/cm或甚至35_40dynes/cm的那些。丙二醇是在咖啡 片中起粘合剂作用的液体风味载体的好例子。其它实例包括但不限于，甘油、其它多元醇和 聚乙二醇（PEG)。
[0187] 如果采用，粘合剂存在的量将通常为基于全部组合物的重量的 <约10%重量、约 0. 5-约7%重量、约1-约5%重量或甚至约1. 5-4%重量或甚至约2-约4%重量。然而，并 不需要加入一种或多种粘合剂，事实上，在许多实施方案中，本发明的咖啡片基本没有粘合 剂。
[0188] 也可采用所有以上成分的混合物，即不同的研磨烘焙咖啡、不同的研磨烘焙去除 咖啡因咖啡、不同的研磨烘焙咖啡替代物、不同的调味剂和/或不同的赋形剂的混合物。如 果这样，基于最终制备的咖啡片的重量，包含在用来制备本发明的研磨烘焙咖啡片的研磨 烘焙咖啡固体中的研磨烘焙咖啡（普通和去除咖啡因）的量通常应为基于最终制备的咖啡 片重量的至少约50%重量、更典型地至少约75 %重量、至少约80%重量、至少约85%重量、 至少约90%重量、至少约91%重量、至少约92. 5%重量或甚至至少约95%重量。而且，尽 管部分或所有该研磨烘焙咖啡可去除咖啡因，但至少在某些实施方案中仍想要基本上全部 的研磨烘焙咖啡是"普通的"，即，非去除咖啡因咖啡。构思了本发明的咖啡片中至少5%重 量、至少10 %重量、至少25 %重量、至少50 %重量、至少75 %重量或甚至至少90 %重量的研 磨烘焙咖啡为去除咖啡因的实施方案，这些实施方案的咖啡片中基本所有的研磨烘焙咖啡 为去咖啡因的。
[0189] 咖啡片大小和形状
[0190] 尽管可按任何规格制备本发明的咖啡片，但至少在某些实施方案它们通常被设计 成能产生单份标准饮料量的煮好的咖啡，或单份标准饮料量的整数倍(whole multiple)或 较大分数（major fraction)。例如，在某些实施方案中，本发明的咖啡片可设计成能产生单 份标准饮料量的整数倍的饮料，例如，产生两份标准饮料量的煮好的咖啡或三份标准饮料 量的煮好的咖啡。在其它实施方案中，可将本发明的咖啡片做得更大，以产生多于单份标准 饮料量的咖啡，和可能设计成带表面刻痕令使用者优先将咖啡片破裂成较小的预先设计的 部分（即使咖啡片对半或掰成四份等），然后可用各单份产生各份单独的咖啡饮料。在其它 实施方案中，本发明的咖啡片可设计成能产生标准单份饮料的较大分数的饮料量，诸如1/2 的标准饮料量或1/3的标准饮料量或1/4的标准饮料量。如果这样，本发明的咖啡片将含 有相应更大或更少量的研磨烘焙咖啡。这未必意味着采用设计成能在标准自动滴流煮咖啡 机产生单份标准饮料的一片单一咖啡片将总是必然地生成单一一份标准饮料量的可接受 的冲煮咖啡。许多标准自动滴流煮咖啡机被构形为最低限度一次制作超过一份标准饮料量 的咖啡，例如，最小四（4)份标准饮料量的咖啡，本发明的咖啡片并不一定能克服这类煮咖 啡机的那种限制。对于设计成能制作单份咖啡标准饮料的这类咖啡片，人们会期望，例如， 4片这类咖啡片以制作4份饮料量的可接受的冲煮咖啡，5片这类咖啡片制作5份饮料量的 可接受的冲煮咖啡，7片这类咖啡片制作7份饮料量的可接受的冲煮咖啡等。对于设计成一 次能冲煮一份饮料量的咖啡的自动滴流煮咖啡机，可期望每份饮料只用一片咖啡片。当然， 消费者可能增加或减少这些数量以控制煮好的咖啡的浓度，满足他们特定的口感偏好（例 如，任何与这种一片一份饮料比例（one-tablet-per-serving ratio)相同或更多或更少的 咖啡片，诸如5片咖啡片，制作4份饮料，6片咖啡片制作4份饮料，3片咖啡片制作4份饮 料等）。
[0191] 如上所述，根据所用的咖啡的种类、烘焙咖啡的方法、烘焙咖啡的色度、研磨咖啡 的粒度、水分含量和其它因素，不同的研磨咖啡表现出不同的密度。
[0192] 至少在美国，制作标准冲调量的普通和特浓（espresso strength)的冲煮咖啡，需 要约3克密度为0. 33g/cc和标准水分含量为约1-7%的典型的研磨烘焙咖啡。因此，基于 0. 33g/cc的密度和约1-7%的标准水分含量，当设计成每片能制作一份标准饮料量的冲煮 咖啡时，本发明的研磨烘焙咖啡片将通常含有约3±1克研磨烘焙咖啡，更典型地约3±0. 5 克研磨烘焙咖啡。本发明的示例性咖啡片的质量可小于约4克、小于约3. 5克、小于约3. 3 克、小于约2. 7克、约2. 6-2. 8克或甚至质量为约1. 9克-约2. 7克。更大或更小密度的研 磨烘焙咖啡，例如，〇. 288g/cc，（和更大或更小水分含量，如以下进一步讨论的）需要相应 更少或更大量的咖啡以制作一份标准饮料量的煮好的咖啡。
[0193] 如上所述，当用密度为0.33g/cc和标准水分含量为约1-7%的研磨烘焙咖啡制作 单份咖啡标准饮料时，将需要约3克这种咖啡。如以下进一步描述的，当在根据本发明的典 型压实过程中进行压制时，这个体积的研磨烘焙咖啡会产生直径约25mm和厚度6-7mm量度 的基本圆柱形咖啡片。当采用不同的密度和/或水分含量的咖啡时，将得到相应不同的咖 啡片体积。类似地，按不同剂量规格制备的本发明的咖啡片，例如，为每片制作1/3-份标 准饮料量的冲煮咖啡而制备的咖啡片也会有相应不同的规格。不同的咖啡片构形也是可能 的。例如，构思椭圆形、心形、"枕形"和其它形状。此外，基本圆柱形咖啡片的至少一侧是凹 的。此外或作为选择，咖啡片的外表面可以有纹、印花、表面刻痕或浮凸装饰。
[0194] 包装和使用
[0195] 打算将在合适的包装中的本发明研磨烘焙咖啡片提供给顾客，消费者和商业/工 业使用者。许多类型的包装和包装原料，包括由塑料、纸、箔、玻璃纸或其它合适的原料制备 的袋；由板纸、硬塑料、泡沫塑料等制备的盒；瓶、筒等，可用于这个用途。也可采用这些包 装的组合。
[0196] 如果想要，可按特定量包装本发明的研磨烘焙咖啡片，以制备预定量的咖啡。例 如，可按4片一组包装设计成每片咖啡片制作单份饮料量的咖啡的咖啡片，以方便在单一 冲煮循环中制作4杯咖啡。作为选择，可按3片一组包装设计成每片咖啡片制作1/3份饮 料的咖啡的3片咖啡片，以方便在单一冲煮循环中制作单份饮料量的咖啡。为方便顾客，可 将咖啡片包装设计成可重复封口的。在这样的构造中，因为顾客周期地使用咖啡片，剩下的 未使用的咖啡片可再密封于包装中，保持产品新鲜。
[0197] 本发明的特有优点是，由于本发明的咖啡片含有预定量的研磨烘焙咖啡（和其它 任选的成分），调节剂量包括在相同冲煮中合并不同的本发明的咖啡片以实现想要的明确 风味相当容易。所以，例如，想要制作比普通更浓烈的冲煮咖啡的消费者可用5片而不是4 片本发明的咖啡片（具有单份饮料规格）冲煮4份饮料量的冲煮咖啡。类似地，想要制作 具有减少的咖啡因含量和"些许"法国香草风味的冲煮咖啡的消费者可使用3片由普通研 磨烘焙咖啡制备的本发明咖啡片、2片由去除咖啡因的咖啡制备的咖啡片和1片有法国香 草风味咖啡的咖啡片。因此，构思了冲煮咖啡的方法，其包括（a)将至少一片或一片的一部 分的第一种类型的咖啡片（调味或未调味）和至少一片或一片的一部分的第二种（调味或 未调味）类型的咖啡片放入ADC煮咖啡机和（b)开动ADC煮咖啡机的冲煮循环，用各咖啡 片或咖啡片各部分冲煮咖啡。
[0198] 本发明的咖啡片的另一个优点是，在可比较的基础上，即基于相同的咖啡提供量， 它们比常用的研磨烘焙咖啡的规格更小。这允许本发明的咖啡片的以更小的包装上市、运 输和出售，这依次有益于环境。特别是体积小于3. 2cm3、小于2. 9cm3和小于2. 3cm 3的咖啡 片具有特殊的重要性。
[0199] 使用中，自咖啡片包装中取出适当数量的咖啡片，用手放在自动滴流煮咖啡机的 冲煮篮中，然后按普通方法冲煮成煮好的咖啡。
[0200] 咖啡片制备
[0201] 如上所述，根据本发明，以这种方法制备的本发明的研磨烘焙咖啡片在冲煮循环 开始与热冲煮水接触时，基本上能立即（或者至少极快地）崩解。另外，也可将其制作成能 抵抗来自制备和使用期间它们受到的手工处理的显著破裂。尤其是，将本发明的咖啡片制 备成在冲煮前具有充分的硬度和脆性，以承受制备、加工、包装、运输和使用的所有方面而 不破裂到任何显著的程度。
[0202] 根据本发明，通过多步骤压制，即通过在相同压实冲模中进行的多步骤压实过程 将研磨烘焙咖啡压成定形物产品，在压实冲模中以第一个压实压力压制研磨烘焙咖啡，随 后在相同压实冲模进一步压制至少一次以上，实现本发明的研磨烘焙咖啡片的制备。用在 相同压实冲模中进行的多步骤压实过程制备本文讨论的许多咖啡片，在压实冲模中以相对 较低的压制压力预压制研磨烘焙咖啡，随后以相对更高的压力在主要或首要压制步骤中进 一步压制。根据本发明，已经发现，该方法使要制备的咖啡片比经单一步骤压实过程制备的 具有相同密度的其它方面都相同的咖啡片将更坚固。这就是说，经本发明多步骤压实过程 制备的咖啡片比具有相同密度但用常规单一步骤压实过程制备的其它方面相同的咖啡片 更坚固（如对硬度、脆性或二者所测定的，以下进一步讨论）。作为选择，可采用在相同压 实冲模中进行的多步骤压实过程制备咖啡片，开始在压实冲模中以相对更高的压实压力压 制研磨烘焙咖啡，随后在单独的压制步骤中以相对更低的压力进一步压制。第二种方法对 于某些机器可能成问题，因为它们采用测定的最高压实力或压力控制许多原料如何放进冲 模（以比想要更高的力表明已经放进太多原料），且基于更高的预压制的控制可能比基于 更高的主压制的控制更不准确。尽管开始用相对较低的压实压力，随后在单独的压实步骤 中以相对更高压力进一步压制，实现本文的许多实施例，和本文的许多讲述在该上下文中， 但应理解，通过在相同冲模中采用三次或更多次总压制和/或以不同于最终压制步骤的相 对更高的压实压力，可得到本文所述的许多优点，事实上，本文的任何方法可被认为能在相 同冲模中采用3次或更多次总压制和/或以不同于最终压制步骤（例如，第一次或第二次 或第三次非最终压制）的相对更高压实压力进行。
[0203] 尽管本发明的多步骤压实过程通常将以两个压实步骤进行，也可采用通常在预压 制和主压制步骤中遇到的各压实压力之间的压实压力的一个、二个、三个、或更多个额外的 中间压实步骤。然而，如需要，也可在各中间压实步骤中采用更大或更小的压实压力。
[0204] 已经发现，大约25-约80kN (千牛）、约35-约65kN或甚至约40-约50kN的压缩 力或压实力适用于主压制步骤（基于直径为约24mm-约25_的咖啡片）。因此，这些主压 缩力通常为〉约25kN、>约35kN、>约40kN，以及另外通常〈约80kN、〈约55kN或甚至〈约 50kN。在压实（假定24. 5mm片直径）期间表示为施加的压力，相应的压制应〉约53. OMPa (or N/mm2)、> 约 74. 2MPa、> 约 84. 8MPa，以及另外通常〈约 169. 6MPa、〈约 116. 7MPa 或甚至〈 约106. IMPa。根据要加工的研磨烘焙咖啡的种类、粒度和其它性质，要制备的咖啡片的想要 的密度、强度和硬度和如下进一步讨论的某些生产变量，更大或更小的压缩力可被采用，且 基于本文的讲述通过常规实验可容易地确定。
[0205] 已知许多方法用于通过压制由颗粒原料形成咖啡片和其它形状制品。大部分的这 类工艺需要（1)用要制片的原料装填冲模，底部典型地经底部工具封闭（2)在上下工具之 间压制装填的原料，和（3)自冲模中弹出这样形成的咖啡片。
[0206]压制可为单工位（single station)或多工位（multiple station)。在本上下文 中，"工位"指单一冲模及其相关的顶部和底部工具。在单一工位压制中，采用单一固定冲 模，所有的操作（例如，装填、压制和弹射）都在相同位置发生。在多工位压制中，诸如旋转 咖啡片压制中，多套冲模及其相关的顶部和底部工具从一个位置移到另一个位置，其中进 行分开的装填、预压制、主压制和弹射操作。
[0207]例如，典型的旋转压片机具有包括形成自多个冲模工位的冲模台的转台 (turret)。包括冲模台的转台旋转通过压片机，以使各冲模被连续带至压片机中不同的装 填、压制和弹出位置。在装填位置装填冲模，要制片的原料在预压制和主压制位置被压实， 从而形成的咖啡片在弹射位置从冲模中弹出。用于在预压制和主压制位置压制要压实原 料的顶部和/或底部工具的冲击（Actuation)可经许多不同的方式进行，包括采用凸轮、 斜轨（ramps)、压辊或它们的组合，它们都可设计成能对与各冲模连在一起的底部和顶部工 具施力。压辊或其它工具压制装置的大小可能限制对预压制和主压制位置的接近，这可能 被冲模圆周长的约1/4分隔开，例如，个压实冲模圆周长。在一个实施方案中，尽管在该延 迟期间咖啡原料可能处于压制中，但例如，通过采用旋转压片机配有的轨道、斜轨或其它装 置控制工具，可能将冲模工具保持在接近压制的位置而并不发挥额外的压实力。在普通旋 转压片机运行速度下（例如，15-60rpm)，预压制和主压制步骤之间的这种延迟可能持续约 80-900毫秒或150-400毫秒或200-290毫秒，或约15-23倍于预压制和/或主压制保压时间 中的任一个。因此，尽管各预压制和主压制步骤可能极短暂（例如，预压制和主压制保压时 间介于7-45毫秒之间），但自预压制步骤开始至主压制步骤的完成的总时间可能8-15倍于 预压制和主压制辊压制下的总时间。该总压制时间可能为，例如，约0. 1-1秒、约0. 18-0. 5 秒或0. 22-0. 36秒。因此，甚至较少地调整预压制和主压制步骤的保压时间可能会导致咖 啡片制备速度的显著变化，因为对旋转压片机运行速度的调整通常与这些保压时间的调整 成比例。
[0208] 在典型的旋转压片机中，各冲模经一组压制，凸轮单独旋转360°，每个冲模制备 一片咖啡片。在其它旋转压片机中，可能提供额外的装填、压制和弹出位置，以在凸轮的单 个360°旋转中使每个冲模制备2片或更多片。尽管已经在典型的旋转压片机中包括预压 制位置，但现有技术制片期间所施加的预压缩力的量通常是最小的，其目的是压迫或挤出 来自要制片的粉末的气穴（pockets of air)，以避免所产生的咖啡片的空隙或破裂。
[0209] 通常说来，在主要和基本压制步骤中更长的保压时间需要更小的压缩力。可通过 增加被压辊或其它压制装置冲撞的工具，通常称为刀头（tool heads)的各部分的规格，实 现保压时间的某些增加。然而，压制保压时间更显著地增加典型地需要更慢的机器运行速 度，为得到想要的保压时间段，使顶部和底部工具与压辊（或其它压制装置）成一直线。因 此，大大延长的咖啡片压实的保压时间通常因需要大大减慢设备运行速度而限制咖啡片生 产速度，从而减慢制片工艺的其它步骤（例如，装填、预压制或完整的咖啡片的弹出）。
[0210] 如上进一步指出的，用来具体应用于本发明的压缩力也取决于想要的本发明的研 磨烘焙咖啡片的性质。在这点上，已经发现，在一定限度内，更大的压缩力产生更坚固的咖 啡片，相反，更小或更弱的压缩力产生更脆弱的咖啡片。另一方面，太高的压缩力会使咖啡 片脆弱。事实上，例如在工作实施例（参见，例如，实施例14)中所显示的，单单依靠提高压 缩力，而不考虑保压时间、预压制量或这类其它因素，可能不足以制备所需强度的咖啡片。
[0211] 可用几种方式方便地测定本发明的研磨烘焙咖啡片的强度/坚固性，它们中的两 个实例包括测定咖啡片的硬度和脆性。硬度测定使咖啡片轴向破裂的所需要的力。可通过 劈裂试验测定咖啡片硬度，其中将咖啡片置于两砧之间，向各砧施加压力直到咖啡片破裂。 把刚好使咖啡片破裂的破碎力作为咖啡片的硬度，偶尔也称其为"咖啡片压碎强度"。可采 用熟练的咖啡行家已知的然后数量的装置和技术，包括，例如，Stokes(Monsanto)检测仪、 Strong-Cobb 检测仪、Pf izer 检测仪、Erweka 检测仪、Heberlein (或 Schleuniger)检测仪、 Key检测仪、Varian VK200片硬度检测仪和Van der Kamp检测仪和与这些装置中的每一个 有关的技术，测定制品的硬度。根据本发明，当采用设定在N(牛顿）模式的Varian VK200咖 啡片硬度检测仪测定时，所制备的本发明的研磨烘焙咖啡片的硬度通常多约30N(牛顿）。 硬度大约为彡约40N或彡约50N甚至是更感兴趣的，而硬度彡约60N、彡约70N、彡约80N、彡 约90N、彡约IOON和甚至彡约IlON和更高是可能的。
[0212] 脆性测定在预设条件下翻滚后，咖啡片剥落、破碎或碎裂的原料的量。为方便起 见，可采用可市售得到的双腔脆性筒的Varian脆碎度测定器经以25rpm的速度旋转在测定 器的筒中的25克咖啡片100转，然后确定通过#4美国标准丝网筛的这些咖啡片的量，测定 本发明的咖啡片的脆性。咖啡片应不破损而获得25克，但调整完整的咖啡片的数量，以尽 可能地接近25克。通过这种筛的原料的重量与最初装载的咖啡片的总重量的比例代表这 些咖啡片的脆性。根据本发明，已经发现，当用上述方法制备时，本发明的咖啡片的脆性可 为〈约10%、〈约8%、〈约6%、〈约3. 5%、〈约3%或甚至〈约1%。
[0213] 一般说来，具有以上性质组合即，至少约30N(牛顿）硬度和小于约10%脆性的 咖啡片的密度应大约为^ 〇? 85g/cm3、^ 0? 87g/cm3、^ 0? 90g/cm3、^ 0? 92g/cm3、^ 0? 95g/ cm3、^ 0? 97g/cm3和甚至 ^ 0? 99g/cm 3。密度为 ^ 0? 90g/cm3、^ 0? 92g/cm3、^ 0? 95g/cm3、 彡0. 97g/cm3和甚至彡0. 99g/cm 3的咖啡片是特别重要的。
[0214] 表面包衣可增加咖啡片的强度，允许在降低的压实力下制片。用于制备包含在本 发明的咖啡片中的粘合剂的上述任何材料可用来制备这类包衣。
[0215] 根据本发明，通过采用掰开两个或更多个压制步骤，预压制步骤、主要或基本压制 步骤和任选地，一个或多个中间压制步骤的多步骤压实过程，它们全部在相同冲模中进行， 制备具有以上性质的本发明的研磨烘焙咖啡片。换句话说，一旦将研磨烘焙咖啡装填入特 定的压实冲模，就在被从其中弹出前，使在该相同冲模中经过产生完整的咖啡片需要的所 有压实步骤。通常，该方法允许在主压制步骤中采用更小的压缩力，它依次对压片机安排更 小的压力。另外，与通常涉及更小的压缩力的延长的保压时间相比，该方法还允许减少压制 保压时间，这使压片机更快运转。最终，如上所述，该方法还允许制备出比经单一步骤压实 过程制备的其它方面都相同的咖啡片更坚固的咖啡片（在给定的咖啡片密度下）。
[0216] 当采用该方法时，希望预压缩力为至少约5kN(基于直径为约24mm-约25mm的咖 啡片）或约10. 6MPa预压制压力（对于24. 5mm直径的咖啡片）。预压缩力如此低可能需要 使用粘合剂或具有粘合剂性质的液体风味载体，以在每个冲模相对高的制备速度下得到具 有可接受的脆性和硬度的咖啡片（如以下数据所表明的，采用某些粘合剂或具有粘合剂性 质的液体风味载体也允许以每个冲模相对高的制备速度用单此压制制备咖啡片，得到可接 受的脆性和硬度）。
[0217] 此外，已经发现，约25kN、约35kN、约12-约40kN、约18-约35kN或甚至约25-约 35kN的压缩力适用于该预压制步骤（基于直径为约24mm-约25mm咖啡片）。因此，这些预 压缩力通常将为约25kN、约30kN或〉约12kN、>约17kN、>约18kN、>约20kN、>约25kN、 >约35kN，以及另外通常〈约40kN、〈约35kN或甚至〈约30kN。表达为压实期间施加的压 力（假定24. 5mm咖啡片直径），相应的预压制应为约53. OMPa (或N/mm2)、约63. 6MPa或〉 约 25. 5MPa、> 约 36. IMPa、> 约 38. 2MPa、> 约 42. 4MPa、> 约 53. OMPa、> 约 74. 2MPa，以及另 外通常〈约84. 8MPa、〈约74. 2MPa或甚至〈约63. 6MPa。已经发现，表达为主压缩力的百 分比，为主压实力的约20-100 %、30-90 %、40-80 %或甚至50-75 %的预压实力适用于预压 制步骤（基于直径为约24mm-约25mm的咖啡片）。因此，这些预压缩力应通常〉约20%、> 约30%或〉约40%，以及另外通常〈约100%、〈约90%或甚至〈约80%的主压缩力。根 据要加工的研磨烘焙咖啡的种类、粒度和其它性质，要制备的咖啡片的想要的密度、强度和 硬度和以下进一步讨论的某些制备变量，可采用更大或更小压缩力，且可通过基于本文所 述的常规实验，容易地予以确定。
[0218] 在这点上，图1表示改变预压缩力对获得的本发明研磨烘焙咖啡片的硬度、脆性 和萃取效率的影响。该图绘自经两步骤压实过程制备的一组咖啡片的实验，其中咖啡片 首先经受介于约0. 3kN-约50kN范围内的预压缩力，之后在相同压制冲模中经受介于约 10-约70kN范围内的压缩力。已经用作为1的极低/毫无的初始压制将图1中的数据归一 化为观察值。如图1中所示，当用来制备本发明的咖啡片的预压缩力在约20% -约100% 的主压缩力之间变化时，制备的咖啡片的硬度增加多达40% (以约0. 70的预压制/主压制 比），而制备的咖啡片的脆性下降多达80% (以约0. 55的预压制/主压制比）。根据本发 明的这个方面，这使得按照需要设计具有预定的硬度和脆性的组合的本发明咖啡片成为可 能。
[0219]如上所述，至少当采用多工位压片机进行时，采用本发明的多步骤压实过程制备 本发明的咖啡片的一个优点是，压片机运行速度快过在如果采用单一步骤压实过程的情况 下进行的速度。它的可能是因为可将比单一压制步骤中发生所需的压制更小的压实力