EP3979882A1 - System und verfahren zur herstellung eines extrakts - Google Patents

System und verfahren zur herstellung eines extrakts

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EP3979882A1
EP3979882A1 EP20732130.8A EP20732130A EP3979882A1 EP 3979882 A1 EP3979882 A1 EP 3979882A1 EP 20732130 A EP20732130 A EP 20732130A EP 3979882 A1 EP3979882 A1 EP 3979882A1
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EP
European Patent Office
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volume flow
pressure
heated
extractant
extraction
Prior art date
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Pending
Application number
EP20732130.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Widmer
Thomas Liebe
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Lrp Ag
Original Assignee
Lrp Ag
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • A47J2202/00—Devices having temperature indicating means

Definitions

  • the present invention relates to a system and a method for producing an extract from an extraction material by means of an extraction agent.
  • the system can include a device for preparing hot beverages, such as coffee, tea,
  • Hot drinks can also be understood to mean other liquid foods that are heated, for example soups, and can be consumed in the form of a drink.
  • a coffee machine which has a boiler which is connected to a water tank, a drip tray, a drain or a dispensing point via a line having a valve and a pump.
  • the valve is at least partially open in the standby state, creating an open
  • Boiler system is obtained.
  • the valve is activated and closed by a control device when a drink is drawn off and hot water is therefore required. As soon as the desired, predefined operating pressure is reached, the valve, which is called
  • pressure-relieving valve is formed so that the operating pressure to
  • Coffee preparation can be supplied to a brewing device for the preparation of a coffee drink.
  • the amount of cold water supplied to the boiler can be determined by means of a flow meter, which is located in the supply line to the boiler between the water tank and the boiler.
  • the use of an open boiler system for stand-by operation as well as volume flow-controlled beverage dispensing have the advantage of reducing energy consumption.
  • the pressure relieved valve also serves as a
  • Safety valve and enables an additional safety valve to be dispensed with.
  • the temperature of the hot water leaving the boiler and the amount of hot water that is provided for preparing the coffee beverage are not regulated in any way.
  • the user has to interrupt the operation of the pump by operating a switch or push button as soon as the coffee drink is ready.
  • the user cannot influence the hot water temperature or the pressure of the hot water that is fed to the brewing device, which means that these parameters remain uncontrolled in a conventional system.
  • the beverages can therefore only be prepared by means of a more or less constant temperature, this temperature depending on the process in the course of the
  • Preparation can decrease or increase in an uncontrolled manner - this depending on the selected device concept.
  • the object of the invention is to provide a system for producing an extract from a
  • the temperature of the extraction agent can be set more precisely.
  • the system and the method can be used to prepare hot beverages, it being possible to regulate the brewing temperature.
  • the object of the invention is also to provide a system for producing an extract from an extraction material by means of an extractant and in a method for producing a To provide extract from an extraction material by means of an extraction agent, by means of which a temperature profile for the extraction agent can be set.
  • the system and the method can be used to prepare hot beverages, it being possible to regulate the brewing process.
  • the object of the invention is achieved by a system according to claim 1.
  • Embodiments relate to what is not necessarily to be understood as a preferred application of the teaching of the invention. Accordingly, the terms “for example”, “preferably” or “preferred” can refer to a plurality of
  • Embodiments and / or embodiments relate.
  • Extraction agent comprises a supply line for a continuous supply of the extraction agent, a heating device, a brewing device, and a
  • Extract collection container contains the extraction material.
  • the supply line is designed to supply the extractant to the heating device.
  • a connection line is provided for the heated extractant from the heating device to the brewing device.
  • the brewing device contains a receiving element for the Extraction material which is permeable to the extraction agent, so that an extract can be obtained by contact of the heated extraction agent with the extraction material.
  • Extract collection container is designed to collect the extract.
  • the supply line or the connecting line contains at least one measuring element and at least one volume flow control element.
  • a control unit is provided which has at least one dosage rule for the heated extractant for the
  • the volume flow control element can be set according to the dosage regulation and monitored via the measuring element.
  • the present system it is possible to precisely set and monitor the quality of the extract by precisely setting the parameters pressure, temperature and flow rate for the entire duration of the extraction process.
  • a large number of dosing regulations can be stored in the control unit. For each of the dosing regulations, the duration of the extraction process, the temperature, the pressure and the volume flow of the extractant are specified so that the extraction process takes place under precisely defined conditions.
  • an opening time of the volume flow control element can be determined from the desired volume flow or the pressure by means of the control unit.
  • the extraction process can thus be set for any desired volume flow.
  • the extraction process can be programmed; it is especially possible to extrapolate an extraction process for a desired volume flow from extraction processes with known volume flows. Therefore, according to a
  • control unit a computing unit, a comparison unit and a memory unit.
  • storage unit contains the dosage instructions, preferably containing a plurality of dosage instructions.
  • the user of the system thus has the option of making a selection from a plurality of previously checked dosage regulations in order to obtain an extract of the desired quality.
  • the dosage regulation can in particular the desired volume flows, pressures and the desired temperatures of the extractant or the heated
  • the volume flow measured value can be compared with the desired value using the comparison unit
  • volume flow can be compared.
  • the measured pressure value can be compared with the desired pressure by means of the comparison unit.
  • a heating regulator can be provided for regulating the heat supply to the heating device.
  • the desired volume flow can be added as a disturbance variable.
  • the measuring element can be designed as a flow measuring device for determining a volume flow measured value or as a pressure measuring device for determining a pressure measured value of the extractant or the heated extractant.
  • the volume flow control element can in particular be designed as a two-way valve, a control valve, a multi-way valve or a pump.
  • the supply line can contain the control valve or the pump.
  • the pump can in particular be designed as a controllable pump.
  • the connecting line can contain the multi-way valve, that is to say that the multi-way valve is arranged in the connecting line according to this embodiment.
  • a flow meter for determining a volume flow rate of the extractant is arranged in the supply line.
  • the supply line contains a control valve.
  • a control unit is provided, the control unit comprising a computing unit, a comparison unit and a memory unit.
  • the memory unit contains a plurality of dosage instructions which the
  • One of the dosage regulations can be selected by means of an input device, which includes the desired volume flow and the desired temperature of the heated extractant.
  • the arithmetic unit can be used to determine the opening time of the control valve from the desired volume flow, whereby the volume flow measured value can be compared with the desired volume flow using the comparison unit, so that the control valve can be set in such a way that the desired volume flow matches the volume flow measured value.
  • the regulating valve can be regulated by the regulating unit in such a way that the regulating valve is closed when the measured volume flow value corresponds to the volume or volume fraction of the heated extractant which is to be supplied to the brewing device.
  • the volume flow can also be several for the preparation of a hot beverage
  • volume partial flows are fed if the preparation is to take place in several phases.
  • the brewing device receives a partial volume flow, which comprises a volume flow component of the volume flow, of the heated one
  • Each of the volume flows of the extractant is fed to the heating device.
  • the corresponding heat demand is calculated for each volume flow.
  • the heating energy required to cover the heat demand is fed to the heating device.
  • the heating energy is determined by the processing unit of the control unit on the basis of the flow rate specified in the dosing specification.
  • the flow rate is understood to mean the volume of the extractant that is required for the production of the extract.
  • the required temperature and flow rate can also be set manually by the user. Alternatively or in addition to this, the
  • the flow rate and the temperature can be preset by the user.
  • the flow rate results from the measured value for the flow rate or the volume flow (e.g. ml / s) times the flow duration t (s).
  • the flow rate therefore corresponds to the volume of the extractant.
  • the temperature required manually for the production of a specific extract and the required flow rate can be stored in the memory unit as a new dosage rule.
  • a plurality of different dosage regulations can be stored in the memory unit, that is to say the temperatures and flow rates for the production of different extracts.
  • the dosage instructions for the production of an extract can also include a plurality of temperatures and / or a plurality of flow rates.
  • a plurality of temperature gradients and / or a plurality of flow gradients can also be required for the production of an extract.
  • Each of the dosage regulations can be linked to a specific extract, that is to say exactly one type of extract can be produced with a specific dosage regulation. The user can select the desired extract from a plurality of extracts by means of the input device and this selection on the input device
  • the user can create a dosage rule, that is to say a data record, for the production of any desired extract by entering the desired temperature and the desired flow rate using the input device and storing this data record in the memory unit.
  • the dosage regimen can be a plurality of
  • the flow rate can be a
  • a plurality of flow subsets so that the brewing device can be supplied to a flow subset in each phase of the extraction process.
  • the primary regulation takes place by regulating the volume flow. If the dosage regulation, for example the recipe for the production of the hot beverage, specifies a flow rate, the volume flow corresponding to this flow rate is set to the setpoint value by means of the primary control circuit, which includes the control valve, the flow meter and the control unit, for example by means of a PID controller.
  • the primary control circuit which includes the control valve, the flow meter and the control unit, for example by means of a PID controller.
  • the secondary control circuit contains a heating controller for the heating device, which can also be designed as a PID controller.
  • a heating controller for the heating device which can also be designed as a PID controller.
  • the volume flow that is now measured i.e. the resulting volume flow set by the control unit, is applied as a disturbance variable, and this heating controller can therefore react very quickly and precisely.
  • the extraction agent can be metered in by supplying a plurality of partial flow rates to the heating device.
  • This dosage has the advantage that only the extractant needed for the next extraction process or for the next sub-step of an extraction process is heated. As a result, only the energy required for heating is required and consumed, so that the energy consumption of the system can be optimized.
  • the temperature can be selected as desired for each volume flow.
  • the temperature can be constant or vary for each volume flow, for example a
  • Temperature gradient can be selected.
  • a temperature gradient includes an increase or decrease in temperature.
  • the temperature be adjustable by means of the input device.
  • the input device can comprise an element from the group of a display device with a touchscreen, a rotary switch, a slide.
  • the flow measuring device can be a
  • digitization unit to convert the volume flow rate measurement into a digital signal.
  • the digital signal from the flowmeter can be transmitted to the control unit wirelessly or via cable.
  • the digital signal can be processed by the control unit.
  • the arithmetic unit can assign an amount of heat to be supplied to this volume flow, which corresponds to the amount of heat to be supplied to the heating device to achieve the desired temperature, to the volume flow measured value of the extraction agent determined by means of the flow meter.
  • the heating device contains a heating means for supplying the amount of heat to the extraction means.
  • the heating device can contain heating elements for heating the extractant. The amount of heat is measured in particular such that the temperature of the heated extraction agent in the brewing device corresponds to the desired temperature.
  • the heating device includes a flow heater.
  • the flow heater makes it possible to heat a defined volume of extraction agent to a desired temperature at any time.
  • the flow rate is determined by the
  • Control of the opening time and the volume flow that flows through the control valve are set.
  • the amount of heat required for the desired temperature can be calculated exactly at any time for the selected flow rate and fed to the instantaneous water heater. This allows very precise temperature control even if the volume flow of the extraction agent is not constant.
  • the extract contains the heated extraction agent and soluble components of the extraction material.
  • the system includes a switching valve.
  • the system includes a bypass line.
  • the volume flow control element can be designed as a switching valve for supplying the extraction agent to the bypass line.
  • the extraction agent can be diverted into the bypass line, which leads past the heating device.
  • the extraction agent is not heated or only heated when the switching valve is in a position which opens the path from the supply line to the bypass line.
  • the switching valve can be designed, for example, as a 3/2 way valve.
  • the brewing device can comprise a pressure vessel.
  • the extraction process can take place at a pressure which is above ambient pressure.
  • the brewing device can contain a distribution element for distributing the extraction agent onto the extraction material.
  • the distribution element can be designed as a shower head.
  • Extraction agent comprises a system containing a supply line for the
  • Extraction means means, a heating device, a brewing device, as well as a
  • Extract collection container the brewing device containing the extraction material.
  • Extraction agent is fed to the heating device via the supply line.
  • the extraction agent is heated in the heater.
  • the heated extraction agent is conducted by means of a connecting line from the heating device to the brewing device, whereby an extract is obtained by contacting the heated extraction agent with the extraction material which contains the extraction agent and soluble components of the extraction material.
  • the extract is collected in the extract collection container.
  • the supply line or the connecting line contain a measuring element and a volume flow control element.
  • a control unit is provided which contains at least one dosage rule for the heated extraction agent for the brewing device.
  • the dosing rule is selected by means of an input device, the volume flow control element being set according to the dosing rule and being monitored via the measuring element.
  • the volume flow of the extraction agent, which is converted into the heated extraction agent by the heating device can be detected by means of a flow measuring device.
  • the pressure of the extraction agent is measured using a pressure measuring device.
  • the volume flow element can in particular contain a control valve, a switching valve, a pump or a multi-way valve.
  • the control unit comprises a computing unit, a comparison unit, and a storage unit.
  • the storage unit can have a plurality of
  • Contain dosage instructions which contain the desired volume flows, pressures and the desired temperatures of the extractant for the preparation of the extract.
  • one of the dosage regulations can be selected, which the desired volume flow or pressure or the desired
  • the volume flow measured value is compared with the desired volume flow or the pressure measured value with the desired pressure with the control unit.
  • the control unit can comprise a computing unit, a comparison unit and a memory unit.
  • the opening time of the control valve is determined from the desired volume flow.
  • the volume flow measured value is compared with the desired volume flow or the pressure measured value with the desired pressure by means of the comparison unit, so that the control valve or the multi-way valve can be set in such a way that the desired volume flow matches the volume flow measured value or the desired pressure matches the pressure measured value.
  • the regulating valve can be regulated by the regulating unit in such a way that the regulating valve is closed when the flow rate of the extractant corresponds to the heated extractant which is supplied to the brewing device.
  • the brewing device has a distribution element for distributing the heated extractant onto the extraction material.
  • the pressure of the heated extractant is increased in the brewing device.
  • part of the extractant is not passed through the heating device.
  • At least part of the extraction agent is fed into a bypass line by actuating a switching valve, which is passed past the heating device to the brewing device or the extract collecting container.
  • the system according to one of the preceding exemplary embodiments can be used to produce a hot beverage.
  • the method according to one of the preceding exemplary embodiments can be used to produce a hot beverage.
  • the invention further comprises a method for regulating the temperature and the duration of a brewing process by means of a system which has a heating device and a
  • Temperature and / or a defined pressure are supplied. The deviations of the temperature of the heated extractant from the target temperature, which is in the
  • Volume flow is a maximum of 1 ml / s.
  • extracts for example hot drinks
  • the system and method described above thus make it possible to produce extracts, for example hot drinks, with a minimal expenditure of energy.
  • the system according to one of the exemplary embodiments does not require a store for the extractant, that is to say, in particular, no extractant tank is required, for example a water tank if the extractant is water. Any connection to a water pipe is sufficient as a water supply for the system.
  • a store for the extractant that is to say, in particular, no extractant tank is required, for example a water tank if the extractant is water. Any connection to a water pipe is sufficient as a water supply for the system.
  • FIG. 1 shows a system according to a first embodiment
  • FIG. 1 shows a system 20 for producing an extract 10 from an extraction material 8 by means of an extraction agent 9, comprising a supply line 14 for the
  • Extraction means 9 a meat device 5, a brewing device 6, and a
  • Extract collection container 11 If the system is to be used to produce a hot beverage, the extractant 9 can be water.
  • the supply line 14 is connected to a water connection 1 for this application.
  • the water connection 1 can be designed as a reservoir, tank or as a water pipe. If necessary, the
  • Water connection 1 contain a water treatment system, for example one
  • the pressure of the extractant 9 in this range is in the range between one and two bar; the pressure can essentially correspond to the pressure that is provided in the water pipe.
  • the supply line 14 is designed to supply the extractant 9 to the heating device 5.
  • the heating device 5 contains heating elements 15 for heating the extractant 9.
  • a temperature measuring device 12 can be provided to determine the temperature prevailing in the heating device 5.
  • the temperature measuring device 12 can comprise a temperature sensor or temperature sensor.
  • a connecting line 17 is provided for the heated extractant 19 from the heating device 5 to the brewing device 6.
  • a temperature measuring device 13 can be arranged in the connecting line 17, preferably directly at the connection of the same to the heating device 5.
  • the brewing device 6 contains the extraction material 8.
  • the brewing device 6 contains a receiving element 16 for the extraction material 8, which is permeable to the heated extractant 19, so that the extract 10 can be obtained by contact of the heated extractant 19 with the extraction material 8.
  • the extract collection container 11 is designed to collect the extract 10.
  • the extract collection container 11 can in particular comprise a cup for receiving a hot beverage.
  • a flow measuring device 18 for determining a measured value for the volume flow of the extractant 9 is arranged in the supply line 14.
  • the flow measuring device 18 can be arranged at any desired position upstream of the heating device 5.
  • the supply line 14 contains a control valve 7. By means of the control valve 7, the
  • the control valve 7 can in particular be designed as a proportional valve.
  • the flow measuring device 18 can be arranged downstream or upstream of the control valve 7.
  • the control valve 7 can also be used for metering the extractant 9 by being closed again after the opening time determined for the addition of a certain flow rate.
  • the opening time is understood here to be a time duration or period in which the control valve 7 is at least partially open so that the extraction agent 9 can flow to the heating device 5.
  • the system 20 contains a control unit 2, by means of which the volume flow of the
  • the control unit 2 comprises a
  • Computing unit 21 Computing unit 21, a comparison unit 22 and a memory unit 23.
  • Storage unit 23 contains a plurality of dosage regulations which contain the desired volume flows and the desired temperatures of the extractant 9 for the production of the extract 10.
  • one of the dosage regulations can be selected which defines the desired volume flow and the desired temperature of the heated
  • Extractant 19 comprises.
  • the desired Volume flow By means of the arithmetic unit 21, the desired Volume flow, the opening time of the control valve 7 can be determined.
  • the volume flow measured value By means of the comparison unit 22, the volume flow measured value can be compared with the desired volume flow, so that the control valve 7 can be set in such a way that the desired volume flow matches the volume flow measured value.
  • the extraction material 8 can be arranged in or on a receiving element 16, which can be designed as a filter, bag or pad for use in preparing a hot beverage.
  • the system can comprise a distribution element 26 for distributing the extraction agent 9 onto the extraction material 8.
  • the distribution element 26 can for example be designed as a shower head. By means of the distribution element 26, the heated extraction agent 9 can be distributed evenly over the extraction material 8. If the distribution element is designed as a filter, for example a paper filter, for an extraction material to provide a hot drink, different turbulences arise in the filter at different flow rates, which enables the extract to develop different flavors.
  • FIG. 2 shows a system according to a second exemplary embodiment, the same reference numerals as in FIG. 1 being used for units, components or elements that are the same or have the same effect. The following only shows the differences from the first
  • FIG. 1 The exemplary embodiment according to FIG. 1 is described; for the rest, reference is made at this point to the description of FIG. 1, which should also apply to the same or identically acting units, components or elements of this exemplary embodiment.
  • the system 20 according to FIG. 2 differs from the system 20 according to FIG. 1 in that it comprises a switching valve 4.
  • the switching valve 4 is arranged in the supply line 14 between the control valve 7 and the heating device 5. As in the present illustration, it can be arranged between the flow measuring device 18 and the heating device 5; according to an exemplary embodiment not shown, it could also be arranged between the control valve 7 and the flow measuring device 18.
  • Switching valve 4 is designed, for example, as a multi-way valve. In a first position of the switching valve 4, the connection between the control valve 7 and the heating device 5 is open, so that the extractant 9 can flow into the heating device 5. In a second position of the switching valve 4, the connection between the control valve 7 and the heating device 5 is closed and instead a connection between the control valve 7 and the extract collection container 11 are opened. This connection is shown as a bypass line 25.
  • At least part of the extractant 19 is not passed through the heating device 5.
  • at least part of the extractant 9 is fed into a bypass line 25, so that the extractant 9 is conducted past the heating device 5 to the extract collection container 11.
  • FIG. 3 shows a system 20 according to a third exemplary embodiment, the same reference symbols being used as in FIG. 1 for units, components or elements that are the same or have the same effect. As a result, only the differences become the first
  • FIG. 1 The exemplary embodiment according to FIG. 1 is described; for the rest, reference is made at this point to the description of FIG. 1, which should also apply to the same or identically acting units, components or elements of this exemplary embodiment.
  • the brewing device 6 comprises a pressure vessel 36.
  • the extraction material 8 is arranged in the interior of this pressure vessel 36 and is shown schematically.
  • a pressure-increasing means for the extraction means 9, for example a pump, can be provided in the supply line 14.
  • the supply line 14, the heating device 5, the connecting line 17 and the brewing device 6 form a closed system, so that, apart from line losses, no pressure losses occur in the system and the pressure of the heated solvent 19 essentially corresponds to that of the
  • Pressure increasing means corresponds to applied pressure.
  • the extraction material 8 can be arranged in or on a receiving element 16 which is used for
  • Preparation of a hot drink can be designed as a portafilter, capsule, bag or pad.
  • the pressure is usually in a pressure range from 6 to 10 bar.
  • the extraction agent 9 can also be metered by means of the control valve 7.
  • the control valve 7 can be controlled by the control unit 2 in such a way that the control valve 7 is closed when the measured value of the volume flow corresponds to the proportion of the heated extractant 19 required in a certain phase of the extraction process that is to be supplied to the brewing device 6.
  • a dosing rule for dosing the extractant 9 can comprise a single phase or a plurality of phases.
  • 4 shows a diagram for a dosage rule according to which the extractant 9 is heated in a single phase.
  • the diagram contains a time axis as the abscissa on which the time t is plotted in seconds (s).
  • the ordinate contains two different quantities, on the one hand the volume flow (ml / s) and on the other hand the temperature (° C).
  • the volume flow is shown with a continuous line, the temperature with a dash-dotted line in order to be able to differentiate the two variables more easily.
  • the volume flow is according to this
  • the area of the volume flow shown as a rectangle corresponds to the flow rate D of the extractant 9.
  • the point in time t0 is dimensioned in such a way that the meat meat device 5 can be heated to the meat temperature T1 before the control valve 7 is opened. As soon as the
  • Meat device 5 has reached the meat temperature T1, that is to say at time t0 in the present illustration, the control valve 7 is opened.
  • the meat temperature Tl remains constant until time tl. If the control valve is closed again at time tl, the meat temperature Tl drops because the meat meat device cools down. A further supply of energy to the meat frying device 5 is no longer necessary, so that no additional energy is required in the standby state.
  • FIG. 5 shows an exemplary example of a dosage rule according to which the extractant 9 is heated in several phases.
  • a first phase which expires in a time segment that lasts from a point in time t0 to t1
  • the first phase which expires in a time segment that lasts from a point in time t0 to t1
  • the flow rate Dl of the extractant 9 is heated to a temperature Tl.
  • a heating phase is provided before the point in time t0, in which the meat frying device 5 is preheated to the temperature required to achieve the temperature T1. If a continuous flow heater is used as the meat device, the temperature of the meat meat device 5 for the continuous flow heater, which is recorded by the temperature measuring device 12, corresponds essentially to the temperature Tl of the heated extractant 19, which is measured by the temperature measuring device 13.
  • a second phase which runs in a period of time that lasts from a point in time t1 to t2, the control valve 7 is closed so that no extractant 9 is used Heating device 5 is passed.
  • the supply of heat to the heating device 5 is also interrupted, so that cooling to temperature T2 takes place in the second phase.
  • the heated extractant 19 is passed to the brewing device 6 during the second phase and comes into contact with the extract 10. If the extract 10 is in the form of a powder or a solid containing pores, the heated extractant 19 fills the pores in the second phase persist between the grains of the powder or that persist in the solid.
  • the extract 10 is moistened by the heated extractant 19 in this second phase.
  • a third phase which runs in a time segment that lasts from a point in time t2 to t3, the control valve 7 is opened again so that a second flow rate D2 of the extractant 9 can be heated to a temperature T2.
  • the temperature T2 differs from the temperature TI. According to this example, the temperature T2 is lower than the temperature TI. According to an exemplary embodiment not shown, the temperature T2 could also be higher than the temperature TI.
  • the volume flow is also smaller than in the first phase.
  • the heat requirement for the heating device 5 is adapted accordingly.
  • the opening time t3-t2 essentially corresponds to the opening time tl-tO; these opening times can also differ from one another.
  • the closing time t2-tl between the opening times can correspond to at least one of the opening times or can differ from the opening times.
  • Heating device 5 is passed.
  • the closing time t4-t3 in this example is shorter than the previous opening time t3-t2. During this short period of time the temperature can remain essentially constant, that is to say it can continue to be at T2.
  • a fifth phase which runs in a time segment that lasts from a point in time t4 to t5, the control valve 7 is opened again, so that a third flow rate D3 of the extractant 9 can be heated to a temperature T2, which during the opening time to a temperature T3 is lowered.
  • the heating thus takes place with a negative temperature gradient.
  • the heated extractant 19 has the temperature T2 at time t4.
  • the heated extractant 19 has the temperature T3.
  • the temperature profile is in the present Example linear, but it could also have a non-linear course.
  • the temperature T3 could also be higher than the temperature T2.
  • the volume flow is also greater than in the third phase.
  • the heat requirement for the heating device 5 is adapted accordingly.
  • the opening time t5-t4 is greater than the opening time tl-t0 in the present example.
  • the control valve 7 is closed so that no extractant 9 is passed to the heating device 5.
  • the closing time t6-t5 in this example is shorter than the previous opening time t5-t4. During this short period of time, the temperature is increased, since a higher temperature is required for the subsequent seventh phase.
  • a seventh phase which takes place in a time segment that lasts from a point in time t6 to t7, the control valve 7 is opened again so that a fourth flow rate D4 of the extractant 9 can be heated to a temperature T4 up to a temperature T5.
  • the temperature is thus increased from the temperature T4 to the temperature T5 during the opening time t7-t6.
  • the heating thus takes place with a positive temperature gradient.
  • the heated extractant 19 has the temperature T4 at time t6.
  • the heated extractant 19 has the temperature T5.
  • the temperature profile is linear in the present example, but it could also have a non-linear profile.
  • the heat requirement for the heating device 5 is adapted accordingly.
  • the volume flow decreases from time 6 to time t7.
  • the opening cross section of the control valve 7 is continuously or gradually reduced.
  • FIGS. 4 and 5 show only by way of example two examples for a large number of possible dosage regulations.
  • Each of the dosage prescriptions can be stored in the storage unit 23 in order to be carried out if necessary at the instruction of a user.
  • FIG. 6 shows a system 50 according to a fourth exemplary embodiment, the same reference symbols being used as in FIG. 1 for units, components or elements that are the same or have the same effect. As a result, only the differences become the first
  • the brewing device 6 comprises a pressure vessel 36.
  • the extraction material 8 is arranged in the interior of this pressure vessel 36 and is therefore schematic
  • Extraction means 9 are provided, for example a pump 40.
  • the supply line 14, the meat frying device 5, the connecting line 17 and the brewing device 6 form a closed system so that, apart from line losses, there are no pressure losses in the system and the pressure of the heated solvent 19 essentially corresponds to the pressure applied by means of the pressure increasing means.
  • the extraction material 8 can be arranged in or on a receiving element 16, which can be designed as a portafilter, capsule, bag or pad for use in preparing a meat drink. For the preparation of a hot drink, the pressure is usually in one
  • Pressure range from 5 to 20 bar.
  • a pressure sensor 41 is provided in the supply line 14 between the pump 40 and the heating device 5.
  • the pressure generated by the pump 40 can be measured by means of the pressure sensor 41.
  • the measured pressure value determined by the pressure sensor 41 is transmitted to the control unit 2.
  • the pump can contain a speed sensor or a flow measuring device by means of which the volume flow flowing through the pump or the throughput can be determined.
  • the corresponding measured value for the speed, the volume flow or the throughput can also be transmitted to the control unit 2.
  • the flow meter 18 is thus located directly on the pump 40 and not upstream of the pump 40, as shown in FIG. 6 as a possible variant.
  • the flow measuring device 18 can also be located upstream of the pump 40.
  • the extraction agent 9 can be metered by means of a control valve 7 analogous to the variants shown in FIGS. 1 to 3.
  • the control valve 7 can be controlled by the control unit 2 in such a way that the control valve 7 is closed when the measured value of the volume flow corresponds to the proportion of the heated extractant 19 required in a certain phase of the extraction process that is to be supplied to the brewing device 6.
  • a metering rule for metering the extractant 9 can be a single one Phase or a plurality of phases.
  • the control valve can in particular be designed as a proportional valve.
  • Supply line 14 enables the generation of a flow profile or a plurality of flow profiles which are superimposed by minimum pressure profiles or maximum pressure profiles. That is, by setting the pump 41 or the control valve 7
  • the pressures or volume flows can be changed during the duration of an extraction process, that is to say the extraction process can comprise several phases, wherein each of the phases can be characterized by a different pressure or volume flow.
  • the volume flow or the pressure in the supply line 14 downstream of the pressure-increasing means can be changed during the duration of an extraction process.
  • Connecting line 17 can be changed.
  • a multi-way valve 42 can be arranged in the connecting line 17.
  • the multi-way valve 42 is located between the heating device 5 and the brewing device 6.
  • the multi-way valve 42 has three
  • the multi-way valve 42 has three different ones
  • One of these fluid lines is the connecting line 17, through which heated extraction agent 19 can be fed to the multi-way valve 42.
  • Another, second fluid line is the connecting line 43, through which the heated extraction agent 19 can be fed to the brewing device 6.
  • a third fluid line can be provided, which is designed as a waste water line 44 in order to supply the heated extraction agent 19 to a waste water container or waste water channel.
  • the connecting line 17 is connected to the connecting line 43 for carrying out an extraction process.
  • the connection to the waste water line 44 is interrupted in the first position, so that no heated extraction agent 19 is fed to the waste water line 44.
  • the connecting line 17 is connected to the sewage line 44.
  • the connection to the connecting line 43 is interrupted in the second position, so that the connecting line 43 does not have any heated extractant 19 is fed.
  • the connecting line 17 and the supply line 14 can be flushed. This can be advantageous in order to preheat the connecting line 17 and the multi-way valve 42 with heated extractant 19 in order to set the temperature precisely for a subsequent extraction. Therefore, optimal temperature conditions for the extraction can be achieved. In particular, any temperature curves can be set exactly, in particular by means of the control unit 2.
  • Connecting line 43 and the sewer line 44 are made.
  • the connection to the connecting line 19 is interrupted in the third position. At the end of an extraction in particular, a pressure in the pressure vessel 36 that is still higher than that of the surroundings can be reduced.
  • the multi-way valve 42 can have two or three of the positions described, that is, a two-way valve can be provided instead of the three-way valve shown.
  • the brewing device 6 contains the extraction material 8.
  • the brewing device 6 contains a receiving element 16 for the extraction material 8, which is permeable to the heated extractant 19, so that the extract 10 can be obtained by contact of the heated extractant 19 with the extraction material 8.
  • the extract 10 leaves the brewing device via the outlet 47 in order to at least partially fill an extract collection container 11.
  • the extract collection container 11 is designed to collect the extract 10.
  • Extract collecting container 11 can in particular comprise a cup for receiving a hot beverage.
  • the pressure prevailing in the connecting line 43 can be measured by means of a pressure measuring device 45.
  • the measured pressure value can be transmitted to the control unit 2.
  • the measured pressure value determined with the pressure measuring device 45 can be used by means of the computing unit 21 located in the control unit 2 and the comparison unit 22 to superimpose the
  • Pressure profile are used, which characterizes the extraction process.
  • the extraction process can thus be controlled as required by means of the control unit, because
  • the connecting line 17, the multi-way valve 42, the connecting line 43, the brewing device 6, the valve 46 and the outlet 47 can be preheated by means of heated extractant if there is no extraction material 8 in the brewing device.
  • the temperature of the heated extractant can be precisely adjusted, so that an improved
  • Temperature stability can be achieved during the extraction process.
  • the extraction material 8 can be extracted with a pressure that is essentially the same for the entire extraction material 8, so that a more uniform extraction with improved mass transfer from the extraction material 8 into the heated extraction agent 19 can take place, so that the concentration of the soluble
  • Components of the extraction material in the extract 10 is increased.
  • Fig. 7 shows a diagram for a dosage rule according to which the
  • Extraction agent 9 is fed to the brewing device 6 according to FIG. 6 at a single predetermined pressure.
  • the temperature profile should be that shown in FIG. 4
  • the diagram contains a time axis as the abscissa on which the time t is plotted in seconds (s).
  • the ordinate contains two different quantities, on the one hand the volume flow (ml / s) and on the other hand the pressure (bar).
  • the volume flow is shown with a continuous line, the pressure with a dashed line, in order to be able to differentiate the two variables more easily.
  • the volume flow is constant according to this metering rule, that is, the pump 40 delivers a constant volume flow. This means that the pump generates an increasing volume flow up to time t0, then the volume flow is kept constant by the pump and generates a decreasing volume flow at time t1.
  • the difference tl-tO corresponds to the duration of the brewing process.
  • the area of the volume flow shown as a rectangle corresponds to the flow rate D des
  • Extractant 9 during the brewing process Extractant 9 during the brewing process.
  • the flow measuring device 18 can be used to determine whether the pressure in the supply line is constant upstream of the pump 40. If necessary, the
  • the volume flow that the pump delivers and its pressure can also be regulated as a function of the measured value determined by the flow meter 18.
  • the volume flow that the pump delivers and its pressure can also be regulated as a function of the measured value determined by the flow meter 18.
  • the volume flow that the pump 40 delivers can also be set by regulating the speed of the pump 40.
  • 7 shows a linearly increasing volume flow and a volume flow decreasing according to an exponential function.
  • the pressure and the volume flow can be changed as required depending on the setting of the pump 40, so that other courses that are not shown in the drawing are also possible.
  • the point in time t0 is dimensioned such that the meat meat device 5 can be heated to the meat temperature TI before the pump 40 is operated in such a way that a constant volume flow can be generated.
  • the multi-way valve is opened, that is to say the inflow to the brewing device 6 is opened.
  • the meat temperature TI remains constant until time tl.
  • the multi-way valve is closed again at time t1, the meat frying device 5 can be switched off. Therefore the
  • Meat temperature Tl from because the meat meat device cools down. A further supply of energy to the meat frying device 5 is no longer necessary, so that no additional energy is required in the standby state.
  • the start phase of the pressure increase is provided before time t0, when the pump 40 is put into operation. In this start phase, the volume flow increases.
  • Multi-way valve 42 can be in the third position to provide pressure in the
  • Start phase which runs in a period of time that lasts up to time t0, the meat device 5, a flow rate DO of the extraction agent 9 with a
  • a first phase which runs in a period of time that lasts from a point in time t0 to tl, the multi-way valve 42 is in the first position, so that extractant 9 through the meat device 5 into the connecting line 17, through the multi-way valve 42 into the connecting line 43 is passed to the brewing device 6.
  • the pump 40 remains in operation and the meat processing device 5 remains switched on as long as the heated extractant 19 is present must have the temperature required for the brewing device 6.
  • the supply of heat to the heating device 5 can also be interrupted if cooling is to take place in the first phase.
  • a flow rate Dl (ml) is conveyed, which is symbolized by the rectangular area under the volume flow curve.
  • the multi-way valve 42 In a second phase, which runs in a time segment that lasts from a point in time t1 to t2, the multi-way valve 42 is in the second or third position, so that extractant 9 through the heating device 5 into the connecting line 17 to
  • Multi-way valve 42 but not from the connecting line 43 to the brewing device 6.
  • the pump 40 is switched off and the heating device 5 remains switched on so that the extractant can reach the temperature required for the brewing device 6.
  • the pressure can thus increase as a result of the heating of the extractant 9; according to the present exemplary embodiment, the pressure is p2 at time t2 and p2 at time tl.
  • the pressure p2 is slightly higher than the pressure pl.
  • a third phase which runs in a time segment that lasts from a point in time t2 to t3, the multi-way valve 42 is in the first position, so that extractant 9 passes through the heating device 5 into the connecting line 17 to the multi-way valve 42 and from the connecting line 43 is passed to the brewing device 6. That warmed
  • Extraction agent 19 is thus conducted to the brewing device 6 during the third phase and comes into contact with the extract 10. If the extract 10 is in the form of a powder or a solid containing pores, the heated extractant 19 in the third phase fills the pores between persist in the grains of the powder or in the solid. The extract 10 is heated in this third phase
  • Extractant 19 moistened.
  • the pump 40 is switched on again or the volume flow is changed in such a way that a second flow rate D2 of the extractant 9 can be brought to a pressure p2 or the Pressure p2 holds.
  • the pressure p2 differs from the pressure pl.
  • the pressure p2 is higher than the pressure pl.
  • the pressure p2 could also be lower than the pressure p1.
  • the volume flow is also greater than in the first phase. The heat demand for the heating device 5
  • the opening time t3-t2 essentially corresponds to the opening time t1-t0; these opening times can also differ from one another according to an exemplary embodiment that is not shown.
  • the closing time t2-tl between the opening times can correspond to at least one of the opening times or can differ from the opening times.
  • the multi-way valve is in the first position during the opening time
  • the pump 40 is switched off or its speed is reduced so that no
  • Extraction agent 9 is passed to the heating device 5.
  • the closing time t4-t3 in this example is shorter than the previous opening time t3-t2.
  • the pressure can remain essentially constant, that is to say can maintain the value p2.
  • the temperature of the extractant 9 located in the heating device 5 can be increased since no cold extractant can flow in.
  • a fifth phase which runs in a time segment that lasts from a point in time t4 to t5
  • the multi-way valve 42 again changes to the first position, so that a third flow rate D3 of the extractant 9 is reduced from pressure p2 to pressure p3 during the opening time .
  • the heated extractant 19 has the pressure p2 at time t4.
  • the heated extractant 19 has the pressure p3.
  • the pressure drop is linear in the fifth phase, but the pressure drop could also have a non-linear profile.
  • the pressure p3 could also be higher than the pressure p2.
  • the volume flow is also smaller than in the third phase. Accordingly, the
  • Heat requirement for the heating device 5 can be adjusted.
  • the opening time t5-t4 is greater than the opening time tl-t0 in the present example.
  • the multi-way valve 42 is shifted to the third position so that no heated extraction agent 19 is directed to the brewing device 6.
  • the closing time t6-t5 in this example is shorter than the previous opening time t5-t4. During this short period of time, the pressure in the connecting line 17 is increased, since a higher pressure is required for the subsequent seventh phase.
  • a seventh phase which runs in a time segment that lasts from a point in time t6 to t7, the multi-way valve is again shifted into the first position so that a fourth flow rate D4 of the extractant 9 can be increased from a pressure p4 to a pressure p5 .
  • the pressure is thus increased from pressure p4 to pressure p5 during the opening time t7-t6.
  • the volume flow of the extractant 9 which is conveyed by the pump 40 increases, for example by increasing the speed of the pump 40.
  • the heated extractant 19 has the pressure p4 at time t6. At time t7, the heated extractant 19 has the pressure p5.
  • the pressure curve is linear in the present example, but it could also have a non-linear curve.
  • Dosage prescriptions can be stored in the memory unit 23 in order to be carried out when required at the instruction of a user.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Apparatus For Making Beverages (AREA)
  • Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

Ein System (20) und Verfahren zur Herstellung eines Extrakts (10) aus einem Extraktionsgut (8) mittels eines Extraktionsmittels (9) umfasst eine Versorgungsleitung (14) für das Extraktionsmittel (9), eine Heizvorrichtung (5), eine Brühvorrichtung (6) für das Extraktionsgut (8) sowie einen Extraktsammelbehälter (11). Die Versorgungsleitung (14) enthält ein Messelement (12, 13, 18) und mindestens ein Volumenstromregelelement (7) für den Volumenstrom des Extraktionsmittels (9). Zudem kann mittels des Messelements (13) die Temperatur des erwärmten Extraktionsmittels (19) gemessen werden. Das System umfasst eine Regeleinheit (2), wobei Regeleinheit (2) eine Dosierungsvorschrift für das erwärmte Extraktionsmittel (19) für die Brühvorrichtung (6) enthält. Die Dosierungsvorschrift ist mittels einer Eingabevorrichtung (24) auswählbar, wobei das Volumenstromregelelement (7) entsprechend der Dosierungsvorschrift eingestellt werden kann und über das Messelement (18) überwacht wird.

Description

System und Verfahren zur Herstellung eines Extrakts
Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Extrakts aus einem Extraktionsgut mittels eines Extraktionsmittels, Das System kann eine Vorrichtung zur Zubereitung von Heissgetränken, wie beispielsweise Kaffee, Tee,
Kakaogetränke umfassen. Unter Heissgetränken können auch andere flüssige Nahrungsmittel verstanden werden, die erhitzt werden, beispielsweise Suppen und in der Art eines Getränks konsumiert werden können.
Stand der Technik
Aus dem Dokument DE 1020 11 076 116 Al ist ein Kaffeeautomat bekannt, der an einen Boiler aufweist, der über eine ein Ventil und eine Pumpe aufweisende Leitung mit einem Wassertank, einer Tropfschale, einem Ablauf oder einer Ausgabestelle verbunden ist. Das Ventil ist im Stand-by Zustand zumindest teilweise geöffnet, wodurch ein offenes
Boilersystem erhalten wird. Das Ventil wird von einer Steuereinrichtung betätigt und geschlossen, wenn ein Getränk bezogen wird und somit Heisswasser benötigt wird. Sobald der gewünschte vordefinierte Betriebsdruck erreicht ist, öffnet das Ventil, das als
druckentlastendes Ventil ausgebildet ist, sodass das auf den Betriebsdruck zur
Kaffeezubereitung zubereitete Heisswasser einer Brüheinrichtung zur Zubereitung eines Kaffeegetränks zugeführt werden kann. Die dem Boiler zugeführte Kaltwassermenge kann mittels eines Durchflussmessers bestimmt werden, der sich in der Zuleitung zum Boiler zwischen Wassertank und Boiler befindet. Die Verwendung eines offenen Boilersystems für den Stand-by- Betrieb sowie eines volumenstromgeregelten Getränkebezugs haben den Vorteil, den Energieaufwand zu reduzieren. Das druckentlastete Ventil dient auch als
Sicherheitsventil und ermöglicht den Verzicht auf ein zusätzliches Sicherheitsventil. Die Temperatur des den Boiler verlassenden Heisswassers sowie die Menge des Heisswassers, welches zur Zubereitung des Kaffeegetränks vorgesehen ist, werden in keiner Weise geregelt. Vermutlich muss der Benutzer den Betrieb der Pumpe unterbrechen, indem er einen Schalter oder Druckknopf betätigt, sobald das Kaffeegetränk fertig zubereitet ist. Auf die Heisswassertemperatur oder den Druck des Heisswassers, welches der Brühvorrichtung zugeführt wird, kann der Benutzer keinen Einfluss nehmen, das heisst, dass diese Parameter in einem herkömmlichen System unkontrolliert bleiben. Die Zubereitung der Getränke kann somit nur mittels einer mehr oder weniger konstanten Temperatur geschehen, wobei diese Temperatur je nach Verfahren im Verlauf der
Zubereitung unkontrolliert abnehmen oder zunehmen kann - dies je nach gewähltem Gerätekonzept.
Bei Verwendung eines Boilers entstehen lange Aufheizzeiten, um das Wasser auf die notwendige Temperatur zu erwärmen, sodass der Benutzer lange auf sein Getränk warten muss.
Bei Verwendung eines Boilers wird eine vordefinierte Menge Wasser erwärmt, unabhängig der vom Benutzer erwarteten Menge für die Zubereitung seines Getränks. Somit wird ein zu grosser Wasservorrat erwärmt, wobei zusätzliche Energie verbraucht wird, was zu einer beträchtlichen Energieverschwendung führt.
Bei Verwendung eines derartigen Kaffeeautomaten mit Rückschlagventil muss das Wasser zum Sieden gebracht werden, um den notwendigen Öffnungsdruck für das Ventil zu erzeugen, sodass es vom Boiler zur Brühvorrichtung transportiert werden kann. Somit kann die Brühtemperatur bei diesem Konzept nicht gewählt werden.
Daher besteht ein Bedarf für ein verbessertes System zur Zubereitung von Heissgetränken, mittels welchem die Temperatur, die Durchflussmenge oder der Brühverlauf eingestellt werden können. Die Einsteilbarkeit der Parameter Temperatur, Durchflussmenge oder Brühverlauf ermöglicht eine dynamische Getränkeherstellung. Dies bedeutet, dass jedes Getränk individuell herstellbar ist, da die genannten Parameter beliebig gewählt oder voreingestellt werden können.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur Herstellung eines Extrakts aus einem
Extraktionsgut mittels eines Extraktionsmittels sowie in Verfahren zur Herstellung eines Extrakts aus einem Extraktionsgut mittels eines Extraktionsmittels bereitzustellen, bei welchem die Temperatur des Extraktionsmittels genauer einstellbar ist. Insbesondere kann das System sowie das Verfahren zur Zubereitung von Heissgetränken verwendet werden, wobei die Brühtemperatur geregelt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein System zur Herstellung eines Extrakts aus einem Extraktionsgut mittels eines Extraktionsmittels sowie in Verfahren zur Herstellung eines Extrakts aus einem Extraktionsgut mittels eines Extraktionsmittels bereitzustellen, mittels welchem ein Temperaturprofil für das Extraktionsmittel einstellbar ist. Insbesondere kann das System sowie das Verfahren zur Zubereitung von Heissgetränken verwendet werden, wobei der Brühverlauf geregelt werden kann.
Beschreibung der Erfindung
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch ein System gemäss Anspruch 1.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele des Systems sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 18. Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch ein Verfahren gemäss Anspruch 19.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele für das Verfahren sind Gegenstand der Ansprüche 20 bis 31. Eine vorteilhafte Verwendung des Systems oder des Verfahrens ist Gegenstand von Anspruch 32.
Wenn der Begriff„beispielsweise" in der nachfolgenden Beschreibung verwendet wird, bezieht sich dieser Begriff auf Ausführungsbeispiele und/oder Ausführungsformen, was nicht notwendigerweise als eine bevorzugtere Anwendung der Lehre der Erfindung zu verstehen ist. In ähnlicher Weise sind die Begriffe„vorzugsweise",„bevorzugt" zu verstehen, indem sie sich auf ein Beispiel aus einer Menge von Ausführungsbeispielen und/oder
Ausführungsformen beziehen, was nicht notwendigerweise als eine bevorzugte Anwendung der Lehre der Erfindung zu verstehen ist. Dementsprechend können sich die Begriffe „beispielsweise",„vorzugsweise" oder„bevorzugt" auf eine Mehrzahl von
Ausführungsbeispielen und/oder Ausführungsformen beziehen.
Die nachfolgende detaillierte Beschreibung enthält verschiedene Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemässe System. Die Beschreibung eines bestimmten Systems ist nur als beispielhaft anzusehen. In der Beschreibung und den Ansprüchen werden die Begriffe „enthalten",„umfassen",„aufweisen" als„enthalten, aber nicht beschränkt auf' interpretiert.
Ein System zur Herstellung eines Extrakts aus einem Extraktionsgut mittels eines
Extraktionsmittels umfasst eine Versorgungsleitung für eine kontinuierliche Versorgung mit dem Extraktionsmittel, eine Heizvorrichtung, eine Brühvorrichtung, sowie einen
Extraktsammelbehälter. Die Brühvorrichtung enthält das Extraktionsgut. Die
Versorgungsleitung ist zur Zufuhr des Extraktionsmittels zur Heizvorrichtung ausgebildet.
Eine Verbindungsleitung ist für das erwärmte Extraktionsmittel von der Heizvorrichtung zur Brühvorrichtung vorgesehen. Die Brühvorrichtung enthält ein Aufnahmeelement für das Extraktionsgut, welches für das Extraktionsmittel durchlässig ist, sodass durch Kontakt des erwärmten Extraktionsmittels mit dem Extraktionsgut ein Extrakt erhältlich ist. Der
Extraktsammelbehälter ist zur Sammlung des Extrakts ausgebildet.
Die Versorgungsleitung oder die Verbindungsleitung enthält mindestens ein Messelement und mindestens ein Volumenstromregelelement. Eine Regeleinheit ist vorgesehen, welche mindestens eine Dosierungsvorschrift für das erwärmte Extraktionsmittel für die
Brühvorrichtung enthält, wobei die Dosierungsvorschrift mittels einer Eingabevorrichtung auswählbar ist. Das Volumenstromregelelement kann entsprechend der Dosierungsvorschrift eingestellt werden und über das Messelement überwacht werden.
Mit dem vorliegenden System ist es möglich, die Qualität des Extrakts genau einzustellen und zu überwachen, indem die Parameter Druck, Temperatur und Durchfluss für die gesamte Dauer des Extraktionsvorgangs präzise eingestellt werden können. Zudem können eine Vielzahl von Dosiervorschriften in der Regeleinheit hinterlegt sein. Für jede der Dosiervorschriften ist die Dauer des Extraktionsvorgangs die Temperatur, der Druck und der Volumenstrom des Extraktionsmittels festgelegt, sodass der Extraktionsvorgang unter genau festgelegten Bedingungen abläuft.
Insbesondere kann mittels der Regeleinheit aus dem gewünschten Volumenstrom oder dem Druck eine Öffnungszeit des Volumenstromregelelements ermittelbar sein. Der
Extraktionsvorgang kann somit für jeden gewünschten Volumenstrom eingestellt werden. Zudem kann der Extraktionsvorgang programmiert werden, es ist insbesondere möglich einen Extraktionsvorgang für einen gewünschten Volumenstrom aus Extraktionsvorgängen mit bekannten Volumenströmen zu extrapolieren. Daher enthält gemäss einem
Ausführungsbeispiel die Regeleinheit eine Recheneinheit, eine Vergleichseinheit sowie eine Speichereinheit. Insbesondere enthält die Speichereinheit die Dosierungsvorschrift, bevorzugt eine Mehrzahl an Dosierungsvorschriften, enthält. Dem Benutzer des Systems steht somit die Möglichkeit offen, eine Auswahl aus einer Mehrzahl von bereits überprüften Dosierungsvorschriften zu treffen, um ein Extrakt der gewünschten Qualität zu erhalten.
Die Dosierungsvorschrift kann insbesondere die gewünschten Volumenströme, Drücke sowie die gewünschten Temperaturen des Extraktionsmittels oder des erwärmten
Extraktionsmittels für die Herstellung des Extrakts enthalten. Zudem kann während des Extraktionsvorgangs überprüft werden, ob die Parameter zu jedem Zeitpunkt des Extraktionsvorgangs der Dosiervorschrift entsprechen. Hierzu kann mittels der Vergleichseinheit der Volumenstrommesswert mit dem gewünschten
Volumenstrom verglichen werden. Alternativ oder ergänzend hierzu kann mittels der Vergleichseinheit der Druckmesswert mit dem gewünschten Druck vergleichbar sein. Zudem kann gemäss einem Ausführungsbeispiel ein Heizregler für die Regelung der Wärmezufuhr zur Heizvorrichtung vorgesehen sein. Gemäss einem Ausführungsbeispiel kann der gewünschte Volumenstrom als Störgrösse aufschaltbar sein.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel kann das Messelement als ein Durchflussmessgerät zur Ermittlung eines Volumenstrommesswerts oder als ein Druckmessgerät zur Ermittlung eines Druckmesswerts des Extraktionsmittels oder des erwärmten Extraktionsmittels ausgebildet sein.
Das Volumenstromregelelement kann insbesondere als ein Zweiwegventil, ein Regelventil, ein Mehrwegventil oder eine Pumpe ausgebildet sein. Nach einem Ausführungsbeispiel kann die Versorgungsleitung das Regelventil oder die Pumpe enthalten. Die Pumpe kann insbesondere als regelbare Pumpe ausgebildet sein. Nach einem Ausführungsbeispiel kann die Verbindungsleitung das Mehrwegventil enthalten, das heisst, das Mehrwegventil ist gemäss diesem Ausführungsbeispiel in der Verbindungsleitung angeordnet.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel ist in der Versorgungsleitung ein Durchflussmessgerät zur Ermittlung eines Volumenstrommesswerts des Extraktionsmittels angeordnet. Die Versorgungsleitung enthält ein Regelventil. Eine Regeleinheit ist vorgesehen, wobei die Regeleinheit eine Recheneinheit, eine Vergleichseinheit sowie eine Speichereinheit umfasst. Die Speichereinheit enthält eine Mehrzahl an Dosierungsvorschriften, welche die
gewünschten Volumenströme sowie die gewünschten Temperaturen des Extraktionsmittels für die Herstellung des Extrakts enthalten. Mittels einer Eingabevorrichtung ist eine der Dosierungsvorschriften auswählbar, welche den gewünschten Volumenstrom und die gewünschte Temperatur des erwärmten Extraktionsmittels umfasst. Mittels der
Recheneinheit ist aus dem gewünschten Volumenstrom die Öffnungszeit des Regelventils ermittelbar, wobei mittels der Vergleichseinheit der Volumenstrommesswert mit dem gewünschten Volumenstrom vergleichbar ist, sodass das Regelventil derart eingestellt werden kann, dass der gewünschte Volumenstrom mit dem Volumenstrommesswert übereinstimmt. Das Regelventil kann von der Regeleinheit derart regelbar sein, dass das Regelventil geschlossen wird, wenn der Volumenstrommesswert dem Volumen oder Volumenanteil des erwärmten Extraktionsmittel entspricht, welches der Brühvorrichtung zuzuführen ist.
Für die Zubereitung eines Heissgetränks kann der Volumenstrom auch mehrere
Volumenteilströme zugeführt werden, wenn die Zubereitung in mehreren Phasen erfolgen soll. In jeder Phase, die keine Ruhephase ist, wird der Brühvorrichtung ein Volumenteilstrom, der einen Volumenstromanteil des Volumenstroms umfasst, des erwärmten
Extraktionsmittels zugeführt. Jeder der Volumenströme des Extraktionsmittels wird der Heizvorrichtung zugeführt. Für jeden Volumenstrom wird der entsprechende Wärmebedarf berechnet. Die für die Deckung des Wärmebedarfs erforderliche Heizenergie wird der Heizvorrichtung zugeführt. Die Heizenergie wird von der Recheneinheit der Regeleinheit aufgrund der in der Dosierungsvorschrift festgelegen Durchflussmenge ermittelt. Unter Durchflussmenge wird hierbei das Volumen des Extraktionsmittels verstanden, das für die Herstellung des Extrakts benötigt wird.
Die erforderliche Temperatur und die erforderliche Durchflussmenge können auch vom Benutzer manuell eingestellt werden. Alternativ oder ergänzend hierzu kann für die
Herstellung eines bestimmten Extrakts die Durchflussmenge und die Temperatur vom Benutzer voreingestellt werden. Die Durchflussmenge ergibt sich aus dem Messwert für die Durchflussrate oder den Volumenstrom (z. B. ml/s) mal der Durchflussdauer t (s). Die Durchflussmenge entspricht daher dem Volumen des Extraktionsmittels. Die manuell für die Herstellung eines bestimmten Extrakts erforderliche Temperatur sowie die erforderliche Durchflussmenge kann in der Speichereinheit als neue Dosierungsvorschrift gespeichert werden.
In der Speichereinheit kann eine Mehrzahl von verschiedenen Dosierungsvorschriften gespeichert sein, das heisst die Temperaturen und Durchflussmengen für die Herstellung unterschiedlicher Extrakte.
Die Dosierungsvorschriften für die Herstellung eines Extrakts können auch eine Mehrzahl von Temperaturen umfassen und/oder eine Mehrzahl von Durchflussmengen umfassen. Für die Herstellung eines Extrakts können auch eine Mehrzahl von Temperaturgradienten und/oder eine Mehrzahl von Durchflussgradienten erforderlich sein. Jede der Dosierungsvorschriften kann mit einem bestimmten Extrakt verknüpft sein, das heisst mit einer bestimmten Dosierungsvorschrift kann genau eine Art von Extrakt hergestellt werden. Der Benutzer kann mittels der Eingabevorrichtung das gewünschte Extrakt aus einer Mehrzahl von Extrakten auswählen und diese Auswahl auf der Eingabevorrichtung
bestätigen.
Alternativ kann der Benutzer eine Dosierungsvorschrift, das heisst einen Datensatz, für die Herstellung eines beliebigen Extrakts erstellen, indem er die gewünschte Temperatur und die gewünschte Durchflussmenge mittels der Eingabevorrichtung eingibt und diesen Datensatz in der Speichereinheit speichert. Die Dosierungsvorschrift kann eine Mehrzahl von
Temperaturen oder Temperaturverläufen umfassen. Die Durchflussmenge kann eine
Mehrzahl von Durchflussteilmengen umfassen, sodass der Brühvorrichtung in jeder Phase des Extraktionsvorgangs eine Durchflussteilmenge zugeführt werden kann.
Somit erfolgt die primäre Regelung durch die Regelung des Volumenstroms. Wenn die Dosierungsvorschrift, beispielsweise das Rezept zur Herstellung des Heissgetränks, eine Durchflussmenge vorgibt, wird der dieser Durchflussmenge entsprechende Volumenstrom mittels des primären Regelkreises, der das Regelventil, das Durchflussmessgerät sowie die Regeleinheit umfasst, auf den Sollwert eingestellt, beispielsweise mittels eines PID Reglers.
Der sekundäre Regelkreis enthält einen Heizregler für die Heizvorrichtung, der ebenfalls als PID-Regler ausgebildet sein kann. Bei diesem PID Regler wird der nun gemessene, das heisst der durch die Regeleinheit eingestellte und resultierende Volumenstrom als Störgrösse aufgeschaltet und somit kann dieser Heizregler sehr schnell und präzise reagieren.
Gemäss dieser Variante kann eine Dosierung des Extraktionsmittels erfolgen, indem eine Mehrzahl von Durchflussteilmengen der Heizvorrichtung zugeführt werden. Diese Dosierung hat den Vorteil, dass nur das gerade für den nächsten Extraktionsvorgang oder für den nächsten Teilschritt eines Extraktionsvorgangs benötigte Extraktionsmittel erwärmt wird. Hierdurch wird nur die für die Erwärmung erforderliche Energie benötigt und verbraucht, sodass der Energieverbrauch des Systems optimiert werden kann.
Die Temperatur kann für jeden Volumenstrom beliebig gewählt werden. Die Temperatur kann für jeden Volumenstrom konstant sein oder variieren, beispielsweise kann ein
Temperaturgradient gewählt werden. Unter Temperaturgradient wird ein Temperaturanstieg oder ein Temperaturabfall umfasst. Nach einem Ausführungsbeispiel kann die Temperatur mitels der Eingabevorrichtung einstellbar sein. Die Eingabevorrichtung kann ein Element aus der Gruppe eines Anzeigegeräts mit Touchscreen, einen Drehschalter, einen Schieber umfassen.
Das Durchflussmessgerät kann gemäss einem Ausführungsbeispiel eine
Digitalisierungseinheit umfassen, um den Volumenstrommesswert in ein digitales Signal umzuwandeln. Insbesondere kann das digitale Signal vom Durchflussmessgerät drahtlos oder über Kabel an die Regeleinheit übermitelbar sein. Das digitale Signal kann von der Regeleinheit verarbeitbar sein. Insbesondere kann die Recheneinheit dem mitels des Durchflussmessgeräts ermitelten Volumenstrommesswert des Extraktionsmitels eine diesem Volumenstrom zuzuführende Wärmemenge zuordnen, die der Wärmemenge entspricht, welche der Heizvorrichtung zur Erreichung der gewünschten Temperatur zuzuführen ist.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel enthält die Heizvorrichtung ein Heizmitel zur Zufuhr der Wärmemenge zum Extraktionsmitel. Die Heizvorrichtung kann Heizelemente zur Erwärmung des Extraktionsmitels enthalten. Die Wärmemenge ist insbesondere derart bemessen, dass die Temperatur des erwärmten Extraktionsmitels in der Brühvorrichtung der gewünschten Temperatur entspricht.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel umfasst die Heizvorrichtung einen Durchlauferhitzer. Der Durchlauferhitzer ermöglicht es, ein definiertes Volumen an Extraktionsmitel zu jeder Zeit auf eine gewünschte Temperatur zu erwärmen. Die Durchflussmenge wird durch die
Regelung der Öffnungszeit sowie dem Volumenstrom, welcher durch das Regelventil strömt, eingestellt. Durch die Regeleinheit kann für die gewählte Durchflussmenge, die für die gewünschte Temperatur benötigte Wärmemenge jederzeit exakt berechnet werden und dem Durchlauferhitzer zugeführt werden. Dies erlaubt eine sehr genaue Temperaturregelung auch bei nicht konstantem Volumenstrom des Extraktionsmitels.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel enthält das Extrakt das erwärmte Extraktionsmitel sowie lösliche Bestandteile des Extraktionsguts.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel umfasst das System ein Schaltventil. Gemäss einem Ausführungsbeispiel umfasst das System eine Bypassleitung. Insbesondere kann das Volumenstromregelelement als ein Schaltventil für die Zufuhr des Extraktionsmitels zu der Bypassleitung ausgebildet sein. Mitels des Schaltventils kann das Extraktionsmitel in die Bypassleitung umgeleitet werden, die an der Heizvorrichtung vorbeiführt. Gemäss diesem Ausführungsbeispiel wird das Extraktionsmitel nicht erwärmt oder nur dann erwärmt, wenn das Schaltventil in einer Position ist, welche den Weg von der Versorgungsleitung zur Bypassleitung öffnet. Das Schaltventil kann beispielsweise als 3/2 Wegeventil ausgebildet sein.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel kann die Brühvorrichtung einen Druckbehälter umfassen. Der Extraktionsvorgang kann bei einem Druck ablaufen, der oberhalb des Umgebungsdrucks liegt.
Die Brühvorrichtung kann ein Verteilelement zur Verteilung des Extraktionsmitels auf das Extraktionsgut enthalten. Das Verteilelement kann als Brause ausgebildet sein.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Extrakts aus einem Extraktionsgut mitels eines
Extraktionsmitels umfasst ein System, enthaltend eine Versorgungsleitung für das
Extraktionsmitel, eine Heizvorrichtung, eine Brühvorrichtung, sowie einen
Extraktsammelbehälter, wobei die Brühvorrichtung das Extraktionsgut enthält. Das
Extraktionsmitel wird der Heizvorrichtung über die Versorgungsleitung zugeführt. Das Extraktionsmitel wird in der Heizvorrichtung erwärmt. Das erwärmte Extraktionsmitel wird mitels einer Verbindungsleitung von der Heizvorrichtung zur Brühvorrichtung geleitet, wobei durch Kontakt des erwärmten Extraktionsmitels mit dem Extraktionsgut ein Extrakt erhalten wird, welches das Extraktionsmitel sowie lösliche Bestandteile des Extraktionsguts enthält. Das Extrakt wird im Extraktsammelbehälter gesammelt. Die Versorgungsleitung oder die Verbindungsleitung enthalten ein Messelement und ein Volumenstromregelelement. Eine Regeleinheit ist vorgesehen, welche mindestens eine Dosierungsvorschrift für das erwärmte Extraktionsmitel für die Brühvorrichtung enthält. Die Dosierungsvorschrift wird mitels einer Eingabevorrichtung ausgewählt, wobei das Volumenstromregelelement entsprechend der Dosierungsvorschrift eingestellt wird und über das Messelement überwacht wird.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel kann der Volumenstrom des Extraktionsmitels, welcher von der Heizvorrichtung in das erwärmte Extraktionsmitel umgewandelt wird, mitels eines Durchflussmessgeräts erfasst werden.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel wird der Druck des Extraktionsmitels mitels eines Druckmessgeräts gemessen. Das Volumenstromelement kann insbesondere ein Regelventil, ein Schaltventil, eine Pumpe oder ein Mehrwegventil enthalten. Gemäss einem Ausführungsbeispiel umfasst die Regeleinheit eine Recheneinheit, eine Vergleichseinheit, eine Speichereinheit. Die Speichereinheit kann eine Mehrzahl an
Dosierungsvorschriften enthalten, welche die gewünschten Volumenströme, Drücke sowie die gewünschten Temperaturen des Extraktionsmittels für die Herstellung des Extrakts enthalten. Mittels einer Eingabevorrichtung kann eine der Dosierungsvorschriften ausgewählt werden, welche den gewünschten Volumenstrom oder Druck oder die gewünschte
Temperatur des erwärmten Extraktionsmittels umfasst.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel wird mit der Regeleinheit der Volumenstrommesswert mit dem gewünschten Volumenstrom oder der Druckmesswert mit dem gewünschten Druck verglichen. Die Regeleinheit kann eine Recheneinheit, eine Vergleichseinheit sowie eine Speichereinheit umfassen.
Mittels der Recheneinheit wird aus dem gewünschten Volumenstrom die Öffnungszeit des Regelventils ermittelt. Gemäss einem Ausführungsbeispiel wird mittels der Vergleichseinheit der Volumenstrommesswert mit dem gewünschten Volumenstrom oder der Druckmesswert mit dem gewünschten Druck verglichen, sodass das Regelventil oder das Mehrwegventil derart eingestellt werden kann, dass der gewünschte Volumenstrom mit dem Volumenstrom messwert oder der gewünschte Druck mit dem Druckmesswert übereinstimmt.
Insbesondere kann das Regelventil von der Regeleinheit derart geregelt werden, dass das Regelventil geschlossen wird, wenn die Durchflussmenge des Extraktionsmittels dem erwärmten Extraktionsmittel entspricht, welches der Brühvorrichtung zugeführt wird.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel weist die Brühvorrichtung ein Verteilelement zur Verteilung des erwärmten Extraktionsmittels auf das Extraktionsgut auf.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel wird der Druck des erwärmten Extraktionsmittels in der Brühvorrichtung erhöht.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel wird ein Teil des Extraktionsmittels nicht durch die Heizvorrichtung geleitet.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel wird durch Betätigung eines Schaltventils zumindest ein Teil des Extraktionsmittels in eine Bypassleitung eingespeist, die an der Heizvorrichtung vorbei zur Brühvorrichtung oder dem Extraktsammelbehälter geleitet wird. Das System nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele kann zur Herstellung eines Heissgetränks verwendet werden. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele kann zur Herstellung eines Heissgetränks verwendet werden.
Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Regelung der Temperatur und der Dauer eines Brühvorgangs mittels eines Systems, welches eine Heizvorrichtung und eine
Brühvorrichtung enthält.
Das vorgängig beschriebene System sowie das zugehörige Verfahren erlaubt es, Extrakte, insbesondere Heissgetränke, mit unterschiedlichen Durchflussmengen und Temperatur profilen sowie Pausen herzustellen und damit den Geschmack des Heissgetränks zu optimieren. Insbesondere können mit dem erfindungsgemässen System eine Mehrzahl von Phasen mit entsprechend geregelten Durchflussmengen realisiert werden. Nicht nur die Durchflussmenge kann geregelt werden, sondern auch der Volumenstrom oder der Druck. Daher kann zu jedem Zeitpunkt ein definierter Volumenstrom mit einer definierten
Temperatur und/oder einem definierten Druck zugeführt werden. Die Abweichungen der Temperatur des erwärmten Extraktionsmittels von der Solltemperatur, die in der
entsprechenden Dosierungsvorschrift festgelegt ist, betragen in der Praxis maximal 2 Grad Celsius. Die Abweichungen des tatsächlichen Volumenstroms vom gewünschten
Volumenstrom betragen maximal 1 ml/s.
Mittels des vorgängig beschriebenen Systems und Verfahrens können ohne Vorheizzeit Extrakte, beispielsweise Heissgetränke, hergestellt werden. Das vorgängig beschriebene System und Verfahren ermöglicht es somit, Extrakte, beispielsweise Heissgetränke, mit einem minimalen Energieaufwand herzustellen.
Das System gemäss einem der Ausführungsbeispiele erfordert keinen Speicher für des Extraktionsmittel, das heisst, es ist insbesondere kein Extraktionsmitteltank erforderlich, beispielsweise ein Wassertank, wenn es sich bei dem Extraktionsmittel um Wasser handelt. Ein beliebiger Anschluss an eine Wasserleitung ist als Wasserversorgung für das System ausreichend. Das vorgängig beschriebene System und Verfahren ermöglicht insbesondere die Zubereitung unterschiedlichster Heissgetränke wie Kaffee, Tee und Suppen, dies geregnet und gebrüht oder extrahiert unter Druck.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Nachfolgend wird das erfindungsgemässe System anhand einiger Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 ein System nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 ein System nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 ein System nach einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 ein erstes Beispiel einer Dosierungsvorschrift,
Fig. 5 ein zweites Beispiel einer Dosierungsvorschrift,
Fig. 6 ein System nach einem vierten Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 ein drittes Beispiel einer Dosierungsvorschrift,
Fig. 8 ein viertes Beispiel einer Dosierungsvorschrift.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt ein System 20 zur Fierstellung eines Extrakts 10 aus einem Extraktionsgut 8 mittels eines Extraktionsmittels 9, umfassend eine Versorgungsleitung 14 für das
Extraktionsmittel 9, eine Fleizvorrichtung 5, eine Brühvorrichtung 6, sowie einen
Extraktsammelbehälter 11. Wenn das System zur Herstellung eines Heissgetränks verwendet werden soll, kann das Extraktionsmittel 9 Wasser sein. Die Versorgungsleitung 14 ist für diese Anwendung mit einem Wasseranschluss 1 verbunden. Der Wasseranschluss 1 kann als Reservoir, Tank oder als Wasserleitung ausgebildet sein. Gegebenenfalls kann der
Wasseranschluss 1 eine Wasseraufbereitungsanlage enthalten, beispielsweise eine
Entkalkungsanlage. Der Druck des Extraktionsmittels 9 liegt in diesem Bereich im Bereich zwischen einem und zwei bar, der Druck kann im Wesentlichen dem Druck entsprechen, der in der Wasserleitung bereitgestellt wird.
Die Versorgungsleitung 14 ist zur Zufuhr des Extraktionsmittels 9 zur Heizvorrichtung 5 ausgebildet. Gemäss dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Heizvorrichtung 5 Heizelemente 15 zur Erwärmung des Extraktionsmittels 9. Ein Temperaturmessgerät 12 kann zur Ermittlung der in der Heizvorrichtung 5 herrschenden Temperatur vorgesehen sein. Das Temperaturmessgerät 12 kann einen Temperatursensor oder Temperaturfühler umfassen. Eine Verbindungsleitung 17 ist für das erwärmte Extraktionsmittel 19 von der Heizvorrichtung 5 zur Brühvorrichtung 6 vorgesehen. Ein Temperaturmessgerät 13 kann in der Verbindungsleitung 17 angeordnet sein, vorzugsweise unmittelbar am Anschluss derselben an die Heizvorrichtung 5.
Die Brühvorrichtung 6 enthält das Extraktionsgut 8. Die Brühvorrichtung 6 enthält ein Aufnahmeelement 16 für das Extraktionsgut 8, welches für das erwärmte Extraktionsmittel 19 durchlässig ist, sodass das Extrakt 10 durch Kontakt des erwärmten Extraktionsmittels 19 mit dem Extraktionsgut 8 erhältlich ist. Der Extraktsammelbehälter 11 ist zur Sammlung des Extrakts 10 ausgebildet. Der Extraktsammelbehälter 11 kann insbesondere eine Tasse zur Aufnahme eines Heissgetränks umfassen.
In der Versorgungsleitung 14 ist ein Durchflussmessgerät 18 zur Ermittlung eines Messwerts für den Volumenstrom des Extraktionsmittels 9 angeordnet. Das Durchflussmessgerät 18 kann an einer beliebigen Position stromaufwärts der Heizvorrichtung 5 angeordnet sein. Die Versorgungsleitung 14 enthält ein Regelventil 7. Mittels des Regelventils 7 kann der
Volumenstrom des Extraktionsmittels 9 verändert werden. Das Regelventil 7 kann insbesondere als Proportionalventil ausgebildet sein. Das Durchflussmessgerät 18 kann stromabwärts oder stromaufwärts des Regelventils 7 angeordnet sein. Das Regelventil 7 kann auch zur Dosierung des Extraktionsmittels 9 verwendet werden, indem es nach der für die Zugabe einer bestimmten Durchflussmenge bestimmten Öffnungszeit wieder geschlossen wird. Unter der Öffnungszeit wird hierbei eine Zeitdauer oder Periode verstanden, in welcher das Regelventil 7 zumindest teilweise geöffnet ist, sodass das Extraktionsmittel 9 zur Heizvorrichtung 5 strömen kann.
Das System 20 enthält eine Regeleinheit 2, mittels welcher der Volumenstrom des
Extraktionsmittels 9, sowie die Temperatur des erwärmten Extraktionsmittels 19 und die Wärmezufuhr zur Heizvorrichtung 5 regelbar sind. Die Regeleinheit 2 umfasst eine
Recheneinheit 21, eine Vergleichseinheit 22 sowie eine Speichereinheit 23. Die
Speichereinheit 23 enthält eine Mehrzahl an Dosierungsvorschriften, welche die gewünschten Volumenströme sowie die gewünschten Temperaturen des Extraktionsmittels 9 für die Herstellung des Extrakts 10 enthalten.
Mittels einer Eingabevorrichtung 24 ist eine der Dosierungsvorschriften auswählbar, welche den gewünschten Volumenstrom und die gewünschte Temperatur des erwärmten
Extraktionsmittels 19 umfasst. Mittels der Recheneinheit 21 ist aus dem gewünschten Volumenstrom die Öffnungszeit des Regelventils 7 ermittelbar. Mittels der Vergleichseinheit 22 ist der Volumenstrommesswert mit dem gewünschten Volumenstrom vergleichbar, sodass das Regelventil 7 derart eingestellt werden kann, dass der gewünschte Volumenstrom mit dem Volumenstrommesswert übereinstimmt.
Das Extraktionsgut 8 kann in oder auf einem Aufnahmeelement 16 angeordnet sein, welches für die Verwendung zur Zubereitung eines Heissgetränks als Filter, Beutel oder Pad ausgebildet sein kann.
Das System kann ein Verteilelement 26 zur Verteilung des Extraktionsmittels 9 auf das Extraktionsgut 8 umfassen. Das Verteilelement 26 kann beispielsweise als Brause ausgebildet sein. Mittels des Verteilelements 26 kann das erwärmte Extraktionsmittel 9 gleichmässig auf das Extraktionsgut 8 verteilt werden. Wenn das Verteilelement als Filter, beispielsweise Papierfilter, für ein Extraktionsgut zur Bereitstellung eines Heissgetränks ausgebildet ist, entstehen im Filter bei unterschiedlichen Durchflüssen unterschiedliche Verwirbelungen, wodurch unterschiedliche Geschmacksausbildungen des Extrakts ermöglicht werden.
Fig. 2 zeigt ein System nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei für gleiche oder gleich wirkende Einheiten, Bauteile oder Elemente dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet werden. In der Folge werden nur die Unterschiede zu dem ersten
Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 beschrieben, im Übrigen wird an dieser Stelle auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen, die auch für gleiche oder gleich wirkende Einheiten, Bauteile oder Elemente dieses Ausführungsbeispiels gelten soll.
Das System 20 gemäss Fig. 2 unterscheidet sich vom System 20 gemäss Fig. 1 dahingehend, indem es ein Schaltventil 4 umfasst. Das Schaltventil 4 ist in der Versorgungsleitung 14 zwischen dem Regelventil 7 und der Heizvorrichtung 5 angeordnet. Es kann wie in der vorliegenden Darstellung zwischen dem Durchflussmessgerät 18 und der Heizvorrichtung 5 angeordnet sein, es könnte gemäss einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel auch zwischen dem Regelventil 7 und dem Durchflussmessgerät 18 angeordnet sein. Das
Schaltventil 4 ist beispielsweise als Mehrwegventil ausgebildet. In einer ersten Stellung des Schaltventils 4 ist die Verbindung zwischen dem Regelventil 7 und der Heizvorrichtung 5 geöffnet, sodass das Extraktionsmittel 9 in die Heizvorrichtung 5 strömen kann. In einer zweiten Stellung des Schaltventils 4 ist die Verbindung zwischen dem Regelventil 7 und der Heizvorrichtung 5 geschlossen und stattdessen eine Verbindung zwischen dem Regelventil 7 und dem Extraktsammelbehälter 11 geöffnet. Diese Verbindung ist als Bypassleitung 25 dargestellt.
Somit wird gemäss diesem Ausführungsbeispiel zumindest ein Teil des Extraktionsmittels 19 nicht durch die Heizvorrichtung 5 geleitet. Insbesondere durch Betätigung des Schaltventils 4 wird zumindest ein Teil des Extraktionsmittels 9 in eine Bypassleitung 25 eingespeist, sodass das Extraktionsmittel 9 an der Heizvorrichtung 5 vorbei zum Extraktsammelbehälter 11 geleitet wird.
Fig. 3 zeigt ein System 20 nach einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei für gleiche oder gleich wirkende Einheiten, Bauteile oder Elemente dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet werden. In der Folge werden nur die Unterschiede zum ersten
Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 beschrieben, im Übrigen wird an dieser Stelle auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen, die auch für gleiche oder gleich wirkende Einheiten, Bauteile oder Elemente dieses Ausführungsbeispiels gelten soll.
Gemäss Fig. 3 umfasst die Brühvorrichtung 6 einen Druckbehälter 36. Das Extraktionsgut 8 ist im Innenraum dieses Druckbehälters 36 angeordnet und ist schematisch dargestellt. In der Versorgungsleitung 14 kann ein Druckerhöhungsmittel für das Extraktionsmittel 9 vorgesehen sein, beispielsweise eine Pumpe. Die Versorgungsleitung 14, die Heizvorrichtung 5, die Verbindungsleitung 17 und die Brühvorrichtung 6 bilden ein geschlossenes System aus, sodass, abgesehen von Leitungsverlusten, keine Druckverluste im System auftreten und der Druck des erwärmten Lösungsmittels 19 im Wesentlichen dem mittels des
Druckerhöhungsmittels aufgebrachten Drucks entspricht. Das Extraktionsgut 8 kann in oder auf einem Aufnahmeelement 16 angeordnet sein, welches für die Verwendung zur
Zubereitung eines Heissgetränks als Siebträger, Kapsel, Beutel oder Pad ausgebildet sein kann. Für die Zubereitung eines Heissgetränks liegt der Druck üblicherweise in einem Druckbereich von 6 bis 10 bar.
Mittels des Regelventils 7 kann nach jedem der Ausführungsbeispiele auch eine Dosierung des Extraktionsmittels 9 erfolgen. Hierzu ist das Regelventil 7 von der Regeleinheit 2 derart regelbar, dass das Regelventil 7 geschlossen wird, wenn der Messwert des Volumenstroms dem Anteil des in einer bestimmten Phase des Extraktionsvorgangs benötigten erwärmten Extraktionsmittels 19 entspricht, welches der Brühvorrichtung 6 zuzuführen ist.
Eine Dosiervorschrift zur Dosierung des Extraktionsmittels 9 kann eine einzige Phase oder eine Mehrzahl von Phasen umfassen. Fig. 4 zeigt ein Diagramm für eine Dosierungsvorschrift, gemäss welcher das Extraktionsmittel 9 in einer einzigen Phase erwärmt wird. Das Diagramm enthält als Abszisse eine Zeitachse, auf welcher die Zeit t in Sekunden (s) aufgetragen ist. Die Ordinate enthält zwei verschiedene Grössen, einerseits den Volumenstrom (ml/s) und andererseits die Temperatur (°C). Der Volumenstrom ist mit einer durchgehenden Linie dargestellt, die Temperatur mittels einer strichpunktierten Linie, um die beiden Grössen einfacher voneinander unterscheiden zu können. Der Volumenstrom ist gemäss dieser
Dosierungsvorschrift konstant. Das bedeutet, dass das Regelventil 7 zum Zeitpunkt tO geöffnet wird, die Öffnungsweite konstant gehalten wird und zum Zeitpunkt tl wieder geschlossen wird. Die Differenz tl-tO entspricht der Öffnungszeit des Regelventils 7. Die
Fläche des als Rechteck dargestellten Volumenstroms entspricht der Durchflussmenge D des Extraktionsmittels 9.
Der Zeitpunkt tO ist dabei so bemessen, dass die Fleizvorrichtung 5 auf die Fleiztemperatur Tl aufgeheizt werden kann, bevor das Regelventil 7 geöffnet wird. Sobald die
Fleizvorrichtung 5 die Fleiztemperatur Tl erreicht hat, das heisst zum Zeitpunkt tO in der vorliegenden Darstellung, wird das Regelventil 7 geöffnet. Die Fleiztemperatur Tl bleibt bis zum Zeitpunkt tl konstant. Wenn das Regelventil zum Zeitpunkt tl wieder geschlossen wird, sinkt die Fleiztemperatur Tl ab, weil die Fleizvorrichtung abkühlt. Eine weitere Energiezufuhr zur Fleizvorrichtung 5 ist nicht mehr erforderlich, sodass keine zusätzliche Energie im Stand- by Zustand benötigt wird.
Fig. 5 zeigt ein exemplarisches Beispiel für eine Dosierungsvorschrift, gemäss welcher das Extraktionsmittel 9 in mehreren Phasen erwärmt wird. In einer ersten Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt tO bis tl dauert, kann das eine erste
Durchflussmenge Dl des Extraktionsmittels 9 auf eine Temperatur Tl erwärmt werden. Eine Aufheizphase ist vor dem Zeitpunkt tO vorgesehen, in welcher die Fleizvorrichtung 5 auf die für die Erzielung der Temperatur Tl erforderliche Temperatur vorgeheizt wird. Wenn als Fleizvorrichtung ein Durchlauferhitzer verwendet wird, entspricht für den Durchlauferhitzer die Temperatur der Fleizvorrichtung 5, die mittels des Temperaturmessgeräts 12 erfasst wird, im Wesentlichen der Temperatur Tl des erwärmten Extraktionsmittels 19, welche mit dem Temperaturmessgerät 13 gemessen wird.
In einer zweiten Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt tl bis t2 dauert, wird das Regelventil 7 geschlossen, sodass kein Extraktionsmittel 9 zur Heizvorrichtung 5 geleitet wird. Die Wärmezufuhr zur Heizvorrichtung 5 wird ebenfalls unterbrochen, sodass in der zweiten Phase eine Abkühlung auf die Temperatur T2 erfolgt. Das erwärmte Extraktionsmittel 19 wird während der zweiten Phase zur Brühvorrichtung 6 geleitet und gelangt in Kontakt mit dem Extrakt 10. Wenn das Extrakt 10 als ein Pulver oder ein Poren enthaltender Feststoff ausgebildet ist, füllt das erwärmte Extraktionsmittel 19 in der zweiten Phase die Poren, die zwischen den Körnern des Pulvers bestehen bleiben oder die im Feststoff bestehen. Das Extrakt 10 wird in dieser zweiten Phase vom erwärmten Extraktionsmittel 19 befeuchtet.
In einer dritten Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt t2 bis t3 dauert, wird das Regelventil 7 wieder geöffnet, sodass eine zweite Durchflussmenge D2 des Extraktionsmittels 9 auf eine Temperatur T2 erwärmt werden kann. Gemäss dem
vorliegenden Beispiel unterscheidet sich die Temperatur T2 von der Temperatur TI. Die Temperatur T2 ist gemäss diesem Beispiel niedriger als die Temperatur TI. Gemäss einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel könnte die Temperatur T2 auch höher als die Temperatur TI sein. In der dritten Phase ist zudem der Volumenstrom kleiner als in der ersten Phase. Dementsprechend wird der Wärmebedarf für die Heizvorrichtung 5 angepasst. Die Öffnungszeit t3-t2 entspricht im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen der Öffnungszeit tl-tO, diese Öffnungszeiten können sich auch voneinander unterscheiden. Die zwischen den Öffnungszeiten liegende Schliesszeit t2-tl kann zumindest einer der Öffnungszeiten entsprechen oder kann sich von den Öffnungszeiten unterscheiden.
In der vierten Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt t3 bis t4 dauert, wird das Regelventil 7 geschlossen, sodass kein Extraktionsmittel 9 zur
Heizvorrichtung 5 geleitet wird. Die Schliesszeit t4-t3 ist in diesem Beispiel kürzer als die vorhergehende Öffnungszeit t3-t2. Während dieser kurzen Zeitspanne kann die Temperatur im Wesentlichen konstant bleiben, das heisst weiterhin bei T2 liegen.
In einer fünften Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt t4 bis t5 dauert, wird das Regelventil 7 wieder geöffnet, sodass eine dritte Durchflussmenge D3 des Extraktionsmittels 9 auf eine Temperatur T2 erwärmt werden kann, die während der Öffnungszeit auf eine Temperatur T3 abgesenkt wird. Gemäss dem vorliegenden Beispiel erfolgt somit die Erwärmung mit einem negativen Temperaturgradienten. Das erwärmte Extraktionsmittel 19 hat zum Zeitpunkt t4 die Temperatur T2. Zum Zeitpunkt t5 hat das erwärmte Extraktionsmittel 19 die Temperatur T3. Der Temperaturverlauf ist im vorliegenden Beispiel linear, er könnte aber auch einen nichtlinearen Verlauf aufweisen. Gemäss einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel könnte die Temperatur T3 auch höher als die Temperatur T2 sein. In der fünften Phase ist zudem der Volumenstrom grösser als in der dritten Phase. Dementsprechend wird der Wärmebedarf für die Heizvorrichtung 5 angepasst. Die Öffnungszeit t5-t4 ist im vorliegenden Beispiel grösser als die Öffnungszeit tl-tO.
In der sechsten Phase, die an die fünfte Phase anschliesst und die in einem Zeitabschnitt abläuft, der vom Zeitpunkt t5 bis t6 dauert, wird das Regelventil 7 geschlossen, sodass kein Extraktionsmittel 9 zur Heizvorrichtung 5 geleitet wird. Die Schliesszeit t6-t5 ist in diesem Beispiel kürzer als die vorhergehende Öffnungszeit t5-t4. Während dieser kurzen Zeitspanne wird die Temperatur erhöht, da für die nachfolgende siebente Phase eine höhere Temperatur erforderlich ist.
In einer siebenten Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt t6 bis t7 dauert, wird das Regelventil 7 wieder geöffnet, sodass eine vierte Durchflussmenge D4 des Extraktionsmittels 9 auf eine Temperatur T4 bis zu einer Temperatur T5 erwärmt werden kann. Die Temperatur wird somit während der Öffnungszeit t7-t6 von der Temperatur T4 auf die Temperatur T5 erhöht. Gemäss dem vorliegenden Beispiel erfolgt somit die Erwärmung mit einem positiven Temperaturgradienten. Das erwärmte Extraktionsmittel 19 hat zum Zeitpunkt t6 die Temperatur T4. Zum Zeitpunkt t7 hat das erwärmte Extraktionsmittel 19 die Temperatur T5. Der Temperaturverlauf ist im vorliegenden Beispiel linear, er könnte aber auch einen nichtlinearen Verlauf aufweisen. In der siebenten Phase wird zudem der
Volumenstrom verändert. Dementsprechend wird der Wärmebedarf für die Heizvorrichtung 5 angepasst. Gemäss dem vorliegenden Beispiel nimmt der Volumenstrom vom Zeitpunkt 6 bis zum Zeitpunkt t7 ab. Der Öffnungsquerschnitt des Regelventils 7 wird hierzu kontinuierlich oder schrittweise verringert.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen nur exemplarisch zwei Beispiele für eine Vielzahl von möglichen Dosierungsvorschriften. Jede der Dosierungsvorschriften kann in der Speichereinheit 23 gespeichert sein, um bei Bedarf auf Anweisung eines Benutzers ausgeführt zu werden.
Fig. 6 zeigt ein System 50 nach einem vierten Ausführungsbeispiel, wobei für gleiche oder gleich wirkende Einheiten, Bauteile oder Elemente dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet werden. In der Folge werden nur die Unterschiede zum ersten
Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 beschrieben, im Übrigen wird an dieser Stelle auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen, die auch für gleiche oder gleich wirkende Einheiten, Bauteile oder Elemente dieses Ausführungsbeispiels gelten soll.
Gemäss Fig. 6 umfasst die Brühvorrichtung 6 einen Druckbehälter 36. Das Extraktionsgut 8 ist im Innenraum dieses Druckbehälters 36 angeordnet und ist daher schematisch
dargestellt. In der Versorgungsleitung 14 ist ein Druckerhöhungsmittel für das
Extraktionsmittel 9 vorgesehen, beispielsweise eine Pumpe 40. Die Versorgungsleitung 14, die Fleizvorrichtung 5, die Verbindungsleitung 17 und die Brühvorrichtung 6 bilden ein geschlossenes System aus, sodass, abgesehen von Leitungsverlusten, keine Druckverluste im System auftreten und der Druck des erwärmten Lösungsmittels 19 im Wesentlichen dem mittels des Druckerhöhungsmittels aufgebrachten Drucks entspricht. Das Extraktionsgut 8 kann in oder auf einem Aufnahmeelement 16 angeordnet sein, welches für die Verwendung zur Zubereitung eines Fleissgetränks als Siebträger, Kapsel, Beutel oder Pad ausgebildet sein kann. Für die Zubereitung eines Heissgetränks liegt der Druck üblicherweise in einem
Druckbereich von 5 bis 20 bar.
Gemäss dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in der Versorgungsleitung 14 zwischen der Pumpe 40 und der Heizvorrichtung 5 ein Drucksensor 41 vorgesehen. Mittels des Druck sensors 41 kann der von der Pumpe 40 erzeugte Druck gemessen werden. Der vom
Drucksensor 41 ermittelte Druckmesswert wird an die Regeleinheit 2 übermittelt. Zudem kann die Pumpe einen Drehzahlaufnehmer oder ein Durchflussmessgerät enthalten, mittels welchem der durch die Pumpe fliessende Volumenstrom oder der Durchsatz ermittelt werden kann. Der entsprechende Messwert für die Drehzahl, den Volumenstrom oder den Durchsatz kann ebenfalls an die Regeleinheit 2 übermittelt werden. Gemäss diesem Ausführungs beispiel befindet sich das Durchflussmessgerät 18 somit direkt an der Pumpe 40 und nicht stromaufwärts der Pumpe 40, wie in Fig. 6 als mögliche Variante dargestellt ist. Selbst verständlich kann sich das Durchflussmessgerät 18 auch stromaufwärts der Pumpe 40 befinden.
Optional kann eine Dosierung des Extraktionsmittels 9 mittels eines Regelventils 7 analog zu den in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellten Varianten erfolgen. Hierzu ist das Regelventil 7 von der Regeleinheit 2 derart regelbar, dass das Regelventil 7 geschlossen wird, wenn der Messwert des Volumenstroms dem Anteil des in einer bestimmten Phase des Extraktionsvorgangs benötigten erwärmten Extraktionsmittels 19 entspricht, welches der Brühvorrichtung 6 zuzuführen ist. Eine Dosiervorschrift zur Dosierung des Extraktionsmittels 9 kann eine einzige Phase oder eine Mehrzahl von Phasen umfassen. Das Regelventil kann insbesondere als Proportionalventil ausgebildet sein.
Die Verwendung eines Druckerhöhungsmittels für das Extraktionsmittel 9 in der
Versorgungsleitung 14 ermöglicht die Erzeugung eines Durchflussprofils oder einer Mehrzahl von Durchflussprofilen, die durch Minimaldruckprofile oder Maximaldruckprofile überlagert sind. Das heisst, durch Einstellung der Pumpe 41 oder des Regelventils 7 können
entsprechend unterschiedliche Drücke oder Volumenströme eingestellt werden. Die Drücke oder Volumenströme können während der Dauer eines Extraktionsvorgangs verändert werden, das heisst, der Extraktionsvorgang kann mehrere Phasen umfassen, wobei jede der Phasen durch einen unterschiedlichen Druck oder Volumenstrom charakterisiert sein kann. Das bedeutet, dass während der Dauer eines Extraktionsvorgangs der Volumenstrom oder der Druck in der Versorgungsleitung 14 stromabwärts des Druckerhöhungsmittels verändert werden kann. Demzufolge kann auch der Volumenstrom oder Druck in der
Verbindungsleitung 17 verändert werden.
Optional kann in der Verbindungsleitung 17 ein Mehrwegventil 42 angeordnet sein. Das Mehrwegventil 42 befindet sich zwischen der Heizvorrichtung 5 und der Brühvorrichtung 6. Gemäss dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Mehrwegventil 42 drei
verschiedene Kombinationen von Fluidanschlüssen auf, es ist als Dreiwegeventil ausgebildet. Das Mehrwegventil 42 weist gemäss diesem Ausführungsbeispiel drei verschiedene
Stellungen und drei Fluidleitungen auf. Eine dieser Fluidleitungen ist die Verbindungsleitung 17, durch welche dem Mehrwegventil 42 erwärmtes Extraktionsmittel 19 zugeführt werden kann. Eine weitere, zweite Fluidleitung ist die Verbindungsleitung 43, durch welche das erwärmte Extraktionsmittel 19 der Brühvorrichtung 6 zugeführt werden kann. Eine dritte Fluidleitung kann vorgesehen sein, die als Abwasserleitung 44 ausgebildet ist, um das erwärmte Extraktionsmittel 19 einem Abwasserbehälter oder Abwasser kanal zuzuführen.
In der ersten Stellung des Mehrwegventils 42 wird die Verbindungsleitung 17 mit der Verbindungsleitung 43 zur Durchzuführung eines Extraktionsprozesses verbunden. Der Anschluss zur Abwasserleitung 44 ist in der ersten Stellung unterbrochen, sodass der Abwasserleitung 44 kein erwärmtes Extraktionsmittel 19 zugeführt wird.
In der zweiten Stellung des Mehrwegventils 42 wird die Verbindungsleitung 17 mit der Abwasserleitung 44 verbunden. Der Anschluss zur Verbindungsleitung 43 ist in der zweiten Stellung unterbrochen, sodass der Verbindungsleitung 43 kein erwärmtes Extraktionsmittel 19 zugeführt wird. In der zweiten Stellung wird ein Spülen der Verbindungsleitung 17 und der Versorgungsleitung 14 ermöglicht. Dies kann vorteilhaft sein, um die Verbindungsleitung 17 sowie das Mehrwegventil 42 mit erwärmtem Extraktionsmittel 19 vorzuheizen, um die Temperatur für eine anschliessende Extraktion genau einzustellen. Daher können optimale Temperaturverhältnisse für die Extraktion erreicht werden. Insbesondere können beliebige Temperaturverläufe exakt eingestellt werden, insbesondere mittels der Regeleinheit 2.
In der dritten Stellung des Mehrwegventils 42 kann eine Verbindung zwischen der
Verbindungsleitung 43 und der Abwasserleitung 44 hergestellt werden. Die Verbindung zur Verbindungsleitung 19 ist in der dritten Stellung unterbrochen. Speziell am Ende einer Extraktion kann ein nach wie vor gegenüber der Umgebung erhöhter Druck im Druckbehälter 36 reduziert werden.
Das Mehrwegventil 42 kann über zwei oder drei der beschriebenen Stellungen verfügen, das heisst es kann auch ein Zweiwegventil anstelle des dargestellten Dreiwegventils vorgesehen werden.
Die Brühvorrichtung 6 enthält das Extraktionsgut 8. Die Brühvorrichtung 6 enthält ein Aufnahmeelement 16 für das Extraktionsgut 8, welches für das erwärmte Extraktionsmittel 19 durchlässig ist, sodass das Extrakt 10 durch Kontakt des erwärmten Extraktionsmittels 19 mit dem Extraktionsgut 8 erhältlich ist. Das Extrakt 10 verlässt die Brühvorrichtung über den Auslass 47, um einen Extraktsammelbehälter 11 zumindest teilweise aufzufüllen. Der Extraktsammelbehälter 11 ist zur Sammlung des Extrakts 10 ausgebildet. Der
Extraktsammelbehälter 11 kann insbesondere eine Tasse zur Aufnahme eines Heissgetränks umfassen.
Der in der Verbindungsleitung 43 vorherrschende Druck kann mittels eines Druckmessgeräts 45 gemessen werden. Der Druckmesswert kann der Regeleinheit 2 übermittelt werden. Der mit dem Druckmessgerät 45 ermittelte Druckmesswert kann mittels der in der Regeleinheit 2 befindlichen Recheneinheit 21 und der Vergleichseinheit 22 zur Überlagerung des
Druckprofils verwendet werden, welches den Extraktionsvorgang charakterisiert.
Mittels der Regeleinheit ist somit der Extraktionsvorgang beliebig steuerbar, weil
unterschiedliche Durchflüsse, Drücke, Temperaturen sowie Pausen zwischen einzelnen Phasen des Brühens oder des Extrahierens eingestellt werden können. Gemäss dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die Verbindungsleitung 17, das Mehrwegventil 42, die Verbindungsleitung 43, die Brühvorrichtung 6, das Ventil 46 sowie der Auslass 47 mittels erwärmtem Extraktionsmittel vorgewärmt werden, wenn sich noch kein Extraktionsgut 8 in der Brühvorrichtung befindet. Somit kommt es während des eigentlichen Extraktionsvorgangs zu keiner oder nur zu einer unwesentlichen Abkühlung des erwärmten Extraktionsmittels, bis es das Extraktionsgut 8 erreicht. Daher ist die Temperatur des erwärmten Extraktionsmittels präzise einstellbar, sodass eine verbesserte
Temperaturstabilität während des Extraktionsvorgangs erzielt werden kann.
Gemäss jedem der Ausführungsbeispiele kann das Extraktionsgut 8 mit einem Druck extrahiert werden, der für das gesamte Extraktionsgut 8 im Wesentlichen gleich ist, sodass eine gleichmässigere Extraktion mit verbessertem Stoffübergang vom Extraktionsgut 8 in das erwärmte Extraktionsmittel 19 erfolgen kann, sodass die Konzentration der löslichen
Bestandteile des Extraktionsguts im Extrakt 10 erhöht ist.
Fig. 7 zeigt ein Diagramm für eine Dosierungsvorschrift, gemäss welcher das
Extraktionsmittel 9 mit einem einzigen vorbestimmten Druck der Brühvorrichtung 6 gemäss Fig. 6 zugeführt wird. Der Temperaturverlauf soll hierbei dem in Fig. 4 dargestellten
Temperaturverlauf entsprechen. Das Diagramm enthält als Abszisse eine Zeitachse, auf welcher die Zeit t in Sekunden (s) aufgetragen ist. Die Ordinate enthält zwei verschiedene Grössen, einerseits den Volumenstrom (ml/s) und andererseits den Druck (bar). Der Volumenstrom ist mit einer durchgehenden Linie dargestellt, der Druck mittels einer strichlierten Linie, um die beiden Grössen einfacher voneinander unterscheiden zu können. Der Volumenstrom ist gemäss dieser Dosierungsvorschrift konstant, das heisst, dass die Pumpe 40 einen gleichbleibenden Volumenstrom fördert. Das bedeutet, dass die Pumpe bis zum Zeitpunkt tO einen zunehmenden Volumenstrom erzeugt, dann der Volumenstrom durch die Pumpe konstant gehalten wird und zum Zeitpunkt tl einen abnehmenden Volumenstrom erzeugt. Die Differenz tl-tO entspricht der Dauer des Brühvorgangs. Die Fläche des als Rechteck dargestellten Volumenstroms entspricht der Durchflussmenge D des
Extraktionsmittels 9 während des Brühvorgangs.
Ob der Druck in der Versorgungsleitung stromaufwärts der Pumpe 40 konstant ist, kann mittels des Durchflussmessgeräts 18 ermittelt werden. Gegebenenfalls kann der
Volumenstrom, den die Pumpe fördert, sowie dessen Druck auch in Abhängigkeit des vom Durchflussmessgeräts 18 ermittelten Messwerts geregelt werden. Alternativ kann der
72 Volumenstrom, den die Pumpe 40 fördert, auch über eine Regelung der Drehzahl der Pumpe 40 eingestellt werden. In Fig. 7 ist exemplarisch ein linear zunehmender Volumenstrom und ein nach einer exponentiellen Funktion abnehmender Volumenstrom. Der Druck sowie der Volumenstrom können je nach Einstellung der Pumpe 40 beliebig verändert werden, sodass auch andere Verläufe, die zeichnerisch nicht dargestellt sind, möglich sind.
Der Zeitpunkt tO ist dabei so bemessen, dass die Fleizvorrichtung 5 auf die Fleiztemperatur TI aufgeheizt werden kann, bevor die Pumpe 40 derart betrieben wird, dass ein konstanter Volumenstrom erzeugbar ist. Sobald die Fleizvorrichtung 5 die Fleiztemperatur TI erreicht hat, das heisst zum Zeitpunkt tO in der vorliegenden Darstellung, wird das Mehrwegventil geöffnet, das heisst der Zufluss zur Brühvorrichtung 6 geöffnet. Die Fleiztemperatur TI bleibt bis zum Zeitpunkt tl konstant. Wenn das Mehrwegventil zum Zeitpunkt tl wieder geschlossen wird, kann die Fleizvorrichtung 5 abgeschaltet werden. Daher sinkt die
Fleiztemperatur Tl ab, weil die Fleizvorrichtung abkühlt. Eine weitere Energiezufuhr zur Fleizvorrichtung 5 ist nicht mehr erforderlich, sodass keine zusätzliche Energie im Stand-by Zustand benötigt wird.
Fig. 8 zeigt ein exemplarisches Beispiel für eine Dosierungsvorschrift, gemäss welcher das Extraktionsmittel 9 der Brühvorrichtung 6 in mehreren Phasen zugeführt wird. Eine
Startphase der Druckerhöhung ist vor dem Zeitpunkt tO vorgesehen, wenn die Pumpe 40 in Betrieb genommen wird. In dieser Startphase steigt der Volumenstrom an. Das
Mehrwegventil 42 kann sich in der dritten Stellung befinden, um Druck in der
Verbindungsleitung 17 aufzubauen oder in der zweiten Stellung, um ungenügend
vorgewärmtes Wasser in die zum Abwasser führende Leitung 44 zu leiten. In dieser
Startphase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der bis zum Zeitpunkt tO dauert, kann der Fleizvorrichtung 5 eine Durchflussmenge DO des Extraktionsmittels 9 mit einem
zunehmenden Druck, der bis zum Druck pl zunimmt, zugeführt werden. Während der Zeitdauer tO-O nimmt der Volumenstrom zu, es wird eine Durchflussmenge DO (ml) gefördert, welche durch die Dreieckfläche unter der Volumenstromkurve symbolisiert wird.
In einer ersten Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt tO bis tl dauert, befindet sich das Mehrwegventil 42 in der ersten Stellung, sodass Extraktionsmittel 9 durch die Fleizvorrichtung 5 in die Verbindungsleitung 17, durch das Mehrwegventil 42 in die Verbindungsleitung 43 zur Brühvorrichtung 6 geleitet wird. Die Pumpe 40 bleibt in Betrieb und die Fleizvorrichtung 5 bleibt eingeschaltet, solange das erwärmte Extraktionsmittel 19 die für die Brühvorrichtung 6 erforderliche Temperatur aufweisen muss. Die Wärmezufuhr zur Heizvorrichtung 5 kann auch unterbrochen werden, wenn in der ersten Phase eine Abkühlung erfolgen soll. Während der Zeitdauer tl-tO ist der Volumenstrom konstant, es wird eine Durchflussmenge Dl (ml) gefördert, welche durch die Rechteckfläche unter der Volumenstromkurve symbolisiert wird.
In einer zweiten Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt tl bis t2 dauert, befindet sich das Mehrwegventil 42 in der zweiten oder dritten Stellung, sodass Extraktionsmittel 9 durch die Heizvorrichtung 5 in die Verbindungsleitung 17 bis zum
Mehrwegventil 42, aber nicht von der Verbindungsleitung 43 zur Brühvorrichtung 6 geleitet wird. Die Pumpe 40 wird abgeschaltet und die Heizvorrichtung 5 bleibt eingeschaltet, damit das Extraktionsmittel die für die Brühvorrichtung 6 erforderliche Temperatur erreichen kann. Der Druck kann somit bedingt durch die Erwärmung des Extraktionsmittels 9 zunehmen, gemäss dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Druck zum Zeitpunkt t2 p2 und zum Zeitpunkt tl pl. Der Druck p2 ist geringfügig höher als der Druck pl.
In einer dritten Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt t2 bis t3 dauert, befindet sich das Mehrwegventil 42 in der ersten Stellung, sodass Extraktionsmittel 9 durch die Heizvorrichtung 5 in die Verbindungsleitung 17 bis zum Mehrwegventil 42 und von der Verbindungsleitung 43 zur Brühvorrichtung 6 geleitet wird. Das erwärmte
Extraktionsmittel 19 wird somit während der dritten Phase zur Brühvorrichtung 6 geleitet und gelangt in Kontakt mit dem Extrakt 10. Wenn das Extrakt 10 als ein Pulver oder ein Poren enthaltender Feststoff ausgebildet ist, füllt das erwärmte Extraktionsmittel 19 in der dritten Phase die Poren, die zwischen den Körnern des Pulvers bestehen bleiben oder die im Feststoff bestehen. Das Extrakt 10 wird in dieser dritten Phase vom erwärmten
Extraktionsmittel 19 befeuchtet.
In der dritten Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt t2 bis t3 dauert, wird die Pumpe 40 wieder eingeschaltet oder der Volumenstrom derart verändert, dass eine zweite Durchflussmenge D2 des Extraktionsmittels 9 auf einen Druck p2 gebracht werden kann bzw. den Druck p2 hält. Gemäss dem vorliegenden Beispiel unterscheidet sich der Druck p2 vom Druck pl. Der Druck p2 ist gemäss diesem Beispiel höher als der Druck pl. Gemäss einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel könnte der Druck p2 auch niedriger als der Druck pl sein. In der dritten Phase ist zudem der Volumenstrom grösser als in der ersten Phase. Dementsprechend kann der Wärmebedarf für die Heizvorrichtung 5
74 angepasst werden. Die Öffnungszeit t3-t2 entspricht im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen der Öffnungszeit tl-tO, diese Öffnungszeiten können sich nach einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel auch voneinander unterscheiden. Die zwischen den Öffnungszeiten liegende Schliesszeit t2-tl kann zumindest einer der Öffnungszeiten entsprechen oder kann sich von den Öffnungszeiten unterscheiden. Während der
Öffnungszeit befindet sich das Mehrwegventil in der ersten Stellung, während der
Schliesszeit in einer der zweiten oder dritten Stellungen, sodass der Brühvorrichtung kein erwärmtes Extraktionsmittel 19 zugeführt wird.
In der vierten Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt t3 bis t4 dauert, wird die Pumpe 40 abgeschaltet oder deren Drehzahl reduziert, sodass kein
Extraktionsmittel 9 zur Heizvorrichtung 5 geleitet wird. Die Schliesszeit t4-t3 ist in diesem Beispiel kürzer als die vorhergehende Öffnungszeit t3-t2. Während dieser kurzen Zeitspanne kann der Druck im Wesentlichen konstant bleiben, das heisst den Wert p2 beibehalten. Die Temperatur des in der Heizvorrichtung 5 befindlichen Extraktionsmittels 9 kann erhöht werden, da kein kaltes Extraktionsmittel nachfliessen kann.
In einer fünften Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt t4 bis t5 dauert, wechselt das Mehrwegventil 42 wiederum in die erste Stellung, sodass eine dritte Durchflussmenge D3 des Extraktionsmittels 9 vom Druck p2 während der Öffnungszeit auf den Druck p3 abgesenkt wird. Gemäss dem vorliegenden Beispiel erfolgt somit während der fünften Phase ein Druckabfall. Das erwärmte Extraktionsmittel 19 hat zum Zeitpunkt t4 den Druck p2. Zum Zeitpunkt t5 hat das erwärmte Extraktionsmittel 19 den Druck p3. Der Druckabfall ist in der fünften Phase linear, der Druckabfall könnte aber auch einen nichtlinearen Verlauf aufweisen. Gemäss einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel könnte der Druck p3 auch höher als der Druck p2 sein. In der fünften Phase ist zudem der Volumenstrom kleiner als in der dritten Phase. Dementsprechend kann auch der
Wärmebedarf für die Heizvorrichtung 5 angepasst werden. Die Öffnungszeit t5-t4 ist im vorliegenden Beispiel grösser als die Öffnungszeit tl-tO.
In der sechsten Phase, die an die fünfte Phase anschliesst und die in einem Zeitabschnitt abläuft, der vom Zeitpunkt t5 bis t6 dauert, wird das Mehrwegventil 42 in die dritte Stellung verschoben, sodass kein erwärmtes Extraktionsmittel 19 zur Brühvorrichtung 6 geleitet wird. Die Schliesszeit t6-t5 ist in diesem Beispiel kürzer als die vorhergehende Öffnungszeit t5-t4. Während dieser kurzen Zeitspanne wird der Druck in der Verbindungsleitung 17 erhöht, da für die nachfolgende siebente Phase ein höherer Druck erforderlich ist.
In einer siebenten Phase, die in einem Zeitabschnitt abläuft, der von einem Zeitpunkt t6 bis t7 dauert, wird das Mehrwegventil wiederum in die erste Stellung verschoben, sodass eine vierte Durchflussmenge D4 des Extraktionsmittels 9 von einem Druck p4 bis zu einem Druck p5 erhöht werden kann. Der Druck wird somit während der Öffnungszeit t7-t6 vom Druck p4 auf den Druck p5 erhöht. Der Volumenstrom des Extraktionsmittels 9, welches von der Pumpe 40 gefördert wird, nimmt zu, beispielsweise indem die Drehzahl der Pumpe 40 erhöht wird. Das erwärmte Extraktionsmittel 19 hat zum Zeitpunkt t6 den Druck p4. Zum Zeitpunkt t7 hat das erwärmte Extraktionsmittel 19 den Druck p5. Der Druckverlauf ist im vorliegenden Beispiel linear, er könnte aber auch einen nichtlinearen Verlauf aufweisen.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen nur exemplarisch zwei Beispiele für eine Vielzahl von möglichen Dosierungsvorschriften zur Steuerung des Extraktionsvorgangs. Jede der
Dosierungsvorschriften kann in der Speichereinheit 23 gespeichert sein, um bei Bedarf auf Anweisung eines Benutzers ausgeführt zu werden.
Für den Fachmann ist offensichtlich, dass viele weitere Varianten zusätzlich zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich sind, ohne vom erfinderischen Konzept abzuweichen. Der Gegenstand der Erfindung wird somit durch die vorangehende
Beschreibung nicht eingeschränkt und ist durch den Schutzbereich bestimmt, der durch die Ansprüche festgelegt ist. Für die Interpretation der Ansprüche oder der Beschreibung ist die breitest mögliche Lesart der Ansprüche massgeblich. Insbesondere sollen die Begriffe „enthalten" oder„beinhalten" derart interpretiert werden, dass sie sich auf Elemente, Komponenten oder Schritte in einer nicht-ausschliesslichen Bedeutung beziehen, wodurch angedeutet werden soll, dass die Elemente, Komponenten oder Schritte vorhanden sein können oder genutzt werden können, dass sie mit anderen Elementen, Komponenten oder Schritten kombiniert werden können, die nicht explizit erwähnt sind. Wenn die Ansprüche sich auf ein Element oder eine Komponente aus einer Gruppe beziehen, die aus A, B, C bis N Elementen oder Komponenten bestehen kann, soll diese Formulierung derart interpretiert werden, dass nur ein einziges Element dieser Gruppe erforderlich ist, und nicht eine
Kombination von A und N, B und N oder irgendeiner anderen Kombination von zwei oder mehr Elementen oder Komponenten dieser Gruppe.

Claims

Ansprüche
1. System (20, 50) zur Herstellung eines Extrakts (10) aus einem Extraktionsgut (8) mittels eines Extraktionsmittels (9), umfassend eine Versorgungsleitung (14) für die
kontinuierliche Versorgung mit dem Extraktionsmittel (9), eine Heizvorrichtung (5), eine Brühvorrichtung (6), sowie einen Extraktsammelbehälter (11), wobei die
Brühvorrichtung (6) das Extraktionsgut (8) enthält, wobei die Versorgungsleitung (14) zur Zufuhr des Extraktionsmittels (9) zur Heizvorrichtung (5) ausgebildet ist, wobei eine Verbindungsleitung (17) für das erwärmte Extraktionsmittel (19) von der Heizvorrichtung (5) zur Brühvorrichtung (6) vorgesehen ist, wobei die Brühvorrichtung (6) ein
Aufnahmeelement (16) für das Extraktionsgut (8) enthält, welches für das erwärmte Extraktionsmittel (19) durchlässig ist, sodass durch Kontakt des erwärmten
Extraktionsmittels (19) mit dem Extraktionsgut (8) das Extrakt (10) erhältlich ist, wobei der Extraktsammelbehälter (11) zur Sammlung des Extrakts (10) ausgebildet ist, wobei die Versorgungsleitung (14) oder die Verbindungsleitung (17) mindestens ein
Messelement (13, 18, 41, 45) und mindestens ein Volumenstromregelelement (4, 7, 40, 42) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinheit (2) vorgesehen ist, welche mindestens eine Dosierungsvorschrift für das erwärmte Extraktionsmittel (19) für die Brühvorrichtung (6) enthält, wobei die Dosierungsvorschrift mittels einer
Eingabevorrichtung (24) auswählbar ist, wobei das Volumenstromregelelement (4, 7, 40, 42) entsprechend der Dosierungsvorschrift eingestellt werden kann und über das Messelement (13, 18, 41, 45) überwacht wird.
2. System nach Anspruch 1, wobei mittels der Regeleinheit (2) aus dem gewünschten
Volumenstrom oder dem Druck eine Öffnungszeit des Volumenstromregelelements (4, 7, 40, 42) ermittelbar ist.
3. System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Regeleinheit (2) eine
Recheneinheit (21), eine Vergleichseinheit (22) sowie eine Speichereinheit (23) umfasst.
4. System nach Anspruch 3, wobei die Speichereinheit (23) die Dosierungsvorschrift,
bevorzugt eine Mehrzahl an Dosierungsvorschriften, enthält.
5. System nach Anspruch 4, wobei die Dosierungsvorschrift die gewünschten
Volumenströme, die gewünschten Drücke und/oder die gewünschten Temperaturen des Extraktionsmitels (9) oder des erwärmten Extraktionsmitels (19) für die Herstellung des Extrakts (10) enthält.
6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei mitels der Vergleichseinheit (22) der Volumenstrommesswert mit dem gewünschten Volumenstrom vergleichbar ist.
7. System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei mitels der Vergleichseinheit (22) der Druckmesswert mit dem gewünschten Druck vergleichbar ist.
8. System nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei mitels der Vergleichseinheit (22) der Temperaturmesswert mit der gewünschten Temperatur vergleichbar ist.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Heizregler für die
Regelung der Wärmezufuhr zur Heizvorrichtung (5) vorgesehen ist.
10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der gewünschte
Volumenstrom als Störgrösse aufschaltbar ist.
11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messelement als ein Durchflussmessgerät (18) zur Ermitlung eines Volumenstrommesswerts oder ein Druckmessgerät (41, 45) zur Ermitlung eines Druckmesswerts oder ein
Temperaturmessgerät (13) zur Ermitlung eines Temperaturmesswerts des
Extraktionsmitels (9) oder des erwärmten Extraktionsmitels (19) ausgebildet ist.
12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das
Volumenstromregelelement (4, 7, 40, 42) als ein Zweiwegventil (4), ein Regelventil (7), ein Mehrwegventil (42) oder eine Pumpe (40) ausgebildet ist.
13. System nach Anspruch 12, wobei die Versorgungsleitung (14) das Regelventil (7) oder die Pumpe (40) enthält.
14. System nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Verbindungsleitung (17) das Mehrwegventil (42) enthält.
15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Pumpe (40) als eine regelbare Pumpe ausgebildet ist.
16. System (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das
Volumenstromregelelement (4, 7, 40, 42) als ein Schaltventil (4) für die Zufuhr des Extraktionsmittels (9) zu einer Bypassleitung (25) ausgebildet ist.
17. System (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brühvorrichtung (6) einen Druckbehälter (36) umfasst.
18. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Verteilelement (26) zur Verteilung des Extraktionsmittels (9) auf das Extraktionsgut (8).
19. Verfahren zur Herstellung eines Extrakts (10) aus einem Extraktionsgut (8) mittels eines Extraktionsmittels (9), umfassend ein System (20) enthaltend eine Versorgungsleitung (14) für das Extraktionsmittel (9), eine Heizvorrichtung (5), eine Brühvorrichtung (6), sowie einen Extraktsammelbehälter (11), wobei die Brühvorrichtung (6) das
Extraktionsgut (8) enthält, wobei das Extraktionsmittel (9) der Heizvorrichtung (5) über die Versorgungsleitung (14) zugeführt wird, wobei das Extraktionsmittel (9) in der Heizvorrichtung (5) erwärmt wird, wobei das erwärmte Extraktionsmittel (19) mittels einer Verbindungsleitung (17) von der Heizvorrichtung (5) zur Brühvorrichtung (6) geleitet wird, wobei durch Kontakt des erwärmten Extraktionsmittels (19) mit dem Extraktionsgut (8) ein Extrakt (10) erhalten wird, welches das Extraktionsmittel (9) sowie lösliche Bestandteile des Extraktionsguts (8) enthält, wobei das Extrakt (10) im Extraktsammelbehälter (11) gesammelt wird, wobei die Versorgungsleitung (14) oder die Verbindungsleitung (17) ein Messelement (13, 18, 41, 45) und ein
Volumenstromregelelement (4, 7, 40, 42) enthält, wobei eine Regeleinheit (2) vorgesehen ist, welche mindestens eine Dosierungsvorschrift für das erwärmte
Extraktionsmittel (19) für die Brühvorrichtung (6) enthält, wobei die Dosierungsvorschrift mittels einer Eingabevorrichtung (24) ausgewählt wird, wobei das
Volumenstromregelelement (4, 7, 40, 42) entsprechend der Dosierungsvorschrift eingestellt wird und über das Messelement (13, 18, 41, 45) überwacht wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Volumenstrom des Extraktionsmittels (9),
welcher von der Heizvorrichtung (5) in das erwärmte Extraktionsmittel (19)
umgewandelt wird, mittels eines Durchflussmessgeräts (18) ermittelt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, wobei der Druck des
Extraktionsmitels (9) mitels eines Druckmessgeräts (41, 45) gemessen wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei das Volumenstromelement ein Regelventil (7), ein Schaltventil (4), eine Pumpe (40) oder ein Mehrwegventil (42) enthält.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei die Regeleinheit (2) eine
Recheneinheit (21), eine Vergleichseinheit (22), eine Speichereinheit (23) umfasst.
24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Speichereinheit (23) eine Mehrzahl an
Dosierungsvorschriften enthält, welche die gewünschten Volumenströme, Drücke sowie die gewünschten Temperaturen des Extraktionsmitels (9) oder des erwärmten
Extraktionsmitels (19) für die Herstellung des Extrakts (10) enthalten.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei mitels der Eingabevorrichtung (24) eine der Dosierungsvorschriften ausgewählt wird, welche den gewünschten Volumenstrom oder den gewünschten Druck oder die gewünschte Temperatur des erwärmten Extraktionsmitels (19) umfasst.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, wobei mitels der Regeleinheit (2) der Volumenstrommesswert mit dem gewünschten Volumenstrom oder der Druckmesswert mit dem gewünschten Druck oder der Temperaturmesswert mit der gewünschten Temperatur verglichen wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, wobei die Regeleinheit (2) eine
Recheneinheit (21), eine Vergleichseinheit (22) sowie eine Speichereinheit (23) umfasst.
28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei mitels der Vergleichseinheit (22) der
Volumenstrommesswert mit dem gewünschten Volumenstrom oder der Druckmesswert mit dem gewünschten Druck oder der Temperaturmesswert mit der gewünschten Temperatur verglichen wird, sodass das Regelventil (7) oder das Mehrwegventil (42) derart eingestellt werden kann, dass der gewünschte Volumenstrom mit dem
Volumenstrommesswert oder der gewünschte Druck mit dem Druckmesswert oder der Temperaturmesswert mit der gewünschten Temperatur übereinstimmt.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 28, wobei der Druck des erwärmten Extraktionsmittels (19) in der Brühvorrichtung (6) erhöht wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 29, wobei zumindest ein Teil des
Extraktionsmittels (19) nicht durch die Heizvorrichtung (5) geleitet wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei durch Betätigung eines Schaltventils (4) zumindest ein Teil des Extraktionsmittels (9) in eine Bypassleitung (25) eingespeist werden kann, sodass das Extraktionsmittel (9) an der Heizvorrichtung (5) vorbei zur Brühvorrichtung (6) oder zum Extraktsammelbehälter (11) geleitet wird.
32. Verwendung des Systems (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 oder des Verfahrens nach einem der Ansprüche 19 bis 31 zur Herstellung eines Heissgetränks.
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