一种咖啡液的萃取工艺及其萃取装置

1.本发明涉及咖啡加工技术领域，尤其涉及一种咖啡液的萃取工艺及其萃取装置。


背景技术：

2.在化学中，萃取指的是从原料(咖啡豆)里提取有价值的物质(风味)，换到咖啡萃取中，就是使用水把风味从咖啡粉里提取出来，常见的萃取方法包括滴漏式、压力式以及虹吸式，其中，由于滴漏式操作最简单及便捷使用较为广泛。
3.现有的咖啡萃取装置在对咖啡胶囊萃取过程中，需人工预先破除咖啡胶囊开口处的封口薄膜，再将咖啡粉末倒入萃取罐中，该方式不仅需要借助外部工具实现，同时在开口的过程中咖啡粉末易出现洒落造成浪费的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在上述缺点，而提出的一种咖啡液的萃取工艺及其萃取装置。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.设计一种咖啡液的萃取装置，包括：
7.机架；
8.萃取罐，安装于所述机架上，其中，所述萃取罐的内侧具有一梯台部；
9.开口机构，通过驱动组件垂直移动于所述萃取罐的上方，所述开口机构用于对咖啡胶囊进行拆口，以将咖啡粉排入萃取罐中，其中，所述开口机构的底部边沿能够与所述梯台部相抵触。
10.进一步的，所述开口机构包括上盖板、中框及下盖板；
11.其中，所述上盖板与所述驱动组件相连接，在所述上盖板的端面上还开设有投入孔；
12.在所述中框的顶部设置有位移机构，所述位移机构用于将咖啡胶囊移动至远离所述投入孔的一侧；
13.在所述中框的底部还设置有刺破机构，所述刺破机构用于对咖啡胶囊的封口薄膜进行刺破；
14.其中，在所述中框上还具有一弧形槽，在所述弧形槽的外侧还具有一止挡圈，止挡圈用于对咖啡胶囊进行限位。
15.进一步的，所述位移机构包括一摆杆，所述摆杆销接于所述中框上，所述摆杆呈y型结构，在摆杆的一侧与所述中框之间设置有弹性件；
16.其中，所述摆杆位于初始状态下、其开口部分偏离于所述投入孔，在所述上盖板上还具有用于驱动所述摆杆转动的往复组件。
17.进一步的，所述往复组件包括转动连接于所述上盖板内侧的转轴，在所述转轴的底部固定安装有第一异形齿轮，在所述摆杆的尾端还具有第二异形齿轮，所述第一异形齿
轮能够与第二异形齿轮间歇啮合；
18.其中，所述转轴与所述驱动组件传动连接。
19.进一步的，所述驱动组件包括安装于所述机架顶部的伸缩件，在所述伸缩件的轴端内侧开设有空腔，所述空腔中通过旋转座连接有螺旋杆a，所述螺旋杆a的轴端贯穿所述上盖板、并通过皮带及带轮与所述转轴相连接；
20.其中，在所述机架与所述上盖板之间还设置有一弹性伸缩杆。
21.进一步的，在所述止挡圈中还具有一排出孔，所述排出孔的内圈边沿与所述止挡圈的内侧边沿相平齐；
22.所述弧形槽的内侧边沿与所述止挡圈相距阈值距离。
23.进一步的，在所述排出孔的下方还设置有若干个弹性夹片，若干个弹性夹片圆周分布，以用于对咖啡胶囊盒进行夹持。
24.进一步的，在所述摆杆的侧边设置有一导向斜面，所述机架的顶部安装有一顶杆，其中，所述上盖板上具有用于容纳所述顶杆的通孔，所述顶杆用于抵触所述导向斜面，以使所述摆杆的开口中心位于所述投入孔的正下方。
25.进一步的，所述刺破机构通过压簧及插杆活动连接于所述中框下方的顶板，在所述顶板的顶部具有一刺刀；
26.其中，在所述中框的底部还固定安装有螺旋杆b，所述螺旋杆b的外侧设置有锁定杆，其中，所述螺旋杆b的外侧套设有复位弹簧，在所述锁定杆的侧端通过弹簧活动插接有楔形块，所述楔形块用于所述顶板的底部相抵触；
27.在所述螺旋杆b的自由端还套设有抵触管，所述抵触管的下端贯穿下盖板并用于梯台部相抵触。
28.本发明中还提出了一种咖啡液的萃取工艺，其使用上述的装置，所述工艺包括如下步骤；
29.s1、将咖啡胶囊的封口薄膜向下投入至开口机构中，此时开启驱动组件驱动开口机构相萃取罐的开口处移动，在此过程中对咖啡胶囊进行开口，将咖啡粉末倒入至萃取罐中；
30.s2、此后，通过驱动组件带动开口机构向上移动实现复位，即可在萃取罐中添加水源进行萃取过滤工作，萃取后的咖啡液沿萃取罐的底部向外流出。
31.本发明提出的一种咖啡液的萃取工艺及其萃取装置，有益效果在于：本发明通过将咖啡胶囊的封口薄膜面朝下投入上述的投入孔中，此时位移机构驱动咖啡胶囊移动以脱离投入孔的下方，在上盖的上限位作用下，有刺破机构对封口薄膜进行刺破，以将咖啡粉末投入萃取罐中，从而有效解决现有的咖啡胶囊开口不便的问题，同时自动化操作，减少了咖啡胶囊污染的可能，以保证咖啡的口感及安全性。
附图说明
32.图1为本发明的结构示意图；
33.图2为本发明的开口机构爆炸图一；
34.图3为本发明的开口机构剖视图；
35.图4为本发明开口机构去除上盖板的结构示意图；
36.图5为本发明的开口机构爆炸图二；
37.图6为本发明的中框立体图一；
38.图7为本发明的中框立体图二；
39.图8为本发明的中框主视图。
40.图中：1、机架；2、萃取罐；21、梯台部；3、开口机构；31、上盖板；311、投入孔；32、中框；33、下盖板；34、位移机构；341、摆杆；342、弹性件；343、第一异形齿轮；344、第二异形齿轮；345、导向斜面；346、顶杆；35、刺破机构；351、压簧；352、插杆；353、顶板；354、刺刀；355、螺旋杆b；356、锁定杆；357、复位弹簧；358、楔形块；359、抵触管；36、弧形槽；37、止挡圈；38、排出孔；381、弹性夹片；4、驱动组件；41、伸缩件；42、螺旋杆a；43、弹性伸缩杆。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
42.参照图1为本发明的一个实施例，其公开了一种咖啡液的萃取装置，所述装置包括机架1，所述机架1包括底座立杆及上固定座，在立杆的外侧还设置有一套框；
43.萃取罐2，安装于所述机架1上，具体的，本实施例中，所述萃取罐2插接在套框中并通过螺栓锁止，以实现可拆卸连接，其中，所述萃取罐2的内侧具有一梯台部21，此外，萃取罐2的底部具有一出液口，至少在出液口处设置一过滤网，以实现对咖啡粉末的过滤萃取，该手段为现有技术，在此不过多赘述；
44.还包括开口机构3，通过驱动组件4垂直移动于所述萃取罐2的上方，所述开口机构3用于对咖啡胶囊进行拆口，以将咖啡粉排入萃取罐2中，其中，所述开口机构3的底部边沿能够与所述梯台部21相抵触。
45.参照图2-8，在一些实施例中，本发明中所述开口机构3包括上盖板31、中框32及下盖板33，上盖板31及下盖板33套装在中框32的上方及下方；
46.其中，所述上盖板31与所述驱动组件4相连接，在所述上盖板31的端面上还开设有投入孔311，投入孔311呈圆形结构，以便于咖啡胶囊的投入；
47.参照图2，在所述中框32的顶部设置有位移机构34，所述位移机构34用于将咖啡胶囊移动至远离所述投入孔311的一侧，该设计的目的在于配合后续的刺破机构35，避免当刺破机构35向上刺破咖啡胶囊的封口薄膜时，咖啡胶囊向上移动；
48.在所述中框32的底部还设置有刺破机构35，所述刺破机构35用于对咖啡胶囊的封口薄膜进行刺破；
49.其中，在所述中框32上还具有一弧形槽36，在所述弧形槽36的外侧还具有一止挡圈37，止挡圈37用于对咖啡胶囊进行限位。
50.具体的，本发明使用时，通过将咖啡胶囊的封口薄膜面朝下投入上述的投入孔311中，此时位移机构34驱动咖啡胶囊移动以脱离投入孔311的下方，在上盖板31的上限位作用下，有刺破机构35对封口薄膜进行刺破，以将咖啡粉末投入萃取罐2中，从而有效解决现有的咖啡胶囊开口不便的问题，同时自动化操作，减少了咖啡胶囊污染的可能，以保证咖啡的口感及安全性。
51.参照图4、6，示例性的是，本发明中所述位移机构34包括一摆杆341，所述摆杆341
销接于所述中框32上，所述摆杆341呈y型结构，在摆杆341的一侧与所述中框32之间设置有弹性件342，在本实施例中弹性件342设计为一弹簧；
52.参照图6，其中，所述摆杆341位于初始状态下、其开口部分偏离于所述投入孔311，本实施例中摆杆341初始状态下，其一分叉部分位于投入孔311的正下方，其目的在于在不转动摆杆341的状态下，此时受摆杆341分支的遮挡，此时无法进行投入，以保证投入孔311只能在一个阈值的位置上进行加入咖啡胶囊，所述的阈值位置在后会进行详细说明，在此不多过赘述，在所述上盖板31上还具有用于驱动所述摆杆341转动的往复组件。
53.参照图4、6，在上述实施例的基础上，本发明中所述往复组件包括转动连接于所述上盖板31内侧的转轴，在所述转轴的底部固定安装有第一异形齿轮343，在所述摆杆341的尾端还具有第二异形齿轮344，所述第一异形齿轮343能够与第二异形齿轮344间歇啮合；
54.参照图1，进一步的，所述驱动组件4包括安装于所述机架1顶部的伸缩件41，在本实施例中上述的伸缩件41设置为气缸、液压缸或电动推杆中的一种，在所述伸缩件41的轴端内侧开设有空腔，所述空腔中通过旋转座连接有螺旋杆a42，所述螺旋杆a42的轴端贯穿所述上盖板31、并通过皮带及带轮与所述转轴相连接；
55.其中，在所述机架1与所述上盖板31之间还设置有一弹性伸缩杆43，弹性伸缩杆43为内置弹簧的伸缩杆，其目的在于对整个开口机构3的周向限位，以避免其周向转动。
56.也就是说，当所述伸缩件41通过螺旋杆a42带动开口机构3下移时，当下盖板33与梯台部21抵触后，此时螺旋杆a42受力旋转，螺旋杆a42旋转的同时，通过带轮以及皮带带动转轴转动，以实现带动第一异形齿轮343周向转动，由于第一异形齿轮343与第二异形齿轮344间歇啮合，因此弹性件342的配合下，能够实现摆杆341的往复摆动效果，以将刺破后的咖啡胶囊往复晃动，实现快速且全面的进行排料，使咖啡粉末完全倒入至萃取罐2中。
57.参照图6，考虑到在开口机构3在复位的过程中，上述的螺旋杆a42在弹性伸缩杆43的驱动下伸出，此时第一异形齿轮343带动第二异形齿轮344反转，因此本发明中在所述止挡圈37中还具有一排出孔38，所述排出孔38的内圈边沿与所述止挡圈37的内侧边沿相平齐；
58.所述弧形槽36的内侧边沿与所述止挡圈37相距阈值距离，此处设置阈值距离的目的在于能够对咖啡胶囊的底部边沿进行限位，以避免其完全掉落处弧形槽36中，而排出孔38则刚刚相反，当第一异形齿轮343带动第二异形齿轮344反转时，摆杆341反转，此时将排料后的咖啡胶囊推送至排出孔38中，以便于对咖啡胶囊壳进行回收。
59.参照图7，此外，为了避免咖啡胶囊壳直接掉落，在本发明中在所述排出孔38的下方还设置有若干个弹性夹片381，若干个弹性夹片381圆周分布，以用于对咖啡胶囊盒进行夹持，显然，在本发明中个弹性夹片382应该的倾斜设置的，倾斜的方向拆卸其组成的圆形圆心处。
60.参照图2、4，下面对投入孔311的阈值打开位置进行详细描述，本实施例中在所述摆杆341的侧边设置有一导向斜面345，所述机架1的顶部安装有一顶杆346，其中，所述上盖板31上具有用于容纳所述顶杆346的通孔，所述顶杆346用于抵触所述导向斜面345，以使所述摆杆341的开口中心位于所述投入孔311的正下方；
61.也就是说，当开口机构3向上移动复位时，此时机架强敌不的顶杆346能够抵触上述摆杆341的导向斜面345移动，从而迫使摆杆341的开口中心位于所述投入孔311的正下
方，也就说，在此位置上，用户即可将咖啡胶囊放置如投入孔311中。
62.参照图7、8，此外，本发明中所述刺破机构35通过压簧351及插杆352活动连接于所述中框32下方的顶板353，在所述顶板353的顶部具有一刺刀354；
63.其中，在所述中框32的底部还固定安装有螺旋杆b355，所述螺旋杆b355的外侧设置有锁定杆356，其中，所述螺旋杆b355的外侧套设有复位弹簧357，在所述锁定杆356的侧端通过弹簧活动插接有楔形块358，所述楔形块358用于所述顶板353的底部相抵触；
64.参照图8，在所述螺旋杆b355的自由端还套设有抵触管359，所述抵触管359的下端贯穿下盖板33并用于梯台部21相抵触。
65.其具体的工作方式为，当开口机构3向下移动时，此时抵触管359的底部于上述的梯台部21相抵触，以迫使锁定杆356进行收缩移动，显然，本发明中抵触管359是先移动的，也就是说本发明中弹性伸缩杆43的弹力是大于上述压簧351及复位弹簧357的弹力的；
66.锁定杆356移动的过程中抵触上述的顶板353上移，同时，锁定杆356在螺旋杆b355的驱动下发生自转，顶板353带动刺刀354对咖啡胶囊的封口薄膜进行刺破，此后锁定杆356继续移动并转动直至其转动脱离顶板353上，在压簧351的驱动下，顶板353带动上述的刺刀354复位，完成开口工作，此后如上所述，螺旋杆a42收缩带动咖啡胶囊摆动加速排料；
67.此后，当开口机构3复位后，复位弹簧357推动锁定杆356复位，楔形块358经由弹簧收缩继续移动至顶板353的下方，等待下一次抵触工作。
68.再者，在本发明中还公开了一种咖啡液的萃取工艺，其使用上述的装置，所述工艺包括如下步骤；
69.s1、将咖啡胶囊的封口薄膜向下投入至开口机构3中，此时开启驱动组件4驱动开口机构3相萃取罐2的开口处移动，在此过程中对咖啡胶囊进行开口，将咖啡粉末倒入至萃取罐2中；
70.s2、此后，通过驱动组件4带动开口机构3向上移动实现复位，即可在萃取罐2中添加水源进行萃取过滤工作，萃取后的咖啡液沿萃取罐2的底部向外流出。
71.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种咖啡液的萃取装置，其特征在于，包括：机架(1)；萃取罐(2)，安装于所述机架(1)上，其中，所述萃取罐(2)的内侧具有一梯台部(21)；开口机构(3)，通过驱动组件(4)垂直移动于所述萃取罐(2)的上方，所述开口机构(3)用于对咖啡胶囊进行拆口，以将咖啡粉排入萃取罐(2)中，其中，所述开口机构(3)的底部边沿能够与所述梯台部(21)相抵触。2.根据权利要求1所述的一种咖啡液的萃取装置，其特征在于：所述开口机构(3)包括上盖板(31)、中框(32)及下盖板(33)；其中，所述上盖板(31)与所述驱动组件(4)相连接，在所述上盖板(31)的端面上还开设有投入孔(311)；在所述中框(32)的顶部设置有位移机构(34)，所述位移机构(34)用于将咖啡胶囊移动至远离所述投入孔(311)的一侧；在所述中框(32)的底部还设置有刺破机构(35)，所述刺破机构(35)用于对咖啡胶囊的封口薄膜进行刺破；其中，在所述中框(32)上还具有一弧形槽(36)，在所述弧形槽(36)的外侧还具有一止挡圈(37)，止挡圈(37)用于对咖啡胶囊进行限位。3.根据权利要求2所述的一种咖啡液的萃取装置，其特征在于：所述位移机构(34)包括一摆杆(341)，所述摆杆(341)销接于所述中框(32)上，所述摆杆(341)呈y型结构，在摆杆(341)的一侧与所述中框(32)之间设置有弹性件(342)；其中，所述摆杆(341)位于初始状态下、其开口部分偏离于所述投入孔(311)，在所述上盖板(31)上还具有用于驱动所述摆杆(341)转动的往复组件。4.根据权利要求3所述的一种咖啡液的萃取装置，其特征在于：所述往复组件包括转动连接于所述上盖板(31)内侧的转轴，在所述转轴的底部固定安装有第一异形齿轮(343)，在所述摆杆(341)的尾端还具有第二异形齿轮(344)，所述第一异形齿轮(343)能够与第二异形齿轮(344)间歇啮合；其中，所述转轴与所述驱动组件(4)传动连接。5.根据权利要求4所述的一种咖啡液的萃取装置，其特征在于：所述驱动组件(4)包括安装于所述机架(1)顶部的伸缩件(41)，在所述伸缩件(41)的轴端内侧开设有空腔，所述空腔中通过旋转座连接有螺旋杆a(42)，所述螺旋杆a(42)的轴端贯穿所述上盖板(31)、并通过皮带及带轮与所述转轴相连接；其中，在所述机架(1)与所述上盖板(31)之间还设置有一弹性伸缩杆(43)。6.根据权利要求4所述的一种咖啡液的萃取装置，其特征在于：在所述止挡圈(37)中还具有一排出孔(38)，所述排出孔(38)的内圈边沿与所述止挡圈(37)的内侧边沿相平齐；所述弧形槽(36)的内侧边沿与所述止挡圈(37)相距阈值距离。7.根据权利要求6所述的一种咖啡液的萃取装置，其特征在于：在所述排出孔(38)的下方还设置有若干个弹性夹片(381)，若干个弹性夹片(381)圆周分布，以用于对咖啡胶囊盒进行夹持。8.根据权利要求3所述的一种咖啡液的萃取装置，其特征在于：在所述摆杆(341)的侧边设置有一导向斜面(345)，所述机架(1)的顶部安装有一顶杆(346)，其中，所述上盖板
(31)上具有用于容纳所述顶杆(346)的通孔，所述顶杆(346)用于抵触所述导向斜面(345)，以使所述摆杆(341)的开口中心位于所述投入孔(311)的正下方。9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种咖啡液的萃取装置，其特征在于：所述刺破机构(35)通过压簧(351)及插杆(352)活动连接于所述中框(32)下方的顶板(353)，在所述顶板(353)的顶部具有一刺刀(354)；其中，在所述中框(32)的底部还固定安装有螺旋杆b(355)，所述螺旋杆b(355)的外侧设置有锁定杆(356)，其中，所述螺旋杆b(355)的外侧套设有复位弹簧(357)，在所述锁定杆(356)的侧端通过弹簧活动插接有楔形块(358)，所述楔形块(358)用于所述顶板(353)的底部相抵触；在所述螺旋杆b(355)的自由端还套设有抵触管(359)，所述抵触管(359)的下端贯穿下盖板(33)并用于梯台部(21)相抵触。10.一种咖啡液的萃取工艺，使用如权利要求1-9中任一项的装置，其特征在于，所述工艺包括如下步骤；s1、将咖啡胶囊的封口薄膜向下投入至开口机构(3)中，此时开启驱动组件(4)驱动开口机构(3)相萃取罐(2)的开口处移动，在此过程中对咖啡胶囊进行开口，将咖啡粉末倒入至萃取罐(2)中；s2、此后，通过驱动组件(4)带动开口机构(3)向上移动实现复位，即可在萃取罐(2)中添加水源进行萃取过滤工作，萃取后的咖啡液沿萃取罐(2)的底部向外流出。

技术总结
本发明涉及咖啡加工技术领域，尤其是一种咖啡液的萃取装置，包括：机架；萃取罐，安装于所述机架上，其中，所述萃取罐的内侧具有一梯台部；开口机构，通过驱动组件垂直移动于所述萃取罐的上方，所述开口机构用于对咖啡胶囊进行拆口，以将咖啡粉排入萃取罐中，本发明通过将咖啡胶囊的封口薄膜面朝下投入上述的投入孔中，此时位移机构驱动咖啡胶囊移动以脱离投入孔的下方，在上盖的上限位作用下，有刺破机构对封口薄膜进行刺破，以将咖啡粉末投入萃取罐中，从而有效解决现有的咖啡胶囊开口不便的问题，同时自动化操作，减少了咖啡胶囊污染的可能，以保证咖啡的口感及安全性。以保证咖啡的口感及安全性。以保证咖啡的口感及安全性。


技术研发人员：王天巳 王学良 苏宁 谭梦怡 欧阳诚 樊力维
受保护的技术使用者：中国热带农业科学院香料饮料研究所
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/9/22