本實用新型屬于食品加工領域，具體涉及一種具有背壓閥的咖啡萃取杯。

背景技術：

在意式咖啡的萃取過程中，大多使用熱水對研磨后的咖啡粉進行萃取，而在常壓下，僅通過熱水萃取出的咖啡溶液通常無法達到意式咖啡的濃度要求。此外咖啡粉中還包含咖啡脂(crema)，咖啡脂通常由植物油、蛋白質以及糖類所構成；咖啡脂會大大提高咖啡的口感和味道，但是咖啡脂通常無法在常壓下通過熱水進行有效萃取。

技術實現要素：

本實用新型的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種具有背壓閥的咖啡萃取杯，該咖啡萃取杯通過設置背壓閥從而實現對咖啡進行多級壓力萃取，解決了現有技術中存在的問題。

本實用新型目的實現由以下技術方案完成：

一種具有背壓閥的咖啡萃取杯，所述萃取杯內部設置有一濾板，所述濾板將所述萃取杯內部分隔成萃取倉以及底部空腔，所述底部空腔的出液口安裝有背壓閥。

所述濾板上開設有若干小直徑通孔。

所述背壓閥包括筒形殼體，所述筒形殼體的一端為進水口并與所述底部空腔連接，所述筒形殼體的另一端為出水口；所述進水口設置有錐形閥芯以及復位彈簧，所述復位彈簧用于頂撐所述錐形閥芯與所述進水口構成密封配合。

所述錐形閥芯的尖端朝向所述進水口，所述復位彈簧的一端頂撐所述錐形閥芯，所述復位彈簧的另一端支承在設置于所述出水口的彈簧支座。

所述彈簧支座呈鏤空狀。

所述萃取杯為頂部敞口的筒形腔體。

本實用新型的優點是，通過背壓閥、濾板以及經過擠壓的致密的咖啡粉餅，可以對高壓熱水形成分級的阻力，從而使得咖啡粉餅承受分級的水壓，實對現咖啡粉進行多級加壓深度萃取；在深度萃取過程中可以萃取出常壓作用下難以萃取的有效成分，提升咖啡的味道和口感。

附圖說明

圖1為本實用新型的具有背壓閥的咖啡萃取杯裝填咖啡粉時的剖視圖；

圖2為本實用新型的具有背壓閥的咖啡萃取杯進行萃取時的剖視圖；

圖3為本實用新型的圖1中A處的局部放大圖；

圖4為本實用新型中的背壓閥的出水口的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖通過實施例對本實用新型的特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解：

如圖1-4，圖中標記1-15分別為：萃取杯1、壓粉頭2、濾板3、一級萃取倉4、二級萃取倉5、背壓閥6、豎向驅動組件7、密封圈8、分水板9、封閉腔體10、筒形殼體11、出水口12、錐形閥芯13、復位彈簧14、彈簧支座15。

實施例：如圖1所示，本實施例具體涉及一種具有背壓閥的咖啡萃取杯，在萃取杯1內部設置有濾板3，濾板3用于在萃取咖啡過程中承載咖啡粉；濾板3將萃取杯1內部分隔成萃取倉以及底部空腔，即分別位于上、下的一級萃取倉4（萃取倉）以及二級萃取倉5（底部空腔）；位于二級萃取倉5底部的出液口安裝有背壓閥6。

如圖1和圖3所示，濾板3用于承載待萃取的咖啡粉；濾板3上開設有若干小直徑通孔，該通孔用于在萃取過程中過濾萃取后的液體，防止咖啡粉穿過濾板進入二級萃取倉5；為了避免咖啡粉落下，小直徑通孔的孔徑在0.3mm-0.5mm之間，濾板3上小直徑通孔的數目為100至300。

如圖1至圖4所示，背壓閥6用于在二級萃取倉5內的壓力大于預定值時打開；背壓閥6包括筒形殼體11，筒形殼體11的一端為進水口，進水口與二級萃取倉連接5，筒形殼體11的另一端為出水口12；進水口設置有錐形閥芯13以及復位彈簧14，復位彈簧14用于頂撐錐形閥芯13與進水口構成密封配合。錐形閥芯13的尖端朝向進水口，復位彈簧14的一端頂撐錐形閥芯13，復位彈簧14的另一端支承在設置于出水口12的彈簧支座15；彈簧支座15為連接在出水口12的鏤空板；如圖4所示，在本實施例中，彈簧支座15為十字形鏤空板；筒形殼體11中的液體從彈簧支座15的鏤空處排出筒形殼體11的外側。

如圖1和圖3所示，二級萃取倉5內的壓力小于預設值時，錐形閥芯13在復位彈簧14的頂撐下插入背壓閥6的進水口并將進水口阻塞，此時背壓閥6處于關閉狀態，二級萃取倉5內的液體無法從背壓閥6流出；當二級萃取倉5內部大于預設值時，在二級萃取倉5內的液體或氣體的推動下，錐形閥芯13向出水口12方向運動，復位彈簧逐漸壓縮，背壓閥6進入打開狀態；處于打開狀態時二級萃取倉5內的液體或氣體經由背壓閥6的筒形殼體11從背壓閥6的出水口流出；開啟背壓閥6的壓力由復位彈簧14決定，通過換裝不同彈性模量的彈簧，可以調整開啟背壓閥6的壓力。

如圖1和圖2所示，在使用本實施例的具有背壓閥6的咖啡萃取杯對咖啡粉進行萃取的過程中，需要在萃取杯1上方安裝壓粉頭2，從而形成封閉的萃取倉以利于高壓產生。本實施例中，萃取杯1為頂部敞口的筒形腔體，壓粉頭2的底部形狀和萃取杯1的內壁之間可以構成密封結構，在壓粉頭2的側壁安裝有和所述萃取杯1相配合的密封圈8。壓粉頭2用于將一級萃取倉4內的咖啡粉末擠壓成型，同時還用于向成型后的咖啡粉餅提供水分。為了完成上述功能，壓粉頭2的頂部連接有豎向驅動組件7；在壓粉頭2底部設置有封閉腔體10，封閉腔體10的底部開口安裝有分水板9；封閉腔體10連通至外部的高壓熱水供給組件，分水板9可以將高壓熱水均勻的分散至咖啡粉末上表面。

如圖1至圖3所示，使用本實施例的具有背壓閥的咖啡萃取杯對咖啡粉進行萃取包括以下步驟：

1）裝填咖啡粉；使用豎向驅動組件7將插設在一級萃取倉4內的壓粉頭2向上拔出；隨后將咖啡粉倒入一級萃取倉4內部，裝填的咖啡粉堆在濾板3的上表面；為了保證萃取質量的穩定，每次裝填咖啡粉的重量在8g-10g之間。

2）咖啡粉擠壓成型；使用豎向驅動組件7驅動壓粉頭2向下運動，并插入一級萃取倉4內部，位于壓粉頭2下表面的分水板9對一級萃取倉4內部的咖啡粉進行擠壓，使之形成致密的咖啡粉餅。通過擠壓成型，咖啡粉形成致密的咖啡粉餅，這樣可以增加熱水流過咖啡粉餅時的阻力以便減緩熱水的流速同時增加熱水與咖啡粉的接觸時間，便于熱水對咖啡粉進行充分萃取。

3）對咖啡粉進行浸潤；壓粉頭2鎖止并保持擠壓狀態，使用熱水供給組件向壓粉頭2供應高壓熱水；高壓熱水流入壓粉頭2內部的封閉腔體10，隨后高壓熱水穿過封閉腔體10下表面的多孔的分水板9向咖啡粉餅均勻擴散；咖啡粉浸潤膨脹后變得更加致密，熱水流過咖啡粉餅受到的阻力進一步增大。

4）對咖啡粉進行一級萃取；一級萃取過程中，熱水供給組件繼續向壓粉頭2供應高壓熱水；隨著熱水的供給，一級萃取倉4內部的壓力不斷增大；當一級萃取倉4的內的壓力大于一級萃取閾值時，高壓熱水在高壓的作用下熱水流過浸潤的咖啡粉餅以及濾板3，進入二級萃取倉5內部。一級萃取閾值主要由咖啡粉餅的阻力和濾板3上的小直徑通孔由于微孔效應造成的阻力共同決定；在一次萃取過程中，高壓熱水在各種阻力的作用下緩慢流過咖啡粉餅，使得咖啡粉可以與高壓熱水充分接觸，以便咖啡粉被充分萃取。

在一級萃取過程中，二級萃取倉5底部的背壓閥6尚未打開，此時包含萃取成分的高壓熱水進入二級萃取倉5內部，二級萃取倉5內部的壓力不斷增大，當二級萃取倉5內部的壓力大于二級萃取閾值時，背壓閥6進入打開狀態，對咖啡粉進行二級萃取，二級萃取閾值由背壓閥6內部的復位彈簧14的回彈力度決定。

5）對咖啡粉進行二級萃取；在二級萃取隨著包含萃取成分的熱水通過背壓閥6流出二級萃取倉5；由于在二級萃取過程中包含萃取成分的熱水需要具備足夠壓力以便開啟背壓閥6，因此二級萃取過程中咖啡粉粉餅承受更大水壓。在二級萃取過程中咖啡粉餅承受的水壓可達12bar-15bar，在巨大水壓的作用下可以對咖啡粉餅實現深度萃取，咖啡粉餅中的油脂（crema）以及其他在低壓條件下溶解度較低的有效物質可以在巨大的水壓作用下溶解在高壓熱水中進入二級萃取倉5。萃取完成后，包含萃取成分的咖啡溶液從背壓閥6中流出，進入收集容器內部。

在上述一級萃取和二級萃取過程中，高壓熱水的溫度在95℃-98°之間，萃取時間為15s-25s，整個萃取過程中熱水供給組件供應水量為30ml-45ml,從背壓閥中流出的咖啡溶液的體積可達25ml-35ml；在本實施例中，通過調節供水組件的供水流量從而調節咖啡粉餅承受的水壓，在本實施例中，供水組件的供水流量穩定在1.0g/s-2.0g/s。

本實施例的有益技術效果為：通過背壓閥、濾板以及經過擠壓的致密的咖啡粉餅，可以對高壓熱水形成分級的阻力，從而使得咖啡粉餅承受分級的水壓，實對現咖啡粉進行多級加壓深度萃取；在深度萃取過程中可以萃取出常壓作用下難以萃取的有效成分，提升咖啡的味道和口感。