CN106998947B - 咖啡烘焙设备、咖啡冲泡设备和咖啡烘焙方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种咖啡烘焙设备（100），其包括：用于容纳咖啡豆（10）的隔室（110）；用于烘焙所述隔室中的咖啡豆的烘焙元件（140）；用于控制烘焙元件的控制器（130）；以及用于监视在烘焙期间由所述咖啡豆释放的VOC（挥发性有机化合物）的总量并向控制器提供所述监视的量的指示的传感器（120）。控制器适于接收隔室中咖啡豆的总重量的指示并且作为监视的总量的指示和总重量的指示的函数控制烘焙元件，所述函数定义了在烘焙期间所述咖啡豆的总VOC释放特性。还公开了一种咖啡冲泡设备和咖啡烘焙方法。

Description

咖啡烘焙设备、咖啡冲泡设备和咖啡烘焙方法

技术领域

本发明涉及咖啡烘焙设备，该咖啡烘焙设备包括用于容纳咖啡豆的隔室；用于烘焙所述隔室中的咖啡豆的烘焙元件；以及用于控制烘焙元件的控制器。

本发明进一步涉及包括这样的咖啡烘焙设备的咖啡冲泡设备。

本发明又进一步涉及烘焙咖啡豆的方法，该方法包括加热咖啡豆以烘焙咖啡豆。

背景技术

在现代社会中，咖啡已经变成最流行的饮料之一，对消费者而言，或者在诸如咖啡店之类的零售店，或者在家用超级市场中，许多不同类型和味道的咖啡通常是消费者可获得的。咖啡作为饮料的流行演变已经引起在如何消费咖啡方面的变化，例如在家庭场景中。

然而，在过去，主要例如使用诸如浓缩咖啡机或过滤机之类的家庭咖啡机从速溶咖啡颗粒或从封装的研磨咖啡粉末冲泡咖啡，现今更强调冲泡的咖啡的新鲜感，这触发了咖啡烘焙设备的流行程度上升。在这样的设备中，新鲜的（即绿色）咖啡豆可以通过热过程烘焙，例如使用热气或通过与热表面的物理接触。在高于170°C的温度下烘焙期间，水被重新分配并且诸如美拉德（Maillard）反应之类的复杂化学反应和热解被诱导。新鲜的咖啡粉末然后可以通过研磨新鲜烘焙的咖啡豆形成，从而促进新鲜咖啡的冲泡。与从封装的研磨咖啡粉末冲泡的咖啡相比，这样的咖啡典型地被认为具有出众的口味。

然而，这样的咖啡烘焙过程的控制远非微不足道。不同用户可能要求咖啡豆的不同烘焙程度，例如浅烘焙或深烘焙，以迎合他们的个人口味。而且，不同品种的咖啡豆将要求不同的烘焙时间，以便实现一定的烘焙程度。事实上，即使相同品种的咖啡豆的不同收获物可能在所要求的烘焙时间方面展示出可变性，以实现希望的烘焙程度。因此，在提供咖啡烘焙设备方面的主要挑战之一是确保烘焙的产品满足顾客的预期；例如具有希望的烘焙程度。

诸如Nesco®型CR-1000系列咖啡烘焙器之类的现有咖啡烘焙设备允许用户指定咖啡豆的烘焙时间，以便实现希望的烘焙结果。其他烘焙设备通过允许用户指定烘焙温度来提供对烘焙过程的控制。然而，如上文所指示，已经发现，希望的烘焙程度不能（仅）通过控制烘焙时间和/或温度来一致地实现。

发明内容

本发明设法提供一种可以以更一致的方式产生烘焙的咖啡豆的咖啡烘焙设备。

本发明进一步设法提供一种包括这样的咖啡烘焙设备的咖啡冲泡设备。

本发明又进一步设法提供一种以更一致的方式烘焙咖啡豆的方法。

根据一个方面，提供一种咖啡烘焙设备，包括用于容纳咖啡豆的隔室；用于烘焙所述隔室中的咖啡豆的烘焙元件；用于控制烘焙元件的控制器；以及用于监视烘焙期间由所述咖啡豆释放的VOC（挥发性有机化合物）的总量并向控制器提供所述监视的量的指示的传感器；其中控制器适于接收隔室中咖啡豆的总重量的指示并且作为监视的VOC总量的指示和隔室中咖啡豆的总重量的指示的函数控制烘焙元件，所述函数定义了烘焙期间所述咖啡豆的总VOC释放特性。

本发明基于下述见识：咖啡豆每单位重量释放的VOC的总量在烘焙期间以一致的方式变化，并且因此可以提供烘焙过程的进展的精确指示，使得对该总量（即咖啡豆释放的各种VOC的量的总和）的监视可以用来精确地确定咖啡烘焙设备中的咖啡豆的烘培程度，使得咖啡烘焙设备可以使用该参数进行控制以产生一致的烘焙结果。

咖啡烘焙设备可以进一步包括用于指定希望的烘焙程度的用户接口，其中控制器响应于用户接口并且适于在接收的监视的量对应于针对指定烘焙程度的总VOC释放特性的情况下禁用烘焙元件。这允许用户指定咖啡豆的希望的烘焙程度，该希望程度典型地与咖啡豆的每单位重量释放的VOC的总量相关，从而给予咖啡烘焙设备更大的灵活性，因为该设备可以以一致的方式提供不同的烘焙程度。

咖啡烘焙设备可以以适当方式获得咖啡豆的总重量的指示。在一个实施例中，用户接口进一步被布置成向控制器提供所述总重量的用户指定指示。

可替换地，隔室中咖啡豆的所述总重量的指示由传感器提供，并且其中控制器适于从在烘焙期间隔室中总VOC浓度的变化率超过预定义的阈值的时间点导出总重量。发明人已经认识到，咖啡豆的VOC释放特性可以用来识别烘焙过程中的某些点，比如咖啡豆的初裂的点。而且，在烘焙过程期间烘焙过程中发生这样的可识别事件的时间点，如VOC释放特性所指示，典型地依赖于咖啡烘焙设备的隔室中咖啡豆的总重量。因此，通过监视VOC的总量被咖啡豆释放的速率的变化的时间点，可以精确估计咖啡豆的总重量。

可替换地，咖啡烘焙设备可以进一步包括用于向控制器提供隔室中咖啡豆的总重量的指示的重量传感器。这提供了对咖啡烘焙设备中咖啡豆的总重量的精确确定，这实现了特别一致的烘焙结果。

在一个实施例中，隔室进一步包括出气管道，并且其中传感器位于与所述管道的流体连接中。这具有下述优点：传感器可以在气体集中于其中的相对小的体积上操作，即不需要在隔室的全体积上操作，从而增强了灵敏度。为了进一步增强传感器针对咖啡豆所释放的VOC的暴露，咖啡烘焙设备可以进一步包括被布置成迫使气体从出气管道到传感器的泵吸器。

在一个实施例中，控制器适于计算在烘焙期间咖啡豆释放的VOC的累积量并且依照累积量控制烘焙元件，例如通过计算随时间变化的VOC释放曲线下的面积。发明人已经发现，这提供了烘焙过程的进展的特别精确的指示，因为不同批次的咖啡豆可能在不同时间点在VOC释放特性方面显示出某种变化，但是在烘焙过程期间释放的VOC的全部量典型地相对恒定。

在另外一个实施例中，咖啡烘焙设备进一步包括用于向控制器提供在烘焙期间的定时信息的定时器，其中控制器适于确定烘焙期间的某个时间点测量的VOC总量与预期总VOC释放特性的偏差；并且响应于所确定的偏差控制烘焙元件。这进一步提高了烘焙过程的一致性，因为特定烘焙结果可以在烘焙过程被控制以确保在烘焙过程期间咖啡豆的VOC释放特性展示出的希望模式的情况下获得，因为这样的模式例如典型地指示咖啡豆被烘焙的速率。因此，通过监视期望模式的偏差并调整烘焙过程以抵消观察到的偏差，烘焙过程的精确度得以提高。

咖啡烘焙设备的隔室可以包括入口；并且烘焙元件包括耦合的入口的热空气源，其中咖啡烘焙设备进一步包括安装在所述隔室中的搅拌元件以用于在烘焙期间搅拌咖啡豆，其中控制器进一步适于控制搅拌元件。这可以进一步改进烘焙过程的一致性，因为控制器可以控制搅拌元件以控制到咖啡豆的热传递。

烘焙过程的一致性的进一步改进可以在咖啡烘焙设备进一步包括冷却元件的情况下实现，其中控制器进一步适于控制冷却元件以便控制烘焙过程期间咖啡豆的温度。

根据另一个方面，提供一种包括上述实施例中任何一个的咖啡烘焙设备的咖啡冲泡设备。这样的咖啡冲泡设备受益于咖啡烘焙设备的改进的一致性，从而提供一种可以以在口味方面改进的一致性冲泡咖啡的咖啡冲泡设备。

根据又一个方面，提供一种烘焙咖啡烘焙设备的隔室中的咖啡豆的方法，该方法包括：在烘焙期间提供作为咖啡豆的总重量的函数的用于咖啡豆的总VOC释放特性；接收所述隔室中的咖啡豆的总重量的指示；接收在烘焙期间咖啡豆释放的VOC的总量的指示；将释放的VOC总量的指示与提供的总VOC释放特性进行比较；以及依照所述比较控制咖啡豆的烘焙。如上面更详细地解释的，在知道烘焙过程中使用的豆的总重量的情况下通过监视咖啡豆的总VOC释放特性，可以精确控制咖啡豆的烘焙程度。

该方法可以进一步包括计算在烘焙期间由所述咖啡豆释放的VOC的累积量；并且其中所述比较步骤包括将该累积量与提供的总VOC释放特性进行比较，以便一旦咖啡豆在烘焙期间释放了预定累积量的VOC，则终止烘焙过程。这提供了一种控制咖啡豆的烘焙程度的特别精确的方法。

该方法可以进一步包括依照在烘焙期间咖啡豆释放的监视的VOC总量与提供的总VOC释放特性的偏差控制咖啡豆的烘焙。如上文所解释，由于咖啡豆的期望烘焙过程的时间相关的VOC释放特性倾向于遵循一致的模式，所以与该模式的偏差可以被用来改变烘焙过程，使得它紧密遵循期望的烘焙过程，从而进一步改进咖啡豆的烘焙程度的一致性。

附图说明

参照附图更详细地且通过非限性示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1示意性描绘了根据一个实施例的咖啡烘焙设备；

图2示意性描绘了在烘焙期间咖啡豆的VOC释放特性；

图3示意性描绘了根据另一个实施例的咖啡烘焙设备；

图4示意性描绘了根据又一个实施例的咖啡烘焙设备；

图5示意性描绘了示例烘焙过程的期望的和实际的总VOC释放特性；以及

图6描绘了根据一个实施例的方法的流程图。

具体实施方式

应当理解，这些图仅仅是示意性的并且并未按照比例绘制。还应当理解，遍及这些图，相同的参考数字用来指示相同或相似的部分。

在本发明的上下文中，VOC是有机化合物，其在室温（298K或25℃）下具有限定的最小蒸汽压力，例如有机化合物具有小于或等于250℃的沸点，例如在50-250℃的范围中的沸点。VOC的总浓度可以是可由VOC传感器检测的由咖啡豆10释放的所有VOC的总浓度。

图1示意性描绘了根据一个实施例的咖啡烘焙设备100。咖啡烘焙设备100典型地包括用于在其中储存咖啡豆10的隔室110。隔室110可以进一步包括包含搅拌构件的搅拌装置，搅拌构件例如是安装在搅拌棒114上或以其他方式附着到该搅拌棒的搅动刀片116以便在咖啡豆的烘焙过程期间搅拌咖啡豆10。该搅拌装置帮助确保隔室110中的咖啡豆10的均匀烘焙。该搅拌装置可以例如由控制器130以任何适当的方式控制，这将在下文中进一步详细解释。

咖啡烘焙设备100典型地进一步包括用于在烘焙过程期间加热咖啡豆10的加热装置。在一个实施例中，加热装置可以由控制器130控制。加热装置确保咖啡豆10被加热到进行咖啡豆10的烘焙的适当温度，即进行诸如美拉德反应和热解反应之类的希望的化学反应的适当温度。在图1中，仅通过非限性示例方式，加热装置由经由管道142连接到隔室110的入口112的热空气生成器140体现。在此实施例中，入口112典型地被布置成使得在烘焙过程期间，例如当使用搅拌装置搅拌咖啡豆10时，热空气被引导通过咖啡豆10。入口112可以包括精细网格等以防止咖啡豆10进入管道142。

然而，应当理解，可以使用用于加热咖啡豆10的任何适当的加热装置，比如附接到或集成到隔室110的一个或多个壁的一个或多个加热元件，在此情况下可以省略入口112。因为这样的加热装置本身是众所周知的，因此仅为了简洁起见，它们不会被进一步详细解释。

控制器130适于至少部分地响应于在烘焙期间咖啡豆10释放的VOC的确定的总量（C_total）而控制加热装置。这基于下述见识：咖啡豆10倾向于在烘焙期间每单位重量的咖啡豆10释放VOC的可复制量（C_unit），其中在烘焙过程的不同阶段释放不同的量，使得如果隔室110中咖啡豆10的总重量W是（近似）已知的，在烘焙过程期间的特定时间点处咖啡豆10释放的VOC的特定量的检测可以用作烘焙过程的进展的指示，如由等式1指示：

C_total = C_unit * W 等式1。

图2中示意性描绘了在烘焙期间咖啡豆10展示的示例总量的VOC释放简况（profile）。VOC释放曲线表达了作为烘焙时间t的函数的隔室110中的VOC的总浓度C。该曲线可以被分成四个不同的区域。第一区域I典型地与咖啡豆10的干燥阶段相关联，在此期间咖啡豆10释放到隔室110中的VOC的总量典型地接近零，如由接近零总浓度所指示，并且可能仅轻微增加（如果真会发生的话）直到咖啡豆进入由区域II标识的第一裂化阶段，在该阶段中咖啡豆10释放到隔室110中的VOC的总量如VOC释放曲线的部段11所指示地迅速增加，导致隔室110中的VOC的总浓度的迅速增加。要注意，咖啡豆10释放的VOC的总量的这种突然的变化率还可能与隔室110中咖啡豆10的总重量相关，如下文将进一步详细解释的。

如由VOC释放曲线中的点12所指示，在完成第一裂化阶段之后，咖啡豆10的VOC释放的速率迅速减小，使得隔室110中VOC的总浓度的增加的速率显著降低，并且在如由VOC释放曲线的部段13指示的那样在第三区域期间可能达到零或者甚至轻微负值。在这个阶段期间如由咖啡豆10释放的VOC的较小量引起的VOC浓度的总量方面的这种稳定状态典型地被维持，直到咖啡豆10进入由VOC释放曲线中的点14标识的第二裂化阶段，如由VOC释放曲线的区域IV标识的该第二裂化阶段典型地以隔室110中总VOC浓度的明显增加为特征，这归因于在这个阶段期间咖啡豆10释放的VOC的总量增加。

如技术人员将会立即理解的，上面的评估基于封闭的隔室110，VOC不能（迅速）从该隔室中逃逸，使得VOC的总浓度可能与在隔室110中任何时间存在的VOC的总量相关。显然，在例如通过对隔室110排气而从隔室110移除VOC的情况下，隔室110中的VOC的总浓度不那么相关。然而，VOC的总量仍然可以例如通过监视排气通道中的VOC的量或浓度而被精确确定，使得在给定时间点检测的VOC总量可以用来提供烘焙过程的进展的估计。换言之，由咖啡烘焙设备100实现的烘焙过程可以通过确定在某时间点咖啡豆10释放的VOC的实际量并且通过将该实际量与指示烘焙过程中特定点（例如咖啡豆10的特定烘焙程度）的预期量进行比较来控制，使得烘焙过程可以在实际量对应于预期量时终止。

在一个实施例中，为了促进这种控制机制，咖啡烘焙设备100可以包括用于检测隔室110中VOC的这样的总浓度的VOC传感器120。VOC传感器本身是众所周知的并且因此仅为了简洁起见不会进一步详细解释。任何适当的VOC传感器可以被用作VOC传感器120。

此外，控制器130被布置成接收隔室110中咖啡豆10的总重量W的指示，以便确定在烘焙过程的特定点处咖啡豆要释放的VOC的预期总量，使得一旦VOC的预期总量实际上在烘焙期间由隔室110中的咖啡豆10释放，控制器130例如可以终止烘焙过程。

例如，咖啡烘焙设备100可以进一步包括用户接口150，其可以被用户用来向控制器130提供添加到隔室110中以供烘焙的咖啡豆10的总重量的指示和/或咖啡豆10的希望的烘焙程度。任何适当类型的用户接口以用于这个目的，比如拨盘、一系列按钮、可编程显示器（其可以是触摸屏显示器）等等中的一个或多个。

可替换地，控制器130可以从接收自VOC传感器120的传感器信号中检索隔室110中咖啡豆10的总重量的指示。如上文所解释，咖啡豆10在烘焙过程的不同阶段期间以不同速率释放VOC的总量，例如VOC的总浓度。如例如图2中所指示，在咖啡豆10的第一裂化阶段的开始处观察到VOC释放的速率的明显增加。在烘焙过程期间这种明显增加发生的时间点是隔室110中的咖啡豆10的总重量的函数。这可以从下述事实理解：咖啡豆10需要吸收一定量的热量以便裂化，使得在第一裂化可能发生之前咖啡豆10吸收的热量的总量是它们的总重量的函数。由于加热装置140以固定速率产生热量，因此第一裂化发生时咖啡豆10吸收的热量的量等于每单位时间加热装置140的热量输出与加热装置140产生此热量输出的时间量的乘积。

因此，控制器130可以监视在烘焙过程期间VOC释放的速率的突然增加发生的时间点t，并且可以按照下述等式2将此时间点转化成隔室110中咖啡豆10的估计的总重量W_est：

W_est = W_unit *t

在等式2中，W_unit是在单位时间段之后第一裂化发生时单位咖啡豆重量。W_unit的值可以以任何适当的方式确定，例如使用适当的实验经验性地确定。为此，咖啡烘焙设备100可以包括控制器130对其响应的定时器132以便向控制器130提供估计咖啡豆10的总重量所需的定时信息。在图1中，通过非限性示例方式，定时器132被示出为单独的单元；技术人员将会理解，同样可行的是定时器132形成控制器130的部分。

为了确定何时终止烘焙过程，控制器130典型地具有对每单位重量的咖啡豆10的预期总VOC释放特性的访问权，该数据可以以算法形式合并到控制器130中，或者该数据可替换地可以在数据存储单元135（例如非易失性存储器元件等）中可访问。这样的数据（即每单位重量的咖啡豆10的预期总VOC释放特性）典型地表达在烘焙过程期间在特定时间点咖啡豆10释放的VOC的总量，例如在一定的烘焙程度下咖啡豆释放的VOC的典型量。在咖啡豆10的烘焙期间该预期总VOC释放特性可以以任何适当方式获得，例如使用适当的实验经验性地获得。在一个实施例中，预期总VOC释放特性是普遍适用的，即独立于咖啡豆的特定类型。在一个可替换实施例中，预期总VOC释放特性特定于特定类型的咖啡豆，在此情况下用户可以例如使用用户接口150指示那种类型的咖啡豆要被烘焙，使得控制器130可以相应地选择适当的预期总VOC释放特性。

因此，控制器130典型地被布置成将如由VOC传感器120确定的由咖啡豆10释放的VOC的实际总量与指示预期总VOC释放特性的数据进行比较，使得控制器130可以在咖啡豆10释放的VOC的实际总量与针对咖啡豆的特定烘焙程度的由咖啡豆释放的VOC的预期总量匹配时终止烘焙过程。

在一个实施例中，控制器130可以被布置成检测咖啡豆10释放的VOC的总量的单独的实际值，并且将此检测的单独的实际值与预期的单独值进行比较以便确定是否可以终止烘焙过程。然而，为了避免烘焙过程的过早确定，例如因为咖啡豆10可能在烘焙过程期间的不同点释放相同总量的VOC，只有在烘焙过程期间如由咖啡豆10的VOC实际释放特性指示的某些路径点（waypoint）已经出现时（比如在第一裂化期间VOC的释放中快速的速率增加），控制器130才可以决定终止烘焙过程。这降低了烘焙过程过早终止的风险。

如果控制器130被布置成例如通过确定随时间变化的VOC总量释放曲线下的面积来确定在烘焙过程期间咖啡豆10减少的VOC的累积总量，则这种风险可以进一步降低。因为这产生作为时间函数的连续增加的值，每个值是唯一的且是烘焙过程中的特定参考点，使得可以完全避免烘焙过程的过早终止。

在图1中所示的实施例中，咖啡烘焙设备100适于从用户输入或从如先前解释的那样由VOC传感器120提供的数据获得咖啡豆10的估计的重量。这具有优点：不需要附加的传感器，从而以潜在地仅提供近似总重量为代价减少咖啡烘焙设备100的成本；例如，用户可能已经提供了要被烘焙的咖啡豆10的不精确的总重量，或者咖啡豆10的热容量的批次相关变化可能意味着，如上文解释那样，如从第一裂化的时间点导出的咖啡豆10的总重量也可能仅仅是近似的。

为了实现咖啡豆10的总重量的有保证的精确确定，咖啡烘焙设备100可以进一步包括重量传感器125，如图3中示意性描绘。重量传感器125可以与隔室110的底面111合作，例如重量传感器125可以包括弹性元件（例如弹簧等），其压缩是底面111上的负荷的函数。压缩程度可以被测量以确定此负荷，即咖啡豆10的重量。这样的重量传感器的其他适当的实施例对技术人员而言是显然的。因为这样的重量传感器本身是众所周知的，所以为了简洁起见，这将不会以任何进一步详细的方式进行解释。声明任何适当的重量传感器可以用于此目的就足够了。

在上面的实施例中，通过非限性示例方式，VOC传感器120位于隔室110内，因为应当理解VOC传感器120可以位于可以精确地确定咖啡豆10释放的VOC总量的任何适当位置。图4示意性描绘了特别合适的可替换布置，其中隔室110包括用于从隔室110移除气体的排气通道117，其中VOC传感器120可以与排气通道117流体连接，例如置于排气通道117或置于连接到排气腔室117的腔室中，如图4所示。为了迫使气体通过排气通道117流向VOC传感器120，泵吸构件118（例如微泵等）可以放置在排气腔室117与VOC传感器120之间，使得从隔室110释放的通过排气通道117的气体的足够量可以到达VOC传感器120以便传感器提供气体中VOC总量的精确确定。其他布置当然同样可行，比如其中VOC传感器120位于排气通道117中并且泵吸构件118位于排气通道117中依据VOC传感器120的上游或下游的布置。

为了提供概念的证明，使用耶加雪啡（Yirgacheffe）和危地马拉阿拉比卡咖啡豆执行实验，其中依照本发明的原理烘焙不同重量的咖啡豆，即通过在检测到咖啡豆释放的VOC的特定总量时终止烘焙过程。在这些实验中，咖啡豆的中度烘焙被定为目标，这典型地产生具有烘焙程度（Agtron）/SCAA咖啡色标上大约57的豆表面颜色的咖啡豆。

表1：烘焙实验详情

实验	豆类型	重量（g）	终止TVOC值（ppm）	烘焙颜色
					1	耶加雪啡	50	2.4	57.4
2	危地马拉	50	2.4	56.7
					3	耶加雪啡	75	2.8	57.7
4	危地马拉	75	2.8	57.7
					5	耶加雪啡	100	3.4	56.4
6	危地马拉	100	3.4	57.9

如在表1中可见，在VOC的总浓度达到所指示的预期量时烘焙过程的终止在烘焙结果中产生优秀的一致性，其中所有烘焙实现了比它们期望的烘焙颜色偏差小于2%的烘焙颜色，这指示不同重量的不同类型的咖啡豆全部实现了非常相似的烘焙程度。

在上面的实施例中，如先前所解释，通过确定咖啡豆10释放的VOC的单独的总量或累积总量，控制器130适于在咖啡豆10释放的VOC的总量达到某预期值时终止加热装置140。然而，在一些实施例中，控制器130可以进一步适于在烘焙过程期间随时间跟踪咖啡豆10释放的VOC的总量，并且依照跟踪的总量动态调整加热装置140的操作。更具体地，咖啡豆10随时间的（即在烘焙过程期间）预期的VOC释放特性可以指示要被应用到咖啡豆10的希望的烘焙简况，例如咖啡豆10被加热以便实现希望的烘焙程度的速率。为此，控制器130可以适于将在某时间点咖啡豆10释放的VOC总量的实际值与在该时间点处这个量的咖啡豆10释放的VOC总量的预期或希望值进行比较，并且在实际值偏离预期或希望值的情况下调整加热装置140的操作。

这在图5的帮助下更详细地被解释，图5示意性描绘了在烘焙过程期间咖啡豆10要释放的VOC的总量的预期释放曲线20以及在烘焙期间咖啡豆10的实际释放曲线30。VOC的总量标绘在y轴上，并且在烘焙过程期间流逝的时间的量标绘在x轴上。如可以看到，在大约t=540s（即进入烘焙过程9分钟）的时间点处，实际曲线30明显偏离预期曲线20。

这种偏离可以被控制器130相应地用来调整加热装置140的操作。在给定的示例中，当咖啡豆10释放的VOC的实际量超过预期量时，这是咖啡豆10太热的指示，即烘焙过程进展太快，使得控制器130可以例如通过控制前述搅拌装置和/或通过控制用于冷却隔室110中的咖啡豆10的冷却元件（未示出）而减少加热装置140产生的热量的量或至少从加热装置140传递到咖啡豆10的热量的量。同时，控制器130可以继续咖啡豆10释放的VOC的实际值与预期值之间的比较，以便监视针对加热装置140的操作的调整是否已经导致实际值对应于期待值，在此之后加热装置140的操作可以相应地被重新调整，如技术人员将会理解的。

在一个实施例中，控制器130适于在前述偏差超过预定阈值的情况下调整加热装置140，以避免控制器140不断地试图调整加热装置140的操作的风险。

在一个实施例中，咖啡烘焙设备100可以存储多个这样的预期释放曲线20，其中不同的释放曲线对应于不同的烘焙程度和/或不同类型的咖啡豆，使得咖啡烘焙设备100可以由控制器130针对特定烘焙程度或数字类型的咖啡豆精确控制，以便实现特别一致的烘焙结果。

应当理解，前述实施例是可能的布置的非限性示例，并且许多其他布置同样是适合的；例如，即使如图1、3和4中所示的咖啡烘焙设备100的实施例已经使用离散控制器130解释，同样可行的是，至少一些离散组件形成单个布置的部分。例如，控制器130可以形成VOC传感器120的部分等等。

咖啡烘焙设备100可以集成在进一步包括咖啡豆研磨机和咖啡冲泡级的咖啡冲泡设备中。例如，咖啡冲泡设备可以被布置成将烘焙的咖啡豆的部分自动传递到咖啡豆研磨机中以用于研磨，在此之后磨碎的咖啡被自动传送到咖啡冲泡级中以用于冲泡一杯新鲜的咖啡。由于这样的咖啡冲泡设备本身是众所周知的，仅为了简洁的原因，这不会被进一步详细地解释。应当理解，这样的咖啡冲泡设备的特定实施例对本发明而言不是关键的，并且可以设想这样的咖啡冲泡设备的任何适当的布置。

图6描绘根据一个实施例的烘焙咖啡烘焙设备100的隔室110中的咖啡豆的方法200的流程图。该方法在步骤210中开始，在该步骤中咖啡烘焙设备100例如通过将咖啡豆10放置在隔室110中而被初始化，在此之后该方法进展到步骤220，在步骤220中提供在烘焙期间咖啡豆10要释放的VOC的总量的预期释放曲线；如果这些释放曲线已经存在于咖啡烘焙设备100中、例如如先前所解释的存在于数据存储元件135中或嵌入在控制器130中，该步骤可以省略。在一个实施例中，步骤220可以简单地包括控制器130访问适当的释放曲线。

方法200随后进展到步骤230，在步骤230中，如前所解释，由用户或由诸如VOC传感器120、等待传感器125之类的传感器提供隔室110中的咖啡豆10的总重量的指示。一旦咖啡豆10的总重量的指示以此方式被提供，则方法进展到步骤240，在步骤240中咖啡豆10的烘焙过程在控制器130的控制下开始。在烘焙过程期间，咖啡豆10释放的VOC的总量在步骤250中例如通过使用VOC传感器120被监视，并且在步骤260中与如在步骤220中提供的释放曲线中所指示的在特定时间点处咖啡豆10释放的VOC的预期总量进行比较，该步骤可以进一步可选地包括如前所解释的那样基于实际VOC释放值与预期VOC释放值之间的偏差调整加热装置140的操作。

接下来，在步骤270中检查烘焙过程是否可以终止，例如因为咖啡豆10释放的VOC的单独或累积总量已经达到指示咖啡豆10已经达到希望的烘焙程度的预期值。如果情况并不是这样，则该方法返回到步骤250并且继续监视咖啡豆10的VOC释放。如果另一方面在步骤270中确定咖啡豆10的烘焙已经完成，则方法200进展到步骤280，在步骤280中终止烘焙过程。

应当注意，上述实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计出许多可替换实施例而不脱离所附权利要求的范围。在权利要求中，括号之间的任何附图标记不应当被解释为限制权利要求。词语“包括/包含”不排除权利要求中列出的那些之外的元件或步骤的存在。元件之前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件实现。在列举若干构件的设备权利要求中，这些构件中的若干个可以由同一项硬件体现。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的起码事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。

Claims (15)

1.一种咖啡烘焙设备（100），包括：

用于容纳咖啡豆（10）的隔室（110）；

用于烘焙所述隔室中的咖啡豆的烘焙元件（140）；

用于控制烘焙元件的控制器（130）；以及

用于监视在烘焙期间由所述咖啡豆释放的VOC（挥发性有机化合物）的总量并向控制器提供所述监视的量的指示的传感器（120）；

其中控制器适于接收隔室中咖啡豆的总重量的指示并且作为监视的VOC总量的指示和隔室中咖啡豆的总重量的指示的函数控制烘焙元件，所述函数定义了在烘焙期间所述咖啡豆的总VOC释放特性。

2.权利要求1的咖啡烘焙设备（100），进一步包括用于指定希望的烘焙程度的用户接口（150），其中控制器响应于用户接口并且适于在接收的监视的量对应于针对指定烘焙程度的总VOC释放特性的情况下禁用烘焙元件。

3.权利要求2的咖啡烘焙设备（100），其中用户接口（150）进一步被布置成向控制器（130）提供隔室中咖啡豆的所述总重量的用户指定指示。

4.权利要求1或2的咖啡烘焙设备（100），其中隔室中咖啡豆的所述总重量的指示由传感器（120）提供，并且其中控制器（130）适于从在烘焙期间隔室（110）中的总VOC浓度的变化率超过预定义的阈值的时间点导出隔室中咖啡豆的总重量。

5.权利要求1或2的咖啡烘焙设备（100），进一步包括用于向控制器（130）提供隔室中咖啡豆的总重量的指示的重量传感器（125）。

6.权利要求1-3中任一项的咖啡烘焙设备（100），其中隔室（110）进一步包括出气管道（117），并且其中传感器（120）位于与所述管道的流体连接中。

7.权利要求6的咖啡烘焙设备（100），进一步包括被布置成迫使气体从出气管道（117）到传感器（120）的泵吸器（118）。

8.权利要求1-3、7中任一项的咖啡烘焙设备（100），其中控制器（130）适于计算在烘焙期间咖啡豆释放的VOC的累积量并且依照累积量控制烘焙元件（140）。

9.权利要求1-3、7中任一项的咖啡烘焙设备（100），进一步包括用于向控制器（130）提供在烘焙期间的定时信息的定时器（132），其中控制器（130）适于：

确定烘焙期间的某个时间点测量的VOC总量与预期总VOC释放特性的偏差；并且

响应于所确定的偏差控制烘焙元件（140）。

10.权利要求1-3、7中任一项的咖啡烘焙设备（100），其中：

隔室（110）包括入口（112）；并且

烘焙元件（140）包括耦合到所述入口的热空气源；

咖啡烘焙设备进一步包括安装在所述隔室中的搅拌元件（114,116）以用于在烘焙期间搅拌咖啡豆（10），其中控制器（130）进一步适于控制搅拌元件。

11.权利要求1-3、7中任一项的咖啡烘焙设备，进一步包括冷却元件，其中控制器（130）进一步适于控制冷却元件。

12.一种咖啡冲泡设备，包括权利要求1-11中任一项的咖啡烘焙设备（100）。

13.一种烘焙咖啡烘焙设备（100）的隔室（110）中的咖啡豆（10）的方法（200），该方法包括：

提供在烘焙期间作为咖啡豆的总重量的函数的用于咖啡豆的总VOC释放特性；

接收（220）所述隔室中的咖啡豆的总重量的指示；

接收在烘焙期间咖啡豆释放的VOC的总量的指示；

将释放的VOC总量的指示与提供的总VOC释放特性进行比较；以及

依照所述比较控制咖啡豆的烘焙。

14.权利要求13的方法（200），进一步包括计算在烘焙期间所述咖啡豆（10）释放的VOC的累积量；并且其中所述比较步骤包括将该累积量与提供的总VOC释放特性进行比较。

15.权利要求13或14的方法（200），其中所述控制步骤包括依照在烘焙期间咖啡豆（10）释放的监视的VOC总量与提供的总VOC释放特性的偏差控制咖啡豆的烘焙。

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