饮料提取方法及其装置

技术领域

本发明涉及提取可提取饮料物质的方法。本发明还涉及饮料提取装置。

背景技术

对使用通过冷提取方法制备的咖啡提取物的咖啡饮料的关注最近已显示出增加，从而促使咖啡行业关注冷提取并因此关注咖啡饮料的制备以满足市场需求。因此，近年来，在低温咖啡提取和饮料制备方面的创新得到推动。

低温咖啡提取物的制备通常在1阶段搅拌浆料罐提取器中进行。在提取之后，使用不同的技术诸如挤出机和/或过滤器将粗咖啡颗粒和细咖啡颗粒隔离开来以分离咖啡渣，从而导致有价值的咖啡提取物损失。此外，搅拌浆液罐提取器的应用可导致低原材料收率，这是由于该方法可能受到平衡条件的限制。该问题可通过应用较高的水对咖啡比率得到部分补偿，但这可导致较低的可溶固形物含量。此外，由于原材料收率低，使用1阶段搅拌浆液罐提取器可影响丙烯酰胺和咖啡因的含量/水平。

为了减轻低提取收率问题，可在逆流操作中应用一系列搅拌浆料罐提取器，但一个缺点是该方法涉及在每个阶段进行咖啡渣分离，从而增加了加工成本。

另选的方法可包括水可在重力方向上流动的下游渗滤器提取系统。对于这些类型的系统，潜在溢流和水优先通道的产生(短切/旁路)可能导致较差的提取收率。此外，在这些系统中，对于烘焙并且研磨的咖啡床内部气阱的存在的控制可能是困难的，从而影响收率结果。

最后，开放式提取系统诸如带式过滤器提取器或双螺杆连续提取器可用于生产冷咖啡饮料。在此类装置中，烘焙并且研磨的咖啡颗粒与空气直接接触，这导致香味丧失和较差的提取质量。

这些适于如上所述的冷咖啡饮料的制备的用于冷咖啡提取物生产的已知装置具有许多缺点，包括增大了系统的复杂性。例如，它们导致必须在每个阶段分离咖啡渣，从而造成有价值的咖啡损失并因此造成该方法相对昂贵。此外，这些装置可能存在清洁困难，因为在低温下提取的咖啡渣保持硬稠度，这可使得在执行提取后更难将它们从柱中排出。除了这些缺点之外，由于需要提取大量烘焙并且研磨的咖啡以获得用于制备冷咖啡饮料的适当浓度，这些已知装置的较差提取收率可能涉及另外的附加成本，原因是需要大量能量来浓缩稀释的提取物。

在该上下文中，提供在环境条件或低于30℃尤其是低于25℃的温度的烘焙并且研磨的咖啡的工业提取方法的能力将是有利的，这允许更高的提取收率并降低生产成本和系统复杂性。

此外，有利的是提供这样的工业提取方法，其中不需要粗咖啡颗粒和细咖啡颗粒的另外分离。

此外，有利的是提供这样的工业提取方法，其中可以不达到平衡条件并且提取阶段不受限制，使得可实现更高收率。

还有利的是提供这样的工业提取方法，其中可实现更高质量水平的咖啡提取物(丙烯酰胺和咖啡因的含量较低)。

有利的是提供这样的工业提取方法，其中研磨咖啡床可充当天然筛/过滤器以分离粗颗粒和细颗粒(并且阻止细颗粒到达上部过滤器，以免堵塞或阻塞柱的上部出口)。

还有利的是提供这样的工业提取方法，其中通过渗滤器的位置促进空气置换。

还有利的是提供这样的工业提取方法，其中可通过冷咖啡提取物本身的至少部分再循环来实现提取物的可溶固形物含量的进一步增加。

此外有利的是提供这样的工业提取方法，其中可使用在冷咖啡提取之后继续的二次提取从咖啡中释放潜在的残余原材料收率。

有利的是提供这样的工业提取方法，其中可实现使用后更容易排出柱。

最后有利的是提供这样的工业冷提取方法，该方法可以全局规模供应产品(具有全局规模能力)。

因此，本发明的实施方案的目的是满足在固定床渗滤器中于环境条件下对烘焙并且研磨的咖啡的优化工业提取方法的迫切需求，和/或克服或减轻现有技术的至少一个问题(不论是否在本文中公开)。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种提取饮料物质的方法，该方法包括以下步骤：

a)用可提取饮料物质至少部分地填充第一提取室；

b)输送至少一种提取流体通过至少所述第一提取室以提供提取物；

c)改变所述提取流体温度，之后处于第二提取温度输送提取流体通过至少所述第一提取室以提供二次提取物。

在一个优选的实施方案中，在步骤c)之前，该方法还包括以下步骤：

d)将所述提取物至少部分地输送回所述第一提取室中以提供富集的提取物；并且/或者

e)收集所述富集的提取物。

在另一个优选的实施方案中，该方法包括步骤f)：输送处于第二提取温度的二次提取物通过第一提取室以提供富集的二次提取物。

在一些实施方案中，将步骤d)和步骤f)重复至少一次。

在一个更优选的实施方案中，第一提取温度低于第二提取温度，并且甚至更优选地，在步骤b)和/或步骤d)中制得的提取物具有低于在步骤c)和/或步骤f)中制得的提取物的温度。

此外，第一提取温度可在介于10℃和35℃之间的范围内，优选不超过25℃，并且更优选不超过23℃。

第二提取温度在100℃至220℃之间的范围内，优选不超过170℃。

此外，在更优选的实施方案中，水在步骤b)和/或步骤c)中具有在18Kg/小时至25Kg/小时范围内、优选20kg/小时的流体流速。

在其它实施方案中，水在步骤d)和/或步骤f)中具有在10Kg/小时至20Kg/小时范围内、优选18kg/小时的流体流速。

在一些实施方案中，通过可提取饮料物质输送的提取流体对可提取饮料物质的比率可在2.5至6的范围内。

根据本发明的第二方面，提供了一种提取饮料物质的方法，该方法包括以下步骤：

a)用可提取饮料物质至少部分地填充第一提取室；

b)输送处于第一提取温度的至少一种提取流体通过第一提取室中的可提取饮料物质以提供提取物；

c)输送处于第一提取温度的所述提取物通过至少部分地填充有可提取饮料物质的至少第二提取室以提供富集的提取物；

d)改变所述提取流体温度，之后处于第二提取温度输送提取流体通过第一提取室中的可提取饮料物质以提供二次提取物。

在一个优选的实施方案中，该方法包括步骤e)：输送处于第二提取温度的二次提取物通过至少第二提取室以提供富集的二次提取物。

在一个更优选的实施方案中，第一提取温度低于第二提取温度。

在一些实施方案中，在步骤b)和/或步骤c)中制得的提取物具有低于在步骤d)和/或步骤e)中制得的提取物的温度。

此外，第一提取温度可在介于10℃和35℃之间的范围内，优选不超过25℃，并且更优选不超过23℃。

第二提取温度可在100℃至220℃之间的范围内，优选不超过170℃。

在一些实施方案中，在进行步骤d)之前，将步骤b)和/或c)重复至少一次。

在另一个实施方案中，在进行步骤d)之前，将步骤b)和/或步骤c)重复至少两次。

优选地，在步骤b)之后处于第一温度的部分再循环的提取物对提取流体的比率在1至10、优选4至6的范围内。

在一些实施方案中，将步骤d)重复至少一次。

在一个更优选的实施方案中，提取室包括柱，并且更优选地，所有提取室均包括柱。适当地，从柱的顶部或柱的顶部的近侧装填柱，并且优选地用可提取饮料物质基本上填充直至柱的顶部，或填充直至柱的高度的90％、95％、96％、97％、98％或99％。

在一些实施方案中，存在介于2个和12个之间的提取室或提取柱，优选介于4个和8个之间，并且最优选5个或6个。更优选地，该一系列提取室或提取柱以多个循环操作。

在其它实施方案中，该方法还在步骤c)之后包括以下步骤：输送富集的提取物通过至少部分地填充有可提取饮料物质的至少一第三提取室。

在另一个实施方案中，将步骤b)的提取物输送通过第三提取室和所有后续提取室中的每个提取室。

在更优选的实施方案中，将步骤d)重复一次。

在一些实施方案中，所有提取室均包括柱。

在另一个实施方案中，在进行步骤a)、步骤b)、步骤c)和步骤d)至少一次之后，将新鲜提取流体添加到由步骤a)、步骤b)、步骤c)和步骤d)中的至少一个步骤制得的提取物中。

在一些实施方案中，将新鲜提取流体添加到来自步骤b)和/或步骤c)和/或步骤d)的相关提取物中，其中新鲜提取流体可用作稀释剂。优选地，提取物对所述添加的新鲜提取流体的比率在介于0％和100％之间的范围内，优选介于5％和90％之间，并且最优选1％至75％，优选50％。

在一些实施方案中，该方法在步骤d)或步骤e)之后包括另外的步骤f)：排空至少第一提取柱中的可提取饮料物质。

在一些实施方案中，该方法还包括以下步骤：

g)用新鲜可提取饮料物质装填所述排空的柱；以及

h)用处于第一提取温度的所述富集的提取物提供所述可提取饮料物质。

在一个优选的实施方案中，富集的提取物可在步骤h)之前被稀释。

另外，在一些实施方案中，在步骤b)之后，使提取物中的至少一些再循环回到处于第一提取温度的第一提取室，之后移动到步骤c)。

在其它实施方案中，在步骤c)之后，使富集的提取物至少部分地再循环通过后续提取室中的每个提取室。

此外，在更优选的实施方案中，水在步骤b)和/或步骤c)中具有在18Kg/小时至25Kg/小时范围内、优选20kg/小时的流体流速。

在其它实施方案中，水在步骤e)和/或步骤d)中具有在10Kg/小时至20Kg/小时范围内、优选18kg/小时的流体流速。

以下陈述可适用于本发明的第一方面和第二方面两者。

在一些实施方案中，提取室可包括柱。

在一些优选的实施方案中，可提取饮料物质可为咖啡或茶，并且提取流体可包括水或水性介质。

在一些实施方案中，可提取饮料物质可包括例如为粉末、叶片、颗粒、碎片或研磨物质的形式的物质。更优选地，可提取饮料物质包括烘焙并且研磨的咖啡、生咖啡、茶叶、可可、菊苣、燕麦。甚至更优选地，烘焙并且研磨的咖啡可具有在1.5mm至0.2mm范围内、优选约0.8mm的平均粒度分布值。

在一些实施方案中，提取流体抵抗重力而被输送通过可提取饮料物质，并且流体对可提取饮料物质的比率可在2.5至6的范围内。

根据本发明的第三方面，提供了一种提取装置，该提取装置包括：

一个或多个提取室，该提取室中的每个提取室被构造成在提取过程期

间保持可提取饮料物质；

位于每个柱的底部处的提取流体入口，该提取流体入口被构造成引入

提取流体通过可提取饮料物质；

位于每个柱的顶部处的提取出口，该提取出口被构造成从可提取饮料

物质中移除提取物；

并且其中该装置还包括加热元件，该加热元件被构造成单独地改变穿过每个提取室的提取流体中的至少一些的温度。

在一个优选的实施方案中，要在每个室内接收的可提取饮料物质可至少部分地被构造为固定床，并且该装置包括固定床渗滤器，优选逆流固定床渗滤器。

优选地，固定床渗滤器包括半连续固定床渗滤器。

在一些实施方案中，加热元件可包括选自例如带式加热器、盘管加热器、内置加热器、凸缘浸入式加热器、循环加热器或筒式加热器以及螺栓加热器的加热装置。

此外，加热元件可被构造成通过一个或多个管道导管将经加热的提取流体直接输送至提取流体入口。

该装置还可包括优选地应用到提取室的一个或多个外壁的一个或多个冷却元件，诸如例如冷却水夹套。

根据本发明的第四方面，提供了一种提取饮料物质的方法，该方法包括以下步骤：用可提取饮料物质填充第一提取室；输送处于第一提取温度的至少一种提取流体通过第一提取室中的可提取饮料物质以提供提取物；输送处于第一提取温度的所述提取物通过至少部分地填充有可提取饮料物质的至少第二提取室以提供富集的提取物；以及改变所述提取流体温度，之后处于第二提取温度输送另外的提取流体通过第一提取室中的可提取饮料物质以提供二次提取物；使用本发明第三方面的装置。

具体实施方式

为了可更清楚地理解本发明，现在将仅通过示例的方式参考附图来描述本发明的实施方案，附图中：

图1示出了根据本发明的具有单提取室构型的本发明的装置的示意图；

图2示出了具有多个提取室的本发明的装置的示意图；

图3示出了利用具有单提取室构型的本发明的装置的示意性流程图，其中单提取室构型设定在两个不同提取温度，并且示出了根据本发明的所得提取物的可能通路组；

图4示出了使用现有技术的装置和方法，根据比较例1的总提取收率(重量％)和/或提取物可溶固形物含量(重量％)相对于吸出值(Kg/Kg)绘制的图；

图5示出了使用现有技术的装置和方法，根据比较例2的总提取收率(重量％)和/或提取物可溶固形物含量(重量％)相对于提取时间(分钟)绘制的图；并且

图6示出了使用如实施例3、4和5中所述的根据本发明的方法和装置的实施方案，总提取收率(重量％)相对于提取时间(分钟)绘制的图。

参见附图，类似的标号表示类似的部件。

首先参见图1，示出了根据本发明的具有单个提取室(3)的本发明的装置(1)的实施方案的示意图。

装置(1)包括为柱的形式的单个提取室(3)。提取室(3)在其下部区域(11)处通过现有技术管道系统(未示出)连接到提取流体入口(5)。提取室(3)填充有可提取饮料物质(9)，该可提取饮料物质用提取流体(未示出)灌注以获得提取物(未示出)。提取室(3)的上部区域(13)连接到提取出口(7)，该提取出口使得提取物能够被传送至进一步加工步骤(未示出)。提取流体入口(5)连接到外部加热装置(15)。可提取饮料物质(9)以固定床构型放置在单个提取室(3)内。在一些实施方案中，提取室(3)配备有外部冷却水夹套(17)。单个提取室(3)的下部区域(11)和上部区域(13)填充有在提取过程期间始终能够提取的可提取饮料物质，因此可被视为可提取物质本身(9)的一部分。

装置(1)用于如下的本发明方法的一个实施方案中。新鲜提取流体(未示出)在不高于23℃并且优选环境温度的第一提取温度，以逆流模式通过管道系统被送至提取流体入口(5)。提取流体可由水或适于执行可提取饮料物质(9)的提取的任何其它合适的流体组成。穿过可提取饮料物质(9)的提取流体行进通过提取室(3)，以提取可溶固形物(未示出)、挥发性香味化合物(VOC，未示出)和能够溶于该特定流体的所有其它化合物，从而有助于产生提取物，该提取物随后通过定位在提取室(3)的上部区域(13)处的提取出口(7)被输送并送至进一步的工业过程(浓缩和/或稀释和/或喷雾或冷冻干燥等)。在单个提取室(7)中执行的提取在介于0巴和1巴之间的范围内的压力下进行，其中具体地讲，提取柱(3)的下部区域(11)处的压力高于上部区域(13)处的压力。将提取流体以18Kg/小时至25Kg/小时的流速送至提取室(3)。可提取饮料物质(9)由研磨尺寸在0.8mm和1.4mm范围内的烘焙并且研磨的咖啡组成，但也可考虑其它研磨尺寸。水对烘焙并且研磨的咖啡的比率在4至6的范围内。循环时间(提取流体在提取室内驻留以执行提取的时间)为约0.75小时。

在23℃下的第一提取过程之后，通过加热元件(15)将新鲜提取流体(未示出)设定在约170℃的第二提取温度，并且通过管道系统将新鲜提取流体送至提取流体入口(5)。新鲜提取流体由水或适于执行可提取饮料物质(9)的提取的任何其它合适的流体组成。提取流体穿过部分提取的可提取饮料物质(9)，通过提取室(3)执行进一步且更彻底的提取，从而产生二次提取物(未示出)，该二次提取物随后通过定位在提取室(3)的上部区域(13)处的提取出口(7)被送至进一步的过程。提取在介于0巴和1巴之间的范围内的压力下进行，其中提取室(3)的下部区域(11)处的压力比大气压力高约1巴，而提取柱(3)的上部区域(13)处的压力为大气压力。循环时间为约0.5小时。按照图1在较低温度执行的提取的收率低于在较高温度进行的过程的收率，并且其分别为18％和25％。

在170℃下的第二次提取之后，用过的可提取饮料物质从提取室(3)排出，并且用新鲜可提取饮料物质(未示出)重新填充室(3)。

在另一个实施方案(未示出)中，来自第一温度(不超过23℃)下的提取的提取物可至少部分地再循环通过共用管道系统而到达提取流体入口(5)，以执行相同可提取饮料物质(9)的进一步提取，并且产生处于第一温度的部分再循环的提取物，而其一部分可被收集和/或输送至进一步的工业过程。部分再循环后由提取获得的部分再循环的提取物随后将被收集。处于第一温度的部分再循环之前的提取物对新鲜提取流体的比率可在1至10、优选4至6的范围内。

在一个更优选的实施方案中，再循环可以是全部的，即，整个提取物可在第一温度经受可提取饮料物质(9)的进一步提取，优选地不用新鲜提取流体进行任何稀释(本发明第二方面的任选步骤c))。

在单柱提取装置中，部分和/或全部再循环可在第一提取温度和/或第二提取温度进行，即，在23℃和170℃下进行，或者另选地，其可仅在两个不同温度中的一个温度进行。

在提取物通过用新鲜提取流体稀释而至少部分再循环的实施方案中，这可用于移动提取平衡条件并促进收率达到更高百分比。该部分或全部再循环可应用于两个温度阶段，即，应用于来自23℃提取的提取物和来自170℃提取的富集的提取物。

图2是用于根据本发明的方法的实施方案的具有多提取室构型的本发明的装置的实施方案的示意图。

装置(2)包括为柱的形式的多个提取室(303，203)。第一提取室(303)通过现有技术管道系统(未示出)连接到新鲜提取流体源(未示出)。新鲜提取流体入口(305)通过管道系统(未示出)连接在第一提取室(303)的下部部分处，从而允许新鲜提取流体进入第一提取室(303)并对位于其中的可提取饮料物质(309)执行提取。提取出口(307)使得能够将在第一提取室(303)中产生的提取物(未示出)传送至第二提取室(203)。提取物通过提取入口(205)从提取室(203)的下部区域传送至第二提取室(203)。富集的提取物出口(207)定位在第二提取室(203)的上部区域处，以允许所得富集的提取物(未示出)离开第二提取室(203)。

该装置可包括可以更大的序列/系列彼此连接的另外的提取室(未示出)，其中连接可反映第一提取室(303)与第二提取室(203)之间的连接。这些较大的序列/系列可包括可从最少两个提取室变化到最多12个提取室的多个提取室，具体取决于它们所应用的工厂的规模。

图2的装置用于如下的本发明方法的实施方案中。新鲜提取流体在不高于23℃并且优选环境温度的第一提取温度，通过管道系统被送至提取流体入口(305)。提取流体可以是水或适于执行可提取饮料物质(309)的提取的任何其它流体。穿过提取流体入口(305)的提取流体到达可提取饮料物质(309)并逆流行进通过提取室(303)，从而提取可溶固形物和挥发性香味化合物(VOC)，产生提取物，该提取物随后通过定位在提取室(303)的上部区域处的提取出口(307)被送至进一步的提取过程。提取物被输送至第二提取室(203)的提取入口(205)中并到达其中的可提取饮料物质(209)。穿过可提取饮料物质(209)的提取物溶解包含在物质(209)中的可溶化合物并产生富集的提取物(未示出)，该富集的提取物被输送至富集的提取物出口(207)，然后被收集并送至进一步的工业过程，诸如浓缩和/或稀释和/或喷雾或冷冻干燥等。

两个提取室(303，203)中的每个提取室中的提取在介于0巴和1巴之间的范围内的压力下执行，其中具体地讲，提取室(303，203)的下部区域处的压力高于上部区域处的压力。

提取流体和提取物以18Kg/小时至25Kg/小时的流速被送至相应的提取室(303，203)。

两个提取室(303，203)内的可提取饮料物质(309，209)由研磨尺寸在0.8mm和1.4mm范围内的烘焙并且研磨的咖啡组成，但也可使用其它研磨尺寸。

在一些实施方案中，在不超过23℃(并且优选环境温度)的第一温度的提取过程可在连续过程(未示出)中通过大于2个的多个提取室(未示出)执行。在这些实施方案中，在使用中，即，当提取过程已开始并且所有室均进料有提取流体时，首先进料装填在该装置的第一室中的可提取饮料物质，并且因为提取过程是连续的，所以第一室中的饮料物质对应于装置最多提取的可提取饮料物质。在该装置中，当装填的可提取饮料物质完全耗尽并且需要用新鲜可提取饮料物质再填充时，该第一室于是成为需要排出的第一室。因此，当第一室被排出(并与装置中断)时，后续室变成新建立装置的新“第一”提取室，填充有最多耗用和最多提取的可提取饮料物质。在这种类型的连续装置中，随着最多提取的室中断，第一室在构型上沿着装置的一系列室移动，并且装填有第二多提取的饮料物质的后续室变成该组室的新构型的新第一室。

另外，在具有一组多个柱(室)的这些装置中，为了提高装填在提取室中的可提取饮料物质的性能并且以使得沿着整个系列的提取室获得相同提取收率百分比(按重量计)的方式执行，包括最多耗用物质的可提取饮料物质可用新鲜提取流体进行处理，而离开的提取物被送至包含新鲜的或与前一个提取室中的提取饮料物质相比至少更少提取的饮料物质的后续提取室。

在具有一系列多个柱的这些实施方案中，当使用相同的提取流体测量该性能(即，收率，以重量百分比测量)时，容纳在两个相邻提取室中的可提取饮料物质可因此处于不同水平的提取性能。

重新参见图2，通过两个提取室(303，203)的提取过程可循环执行，并且这些循环可重复至少一次，即，沿着两个提取室(203，303)的提取过程可重复至少一次。在这种情况下，第一提取室(303)的可提取饮料物质(309)在第二提取循环期间可呈现较低的提取性能，因为其来自先前执行的提取循环并且可提取饮料物质(309)已被至少部分地提取，或者至少比容纳在第二提取室(203)中的可提取饮料物质(209)提取得更多，可提取饮料物质(209)用来自第一提取室(303)的提取物进行处理(在第一提取循环中)。该提取物具有比通过第一提取室(303)输送的新鲜提取流体的提取能力更低的提取能力，因为其在可溶固形物和VOC的含量方面是至少部分饱和的。因此，为了提高可提取饮料物质(309)的提取性能并且以使得沿着整个系列的提取室(303，203)获得相同提取收率百分比(按重量计)的方式执行，代表最多耗用物质的可提取饮料物质(309)可用来自提取流体入口(305)的新鲜提取流体进行处理，而离开的提取物被送至包含更新鲜的或与第一提取室(309)中的提取饮料物质相比至少更少提取的饮料物质(209)的第二提取室(203)。

这样，与新鲜提取流体被灌注通过部分耗用的饮料物质(309)时第一提取室(303)中的部分耗用的饮料物质(309)相比，填充有新鲜可提取饮料物质(209)并且用来自第一提取室(303)的提取物提取的第二提取室将具有类似的提取性能(按重量计的％)。

在已在23℃下进行了至少第一提取循环并且已获得富集的提取物之后，通过加热元件(15)将装置设定在较高温度，并且在100℃和220℃范围内(优选约170℃)的温度的新鲜提取流体被传送至第一提取室(303)，该第一提取室填充有来自23℃的第一提取阶段并且因此已经被部分提取的可提取饮料物质(309)。二次提取物(未示出)在第二温度从第一提取室(303)制得并且在室(303)的顶部收集，以通过提取物出口(307)然后通过富集的提取物入口(205)输送至第二提取室(203)。二次提取物到达已在23℃下在第一提取阶段期间被部分提取的可提取饮料物质(209)，以产生富集的二次提取物(未示出)，然后将其送至进一步的工业过程，如浓缩和/或稀释和/或喷雾或冷冻干燥等。

在包括一系列提取室(其中柱的数量大于2)的一些实施方案(未示出)中，每个柱中的可提取饮料物质可处于不同水平的提取性能(以重量百分比计的收率)。在这些实施方案中，将通过在170℃下提取获得的二次富集的提取物输送至填充有可提取饮料物质的另外的后续提取室中，以制备进一步的二次富集的提取物(未示出)。可随后收集所得的提取物以送至其它工业过程或送至甚至另外的饮料提取室，具体取决于所需的提取浓度水平。

可将在约170℃下进行的提取循环重复至少一次，然后将二次富集的提取物送至进一步的工业过程。

在一些实施方案中，在170℃下执行提取之后，排空第一提取室中的可提取饮料物质(309)并用新鲜可提取饮料物质(未示出)填充。然后，该提取室将成为23℃下新提取循环中较少提取的柱，并且被提供有来自第一提取温度(23℃)下新提取循环的富集的提取物，从而确保连续提取过程。

水对烘焙并且研磨的咖啡的比率在4∶1至6∶1的范围内。循环时间(提取流体在提取室内驻留以执行提取的时间)为约0.5小时。

在一些实施方案中，提取室(303，203)配备有外部冷却水夹套(未示出)。

在另外的实施方案中，提取室(303，203)的下部区域和上部区域(未示出)填充有也可在提取过程期间提取的可提取饮料物质(309，209)。

在另一个实施方案中，当使用多个提取室时，整个系统的总压力可在0巴至10巴的范围内变化，具体取决于可提取饮料物质诸如烘焙并且研磨的咖啡的研磨尺寸、可提取饮料物质的物理性质和化学性质以及流体流速。

提取时间、柱的数量和流体流速可取决于粒度值。

现在参见图3，其为具有单个提取室(3)的本发明的装置(1)的实施方案的示意性流程图。图3的装置在两个不同提取温度(首先23℃，其次170℃)下在过程的两个单独步骤中示出，但应当理解，在该实施方案中，装置包括单个提取室(3)。可随后将所得提取物(未示出，即，来自23℃下提取(阶段1)的提取物)和来自170℃下温度升高的二次提取物(阶段2)通过标准系统管道通过不同通路组(19，21，22)送至若干过程。所选择的通路组将取决于待获得的最终产品及其特性。为柱的形式的提取室(3)填充有可提取饮料物质(9)。柱(3)包括位于柱(3)的下部区域处的提取流体入口(5)和位于柱的上部区域处的提取出口(7)，以允许所得提取物(未示出)流出提取室(3)并通过通路组(19，21，22)到达进一步的工业过程。这些进一步的过程未示出，但它们包括浓缩过程、稀释、芳香回收、冷冻干燥、喷雾干燥和/或包装(仅提及可发生的常规过程中的一些过程)。

现在将描述图3的饮料制备装置(1)的使用。首先，将新鲜提取流体(未示出)优选水通过提取流体入口(5)送至提取室(3)，以在不超过23℃的温度提取可提取饮料物质(9)(阶段1)。然后使所得提取物通过提取出口(7)送出，并且收集和保留或送至进一步的工业过程。提取流体的温度随后通过加热装置(15)进行调节以便达到约170℃的最终温度(阶段2)，并且通过已部分地提取的可提取饮料物质(9)进行输送，从而完成饮料物质(9)的提取并增大操作的最终提取收率(以重量％计)。所得的二次提取物(未示出)可随后沿循两个不同的通路组(21、22)。通过通路组22，可将二次提取物至少部分地与来自阶段1的提取物混合，以便调节提取物香味和/或浓度，然后送至进一步的过程以制得定制的最终产品(未示出)。另选地，可通过通路组21将第二提取物送至进一步的过程以得到准备好销售的最终不同产品。

可提取饮料物质(9)在170℃的较高温度提取(阶段2)之后得到较软的基质，该基质易于从提取室(3)排出，然后在排空之后用新鲜可提取饮料物质(未示出)重新填充并用于新鲜提取过程。

实验条件和装置设置：

装置构型：固定床单柱提取器咖啡共混物：100％阿拉比卡咖啡(小果咖啡)

烘焙程度(Probat Colorette 3B)：中度烘焙

咖啡研磨尺寸：0.8mm

细粒分离(＜0.6mm)：是

研磨咖啡载量：19.46kg

渗滤器构型：单柱

提取时间：180分钟

给水温度：20℃

水对咖啡的比率：10∶1

给水流速：18kg/小时

因此，比较例1的提取过程由在20℃下单次提取组成。

图4的曲线图表示使用根据比较例1的装置获得的提取物(冷泡)的总提取收率(重量％)和/或提取物可溶固形物(重量％)对吸出值(提取物对咖啡的质量比率，Kg/Kg)的绘制图。

参见图4，高吸出量(Kg/Kg)，即提取物对咖啡的高质量比率导致冷泡的高总提取收率和低提取物可溶固形物含量(％)。

如果尚未达到平衡条件，则可获得更高的提取收率。此外，装填到柱中的烘焙并且研磨的咖啡的研磨尺寸(mm)也可影响总收率(重量％)：研磨尺寸越细，提取收率越高，并且可溶固形物含量(重量％)越高。

实验条件和装置设置：

装置构型：1阶段搅拌浆液罐提取器

咖啡共混物：100％阿拉比卡咖啡(小果咖啡)

烘焙程度(Probat Colorette 3B)：中度烘焙

咖啡研磨尺寸：0.25mm

细粒分离(＜0.6mm)：是

研磨咖啡载量：14.40kg

提取时间：40分钟

给水温度：30℃

水对咖啡的比率：8∶1

图5的图表示通过关于比较例2的现有技术的1阶段搅拌浆料罐提取器方法获得的提取物(冷泡)的总提取收率(重量％)和/或提取物可溶固形物(重量％)对提取时间(分钟)的绘制图。

参见图5，与比较例1中的研磨尺寸相比，使用减小的研磨尺寸。这使得总提取收率(重量％)增大，这允许在40分钟过程内实现平衡条件，从而导致约15重量％的总提取收率和小于3.0重量％的提取物的可溶固形物含量。此外，值得注意的是，与比较例1的固定床单柱提取器(图4)相比，图5中较低的总收率(重量％)导致所得提取物的可溶固形物含量相当，具体地讲是＜3.0重量％。

实验条件和装置设置：

装置构型：具有为柱的形式的单提取室的本发明的装置(如图1所示并且如上所述)

咖啡共混物：70％罗布斯塔咖啡(中果咖啡)和30％阿拉比卡咖啡(小果咖啡)

烘焙程度(Probat Colorette 3B)：中度烘焙

咖啡研磨尺寸：1.4mm细粒分离(＜0.6mm)：无

研磨咖啡载量：32kg

提取时间：44分钟循环时间

较低温度循环次数(阶段1)：5

较高温度循环次数(阶段2)：2

较低温度循环(阶段1)的给水温度：20℃

较高温度循环(阶段2)的给水温度：150℃至170℃

水对咖啡的比率：4∶1

实验条件和装置设置：

装置构型：具有为柱的形式的单提取室的本发明的装置(如图1所示并且如上所述)

咖啡共混物：70％罗布斯塔咖啡(中果咖啡)和30％阿拉比卡咖啡(小果咖啡)

烘焙程度(Probat Colorette 3B)：中度烘焙咖啡研磨尺寸：1.2mm细粒分离(＜0.6mm)：无研磨咖啡载量：32kg

提取时间：44分钟循环时间

较低温度循环次数(阶段1)：4

较高温度循环次数(阶段2)：2

较低温度循环(阶段1)的给水温度：20℃

较高温度循环(阶段2)的给水温度：150℃至170℃

水对咖啡的比率：4∶1

实验条件和装置设置：

装置构型：具有为柱的形式的单提取室的本发明的装置(如图1所示并且如上所述)

咖啡共混物：70％罗布斯塔咖啡(中果咖啡)和30％阿拉比卡咖啡(小果咖啡)

烘焙程度(Probat Colorette 3B)：中度烘焙

咖啡研磨尺寸：1.0mm

细粒分离(＜0.6mm)：无研磨咖啡载量：32kg

提取时间：44分钟循环时间

较低温度循环次数(阶段1)：4

较高温度循环次数(阶段2)：2

较低温度循环(阶段1)的给水温度：20℃

较高温度循环(阶段2)的给水温度：150℃至170℃

水对咖啡的比率：4∶1

图6的图表示用根据实施例3(标记为试验1的线)、实施例4(标记为试验2的线)和实施例5(标记为试验3的线)的本发明的装置获得的三种提取物的总提取收率(重量％)对提取时间(分钟)的绘制图。

参见图6，值得注意的是，阶段1(低温提取)的试验1、2、3的总提取收率(重量％)高于在关于比较例2的现有技术的装置中进行的提取收率(图5)，即使试验1、2、3的提取在低于比较例2(标记为“比较例2”的虚线)的温度的温度进行。

如果考虑试验1、2、3的对应热循环(在高温下，阶段2)，则所得的总提取收率(重量％)甚至更高(标记为“热循环”的线上的部分)。

阶段1(低温)的试验1、2、3的总提取收率(重量％)与用关于比较例1的现有技术的装置获得的提取物的收率(标记为“比较例1”的虚线)相当。然而，在实施例3、4和5中，如果考虑试验1、2、3的对应热循环(在高温下，阶段2)，则所得的总提取收率(重量％)更高(标记为“热循环”的线上的部分)。

明显地，与比较例不同，使用实施例3、4和5的装置和方法的提取不需要任何提取后过滤。

使用本发明的方法，技术人员能够得到具有不同感官属性的提取物，这些提取物随后在方法期间或在方法完成后被组合，这与使用单阶段温度以产生均匀提取物的比较例(比较例1和2)相反。

装置构型：具有为两个柱形式的两提取室构型的本发明的装置(如图2所示并且如上所述)其它实验条件如实验5中所述。

在20℃下，新鲜水通过管道系统被送至提取流体入口(305)。穿过提取流体入口(305)的新鲜水到达烘焙并且研磨的咖啡并逆流行进通过柱(303)，从而执行可溶固形物和挥发性香味化合物(VOC)的提取，产生提取物，该提取物随后通过定位在第一柱(203)的上部区域处的提取出口(307)被送至进一步的提取过程。提取物被输送至第二柱(203)的提取入口(205)并到达其中的烘焙并且研磨的咖啡。穿过咖啡物质(209)的提取物溶解包含在咖啡粉(209)中的另外可溶化合物并产生富集的提取物，该富集的提取物被输送至富集的提取物出口(207)，然后被收集并送至进一步的工业过程，诸如浓缩和/或稀释和/或喷雾或冷冻干燥等。

在已在20℃下执行第一提取循环(阶段1)并已获得富集的提取物之后，通过加热元件(15)将装置设定在较高温度，并且将处于150℃和170℃范围内的温度的新鲜水输送至第一柱(303)(填充有部分提取的烘焙并且研磨的咖啡(309))。二次提取物在第二温度从第一柱(303)制得并且在柱(303)的顶部处收集，以通过提取物出口(307)然后通过富集的提取物入口(205)输送至第二柱(203)。二次提取物到达已在20℃下在阶段1期间被部分提取的咖啡粉(209)，以产生富集的二次提取物，然后将其送至进一步的工业过程，如浓缩和/或稀释和/或喷雾或冷冻干燥等。

实验条件和装置设置：

装置构型：具有为柱的形式的单提取室的本发明的装置(如图1所示并且如上所述)并且使提取物再循环通过提取室。其它实验条件如实施例5中所述。

所得的提取物显示出改善的感官属性，但与其中在每个循环使用新鲜水能够获得更高收率的实施例5相比，该过程导致降低的收率。

包括以下条款以至少部分地定义本发明的一些方面。

1.一种提取饮料物质的方法，该方法包括以下步骤：

a)用可提取饮料物质至少部分地填充第一提取室；

b)输送至少一种提取流体通过至少所述第一提取室以提供提取物；

c)改变所述提取流体温度，之后处于第二提取温度输送提取流体通过至少所述第一提取室以提供二次提取物。

2.根据条款1所述的方法，该方法在步骤c)之前包括另外的步骤：

d)将所述提取物的至少一部分输送回所述第一提取室中以提供富集的提取物；以及/或者

e)收集所述富集的提取物。

3.根据条款1或2所述的方法，该方法还包括步骤f)：输送处于第二提取温度的所述二次提取物通过所述第一提取室以提供富集的二次提取物。

4.根据条款1至3中任一项所述的方法，其中第一提取温度低于第二提取温度。

5.根据条款1至4中任一项所述的方法，其中在步骤b)和/或步骤d)中制得的提取物具有低于在步骤c)和/或步骤f)中制得的提取物的温度。

6.根据条款1至5中任一项所述的方法，其中第一提取温度在10℃和35℃的范围内。

7.根据条款1至6中任一项所述的方法，其中第一提取温度不超过环境温度，优选不超过25℃。

8.根据条款1至7中任一项所述的方法，其中第一提取温度不超过23℃。

9.根据条款1至8中任一项所述的方法，其中第二提取温度在100℃至220℃的范围内。

10.根据条款1至9中任一项所述的方法，其中第二提取温度不超过170℃。

11.根据条款1至10中任一项所述的方法，其中所述至少一个提取室包括柱。

12.根据条款1至11中任一项所述的方法，其中将步骤d)和/或步骤f)重复至少一次。

13.根据任一前述条款所述的方法，其中所述可提取饮料物质包括咖啡。

14.根据任一前述条款所述的方法，其中所述提取流体包括水。

15.根据条款14所述的方法，其中所述水在步骤b)和/或步骤c)中具有在18Kg/小时至25Kg/小时范围内、优选20kg/小时的流体流速。

16.根据条款14或15所述的方法，当从属于条款2和/或3时，其中所述水包括在10Kg/小时至20Kg/小时范围内、优选18kg/小时的步骤d)和/或步骤f)的流体流速。

17.根据任一前述条款所述的方法，其中提取流体抵抗重力而被输送通过可提取饮料物质。

18.根据任一前述条款所述的方法，其中提取流体对可提取饮料物质的比率包括在2.5至6范围内的值。

19.一种提取饮料物质的方法，该方法包括以下步骤：

a)用可提取饮料物质至少部分地填充第一提取室；

b)输送处于第一提取温度的至少一种提取流体通过第一提取室中的可提取饮料物质以提供提取物；

c)输送处于第一提取温度的所述提取物通过至少部分地填充有可提取饮料物质的至少第二提取室以提供富集的提取物；

d)改变所述提取流体温度，之后处于第二提取温度输送提取流体通过第一提取室中的可提取饮料物质以提供二次提取物。

20.根据条款19所述的方法，该方法还包括步骤e)：输送处于第二提取温度的所述二次提取物通过至少第二提取室以提供富集的二次提取物。

21.根据条款19或20所述的方法，其中第一提取温度低于第二提取温度。

22.根据条款19至21中任一项所述的方法，其中在步骤b)和/或步骤c)中制得的提取物具有低于在步骤d)和/或步骤e)中制得的提取物的温度。

23.根据条款19至22中任一项所述的方法，其中第一提取温度包括在10℃至35℃范围内的温度值。

24.根据条款19至23中任一项所述的方法，其中第一提取温度不超过环境温度，优选不超过25℃。

25.根据条款19至24中任一项所述的方法，其中第一提取温度不超过23℃。

26.根据条款19至25中任一项所述的方法，其中第二提取温度包括在100℃至220℃范围内的值。

27.根据条款26所述的方法，其中第二提取温度不超过170℃。

28.根据条款19至27中任一项所述的方法，其中在进行步骤d)之前，将步骤b)和/或步骤c)重复至少一次。

29.根据条款28所述的方法，其中在进行步骤d)之前，将步骤b)和/或步骤c)重复至少两次。

30.根据条款19和28中任一项所述的方法，该方法在步骤c)之后包括另外的步骤：输送富集的提取物通过至少部分地填充有可提取饮料物质的至少第三提取室。

31.根据条款30所述的方法，其中将步骤b)的提取物输送通过第三提取室以及所有后续提取室中的每个提取室。

32.根据条款19至31中任一项所述的方法，其中将步骤d)重复一次。

33.根据条款19至32中任一项所述的方法，其中所述至少一个提取室包括柱。

34.根据条款19至33中任一项所述的方法，其中所述所有提取室包括柱。

35.根据条款19至34中任一项所述的方法，其中在执行步骤a)、步骤b)、步骤c)和步骤d)至少一次之后，将新鲜提取流体添加到由步骤a)、步骤b)、步骤c)和步骤d)中的一个步骤制得的提取物中。

36.根据条款19至35中任一项所述的方法，其中用新鲜提取流体稀释来自步骤b)和/或步骤c)和/或步骤d)的提取物。

37.根据条款36所述的方法，其中所述提取物对所述添加的新鲜提取流体的比率在0％和100％之间的范围内，优选50％。

38.根据条款19至37中任一项所述的方法，该方法在步骤d)或步骤e)之后包括另外的步骤f)：排空所述至少第一提取柱中的可提取饮料物质。

39.根据条款38所述的方法，该方法包括另外的步骤：

g)用新鲜可提取饮料物质装填所述排空的柱；以及

h)用处于第一提取温度的所述富集的提取物提供所述可提取饮料物质。

40.根据条款39所述的方法，其中所述富集的提取物在步骤h)之前被稀释。

41.根据条款19至40中任一项所述的方法，其中在步骤b)之后，使所述提取物中的至少一些再循环回到处于第一提取温度的第一提取室，之后移动到步骤c)。

42.根据条款19至41中任一项所述的方法，其中在步骤c)之后，使所述富集的提取物至少部分地再循环通过后续提取室中的每个提取室。

43.一种提取装置，该提取装置包括：一个或多个提取室，所述一个或多个提取室中的每个提取室被构造成在提取过程期间保持可提取饮料物质；提取流体入口，该提取流体入口位于每个提取室的底部处，该提取流体入口被构造成引入提取流体通过可提取饮料物质；提取出口，该提取出口位于每个提取室的顶部处，该提取出口被构造成从可提取饮料物质中移除提取物；并且其中该装置还包括加热元件，该加热元件被构造成单独地改变穿过每个提取室的提取流体中的至少一些的温度。

44.根据条款43所述的提取装置，其中每个提取室内的所述可提取饮料物质至少部分地被构造为固定床。

45.根据条款44所述的提取装置，该提取装置包括固定床渗滤器。

46.根据条款45所述的提取装置，其中所述固定床渗滤器包括逆流固定床渗滤器。

47.根据条款46所述的提取装置，其中所述固定床渗滤器包括半连续固定床渗滤器。

48.根据条款1至42中任一项所述的方法，该方法使用根据条款43至47中任一项所述的装置。