KR20200007765A - 콜드 브루 음료의 진공 추출을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

콜드 브루 음료의 진공 추출을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

브루잉된 음료의 진공 추출을 위한 방법 및 시스템이 기술된다. 상기 공정은 액체 물 또는 용매를 원하는 온도로 준비하는 단계, 액체 물 또는 용매를 브루잉 용기에서 제 1 브루잉 물질과 조합하는 단계, 제 1의 원하는 압력 설정점에 도달될 때까지 브루잉 용기로부터 공기를 제거하는 단계, 액체 물 또는 용매와 제 1 브루잉 물질의 혼합물을 브루잉 용기에서 원하는 저압 침지 시간 동안 침지하는 단계, 제 2의 원하는 압력 설정점에 도달될 때까지 충전제 가스를 브루잉 용기에 첨가하는 단계, 액체 물 또는 용매와 제 1 브루잉 물질의 혼합물을 브루잉 용기에서 원하는 침지 시간 동안 대기압 또는 고압에서 침지하는 단계 및 액체 물 또는 용매와 제 1 브루잉 물질이 여과 시스템을 통과하도록 하여 여과된 브루잉된 음료를 생산하는 단계의 단계들을 포함한다. 이 단계들을 수행할 수 있는 시스템 또한 기술된다.

Description

콜드 브루 음료의 진공 추출을 위한 시스템 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 10월 17일에 출원된 미국 가출원 번호 62/409,268에 대한 우선권을 주장하며, 상기 출원은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
기술분야
본 발명은 콜드 브루 음료의 진공 추출을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
상온 또는 저온의 물로 커피를 만드는 공정인 콜드 브루 커피는 적어도 4세기 동안 있어왔던 개념이지만, 아주 최근에 수요가 급증하는 것으로 보인다. 콜드 브루의 소비자들은 저산도 및 보다 매력적인 풍미에 이끌리지만, 그 장점들은 훨씬 더 짧은 유통 기한 및 훨씬 더 긴 브루잉(brewing) 시간에 의해 상쇄된다. 콜드 브루 커피는 일반적으로 뜨겁게 브루잉된 후 얼음 위에 붓거나 얼음을 첨가함으로써 차갑게 식히는 커피를 나타내는 아이스 커피와 혼동되지 않아야 한다.
현재 소량으로 또는 대량으로 콜드 브루 커피를 제조하기 위해 이용할 수 있는 여러 제품이 있다. 일부 실례는 Filtron, Toddy, 및 재패니즈 슬로우-드립이며, 이것들은 전부 커피와 물이 브루잉 공정 동안 주변 공기에 노출되는 것을 필요로 한다. 커피 찌꺼기의 구성 성분들이 고온에서 보다 가용성이기 때문에, 콜드 브루잉 공정은 4 내지 30시간 동안, 또는 때로는 더 긴 시간 동안 침지(steeping)를 필요로 한다. 현재 사용되는 콜드 브루 공정들의 가장 큰 결함은 그것들이 커피 콩의 특색, 정체성 또는 테루아르(terroir)를 적절하게 추출할 수 없다는 것이다. 그러므로, 최종 제품은 별 특징이 없고 종종 한 콜드 브루 커피를 다른 콜드 브루 커피와 구별하는 것이 불가능하다. 이런 비효율성에 대한 3가지 주요 이유는 브루잉 온도, 오염 및 산화이다.
이 방법들로의 브루잉은 산화 및 미생물 발생의 기회를 생성하고, 그로써 시어지거나 및/또는 분해되기 시작하기 전에 제품의 유통 기한을 감소시킨다. 이런 환경 요소들에의 노출은 추출의 물리학으로 인해 발생한다. 액체가 커피 구조의 내부로 침투하기 위해서는, 액체는 추출 및 가수분해가 일어나기 전에 커피의 포획된 CO2를 대체해야 한다. 그러므로, 추출이 완료되는 시간에, 일단 부분적으로 커피를 산화되는 것으로부터 보호한 CO2는 이제 소멸되고 산소, 박테리아, 미생물 및 효모를 포함한 주변 공기로 대체되었다. 커피 및 물의 이런 요소들에의 노출은 음료를 오염시키고, 유기 물질을 산화시켜서 휘발성 풍미 화합물이 소멸되거나 및/또는 나빠지는 것을 유발한다. 제품이 이 요소들에 노출되는 시간이 길어질수록, 더 많이 오염된다.
상온수로의 커피 및 기타 보태니컬(botanicals)로부터의 풍미 추출은 어렵다. 특정 풍미 화합물은 용매의 온도를 통해 방출되는데, 용매는 산 및 휘발성을 방출시키거나 및/또는 발생시키는 촉매로서 작용한다. 모든 기존의 콜드 브루 커피 방법은 공정 중에 상온수를 사용한다. 이 온도는 이 음료의 "부드러운" 및 "저산" 성질을 생성하는 데 기여한다. 물 온도는 3가지 주요 효과를 가진다: 산성, 쓴 맛 및 풍미 화합물.
풍미 발생을 증가시키기 위해 콜드 브루잉에 통상적으로 사용된 한 가지 방법은 커피의 첫 번째 습윤단계(블룸현상(bloom)이라고도 불림)를 위해 고온수를 사용하고, 이어서 쓴 맛을 최소화하기 위하여 공정의 나머지에 대해 상온수를 사용하는 것이다. 이런 짧은 가열 단계는 풍미 휘발성을 방출시키지만, 단지 브루잉이 완료된 후 제한된 시간 동안에만 방출시킨다. 풍미는, 휘발성 물질이 매우 짧은 유효 수명을 가지기 때문에 나빠진다. 만약 고온수가 수초 이상 적용된다면, 그 결과로 얻어지는 제품은, 바로 한 잔의 뜨거운 커피를 브루잉할 때와 같이, 더 높은 산도를 가질 것이고 찌꺼기는 더 쓴 맛의 화합물들을 방출할 것이다. 이것은 음료의 특색을 부드럽고 저산성으로부터 고온 브루잉 또는 만약 차갑게 제공된다면 아이스 커피의 그것과 같은 정도로 변화시킨다. 그러한 음료는 더 이상 콜드 브루 커피의 정의에는 맞지 않을 것이다. 또한, 물의 온도가 너무 높으면, 추출이 일어나고 산화가 더 신속하게 이루어진다.
콜드 브루 커피는 때때로 농축물로서 제조된다. 물-대-커피 비율은 전형적으로 고온 브루 커피의 경우 약 14 mL/g인데 비해 콜드 브루의 경우 대략 5 mL/g이다. 저온수의 감소된 추출 유효성으로 인해, 허용되는 풍미 농도를 가진 음료를 생성하기 위해 더 많은 커피가 사용되어야 한다. 커피의 유형 및 물 품질에 따라, 음료의 최종 농도가 달라질 수 있다. 그러나, 전형적으로 브루잉이 완료된 때 최종 제품은 1:1의 농도-대-물 희석률을 초래한 한편 액체의 25 내지 30%를 보유한다. 그러므로, 농도가 1:1의 속도로 재구성된다면, 커피 대 물의 비율은, 액체의 30%가 재구성 전에 소실되기 때문에, 전형적으로 약 7.5 mL/g이다. 이런 방법으로, 공정으로부터의 수율은 매우 낮다.
콜드 브루 공정의 비효율성은 또한 임의의 농축된 추출물의 밀도를 제한한다. 콜드 브루 커피는 브루잉되기 위해 단위 물당 더 많은 찌꺼기를 필요로 하므로, 임의의 브루잉 용기는 필연적으로 핫 브루 커피보다 더 적은 콜드 브루 커피를 생성한다. 그러므로, 최종 제품의 밀도 또는 농도에 대해 자연적인 제한이 있다.
그러므로, 현재 업계에 알려져 있는 것보다 더 빠르고 더 깨끗하며, 더 높은 희석률을 가진 농축물을 생성할 수 있는 콜드 브루 공정에 대한 필요성이 있다. 본 발명은 이 필요성을 해결한다.
본 발명은 음료를 브루잉하기 위한 진공 추출의 방법 및 시스템에 관한 것이다. 한 구체예에서, 본 발명은 액체 물 또는 용매를 원하는 온도로 준비하는 단계; 액체 물 또는 용매를 브루잉 용기에서 제 1 브루잉 물질과 조합하는 단계; 제 1의 원하는 압력 설정점에 도달될 때까지 브루잉 용기로부터 공기를 제거하는 단계; 액체 물 또는 용매와 제 1 브루잉 물질의 혼합물을 브루잉 용기에서 원하는 저압 침지 시간 동안 침지하는 단계; 제 2의 원하는 압력 설정점에 도달될 때까지 충전제 가스를 브루잉 용기에 첨가하는 단계; 액체 물 또는 용매와 제 1 브루잉 물질의 혼합물을 브루잉 용기에서 원하는 침지 시간 동안 대기압 또는 고압에서 침지하는 단계; 및 액체 물 또는 용매와 제 1 브루잉 물질이 여과 시스템을 통과하도록 하여 여과된 브루잉된 음료를 생산하는 단계를 포함하는, 진공 추출 방법에 관한 것이다.
한 구체예에서, 제 1 브루잉 물질은 커피를 포함한다. 다른 구체예에서, 제 1 브루잉 물질은 티를 포함한다. 일부 구체예에서, 충전제 가스는 대기이다. 다른 구체예에서, 충전제 가스는 비활성 가스를 포함한다.
일부 구체예에서, 방법은 추가적인 단계들을 포함한다. 일부 구체예에서, 방법은 여과된 브루잉된 음료를 보유 용기로 보내는 단계; 제 2 브루잉 물질을 브루잉 용기에 첨가하는 단계; 여과된 브루잉된 음료를 브루잉 용기에 보내는 단계; 제 1의 원하는 압력 설정점에 도달될 때까지 브루잉 용기로부터 공기를 제거하는 단계; 여과된 브루잉된 음료와 제 2 브루잉 물질의 혼합물을 브루잉 용기에서 원하는 저압 침지 시간 동안 침지하는 단계; 제 2의 원하는 압력 설정점에 도달될 때까지 브루잉 용기에 충전제 가스를 첨가하는 단계; 여과된 브루잉된 음료와 제 2 브루잉 물질의 혼합물을 브루잉 용기에서 원하는 침지 시간 동안 대기압 또는 고압에서 침지하는 단계; 및 여과된 브루잉된 음료와 제 2 브루잉 물질이 여과 시스템을 통과하도록 하여 2번 여과된 브루잉된 음료를 생산하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 진공 추출 브루잉을 할 수 있는 시스템에 관련되는데, 상기 시스템은 브루잉 용기, 제 1 포트 상에서 브루잉 용기에 연결된 가스 밸브, 제 1 단부 상에서 압력 탱크에 연결된 진공 펌프, 여과 시스템, 및 보유 탱크를 포함하며; 브루잉 용기의 출구 포트는 여과 시스템의 입구 포트에 연결되고; 여과 시스템의 출구 포트는 보유 탱크의 입구 포트에 연결되며; 진공 펌프는 압력 설정점에 도달하거나 그것을 유지하기 위해 브루잉 용기로부터 가스를 제거하고; 가스 밸브는 브루잉 용기를 충전제 가스 공급원에 노출시키기 위해 개방된다.
일부 구체예에서, 상기 시스템은 또한 순환 용기를 포함하며, 순환 용기의 입구 포트는 제 1 밸브 또는 펌프를 사용하여 브루잉 용기의 제 2 출구 포트에 연결되고, 순환 용기의 출구 포트는 제 2 밸브 또는 펌프를 사용하여 브루잉 용기의 제 2 입구 포트에 연결된다.
일부 구체예에서, 상기 시스템은 추가로 브라이트 탱크(brite tank)를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 시스템은 추가로 포장 단계를 포함한다. 일부 구체예에서, 시스템은 추가로 물 또는 용매 탱크를 포함한다.
전술한 목적 및 특징, 뿐만 아니라 다른 목적 및 특징은 발명의 이해를 제공하고 명세서의 일부를 구성하기 위해 포함된 하기의 설명 및 첨부되는 도면을 참조로 명백해질 것이며, 유사한 숫자는 유사한 요소들을 나타낸다:
도 1은 한 구체예에 따르는 1회 통과 제조 라인의 도면을 도시한다;
도 2는 한 구체예에 따르는 2회 통과 제조 라인의 도면을 도시한다;
도 3은 한 구체예에 따르는 다회 통과 제조 라인의 도면을 도시한다;
도 4는 한 구체예에 따르는 RTD 브루 통로에 대한 흐름의 도면을 도시한다;
도 5는 한 구체예에 따르는 재순환 브루 통로의 도면을 도시한다;
도 6은 재순환 브루 통로의 대체 구체예의 도면을 도시한다.
본 발명의 도면 및 설명은 본 발명의 분명한 이해에 관련된 요소들을 예시하기 위해 단순화된 한편, 명료성의 목적에 대해 전형적인 음료 브루잉 시스템 및 방법에서 발견되는 많은 다른 요소들은 제거된 것이 이해되어야 한다. 당업자들은 다른 요소들 및/또는 단계들이 본 발명을 실행하는 데 바람직하고 및/또는 필요한 것을 인식할 수 있다. 그러나, 그러한 요소들 및 단계들은 당업계에 잘 알려져 있기 때문에, 그리고 그것들이 본 발명의 더 나은 이해를 촉진하지는 않기 때문에, 그러한 요소들 및 단계들의 논의는 이제 본원에 제공되지는 않는다. 본원의 개시는 당업자들에게 알려져 있는 그러한 요소들 및 방법들에 대한 모든 그러한 변화 및 변형들에도 관련된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 비록 본원에 기술된 것들과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 물질이 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 바람직한 방법 및 물질이 기술된다.
본원에서 사용되는 다음의 용어들의 각각은 본 단락에서 그것과 관련된 의미를 가진다.
본원에서 단수를 나타내는 용어들은 그 용어의 문법적 대상의 하나 또는 하나 이상(즉, 적어도 하나)을 나타낸다. 예를 들어, "요소"는 한 개의 요소 또는 하나 이상의 요소를 의미한다.
본원에서 사용되는 "약"은 양, 일시적인 기간, 등과 같이 측정 가능한 값을 나타낼 때, 명시된 값으로부터 ±20%, ±10%, ±5%, ±1%, 및 ±0.1%의 변동량을, 그러한 변동량이 적절하다면, 포함하는 것을 의미한다.
본원에서 사용되는, "저압"은 진공 또는 부분 진공과 같이, 대기압 아래의 임의의 압력을 의미할 수 있다.
본원에서 사용되는, "고압"은 개방 또는 대기압보다 큰 임의의 압력을 의미할 수 있다.
본 개시 전체를 통해, 발명의 다양한 측면이 범위 포맷으로 제공될 수 있다. 범위 포맷의 기술은 단순히 편리 및 간결성을 위한 것이고 발명의 범주에 대한 단호한 제한으로서 해석되지 않아야 하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 범위의 기술은 구체적으로 기술된 모든 가능한 하위범위뿐만 아니라 그 범위 내에 있는 개별적인 수치를 가지는 것으로 간주되어야 한다. 예를 들어, 1 내지 6과 같은 범위의 기술은 1 내지 3, 1 내지 4, 1 내지 5, 2 내지 4, 2 내지 6, 3 내지 6 등과 같이 구체적으로 개시된 하위범위와, 뿐만 아니라 그 범위 내의 개별적인 숫자, 예를 들어 1, 2, 2.7, 3, 4, 5, 5.3, 6 및 그 사이의 임의의 전체 및 부분적인 증분을 가지는 것으로 간주되어야 한다. 이것은 범위의 폭과 관계없이 적용된다.
본 발명은 상기에서 기술된 것과 같은 선행 기술의 결함들을 극복하기 위해 고안된다. 본 발명의 한 측면은 가장 최적의 제조 수단을 사용하여 콜드 브루 커피를 생성하는 음료 브루잉 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 개선된 제조 방법은 현재의 콜드 브루 커피 제조 방법보다 유의하게 더 높은 밀도를 가지는 추출된 농축물을 생산하는 한편, 100배 더 빠르게 브루잉하고, 잠재적인 오염을 최소화하며, 당업계에 알려져 있는 것보다 더 저장이 안정적인 최종 제품을 생성한다. 본 발명은 이것을, 음료를 현재 콜드 브루잉에 사용된 방법보다 더 산성으로 만들지 않으면서 이룬다. 본 발명은 업계에 알려져 있는 여러 진공 브루잉 음료기들 중 임의의 것, 예를 들어 Vastardis 등의 미국 특허 제 9,295,358호(그 내용은 전문이 참조로 포함됨)에 기술된 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 구체예에서, 커피 또는 기타 보태니컬의 적당한 양이 제 1 챔버에 첨가된다. 물의 전부 또는 일부가 제 1 챔버의 액체에 첨가되고 진공이 제 1 챔버에서 생성된다. 진공은 진공 펌프를 사용하여 생성되는데, 그것은 설정 압력에 도달될 때까지 제 1 챔버로부터 공기를 제거한다. 설정 압력은 제 1 챔버 내에 배치된 압력 센서, 또는 다른 수단에 의해 측정될 수 있다. 설정 압력이 달성될 때, 시스템은 설정 기간 동안 작동될 진공 브루잉 타이머를 시작할 것이고 설정 압력에서 진공을 유지할 것이다. 일단 진공 브루잉 시간이 만료되면, 챔버는 대기압으로 복귀될 것이고 시스템은 주변 압력 침지 타이머를 시작할 것이다. 일단 주변 압력 침지 타이머가 완료되면, 진공이 진공 펌프를 사용하여 재적용되고, 가스가 더 이상 커피 또는 보태니컬로부터 유출되지 않고 커피 물질이 완전히 물 또는 용매로 포화될 때까지 단계들이 1회 이상 자체적으로 반복된다.
브루잉 사이클이 완료된 후에, 액체는 추출된 커피 또는 다른 유기 물질로부터 하나 이상의 필터를 사용하여 분리된다. 이 액체는 그런 후 다음 브루 사이클을 위한 출발 액체 및 또는 용매로서 사용된다. 그러므로, 물질의 각각의 재순환으로, 액체는 더 큰 밀도를 얻고 추가적인 유기 물질을 용해시켜서 액체를 풍미 및/또는 화합물이 점점 더 농축되게 만든다.
이제 도면을 참조하기로 한다. 비록 도면이 일련의 큰 탱크를 보여주긴 하지만, 도면은 본 발명의 가능한 구체예들의 규모에 대한 제한을 의미하는 것은 아니다. 분명하게 진술되지 않는 한, 이 공정의 각 단계에 사용된 용기들은 당업자들에 의해 알고 있는 것과 같은 커피의 브루잉에 가능한 임의의 크기, 형상, 또는 구조의 것일 수 있다. 용기들 및 그것들을 연결시키는 배관 또는 도관은 업계에 알려져 있는 임의의 물질 또는 물질들로 구성될 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 단일 통과 콜드 브루잉 공정의 예시적인 구체예가 도시된다. 물탱크(101)에서, 물 또는 또 다른 용매가 원하는 온도로 준비되고 배관(102)을 통해 진공 챔버(103)로 수송된다. 진공 챔버(103)에서는, 물이 커피 및 또는 다른 물질을 포함할 수 있는 브루잉 물질과 혼합된다. 일부 구체예에서, 브루잉 물질은 물이 첨가되기 전에 진공 탱크(103)에 배치된다. 다른 구체예에서는, 브루잉 물질이 물이 첨가된 후에 진공 탱크에 첨가된다. 진공의 생성 전에, 중에, 또는 후에 모든 또는 일부의 물이 진공 챔버(103)에 첨가될 수 있다. 진공 챔버(103)는 여과 시스템(104)을 포함한다. 진공 펌프(115)는 진공 챔버(103)의 설정 압력에 도달될 때까지 작동될 것이다. 그 시간이 되면 시스템은 설정 기간 동안 작동할 타이머를 촉발시킬 것이고 진공 챔버(103)의 설정 압력을 유지한다. 타이머는 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)에 의해 촉발될 수 있지만 다른 제어 시스템 또한 당업자들에 의해 인지되는 것과 같이 사용될 수 있다. 일단 진공 시간이 만료되면, 밸브(117)가 개방되어, 진공 챔버(103)가 대략적으로 정상 주변 압력으로 복귀되는 것을 가능하게 한다. 밸브는 챕버의 압력을 균등하게 하기 위해 주변 공기로 챔버(103)를 개방할 수 있거나, 또는 대안적으로 비활성 가스(116)로 채워진 탱크를 분리시키기 위해 챔버가 개방될 수 있다. 압력이 균등하게 된 후에, 시스템은 침지 타이머를 시작하고, 그 동안에 챔버(103)의 혼합물이 정상 압력에서 침지할 것이다. 침지 시간이 완료된 후에, 진공이 다시 진공 챔버(103)에 적용되고, 가스가 더 이상 커피 또는 보태니컬로부터 유출되지 않고 커피 물질이 완전히 물 또는 기타 용매로 포화될 때까지 단계들이 1회 이상 자체적으로 반복된다. 브루잉 사이클이 완료되었을 때, 액체는 필터(104)를 통해 추출된 커피 또는 다른 유기 물질로부터 분리되고, 더 미세한 입자를 제거할, 추가의 여과 수단을 향해 이동한다. 이것은 액체를 올리는 한편 여과되게 하는 사전-필터 탱크(107)로의 통로(105), 또는 필터 시스템이 진공 챔버(103)로부터 직접적으로 액체를 펌핑하는 것을 가능하게 하는 통로(106)를 포함할 수 있다. 일단 여과된 후에는, 액체는 브라이트(Brite) 탱크(111)로 통과될 수 있고, 그곳에서 온도 제어될 수 있으며, 문질러지고 제품의 수명을 극대화하기 위하여 용해된 산소를 액체로부터 제거하기 위하여 질소 또는 또 다른 비활성 가스로 주입될 수 있다. 최종 단계에서, 제품은 포장(113)을 위해 브라이트 탱크로부터 배관 또는 관(piping)(112)을 통해 제거된다.
이제 도 2를 참조하면, 도면은 제 1회 통과 브루잉된 액체가 시스템을 통해 재순환되고 후속되는 주입 사이클을 위한 용매로서 사용되는 본 발명의 구체예를 보여준다. 제조 라인을 통한 다회 통과 후에, 최종 제품은 더 조밀하고 필요에 따라 더 나은 흡수된 풍미 및/또는 유기 및 무기 물질을 가진다. 물탱크(101)에서, 물은 원하는 온도로 준비되고, 배관(102)을 통해 수송되어 진공 챔버(103) 안으로 도입되는데, 그곳에는 브루잉 물질(커피 및/또는 기타 물질)이 이미 여과 표면(104) 위까지 들어 있다. 진공이 챔버(103)에서 생성되기 전에, 중에, 또는 후에 모든 또는 일부의 물이 챔버(103)에 첨가될 수 있다. 이 진공 펌프(117)는 설정 압력값에 도달될 때까지 작동될 것이다. 그 시간이 되면 시스템 PLC가 설정 기간 동안 작동할 타이머를 촉발시킬 것이고 설정 압력에서 진공을 유지한다. 일단 진공 시간이 만료되면, 챔버가 주변 공기 또는 비활성 가스(116)로 대략적으로 정상 대기압으로 복귀되도록 밸브(117)가 개방될 수 있고, 그런 후 침지 시간이 일어날 것이다. 일단 침지 시간이 완료된 후에는, 진공이 적용되고, 가스가 더 이상 커피 또는 보태니컬로부터 유출되지 않고 물질이 완전히 물(또는 용매)로 포화될 때까지 단계들이 1회 이상 자체적으로 반복된다. 브루잉 사이클이 완료되었을 때, 액체는 필터(104)를 통해 추출된 커피 및 또는 기타 유기 물질로부터 분리되고, 보유 탱크(206)로 향해 가며, 그곳에서 생성물이 제 1 통과 브루 사이클에 대해 초기에 사용된 물 또는 용매와 유사한 원하는 온도를 충족시키기 위하여 온도 안정화될 수 있다. 일단 브루 챔버(103)가 추출을 위한 새로운 물질로 제조된 후에, 생성물은 통로(217)를 통과하여 브루 챔버로 되돌아갈 것이고 다음 브루 사이클에 대한 새로운 용매로서 도입될 것이다. 유사한 온도에서 보유된 추가적인 물 또는 용매가 이전 브루 사이클 통과에서 브루잉 물질에 의해 소실되거나 흡수된 액체, 및/또는 튜브, 펌프 또는 밸브에 남아 있는 액체를 구성하기 위해 챔버 안으로 도입될 수 있다. 다른 구체예에서는, 물이 첨가되지 않아서 더 적은 액체가 재순환된다. 보유 탱크는 적어도 하나의 이전 통과 브루 사이클로부터의 생성물을 함유할 수 있어서, 물 또는 세정 용매로 희석될 필요 없이 완전한 부피의 액체가 챔버(103) 안으로 재도입되는 것을 가능하게 한다. 이 재순환은 최종 제품에 대한 용도에 따라 1회 또는 다회 일어날 수 있다. 일단 최종 브루 사이클 통과가 완료되면, 일부 구체예에서, 제품은 여과되는 액체를 올리는 사전-필터 탱크(210)로의 통로(208)를 따라갈 것이다. 다른 구체예에서, 제품은 필터 시스템이 진공 챔버(103)로부터 직접적으로 액체를 펌핑하는 것을 가능하게 하는 통로(222)를 따라갈 것이다. 일단 여과되면 액체는 브라이트 탱크(214)로 통과될 수 있고, 그곳에서 원하는 온도에서 저장되고, 문질러지고, 용해된 산소를 액체로부터 제거하고 제품의 수명을 극대화하기 위하여 질소 또는 또 다른 비활성 가스로 주입될 수 있다. 시스템을 통한 액체 제품의 이동은 공지된 펌핑 수단 또는 액체 또는 가스로의 대체를 통해 이루어질 수 있는 것으로 추정된다.
이제 도 3을 참조하면, 도면은 제 1회 통과 브루잉된 액체가 시스템을 통해 재순환되고 다중 주입 사이클을 위한 용매로서 사용되는 브루잉 적용을 도시한다. 액체는 제조 라인을 통과하고 최종 제품을 필요에 따라 풍미 및 또는 유기 및 무기 물질로 조밀하게 만들기 위하여 통과들 사이에 정밀 여과된다. 물탱크(101)에서, 물은 원하는 온도로 준비되고, 배관(102)을 통해 수송되어 진공 챔버(103) 안으로 도입되는데, 그곳에는 브루잉 물질(커피 및/또는 기타 물질)이 이미 여과 표면(104) 위까지 들어 있다. 진공이 챔버(103)에서 생성되기 전에, 중에, 또는 후에 모든 또는 일부의 물이 챔버(103)에 첨가될 수 있다. 진공 펌프(115)가 설정 압력값에 도달될 때까지 작동될 것이다. 그 시간이 되면 시스템 PLC가 설정 기간 동안 작동할 타이머를 촉발시킬 것이고 설정 압력값에서 진공을 유지한다. 일단 진공 시간이 만료되면, 챔버(103)가 주변 공기 또는 비활성 가스(116)로 대략적으로 정상 대기압으로 복귀되도록 밸브(117)가 개방될 수 있고, 그런 후 침지 시간이 일어날 것이다. 일단 침지 시간이 완료된 후에는, 진공이 적용되고, 가스가 더 이상 커피 또는 보태니컬로부터 유출되지 않고 단계들이 1회 이상 자체적으로 반복되고, 물질이 완전히 물 또는 용매로 포화된다. 브루잉 사이클이 완료되었을 때, 액체는 필터(104)를 통해 추출된 커피 및 또는 기타 유기 물질로부터 분리되고, 액체는 여과되는 액체를 올려주는 사전-필터 탱크(306)로 향해 가거나, 또는 필터 시스템(308)이 진공 챔버(103)로부터 직접적으로 액체를 펌핑하는 것을 가능하게 하는 통로(322)로 향한다. 정밀 여과가 완료된 후에 액체는 보유 탱크를 통과하고 그곳에서 생성물은 제 1 통과 브루 사이클에 대해 초기에 사용된 물 또는 용매와 유사한 원하는 온도를 충족시키기 위하여 온도 안정화될 수 있다. 일단 진공 챔버(103)가 추출을 위한 새로운 물질로 제조된 후에, 생성물은 통로(311)를 통과하여 진공 챔버(103)로 되돌아갈 것이고 다음 브루 사이클에 대한 새로운 용매로서 도입될 것이다. 유사한 온도에서 보유된 추가적인 물 또는 용매가 또한 시스템에서 소실된 액체를 구성하기 위해 챔버 안으로 도입될 수 있다. 대안적으로, 물이 첨가되지 않아서 더 적은 액체가 재순환된다. 보유 탱크는 브루 사이클의 하나 이상의 이전 통과로부터의 생성물을 함유할 수 있어서, 물 또는 세정 용매로 희석될 필요 없이 완전한 부피의 액체가 챔버(103) 안으로 재도입되는 것을 가능하게 한다. 이 재순환은 최종 제품에 대한 용도에 따라 1회 또는 다회 일어날 수 있다. 일단 최종 브루 사이클 통과가 완료되면, 제품은 최종 여과를 위해 액체를 올리는 사전-필터 탱크(306)로의 통로(312)를 따라가거나, 또는 필터 시스템이 진공 챔버(103)로부터 직접적으로 액체를 펌핑하는 것을 가능하게 하는 통로(322)를 따라간다. 일단 여과되면 액체는 브라이트 탱크(315)로 통과되고, 그곳에서 원하는 온도가 유지되고, 문질러지고, 제품의 수명을 극대화하기 위하여 액체로부터 용해된 산소를 제거하기 위하여 질소 또는 또 다른 비활성 가스로 주입될 수 있다. 시스템을 통한 액체 제품의 이동은 기존의 펌핑 수단 또는 액체 또는 가스로의 대체를 통해 이루어질 수 있는 것으로 추정된다.
도 1 내지 3은 보다 저장 안정 음료를 생성할 수 있는 시스템을 보여준다. 현재의 콜드 브루 방법은 더 긴 시간 동안 침지하는 반면, 이 방법은 추출 공정의 효율성에 의해 대단히 신속하게 처리된다. 진공 매개변수들, 시간, 및 주입 사이클의 온도를 제어함으로써, 사용자는 최종 제품의 pH 수준을 더 낫게 제어할 수 있다. pH가 미생물 성장에 영향을 미치기 때문에, 이 제품의 안정성은 상기 기술된 방법의 사용을 통해 제어될 수 있다. 이에 더불어, 비활성 가스들이 추가로 유통 기한을 증가시키기 위하여 브루잉 공정 중에 사용될 수 있다.
도 2 및 3은 보다 풍미가 있는 음료 또는 농축물을 제조할 수 있는 시스템을 보여준다. 완성된 제품을 시스템을 통해 재순환하고 이 액체를 후속 주입 사이클에 대한 용매로서 사용함으로써, 공정은 제품이 재순환되고 더 주입될 때마다 총 용존 고형물을 실질적으로 증가시킨다. 농축물을 생성하기 위한 기존의 공정들은 전형적으로 본 발명의 농도를 얻기 위해 기존의 전체 브루잉된 음료의 증발을 사용한다. 공지의 증발 방법들은 가열이 용액 중의 화합물을 변화시키고, 그러므로 제품의 특색을 정확하게 전달하지는 못하기 때문에 덜 효과적이다. 본 발명은 주입이 일어나는 각 시간에 기하급수적으로 총 용존 고형물(TDS)를 증가시키기 위하여 새로운 브루잉 물질을 첨가함으로써 각 물질로부터 최적의 풍미 추출물을 생성할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 시스템은 농도를 증가시키기 위하여 액체를 제거하기보다는 액체에 첨가한다. 본 발명의 방법은 단일 사이클의 재순환으로 음료를 마실 준비를 위해 에스프레소에서만 발견될 수 있는 고형물의 농도를 생성하거나, 또는 4:1 이상의 비율로 산업용 충전하기에 충분한 희석 비율을 가지는 추출물을 생성할 수 있다. 이 방법은 또한 제약학적 용도에 사용하기 위한 유기 및 무기 화합물을 추출하기 위해 보태니컬에 적용될 수 있다.
이 공정의 실례는 콜드 브루 에스프레소의 생성이다. 에스프레소는 최고 형태의 스페셜티 커피인 것으로 여겨지며, 전세계적으로 소비되는 가장 대중적인 방식의 커피이다. 그러나, 에스프레소는 차가운 다과 또는 온더고(on-the-go) 에너지에 대한 대량 소비자 수요를 맞춰줄 수 있는 능력이 결핍되어 있다. 전통적인 추출 공정에 의해 이용된 열 및 양압(positive pressure)으로 인해, 에스프레소는 샷이 당겨진 직후에 소비될 필요가 있고 즉석 음료 용도에 대해서는 안정화될 수 없다. 도 2 및 3에 도시된 방법의 적용을 통해서, 본 발명은 커피로부터 풍미, 당, 및 기타 화합물 중 많은 것을 가진 에스프레소를 생성할 수 있는데, 그것은 기존의 기술분야에서는 뜨거운 에스프레소에서만 가능한 것이다. 본 발명은 저산도를 가지며, 차갑게 이용할 수 있거나 나중에 소비하기 위해 포장될 수 있는 방식으로, 이런 음료를 생산한다.
이런 기술된 방법들에 대한 브루잉 온도는 85 내지 205F의 범위에 있는 것이 최적인 것으로 나타났다. 비록 가장 풍미가 있고 균형이 있는 커피 제품이 상온보다 높은, 대략 115F의 범위에서 제조되었고, 보태니컬은 대략 165F에서 제조된 것으로 주지되었지만, 온도 범위는 커피 및/또는 보태니컬에 따라 좌우될 수 있다. 비록 온도가 풍미 발생에 역할을 하긴 하지만, 적당한 물질에 대한 적당한 온도 플러스 제어된 진공과 안정적인 제품을 생성하는 기울기 및 보유 시간과의 조합이 역할을 한다. pH는 침전 또는 효소 활성의 결과로서 그것의 유통 기한 동안 식품에서 변동될 수 있다. 표준 방법의 제어와 비교하여 브루 공정의 결과로서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 제품은 시간이 경과함에 따라 더 적은 변동을 보이는 pH를 생성한다. 이런 상황에서, pH 안정성은 본 발명에서 효소 활성의 금지의 결과일 가능성이 있다.
도 4 내지 6은 도 1 내지 3으로부터의 각각의 흐름 사이클의 상세한 도면이다. 도 4는 제 1 물 용기(401)에서 시작하여, 진공/브루잉 용기(402), 사전-필터 용기(403), 여과 시스템(404), 및 마지막으로 브라이트 탱크(405)로 계속 진행된 후 포장(406)으로 진행되는 간단한, 단일 사이클 브루를 도시한다.
도 5는 도 2의 브루잉 시스템으로부터의 단일 재순환 루프를 도시한다. 물 또는 용매는 제 1 물 용기(501)에서 시작하여, 진공/브루잉 용기(502), 보유 용기(503)로 진행된 후, 새로운 커피 또는 물질이 제 2 브루잉 및 침지 사이클을 위해 첨가된 후에 진공/브루잉 용기(502)로 되돌아온다. 제 2 사이클이 완료된 후에, 액체는 추가의 브루잉 및 침지 사이클을 위해 진공/브루잉 용기(502)로 되돌아가거나 또는 여과 시스템(505)으로 통과하기 위해 사전-필터 용기(504)로 진행될 수 있다. 여과된 액체는 그런 다음 브라이트 탱크(506)으로 진행된 후 포장(507)으로 진행된다.
도 6은 도 3의 브루잉 시스템으로부터의 보다 복잡한 재순환 루프를 도시한다. 물 또는 용매는 제 1 물 용기(601)에서 시작하여, 진공/브루잉 용기(602)로 진행된 후, 사전-필터 용기(603)로 진행된 다음 여과 시스템(604)으로 이동한다. 대안적으로, 액체는 여과 시스템(604)을 통해 진공/브루잉 용기(602)로부터 직접적으로 펌핑될 수 있다. 여과된 액체는 그런 다음 보유 탱크(605)로 이동된 후 추가적인 커피 또는 브루잉 물질로 채워져 있는, 진공/브루잉 용기(602)로 다시 순환된다. 액체는 이런 순환 단계를 필요에 따라 여러 번 반복한 후 포장(607)을 위해 브라이트 탱크(606)로 이동된다.

Claims (11)

  1. 음료를 콜드 브루잉하는 진공 추출 방법으로서,
    액체 물 또는 용매를 원하는 온도로 준비하는 단계;
    액체 물 또는 용매를 브루잉 용기에서 제 1 브루잉 물질과 조합하는 단계;
    제 1의 원하는 압력 설정점에 도달될 때까지 브루잉 용기로부터 공기를 제거하는 단계;
    액체 물 또는 용매와 제 1 브루잉 물질의 혼합물을 브루잉 용기에서 원하는 저압 침지 시간 동안 침지하는 단계;
    제 2의 원하는 압력 설정점에 도달될 때까지 충전제 가스를 브루잉 용기에 첨가하는 단계;
    액체 물 또는 용매와 제 1 브루잉 물질의 혼합물을 브루잉 용기에서 원하는 침지 시간 동안 대기압 또는 고압에서 침지하는 단계; 및
    액체 물 또는 용매와 제 1 브루잉 물질이 여과 시스템을 통과하도록 하여 여과된 브루잉된 음료를 생산하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 브루잉 물질은 커피를 포함하는 것인 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 브루잉 물질은 티를 포함하는 것인 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 충전제 가스는 대기인 것인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 충전제 가스는 비활성 가스를 포함하는 것인 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    여과된 브루잉된 음료를 보유 용기로 보내는 단계;
    제 2 브루잉 물질을 브루잉 용기에 첨가하는 단계;
    여과된 브루잉된 음료를 브루잉 용기에 보내는 단계;
    제 1의 원하는 압력 설정점에 도달될 때까지 브루잉 용기로부터 공기를 제거하는 단계;
    여과된 브루잉된 음료와 제 2 브루잉 물질의 혼합물을 브루잉 용기에서 원하는 저압 침지 시간 동안 침지하는 단계;
    제 2의 원하는 압력 설정점에 도달될 때까지 브루잉 용기에 충전제 가스를 첨가하는 단계;
    여과된 브루잉된 음료와 제 2 브루잉 물질의 혼합물을 브루잉 용기에서 원하는 침지 시간 동안 대기압 또는 고압에서 침지하는 단계; 및
    여과된 브루잉된 음료와 제 2 브루잉 물질이 여과 시스템을 통과하도록 하여 2번 여과된 브루잉된 음료를 생산하는 단계
    를 더 포함하는 것인 방법.
  7. 진동 추출 브루잉 시스템으로서,
    브루잉 용기;
    제 1 포트 상에서 상기 브루잉 용기에 연결된 가스 밸브;
    제 1 단부 상에서 압력 탱크에 연결된 진공 펌프;
    여과 시스템; 및
    보유 탱크를 포함하며,
    상기 브루잉 용기의 출구 포트는 상기 여과 시스템의 입구 포트에 연결되고;
    상기 여과 시스템의 출구 포트는 상기 보유 탱크의 입구 포트에 연결되며;
    상기 진공 펌프는 압력 설정점에 도달하거나 유지하기 위하여 상기 브루잉 용기로부터 가스를 제거하고; 및
    상기 가스 밸브는 충전제 가스 공급원에 상기 브루잉 용기를 노출시키기 위하여 개방되는, 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 순환 용기를 더 포함하고;
    상기 순환 용기의 입구 포트는 제 1 밸브 또는 펌프를 사용하여 상기 브루잉 용기의 제 2 출구 포트에 연결되며; 및
    상기 순환 용기의 출구 포트는 제 2 밸브 또는 펌프를 사용하여 상기 브루잉 용기의 제 2 입구 포트에 연결되는 것인 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서, 브라이트 탱크를 더 포함하는 것인 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서, 포장 단계를 더 포함하는 것인 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서, 물 또는 용매 탱크를 더 포함하는 것인 시스템.
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