ES2959844T3 - Aparato tostador - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un aparato (10) para tostar granos de café que comprende: - una cámara de tostado (1) que presenta una abertura inferior (11), - un impulsor de aire (2) configurado para impulsar un flujo de aire dentro de la cámara de tostado a través del fondo abertura de dicha cámara, - un calentador eléctrico (3) colocado debajo de la abertura inferior de la cámara configurado para calentar dicho flujo de aire conducido a la abertura inferior de la cámara de tostado, en donde el aparato comprende un conducto (6) para impulsar el flujo de aire caliente desde el calentador (3) hasta la abertura inferior (11) de la cámara de tostado, y en el que dicho conducto (6) comprende una constricción transversal local (61), y en el que al menos una sonda de temperatura está situada en dicha transversal local constricción (61) del conducto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato tostador
Campo de la invención
La presente invención se relaciona con un aparato para tostar granos de café con aire caliente y particularmente adecuado para usar en el hogar o en tiendas y cafeterías.
Antecedentes de la invención
El tostado de granos de café a pequeña escala que se realiza en casa o en tiendas y cafeterías usualmente se implementa con aparatos de tamaño pequeño en donde los granos de café se agitan dentro de aire caliente. Un tipo de aparato usa un tambor perforado giratorio en donde los granos de café se introducen y centrifugan mientras se suministra calor.
Otro tipo de aparato usa tecnología de lecho fluidizado que implementa una cámara de lecho fluidizado de aire caliente. Dentro de tal cámara, el aire caliente se empuja a través de una pantalla o una placa perforada debajo de los granos de café con suficiente fuerza para levantar los granos. El calor se transfiere a los granos a medida que giran y circulan dentro de este lecho fluidizado.
Derivada de un tostador industrial descrito en la patente de los EE. UU. núm. 3964175, esta tecnología se ha adaptado en dispositivos domésticos pequeños como en las patentes de los EE. UU. Núms. 4484064, 4494314, 4631838, 5269072, 5564331,2004/105922 y US2001/001349.
En los aparatos tostadores se pueden usar diferentes tipos de calentador como un quemador a gas o un calentador eléctrico. Para tostadores de tamaño pequeño, usualmente se prefieren calentadores eléctricos tales como una resistencia de calentamiento.
La mayoría de los tostadores que implementan la tecnología de lecho fluidizado presentan la misma configuración de los elementos clave, que son la cámara de tostado, el calentador y el impulsor de aire. Muy común y obviamente, estos elementos se colocan uno encima del otro a lo largo de un eje vertical, con el impulsor de aire ubicado en la posición más baja, la resistencia eléctrica por encima y la cámara de tostado por encima de la resistencia.
El tostado ocurre aplicando a los granos de café una curva particular de calor vs. tiempo (denominado perfil de tostado). El control de este perfil de tostado, a través del control de la potencia del calentador y/o la potencia del impulsor de aire, usualmente se obtiene al monitorear la temperatura con un sensor de temperatura (control de proceso mediante circuito de retroalimentación). Idealmente, este sensor se ubica dentro de la cámara de tostado para medir la temperatura de los granos en sí. Sin embargo, preferentemente, en tostadores pequeños, la cámara de lecho fluidizado de aire caliente puede extraerse del aparato para introducir y extraer los granos manualmente, así como para operaciones de limpieza. Con tal cámara extraíble, no se recomienda ubicar una sonda de temperatura dentro de la cámara y usualmente, en esa configuración, se prefiere ubicar el sensor de temperatura debajo de la cámara extraíble, es decir, dentro del conducto que conduce aire caliente a la cámara. Sin embargo, dentro de esta configuración, se ha observado que la medida no es muy precisa con el efecto que no proporciona el tostado óptimo debido a la falta de información precisa en el circuito de retroalimentación de temperatura.
Un objetivo de la presente invención es abordar ese problema.
Sumario de la invención
En un primer aspecto de la invención, se proporciona un aparato para tostar granos de café que comprende:
- una cámara de tostado que presenta una abertura inferior,
- un impulsor de aire configurado para impulsar un flujo de aire dentro de la cámara de tostado a través de la abertura inferior de dicha cámara,
- un calentador eléctrico se ubica debajo de la abertura inferior de la cámara, configurado para calentar dicho flujo de aire impulsado a la abertura inferior de la cámara de tostado,
en donde el aparato comprende un conducto para impulsar el flujo de aire caliente desde el calentador a la abertura inferior de la cámara de tostado, y
en donde dicho conducto comprende una constricción transversal local que reduce la sección del conducto a una sección transversal mínima, y
en donde al menos una sonda de temperatura se ubica en dicha sección transversal mínima de la constricción transversal local del conducto.
El aparato tostador comprende una cámara de tostado que presenta una abertura inferior y usualmente una abertura superior. Esta cámara de tostado se diseña para permitir la producción de un lecho fluidizado de aire caliente cuando se introduce aire caliente a través de la abertura inferior.
Generalmente, la abertura inferior comprende una rejilla para contener los granos dentro de la cámara mientras que permite el paso de aire caliente a través de esta.
La abertura superior permite la evacuación de humo y partículas generadas durante la operación de tostado. También permite la introducción de granos a tostar y la eliminación de granos tostados al final de la operación de tostado. Para estas últimas operaciones, la cámara de tostado puede extraerse del alojamiento del aparato.
El aparato comprende un impulsor de aire configurado para impulsar un flujo de aire dentro de la cámara de tostado a través de la abertura inferior de dicha cámara. Usualmente, este impulsor de aire es un soplador de aire o un ventilador diseñado para soplar aire hacia arriba a la cámara de tostado.
El aparato comprende un calentador eléctrico ubicado debajo de la abertura inferior de la cámara y configurado para calentar el flujo de aire antes de introducirlo dentro de la cámara de tostado.
Generalmente, el calentador se ubica justo debajo de la abertura inferior de la cámara para limitar la pérdida de calor durante el movimiento de aire caliente desde el calentador hacia la cámara de tostado. Además, esta posición del calentador proporciona una buena regulación de la temperatura durante el proceso de tostado en la cámara de tostado: en efecto también: de hecho cualquier cambio de temperatura del calentador afecta inmediatamente la temperatura dentro de la cámara de tostado.
Además, el aparato comprende un conducto, una tubería, un canal o un tubo para impulsar el flujo de aire caliente desde el calentador hacia la abertura inferior de la cámara de tostado. En consecuencia, este conducto guía el flujo de aire caliente desde el calentador hacia la abertura inferior de la cámara.
Este conducto comprende una constricción transversal local que reduce la sección del conducto a una sección transversal mínima y al menos una sonda de temperatura se ubica en esta constricción transversal local del conducto en dicha sección transversal mínima del conducto.
Esta constricción transversal local crea una reducción del diámetro hidráulico del conducto a lo largo de una pequeña parte del conducto. El flujo de aire que circula a través de esta reducción se homogeneiza más que corriente arriba y, como resultado, la temperatura medida en esta posición es más precisa y confiable.
Generalmente, el aparato comprende un controlador dispuesto para controlar dicho aparato, este controlador está adaptado para controlar el calentador eléctrico y/o el impulsor de aire en base a la temperatura del flujo de aire medido por la al menos una sonda de temperatura.
Debido a la medida más precisa y confiable del flujo de aire caliente introducido en la cámara de tostado, se mejora el control del calentador eléctrico y/o el impulsor de aire a través del circuito de retroalimentación y una curva predeterminada del perfil de tostado puede aplicarse cuidadosamente a los granos. En consecuencia, el tostado consistente puede aplicarse repetidamente.
Al menos dos sondas de temperatura pueden ubicarse en dicha sección transversal mínima, cada sonda se ubica en posiciones radiales diferentes. La presencia de varias sondas que miden la temperatura en diferentes puntos del plano de la sección transversal mínima permite verificar la homogeneidad del flujo de aire caliente.
En la realización preferida, el diámetro hidráulico de la sección transversal mínima puede estar comprendido entre 15 y 25 mm.
Dentro de tal área, se minimiza el riesgo de diferentes flujos de aire con diferentes temperaturas. Por diámetro hidráulico, se entiende que el diámetro de un conducto con sección en forma redonda presenta la misma área en sección transversal que un conducto con la sección de una forma diferente.
Preferentemente, el diseño de la constricción comprende una reducción progresiva de la sección transversal del conducto hacia abajo hasta una sección transversal mínima y un aumento progresivo de la sección transversal del conducto desde dicha sección transversal mínima. En consecuencia, la constricción incluye un área progresivamente convergente y después un área progresivamente divergente. Además del efecto de la homogeneización del flujo de aire en la sección transversal mínima, este diseño proporciona una aceleración de la velocidad del flujo de aire caliente corriente abajo de la constricción. Como resultado, el aire caliente puede introducirse en la cámara de tostado a una velocidad alta con el efecto de crear un lecho fluidizado de aire y agitar los granos de café incluso si los granos son densos como los granos verdes con alto nivel de humedad. Los granos son afectados energéticamente por el flujo de aire caliente en la abertura inferior de la cámara y proyectados hacia arriba, lo que permite ubicar otros granos en la parte inferior. Como resultado, los granos se ubican alternativamente en la parte inferior de la cámara, lo que garantiza un tostado homogeneizado de todos los granos y evita el sobrecalentamiento de algunos de los mismos.
Preferentemente, el diámetro hidráulico (0) de la sección transversal mínima está comprendido entre 1/3 y 2/3 del diámetro hidráulico (D) del conducto corriente arriba de la constricción. Generalmente, el conducto presenta el mismo diámetro hidráulico y la misma forma corriente arriba y corriente abajo de la sección transversal mínima. Preferentemente, la parte inferior de la cámara de tostado se ubica por encima de la sección transversal mínima a una distancia d, estando dicha distancia d comprendida entre 2 y 3 veces el diámetro hidráulico de la sección transversal mínima.
A medida que la parte inferior de la cámara de tostado soporta los granos de café introducidos dentro de la cámara, esta distancia permite la producción de un flujo de aire caliente con una velocidad aumentada en la abertura inferior de la cámara para agitar los granos.
En una realización, el conducto puede comprender un mezclador estático, estando dicho mezclador estático ubicado corriente arriba de la constricción.
Este mezclador estático se configura para interrumpir el flujo de aire caliente y mezclar las diferentes zonas potenciales de aire que presentan temperaturas diferentes corriente abajo del calentador. Después, la constricción permite la homogeneización de dichos flujos mezclados en temperatura y presión antes de suministrar a la cámara de tostado dicho aire caliente homogeneizado.
El mezclador estático puede diseñarse para crear una turbulencia, una rotación o un remolino del aire caliente. Se puede usar cualquier tipo de mezclador estático de aire. El mezclador estático puede diseñarse en la pared lateral del conducto, por ejemplo, como una ranura ahuecada en la pared lateral y que presenta la forma de una espiral o rosca de tornillo. El mezclador estático puede comprender aletas que se extienden desde la pared lateral del conducto a través de la sección del conducto.
Como se menciona anteriormente, preferentemente, la cámara de tostado se monta de manera extraíble en el alojamiento, la abertura inferior de la cámara de tostado coopera con el extremo de salida de aire caliente del conducto cuando la cámara de tostado se monta en el alojamiento del aparato.
Otros objetivos y características ventajosas de la invención resultarán evidentes a partir de las reivindicaciones, la descripción detallada y los dibujos anexos.
Breve descripción de las figuras
Ahora se describirán en detalle realizaciones específicas de la invención, a manera de ejemplo, con referencia a las siguientes figuras en las que:
- La Figura 1 es una vista esquemática de un aparato de tostado de acuerdo con la invención,
- La Figura 2 es una vista esquemática de la unidad generadora de flujo de aire caliente del aparato de la Figura 1,
- La Figura 3 es una figura esquemática que ilustra una sección vertical y transversal del conducto y la parte inferior de la cámara de tostado en el aparato de acuerdo con la presente invención,
- La Figura 4 muestra un diagrama de bloques de un sistema de control del aparato de acuerdo con la Figura 1. Descripción detallada de las realizaciones ilustrativas
Aparato tostador
La Figura 1 muestra una parte de vista lateral ilustrativa de un aparato tostador 10. Funcionalmente, el aparato tostador 10 puede operarse para tostar granos de café contenidos en una cámara 1 por medio de un flujo de aire caliente introducido dentro de esta cámara. En un primer nivel, el aparato comprende: un alojamiento 4, una unidad tostadora y un sistema de control 80. Estos componentes se describirán secuencialmente a continuación.
Unidad tostadora del aparato tostador
La unidad tostadora es operable para recibir y tostar granos de café.
La unidad tostadora típicamente comprende en un segundo nivel del aparato tostador 10: una cámara 1, un impulsor de flujo de aire 2, un calentador 3, que se describen secuencialmente.
La cámara 1 se configura para recibir y contener los granos de café introducidos por el operador. En la realización preferida, la cámara 1 puede extraerse del alojamiento 4. La cámara puede colocarse fuera del aparato tostador:
- para introducir o extraer granos de café, o
- para limpiar y dar mantenimiento a la cámara una vez que se extrae, o
- para limpiar la parte de alojamiento vertical 43 detrás de la cámara.
La abertura inferior 11 de la cámara se configura para permitir el paso del aire, específicamente puede comprender una placa perforada sobre la cual pueden yacer los granos y a través de la cual el aire puede fluir hacia arriba. La cámara 1 comprende un mango para permitir al usuario retirar la cámara del alojamiento y sostenerla fuera del alojamiento.
Un colector de cáscaras (no se ilustra) está en comunicación continua con la cámara 1 para recibir cáscaras que se separan progresivamente de los granos y debido a su baja densidad se expulsan hacia el colector de cáscaras.
El impulsor de flujo de aire 2 puede operarse para generar un flujo de aire (flechas de líneas punteadas) en dirección a la parte inferior de la cámara. El flujo generado se configura para calentar los granos y para agitar y levantar los granos. Como resultado, los granos se calientan de manera homogénea. Específicamente, el impulsor de flujo de aire puede ser un ventilador accionado por un motor. Pueden proporcionarse entradas de aire 42 dentro de la base del alojamiento para suministrar aire dentro del alojamiento, el impulsor de flujo de aire sopla este aire ascendentemente a través de un pasaje 5 hacia un orificio de salida de aire 41 en dirección a la cámara 1 como se ilustra mediante flechas con líneas punteadas.
El calentador 3 puede operarse para calentar el flujo de aire generado por el impulsor de flujo de aire 2. En la realización específica que se ilustra, el calentador es una resistencia eléctrica ubicada entre el ventilador 2 y la abertura inferior 11 de la cámara con el resultado de que el flujo de aire se calienta antes de entrar en la cámara 1 para calentar y levantar los granos. El calentador 3 usualmente se ubica justo debajo del orificio de salida de aire 41, generalmente a aproximadamente 10 cm, para un mejor control del calentamiento y para evitar la pérdida de calor.
El calentador 3 puede operarse para aplicar un perfil de tostado a los granos, este perfil de tostado se define como una curva de temperatura vs. tiempo.
Cuando la cámara se monta en el alojamiento, la parte inferior de la cámara se conecta firmemente al orificio de salida de aire 41 para evitar que el flujo de aire caliente se filtre en la conexión.
La abertura superior 12 de la cámara se conecta a un dispositivo de evacuación de humo y partículas (no se ilustra).
La Figura 2 ilustra más precisamente la unidad generadora de flujo de aire caliente de la Figura 1 y en particular el conducto o tubo 6 que impulsa el flujo de aire caliente desde el calentador hasta la abertura inferior 11 de la cámara de tostado. Este conducto 6 comprende una constricción transversal local 61 y una sonda de temperatura 7 se ubica en dicha constricción transversal local.
Cuando se pasa a través de esta constricción, el flujo de aire caliente se homogeneiza y la temperatura medida por la sonda 7 proporciona exactamente la temperatura de dicho aire caliente que se suministra adicionalmente a la parte inferior 11 de la cámara de tostado. Se ilustra esquemáticamente cómo la sección grande del conducto 5 donde el flujo de aire entra en contacto con el calentador 3 puede comprender varios flujos de aire, cada uno calentándose por las diferentes partes del calentador y más o menos cerca de la cara lateral del pasaje 5. Estos flujos se tratan diferentemente y aunque pueden presentar temperaturas en el mismo rango de grados, las sondas de temperatura ubicadas en diferentes posiciones radiales en una sección transversal del pasaje 5 medirían diferentes temperaturas. Cuando la temperatura es información monitoreada para controlar el calentador y/o el impulsor de aire en un circuito de retroalimentación para aplicar un perfil de tostado particular (curva de temperatura vs. tiempo), esta diferencia de temperatura no es aceptable y conduce a un tostado inconsistente.
Como se ilustra mediante las flechas en el área de la constricción, dicha constricción fuerza la mezcla de los distintos flujos no homogéneos resultando en un flujo de aire que presenta la misma temperatura en toda la sección de la constricción. Como resultado, el flujo de aire homogeneizado de constricción y la temperatura medida por la sonda 7 en la constricción reflejan exactamente la temperatura del flujo de aire caliente suministrado a la parte inferior 11 de la cámara y pueden usarse confiablemente en el circuito de retroalimentación de control del calentamiento.
La Figura 3 proporciona más detalles sobre la constricción 61 en el conducto 6 a través de una vista en sección vertical a lo largo del plano vertical BB y una vista en sección transversal a lo largo del plano horizontal AA que atraviesa la sección transversal mínima del conducto en la constricción 61.
El conducto 6 guía el flujo de aire caliente F que acaba de entrar en contacto con el calentador hacia la abertura inferior 11 de la cámara de tostado. La cámara de tostado 1 comprende granos de café 16. Una rejilla o tamiz retiene los granos dentro de la cámara. En consecuencia, el aire caliente puede pasar a través de la rejilla o tamiz.
El conducto 6 comprende una constricción 61: el diámetro corriente arriba D del conducto se reduce a un diámetro más pequeño 0 a través de una reducción progresiva 61a. Preferentemente, la sección del conducto es circular, sin embargo, dependiendo de la arquitectura del aparato tostador, otras formas pueden contemplarse para la sección.
Preferentemente, a través de esta reducción progresiva 61a, el diámetro hidráulico D del conducto corriente arriba de la constricción 61 se reduce al diámetro hidráulico 0 de la sección transversal mínima en una relación comprendida entre 1/3 y 2/3 (es decir, 1/3 D < 0 < 2/3 D).
Como se ilustra en la vista en sección transversal, al menos una sonda, en este caso dos, se ubica en la constricción para medir la temperatura del aire que pasa a través de la constricción. Debido a la pequeña sección transversal, la temperatura medida es homogénea en cualquier posición radial de la sonda en la sección transversal. Preferentemente, el diámetro hidráulico 0 de la sección transversal mínima de la constricción está comprendido entre 15 y 25 mm.
El conducto 6 puede fabricarse con este diseño interno particular de la constricción. Alternativamente, un inserto puede ubicarse y conectarse dentro de un conducto recto.
La constricción está limitada a un área local. Corriente abajo de la sección transversal mínima, el conducto usualmente presenta la misma sección transversal que corriente arriba de la sección transversal mínima. Preferentemente, la constricción comprende una abertura progresiva 61b. La longitud longitudinal de la reducción progresiva 61a puede ser de aproximadamente 15 mm y similarmente la abertura progresiva 61b puede ser de aproximadamente 15 mm.
Además de la abertura progresiva 61b de la constricción corriente abajo, se incrementa la velocidad del flujo de aire F corriente abajo de la constricción. Este aumento de la velocidad de aire es particularmente útil cuando el aire caliente impacta los granos de café 16 en la cámara de tostado porque el flujo de aire puede ejercer sobre los granos una fuerza suficiente para elevarlos incluso si estos granos son densos como los granos verdes. Los granos se separan uno de los otros y se renuevan los granos ubicados en la posición más baja de la cámara, lo que limita el riesgo de volcar los granos. El efecto se refuerza si la constricción 61 no está lejos de la parte inferior de la cámara 11. Preferentemente, la parte inferior 11 de la cámara de tostado se ubica por encima de la sección transversal mínima a una distancia d, estando dicha distancia d comprendida entre 2 y 3 veces el diámetro hidráulico 0 de la sección transversal mínima.
Además, incluso si se crean algunas turbulencias en el flujo de aire corriente abajo de la constricción, la corta distancia entre la constricción 61 y la parte inferior 11 no conduce a un cambio en la temperatura medida por la(s) sonda(s) y el circuito de retroalimentación es confiable.
Sistema de control del aparato tostador
Con referencia a las Figuras 1 y 4, ahora se considerará el sistema de control 80: el sistema de control 80 puede operarse para controlar los componentes de aparato para tostar granos de café. El sistema de control 80 típicamente comprende en un segundo nivel del aparato tostador: una interfaz de usuario 17, una unidad de procesamiento 8, un sensor de temperatura 7, una fuente de alimentación 14, una unidad de memoria 9, sensores 18, opcionalmente una interfaz de comunicación 13 para conexión remota, opcionalmente un lector de códigos 15.
La interfaz de usuario 17 comprende hardware para permitir a un usuario interactuar con la unidad de procesamiento 8, por medio de una señal de interfaz de usuario. Más particularmente, la interfaz de usuario recibe comandos de un usuario, la señal de interfaz de usuario transfiere dichos comandos a la unidad de procesamiento 8 como una entrada. Los comandos pueden ser, por ejemplo, una instrucción para ejecutar un proceso de tostado y/o para ajustar un parámetro operacional del aparato tostador 10 y/o para encender o apagar el aparato tostador 10. La unidad de procesamiento 8 puede emitir también una retroalimentación a la interfaz de usuario 17 como parte del proceso de tostado, p. ej., para indicar que se ha iniciado el proceso de tostado o que se ha seleccionado un parámetro asociado con el proceso o para indicar la evolución de un parámetro durante el proceso o para crear una alarma. En una realización particular, la interfaz de usuario puede usarse para proporcionar identificación de los granos de café introducidos dentro de la cámara por el usuario mediante la entrada manual tal como la selección de un tipo de identificación en una lista de granos de café preseleccionados o ingresando una referencia digital del café, por ejemplo, leer de un paquete de granos de café.
El hardware de la interfaz de usuario puede comprender cualquier dispositivo o dispositivos adecuados, por ejemplo, el hardware comprende uno o más de los siguientes: botones, tal como un botón de palanca de mando, botón pulsador o perilla, palanca de mando, LED, LDC de gráficos o caracteres, pantalla gráfica con botones de detección táctil y/o de borde de pantalla. La interfaz de usuario 20 puede formarse como una unidad o una pluralidad de unidades distintas.
Una parte de la interfaz de usuario también puede estar en una aplicación móvil cuando el aparato se proporciona con una interfaz de comunicación 13 como se describe más abajo. En ese caso, la entrada y salida pueden transmitirse al dispositivo móvil a través de la interfaz de comunicación 13.
Los sensores 18 pueden operarse para proporcionar una señal de entrada a la unidad de procesamiento 8 para monitorear el proceso de tostado y/o un estado del aparato tostador. La señal de entrada puede ser una señal analógica o digital. Los sensores 18 comprenden típicamente al menos uno o más de los siguientes sensores: sensor de nivel de granos asociado con la cámara 1, sensor de velocidad de flujo de aire, sensor de posición asociado con la cámara y/o el colector de cáscaras.
Similarmente, la sonda de temperatura 7 proporciona una señal de entrada a la unidad de procesamiento 8 para monitorear el proceso de tostado en la constricción transversal local 61.
Un lector de códigos 15 puede proporcionarse y operarse para leer un código en el paquete de granos de café y proporcionar automáticamente una entrada que es la identificación de los granos de café introducidos en la cámara 1.
La unidad de procesamiento 8 comprende generalmente componentes del sistema de entrada y salida de memoria dispuestos como un circuito integrado, típicamente como un microprocesador o un microcontrolador. La unidad de procesamiento 8 puede comprender otros circuitos integrados adecuados, tales como: un ASIC, un dispositivo lógico programable tal como una PAL, CPLD, FPGA, PSoC, un sistema en un chip (SoC), un circuito integrado análogo, tal como un controlador. Para tales dispositivos, cuando sea apropiado, el código de programa mencionado anteriormente puede considerarse lógica programada o para comprender adicionalmente lógica programada. La unidad de procesamiento 8 puede comprender también uno o más de los circuitos integrados mencionados anteriormente. Un ejemplo de esto último es que varios circuitos integrados se disponen en comunicación entre sí de una manera modular, p. ej., un circuito integrado esclavo para controlar la interfaz de usuario 17 en comunicación con un circuito integrado maestro para controlar la unidad tostadora 10.
La fuente de alimentación 14 puede operarse para suministrar energía eléctrica a dichos componentes controlados y la unidad de procesamiento 8. La fuente de alimentación 14 puede comprender varios medios, tales como una batería o una unidad para recibir y acondicionar un suministro eléctrico principal. La fuente de alimentación 14 puede conectarse operativamente a parte de la interfaz de usuario 17 para encender o apagar el aparato tostador 10.
La unidad de procesamiento 8 comprende generalmente una unidad de memoria 9 para almacenar instrucciones como código de programa y opcionalmente datos. Con este propósito, la unidad de memoria comprende típicamente: una memoria no volátil, p. ej., EPROM, EEPROM o Flash para el almacenamiento del código de programa y de los parámetros operativos como instrucciones, memoria volátil (RAM) para el almacenamiento temporal de datos. La unidad de memoria puede comprender una memoria separada y/o integrada (p. ej., en una matriz del semiconductor). Para los dispositivos lógicos programables, las instrucciones pueden almacenarse como lógica programada.
Las instrucciones almacenadas en la unidad de memoria 9 pueden idealizarse como que comprenden un programa de tostado de granos de café.
El programa de tostado de granos de café puede efectuar el control del impulsor de flujo de aire 2 y/o el calentador 3 usando la señal del sensor de temperatura 7.
La unidad de procesamiento 8 puede operarse para:
- recibir una entrada del sensor de temperatura 7,
- procesar la entrada de acuerdo con el código de programa de tostado (o lógica programada) almacenado en la unidad de memoria 9 (o ingresado eventualmente desde una fuente externa tal como la interfaz de comunicación 13),
- proporcionar una salida, que es el proceso de tostado de acuerdo con la receta de tostado. Más específicamente, la salida comprende la operación de al menos el calentador 3 y el impulsor de flujo de aire 2.
La temperatura medida por la sonda de temperatura 7 se usa para adaptar la potencia del calentador 3 y/o la potencia del impulsor de aire 2 en un circuito de retroalimentación para aplicar un perfil de tostado predeterminado a los granos.
Dependiendo del tipo de control aplicado al tostador, el calentador 3 puede alimentarse con una potencia predeterminada, lo que significa que su temperatura es constante y, en ese caso, la potencia del impulsor de aire 2 puede controlarse con base en la temperatura monitoreada en la sonda 7 para variar el tiempo de contacto del aire de flujo a través del calentador durante su movimiento. Alternativamente, el impulsor de aire 2 puede alimentarse con una potencia predeterminada, lo que significa que la velocidad de flujo del aire es constante y, en ese caso, la potencia del calentador 2 puede controlarse con base en la temperatura monitoreada en la sonda 7 para calentar más o menos aire durante su paso a través del calentador.
En una última alternativa, tanto el calentador 3 como el impulsor de aire 2 pueden controlarse con base en el monitoreo de la temperatura mediante la sonda 7.
Aunque la invención se ha descrito con referencia a las realizaciones ilustradas anteriormente, se apreciará que la invención reivindicada no se limita de ninguna manera por estas realizaciones ilustradas.
Pueden realizarse variaciones y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención, en la medida en que las reivindicaciones las abarcan.
Como se usa en la presente memoria descriptiva, las palabras “comprende”, “que comprende”, y palabras similares, no deben interpretarse en un sentido exclusivo o exhaustivo. En otras palabras, están destinadas a significar “que incluyen, pero no se limitan a”.
Lista de referencias en los dibujos:
Cámara de tostado 1
Abertura inferior 11
Abertura superior 12
Impulsor de aire 2
Calentador 3
Alojamiento 4
Orificio de salida de aire 41
Entrada de aire 42
Parte vertical 43
Pasaje de aire 5
Conducto 6
Constricción 61
Reducción 61a
Abertura 61b
Sonda de temperatura 7
Sistema de control 8
Unidad de procesamiento 80
Aparato tostador 10
Interfaz de comunicación 13
Fuente de alimentación 14
Lector de códigos 15
Granos de café 16
Interfaz de usuario 17
Sensores 18
Claims (9)
1. Aparato (10) para tostar granos de café que comprende:
- una cámara de tostado (1) que presenta una abertura inferior (11),
- un impulsor de aire (2) configurado para impulsar un flujo de aire dentro de la cámara de tostado a través de la abertura inferior de la cámara,
- un calentador eléctrico (3) ubicado debajo de la abertura inferior de la cámara, configurado para calentar el flujo de aire impulsado a la abertura inferior de la cámara de tostado,
- al menos una sonda de temperatura (7),
en donde el aparato comprende un conducto (6) para impulsar el flujo de aire caliente desde el calentador (3) hasta la abertura inferior (11) de la cámara de tostado, y
en donde dicho conducto (6) comprende una constricción transversal local (61) que reduce la sección del conducto a una sección transversal mínima, y
caracterizado por que la al menos una sonda de temperatura (7) se ubica en dicha sección transversal mínima del conducto.
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho aparato comprende un controlador (8) dispuesto para controlar dicho aparato, estando el controlador adaptado para controlar el calentador eléctrico (3) y/o el impulsor de aire (2) basado en la temperatura del flujo de aire medida por la al menos una sonda de temperatura (7).
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde al menos dos sondas de temperatura (7) se ubican en dicha sección transversal mínima del conducto, estando cada sonda ubicada en posiciones radiales diferentes.
4. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el diámetro hidráulico (0) de la sección transversal mínima de la constricción transversal local está comprendido entre 15 y 25 mm.
5. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el diseño de la constricción comprende una reducción progresiva (61a) de la sección transversal del conducto hacia abajo hasta la sección transversal mínima y una abertura progresiva (61b) de la sección transversal del conducto desde la sección transversal mínima.
6. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el diámetro hidráulico (0) de la sección transversal mínima está comprendido entre 1/3 y 2/3 del diámetro hidráulico (D) del conducto corriente arriba de la constricción.
7. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la parte inferior (11) de la cámara de tostado se ubica por encima de la sección transversal mínima a una distancia d, estando dicha distancia d comprendida entre 2 y 3 veces el diámetro hidráulico (0 ) de la sección transversal mínima.
8. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el conducto (6) comprende un mezclador estático, estando dicho mezclador estático ubicado corriente arriba de la constricción.
9. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la cámara de tostado está montada de manera extraíble en el alojamiento (4), cooperando la abertura inferior (11) de la cámara de tostado con el extremo de salida de aire caliente del conducto cuando la cámara de tostado se monta en un alojamiento (4) del aparato tostador.
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