一种具有背压阀的咖啡萃取杯的制作方法

本实用新型属于食品加工领域，具体涉及一种具有背压阀的咖啡萃取杯。

背景技术：

在意式咖啡的萃取过程中，大多使用热水对研磨后的咖啡粉进行萃取，而在常压下，仅通过热水萃取出的咖啡溶液通常无法达到意式咖啡的浓度要求。此外咖啡粉中还包含咖啡脂(crema)，咖啡脂通常由植物油、蛋白质以及糖类所构成；咖啡脂会大大提高咖啡的口感和味道，但是咖啡脂通常无法在常压下通过热水进行有效萃取。

技术实现要素：

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种具有背压阀的咖啡萃取杯，该咖啡萃取杯通过设置背压阀从而实现对咖啡进行多级压力萃取，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种具有背压阀的咖啡萃取杯，所述萃取杯内部设置有一滤板，所述滤板将所述萃取杯内部分隔成萃取仓以及底部空腔，所述底部空腔的出液口安装有背压阀。

所述滤板上开设有若干小直径通孔。

所述背压阀包括筒形壳体，所述筒形壳体的一端为进水口并与所述底部空腔连接，所述筒形壳体的另一端为出水口；所述进水口设置有锥形阀芯以及复位弹簧，所述复位弹簧用于顶撑所述锥形阀芯与所述进水口构成密封配合。

所述锥形阀芯的尖端朝向所述进水口，所述复位弹簧的一端顶撑所述锥形阀芯，所述复位弹簧的另一端支承在设置于所述出水口的弹簧支座。

所述弹簧支座呈镂空状。

所述萃取杯为顶部敞口的筒形腔体。

本实用新型的优点是，通过背压阀、滤板以及经过挤压的致密的咖啡粉饼，可以对高压热水形成分级的阻力，从而使得咖啡粉饼承受分级的水压，实对现咖啡粉进行多级加压深度萃取；在深度萃取过程中可以萃取出常压作用下难以萃取的有效成分，提升咖啡的味道和口感。

附图说明

图1为本实用新型的具有背压阀的咖啡萃取杯装填咖啡粉时的剖视图；

图2为本实用新型的具有背压阀的咖啡萃取杯进行萃取时的剖视图；

图3为本实用新型的图1中A处的局部放大图；

图4为本实用新型中的背压阀的出水口的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-4，图中标记1-15分别为：萃取杯1、压粉头2、滤板3、一级萃取仓4、二级萃取仓5、背压阀6、竖向驱动组件7、密封圈8、分水板9、封闭腔体10、筒形壳体11、出水口12、锥形阀芯13、复位弹簧14、弹簧支座15。

实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种具有背压阀的咖啡萃取杯，在萃取杯1内部设置有滤板3，滤板3用于在萃取咖啡过程中承载咖啡粉；滤板3将萃取杯1内部分隔成萃取仓以及底部空腔，即分别位于上、下的一级萃取仓4（萃取仓）以及二级萃取仓5（底部空腔）；位于二级萃取仓5底部的出液口安装有背压阀6。

如图1和图3所示，滤板3用于承载待萃取的咖啡粉；滤板3上开设有若干小直径通孔，该通孔用于在萃取过程中过滤萃取后的液体，防止咖啡粉穿过滤板进入二级萃取仓5；为了避免咖啡粉落下，小直径通孔的孔径在0.3mm-0.5mm之间，滤板3上小直径通孔的数目为100至300。

如图1至图4所示，背压阀6用于在二级萃取仓5内的压力大于预定值时打开；背压阀6包括筒形壳体11，筒形壳体11的一端为进水口，进水口与二级萃取仓连接5，筒形壳体11的另一端为出水口12；进水口设置有锥形阀芯13以及复位弹簧14，复位弹簧14用于顶撑锥形阀芯13与进水口构成密封配合。锥形阀芯13的尖端朝向进水口，复位弹簧14的一端顶撑锥形阀芯13，复位弹簧14的另一端支承在设置于出水口12的弹簧支座15；弹簧支座15为连接在出水口12的镂空板；如图4所示，在本实施例中，弹簧支座15为十字形镂空板；筒形壳体11中的液体从弹簧支座15的镂空处排出筒形壳体11的外侧。

如图1和图3所示，二级萃取仓5内的压力小于预设值时，锥形阀芯13在复位弹簧14的顶撑下插入背压阀6的进水口并将进水口阻塞，此时背压阀6处于关闭状态，二级萃取仓5内的液体无法从背压阀6流出；当二级萃取仓5内部大于预设值时，在二级萃取仓5内的液体或气体的推动下，锥形阀芯13向出水口12方向运动，复位弹簧逐渐压缩，背压阀6进入打开状态；处于打开状态时二级萃取仓5内的液体或气体经由背压阀6的筒形壳体11从背压阀6的出水口流出；开启背压阀6的压力由复位弹簧14决定，通过换装不同弹性模量的弹簧，可以调整开启背压阀6的压力。

如图1和图2所示，在使用本实施例的具有背压阀6的咖啡萃取杯对咖啡粉进行萃取的过程中，需要在萃取杯1上方安装压粉头2，从而形成封闭的萃取仓以利于高压产生。本实施例中，萃取杯1为顶部敞口的筒形腔体，压粉头2的底部形状和萃取杯1的内壁之间可以构成密封结构，在压粉头2的侧壁安装有和所述萃取杯1相配合的密封圈8。压粉头2用于将一级萃取仓4内的咖啡粉末挤压成型，同时还用于向成型后的咖啡粉饼提供水分。为了完成上述功能，压粉头2的顶部连接有竖向驱动组件7；在压粉头2底部设置有封闭腔体10，封闭腔体10的底部开口安装有分水板9；封闭腔体10连通至外部的高压热水供给组件，分水板9可以将高压热水均匀的分散至咖啡粉末上表面。

如图1至图3所示，使用本实施例的具有背压阀的咖啡萃取杯对咖啡粉进行萃取包括以下步骤：

1）装填咖啡粉；使用竖向驱动组件7将插设在一级萃取仓4内的压粉头2向上拔出；随后将咖啡粉倒入一级萃取仓4内部，装填的咖啡粉堆在滤板3的上表面；为了保证萃取质量的稳定，每次装填咖啡粉的重量在8g-10g之间。

2）咖啡粉挤压成型；使用竖向驱动组件7驱动压粉头2向下运动，并插入一级萃取仓4内部，位于压粉头2下表面的分水板9对一级萃取仓4内部的咖啡粉进行挤压，使之形成致密的咖啡粉饼。通过挤压成型，咖啡粉形成致密的咖啡粉饼，这样可以增加热水流过咖啡粉饼时的阻力以便减缓热水的流速同时增加热水与咖啡粉的接触时间，便于热水对咖啡粉进行充分萃取。

3）对咖啡粉进行浸润；压粉头2锁止并保持挤压状态，使用热水供给组件向压粉头2供应高压热水；高压热水流入压粉头2内部的封闭腔体10，随后高压热水穿过封闭腔体10下表面的多孔的分水板9向咖啡粉饼均匀扩散；咖啡粉浸润膨胀后变得更加致密，热水流过咖啡粉饼受到的阻力进一步增大。

4）对咖啡粉进行一级萃取；一级萃取过程中，热水供给组件继续向压粉头2供应高压热水；随着热水的供给，一级萃取仓4内部的压力不断增大；当一级萃取仓4的内的压力大于一级萃取阈值时，高压热水在高压的作用下热水流过浸润的咖啡粉饼以及滤板3，进入二级萃取仓5内部。一级萃取阈值主要由咖啡粉饼的阻力和滤板3上的小直径通孔由于微孔效应造成的阻力共同决定；在一次萃取过程中，高压热水在各种阻力的作用下缓慢流过咖啡粉饼，使得咖啡粉可以与高压热水充分接触，以便咖啡粉被充分萃取。

在一级萃取过程中，二级萃取仓5底部的背压阀6尚未打开，此时包含萃取成分的高压热水进入二级萃取仓5内部，二级萃取仓5内部的压力不断增大，当二级萃取仓5内部的压力大于二级萃取阈值时，背压阀6进入打开状态，对咖啡粉进行二级萃取，二级萃取阈值由背压阀6内部的复位弹簧14的回弹力度决定。

5）对咖啡粉进行二级萃取；在二级萃取随着包含萃取成分的热水通过背压阀6流出二级萃取仓5；由于在二级萃取过程中包含萃取成分的热水需要具备足够压力以便开启背压阀6，因此二级萃取过程中咖啡粉粉饼承受更大水压。在二级萃取过程中咖啡粉饼承受的水压可达12bar-15bar，在巨大水压的作用下可以对咖啡粉饼实现深度萃取，咖啡粉饼中的油脂（crema）以及其他在低压条件下溶解度较低的有效物质可以在巨大的水压作用下溶解在高压热水中进入二级萃取仓5。萃取完成后，包含萃取成分的咖啡溶液从背压阀6中流出，进入收集容器内部。

在上述一级萃取和二级萃取过程中，高压热水的温度在95℃-98°之间，萃取时间为15s-25s，整个萃取过程中热水供给组件供应水量为30ml-45ml,从背压阀中流出的咖啡溶液的体积可达25ml-35ml；在本实施例中，通过调节供水组件的供水流量从而调节咖啡粉饼承受的水压，在本实施例中，供水组件的供水流量稳定在1.0g/s-2.0g/s。

本实施例的有益技术效果为：通过背压阀、滤板以及经过挤压的致密的咖啡粉饼，可以对高压热水形成分级的阻力，从而使得咖啡粉饼承受分级的水压，实对现咖啡粉进行多级加压深度萃取；在深度萃取过程中可以萃取出常压作用下难以萃取的有效成分，提升咖啡的味道和口感。