들에서 물 디스펜서를 통과하는 특정 체적의 물이 추출 물질, 예컨대 커피에 걸쳐 제공되는 시간의 기간으로서 규정된다. 디스펜서에서의 물의 온도는 추출 프로세스를 위해 더없이 중요한데, 왜냐하면 이러한 온도가 필터에서 예를 들어, 커피를 포함하는 음료 물질 용기에서, 동일한 것으로 추정될 수 있기 때문이다. 물과 커피 사이의 접촉 온도가 바람직하게는, 80 ℃ 내지 96 ℃, 예를 들어 85 ℃ 내지 96 ℃ 또는 90 ℃ 내지 96 ℃, 또는 92 ℃ 내지 96 ℃의 범위에 있으며, 물질 용기에서보다 측정하기에 용이한 디스펜서에서의 온도의 제어는 이러한 이유로 중요하다.
용어들 “사전 습윤” 및 “플러싱”은 추출 사이클을 시작하기 전에 음료 물질 상에 물을 제공하는 것(이에 의해, 음료 물질은 사전 습윤됨; 또는 추출 사이클들 중간에 음료 물질을 플러싱함)을 의미한다. 전형적으로, 사전 습윤 및 플러싱은 디스펜서에 저장되는 누적된 미리 정해진 체적, 예를 들어 음료 물질에 걸친 전체적인 추출을 위해 사용되는 물의 총 체적에 대한 0 체적% 내지 15 체적%, 예를 들어, 1 체적% 내지 15 체적% 또는 5 체적% 내지 15 체적%의 물을 제공함으로써 수행된다. 플러싱이 추출 프로세스 동안 언제라도 수행될 수 있지만, 사전 습윤 작동은, 임의의 추출 사이클이 음료 물질을 습윤시키도록 시작되기 전에, 처음에 야기된다. 물의 사전 습윤 또는 플러싱하는 경우의 하나의 이점은, 보통 음료 물질의 증가된 침출(leaching)을 불러일으키는 처음 단계를 포함하는 전체 추출 프로세스 동안, 물 및 음료 물질의 안정적인 접촉 온도를 제공하는 것이다. 물의 사전 습윤 또는 플러싱하는 경우의 다른 이점은, 전 세계 바리스타들에 의해 실행되는 소위 푸어 오버 기법(pour over technique)을 시뮬레이션하는(simulate) 것일 수 있다.
일 실시예에 따라, 시스템은 적어도 하나의 제어기를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 하나의 단일 제어기가 추출 프로세스에서 모든 매개변수들을 제어한다.
일 실시예에 따라, 물 가열 디바이스는 시스템 내로 도입되는 물에 실질적으로 일정한 양의 열을 전달하도록 제어된다. 실질적으로 일정한 열의 전달을 유지함으로써, 보다 많이 제어되고 안정적인 프로세스가 제공될 수 있다. 바람직하게는, 물의 유량은 추출 프로세스 동안 그 계산된 세트-포인트(set-point)로부터 10%까지, 바람직하게는 5%까지, 그리고 가장 바람직하게는 1%까지 변동시킬 수 있다. 물의 가열을 실질적으로 일정하게 유지함으로써, 물 디스펜서로의 물의 안정적인 유동을 가능하게 하는 보다 안정적인 프로세스가 획득될 수 있다. 일 실시예에 따라, 센서, 예를 들어, 온도 센서가 물로의 열의 전달을 모니터링하고 측정하도록 물 가열 디바이스에 배열된다. 센서는 물 온도의 변화를 제어하는 제어기에 커플링될 수 있다.
일 실시예에 따라, 적어도 2개의 물 가열 디바이스들이 직렬로 연결된다. 바람직하게는, 상기 적어도 2개의 물 가열 디바이스들 각각에는 제어기에 커플링되어 온도를 측정하는 센서가 설비된다.
가열의 정도는 시스템에서 프로세싱될 물의 체적에 따라 적응될 수 있다. 따라서, 가열의 변경은 예컨대, 추출될 음료의 체적에 따라 적용될 수 있다. 물은 물 입구 라인을 통해 시스템에 도입된다. 일 실시예에 따라, 상기 유동을 제어하기 위한 수단은, 유량계 및 시스템, 예컨대 펌프를 통해 물을 인도하기(driving) 위한 수단을 포함한다. 일 실시예에 따라, 물의 유동을 제어하기 위한 수단은, 바람직하게는, 펌프 기계에 의해 펌핑함으로써 타이밍(timing), 유량, 물의 온도 및 물을 인도하거나 이동시키는 다른 특성들을 제어한다. 일 실시예에 따라, 펌프 기계는 물 입구 라인으로부터 추출 물질 용기로 물을 이동시키는 데 현재 이용가능한 것들 중 임의의 기계일 수 있다.
일 실시예에 따라, 펌프의 인도 디바이스는, 예컨대 기어 펌프, 피스톤 펌프, 벨로우즈(bellows) 펌프, 웨이브(wave) 펌프, 정량(peristaltic) 펌프, 또는 물 입구 라인으로부터 물을 이동시킬 수 있는 임의의 다른 인도 디바이스로서 구체화될 수 있다. 일 실시예에 따라, 추출 시스템은 바람직하게는, 저장소, 용기, 탱크 또는 다른 물 소스(source)에 연결되는 물 입구 라인으로부터 음료 물질 용기로 물을 인도하거나 이동시키기 위해 펌프, 바람직하게는 공기 펌프 시스템을 포함한다. 일 실시예에 따라, 물 입구 라인은 가압되거나 가압되지 않은 물 소스와 연통한다. 예를 들어, 용기 및/또는 탱크는 물을 시스템에 공급하도록 상기 물 입구 라인에 대해 상류에 연결될 수 있다. 일 실시예에 따라, 기포들(air bubbles)을 감소시키거나 제거하기 위한 디바이스, 예컨대 공기 차단기(air breaker)가 물의 유동을 제어하기 위한 수단의 상류에 배열된다. 일 실시예에 따라, 제어기는 상기 물의 유동을 제어하기 위한 수단으로부터 입력 데이터를 통신하고 수신하도록 배열된다. 일 실시예에 따라, 제어기는 적합하게는, 상기 물 입구 라인에, 상기 적어도 하나의 물 가열 디바이스에, 그리고/또는 상기 물 디스펜서에 온도 센서들을 배열함으로써, 온도 데이터를 수신하도록 커플링된다. 일 실시예에 따라, 상기 미리 정해진 온도(물 디스펜서에서의 온도, 예컨대 80 ℃ 내지 96 ℃에 대응함)는,
i) 적어도 상기 물 입구 라인으로부터 제어기로 온도 데이터를 입력함으로써; 그리고
ii.a) 물 디스펜서에서 상기 미리 정해진 온도를 초래하는 물의 유량을 계산함으로써; 또는
ii.b) 룩-업 테이블(look-up table)을 참고하는 것에 의해 물의 유량을 결정함으로써 제어된다.
ii.a)를 고려하여, 물 디스펜서에서의 미리 정해진 온도를 성취하는 데 필요한 유량의 계산은, 시스템을 보정함으로써 이루어진다는 것에 유의해야 한다. 시스템의 보정은, 물 입구 라인에서의 온도, 물 디스펜서에서의 물 온도(시스템이 작동할 때 미리 정해진 온도임), 및 물 유동을 수동으로 측정함으로써 (예를 들어, 시스템을 통해 추출 프로세스를 수행하거나 물을 흐르게 하면서(running)) 수행될 수 있다. 물 유동은 임의의 유량계에 의해 측정될 수 있다. 상기 측정들을 실행함으로써, 가열 디바이스의 열 전달이 계산될 수 있다. 이제, 입구 온도, 가열 디바이스에 의한 계산된 열 전달, 및 물 디스펜서에서의 (요망되는) 미리 정해진 온도(또는 목표 온도), 예컨대 96 ℃가 부여되면, 96 ℃를 획득하기 위해 필요한 유량이 제어기에 의해 계산되고 제어될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따라, 음료를 추출하는 프로세스는, 물 가열 디바이스 내로 유동하는 물의 온도를 제어함으로써 물 디스펜서에서의 온도의 보정에 기초한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 물 디스펜서에서 측정된 물의 온도(미리 정해진 목표 온도와 상이한 경우)는 후속되는 추출을 위해 상기 온도를 조절하는 데 사용된다.
일 실시예에 따라, 미리 정해진 온도는 약 70 ℃ 내지 110 ℃, 바람직하게는 약 85 ℃ 내지 99 ℃ 또는 80 ℃ 내지 96 ℃, 또는 가장 바람직하게는 약 92 ℃ 내지 약 96 ℃의 범위에 있다. 일 실시예에 따라, 물 디스펜서는 상기 디스펜서로 증기(steam)를 도입함으로써 예열된다. 이러한 방식으로 물 디스펜서를 예열함으로써, 물 디스펜서에 도입되는 제1 물의 온도는 제공하기 전에 본질적으로 냉각되지 않을 것이다. 일 실시예에 따라, 이러한 예열은, 상기 증기를 발생시키기 위해 약 100 ℃로 또는 100 ℃ 초과로, 예컨대 약 110 ℃까지 물 가열 디바이스에서 물을 가열함으로써 달성될 수 있다. 미리 정해진 온도는, 바람직하게는 물이 제공되는 지점에 근접한, 예컨대, 바람직하게는, 제어기에 의해 제어되는 밸브 또는 다른 개구에 근접하는 물 디스펜서에서 측정된다.
제어기에 의해, 다양한 세팅들 및 사전프로그래밍되는 레시피들이 제공될 수 있다. 이는, 예를 들어, 상이한 온도들 및 유량들로 수행되는 추출 사이클들의 조합이 커피의 특성들에 영향을 주도록 수행될 수 있다는 것을 의미한다. 일 실시예에 따라, 다음의 세팅들:
i) 음료 물질의 사전 습윤 작동은 음료 물질 상에 미리 정해진 체적을 제공하기 이전에 상기 물 디스펜서에서 미리 정해진 체적의 물을 누적함으로써 수행되는 것;
ii) 복수의 추출 사이클들이 상이한 온도들로 수행되는 것;
iii) 미리 정해진 체적의 물이 음료 물질 상에 상기 체적을 제공하기 전에 적어도 2개의 추출 사이클들 중간에 물 디스펜서에서 누적되는 것; 중 어느 하나가 선택된다.
본 발명은 추가적으로, 추출을 위한 시스템에 관한 것이며, 이 시스템은:
i) 물 입구 라인,
ii) 상기 물 입구 라인에 연결되는 물의 유동을 제어하기 위한 수단,
iii) 상기 물의 유동을 제어하기 위한 수단의 하류에 연결되고 상기 수단과 연통하는, 미리 정해진 온도로 물을 가열하기 위한 적어도 하나의 물 가열 디바이스,
iv) 상기 적어도 하나의 물 가열 디바이스의 하류에 연결되고 상기 물 가열 디바이스와 연통하는 물 디스펜서(dispenser)─상기 물 디스펜서는 물의 제어가능한 제공을 위한 수단을 포함함─,
v) 선택적으로, 상기 물 디스펜서로부터 제공된 물을 수용하도록 배열되는 물 분배 디바이스,
vi) 상기 물 디스펜서 또는 상기 물 분배 디바이스로부터 제공된 물을 수용하도록 배열되는 음료 물질 용기,
vii) 상기 음료 물질 용기로부터 제공된 음료를 수용하도록 배열되는 음료 용기, 및
viii) i) 상기 물 입구 라인, 상기 적어도 하나의 물 가열 디바이스, 및 상기 물 디스펜서로부터 온도 데이터를 수용하고, 그리고 ii) 상기 적어도 하나의 물 가열 디바이스의 전력 공급을 제어하고, 그리고 iii) 상기 물 디스펜서에 미리 정해진 물 온도를 초래하는 물의 유량을 제어하기 위한, 수단을 포함하는 제어기를 포함한다.
일 실시예에 따라, 미리 정해진 물 온도를 실질적으로 일정하게 유지하기 위해, 상기 적어도 하나의 물 가열 디바이스에 의한 열의 전달을 위해 유량이 조절된다. 이러한 조절은, 상기 적어도 하나의 가열 디바이스에서 다양한 이유들로 인해 일어날 수 있는 열 전달의 변화들로부터 입력 데이터를 수신하는 제어기에 의해 제어될 수 있다. 일 실시예에 따라, 가열 디바이스의 물의 온도가 감소되며, 그리고 온도의 이러한 변화가 제어기에 의해 수신된다면, 물의 유량은 물 디스펜서의 미리 정해진 온도를 유지하도록 조절된다. 대안적으로, 일 실시예에 따라, 가열 디바이스의 전력은 요망되는 미리 정해진 온도에 대응하여 열을 전달하도록 조절된다. 일 실시예에 따라, 물 소스는, 본원에서 추가적으로 설명되는 바와 같이 상기 물 입구 라인에 대해 상류에 연결된다. 일 실시예에 따라, 자동적인 온도 보정은, 시스템이 작동 중이거나 세정 프로그램 동안, 연속적으로 수행된다.
상기 적어도 하나의 가열 디바이스에 의해 전달되는 열은, 예컨대, 주변 온도, 즉 예컨대 시스템이 작동 중인 실내의 온도, 전력 입력, 및 물 가열 디바이스에서의 석회 퇴적물들(lime deposits)에 따라 소정의 시간에 걸쳐 변할 수 있다. 이러한 매개변수들이 변할 때, 보정이 충분히 양호하게 제어되는 시스템을 제공하기 위해 적합한 지점들에서 소정의 시간 내에 또는 연속적으로 수행될 필요가 있다. 바람직하게는, 자동적인 온도 보정은, 물 디스펜서에서의 온도가 그 세트 포인트(set-point)(즉, 초기 보정에 따라야 하는 미리 정해진 온도)를 약 2 ℃만큼, 바람직하게는 약 1 ℃만큼 초과하거나 미만으로 상이할 때 수행되어야 한다. 일 실시예에 따라, 입구 온도, 미리 정해진 온도, 및 물 가열 디바이스의 매개변수들 중 적어도 하나의 매개변수가 제어기에 의해 연속적으로 제어된다. 일 실시예에 따라, 물 디스펜서는 물 분배 요소, 바람직하게는 물 분배 헤드(water distribution head), 예컨대 스프레이 헤드(spray head)에 연결된다. 스프레이 헤드와 같은 물 분배 요소는, 전체 음료 물질에 걸쳐 물의 유동을 분배하도록 균질한 그리고/또는 균일한 방식으로 물을 음료 물질 용기에 적합하게 운반할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제어기는 바람직하게는, 제어 기구와 연관된다. 일 실시예에 따라, 제어기는 물을 제공하기 위한 수단 및 온도 센서들, 제어 밸브 또는 물 디스펜서에 포함되는 유사한 수단; 상기 적어도 하나의 물 가열 디바이스, 및 상기 물의 유동을 제어하기 위한 수단을 포함하는 추출 시스템의 다양한 부품들에 커플링된다. 제어기는 전자 제어 디바이스, 예컨대 마이크로컨트롤러(microcontroller), 디지털 신호 프로세서 또는 다른 프로그램가능한 전자기기, 예컨대 FPGA, ASIC, 및 요망되는 기능들을 수행하는 다른 유형들의 컴퓨터 또는 로직 회로들뿐만 아니라 특수화된 회로소자 또는 컴포넌트들에 의해 구체화될 수 있다. 일 실시예에 따라, 제어기는 사용자에 의한 추출 시스템의 제어를 용이하게 하는 제어 기구에 커플링된다. 일 실시예에 따라, 제어 기구는, 바람직하게는 사용자가 추출 시스템에 의해 제조되는 음료의 특성들을 제어하는 것을, 예를 들어 각각의 추출 사이클을 위한 시간의 기간(그 시간의 기간 동안, 물은 음료 물질 용기에 제공되지 않음) 및 물 디스펜서로부터 제공되는 물의 온도를 조절하는 것을 허용하는 제어 인터페이스(interface)를 포함한다. 이에 의해, 사용자는 제어 인터페이스에 의해 음료의 특성들(예컨대, 농도(strength), 향(flavour)) 및 음료 시스템에 의해 제조되는 음료의 추출 특성들을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라, 제어 인터페이스는 LED, LCD, 강도 변경 광(intensity changing light)과 같은 디스플레이(display) 오디오(audio) 또는 다른 디스플레이 및 수동으로 제어가능한 스위치들(switches)을 포함한다. 일 실시예에 따라, 디바이스는 제어 인터페이스를 구체화하기 위해 제어기에 커플링되는 판독기 입력 디바이스(reader input device)와 연계하여 사용될 수 있다. 판독기 입력 디바이스는 광학 판독기, 예컨대 바 코드(bar code) 또는 QR Code(quick response code) 판독기 또는 전자기 입력 판독기, 예컨대 무선 통신 유닛(wireless communication unit)일 수 있다. 무선 통신 유닛들의 예들은 WiFi 또는 다른 무선 통신 프로토콜(protocol)에 의한 블루투스(Bluetooth), RFID일 수 있다. 일 실시예에 따라, 제어 기구는 독립적으로 제어되거나, "하프(half)([1/2]) 포트(pot)", "풀 포트(full pot)", "싱글 컵(single cup)”과 같은 제어 인터페이스, 또는 예를 들어, 약 1 ㎖내지 1000 ㎖, 예를 들어 50 ㎖ 내지 500 ㎖ 또는 50 ㎖ 내지 100 ㎖의 범위를 가지고 제조되는 음료의 체적과 연계하여 제어되는 다른 세팅들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 추출 물질 용기는, 예를 들어, 드립 커피 메이커(drip coffee maker), 포드(pod) 또는 카트리지(cartridge)에서 추출된 음료들을 리테이닝하기(retaining) 위한 추출 깔때기(brewing funnel)일 수 있다. 시스템은, 예컨대, 싱글 컵 또는 “포드” 리테이닝 디바이스에 의해 상기 깔때기를 수용하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따라, 물이 제공되지 않는 시간에서의 간격들은, 추출 물질을 물로 적시고(steep) 포화시키는 데 사용된다. 이는 추출된 음료를 생성하기 위해 음료 물질로부터 향미제들(flavorings), 오일들(oils), 예를 들어 사전 습윤 작동 동안 플러싱될(flushed) 수 있는 가용성인 다른 입자상 물질의 양을 증가시킬 수 있다. 일 실시예에 따라, 임의의 수의 추출 사이클들이 레시피로서 사전프로그래밍될 수 있거나 시스템과 함께 사용될 커피의 선호도들, 유형들 및 양들뿐만 아니라 다른 기준에 기초하여 제어기에 수동으로 입력될 수 있다.
또한, 본 발명은, 시스템의 세정 프로그램을 수행하는 방법에 관한 것이며, 여기서 자동적인 온도 보정이 상기 세정 프로그램 동안 수행된다. 추가적으로, 본 발명은 물 가열 디바이스, 바람직하게는 본원에서 규정된 바와 같은 상기 적어도 하나의 물 가열 디바이스, 또는 물 디스펜서, 바람직하게는 본원에서 규정된 바와 같은 물 디스펜서의 출구에서 미리 정해진 물의 온도에 영향을 주는 내부 및/또는 외부 매개변수들을 연속적으로 모니터링하는 것을 포함하는 음료를 추출하기 위한 시스템을 보정하기 위한 프로세스에 관한 것이며, 여기서 상기 요망되는 온도로부터의 미리 정해진 편차는 예를 들어, 미리 정해진 (그리고 요망되는) 온도에 도달하기 위해 온도를 재조절하도록 온도를 수동으로 조절할 수 있는 조작자 또는 제어 유닛으로 신호를 송신함으로써 온도의 조절을 가능하게 하도록 연속적으로 제어된다. 예를 들어, 온도가 미리 정해진 온도로부터 적어도 1도 또는 예를 들어 2도만큼 벗어난 경우, 신호가 전송될 수 있다.
일 실시예에 따라, "연속적으로 모니터링하는 것"이라는 용어는 시간에 걸쳐, 예를 들어 매일마다, 바람직하게는 매 시간마다 또는, 더 바람직하게는 매 분마다 또는 매 초마다의 규칙적인 모니터링을 의미한다. 일 실시예에 따라, 물 가열 디바이스의 출구에서 요망되는 온도, 목표 온도는 80 ℃ 내지 96 ℃, 예를 들어 90 ℃ 내지 96 ℃ 또는 92 ℃ 내지 96 ℃의 범위에 있다. 일 실시예에 따라, 요망되는 온도는 80 ℃ 내지 90 ℃, 예를 들어 80 ℃ 내지 88 ℃, 또는 80 ℃ 내지 86 ℃의 범위에 있다. 용어 "외부 매개변수”는, 음료를 추출하기 위한 시스템 외측에서의 매개변수, 예를 들어, 시스템에 대한 전력의 입력, 요망되는 온도에 영향을 줄 수 있는 주위 온도 등을 의미한다. 용어 "내부 매개변수"는, 시스템 내측에서 조절될 수 있는 매개변수, 예를 들어, 가열 디바이스에서 물의 리텐션(retention) 시간에 영향을 주는 물 가열 디바이스를 통한 물의 유량 및 그에 따른 가열 디바이스의 출구에서 요망되는 물의 온도를 의미한다. 스케일(scale)의 형성은 열 전달 및 요망되는 온도로부터의 편차에 영향을 주는 시스템 내측에서의 다른 내부 매개변수이다.
일 실시예에 따라, 프로세스는 외부 매개변수의 변화, 예를 들어 물 가열 디바이스에 대한 전압 및/또는 전류의 입력에 따라 온도를 조절함으로써 보정된다. 일 실시예에 따라, 프로세스는, 예를 들어, 물 가열 디바이스에서 열 전달 요소들 상의 스케일링으로 인한 내부 매개변수의 변화에 따라 온도를 조절함으로써 보정된다.
일 실시예에 따라, 본원에서 그리고 독립항들에서 규정된 바와 같은 음료를 추출하기 위한 시스템이 보정된다. 따라서, 본원에서 그리고 독립항들에서 규정된 바와 같은 프로세스는 상기 보정 프로세스에 의해 보정될 수 있다.
도 1은 시스템 및 입구 밸브(A)를 통과하는 물의 유동 그리고 계속해서 물의 기포들의 양을 제거하거나 적어도 감소시키는 선택적 공기 차단기(breaker)(B)를 예시한다.
도 1은 시스템 및 입구 밸브(A)를 통과하는 물의 유동 그리고 계속해서 물의 기포들의 양을 제거하거나 적어도 감소시키는 선택적 공기 차단기(breaker)(B)를 예시한다. 입구 온도 센서(C)는 (여기서, 온도를 결정하기 위한 대응 센서들(H 및 I)이 장착되는 가열 블록들(F 및 G)에 의해 예시되는) 물 가열 디바이스 내로 진입하는 물의 입구 온도를 결정하기 위해 공기 차단기(또는 물 가열 디바이스의 상류의 어느 곳이나)에 장착된다. 센서들(C, H 및 I)은 센서들이 온도 입력 데이터를 송신하는 제어기(미도시)에 커플링된다. 유동 펄서(pulser)(D) 및 펌프(E)는 가열 블록들(F 및 G)을 포함하는 가열 디바이스의 상류에 배열된다. 바람직하게는, 펄서(D)와 같은 유량계(flow meter) 및 펌프(E)와 같은 물을 이송하기 위한 수단은 물 가열 디바이스의 상류에 배열된다. 유동 펄서 및 펌프는 특히, 온도 센서들로부터의 입력 데이터에 기초하여 물의 유량을 조절할 수 있는 제어기와 통신한다. 물 가열 디바이스로부터 하류에는, 추가의 온도 센서(K)가 장착되는 물 디스펜서(dispenser)(J)가 배열된다. 물 디스펜서(J)의 미리 정해진 온도는, 물 및 필터, 예컨대 커피를 유지시키는 커피 필터가 적합하게 배열될 수 있는 음료 물질 용기(M)에서의 음료 물질의 접촉 온도와 동일한 것으로 또는 적어도 이 접촉 온도에 매우 가까운 것으로 추정될 수 있다. 물 디스펜서(J)에는 밸브(L)가 설비되며, 이 밸브의 하류에, 음료 물질 컨테이터(M)가 배열된다. 밸브(L)는 마찬가지로 이의 개방 및 폐쇄를 가능하게 하도록, 예를 들어, 수동으로 설정되거나 사전프로그래밍된 추출 사이클들의 조작을 가능하게 하기 위해 제어기와 통신하며, 이에 의해 밸브가 수행된 프로그램에 따라 각각 개방되고 폐쇄된다. 물질 용기에서, 물질 용기(M) 아래에 있는 화살표에 존재하는 음료를 제조하도록 뜨거운 물과 추출 물질의 혼합이 실시된다. 본 발명은 이와같이 설명되며, 동일한 것이 다양한 방식들로 변경될 수 있음이 명백할 것이다. 이러한 변경들은 본 발명의 요지 및 범주로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않으며, 그리고 당업자에게 명백할 모든 이러한 수정들은 청구항들의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.
Claims (24)
- 음료 추출 시스템(beverage brewing system)에서 음료를 추출하기 위한 방법으로서,
물 입구 라인(water inlet line)으로 물을 유동시키는 단계;
제어기에 연결된 유량계를 이용하여 상기 물 입구 라인을 통해 유동하는 물의 유량(flow rate)을 측정하는 단계;
상기 제어기가, 상기 물 입구 라인에 연결된 입구 밸브 또는 상기 물 입구 라인에 연결된 물 펌프 중 적어도 하나를 조절함으로써, 상기 물 입구 라인을 통해 유동하는 물의 유량을 제어하는 단계;
상기 제어기에 연결된 입구 온도 센서를 이용하여 상기 물 입구 라인을 통해 유동하는 물의 온도를 측정하는 단계;
상기 물 입구 라인을 통해 유동하는 물의 온도가 측정된 후에, 물의 유동에 일정한 양의 열을 제공하는 적어도 하나의 가열 디바이스 내로 그리고 상기 가열 디바이스를 통하여 상기 물 입구 라인으로부터 물을 유동시켜서 상기 적어도 하나의 가열 디바이스를 빠져나가는 가열된 물의 유동을 형성하는 단계;
상기 제어기에 연결된 추가 온도 센서에 의해 상기 가열된 물의 유동의 최종 온도를 측정하는 단계;
상기 제어기가, 상기 입구 온도 센서로부터 판독된 온도 및 상기 적어도 하나의 가열 디바이스에 의해 제공되는 일정한 양의 열에 기초하여 상기 가열된 물의 유동의 미리 정해진 온도를 제공하기 위해, 상기 적어도 하나의 가열 디바이스를 통한 물의 가열 유량을 결정하는 단계;
상기 제어기가, 상기 적어도 하나의 가열 디바이스를 통한 물의 유동의 유량을 상기 가열된 물의 유동의 상기 미리 정해진 온도를 제공하는 상기 가열 유량으로 조절하기 위해, 상기 물 입구 라인을 통한 물의 유량을 조절하는 단계;
상기 가열된 물의 유동으로 음료를 추출하는 단계; 및
시스템으로부터 음료를 제공하는 단계를 포함하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가열 디바이스에 대한 전력 공급을 실질적으로 일정한 레벨(level)로 유지하는 단계를 더 포함하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 미리 정해진 온도를 초래하는 물의 가열 유량을 계산하거나 룩-업 테이블(look-up table)을 참고하는 것에 의해 물의 가열 유량을 결정함으로써, 상기 미리 정해진 온도를 결정하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 미리 정해진 온도는 80 ℃ 내지 96 ℃의 범위인,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제1 항에 있어서,
다음의 세팅들(settings):
i) 음료 물질의 사전 습윤(pre-wetting) 작동은, 물 디스펜서에 미리 정해진 체적의 가열된 물을 저장하고 후속하여 상기 음료를 추출하기 위해 음료 물질 상에 상기 미리 정해진 체적을 제공(dispense)함으로써 수행되는 것;
ii) 복수의 추출 사이클들이 상이한 온도들로 수행되는 것; 중 적어도 하나가 선택되는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 물 입구 라인은 가압되거나 가압되지 않은 물 소스(source)와 연통하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제1 항에 있어서,
용기(container)는 상기 물 입구 라인에 대해 상류에 연결되는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 음료는 커피 또는 차인,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 물 입구 라인에 연결되는 상기 입구 밸브를 조절함으로써, 상기 물 입구 라인을 통해 유동하는 물의 유량을 제어하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 물 입구 라인에 연결된 물 펌프를 조절함으로써, 상기 물 입구 라인을 통해 유동하는 물의 유량을 제어하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 물의 유량은 계산된 세트-포인트(set-point)로부터 최대 1%까지 변동하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 추가 온도 센서에 의해 상기 가열된 물의 측정된 최종 온도는 제1 추출 프로세스에서 미리 정해진 온도와 상이하고, 후속 추출 프로세스를 위한 상기 제어기는, 후속 추출 프로세스를 위한 상기 가열된 물의 최종 온도가 상기 미리 정해진 온도와 일치되도록, 물의 새로운 유량을 계산하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. . - 음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법으로서,
물 입구 라인으로 물을 유동시키는 단계;
제어기에 연결된 유량계를 이용하여 상기 물 입구 라인을 통해 유동하는 물의 유량을 측정하는 단계;
상기 제어기가, 상기 물 입구 라인에 연결된 물 펌프를 조절함으로써, 상기 물 입구 라인을 통해 유동하는 물의 유량을 제어하는 단계;
상기 제어기에 연결된 입구 온도 센서를 이용하여 상기 물 입구 라인을 통해 유동하는 물의 온도를 측정하는 단계;
상기 물 입구 라인을 통해 유동하는 물의 온도가 측정된 후에, 물의 유동에 일정한 양의 열을 제공하는 적어도 하나의 가열 디바이스 내로 그리고 상기 가열 디바이스를 통하여 상기 물 입구 라인으로부터 물을 유동시켜서 가열된 물을 형성하는 단계;
상기 가열된 물을 물 디스펜서(dispenser)로 전달하는 단계;
상기 제어기에 연결된 추가 온도 센서에 의해 상기 물 디스펜서에서 상기 가열된 물의 최종 온도를 측정하는 단계;
상기 제어기가, 상기 입구 온도 센서로부터 판독된 온도 및 상기 적어도 하나의 가열 디바이스에 의해 제공되는 일정한 양의 열에 기초하여 상기 물 디스펜서에서 상기 가열된 물의 미리 정해진 온도를 제공하기 위해, 상기 적어도 하나의 가열 디바이스를 통한 물의 가열 유량을 결정하는 단계;
상기 제어기가, 상기 적어도 하나의 가열 디바이스를 통한 물의 유동의 유량을 상기 물 디스펜서에서 상기 가열된 물의 상기 미리 정해진 온도를 제공하는 상기 가열 유량으로 조절하기 위해, 상기 물 입구 라인을 통한 물의 유량을 조절하는 단계;
상기 가열된 물을 상기 물 디스펜서로부터 음료 물질에 제공하여 음료를 형성하는 단계를 포함하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 물의 유량은 계산된 세트-포인트로부터 최대 1%까지 변동하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 추가 온도 센서에 의해 상기 가열된 물의 측정된 최종 온도는 제1 추출 프로세스에서 미리 정해진 온도와 상이하고, 후속 추출 프로세스를 위한 상기 제어기는, 후속 추출 프로세스를 위한 상기 가열된 물의 최종 온도가 상기 미리 정해진 온도와 일치되도록, 물의 새로운 유량을 계산하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제13 항에 있어서,
사전프로그래밍된 레시피(recipe) 또는 상기 제어기에서 세팅을 선택하는 단계를 더 포함하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 음료를 추출하기 위해 사용되는 물의 1 체적% 내지 15 체적%를 제공함으로써, 추출 사이클을 시작하기 전에 상기 음료 물질을 사전 습윤하는 단계를 더 포함하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가열 디바이스는, 직렬로 연결된 제1 가열 디바이스 및 제2 가열 디바이스를 포함하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 물의 최종 온도가 감소되고 이러한 온도 변화가 상기 제어기에 의해 수신되며, 상기 제어기는 상기 가열 유량을 재계산하고 재계산된 가열 유량으로 상기 물의 유동을 조절하여 상기 미리 정해진 온도를 유지하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 제어기에 연결되는 판독기 입력 디바이스(reader input device)를 더 포함하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제20 항에 있어서,
상기 판독기 입력 디바이스는, 광학 판독기, 바 코드(bar code) 판독기, QR 코드(quick response code) 판독기, 전자기 입력 판독기, 또는 무선 통신 유닛(wireless communication unit) 중 적어도 하나를 포함하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 제어기는 룩-업 테이블(look-up table)을 참고하는 것에 의해 물의 가열 유량을 결정하는,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 미리 정해진 온도는 80 ℃ 내지 96 ℃의 범위인,
음료 추출 시스템에서 음료를 추출하기 위한 방법. - 음료를 추출하기 위한 시스템을 보정하기 위한 방법으로서,
제13 항에 따른 상기 물의 미리 정해진 온도에 영향을 주는 내부 및/또는 외부 매개변수들을 연속적으로 모니터링하는 단계를 포함하고,
상기 미리 정해진 온도로부터 미리 정해진 편차가 상기 미리 정해진 온도를 조절하는 것을 가능하게 하도록 제어되는,
음료를 추출하기 위한 시스템을 보정하기 위한 방법.
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