CN106955025A - 自适应咖啡豆萃取方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了自适应咖啡豆萃取方法及系统，能够设定预设的冲泡时间，记录并调整每次一萃取时的研磨度、挤饼力和水压，获取萃取液后自主检测萃取液中咖啡浓度、颗粒物含量，当萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的研磨度、挤饼力和水压作为对应种类的咖啡豆的最佳萃取参数。也就是说，本发明提供的自适应咖啡豆萃取方法及系统具有自适应能力，其能够根据咖啡豆的种类、冲泡时间自主获取对应的咖啡豆的种类、冲泡时间的最佳相关参数，使萃取液中充分溶解了咖啡但又没有颗粒物。如此，提升了咖啡饮品的营养价值和用户体验。

Description

自适应咖啡豆萃取方法及系统

技术领域

本发明涉及咖啡处理技术领域，具体而言，涉及自适应咖啡豆萃取方法及系统。

背景技术

咖啡是原产于东非阿比西尼亚的常绿灌木，植物分类上属于木犀目茜草科咖啡树属，其生长主要集中在美洲、非洲、亚洲的热带或亚热带大陆或岛屿，其沿着赤道为中心形成一咖啡生长带，也称为咖啡带。咖啡以其独特风味、设计精美的咖啡器具与时尚和艺术融合在一起，很快风靡世界，成为全球仅次于石油的第二大贸易商品。迄今为止巴西早已是世界上最大的咖啡生产国，其产量约占全球咖啡产量30％；而哥伦比亚则是第二大咖啡生产国，其产量约占全球咖啡产量的12％。

但咖啡饮品制作比较麻烦，需要先将咖啡豆磨成粉料，然后将粉料与牛奶、水等混合制成饮品。很多时候，人们饮用速溶咖啡，或者使用自动化的机器制造咖啡饮品。速溶咖啡易变质，粉料难以溶解。使用自动化的机器制造咖啡时，磨料时咖啡粉料的粗细，水的压力，温度，冲泡时间等参数难以控制，难以获得充分溶解了咖啡但又没有颗粒物的咖啡饮品，降低了用户体验。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了自适应咖啡豆萃取方法及系统。具体地，其技术方案如下：

一种自适应咖啡豆萃取方法，包括以下步骤：

S1：将咖啡豆在磨料装置中磨成粉料，记录所述磨料装置的研磨度、所述咖啡豆的种类；

S2：将所述粉料传输到萃取装置中，在所述萃取装置中利用挤压机构将所述粉料挤压成咖啡饼，在预设时间内，利用热水从所述萃取装置的一端冲泡所述咖啡饼，并在所述萃取装置的另一端获得萃取液，记录挤饼力、水压；

S3：利用管路将所述萃取液输出；

S4：检测所述萃取液中咖啡浓度、颗粒物含量；

S5：调整所述研磨度、所述挤饼力和所述水压，并重复步骤S1-步骤S4，使所述萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的所述研磨度、所述挤饼力和所述水压作为对应种类的所述咖啡豆的最佳萃取参数。

作为对技术方案的改进，所述预设时间位于20s-30s之间。

作为对技术方案的改进，所述预设时间为25s。

作为对技术方案的改进，在步骤S2中，还记录水温，在步骤S5中，还调整所述水温，并重复步骤S1-步骤S4，使所述萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的所述水温作为对应种类的所述咖啡豆的最佳萃取参数之一。

作为对技术方案的改进，所述水温位于85摄氏度-95摄氏度之间。

一种自适应咖啡豆萃取系统，包括：

磨料装置，用于将咖啡豆磨成粉料；

萃取装置，用于在所述萃取装置中利用挤压机构将所述粉料挤压成咖啡饼，在预设时间内，利用热水从所述萃取装置的一端冲泡所述咖啡饼，并在所述萃取装置的另一端获得萃取液；

管路，用于往所述萃取装置的一端输入热水以及从所述萃取装置的另一端输出萃取液；

检测装置，用于检测所述萃取液中咖啡浓度、颗粒物含量；

控制装置，用于设定所述预设时间，记录并调整所述磨料装置的研磨度、所述咖啡豆的种类、挤饼力、水压，使所述萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的所述研磨度、所述挤饼力和所述水压作为对应种类的所述咖啡豆的最佳萃取参数。

作为对技术方案的改进，所述预设时间位于20s-30s之间。

作为对技术方案的改进，所述预设时间为25s。

作为对技术方案的改进，所述控制装置还用于记录、调整水温，使所述萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的所述水温作为对应种类的所述咖啡豆的最佳萃取参数之一。

作为对技术方案的改进，所述水温位于85摄氏度-95摄氏度之间。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供的自适应咖啡豆萃取方法及系统，能够设定预设的冲泡时间，记录并调整每次一萃取时的研磨度、挤饼力和水压，获取萃取液后自主检测萃取液中咖啡浓度、颗粒物含量，当萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的研磨度、挤饼力和水压作为对应种类的咖啡豆的最佳萃取参数。

也就是说，本发明提供的自适应咖啡豆萃取方法及系统具有自适应能力，其能够根据咖啡豆的种类、冲泡时间自主获取对应的咖啡豆的种类、冲泡时间的最佳相关参数，使萃取液中充分溶解了咖啡但又没有颗粒物。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例1中自适应咖啡豆萃取方法的流程示意图；

图2是本发明实施例2中自适应咖啡豆萃取系统的结构示意图。

主要元件符号说明：

1000-自适应咖啡豆萃取系统； 0100-磨料装置； 0200-萃取装置；

0300-管路； 0400-检测装置； 0500-控制装置。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供了一种自适应咖啡豆萃取方法，包括以下步骤：

S1：将咖啡豆在磨料装置中磨成粉料，记录磨料装置的研磨度、咖啡豆的种类。具体地，本实施例中的磨料装置，也可称为研磨装置，其主要作用是将咖啡豆磨成粉料，包括动力单元、磨料单元和控制单元等组成部分。

作为一种示例性的磨料装置，其包括盛豆器、输送组件和研磨组件，研磨组件包括研磨马达、动磨轮和静磨轮，动磨轮与研磨马达驱动连接，静磨轮设置于盛豆器出口处的侧方并与动磨轮啮合连接，输送组件包括输送马达和用于输送咖啡豆至静磨轮内的输送杆，输送杆设置于盛豆器的出口处并与输送马达驱动连接。

需要特别说明的是，上述示例性的磨料装置仅是本实施例中对磨料装置的一种示例性说明，除了这种类型的磨料装置外，本实施例中的磨料装置还可以为其它类型，此处不再一一列举。

在本实施例中，磨料装置还具有研磨度控制单元，用于控制粉料的粗细程度。在本实施例中，研磨度是指咖啡豆的研磨程度，研磨度越高，咖啡粉料越细，研磨度越低，咖啡粉料越粗。以示例性说明的这种磨料装置而言，其研磨度控制单元主要包括用于调节动磨轮和静磨轮之间的距离的机构，通过设定不同的研磨度，动磨轮和静磨轮之间相应的具有不同的距离。

S2：将粉料传输到萃取装置中，在萃取装置中利用挤压机构将粉料挤压成咖啡饼，在预设时间内，利用热水从萃取装置的一端冲泡咖啡饼，并在萃取装置的另一端获得萃取液，记录挤饼力、水压。

在本实施例中，萃取装置的主要作用是将粉料萃取后获得萃取液，关于萃取的装置的具体结构，其主要包括萃取腔、挤压机构和管路。作为一种优选的萃取装置，本实施例中的萃取装置采用本申请人的在先申请ZL2017204920384公开的萃取装置，其挤压机构为安装在上挤压螺杆上的上活塞和安装在下挤压螺杆上的下活塞。

在本实施例中，预设时间是指预先设定的在萃取装置中冲泡咖啡饼的时间。作为一种优选的预设时间，本实施例中预设时间位于20s-30s之间。通过使预设时间位于20s-30s之间，使咖啡饼能在较短的时间内充分萃取，既避免了材料浪费，也缩小客户的等待时间，提升了用户体验。

进一步优选，预设时间为25s。

在本实施例中，挤饼力是指挤压机构在挤饼时施加在粉料上的力，水压是热水进入萃取装置时的水压。

S3：利用管路将萃取液输出。

S4：检测萃取液中咖啡浓度、颗粒物含量。

S5：调整研磨度、挤饼力和水压，并重复步骤S1-步骤S4，使萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的研磨度、挤饼力和水压作为对应种类的咖啡豆的最佳萃取参数。

也就是说，本实施例提供的自适应咖啡豆萃取方法具有自适应能力，其能够根据咖啡豆的种类、冲泡时间自主获取对应的咖啡豆的种类、冲泡时间的最佳相关参数，使萃取液中充分溶解了咖啡但又没有颗粒物。如此，提升了咖啡饮品的营养价值和用户体验。

优选地，在步骤S2中，还记录水温，在步骤S5中，还调整水温，并重复步骤S1-步骤S4，使萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的水温作为对应种类的咖啡豆的最佳萃取参数之一。

优选地，水温位于85摄氏度-95摄氏度之间。在本实施例中，由于水温位于85摄氏度-95摄氏度之间，使咖啡易于溶解在水中，而且高温能够起到消毒杀菌的作用，有益人体健康。另一方面，由于水温位于85摄氏度-95摄氏度之间，水具有足够的高温却没有沸腾，避免在管路中产生大量蒸汽，避免影响咖啡饮品的品质及管路的密封性。

实施例2

请参阅图2，提供了一种自适应咖啡豆萃取系统1000，包括：

磨料装置0100，用于将咖啡豆磨成粉料。具体地，本实施例中的磨料装置0100，也可称为研磨装置，其主要作用是将咖啡豆磨成粉料，包括动力单元、磨料单元和控制单元等组成部分。

作为一种示例性的磨料装置0100，其包括盛豆器、输送组件和研磨组件，研磨组件包括研磨马达、动磨轮和静磨轮，动磨轮与研磨马达驱动连接，静磨轮设置于盛豆器出口处的侧方并与动磨轮啮合连接，输送组件包括输送马达和用于输送咖啡豆至静磨轮内的输送杆，输送杆设置于盛豆器的出口处并与输送马达驱动连接。

需要特别说明的是，上述示例性的磨料装置0100仅是本实施例中对磨料装置0100的一种示例性说明，除了这种类型的磨料装置0100外，本实施例中的磨料装置0100还可以为其它类型，此处不再一一列举。

在本实施例中，磨料装置0100还具有研磨度控制单元，用于控制粉料的粗细程度。在本实施例中，研磨度是指咖啡豆的研磨程度，研磨度越高，咖啡粉料越细，研磨度越低，咖啡粉料越粗。以示例性说明的这种磨料装置0100而言，其研磨度控制单元主要包括用于调节动磨轮和静磨轮之间的距离的机构，通过设定不同的研磨度，动磨轮和静磨轮之间相应的具有不同的距离。

在本实施例中，自适应咖啡豆萃取系统1000还包括萃取装置0200，用于在萃取装置0200中利用挤压机构将粉料挤压成咖啡饼，在预设时间内，利用热水从萃取装置0200的一端冲泡咖啡饼，并在萃取装置0200的另一端获得萃取液。

在本实施例中，萃取装置0200的主要作用是将粉料萃取后获得萃取液，关于萃取的装置的具体结构，其主要包括萃取腔、挤压机构和管路0300。作为一种优选的萃取装置0200，本实施例中的萃取装置0200采用本申请人的在先申请ZL2017204920384公开的萃取装置0200，其挤压机构为安装在上挤压螺杆上的上活塞和安装在下挤压螺杆上的下活塞。

在本实施例中，预设时间是指预先设定的在萃取装置0200中冲泡咖啡饼的时间。作为一种优选的预设时间，本实施例中预设时间位于20s-30s之间。通过使预设时间位于20s-30s之间，使咖啡饼能在较短的时间内充分萃取，既避免了材料浪费，也缩小客户的等待时间，提升了用户体验。

进一步优选，预设时间为25s。

在本实施例中，挤饼力是指挤压机构在挤饼时施加在粉料上的力，水压是热水进入萃取装置0200时的水压。

在本实施例中，自适应咖啡豆萃取系统1000还包括管路0300，用于往萃取装置0200的一端输入热水以及从萃取装置0200的另一端输出萃取液。作为一种优选的管路0300，本实施例中的管路0300中的管道为金属材质。

在本实施例中，自适应咖啡豆萃取系统1000还包括检测装置0400，用于检测萃取液中咖啡浓度、颗粒物含量。具体地，当检测咖啡浓度时，可以通过检测溶液的密度测算出咖啡浓度，也可以通过其它检测方式进行检测。当检测颗粒物含量时可以通过视觉检测、滤网等方式进行检测。

在本实施例中，自适应咖啡豆萃取系统1000还包括控制装置0500，用于设定预设时间，记录并调整磨料装置0100的研磨度、咖啡豆的种类、挤饼力、水压，使萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的研磨度、挤饼力和水压作为对应种类的咖啡豆的最佳萃取参数。

具体地，控制装置0500包括单片机、PLC、主机、远程控制终端等上位的控制器以及受其控制的继电器、阀门、开关、线路等结构。

优选地，预设时间位于20s-30s之间。

进一步优选，预设时间为25s。

本实施例提供的自适应咖啡豆萃取系统具有自适应能力，其能够根据咖啡豆的种类、冲泡时间自主获取对应的咖啡豆的种类、冲泡时间的最佳相关参数，使萃取液中充分溶解了咖啡但又没有颗粒物。如此，提升了咖啡饮品的营养价值和用户体验。

优选地，控制装置0500还用于记录、调整水温，使萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的水温作为对应种类的咖啡豆的最佳萃取参数之一。

优选地，水温位于85摄氏度-95摄氏度之间。在本实施例中，由于水温位于85摄氏度-95摄氏度之间，使咖啡易于溶解在水中，而且高温能够起到消毒杀菌的作用，有益人体健康。另一方面，由于水温位于85摄氏度-95摄氏度之间，水具有足够的高温却没有沸腾，避免在管路0300中产生大量蒸汽，避免影响咖啡饮品的品质及管路0300的密封性。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自适应咖啡豆萃取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将咖啡豆在磨料装置中磨成粉料，记录所述磨料装置的研磨度、所述咖啡豆的种类；

S2：将所述粉料传输到萃取装置中，在所述萃取装置中利用挤压机构将所述粉料挤压成咖啡饼，在预设时间内，利用热水从所述萃取装置的一端冲泡所述咖啡饼，并在所述萃取装置的另一端获得萃取液，记录挤饼力、水压；

S3：利用管路将所述萃取液输出；

S4：检测所述萃取液中咖啡浓度、颗粒物含量；

S5：调整所述研磨度、所述挤饼力和所述水压，并重复步骤S1-步骤S4，使所述萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的所述研磨度、所述挤饼力和所述水压作为对应种类的所述咖啡豆的最佳萃取参数。

2.根据权利要求1所述的自适应咖啡豆萃取方法，其特征在于，所述预设时间位于20s-30s之间。

3.根据权利要求2所述的自适应咖啡豆萃取方法，其特征在于，所述预设时间为25s。

4.根据权利要求1所述的自适应咖啡豆萃取方法，其特征在于，在步骤S2中，还记录水温，在步骤S5中，还调整所述水温，并重复步骤S1-步骤S4，使所述萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的所述水温作为对应种类的所述咖啡豆的最佳萃取参数之一。

5.根据权利要求4所述的自适应咖啡豆萃取方法，其特征在于，所述水温位于85摄氏度-95摄氏度之间。

6.一种自适应咖啡豆萃取系统，其特征在于，包括：

磨料装置，用于将咖啡豆磨成粉料；

萃取装置，用于在所述萃取装置中利用挤压机构将所述粉料挤压成咖啡饼，在预设时间内，利用热水从所述萃取装置的一端冲泡所述咖啡饼，并在所述萃取装置的另一端获得萃取液；

管路，用于往所述萃取装置的一端输入热水以及从所述萃取装置的另一端输出萃取液；

检测装置，用于检测所述萃取液中咖啡浓度、颗粒物含量；

控制装置，用于设定所述预设时间，记录并调整所述磨料装置的研磨度、所述咖啡豆的种类、挤饼力、水压，使所述萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的所述研磨度、所述挤饼力和所述水压作为对应种类的所述咖啡豆的最佳萃取参数。

7.根据权利要求6所述的自适应咖啡豆萃取系统，其特征在于，所述预设时间位于20s-30s之间。

8.根据权利要求6所述的自适应咖啡豆萃取系统，其特征在于，所述预设时间为25s。

9.根据权利要求6所述的自适应咖啡豆萃取系统，其特征在于，所述控制装置还用于记录、调整水温，使所述萃取液中的咖啡浓度最大时，颗粒物含量最小，将此时的所述水温作为对应种类的所述咖啡豆的最佳萃取参数之一。

10.根据权利要求9所述的自适应咖啡豆萃取系统，其特征在于，所述水温位于85摄氏度-95摄氏度之间。