RU2798460C2 - Machine for grinding coffee for dispensing a portion of stratified (layered) ground coffee and associated method - Google Patents
Machine for grinding coffee for dispensing a portion of stratified (layered) ground coffee and associated method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798460C2 RU2798460C2 RU2021123404A RU2021123404A RU2798460C2 RU 2798460 C2 RU2798460 C2 RU 2798460C2 RU 2021123404 A RU2021123404 A RU 2021123404A RU 2021123404 A RU2021123404 A RU 2021123404A RU 2798460 C2 RU2798460 C2 RU 2798460C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coffee
- speed
- rotational speed
- grinding
- particle size
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
ПредпосылкиPrerequisites
Настоящее изобретение относится к машине для измельчения кофейных зерен. Машина для измельчения кофейных зерен может быть отдельной машиной или может быть встроена в машину для изготовления напитков на основе кофе. Такая машина известна как "машина для измельчения кофе", "кофемолка" или "кофейная мельница". Боле конкретно, настоящее изобретение относится к машине для измельчения кофе, выполненной с возможностью выдавать порцию соответствующим образом стратифицированного (слоистого) молотого кофе.The present invention relates to a machine for grinding coffee beans. The coffee bean grinder may be a stand-alone machine or may be integrated into a coffee-based beverage machine. Such a machine is known as a "coffee grinder", "coffee grinder" or "coffee grinder". More specifically, the present invention relates to a coffee grinder capable of dispensing a portion of suitably stratified (layered) ground coffee.
Предшествующий уровень техникиPrior Art
Как известно, для приготовления кофе эспрессо используют определенное количество молотого кофе, обычно именуемое "порция". Порция может быть одинарная, двойная или множественная. Порция молотого кофе загружается в фильтрующую корзину, обычно выполненную в форме чашки, открытой сверху и имеющую в дне микроперфорации. Обычно порцию кофе прессуют внутри фильтрующей корзины для формирования таблетки кофейного порошка. Фильтр, в свою очередь, поддерживается держателем фильтра, выполненным с возможностью разъемного зацепления, расположенным внутри раздаточного узла кофемашины для приготовления эспрессо. Эспрессо приготавливают, пропуская горячую воду под давлением сквозь таблетку кофейного порошка.As you know, for the preparation of espresso coffee use a certain amount of ground coffee, commonly referred to as "portion". A portion can be single, double or multiple. A portion of ground coffee is loaded into a filter basket, usually made in the form of a cup, open at the top and having micro-perforations at the bottom. Typically, a portion of coffee is compressed inside a filter basket to form a tablet of coffee powder. The filter, in turn, is supported by a releasably engaged filter holder located inside the dispenser of the espresso coffee machine. Espresso is made by forcing pressurized hot water through a tablet of coffee powder.
Кофейный порошок получают с помощью машины для измельчения кофе. В известной машине для измельчения кофе кофейные зерна подвергаются помолу, проходя сквозь размалывающие элементы. Известны размалывающие элементы плоского, конического или цилиндрического типа. Обычно размалывающие элементы машины для измельчения кофе содержат неподвижный элемент и элемент, вращающийся относительно неподвижного элемента. Например, в кофемолке с коническими размалывающими элементами один жернов неподвижен и стационарен, а другой жернов приводится во вращение двигателем. В некоторых машинах для измельчения кофе имеется возможность менять расстояние между жерновами, чтобы менять размер частиц кофейного порошка.Coffee powder is obtained using a coffee grinder. In a known coffee grinder, the coffee beans are ground by passing through the grinding elements. Known grinding elements of a flat, conical or cylindrical type. Typically, the grinding elements of a coffee grinder include a fixed element and an element that rotates relative to the stationary element. For example, in a coffee grinder with conical grinding elements, one burr is fixed and stationary, while the other burr is driven by a motor. Some coffee grinders have the ability to change the distance between the grinders to change the particle size of the coffee powder.
В US 2016/220067 А1 описана кофемолка с переменной частотой вращения.US 2016/220067 A1 describes a variable speed coffee grinder.
В EP 2 810 592 А1 описана кофейная мельница, в частности для автоматической кофемашины.
В WO 2017/055 433 А1 описана кофемолка с переменной частотой вращения.WO 2017/055 433 A1 describes a variable speed coffee grinder.
В DE 35 03 011 А1 описано устройство для установки зазора в жернове мельницы для зерна.DE 35 03 011 A1 describes a device for setting the gap in the burr of a grain mill.
В CN 107 692 874 А описано устройство регулирования частоты вращения в измельчающем устройстве.CN 107 692 874 A describes a device for speed control in a shredder.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
Заявитель провел эксперименты, связанные с порошком молотого кофе. Для целей настоящего изобретения считается, что порошок молотого кофе образован, по существу, частицами или гранулами, которые имеют теоретический характерный размер. Этот теоретический характерный размер в нижеследующем описании также будет именоваться термином "эквивалентный диаметр". Кроме того, в качестве альтернативы полному термину "порошок молотого кофе" и другим подобным выражениям может использоваться сокращенный термин "измельченный продукт".The Applicant has carried out experiments with ground coffee powder. For the purposes of the present invention, ground coffee powder is considered to be formed essentially by particles or granules that have a theoretical characteristic size. This theoretical characteristic dimension will also be referred to as "equivalent diameter" in the following description. In addition, as an alternative to the full term "ground coffee powder" and other similar expressions, the abbreviated term "ground product" may be used.
Заявитель обнаружил, что все известные машины для измельчения кофе, независимо от производителя иди типа размалывающего элемента, производят измельченный продукт, содержащий гранулы, которые могут сильно отличаться друг от друга размером. Диапазон эквивалентных диаметров охватывает три порядка величин, от нескольких микрон до более одного миллиметра.The Applicant has found that all known coffee grinding machines, regardless of manufacturer or type of grinding element, produce a ground product containing granules which can vary widely in size. The range of equivalent diameters covers three orders of magnitude, from a few microns to more than one millimeter.
Это относительно большое количество гранул можно выразить как профиль, именуемый "профилем размера частиц" или "кривой размера частиц", который имеет форму (независимо от использованной машины для измельчения кофе), подобную показанной на фиг. 1.This relatively high number of granules can be expressed as a profile referred to as "particle size profile" or "particle size curve", which has a shape (regardless of the coffee grinder used) similar to that shown in FIG. 1.
Кривая, показывающая профиль размера частиц, именуется бимодальным профилем. Высокий пик (справа) называется "первая мода", а нижний пик (слева) называется "вторая мода".The curve showing the particle size profile is referred to as the bimodal profile. The high peak (on the right) is called the "first mode" and the lower peak (on the left) is called the "second mode".
Как было кратко упомянуто выше, молотый кофе предназначен для использования в кофемашине, приготовляющей эспрессо и раздающей напитки на основе кофе.As briefly mentioned above, ground coffee is intended for use in an espresso machine that dispenses coffee-based beverages.
Очевидно, что порошок, в котором имеется большое количество мелких частиц, приводит к выдаче меньшего потока воды и, следовательно, к меньшему количеству напитка за то же время выдачи по сравнению с порошком, в котором больше крупных частиц.Clearly, a powder that has a large amount of fine particles results in a lower water flow and hence less beverage in the same dispensing time compared to a powder that has more coarse particles.
Обычно, каждый бармен соответственно регулирует свою машину для измельчения кофе, чтобы получить размер частиц, который, по его/ее мнению дает оптимальный напиток.Typically, each bartender adjusts his/her coffee grinder accordingly to obtain the particle size that he/she thinks produces the optimum drink.
Независимо от того, имеет ли машина плоские, конические или цилиндрические жернова, чем меньше расстояние между измельчающими элементами, тем больше будет количество мелких частиц и тем меньше будет количество крупных частиц. Для большего расстояния между измельчающими элементами, верным будет обратное (т.е., меньшее количество мелких частиц и большее количество крупных частиц).Regardless of whether the machine has flat, conical or cylindrical burrs, the smaller the distance between the grinding elements, the greater the number of fine particles and the smaller the number of coarse particles. For a larger distance between the grinding elements, the opposite is true (i.e., fewer small particles and more coarse particles).
Обычно бармен регулирует настройку мельницы, когда меняются кофейные зерна, загружаемые в бункер перед помолом. Изменение кофе может быть вызвано применением другого сорта или другой упаковки того же сорта.Usually the bartender adjusts the grinder setting when the coffee beans that are loaded into the hopper before grinding change. A change in coffee may be caused by the use of a different variety or a different package of the same variety.
Цель, определенная заявителем, заключается в том, чтобы снизить чувствительность машины для измельчения кофе к изменениям кофейных зерен, подлежащих помолу.The purpose stated by the Applicant is to desensitize the coffee grinder to changes in the coffee beans to be ground.
Другая цель, определенная заявителем, заключается в том, чтобы создать машину для измельчения кофе, способною менять соответствующие органолептические характеристики кофе эспрессо, полученного из измельченного продукта.Another object defined by the Applicant is to provide a coffee grinding machine capable of changing the respective organoleptic characteristics of espresso coffee obtained from the ground product.
Согласно заявителю, эти цели достигаются с помощью машины для измельчения кофе, способной изменять кривую размера частиц во время помола порции кофе.According to the Applicant, these objectives are achieved with a coffee grinder capable of changing the particle size curve during the grinding of a coffee portion.
В US 2016/220067 A1 в параграфе [0019] указано что кофемолка с двигателем с переменной частотой вращения может давать тонко помолотый кофе с большей точностью и с меньшим разбросом при более низкой частоте вращения, чем известные высокоскоростные кофемолки. Разные способы приготовления кофе, например, эспрессо, требуют, чтобы кофейные зерна были разрезаны на соответствующие частицы с равномерным распределением. Существующие кофемолки, вращающиеся с высокой частотой, стремятся разбить, а не разрезать кофейные зерна, особенно когда происходит запуск двигателя, что приводит к непостоянному размеру частиц.US 2016/220067 A1 paragraph [0019] states that a variable speed motor coffee grinder can produce finely ground coffee with greater accuracy and less variation at a lower speed than prior art high speed coffee grinders. Different methods of preparing coffee, such as espresso, require that the coffee beans are cut into appropriate particles with an even distribution. Existing high speed grinders tend to break rather than cut the coffee beans, especially when the engine is starting, which results in variable particle size.
В US2016/220067 A1 описана кофемолка, в которой используется двигатель с переменной частотой вращения, частоту вращения и стартовый крутящий момент можно регулировать с помощью программируемого контроллера для учета различных способов приготовления кофе или типов кофейных зерен, сохраняя в то же время способность вести помол с высокой скоростью, когда точность не важна.US2016/220067 A1 describes a coffee grinder that uses a variable speed motor, the speed and starting torque can be adjusted by a programmable controller to accommodate different coffee brewing methods or coffee bean types while maintaining the ability to grind at a high speed when accuracy is not important.
В отличие от этих технологий настоящее изобретение направлено на создание порции молотого кофе непосредственно в фильтрующей корзине c разными слоями, имеющими различный размер частиц.In contrast to these technologies, the present invention aims to create a portion of ground coffee directly in the filter basket with different layers having different particle sizes.
Согласно первому аспекту изобретения, предложена машина для измельчения кофейных зерен и формирования порции молотого кофе в фильтрующей корзине с нижним слоем молотого кофе, имеющим первый средний размер частиц, и с примыкающим слоем молотого кофе, имеющим второй средний размер частиц, содержащая:According to a first aspect of the invention, there is provided a machine for grinding coffee beans and forming a portion of ground coffee in a filter basket with a bottom layer of ground coffee having a first average particle size and with an adjacent layer of ground coffee having a second average particle size, comprising:
- измельчающие элементы для измельчения кофейных зерен;- grinding elements for grinding coffee beans;
- электродвигатель для приведения во вращение по меньшей мере одного измельчающего элемента относительно другого измельчающего элемента, и- an electric motor for driving at least one grinding element relative to the other grinding element, and
- устройство, выполненное с возможностью изменения частоты вращения электродвигателя между первой частотой вращения и второй частотой вращения во время помола кофейных зерен для формирования дозы,- a device configured to change the rotational speed of the electric motor between the first rotational speed and the second rotational speed during the grinding of coffee beans to form a dose,
причемand
второй средний размер частиц меньше первого среднего размера частиц и первая частота вращения больше второй частоты вращения, либоthe second average particle size is less than the first average particle size and the first rotational speed is greater than the second rotational speed, or
второй средний размер частиц больше первого среднего размера частиц и первая частота вращения меньше второй частоты вращения.the second average particle size is greater than the first average particle size; and the first rotational speed is less than the second rotational speed.
Примыкающий слой - это слой, который примыкает к первому слою и находится поверх него. Первый слой генерируется первым (так, что молотый кофе лежит по существу на дне фильтрующей корзины), а примыкающий слой генерируется сразу после первого так, что соответствующий молотый кофе лежит на первом слое. Поверх примыкающего слоя можно создавать один или более слоев так, чтобы средний размер частиц молотого кофе в этих слоях отличался от среднего размера частиц молотого кофе в примыкающем слое.An adjoining layer is a layer that is adjacent to and on top of the first layer. The first layer is generated first (so that the ground coffee lies essentially at the bottom of the filter basket), and the adjacent layer is generated immediately after the first, so that the corresponding ground coffee lies on the first layer. On top of the adjacent layer, one or more layers can be provided such that the average particle size of the ground coffee in these layers differs from the average particle size of the ground coffee in the adjacent layer.
В разных вариантах машина для измельчения кофе далее содержит счетчик оборотов для подсчета числа оборотов измельчающего элемента относительно другого измельчающего элемента, при этом устройство изменения частоты вращения выполнено с возможностью менять частоту вращения от первой частоты вращения до второй частоты вращения в зависимости от заданного количества относительных оборотов этого измельчающего элемента и другого измельчающего элемента.In various embodiments, the coffee grinder further comprises a revolution counter for counting the number of revolutions of the grinding element relative to another grinding element, wherein the speed changer is configured to change the rotation speed from the first rotation speed to the second rotation speed depending on the given number of relative rotations of this a grinding element and another grinding element.
Заданным количеством относительных оборотов может быть любое число – целое и дробное. Предпочтительно, заданное количество относительных оборотов вычисляется как функция общего заданного времени измельчения порции. Дополнительно, предпочтительно, чтобы заданное количество относительных оборотов вычислялось как функция общего количества слоев в порции.The specified number of relative revolutions can be any number - integer and fractional. Preferably, the set number of relative revolutions is calculated as a function of the total set time for grinding the portion. Additionally, preferably, the given number of relative revolutions is calculated as a function of the total number of layers in the portion.
Следует отметить, что первая частота вращения является частотой, достигаемой двигателем после порогового числа оборотов, рассчитанного с момента пуска двигателя. Такое число оборотов может задаваться как любое число от 0,5 до прибл. 3,0 (например, 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3).It should be noted that the first speed is the speed reached by the engine after the threshold speed calculated from the start of the engine. This number of revolutions can be set as any number between 0.5 and approx. 3.0 (for example, 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5 and 3).
Например, если пороговое число оборотов задано как 1,0, общее число оборотов задано как 5, а общее число слоев задано как 2, заданное число относительных оборотов может быть равно 2. Другими словами, во время первого оборота достигается первая частота вращения, эта первая частота вращения поддерживается на протяжении двух оборотов, а затем, на протяжении остальных двух оборотов поддерживается вторая частота вращения. Однако измельчение можно настроить так, чтобы количество оборотов для первого слоя отличалось от количества оборотов для примыкающего слоя. Количество слоев может быть больше двух.For example, if the threshold number of revolutions is set to 1.0, the total number of revolutions is set to 5, and the total number of layers is set to 2, the specified number of relative revolutions can be 2. In other words, during the first revolution, the first rotational speed is reached, this first the speed is maintained for two revolutions, and then, for the remaining two revolutions, the second speed is maintained. However, the grinding can be adjusted so that the number of revolutions for the first layer is different from the number of revolutions for the adjacent layer. The number of layers can be more than two.
В разных вариантах машина для измельчения кофе далее содержит таймер, при этом устройство изменения частоты вращения выполнено с возможностью изменять частоту вращения от первой до второй в зависимости от заданного периода времени, рассчитанного с момента пуска электродвигателя.In various embodiments, the coffee grinder further comprises a timer, wherein the speed change device is configured to change the speed from the first to the second depending on a predetermined period of time calculated from the start of the electric motor.
Заданный период времени можно рассчитывать, как функцию общего заданного времени на измельчение порции. Дополнительно, предпочтительно, заданный период времени можно рассчитывать, как функцию общего количества слоев в порции.The predetermined period of time can be calculated as a function of the total predetermined time for grinding a portion. Additionally, preferably, a given period of time can be calculated as a function of the total number of layers in the portion.
Предпочтительно учитывается пороговое время. Такое пороговое время является временем от пуска двигателя до достижения первой частоты вращения. Такое пороговое время может быть частью от общего времени на измельчение порции. В разных вариантах пороговое время может быть от прибл. 1/7 до прибл. 1/4 общего времени на измельчение порции. Например, пороговое время может быть от прибл. 1/6 до прибл. 1/5 общего времени на измельчение порции. Если общее время составляет прибл. 6 с, пороговое время может быть от 1 с до 1,2 с.Preferably, a threshold time is taken into account. This threshold time is the time from starting the engine to reaching the first speed. This threshold time may be a fraction of the total time to grind the portion. In different versions, the threshold time can be from approx. 1/7 to approx. 1/4 total time for chopping a portion. For example, the threshold time can be from approx. 1/6 to approx. 1/5 of the total time for chopping a portion. If the total time is approx. 6 s, the threshold time can be from 1 s to 1.2 s.
Например, если общее время составляет 6 с, пороговое время равно 1 с, и общее количество слоев равно 2, то изменение с первой на вторую частоту может произойти спустя 3,5 с с момента пуска двигателя.For example, if the total time is 6 s, the threshold time is 1 s, and the total number of layers is 2, then the change from the first to the second frequency can occur after 3.5 s from the start of the engine.
В разных вариантах машина для измельчения кофе далее содержит взвешивающий элемент для расчета массы порции молотого кофе, при этом устройство изменения частоты вращения выполнено с возможностью менять частоту вращения от первой до второй в зависимости от массы первой части порции кофе, которая была измельчена с первой частотой вращения.In various embodiments, the coffee grinding machine further comprises a weighing element for calculating the mass of a portion of ground coffee, while the speed change device is configured to change the rotation speed from the first to the second depending on the mass of the first part of the coffee portion that was ground at the first rotational speed. .
Кроме того, в этом случае предпочтительно учитывается пороговая величина и масса порции кофе рассчитывается после порогового времени или порогового числа оборотов. Пороговое время может быть частью общего времени на измельчение порции, как указано выше. Пороговое число оборотов может быть частью общего числа оборотов для измельчения порции, как указано выше.In addition, in this case, preferably, a threshold value is taken into account and the weight of the coffee portion is calculated after the threshold time or the threshold number of revolutions. The threshold time may be a fraction of the total time to grind the portion, as described above. The threshold RPM may be a fraction of the total RPM for churning the batch, as discussed above.
Устройство изменения частоты вращения может быть выполнено с возможностью менять частоту вращения электродвигателя ступенчато или непрерывно.The speed change device may be configured to change the speed of the motor in steps or continuously.
В разных вариантах машина для измельчения кофе далее содержит интерфейс для выбора профиля частоты вращения для измельчения порции кофе.In various embodiments, the coffee grinder further comprises an interface for selecting a speed profile for grinding a portion of coffee.
В разных вариантах машина для измельчения кофе датчик для определения частоты вращения электродвигателя.In different versions of the coffee grinder, a sensor for determining the speed of the electric motor.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен способ измельчения кофейных зерен для получения порции молотого кофе в фильтрующей корзине, причем нижний слой имеет первый средний размер частиц, а примыкающий слой молотого кофе имеет второй средний размер частиц, при этом способ содержит этапы, на которых:According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for grinding coffee beans to obtain a ground coffee portion in a filter basket, wherein the bottom layer has a first average particle size and the adjacent ground coffee layer has a second average particle size, the method comprising the steps of:
(a) создают измельчающие элементы для измельчения кофейных зерен;(a) providing grinding elements for grinding coffee beans;
(b) создают электродвигатель для приведение во вращение одного измельчающего элемента относительно другого измельчающего элемента; и(b) creating an electric motor to rotate one grinding element relative to the other grinding element; And
(c) во время измельчения вращают по меньшей мере один измельчающий элемент относительно другого измельчающего элемента с первой частотой вращения, а затем со второй частотой вращения, (c) during grinding, at least one grinding element is rotated relative to the other grinding element at a first rotational speed and then at a second rotational speed,
причем, второй средний размер частиц меньше первого среднего размера частиц и первая частота вращения больше, чем вторая частота вращения, либоwherein the second average particle size is smaller than the first average particle size and the first rotational speed is greater than the second rotational speed, or
второй размер частиц больше, чем первый размер частиц и первая частота вращения ниже второй частоты вращения.the second particle size is larger than the first particle size and the first rotational speed is lower than the second rotational speed.
В некоторых вариантах настоящее изобретение далее содержит этап, на котором подсчитывают количество оборотов измельчающего элемента относительно другого измельчающего элемента, и меняют частоту вращения от первой частоты вращения до второй частоты вращения в зависимости от заданного числа относительных оборотов этого измельчающего элемента и другого измельчающего элемента.In some embodiments, the present invention further comprises counting the number of revolutions of the grinding element relative to another grinding element, and changing the rotational speed from the first rotational speed to the second rotational speed depending on the given number of relative revolutions of this grinding element and the other grinding element.
В некоторых вариантах настоящее изобретение далее содержит этап, на котором изменяют частоту вращения от первой частоты вращения до второй частоты вращения в зависимости от заданного периода времени, рассчитанного с момента пуска электродвигателя.In some embodiments, the present invention further comprises changing the rotational speed from the first rotational speed to the second rotational speed depending on a predetermined period of time calculated from the start of the motor.
В некоторых вариантах настоящее изобретение далее содержит этап, на котором изменяют частоту вращения от первой частоты вращения до второй частоты вращения в зависимости от массы первой части порции кофе, которая была измельчена с первой частотой вращения.In some embodiments, the present invention further comprises changing the rotational speed from the first rotational speed to the second rotational speed depending on the weight of the first portion of the coffee portion that was ground at the first rotational speed.
Это изменение частоты вращения от первой частоты вращения до второй частоты вращения может выполняться непрерывно или ступенчато.This speed change from the first speed to the second speed may be performed continuously or in steps.
В некоторых вариантах вместо устройства, выполненного с возможностью во время измельчения кофейных зерен для формирования порции изменять частоту вращения электродвигателя между первой частотой вращения и второй частотой вращения, можно использовать исполнительный механизм, выполненный с возможностью изменять расстояние между одним измельчающий элементом и другим измельчающим элементом во время измельчения кофейных зерен для получения порции молотого кофе.In some embodiments, instead of a device configured to change the rotational speed of the motor between a first rotational speed and a second rotational speed during the grinding of coffee beans to form a portion, an actuator may be used, configured to change the distance between one grinding element and another grinding element during grinding coffee beans to obtain a serving of ground coffee.
Исполнительный механизм может быть выполнен с возможностью изменять расстояние между измельчающими элементами непрерывно или ступенчато во время помола кофейных зерен для получения порции молотого кофе.The actuator may be configured to change the distance between the grinding elements continuously or stepwise during the grinding of coffee beans to obtain a portion of ground coffee.
Расстояние между жерновами может меняться от первого расстояния до по меньшей мере второго расстояния во время помола порции, при этом первое расстояние меньше второго расстояния для получения по меньшей мере первой части порции молотого кофе, имеющей первый размер частиц, и второй части порции молотого кофе, имеющей второй размер частиц.The distance between the burrs may vary from a first distance to at least a second distance during the grinding of a portion, wherein the first distance is less than the second distance to obtain at least a first portion of the ground coffee portion having a first particle size and a second portion of the ground coffee portion having second particle size.
Предпочтительно, машина для измельчения кофе также может содержать интерфейс для выбора профиля частоты вращения или профиля расстояния для помола порции кофе.Preferably, the coffee grinder may also include an interface for selecting a speed profile or distance profile for grinding a portion of coffee.
Преимущественно, машина для измельчения кофе также может содержать датчик для определения частоты вращения электродвигателя.Advantageously, the coffee grinder may also include a sensor for detecting the speed of the motor.
Согласно другому аспекту, вместо изменения частоты вращения электродвигателя во время измельчения кофейных зерен для получения порции молотого кофе, изменяется расстояние между измельчающими элементами во время измельчения кофейных зерен для получения порции молотого кофе.According to another aspect, instead of changing the speed of the motor during grinding of coffee beans to obtain a portion of ground coffee, the distance between the grinding elements is changed during grinding of coffee beans to obtain a portion of ground coffee.
Расстояние между жерновами может меняться непрерывно или ступенчато во время измельчения кофейных зерен для получения порции молотого кофе.The distance between the burrs can be changed continuously or in steps during the grinding of coffee beans to obtain a portion of ground coffee.
Расстояние между жерновами можно изменять от первого расстояния до по меньшей мере второго расстояния во время измельчения порции, при этом первое расстояние меньше второго расстояния так, чтобы получить по меньшей мере первую часть порции молотого кофе, имеющую первый размер частиц, и вторую часть порции молотого кофе, имеющую второй размер частиц.The distance between the burrs can be changed from a first distance to at least a second distance during the grinding of a portion, wherein the first distance is less than the second distance so as to obtain at least a first portion of the ground coffee portion having a first particle size and a second portion of the ground coffee portion having a second particle size.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Далее следует подробное описание неограничивающего примера настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи где:The following is a detailed description of a non-limiting example of the present invention with reference to the attached drawings where:
Фиг. 1 - диаграмма, иллюстрирующая пример профиля размера частиц в логарифмическом масштабе.Fig. 1 is a diagram illustrating an example of a particle size profile on a logarithmic scale.
Фиг. 2a - схематическая иллюстрация порции молотого кофе, полученной со стандартным профилем размера частиц в фильтрующей корзине, вставленной в держатель фильтра.Fig. 2a is a schematic illustration of a shot of ground coffee obtained with a standard particle size profile in a filter basket inserted into a filter holder.
Фиг. 2b - схематическое представление порции молотого кофе, полученной с профилем размера частиц, измененным согласно настоящему изобретению, в фильтрующей корзине, вставленной в держатель фильтра.Fig. 2b is a schematic representation of a portion of ground coffee obtained with a particle size profile modified according to the present invention in a filter basket inserted into a filter holder.
Фиг. 3 - диаграмма двух профилей размера частиц в линейном масштабе, полученных с разными частотами вращения.Fig. 3 is a diagram of two particle size profiles on a linear scale obtained at different rotational speeds.
Фиг. 4 - диаграмма двух профилей размера частиц в линейном масштабе, первый из которых получен с постоянной частотой вращения, а второй получен путем комбинирования измельченного продукта, полученного с двумя разными частотами вращения.Fig. 4 is a graph of two particle size profiles on a linear scale, the first of which is obtained at a constant rotational speed, and the second is obtained by combining the ground product obtained at two different rotational speeds.
Фиг. 5 - схематическая иллюстрация машины для измельчения кофе по вариантам настоящего изобретения.Fig. 5 is a schematic illustration of a coffee grinder according to embodiments of the present invention.
Фиг. 6 - иллюстрация некоторых компонентов машины по фиг. 5.Fig. 6 is an illustration of some components of the machine of FIG. 5.
Подробное описаниеDetailed description
Фиг. 1 - которая кратко была описана выше, является диаграммой, показывающей пример гранулометрического профиля порции кофейного порошка. Кривая, представляющая профиль размера частиц, именуется бимодальной кривой. Высокий пик (справа, относящийся к частицам большего размера) именуется "первая мода", а низкий пик (слева, относящийся к частицам меньшего размера) именуется "вторая мода".Fig. 1, which has been briefly described above, is a diagram showing an example of the particle size distribution of a serving of coffee powder. The curve representing the particle size profile is referred to as the bimodal curve. The high peak (on the right, relating to larger particles) is referred to as the "first mode", and the low peak (on the left, relating to smaller particles) is referred to as the "second mode".
Заявитель провел исследование и неожиданно обнаружил что машина для измельчения кофе, способная менять кривую распределения размеров частиц так, чтобы увеличить амплитуду колокола, соответствующего первой моде (высокий пик справа на фиг. 1), снижает чувствительность машины для измельчения кофе. Другими словами, увеличение амплитуды первой моды снижает необходимость в регулировке размеров частиц кофе, когда в бункере находятся разные зерна кофе. Applicant has conducted research and surprisingly found that a coffee grinder capable of changing the particle size distribution curve so as to increase the amplitude of the first mode bell (the high peak on the right in Figure 1) reduces the sensitivity of the coffee grinder. In other words, increasing the amplitude of the first mode reduces the need to adjust the coffee particle sizes when there are different coffee beans in the hopper.
Заявитель провел дополнительное исследование и неожиданно обнаружил, что должное размещение измельченного продукта в фильтрующей корзине может дополнительно снизить чувствительность машины для измельчения кофе. В частности, было показано, что наилучшие характеристики достигаются посредством расположения больших частиц на дне, а более мелких частиц - сверху.The Applicant did further research and unexpectedly found that proper placement of the ground product in the filter basket can further reduce the sensitivity of the coffee grinder. In particular, it has been shown that the best performance is achieved by placing large particles on the bottom and smaller particles on top.
Заявитель понял, что машина для измельчения кофе, способная менять кривую распределения размера частиц во время измельчения порции, может снизить чувствительность кофемолки и достичь обе цели.Applicant has realized that a coffee grinder capable of changing the particle size distribution curve during portion grinding can desensitize the coffee grinder and achieve both goals.
Согласно первому варианту настоящего изобретения машина для измельчения кофе содержит измельчающие элементы, расстояние между которыми регулируется и изменяется во время помола порции. Предпочтительно, расстояние между измельчающими элементами можно регулировать электрически посредством исполнительного механизма (например, электродвигателя или линейного привода, например, поршня 8) и соответствующей цепи управления.According to the first embodiment of the present invention, the coffee grinding machine comprises grinding elements, the distance between which is adjustable and changes during the grinding of a portion. Preferably, the distance between the grinding elements can be adjusted electrically by means of an actuator (eg electric motor or linear actuator, eg piston 8) and a corresponding control circuit.
С помощью первого варианта машины для измельчения кофе имеется возможность молоть порцию D, изменяя (во время измельчения порции) расстояние между измельчающими элементами (ступенчато или непрерывно) для получения измельченного продукта с первой более широкой модой. Фактически было обнаружено, что когда расстояние между жерновами уменьшено, первая мода смещается в область более мелких частиц, а когда это расстояние увеличивается, первая мода сдвигается в область более крупных частиц.With the first variant of the coffee grinding machine, it is possible to grind the portion D by changing (during the grinding of the portion) the distance between the grinding elements (in steps or continuously) in order to obtain a ground product with a first wider mode. In fact, it has been found that when the distance between the millstones is reduced, the first mode is shifted to the region of smaller particles, and when this distance is increased, the first mode is shifted to the region of larger particles.
Следовательно, например, машина для измельчения кофе, которая производит первую часть порции порошка с большим расстоянием между жерновами, а остальную часть с большим расстоянием между жерновами, в целом будет генерировать измельченный продукт с более широким колоколом первой моды. Следовательно, в целом, начиная с определенного расстояния между жерновами и уменьшая это расстояние во время помола порции, будет получен измельченный продукт с более широким колоколом первой моды.Therefore, for example, a coffee grinder that produces the first portion of a portion of powder with a large distance between the burrs and the remainder with a large distance between the burrs will generally generate a ground product with a wider first mode bell. Therefore, in general, starting from a certain distance between the millstones and decreasing this distance during the grinding of a portion, a ground product with a wider bell of the first mode will be obtained.
Изменение расстояния между жерновами во время измельчения порции F может происходит ступенчато или непрерывно. В первом варианте машины для измельчения кофе также можно создавать первый слой измельченного продукта, используя большее расстояние для получения более крупных частиц, и второй слой, используя меньшее расстояние для получения более мелких частиц. Очевидно, что можно получать более чем два слоя, как указано выше, непрерывно изменяя расстояние между жерновами во время помола порции D (одинарной, двойной или множественной).The change in the distance between the millstones during the grinding portion F can occur in steps or continuously. In the first embodiment of the coffee grinder, it is also possible to create a first layer of ground product using a larger distance to produce larger particles and a second layer using a shorter distance to produce smaller particles. Obviously, it is possible to obtain more than two layers, as indicated above, by continuously changing the distance between the stones during the grinding of portion D (single, double or multiple).
Порция D, показанная на чертеже, получена измельчением зерен без изменения расстояния между жерновами. На фиг. 2a распределение измельченного продукта внутри фильтра является произвольным и не контролируется.Portion D, shown in the drawing, obtained by grinding grains without changing the distance between the millstones. In FIG. 2a, the distribution of the ground product inside the filter is arbitrary and not controlled.
На фиг. 2b показано распределение внутри фильтра с соответствующим управлением, при использовании кофемашины по настоящему изобретению. В частности, нижний слой характеризуется частицами, которые в среднем имеют больший размер, а верхний слой характеризуется частицами, которые в среднем имеют меньший размер. Нижний слой получен путем удержания жерновов на большем расстоянии, чем расстояние, на котором жернова расположены во время второй части операции измельчения порции, когда получают верхний слой с более мелкими в среднем частицами.In FIG. 2b shows the distribution within the filter, with appropriate control, using the coffee machine of the present invention. In particular, the bottom layer is characterized by particles that are larger on average, and the upper layer is characterized by particles that are smaller on average. The bottom layer is obtained by holding the millstones at a greater distance than the distance at which the millstones are located during the second part of the batch grinding operation, when a top layer with finer average particles is obtained.
В другом варианте настоящего изобретения машина для измельчения кофе сконфигурирована так, чтобы изменять размер частиц во время помола порции посредством изменения относительной частоты вращения измельчающих элементов. Термин "относительное вращение" понимается как вращение одного элемента относительно другого. Типично один измельчающий элемент остается неподвижным, а другой измельчающий элемент вращается.In another embodiment of the present invention, the coffee grinder is configured to change the particle size during the grinding of a portion by changing the relative speed of the grinding elements. The term "relative rotation" is understood as the rotation of one element relative to another. Typically one grinding element remains stationary while the other grinding element rotates.
На фиг. 3 показано влияние частоты вращения измельчающих элементов на размер частиц. В частности, на фиг. 3 показаны две кривые размера частиц, полученные при постоянном расстоянии между жерновами и при изменении частоты вращения. В отличие от фиг. 1, кривые на фиг. 3 приведены в линейном масштабе, чтобы подчеркнуть различия в первой моде.In FIG. 3 shows the influence of the speed of the grinding elements on the particle size. In particular, in FIG. 3 shows two particle size curves obtained with a constant distance between the millstones and with a change in the speed of rotation. Unlike FIG. 1, the curves in Fig. 3 are shown on a linear scale to highlight the differences in the first mode.
Как показано на чертеже, при пониженной частоте вращения первая мода смещается влево, и ее относительное количество снижается в пользу второй моды.As shown in the drawing, at a reduced rotational speed, the first mode is shifted to the left, and its relative amount decreases in favor of the second mode.
При повышенной частоте вращения первая мода смещается вправо и увеличивает относительное количество.At an increased rotational speed, the first mode shifts to the right and increases the relative amount.
Изменение частоты вращения предпочтительно обеспечивается подходящим электронным регулятором частоты вращения для электрических двигателей. Многие такие устройства, которые могут отличаться в зависимости от типа применяемого двигателя, коммерчески доступны. В варианте настоящего изобретения машина для измельчения кофе содержит трехфазный асинхронный двигатель и, для управления частотой вращения, инвертор или любой известный преобразователь частоты.The change in speed is preferably provided by a suitable electronic speed controller for electric motors. Many such devices, which may differ depending on the type of engine used, are commercially available. In an embodiment of the present invention, the coffee grinder comprises a three-phase asynchronous motor and, for speed control, an inverter or any known frequency converter.
В одном варианте настоящего изобретения машина для измельчения кофе осуществляет измельчение порции с переменной частотой вращения (ступенчато или непрерывно) для получения порции измельченного продукта с первой модой, которая шире нормальной.In one embodiment of the present invention, the coffee grinder grinds the portion at a variable speed (stepped or continuous) to produce a portion of ground product with a first mode that is wider than normal.
Фактически, что касается вышеприведенных комментариев, когда частота вращения уменьшается, первая мода смещается влево, а когда частота вращения увеличивается, первая мода смещается вправо. Следовательно, например, машина для измельчения кофе по настоящему изобретению может быть выполнена с возможностью производить часть порции с высокой частотой вращения, а другую часть - с низкой частотой вращения. Таким образом, полная произведенная порция будет содержать измельченный продукт, где колокол первой моды будет шире.In fact, with respect to the above comments, when the rotational speed decreases, the first mode shifts to the left, and when the rotational speed increases, the first mode shifts to the right. Therefore, for example, the coffee grinder of the present invention can be configured to produce a portion of a portion at a high rotation speed and another portion at a low rotation speed. Thus, a full batch produced will contain a ground product where the first fashion bell is wider.
На фиг. 4 приведена диаграмма, показывающая сравнение двух кривых распределения размеров частиц. В частности, на чертеже показана первая кривая распределения размеров частиц, полученных с одной частотой вращения (штриховая линия) и вторая кривая распределения размеров частиц, полученных с двумя частотами вращения. Кривая распределения размеров частиц, полученная путем комбинирования порошков, полученных двумя операциями измельчения, выполненными с разными частотами вращения, показывает большую дисперсию (большее стандартное отклонение), чем кривая, дающая такую же потерю напора, но полученную измельчением при постоянной частоте вращения.In FIG. 4 is a chart showing a comparison of two particle size distribution curves. In particular, the drawing shows a first particle size distribution curve obtained with one rotational speed (dashed line) and a second particle size distribution curve obtained with two rotational frequencies. A particle size distribution curve obtained by combining powders obtained from two grinding operations performed at different speeds shows a greater dispersion (larger standard deviation) than a curve giving the same head loss but obtained by grinding at a constant speed.
Согласно настоящему изобретению, предпочтительно, можно создать, например, первый слой (нижний слой) измельченного продукта с более высокой частотой вращения, чтобы получить частицы большего размера, и второй слой (верхний слой) с пониженной частотой вращения, чтобы получить боле мелкие частицы. Частицы, относящиеся к кривой, образованной сплошной линией, показанной на фиг. 3, будут находиться в первом слое, а частицы, относящиеся к штриховой кривой, будут находиться во втором слое. Очевидно, можно создавать больше, чем два слоя или создавать непрерывное изменение, непрерывно меняя частоту вращения.According to the present invention, it is preferable to create, for example, the first layer (bottom layer) of the ground product with a higher rotational speed in order to obtain larger particles, and the second layer (upper layer) with a lower rotational speed in order to obtain finer particles. Particles related to the curve formed by the solid line shown in FIG. 3 will be in the first layer, and the particles related to the dashed curve will be in the second layer. Obviously, it is possible to create more than two layers or create a continuous change by continuously changing the speed.
Согласно заявителю, увеличение амплитуды колокола, соответствующего первой моде, модифицирует органолептический аспект напитка. Как известно, профиль размера частиц на практике отвечает за количество выдаваемого напитка за одно и то же время выдачи и, тем самым, за расход жидкости. Фактически, порошок кофе приводит к "потере напора" или "падению давления", который определяет расход напитка.According to the Applicant, increasing the amplitude of the bell corresponding to the first mode modifies the organoleptic aspect of the beverage. As is known, the particle size profile is in practice responsible for the amount of beverage dispensed at the same dispensing time and thus for the liquid consumption. In fact, the coffee powder results in a "pressure loss" or "pressure drop" which determines the consumption of the beverage.
Согласно настоящему изобретению, вместо этого можно превысить возможности известных машин для измельчения кофе и генерировать больше кривых размера частиц с такой же потерей напора. Например, две кривые, показанные на фиг. 4, характеризуются двумя разными амплитудами колокола для первой моды.According to the present invention, it is instead possible to exceed the capabilities of known coffee grinders and generate more particle size curves with the same head loss. For example, the two curves shown in Fig. 4 are characterized by two different bell amplitudes for the first mode.
Это значит, что хотя две кривые, показанные на фиг. 4, дают одно и то же время экстрагирования, разные размеры частиц дают разную площадь контакта между водой и порошком кофе и, следовательно, разную растворимость.This means that although the two curves shown in FIG. 4 give the same extraction time, different particle sizes give different contact area between water and coffee powder and hence different solubility.
Выбор стратификации частиц меняет общую потерю напора. Разместив две кривые, показанные на фиг. 3, в обратном порядке, можно получить две разные потери напора и, следовательно, два разных напитка. Ражим смачивания кофейного порошка в фильтре также приводит к другому сливу на цикле экстракции.The choice of particle stratification changes the overall head loss. By placing the two curves shown in Fig. 3, in reverse order, you can get two different head losses and therefore two different drinks. The wetting schedule of the coffee powder in the filter also results in another drain on the extraction cycle.
На фиг. 5 в очень схематической форме показаны основные компоненты машины для измельчения кофе по вариантам настоящего изобретения. Позицией 2 обозначен электродвигатель для относительного вращения жерновов 3 или смещения жерновов 3; позицией 4 обозначен инвертор для управления частотой вращения двигателя; позицией 5 обозначен блок управления, а позицией 6 обозначен датчик (при необходимости) частоты вращения.In FIG. 5 shows in a very schematic form the main components of a coffee grinder according to embodiments of the present invention.
На фиг. 5 также показан в схематической форме путь, который проходит размалываемый кофе, когда фильтрующая корзина FT установлена в держателе PF фильтра.In FIG. 5 also shows in schematic form the path that the ground coffee travels when the filter basket FT is installed in the filter holder PF.
Согласно разным вариантам, изменение частоты вращения/расстояния между жерновами может выполняться барменом через соответствующий интерфейс 7 (фиг. 6). Интерфейс 7 может, например, содержать кнопку (или множество кнопок) для выбора заданной частоты вращения, заданного расстояния между жерновами, профиля частоты вращения и профиля расстояний между жерновами. Интерфейс вместо кнопок может содержать поворотную рукоятку для выбора (непрерывно или ступенчато) множества частот вращения (или расстояний между жерновами), или сенсорный экран для выбора разных вариантов/частот вращения. Интерфейс 7 соединен с инвертором 4 (непосредственно или через другие устройства, например, центральный процессор 5) для изменения частоты питания двигателя и, следовательно, частоты его вращения. Предпочтительно, можно создать вариант, в котором выбирают частоту вращения из предлагаемых производителем или частоту, задаваемую пользователем. Предпочтительно, можно предусмотреть запоминающее устройство для хранения величин частоты вращения и/или профилей частоты вращения для помола порции (одинарной, двойной или множественной) не с постоянной частотой вращения, а с двумя (или более) разными частотами или с частотой вращения, изменяющейся непрерывно.According to various options, changing the speed/distance between the millstones can be performed by the bartender through the appropriate interface 7 (Fig. 6). The
Блок 5 управления, таким образом, задает инвертору 4 частоту вращения двигателя 2. Система может работать как разомкнутая система, т.е., без измерения фактической частоты вращения двигателя, или как замкнутая система, т.е. посредством определения частоты вращения двигателя, используя специальное устройство, например, датчик 6.The
Claims (30)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102019000000591 | 2019-01-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021123404A RU2021123404A (en) | 2023-02-16 |
RU2798460C2 true RU2798460C2 (en) | 2023-06-23 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2160035C2 (en) * | 1999-01-15 | 2000-12-10 | Капусткин Николай Федорович | Coffee mill |
EP2810592A1 (en) * | 2013-06-06 | 2014-12-10 | Steiner AG Weggis | Coffee-mill in particular for an automatic coffee machine |
WO2017055433A1 (en) * | 2015-10-01 | 2017-04-06 | Nuova Simonelli S.P.A. | Coffee grinder with varying speed |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2160035C2 (en) * | 1999-01-15 | 2000-12-10 | Капусткин Николай Федорович | Coffee mill |
EP2810592A1 (en) * | 2013-06-06 | 2014-12-10 | Steiner AG Weggis | Coffee-mill in particular for an automatic coffee machine |
WO2017055433A1 (en) * | 2015-10-01 | 2017-04-06 | Nuova Simonelli S.P.A. | Coffee grinder with varying speed |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11510520B2 (en) | Coffee machine provided with a coffee mill and process to control the coffee mill of the coffee machine | |
RU2647822C2 (en) | Coffee-grinder and coffee machine, which contains the coffee-grinder | |
JP2024119894A (en) | Coffee grinding machine configured to provide doses of layered ground coffee and associated method - Patents.com | |
CN105007785B (en) | The method for operating grinder | |
US9198535B2 (en) | Device for dosing ground coffee and machine comprising such device | |
RU2314739C1 (en) | Coffee machine | |
US10512364B2 (en) | Grinder for preparing brewing materials | |
US20220117442A1 (en) | Coffee grinding machine configured to provide different particle size profiles and associated method | |
US4936515A (en) | Coffee bean delivery and grinding system | |
RU2798460C2 (en) | Machine for grinding coffee for dispensing a portion of stratified (layered) ground coffee and associated method | |
JP7454584B2 (en) | Coffee grinder with improved dosing system and related methods | |
RU2780788C1 (en) | Coffee grinding machine configured to provide different particle size profiles and a corresponding method | |
EP3087844A2 (en) | Method for preparing coffee-based drinks with different organoleptic characteristics from the same coffee blend | |
CA3180129A1 (en) | Method for dispensing ground coffee | |
RU2776798C1 (en) | Coffee grinding machine with an improved dosing system and associated method | |
TW201705886A (en) | Grinding system and grinding method | |
EP3962332A2 (en) | A grinder | |
WO2020161333A1 (en) | A spice grinder with a measurable cup |