DE102022125327A1

DE102022125327A1 - Coffee machine and method for operating a coffee machine

Info

Publication number: DE102022125327A1
Application number: DE102022125327.9A
Authority: DE
Inventors: Tobias Milz; Thomas Herbert; Joachim Lyszus; Andreas Maigler; Florian Deschler
Original assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Priority date: 2022-09-30
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2024-04-04

Abstract

In einer Kaffeemaschine (10) werden Kaffeebohnen (15) gemahlen und dann mit Wasser gebrüht, um dann einen gebrühten Kaffee in einen Kaffeebehälter (24) auszuführen. Um den Kaffeebrühprozess möglichst optimal an die jeweils verwendeten Kaffeebohnen (15) anzupassen, werden durch wenigstens eine Sensorik (26a, 26b, 26c, 26d) in Form einer elektronischen Nase parameterspezifische Signale betreffend die Kaffeebohnen (15) erstellt, basierend auf diesen parameterspezifischen Signalen die Kaffeebohnenparameter ermittelt, und dann das Mahlen der Kaffeebohnen (15) und das Brühen der gemahlenen Kaffeebohnen basierend auf den ermittelten Kaffeebohnenparametern angesteuert.In a coffee machine (10), coffee beans (15) are ground and then brewed with water in order to then pour the brewed coffee into a coffee container (24). In order to adapt the coffee brewing process as optimally as possible to the coffee beans (15) used in each case, at least one sensor (26a, 26b, 26c, 26d) in the form of an electronic nose generates parameter-specific signals relating to the coffee beans (15), the coffee bean parameters are determined based on these parameter-specific signals, and then the grinding of the coffee beans (15) and the brewing of the ground coffee beans are controlled based on the determined coffee bean parameters.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kaffeemaschine (z.B. Kaffeevollautomat) und ein Verfahren zum Betreiben einer Kaffeemaschine.The present invention relates to a coffee machine (e.g. fully automatic coffee machine) and a method for operating a coffee machine.

Kaffeemaschinen enthalten üblicherweise einen Bohnentank zum Aufnehmen von Kaffeebohnen und ein Kaffeebrühsystem zum Mahlen der Kaffeebohnen aus dem Bohnentank und Brühen der gemahlenen Kaffeebohnen mit Wasser aus einem Wassertank. Der Kaffeebrühprozess ist dabei abhängig von den Kaffeebohnenparametern (insbesondere Sorte und Röstung der Kaffeebohnen), die den Mahlgrad, die Brühdauer, die Brühtemperatur und die resultierende Kaffeemenge beeinflussen, um ein möglichst optimales Kaffeeerzeugnis zu erhalten. Bei vielen herkömmlichen Kaffeemaschinen wird der Mahlgrad bereits vor der Auslieferung des Geräts eingestellt, dann aber vom Benutzer nicht an die von ihm/ihr in den Bohnentank eingelegte gewählte Kaffeebohne angepasst, weil er/sie nicht der Tragweise des Mahlgrades und dessen Einstellungsmöglichkeit bewusst ist, sodass der Kaffeebrühprozess häufig nicht optimal an die eingelegten gewählten Kaffeebohnen angepasst ist, was zu einer verminderten Qualität des Kaffeegetränks führt. Da diese Problematik bereits bekannt ist, gibt es auch bereits herkömmliche Kaffeemaschinen, die eine Kamerasensorik zum Lesen eines Barcodes oder zum Erstellen eines Bildes der Kaffeebohnen enthalten, um daraus die Sorte und die Röstung der eingelegten Kaffeebohnen zu erfassen und den Kaffeebrühprozess anzupassen, wie zum Beispiel in der DE 10 2019 200 788 A1 bzw. der DE 10 2021 200 925 A1 beschrieben ist.Coffee machines usually contain a bean tank for holding coffee beans and a coffee brewing system for grinding the coffee beans from the bean tank and brewing the ground coffee beans with water from a water tank. The coffee brewing process depends on the coffee bean parameters (in particular the type and roast of the coffee beans), which influence the grinding level, brewing time, brewing temperature and the resulting amount of coffee in order to obtain the best possible coffee product. In many conventional coffee machines, the grinding level is already set before the machine is delivered, but is then not adjusted by the user to the selected coffee bean placed in the bean tank because he/she is not aware of how the grinding level works and how it can be adjusted, so that the coffee brewing process is often not optimally adapted to the selected coffee beans placed, which leads to a reduced quality of the coffee beverage. Since this problem is already known, there are already conventional coffee machines that contain a camera sensor system for reading a barcode or for creating an image of the coffee beans in order to record the type and roast of the coffee beans and to adapt the coffee brewing process, as for example in the EN 10 2019 200 788 A1 or the EN 10 2021 200 925 A1 described.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine zuverlässige und effektive Variante zum automatischen Anpassen des Kaffeebrühprozesses an die eingelegten Kaffeebohnen zu schaffen.It is the object of the invention to create a reliable and effective variant for automatically adapting the coffee brewing process to the inserted coffee beans.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Erfindungsgegenstand, der in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 8 definiert ist. Einige vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the subject matter of the invention, which is defined in independent claims 1 and 8. Some advantageous refinements and developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst die Kaffeemaschine einen Bohnentank zum Aufnehmen von Kaffeebohnen; ein Kaffeebrühsystem mit einem Mahlwerk zum Mahlen der Kaffeebohnen, einer Brühkammer zum Brühen der gemahlenen Kaffeebohnen mit Wasser (und einem Kaffeeauslass zum Ausführen des gebrühten Kaffees in einen Kaffeebehälter; einen Tresterbehälter zum Aufnehmen von Kaffeetrester und eine Steuereinheit zum Ansteuern des Kaffeebrühsystems, wobei gemäß der Erfindung die Kaffeemaschine ferner wenigstens eine Sensorik in Form einer elektronischen Nase zum Erstellen parameterspezifischer Signale betreffend die Kaffeebohnen aufweist; und die Steuereinheit mit der wenigstens einen Sensorik verbunden ist und konfiguriert ist, um basierend auf den von der wenigstens einen Sensorik empfangenen Signalen Kaffeebohnenparameter zu ermitteln und das Kaffeebrühsystem basierend auf den ermittelten Kaffeebohnenparametern anzusteuern.According to a first aspect of the invention, the coffee machine comprises a bean tank for receiving coffee beans; a coffee brewing system with a grinder for grinding the coffee beans, a brewing chamber for brewing the ground coffee beans with water (and a coffee outlet for discharging the brewed coffee into a coffee container; a pulp container for receiving coffee pulp and a control unit for controlling the coffee brewing system, according to the invention the coffee machine further has at least one sensor system in the form of an electronic nose for generating parameter-specific signals relating to the coffee beans; and the control unit is connected to the at least one sensor system and is configured to determine coffee bean parameters based on the signals received from the at least one sensor system, and that Control the coffee brewing system based on the determined coffee bean parameters.

Die Kaffeemaschine ist zum Beispiel ein Kaffeevollautomat, eine Kaffeerösterei, ein Kaffeekocher und dergleichen. Die zu ermittelnden Kaffeebohnenparameter sind insbesondere Sorte und Röstung der Kaffeebohnen, können aber auch noch Qualität und Haltbarkeit enthalten. Die Steuereinheit kann die Parameterdaten beispielsweise durch eine entsprechende Algorithmik und/oder einen Datenbankabgleich ermitteln. Der Einsatz einer elektronischen Nase als Sensorik, die bezüglich der Kaffeebohnen ein Geruchprofil erstellt, benötigt keine Kamera, weshalb der Einbau einfacher ist und weniger Platzaufwand hat, kann einen großvolumigen Bereich abdecken, ermöglicht eine automatisierte (ohne manuelle Eingaben des Benutzers) und zuverlässige Ermittlung der Kaffeebohnenparameterdaten. Durch den Wegfall der Kamera wird darüber hinaus auf vorteilhafte Weise die Privatsphäre eines Nutzers der Kaffeemaschine geschützt.The coffee machine is, for example, a fully automatic coffee machine, a coffee roaster, a coffee maker and the like. The coffee bean parameters to be determined are in particular the type and roast of the coffee beans, but can also include quality and shelf life. The control unit can determine the parameter data, for example, using an appropriate algorithm and/or a database comparison. The use of an electronic nose as a sensor that creates an odor profile for the coffee beans does not require a camera, which is why installation is easier and takes up less space, can cover a large volume area, enables automated (without manual input from the user) and reliable determination of the coffee bean parameter data. By eliminating the camera, the privacy of a user of the coffee machine is also advantageously protected.

Unter einer elektronischen Nase wird ein System aus einer Vielzahl von Gassensoren verstanden, welche die Konzentrationen verschiedener gasförmiger Verbindungen, wie beispielsweise Aromen, in der Luft ermitteln. Damit wird eine messtechnische Abbildung der Zusammensetzung einer Luftprobe bereitgestellt. Die Ausgasung von Aromen unterschiedlicher Kaffeesorten kann auf diese Weise charakterisiert werden.An electronic nose is a system consisting of a large number of gas sensors that determine the concentrations of various gaseous compounds, such as aromas, in the air. This provides a metrological representation of the composition of an air sample. The outgassing of aromas from different types of coffee can be characterized in this way.

Außerdem kann diese Sensorik in Form einer elektronischen Nase wahlweise in einfacher Instanz oder in vorteilhafter Weise auch in mehrfacher Instanz in verschiedenen Bearbeitungsphasen der Kaffeebohnen ausgeführt sein, da die elektronische Nase aus unterschiedlichen Bearbeitungsphasen der Kaffeebohnen jeweils parameterspezifische Geruchprofile erstellen kann, wobei die Steuereinheit durch die entsprechende Algorithmik und/oder Datenbank auch aus diesen verschiedenen Geruchprofilen die Parameterdaten (insbesondere Sorte und Röstung) der Kaffeebohnen ermitteln kann. Diesbezüglich kann wenigstens eine Sensorik am Bohnentank zum Erstellen der parameterspezifischen Signale betreffend die Kaffeebohnen im Bohnentank und/oder wenigstens eine Sensorik am Kaffeebrühsystem zum Erstellen der parameterspezifischen Signale betreffend die im Kaffeebrühsystem behandelten Kaffeebohnen und/oder eine Sensorik am Tresterbehälter vorhanden sein. Im Kaffeebrühsystem kann wenigstens eine Sensorik am Mahlwerk zum Erstellen der parameterspezifischen Signale betreffend die im Mahlwerk behandelten Kaffeebohnen und/oder wenigstens eine Sensorik an der Brühkammer oder dem Kaffeeauslass zum Erstellen der parameterspezifischen Signale betreffend die in der Brühkammer behandelten Kaffeebohnen vorhanden sein. Da die Sensorik in Form einer elektronischen Nase an verschiedenen Phasenelementen in der Kaffeemaschine zum Erfassen der Parameterdaten angeordnet werden kann, ist dieses System vorteilhafterweise in verschiedenen Kaffeemaschinen jeweils zumindest an irgendeiner Stelle einfügbar und benutzbar. Und da es hier möglich ist, zwei Sensoriken an verschiedenen Phasenelementen anzuordnen, können auf diese Weise verschiedene parameterspezifische Sensorsignale erzeugt werden, aus denen die Steuereinheit mit gegenseitiger Berücksichtigung der beiden Signalauswertungen noch effektiver die Parameterdaten der Kaffeebohnen ermitteln kann.In addition, this sensor system in the form of an electronic nose can be designed either in a single instance or, advantageously, in multiple instances in different processing phases of the coffee beans, since the electronic nose can create parameter-specific odor profiles from different processing phases of the coffee beans, whereby the control unit can also determine the parameter data (in particular type and roast) of the coffee beans from these different odor profiles using the corresponding algorithm and/or database. In this regard, at least one sensor system can be present on the bean tank for creating the parameter-specific signals relating to the coffee beans in the bean tank and/or at least one sensor system on the coffee brewing system for creating the parameter-specific signals relating to the coffee beans treated in the coffee brewing system and/or a sensor system on the grounds container. In the coffee brewing system, at least a sensor system on the grinder for generating the parameter-specific signals relating to the coffee beans processed in the grinder and/or at least one sensor system on the brewing chamber or the coffee outlet for generating the parameter-specific signals relating to the coffee beans processed in the brewing chamber. Since the sensor system in the form of an electronic nose can be arranged on various phase elements in the coffee machine to record the parameter data, this system can advantageously be inserted and used in at least some place in various coffee machines. And since it is possible to arrange two sensors on different phase elements, different parameter-specific sensor signals can be generated in this way, from which the control unit can determine the parameter data of the coffee beans even more effectively by taking the two signal evaluations into account.

Die Sensorik in Form der elektronischen Nase kann außerdem eine Vielzahl unterschiedlicher Gasgemische erkennen. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann deshalb wenigstens eine Sensorik der wenigstens einen Sensorik zum Erstellen der parameterspezifischen Signale betreffend die Kaffeebohnen außerdem so positioniert und konfiguriert sein, dass sie auch Gasgemische in oder aus der Umgebung der Kaffeemaschine erfasst. In diesem Fall ist die Steuereinheit vorzugsweise ferner mit einem Ausgabeelement (z.B. optisch und/oder akustisch) zum Ausgeben eines Warnhinweises an den Benutzer, wenn die wenigstens eine Sensorik für die Kaffeemaschine nachteilige Gasgemische erfasst, verbunden. Durch die zusätzliche Erfassung der Gasgemischparameter mittels derselben elektronischen Nase kann vorteilhafterweise auf eine zusätzliche spezielle Sensorik für die Gasgemische verzichtet werden, wodurch kein zusätzlicher Einbauplatz nötig ist und zudem Aufwand und Kosten der Herstellung der Kaffeemaschine niedriger gehalten werden können.The sensor system in the form of the electronic nose can also detect a large number of different gas mixtures. In one embodiment of the invention, at least one of the at least one sensor system for generating the parameter-specific signals relating to the coffee beans can therefore also be positioned and configured in such a way that it also detects gas mixtures in or from the environment of the coffee machine. In this case, the control unit is preferably also connected to an output element (e.g. optical and/or acoustic) for outputting a warning to the user if the at least one sensor system detects gas mixtures that are detrimental to the coffee machine. By additionally detecting the gas mixture parameters using the same electronic nose, additional special sensors for the gas mixtures can advantageously be dispensed with, which means that no additional installation space is required and the effort and costs of manufacturing the coffee machine can be kept lower.

Der Warnhinweis könnte beispielsweise dann ausgegeben werden, wenn gesundheitsgefährdende Stoffe detektiert werden, beispielsweise Schimmel im Innenraum der Kaffeemaschine, insbesondere im Tresterbehälter.The warning could be issued, for example, if substances that are hazardous to health are detected, such as mold in the interior of the coffee machine, particularly in the grounds container.

In vorteilhafter Weise kann das Ausgabeelement auch mit einer Netzanbindung versehen sein, so dass ein Warnhinweis an einen sich entfernt von der Kaffeemaschine befindlichen Benutzer, beispielsweise über ein mobiles Endgerät, ausgegeben werden kann.Advantageously, the output element can also be provided with a network connection, so that a warning can be issued to a user who is located away from the coffee machine, for example via a mobile terminal.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Kaffeemaschine ferner einen Heißwasserbereiter zum Erhitzen von Wasser auf. Kaffee kann somit mit heißem Wasser gebrüht werden. In einer vorteilhaften Alternative ist der Heißwasserbereiter zum Erhitzen von Wasser in einem Wassertank oder an der Wasserleitung, bevorzugt im Kaffeebrühsystem, angeordnet.In a preferred development, the coffee machine also has a hot water heater for heating water. Coffee can therefore be brewed with hot water. In an advantageous alternative, the hot water heater is arranged for heating water in a water tank or on the water pipe, preferably in the coffee brewing system.

Optional kann die Kaffeemaschine zusätzlich zu der wenigstens einen Sensorik in Form der elektronischen Nase wenigstens eine weitere Sensorik aufweisen, die ausgewählt ist aus einem Sensor zum Erfassen der Umgebungsluftfeuchtigkeit, einem Sensor zum Erfassen der Feuchtigkeit des Kaffeetresters, einem Sensor zum Erfassen des Ölgehalts der Kaffeebohnen im Bohnentank, einem Sensor zum Erfassen des Ölgehalts der im Kaffeebrühsystem gemahlenen Kaffeebohnen, einem Sensor zum Erfassen des Wassergehalts der Kaffeebohnen im Bohnentank, einem Sensor zum Erfassen des Wassergehalts der im Kaffeebrühsystem gemahlenen Kaffeebohnen, und einem Sensor zum Erfassen des pH-Wertes des Wassers für das Kaffeebrühsystem. Die Steuereinheit ist auch mit dieser wenigstens einen weiteren Sensorik verbunden und steuert das Kaffeebrühsystem auch entsprechend dieser weiteren Parameterdaten an.Optionally, in addition to the at least one sensor system in the form of the electronic nose, the coffee machine can have at least one further sensor system, which is selected from a sensor for detecting the ambient air humidity, a sensor for detecting the moisture of the coffee pomace, a sensor for detecting the oil content of the coffee beans Bean tank, a sensor for detecting the oil content of the coffee beans ground in the coffee brewing system, a sensor for detecting the water content of the coffee beans in the bean tank, a sensor for detecting the water content of the coffee beans ground in the coffee brewing system, and a sensor for detecting the pH value of the water for the Coffee brewing system. The control unit is also connected to this at least one additional sensor system and also controls the coffee brewing system according to these additional parameter data.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zum Betreiben einer Kaffeemaschine die Schritte des Mahlens von Kaffeebohnen; des Brühens der gemahlenen Kaffeebohnen mit Wasser; und des Ausführens des gebrühten Kaffees in einen Kaffeebehälter, wobei gemäß der Erfindung das Verfahren außerdem aufweist: According to a second aspect of the invention, the method of operating a coffee machine comprises the steps of grinding coffee beans; brewing the ground coffee beans with water; and discharging the brewed coffee into a coffee container, according to the invention the method further comprising:

Erstellen von parameterspezifischen Signalen betreffend die Kaffeebohnen durch wenigstens eine Sensorik in Form einer elektronischen Nase; Ermitteln von Kaffeebohnenparametern basierend auf den von der wenigstens einen Sensorik erstellten parameterspezifischen Signalen; und Ansteuern der Schritte des Mahlens der Kaffeebohnen und des Brühens der gemahlenen Kaffeebohnen mit Wasser basierend auf den ermittelten Kaffeebohnenparametern.Creating parameter-specific signals relating to the coffee beans using at least one sensor system in the form of an electronic nose; Determining coffee bean parameters based on the parameter-specific signals created by the at least one sensor system; and controlling the steps of grinding the coffee beans and brewing the ground coffee beans with water based on the determined coffee bean parameters.

Mit diesem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren können dieselben Vorteile wie mit der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine erzielt werden. Bezüglich der Vorteile, der Begriffserläuterungen und der bevorzugten Ausführungsformen wird deshalb auf die obigen Erläuterungen in Bezug auf die Kaffeemaschine verwiesen.With this operating method according to the invention, the same advantages can be achieved as with the coffee machine according to the invention. With regard to the advantages, the explanations of terms and the preferred embodiments, reference is therefore made to the above explanations in relation to the coffee machine.

Die parameterspezifischen Signale betreffend die Kaffeebohnen können zum Beispiel im Bohnentank und/oder von den behandelten Kaffeebohnen und/oder von einem Kaffeetrester erstellt werden. Außerdem können die parameterspezifischen Signale zum Beispiel betreffend die gemahlenen Kaffeebohnen und/oder betreffend die zum gebrühten Kaffee behandelten Kaffeebohnen erstellt werden.The parameter-specific signals concerning the coffee beans can be generated, for example, in the bean tank and/or from the treated coffee beans and/or from a coffee grounds. In addition, the parameter-specific signals, for example, concerning the ground coffee beans and/or concerning the coffee beans treated to produce brewed coffee.

Außerdem kann das Verfahren ferner ein Erfassen von Gasgemischen in oder aus der Umgebung der Kaffeemaschine durch wenigstens eine der wenigstens einen Sensorik in Form einer elektronischen Nase aufweisen, wobei, wenn für die Kaffeemaschine nachteilige Gasgemische erfasst werden, durch ein Ausgabeelement (z.B. optisch und/oder akustisch) ein Warnhinweis an den Benutzer ausgegeben wird.In addition, the method can also include a detection of gas mixtures in or from the environment of the coffee machine by at least one of the at least one sensor system in the form of an electronic nose, whereby, if gas mixtures that are detrimental to the coffee machine are detected, by an output element (e.g. optical and / or acoustically) a warning message is issued to the user.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Verfahren ferner die Schritte auf Erhitzen von Wasser während oder nach dem Mahlen von Kaffeebohnen; Brühen der gemahlenen Kaffeebohnen mit dem erhitzten Wasser; und Ansteuern der Schritte des Erhitzens von Wasser und des Brühens der gemahlenen Kaffeebohnen mit dem erhitzten Wasser basierend auf den ermittelten Kaffeebohnenparametern. Auf diese Weise kann ein geschmacklich optimiertes Kaffeegetränk zubereitet werden.In an advantageous development, the method further comprises the steps of heating water during or after grinding coffee beans; Brewing the ground coffee beans with the heated water; and controlling the steps of heating water and brewing the ground coffee beans with the heated water based on the determined coffee bean parameters. In this way, a coffee drink with optimized taste can be prepared.

Optional kann das Verfahren auch noch ein Erfassen wenigstens eines weiteren Parameters aufweisen, der ausgewählt ist aus einer Umgebungsluftfeuchtigkeit, einer Feuchtigkeit des Kaffeetresters, eines Ölgehalts der Kaffeebohnen im Bohnentank, eines Ölgehalts der gemahlenen Kaffeebohnen, eines Wassergehalts der Kaffeebohnen im Bohnentank, eines Wassergehalts der gemahlenen Kaffeebohnen und eines pH-Wertes des Wassers zum Brühen der gemahlenen Kaffeebohnen.Optionally, the method may also comprise detecting at least one further parameter selected from an ambient air humidity, a humidity of the coffee grounds, an oil content of the coffee beans in the bean tank, an oil content of the ground coffee beans, a water content of the coffee beans in the bean tank, a water content of the ground coffee beans and a pH value of the water for brewing the ground coffee beans.

Die Erfindung ist durch die anhängenden Ansprüche definiert. Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden beispielhaften Beschreibung eines bevorzugten, nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigt, zum Teil schematisch, die einzige 1 ein Ausführungsbeispiel der Kaffeemaschine gemäß der Erfindung.The invention is defined by the appended claims. The above and other features and advantages of the invention will be better understood from the following exemplary description of a preferred, non-limiting exemplary embodiment based on the accompanying drawing. It shows, partly schematically, the only one 1 an embodiment of the coffee machine according to the invention.

Die Kaffeemaschine 10, zum Beispiel ein Kaffeevollautomat, hat ein Gehäuse 12, in dem ein Bohnentank 14 zum Aufnehmen von Kaffeebohnen 15, ein Kaffeebrühsystem 16 zum Behandeln der Kaffeebohnen 15 und eine Wasserleitung 21 angeordnet sind. In einer Variante der Kaffeemaschine 10 kann in dem Gehäuse 12 auch ein mit der Wasserleitung 21 verbundener Wassertank 20 angeordnet sein. Das Kaffeebrühsystem 16 enthält ein Mahlwerk 17 zum Mahlen der Kaffeebohnen 15 aus dem Bohnentank 14 und eine Brühkammer 18 zum Brühen der im Mahlwerk 17 gemahlenen Kaffeebohnen 15 mit kaltem oder heißem Wasser. Die Wasserleitung 21 wird über einen Frischwasseranschluss oder aus dem Wassertank 20 mit Wasser gespeist. Das Wasser wird über die Wasserleitung 21, in der eine Wasserpumpe 22 vorhanden ist, in die Brühkammer 18 geleitet. Das erzeugte gebrühte Kaffeegetränk wird aus der Brühkammer 18 über einen Kaffeeauslass 23 in einen Kaffeebehälter (z.B. Kaffeetasse) 24 ausgeführt.The coffee machine 10, for example a fully automatic coffee machine, has a housing 12 in which a bean tank 14 for holding coffee beans 15, a coffee brewing system 16 for treating the coffee beans 15 and a water pipe 21 are arranged. In a variant of the coffee machine 10, a water tank 20 connected to the water pipe 21 can also be arranged in the housing 12. The coffee brewing system 16 contains a grinder 17 for grinding the coffee beans 15 from the bean tank 14 and a brewing chamber 18 for brewing the coffee beans 15 ground in the grinder 17 with cold or hot water. The water pipe 21 is fed with water via a fresh water connection or from the water tank 20. The water is fed into the brewing chamber 18 via the water pipe 21, in which a water pump 22 is present. The brewed coffee drink produced is discharged from the brewing chamber 18 via a coffee outlet 23 into a coffee container (e.g. coffee cup) 24.

Zum Erhitzen des Wassers weist die Kaffeemaschine 10 einen Heißwasserbereiter 25 auf, insbesondere einen Durchlauferhitzer oder einen Thermoblock, der an der Wasserleitung 21 oder im Wassertank 21 angeordnet ist. Bevorzugt ist der Heißwasserbereiter 25 derart angeordnet, dass dieser im Kaffeebrühsystem 16 integriert ist.To heat the water, the coffee machine 10 has a hot water heater 25, in particular a continuous flow heater or a thermoblock, which is arranged on the water line 21 or in the water tank 21. The hot water heater 25 is preferably arranged such that it is integrated in the coffee brewing system 16.

Weiter befindet sich im Gehäuse 12 der Kaffeemaschine 10 ein Tresterbehälter 19 zur Aufnahme von Kaffeetrester, also von gemahlenen und mit Wasser gebrühten Kaffeebohnen, die nach dem Brühen aus der Brühkammer 18 in den Tresterbehälter 19 verbracht werden.There is also a pomace container 19 in the housing 12 of the coffee machine 10 for holding coffee pomace, i.e. ground coffee beans brewed with water, which are brought from the brewing chamber 18 into the pomace container 19 after brewing.

Im Gehäuse 12 der Kaffeemaschine 10 ist außerdem eine Steuereinheit 28 vorhanden, welche insbesondere das Mahlwerk 17, die Brühkammer 18, den Heißwasserbereiter 25 und die Wasserpumpe 22 ansteuert. Die Steuereinheit 28 ist zudem mit wenigstens einer Sensorik 26a, 26b, 26c, 26d in Form einer elektronischen Nase verbunden. Erfindungsgemäß können ein oder mehr der folgenden Sensoriken in Form einer elektronischen Nase in der Kaffeemaschine 10 vorhanden sein. Die Sensorik 26a ist in/an dem Bohnentank 14 angeordnet, um in Form eines Geruchprofils parameterspezifische Signale betreffend die Kaffeebohnen 15 im Bohnentank 14 zu erstellen; die Sensorik 26b ist in/an dem Mahlwerk 17 des Kaffeebrühsystems 16 angeordnet, um in Form eines Geruchprofils parameterspezifische Signale betreffend die im Mahlwerk 17 behandelten Kaffeebohnen 15 zu erstellen; die Sensorik 26c ist in/an der Brühkammer 18 des Kaffeebrühsystems 16 und/oder dem Kaffeeauslass 23 angeordnet, um in Form eines Geruchprofils parameterspezifische Signale betreffend die in der Brühkammer behandelten Kaffeebohnen 15 zu erstellen; und die Sensorik 26d ist in/an dem Tresterbehälter 19 angeordnet, um in Form eines Geruchprofils parameterspezifische Signale betreffend den Kaffeetrester zu erstellen. Die Steuereinheit 28 beinhaltet eine Algorithmik zum Ermitteln der Kaffeebohnenparameterdaten (insbes. Sorte und Röstung der Kaffeebohnen 15) basierend auf den von der wenigstens einen Sensorik 26a-d empfangenen Signalen zu ermitteln. Optional ist die Steuereinheit 28 auch mit einer Datenbank 29 kontaktiert, um die Kaffeebohnenparameterdaten zu ermitteln. Die Steuereinheit 28 steuert das Mahlwerk 17 und die Brühkammer 18 des Kaffeebrühsystems 16 sowie den Heißwasserbereiter 25 und die Wasserpumpe 22 dann basierend auf den so ermittelten Kaffeebohnenparametern an.In the housing 12 of the coffee machine 10 there is also a control unit 28, which in particular controls the grinder 17, the brewing chamber 18, the hot water maker 25 and the water pump 22. The control unit 28 is also connected to at least one sensor system 26a, 26b, 26c, 26d in the form of an electronic nose. According to the invention, one or more of the following sensors can be present in the coffee machine 10 in the form of an electronic nose. The sensor system 26a is arranged in/on the bean tank 14 in order to create parameter-specific signals relating to the coffee beans 15 in the bean tank 14 in the form of an odor profile; the sensor system 26b is arranged in/on the grinder 17 of the coffee brewing system 16 in order to create parameter-specific signals relating to the coffee beans 15 treated in the grinder 17 in the form of an odor profile; the sensor system 26c is arranged in/on the brewing chamber 18 of the coffee brewing system 16 and/or the coffee outlet 23 in order to create parameter-specific signals relating to the coffee beans 15 treated in the brewing chamber in the form of an odor profile; and the sensor system 26d is arranged in/on the pomace container 19 in order to create parameter-specific signals relating to the coffee pomace in the form of an odor profile. The control unit 28 contains an algorithm for determining the coffee bean parameter data (in particular the type and roasting of the coffee beans 15) based on the signals received from the at least one sensor system 26a-d. Optionally, the control unit 28 is also contacted with a database 29 in order to determine the coffee bean parameter data. The control unit 28 controls the grinder 17 and the brewing chamber 18 of the coffee brewing system 16 as well as the hot water maker 25 and the water pump 22 then based on the coffee bean parameters determined in this way.

Die Sensorik 26a in/an dem Bohnentank 14 kann parameterspezifische Signale erstellen, die sich direkt auf die Kaffeebohnen im Bohnentank 14 beziehen. Bezüglich der beiden anderen Sensoriken 26b, 26c wird vorsorglich darauf hingewiesen, dass auch das Kaffeemehl nach dem Aufmahlen der Kaffeebohnen und das Kaffeeerzeugnis nach dem Brühprozess parameterspezifische Charakteristiken (insbesondere in Bezug auf die besonders relevante Sorte und Röstung) der Kaffeebohnen aufweisen. In Bezug auf die Sensorik 26d können vergleichbare parameterspezifische Charakteristiken aus dem Kaffeetrester ermittelt werden. Vorteilhaft an der Ermittlung parameterspezifischer Charakteristiken aus dem Kaffeetrester ist, dass ein für die Ermittlung der parameterspezifischen Charakteristiken zur Verfügung stehende Zeitintervall ein vielfaches länger ist, als beispielsweise das der Sensorik 26c (Ausführen des Kaffeegetränks), und darüber hinaus eine zeitabhängige Ermittlung möglich ist. Damit wird eine feinere Unterscheidung unterschiedlicher Kaffeesorten ermöglicht, da sich Aromen zeitabhängig entwickeln. Die Sensorsignale der verschiedenen Sensoriken 26a-d sind natürlich etwas unterschiedlich, aber die Steuereinheit 28 erkennt, von welcher Phase sie die Signale empfängt, und kann die Kaffeebohnenparameter durch eine entsprechend angepasste Algorithmik und/oder eine entsprechend erweitere / angepasste Datenbank 29 trotzdem korrekt ermitteln.The sensor system 26a in/on the bean tank 14 can generate parameter-specific signals that relate directly to the coffee beans in the bean tank 14. With regard to the other two sensor systems 26b, 26c, it is pointed out as a precaution that the ground coffee after the coffee beans have been ground and the coffee product after the brewing process also have parameter-specific characteristics (in particular with regard to the particularly relevant variety and roast) of the coffee beans. With regard to the sensor system 26d, comparable parameter-specific characteristics can be determined from the coffee grounds. The advantage of determining parameter-specific characteristics from the coffee grounds is that the time interval available for determining the parameter-specific characteristics is many times longer than, for example, that of the sensor system 26c (making the coffee beverage), and, in addition, a time-dependent determination is possible. This enables a finer differentiation between different types of coffee, since aromas develop over time. The sensor signals of the various sensors 26a-d are of course slightly different, but the control unit 28 recognizes from which phase it receives the signals and can still correctly determine the coffee bean parameters using a correspondingly adapted algorithm and/or a correspondingly expanded/adapted database 29.

Wie in 1 angedeutet, kann die Steuereinheit 28 außerdem mit einem Ausgabeelement (optisch und/oder akustisch, oder digital) 30 gekoppelt sein. Das Ausgabeelement 30 kann auch mit einer nicht dargestellten Netzanbindung versehen sein, so dass ein Warnhinweis an einen sich entfernt von der Kaffeemaschine 10 befindlichen Benutzer, beispielsweise über ein mobiles Endgerät, ausgegeben werden kann. Insbesondere die Sensorik 26a an/in dem Bohnentank 14 kann zusätzlich zum Erstellen der parameterspezifischen Signale betreffend die Kaffeebohnen 15 in Form eines Geruchprofils so positioniert und konfiguriert sein, dass sie auch Gasgemische in oder aus der Umgebung der Kaffeemaschine 10 erfassen kann. Wenn diese eine Sensorik 26a auf diese Weise für die Kaffeemaschine nachteilige Gasgemische erfasst, gibt die Steuereinheit 28 basierend auf dem entsprechenden Signalempfang von der Sensorik 26a über das Ausgabeelement 30 einen entsprechenden Warnhinweises an den Benutzer der Kaffeemaschine 10 aus, damit der Benutzer die Situation der Kaffeemaschine und/oder deren Umgebung möglichst verbessern kann.As in 1 As indicated, the control unit 28 can also be coupled to an output element (optical and/or acoustic, or digital) 30. The output element 30 can also be provided with a network connection (not shown) so that a warning can be issued to a user located far away from the coffee machine 10, for example via a mobile device. In particular, the sensor system 26a on/in the bean tank 14 can, in addition to creating the parameter-specific signals relating to the coffee beans 15 in the form of an odor profile, be positioned and configured so that it can also detect gas mixtures in or from the environment of the coffee machine 10. If this sensor system 26a detects gas mixtures that are detrimental to the coffee machine in this way, the control unit 28 issues a corresponding warning to the user of the coffee machine 10 via the output element 30 based on the corresponding signal received from the sensor system 26a so that the user can improve the situation of the coffee machine and/or its environment as much as possible.

Obwohl nicht dargestellt, kann die Kaffeemaschine optional ferner wenigstens eine weitere Sensorik aufweisen, die ausgewählt ist aus einem Sensor zum Erfassen der Umgebungsluftfeuchtigkeit, einem Sensor zum Erfassen der Feuchtigkeit des Kaffeetresters, einem Sensor zum Erfassen des Ölgehalts der Kaffeebohnen 15 im Bohnentank 14, einem Sensor zum Erfassen des Ölgehalts der im Kaffeebrühsystem 16 gemahlenen Kaffeebohnen, einem Sensor zum Erfassen des Wassergehalts der Kaffeebohnen im Bohnentank 14, einem Sensor zum Erfassen des Wassergehalts der im Kaffeebrühsystem 16 gemahlenen Kaffeebohnen, und einem Sensor zum Erfassen des pH-Wertes des Wassers für das Kaffeebrühsystem 16.Although not shown, the coffee machine can optionally further comprise at least one further sensor system selected from a sensor for detecting the ambient air humidity, a sensor for detecting the moisture content of the coffee grounds, a sensor for detecting the oil content of the coffee beans 15 in the bean tank 14, a sensor for detecting the oil content of the coffee beans ground in the coffee brewing system 16, a sensor for detecting the water content of the coffee beans in the bean tank 14, a sensor for detecting the water content of the coffee beans ground in the coffee brewing system 16, and a sensor for detecting the pH value of the water for the coffee brewing system 16.

Die Qualität eines Kaffeegetränks ist neben den verwendeten Kaffeebohnen15 auch durch die folgenden Parameter beeinflussbar: durch den Mahlgrad der gemahlenen Kaffeebohnen, durch die verwendete Menge an gemahlenen Kaffeebohnen, durch die Temperatur des Wassers, durch den auf die gemahlenen Kaffeebohnen einwirkenden, von der Wasserpumpe 22 erzeugten Wasserdruck und durch die Durchlaufzeit des Wassers durch die gemahlenen Kaffeebohnen in der Brühkammer 18. Die Steuereinheit 28 vermag jeden der vorstehenden Parameter sowohl einzeln als auch eine Kombination einiger oder aller der vorstehenden Parameter derart anzusteuern, um ein einen geschmacklich optimiertes Kaffeegetränk zu erhalten.In addition to the coffee beans15 used, the quality of a coffee beverage can also be influenced by the following parameters: by the degree of grinding of the ground coffee beans, by the amount of ground coffee beans used, by the temperature of the water, by the water pressure acting on the ground coffee beans and generated by the water pump 22 and by the flow time of the water through the ground coffee beans in the brewing chamber 18. The control unit 28 can control each of the above parameters individually as well as a combination of some or all of the above parameters in such a way as to obtain a coffee beverage with an optimized taste.

Die Erfindung ist durch die anhängenden Ansprüche definiert. Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel dient nur dem besseren Verständnis der Erfindung, soll aber nicht den durch die Ansprüche definierten Schutzbereich einschränken. Wie für den Fachmann ersichtlich, sind auch noch andere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung möglich, insbesondere durch Weglassen einzelner Merkmale aus dem oder Hinzufügen zusätzlicher Merkmale in das oben beschriebene Ausführungsbeispiel.The invention is defined by the appended claims. The exemplary embodiment explained above only serves to better understand the invention, but is not intended to limit the scope of protection defined by the claims. As will be apparent to those skilled in the art, other embodiments are also possible within the scope of the invention, in particular by omitting individual features from or adding additional features to the exemplary embodiment described above.

BEZUGSZI FFERN LISTEREFERENCE NUMBERS LIST

1010: Kaffeemaschine (z.B. Kaffeevollautomat)Coffee machine (e.g. fully automatic coffee machine)
1212: GehäuseHousing
1414: BohnentankBean tank
1515: KaffeebohnenCoffee beans
1616: KaffeebrühsystemCoffee brewing system
1717: MahlwerkGrinder
1818: BrühkammerBrewing chamber
1919: TresterbehälterPomace container
2020: WassertankWater tank
2121: WasserleitungWater pipe
2222: Wasserpumpewater pump
2323: KaffeeauslassCoffee outlet
2424: KaffeebehälterCoffee container
2525: HeißwasserbereiterHot water heater
26a26a: Sensorik an 14Sensory at 14
26b26b: Sensorik an 17Sensory at 17
26c26c: Sensorik an 18 oder 23Sensory at 18 or 23
26d26d: Sensorik an 19Sensors at 19
2828: SteuereinheitControl unit
2929: DatenbankDatabase
3030: AusgabeelementOutput element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102019200788 A1 [0002]
DE 102021200925 A1 [0002]

Claims

Coffee machine (10), having a bean tank (14) for receiving coffee beans (15); a coffee brewing system (16) with - a grinder (17) for grinding the coffee beans (15), - a brewing chamber (18) for brewing the ground coffee beans with water and - a coffee outlet (23) for discharging the brewed coffee into a coffee container (24 ); a pulp container (19) for receiving coffee pulp and a control unit (28) for controlling the coffee brewing system (16), characterized in that the coffee machine (10) further has at least one sensor system (26a, 26b, 26c, 26d) in the form of an electronic nose for creating parameter-specific signals relating to the coffee beans (15); and the control unit (28) is connected to the at least one sensor system (26a, 26b, 26c; 26d) and is configured to determine coffee bean parameters based on the signals received from the at least one sensor system and the coffee brewing system (16) based on the determined ones Control coffee bean parameters.

Coffee machine (10) by Claim 1 , in which the at least one sensor system (26a, 26b, 26c, 26d) has a sensor system (26a) on the bean tank (15) for generating the parameter-specific signals relating to the coffee beans (15) in the bean tank (14) and/or at least one sensor system (26b, 26c) on the coffee brewing system (16) and/or a sensor system (26d) on the grounds container (19) for generating the parameter-specific signals relating to the coffee beans (15) treated in the coffee brewing system (16).

coffee machine (10). Claim 1 or 2 , in which the at least one sensor system (26a, 26b, 26c, 26d) is a sensor system (26b) on the grinder (17) for generating the parameter-specific signals relating to the coffee beans (15) treated in the grinder (17) and / or a sensor system (26c ) on the brewing chamber (18) or the coffee outlet (23) for creating the parameter-specific signals relating to the coffee beans (15) treated in the brewing chamber (16).

Coffee machine (10) according to one of the preceding claims, in which at least one sensor system (26a) of the at least one sensor system (26a, 26b, 26c, 26d) is further positioned and configured to create the parameter-specific signals relating to the coffee beans (15). to detect gas mixtures in or from the environment of the coffee machine (10); and the control unit (28) is further connected to an output element (30) for issuing a warning to the user when the at least one sensor system (26a) detects gas mixtures that are detrimental to the coffee machine.

A coffee machine (10) according to any one of the preceding claims, further comprising a hot water heater (25) for heating water.

Coffee machine (10) by Claim 5 in which the hot water heater (25) for heating water is arranged in a water tank (20) or on the water pipe (21), preferably in the coffee brewing system (16).

Coffee machine (10) according to one of the preceding claims, which further has at least one further sensor system, which is selected from a sensor for detecting the ambient air humidity, a sensor for detecting the moisture of the coffee pomace, a sensor for detecting the oil content of the coffee beans (15) in Bean tank (14), a sensor for detecting the oil content of the coffee beans ground in the coffee brewing system (16), a sensor for detecting the water content of the coffee beans (15) in the bean tank (14), a sensor for detecting the water content of the coffee beans ground in the coffee brewing system (16). Coffee beans, and a sensor for detecting the pH value of the water for the coffee brewing system (16).

Method for operating a coffee machine (10), comprising: grinding coffee beans (15); brewing the ground coffee beans with water; and dispensing the brewed coffee into a coffee container (24), characterized in that the method further comprises: generating parameter-specific signals relating to the coffee beans (15) by at least one sensor system (26a, 26b, 26c, 26d) in the form of an electronic nose; determining coffee bean parameters based on the parameter-specific signals generated by the at least one sensor system (26a, 26b, 26c, 26d); and controlling the steps of grinding the coffee beans (15) and brewing the ground coffee beans with water based on the determined coffee bean parameters.

Procedure according to Claim 8 , in which the parameter-specific signals relating to the coffee beans (15) in the bean tank (14) and/or from the treated coffee beans and/or from a coffee pomace are created.

Procedure according to Claim 8 or 9 , in which the parameter-specific signals relating to the ground coffee beans and/or relating to the coffee beans treated to brew coffee are created.

Procedure according to one of the Claims 8 until 10 , further comprising: detecting gas mixtures in or from the environment of the coffee machine (10) by at least one of the at least one sensor system (26a, 26b, 26c, 26d) in the form of an electronic nose; and issuing a warning to the user through an output element (30) when gas mixtures that are detrimental to the coffee machine (10) are detected.

Procedure according to one of the Claims 8 until 11 , characterized in that the method further comprises: heating water during or after grinding coffee beans (15); Brewing the ground coffee beans with the heated water; and controlling the steps of heating water and brewing the ground coffee beans with the heated water based on the determined coffee bean parameters.

Method according to one of the Claims 8 until 12 , further comprising detecting at least one further parameter which is selected from an ambient air humidity, a humidity of the coffee grounds, an oil content of the coffee beans (15) in the bean tank, an oil content of the ground coffee beans, a water content of the coffee beans (15) in the bean tank, a water content of the ground coffee beans and a pH value of the water for brewing the ground coffee beans.