CN106604646B - 用于控制烘焙咖啡豆的过程的方法和用于在烘焙咖啡豆的过程中使用的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于在烘焙咖啡豆的过程中使用的设备，包含：测量装置（10），其用于在烘焙咖啡豆的过程期间执行对来自咖啡豆的颗粒物排放的实际值的测量；并且耦合到该测量装置（10）的控制装置（20），其用于从该测量装置（10）接收测量的结果，其中该控制装置（20）适配成基于测量的结果，发现随时间推移的颗粒物排放的图样，基于该图样确定咖啡豆的实际烘焙程度，并且基于该烘焙程度确定和设置烘焙过程的至少一个特性。

Description

用于控制烘焙咖啡豆的过程的方法和用于在烘焙咖啡豆的过 程中使用的设备

技术领域

本发明涉及一种用于控制烘焙咖啡豆的过程的方法。此外，本发明涉及一种用于在烘焙咖啡豆的过程中使用的设备。

背景技术

在制作咖啡的领域中，在消费者中存在对于新鲜烘焙将在该过程中使用的咖啡豆的日益增加的需要。当前可用的家庭烘焙器通常为消费者预设烘焙过程的特性，而不提供使那些特性适应咖啡豆的初始烘焙程度的可能性。因此，可发生的是，当消费者决定使用部分烘焙豆而不是生豆时，烘焙过程的标准持续时间实际上过长以至于不能获得良好的结果，其中咖啡的味道会比消费者所期待的更苦得多。在消费者可能设置烘焙过程的特性（诸如温度和/或持续时间）的情况下，不能确保消费者作出正确的决定。

通过利用高温的气流处理豆，或通过使豆经受照射或热传导，烘焙咖啡豆。烘焙过程具有许多不同的阶段，诸如脱水、第一裂化、第二裂化和碳化。一般地，烘焙过程牵涉物理和化学的变化，其最终导致具有独特香气和风味的咖啡豆。检查豆颜色和听裂化声音是专业烘焙师监测烘焙过程和确定何时终止该过程的最流行方式。然而，此做法需要烘焙经验。不能期待普通家庭用户具有烘焙过程的必要知识，更不用说必要的烘焙经验。

当前用于确定烘焙程度和/或设置烘焙过程的一个或多个特性的技术关注颜色感测，在该颜色感测中具有指定波长的光、反射器和检测器被使用。然而，就最终烘焙程度的评估的准确性而言，颜色感测是有问题的。由于豆内和豆间的色差和各种烘焙程度的色差可能非常细微的事实，问题出现。除颜色感测之外，声音感测已被提出，其用于检测裂化阶段期间发出的声音并且从而确定烘焙程度。然而，此做法也具有缺点，包括在烘焙过程自身制造大的噪声时的信噪比和在烘焙温度不够高时仅有模糊的裂化声。

从前面得出：存在对智能烘焙设备的需要，该设备适配成帮助消费者选择烘焙过程的合适特性，并且该设备优选地还适配成根据消费者关于咖啡味道的个人期望来操作。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种精确并且可应用于家庭烘焙设备的用于控制烘焙咖啡豆的过程的方法。本发明还有一个目的是提供一种易于使用的用于在烘焙咖啡豆的过程中使用的设备，该设备不需要用户在烘焙领域中是有经验的，并且该设备为用户提供了根据所期望味道实现烘焙过程的可能性，其中该设备可作为可以耦合到家庭烘焙器等的单元而提供，或者作为家庭烘焙器等的组成部分而提供。

根据本发明，提供了一种用于控制烘焙咖啡豆的过程的方法，其中来自咖啡豆的颗粒物排放的实际值的测量在烘焙过程期间执行，以便发现颗粒物排放随时间推移（overtime）的图样，其中咖啡豆的实际烘焙程度基于该图样而确定，并且其中烘焙过程的至少一个特性基于该实际烘焙程度来确定和设置。此外，根据本发明，提供一种用于烘焙咖啡豆的设备，该设备包含：测量装置，其用于在烘焙咖啡豆的过程期间执行对来自咖啡豆的颗粒物排放的实际值的测量；和耦合到该测量装置的控制装置，其用于从该测量装置接收该测量的结果，其中该控制装置适配成，基于该测量的结果发现颗粒物排放随时间推移的图样，以便基于该图样确定咖啡豆的实际烘焙程度，并且以便基于该实际烘焙程度确定和设置该烘焙过程的至少一个特性。

本发明基于下述见解：许多热学和化学反应在烘焙过程期间发生，这些反应包括脱水、脱羧、分馏、异构化、聚合、美拉德（Maillard）反应、斯特勒克（Strecker）降解和焦糖化。这些反应通常牵涉咖啡豆化学组分的改变和形式为颗粒物、挥发性有机化合物和水分的副产物的排放。已经发现污染物排放与咖啡烘焙阶段具有相关性，并且现在提出使用此相关性来指示烘焙程度和确定烘焙过程的一个或多个特性。因此简言之，本发明是关于在烘焙咖啡豆的过程的背景下的颗粒物感测，和使用在该过程期间发现的颗粒物的值以实时确定烘焙程度，这使得能够以合适方式设置烘焙过程的至少一个特性。烘焙过程的至少一个特性可以包括例如随时间推移的温度和/或该过程或该过程的至少一个阶段的持续时间。

在实践中，颗粒物传感器可以安装到或集成在咖啡烘焙器或包括烘焙器的咖啡机，特别是所谓的豆到杯（bean-to-cup）咖啡机。颗粒物传感器优选布置在相对于烘焙器的出口位置。一般地，颗粒物传感器的操作基于使用被发射到测量室中的光束。光被存在于测量室中的颗粒折射，并且散射光的量被检测。例如，已知的颗粒物传感器用于发动机尾气测量的目的或在空气净化器中使用。可能使用颗粒物传感器对某尺寸的颗粒计数。已经发现，在烘焙咖啡豆的背景下，可能实用的是，检测具有0.3μm尺寸的颗粒。

已经发现，烘焙过程的脱水阶段和裂化阶段两者牵涉颗粒物的高的排放。因此，这些阶段与颗粒物排放的图样中的显著峰相关联。另外，已发现，当烘焙生豆时，作为脱水阶段的结果，第一个峰在烘焙过程开始之后的某时间段出现，例如在该开始之后的3分钟处起始并在若干分钟后结束的时间段内出现。当部分烘焙豆经受烘焙过程时，脱水阶段将不发生。因此，检查峰在某时间段内是存在还是不存在可以用于区分生豆和部分烘焙豆，即用于自动地确定咖啡豆的初始烘焙程度而不需要来自用户的输入。在发现峰的情况下，得出使用生豆的结论，生豆比部分烘焙豆需要在更长时间期间被烘焙。

从前面得出，本发明可以应用于将烘焙过程的持续时间与待烘焙咖啡豆的类型自动地适配，而不需要使用复杂布置例如在烘焙过程的开始时视觉地观察咖啡豆。一般地，根据本发明，可能验证颗粒物排放的显著峰是否在烘焙过程开始后的第一预确定时间段中出现，其中烘焙过程的总持续时间被设置，以致与没有发现峰的情况相比，该总持续时间对于发现峰的情况更长。另外，因为已经发现对于烘焙到更小程度的豆而言与脱水相关的峰更高，建议根据峰的高度设置烘焙过程的总持续时间，其中当峰更高时该总持续时间设置成更长。这样，烘焙过程的总持续时间可以精确地适配于咖啡豆的初始烘焙程度。在实际的实施例中，根据本发明的设备可以包含存储器，关于第一预确定时间段的细节和关于颗粒物排放的可能峰与待选择的总持续时间之间关系的细节储存于该存储器中。例如，提到的峰和持续时间之间的关系可以以查找表的形式记录。

裂化阶段在烘焙过程结束时的附近发生。关于烘焙的已知偏好与裂化阶段紧密相连。因此，期望提供一种方法，基于该方法可能的是，正好在裂化阶段的正确时刻终止烘焙过程。例如，烘焙程度和裂化阶段之间的下述关系可能是可应用的：

（1）肉桂/浅烘焙 - 在第一裂化开始时终止烘焙过程

（2）美式/中等烘焙 - 在第一裂化期间终止烘焙过程

（3）城市烘焙 - 在第一裂化结束时终止烘焙过程

（4）深城市烘焙 - 在第二裂化开始时终止烘焙过程

（5）维也纳烘焙 - 在第二裂化期间终止烘焙过程

（6）法式烘焙 - 在第二裂化结束时终止烘焙过程

基于裂化阶段牵涉颗粒物排放的显著增加的事实，如在本发明的上下文中已发现，可能将本发明应用于确定实际裂化阶段，以便本发明使得能够正好在恰当时刻终止任何烘焙过程。特别地，根据本发明，有利的是，验证颗粒物排放的显著峰是否在烘焙过程开始之后的第二预确定时间段中出现，其中下述动作中的一个被采取：

一旦在第二预确定时间段中已发现第一峰或预确定数量的峰，终止烘焙过程；或者

在第二预确定时间段中已发现第一峰的时间之后的预确定时间，终止烘焙过程。

通过验证颗粒物排放的显著峰是否在烘焙过程开始后的第二预确定时间段中出现，还可能的是，一旦在第二预确定时间段内已发现第一峰，设置烘焙过程的最终阶段的特性。例如，一旦裂化开始，可以设置最终阶段的预确定持续时间和/或（随时间推移的）预确定烘焙温度，其中该特性可以根据用户关于最终烘焙程度的偏好选择。在根据本发明的设备中，控制装置可以包含用于从设备的用户接收关于咖啡豆的期望烘焙程度的输入的接口，其中该控制装置适配成使用由用户提供的输入以及从颗粒物排放的实际值的测量得出的输入，以确定烘焙过程的至少一个特性。

已经发现，当谈到颗粒物的值时，烘焙环境的变化是相当大的，并且此变化会为感测来自经受烘焙过程的咖啡豆的随时间推移而排放的颗粒物的过程引入大的背景噪声。根据本发明，在下述中发现此问题的解决方案：在两个位置处检测相同尺寸的颗粒物，该两个位置即用于验证环境颗粒物的一个位置和用于验证相对于经受烘焙的咖啡豆的出口位置处的颗粒物的另一位置，其中在第一位置发现的颗粒物的值从在第二位置发现的颗粒物的值中减去，以便获得来自咖啡豆的颗粒物排放的实际值。在根据本发明的设备中，至少在烘焙过程期间，相对于咖啡豆的出口位置是相对于容纳咖啡豆的空间（该设备与之相关联）的出口位置。

本发明还可以涉及包含咖啡烘焙器的用于烘焙、研磨、冲泡和/或分配的咖啡机。这样的咖啡机提供的优点是，咖啡的味道可以根据消费者的个人期望来适配。咖啡机可以或者用于个人使用、或者用于专业使用（例如在餐馆中）。烘焙器可以是如上面定义的用于执行控制烘焙咖啡豆的过程的方法的设备。

本发明的上述和其它方面将从下面对于如何将本发明付诸实现的许多方式的详细描述显而易见，并且将参考它们予以解释说明。

附图说明

现在将参考附图更详细地解释本发明，在附图中，相同或相似的部分由相同的附图标记表示，并且在附图中：

图1示出确定咖啡豆的初始烘焙程度的流程的图；

图2示出与生咖啡豆相关联的随时间推移的颗粒物排放的第一个可能曲线图；

图3示出与部分烘焙咖啡豆相关联的随时间推移的颗粒物排放的第二个可能曲线图；

图4示出确定烘焙过程的裂化阶段的流程的图；

图5示出第一裂化阶段期间随时间推移的颗粒物排放的可能曲线图；

图6示出关于初始状态为生豆的耶加雪菲(Yirgacheffe)咖啡豆而测量的随时间推移的颗粒物排放的曲线图；

图7示出关于初始状态为部分烘焙豆的耶加雪菲咖啡豆而测量的随时间推移的颗粒物排放的曲线图；

图8示出关于初始状态为生豆的哥伦比亚(Colombia)咖啡豆而测量的随时间推移的颗粒物排放的曲线图；

图9示出关于初始状态为部分烘焙豆的哥伦比亚咖啡豆而测量的随时间推移的颗粒物排放的曲线图；

图10示出根据本发明的设备的组件的图，该设备与通过利用高温气流处理豆来烘焙咖啡豆的烘焙器组合应用；以及

图11示出根据本发明的设备的组件的图，该设备与基于不同于使用热空气流的另一加热原理而烘焙咖啡豆的烘焙器组合应用。

注意，一般地，图2、3、5、6、7、8和9中所示的曲线图中的每一个表示来自经受烘焙过程的咖啡豆的随时间推移的颗粒物排放的图样(pattern)。

具体实施方式

图1涉及确定咖啡豆的初始烘焙程度的流程，该流程可以在包含测量装置和控制装置的设备中自动执行，而不需要来自用户的动作/输入。图2和3示出用于图示该流程的基本原理的曲线图，其中曲线图2涉及初始为生的咖啡豆，其中曲线图3涉及初始为部分烘焙的咖啡豆，并且其中关于两个曲线图真实的是，x轴的值表示以秒计的烘焙时间并且y轴的值表示以μg/m³计的颗粒物。基于分别烘焙生豆和部分烘焙豆的过程（在关于本发明的可行性的研究的上下文中执行），以及通过在那些过程期间执行从豆排放的总颗粒物（totalparticulate matter）的实时测量，发现曲线图。

一般地，咖啡烘焙器1配备有至少一个颗粒物传感器10和控制器20，该控制器20用于从传感器10接收表示颗粒物的实际值的信号，用于分析和解释这样的信号，并且用于在设置烘焙过程的至少一个特性的过程中使用该分析和解释的结果。图1中，咖啡烘焙器1、颗粒物传感器10和控制器20仅概要地表示为框。咖啡烘焙器1可以是适配成使咖啡豆经受烘焙过程的任何类型的设备，并且可以集成在咖啡机（未示出）中。由于本发明是关于咖啡烘焙器1、颗粒物传感器10和控制器20如何在根据用户的期望而获得优秀烘焙结果的过程中使用，而不是关于这些设备如何实际工作，这些设备的技术细节将不在此文本中阐述，除非与该过程相关。

由图2得出，在烘焙过程开始后大约3分钟，烘焙生豆产生高的颗粒物排放值。图2所示的曲线图通过检测总颗粒物而发现。总颗粒物的最高值在开始后约5分钟被观察到，该值处于10,000μg/m³的量级。颗粒物排放的值的峰11的出现表示发生脱水过程，在该脱水过程期间，初始存在于生豆中的水被蒸发并产生颗粒物。另一方面，如借助图3图示的，得出结论：在开始后大约3分钟至大约6分钟的时间段内，当总颗粒物保持恒定时（约为100至200μg/m³），豆初始地部分烘焙。类似于图2所示的曲线图，图3所示的曲线图通过检测总颗粒物而发现。相等的烘焙过程的条件，诸如咖啡豆的量和温度，可应用于两个曲线图。注意，与豆的脱水相关联的温度的典型值约为180℃。

幅度为大约100的总颗粒物的高对比度牵涉区分初始豆状态中的高灵敏度。因此，从曲线图的比较得出，非常可能的是确定在实际烘焙过程中使用的豆的类型，其提供了选择烘焙过程的一个或多个特性（诸如持续时间）的合适值的可能性。例如，一旦在开始后大约5分钟处发现发现总颗粒物的高峰11，可以设置另外15分钟的烘焙时间，这产生了针对生豆的合适的总烘焙时间。当在例如大约3-6分钟的第一预确定时间段内没有检测到峰11时，需要更少的附加烘焙时间（例如10分钟）。因此，通过在第一预确定时间段期间测量颗粒物排放和验证峰11是否出现，可能的是防止生豆烘焙不足和防止部分烘焙豆烘焙过度。

图4涉及确定咖啡豆的实时烘焙程度的流程，该流程可以在包含测量装置和控制装置的设备中自动执行，而不需要来自用户的动作/输入。图5示出用于图示该流程的基本原理的曲线图，其中x轴的值表示以秒计的烘焙时间，并且y轴的值表示以μg/m³计的颗粒物。类似于图2和3中所示的曲线图，通过在烘焙咖啡豆的过程中检测总颗粒物（在关于本发明的可行性的研究的上下文中执行），以及通过在那些过程期间执行从豆排放的总颗粒物的实时测量，发现图5所示的曲线图。下面将说明烘焙过程的裂化阶段中该流程的应用。

一般地，咖啡烘焙器1配备有至少一个颗粒物传感器10和控制器20，该控制器20用于从传感器10接收表示颗粒物的实际值的信号，用于分析和解释这样的信号，并且用于在设置烘焙过程的至少一个特性的过程中使用分析和解释的结果。图4中，咖啡烘焙器1、颗粒物传感器10和控制器20仅概要地表示为框。如前面已提到的，咖啡烘焙器1可以是适配成使咖啡豆经受烘焙过程的任何类型的设备，并且可以集成在咖啡机（未示出）中。

烘焙过程的第一阶段（在生豆被烘焙的情况下包括前面提到的脱水阶段）是导致第一裂化的预热阶段，从该时刻开始发生放热反应。已知第一裂化通常释放一些该整个过程的最浓郁香气。事实上，由于发生反应的速率和敏感度，第一裂化和烘焙过程终止之间的阶段可以表示为整个过程的最关键阶段。

在烘焙过程期间，颗粒物传感器10用于随时间推移监测来自咖啡豆的排放的值。基于此，可能的是，感测到第一裂化的开始、延续过程和终止。图5的曲线图涉及第一裂化发生的时间段，并且清楚地示出尖锐的颗粒物排放峰12在该时间段期间产生。已经发现，当可听到的裂化声音被检测到时，总颗粒物迅速且显著地增加，并且在裂化结束后下降到基线13。因此，通过登记尖锐的颗粒物排放峰12，第一裂化的开始、延续过程和终止可以被确定，并且对于第二裂化这可以以类似方式进行。关于裂化状态的确切信息适合在设置最终烘焙阶段的细节和/或确定何时终止烘焙的过程中使用。注意，还可能的是，使用计时器以确定烘焙程度和引导烘焙操作，其中计时器的设置可以基于经验和/或实验验证而预确定。例如，一旦已确定裂化阶段已开始，可以激活计时器，以便确保烘焙过程在该时刻之后的2分钟的时间段之后被终止，以便实现某烘焙程度（诸如中度烘焙）。因此，在这样的情况下，烘焙过程首先基于关于颗粒物排放的信息而被监测，并且随后借助在烘焙过程中的预确定时刻起始的计时器而被控制。

通过烘焙过程的温度和时间调整，最终烘焙程度可以联系到用户对味道的主观评价，以便发现烘焙过程的特性的最佳设置。例如，偏好苦咖啡味道的用户可以选择延长烘焙过程的持续时间，以便实现更深的烘焙程度。在这种情况下，烘焙过程的终止点可以被设置在第二裂化的起始处。裂化阶段期间的烘焙温度的实际值通常为大约220℃-230℃。为了拥有更高强度的裂化阶段，可以应用更高的烘焙温度。这导致更高频率的排放峰12以及用于监测排放和提供关于烘焙过程的（多个）特性的设置的反馈的更短间隔。关于颗粒物排放的新信息被反复记录，以根据用户的味道偏好确定烘焙过程的最佳设置。

前面描述的本发明的细节通过在本发明的上下文中已经执行的实验来确认。图6-9所示的曲线图涉及那些实验的结果，如将在下面解释的。与其它曲线图的情况一样，这些曲线图的x轴的值表示以秒计的烘焙时间，并且这些曲线图的y轴的值表示以μg/m³计的颗粒物。另外，这些曲线图已通过检测总颗粒物而发现。

在第一实验中，100g的耶加雪菲咖啡豆在家庭烘焙器1中烘焙，并且颗粒物排放在烘焙过程期间借助颗粒物传感器10监测。

烘焙期间的耶加雪菲生豆（L*=53.8，含水量=10.2％）的全颗粒物排放谱示于图6的曲线图中。为了完整性的原因，注意，L*是指示咖啡豆的光度的已知颜色参数，其通常在0-100的范围内（其中较低的值表示较暗的颜色），并且其指示豆的烘焙程度。看上去，在烘焙时间的3分钟之后，颗粒物排放开始增加，并且最大峰11在烘焙5分钟处被观察到具有极高的值（大约10,000μg/m³总颗粒物）。之后，颗粒物排放下降并在更低得多的水平保持恒定，这表明脱水阶段结束。在之后的阶段，颗粒物排放的尖锐峰12与清晰的裂化声音同时出现。不同于脱水阶段中的单个宽峰11，一系列尖锐的颗粒物峰12在第一裂化阶段中检测到。在听到裂化声音的同时每个独立的峰12被检测到，这实在地表示裂化牵涉挥发性有机化合物和可测量颗粒的排放。观察到，在所讨论的裂化完成之后，颗粒物的值立即下降回到基线13。因此，将峰12考虑为烘焙阶段的指示物，可以从峰12的出现直接推导出关于豆的实时烘焙程度的确切信息。

烘焙期间的耶加雪菲部分烘焙豆（L*=46.5，含水量=4.8％）的全颗粒物排放谱示出于图7的曲线图中。烘焙过程可以表示为是非常浅烘焙状态的耶加雪菲咖啡豆的第二阶段烘焙。观察到，在烘焙过程的前几分钟期间不存在峰11，其主要是由于部分烘焙豆的低含水量。烘焙继续到裂化阶段，并且一旦达到该阶段，一系列尖锐的峰12出现。

利用另一类型的咖啡豆（即哥伦比亚咖啡豆）的第二实验被执行，以便研究本发明的普遍性。两批哥伦比亚豆（即一批生豆和另一批部分烘焙豆）在相似条件下烘焙。颗粒物排放被监测并且作为烘焙时间的函数而标绘，这得到图8和9的曲线图。哥伦比亚生豆看上去在烘焙过程的前几分钟期间呈现宽峰11，而这样的峰11不随着哥伦比亚部分烘焙豆出现。关于裂化阶段，发现两种类型的豆产生一系列的颗粒物排放峰12。

在实验的基础上推断，有把握地假设，咖啡豆烘焙过程期间存在颗粒物排放的一般轮廓，其中第一个相对大的峰11只在生豆（或仅非常浅地烘焙的豆）的情况下在过程开始之后的第一时间段期间遇到，并且其中一系列的峰12在该过程开始后的后面的/第二时间段期间遇到。因此，关于各种类型的豆，监测颗粒物适合于检测咖啡豆的初始和实际烘焙程度。

第一时间段的示例是烘焙过程开始之后的3-6分钟的时段。第二时间段是后面的时段，例如其可以在烘焙过程开始后的6分钟处开始。相比于豆初始为部分烘焙的情况，在豆初始为生的情况下，裂化发生在更后面的阶段。因此可能合适的是拥有关于第二时间段的选择，其中该选择取决于峰11是否在第一时间段期间被发现。例如，在第一时间段中不存在峰11的情况下，第二时间段可以是烘焙过程开始之后的6-12分钟的时段，并且在第一时间段中存在峰11的情况下，第二时间段可以是烘焙过程开始之后的13-23分钟的时段。

当颗粒物排放的监测被用于控制咖啡豆的烘焙过程时，可能实际的是，需要颗粒物传感器10对烘焙期间产生的具有某尺寸（例如0.3μm）的小颗粒敏感。然而，看起来，室内空气质量日复一日地改变，因此必须假设烘焙环境的变化是非常大的。例如，环境颗粒物可以在一天是大约3000并在另一天是多于40000。此变化可能为依赖于颗粒物测量的流程引入大的背景噪声，并且甚至可能使该流程无用。

鉴于前面的内容，本发明提出了一种由室内空气质量引起的噪声被减少的方法。所提出的方法基于拥有控制布置，其中具有特定尺寸的颗粒物可以在两个位置，即用于测量环境颗粒物的位置和用于测量从咖啡豆排放的颗粒物的位置被测量。可以使用两个颗粒物传感器，其中，当该烘焙过程借助热气流执行时，第一传感器可以布置在气流进入空间的位置，咖啡豆在烘焙过程期间存在于该空间内，并且第二传感器可以布置在该空间中的靠近该空间的空气出口的位置。由两个传感器执行的测量的结果可以用于发现来自咖啡豆的颗粒物排放的实际值，其中由第一传感器执行的测量的结果从由第二传感器执行的测量的结果中减去。以这种方式，通过依赖于由两个传感器执行的测量和计算差值，烘焙过程期间的颗粒物排放的表示在不受环境颗粒物的影响的情况下被发现。两个类似的颗粒物传感器可以同时操作，这不改变也可能在烘焙过程之前的时刻只测量一次环境颗粒物的事实。

两个颗粒物传感器10a、10b的应用图示于图10和11中，其中各种组件被概括地描绘为框，以及其中用于容纳咖啡豆的空间借助附图标记30表示，并且相关联的加热单元借助附图标记35表示。图10涉及烘焙过程通过向豆供应热气流而发生的情况。在此情况下，第一颗粒物传感器10a用于监测来自环境的具有特定尺寸（例如0.3μm）的颗粒计数。第二颗粒物传感器10b用于监测与第一颗粒物传感器10a相同尺寸的颗粒计数。由两个连续箭头表示的输入气流由加热单元35加热。第一颗粒物传感器10a可以放置于加热单元35上游的位置或放置于输入气流的分支中。在所示示例中，由虚线箭头表示的输出气流由第二颗粒物传感器10b监测，这不改变第二颗粒物传感器10b也可以布置在空间30内的事实。在任何情况下，由传感器10a、10b执行的测量的结果由控制器20的颗粒物监测模块21处理，该颗粒物监测模块适配成从由第二传感器10b检测的值减去由第一传感器10a检测的值。基于以此方式发现的颗粒物的实际值，烘焙过程的设置以如前面描述的方式确定，并且由控制器20的烘焙控制模块22实际设置。

在另一实施例中，如图11概括地示出，本发明应用于基于与供应热气流的原理不同的另一加热原理操作的烘焙器。尽管没有气流，由于咖啡豆所存在的空间30通常不是密封容器的事实，环境颗粒在颗粒物感测中作用相当于背景噪声。优选地，在此情况下，第二颗粒物传感器10b布置在空间30内，以便处于用于检测从咖啡豆排放的颗粒物的位置。

本领域技术人员将清楚，本发明的范围不限于前面讨论的示例，而它们的若干改动和修改在不脱离如在所附权利要求中限定的本发明范围的情况下是可能的。尽管本发明已经在附图和说明书中详细地予以图示和描述，这样的图示和描述将被认为仅是说明性或示例性而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。

通过研究附图、说明书和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，可以理解和达成所公开的实施例的变型。权利要求中，词语“包含”不排除其它步骤或元件，并且不定冠词“一（a或an）”不排除复数。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应解释为限制本发明的范围。

Claims (15)

1.一种用于控制烘焙咖啡豆的过程的方法，其中来自咖啡豆的颗粒物排放的实际值的测量在烘焙过程期间执行，以便发现随时间推移的颗粒物排放的实际值的图样，其中咖啡豆的实际烘焙程度基于所述图样而确定，并且其中所述烘焙过程的至少一个特性基于烘焙程度确定和设置，并且所述烘焙过程的至少一个特性包括随时间推移的温度，或所述烘焙过程或所述烘焙过程的至少一个阶段的持续时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中验证所述颗粒物排放的第一显著峰是否在所述烘焙过程开始之后的第一预确定时间段中出现，并且其中与所述第一显著峰没有被发现的情况相比，对于所述第一显著峰被发现的情况，所述烘焙过程的总持续时间被设置成更长。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述烘焙过程的总持续时间根据所述第一显著峰的高度而设置，并且其中当所述第一显著峰更高时，所述总持续时间被设置为更长。

4.根据权利要求1所述的方法，其中验证所述颗粒物排放的第二显著峰是否在所述烘焙过程开始之后的第二预确定时间段中出现，并且其中下述动作之中的一个被采取：

一旦在所述第二预确定时间段中已发现第二显著峰或预确定数量的第二显著峰，终止所述烘焙过程；或者

在所述第二预确定时间段中已发现第二显著峰的时间之后的预确定时间，终止所述烘焙过程。

5.根据权利要求1所述的方法，其中验证所述颗粒物排放的第二显著峰是否在所述烘焙过程开始之后的第二预确定时间段中出现，并且其中，一旦在所述第二预确定时间段中已发现第二显著峰，设置所述烘焙过程的最终阶段的特性。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中相同尺寸的颗粒物在两个位置处检测，所述两个位置即用于验证环境颗粒物的一个位置和用于验证相对于经受烘焙的咖啡豆的出口位置处的颗粒物的另一位置，并且其中在第一位置发现的颗粒物的值从在第二位置发现的颗粒物的值中减去，以便获得来自咖啡豆的颗粒物排放的实际值。

7.一种用于在烘焙咖啡豆的过程中使用的设备，包含：测量装置，其用于在烘焙咖啡豆的过程期间执行来自咖啡豆的颗粒物排放的实际值的测量；和耦合到所述测量装置的控制装置（20），其用于从所述测量装置接收测量的结果，其中所述控制装置（20）适配成基于所述测量的结果发现随时间推移的颗粒物排放的实际值的图样，以便基于所述图样确定咖啡豆的实际烘焙程度，并且以便基于所述烘焙程度来确定和设置所述烘焙过程的至少一个特性，并且所述烘焙过程的至少一个特性包括随时间推移的温度，或所述烘焙过程或所述烘焙过程的至少一个阶段的持续时间。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述测量装置包含至少一个颗粒物传感器。

9.根据权利要求7或8所述的设备，其中所述控制装置（20）适配成验证颗粒物排放的第一显著峰是否在所述烘焙过程开始之后的第一预确定时间段中出现，并且适配成与所述第一显著峰没有被发现的情况相比，对于所述第一显著峰被发现的情况，将所述烘焙过程的总持续时间设置成更长。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述控制装置（20）适配成根据所述第一显著峰的高度设置烘焙过程的总持续时间，并且适配成当所述第一显著峰更高时，将所述总持续时间设置成更长。

11.根据权利要求7或8所述的设备，其中所述控制装置（20）适配成验证颗粒物排放的第二显著峰是否在所述烘焙过程开始之后的第二预确定时间段中出现，并且适配成执行下述动作中的一个：

一旦在所述第二预确定时间段中已发现第二显著峰或预确定数量的第二显著峰，终止所述烘焙过程；或者

在所述第二预确定时间段中已发现第二显著峰的时间之后的预确定时间，终止所述烘焙过程。

12.根据权利要求7或8所述的设备，其中所述控制装置（20）适配成，一旦在第二预确定时间段中已发现第二显著峰，设置所述烘焙过程的最终阶段的特性。

13.根据权利要求7-8中任意一项所述的设备，其中所述控制装置（20）包含用于从所述设备的用户接收关于咖啡豆的期望烘焙程度的输入的接口，并且其中所述控制装置（20）适配成使用由用户提供的输入来确定所述烘焙过程的至少一个特性。

14.根据权利要求7-8中任意一项所述的设备，其与用于容纳咖啡豆的空间（30）相关联，其中所述测量装置布置在相对于所述空间的出口位置。

15.根据权利要求7-8中任意一项所述的设备，其与用于容纳所述咖啡豆的空间（30）相关联，其中所述测量装置适配成检测两个位置处的相同尺寸的颗粒物，所述两个位置即用于验证环境颗粒物的一个位置和用于验证相对于所述空间（30）的出口位置处的颗粒物的另一位置，并且其中所述控制装置（20）适配成将环境颗粒物的值从出口颗粒物的值减去，以便获得所述烘焙过程期间来自咖啡豆的颗粒物排放的实际值。

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