RU2798884C2

RU2798884C2 - Method of roasting coffee beans

Info

Publication number: RU2798884C2
Application number: RU2021120274A
Authority: RU
Inventors: Флавьен Дюбьеф; Стефано ЧЕККАРОЛИ
Original assignee: Сосьете Де Продюи Нестле С.А.
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2023-06-28

Abstract

FIELD: coffee machines.

SUBSTANCE: invention relates to an apparatus for roasting pre-partially roasted coffee beans, comprising a vessel (1) for placing coffee beans, an electric heater (13) for heating the coffee beans contained in the vessel, at least one temperature sensor (23) for measuring the temperature in the vessel, a control system (180) configured to control the heater. The control system is configured to apply a roasting recipe designed to roast pre-partially roasted beans, including at least a temperature profile over time, measuring the concentration of at least one volatile organic compound in the smoke generated in the vessel during the application of the recipe frying, detecting an increase in the measured concentration depending on time, stopping heating if after the set control time there is no increase in the measured concentration.

EFFECT: invention eliminates the risk of ignition of coffee beans during roasting in apparatus that roasts partially roasted beans.

11 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Изобретение относится к обжариванию кофейных зерен нагретым воздухом, в частности к обжариванию предварительно частично обжаренных зерен, предпочтительно относительно небольших количеств кофейных зерен, особенно подходящих для использования дома или в магазинах и кафе.The invention relates to the roasting of coffee beans with heated air, in particular to the roasting of pre-partially roasted beans, preferably relatively small amounts of coffee beans, particularly suitable for use at home or in shops and cafés.

Уровень техникиState of the art

Обычно обжаривание кофейных зерен заключается в обжаривании зеленых кофейных зерен. Такое обжаривание занимает определенное время и вызывает образование некоторого количества дыма, особенно на первой стадии обжаривания. Более того, обжаривание требует определенных знаний для достижения наилучшего обжаривания различных зеленых зерен и соответствия предпочтениям конечных потребителей.Typically, roasting coffee beans involves roasting green coffee beans. This roasting takes a certain amount of time and generates some smoke, especially in the first stage of roasting. Moreover, roasting requires specific knowledge in order to achieve the best roasting of various green beans and to meet the preferences of end users.

В качестве более простой альтернативы обжаривания зеленых зерен было предложено обжаривание частично обжаренных зерен. Эти зерна частично обжаривают на предприятии-изготовителе до состояния, позволяющего проводить второе окончательное обжаривание перед употреблением. Преимущество первого частичного обжаривания заключается в сокращении времени окончательного обжаривания, которое может составлять всего несколько минут. Другое преимущество состоит в том, что во время окончательного обжаривания образуется меньше дыма. Использование частично обжаренных зерен описано в публикациях WO 03/082705, US 2013/180406, WO 2015/110337, WO 2015/162021.As a simpler alternative to roasting green beans, roasting partially roasted beans has been proposed. These beans are partially roasted at the factory to a condition that allows a second final roast before consumption. The advantage of the first partial frying is the reduction of the final frying time, which can be only a few minutes. Another advantage is that less smoke is generated during the final roasting. The use of partially roasted beans is described in WO 03/082705, US 2013/180406, WO 2015/110337, WO 2015/162021.

Благодаря этой альтернативе обжаривание упрощается для лиц, не являющихся специалистами в этой области, и можно предложить новую линейку аппаратов для обжаривания для использования дома, в магазинах и кафе. Такие аппараты для обжаривания могут быть в достаточной степени автоматизированными, чтобы операторы без опыта обжаривания могли осуществлять эту операцию.With this alternative, roasting is made easier for non-specialists and a new range of roasters can be offered for use at home, in shops and cafes. Such fryers may be sufficiently automated to allow operators without roasting experience to carry out the operation.

Если аппарат для обжаривания выполнен с возможностью обжаривания только предварительно частично обжаренных зерен, существует риск того, что пользователь по ошибке загрузит в аппарат зеленые зерна, особенно если пользователь не является специалистом. Проблема заключается в том, что профиль нагревания для предварительно частично обжаренных зерен отличается от профиля нагревания для зеленых. Использование профиля нагревания, не предназначенного для зеленых зерен, приведет к тому, что в конце процесса обжаривание зеленых зерен может оказаться недостаточным, что сопряжено с риском повреждения такими зернами устройства, используемого для измельчения обжаренных зерен на последующей стадии, и приготовления из таких обжаренных и молотых зерен кофе, содержащего большое количество акриламида.If the roasting apparatus is configured to roast only pre-roasted beans, there is a risk that the user will mistakenly load green beans into the apparatus, especially if the user is not a specialist. The problem is that the heating profile for pre-roasted beans is different from the heating profile for green beans. The use of a heating profile that is not designed for green beans will result in insufficient roasting of green beans at the end of the process, with the risk of damage by such beans to the device used to grind the roasted beans in a subsequent stage, and cooking from such roasted and ground coffee beans containing a large amount of acrylamide.

Аналогично в случае, если аппарат для обжаривания используется неспециалистом, существует риск того, что пользователь забудет вынуть полностью обжаренные зерна из аппарата в конце операции обжаривания и запустит новое обжаривание этих же уже обжаренных зерен. В результате пережаренные зерна могут загореться и вызвать возгорание внутри аппарата. Может также случиться так, что пользователь по какой-либо причине начнет операцию обжаривания предварительно частично обжаренных зерен и остановит процесс обжаривания до его завершения. Позже пользователь может вернуться к обжариванию, запустив новый цикл обжаривания с самого начала. Такой «перезапуск» обжаривания может привести к вышеупомянутому риску возгорания или к неправильному обжариванию зерен и, следовательно, низкому качеству конечного продукта.Similarly, if the roaster is used by a non-specialist, there is a risk that the user forgets to remove the fully roasted beans from the roaster at the end of the roasting operation and starts a new roast of the same already roasted beans. As a result, overcooked beans may ignite and cause a fire inside the machine. It may also happen that the user, for whatever reason, starts the operation of roasting the previously partially roasted beans and stops the roasting process before it is completed. Later, the user can return to roasting by starting a new roasting cycle from the beginning. This "restart" of roasting can lead to the aforementioned risk of fire, or to improper roasting of the beans and therefore a poor quality end product.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Целью настоящего изобретения является улучшение обжаривания кофейных зерен в аппаратах, осуществляющих обжаривание частично обжаренных зерен.The aim of the present invention is to improve the roasting of coffee beans in machines that roast partially roasted beans.

Преимущество может состоять в обеспечении аппарата для обжаривания, исключающего риск возгорания из-за загрузки неподходящих кофейных зерен, таких как зеленые или полностью обжаренные зерна.It may be advantageous to provide a roasting apparatus that eliminates the risk of fire due to the loading of unsuitable coffee beans, such as green or fully roasted beans.

Цели изобретения достигаются аппаратом для обжаривания кофейных зерен по п. 1, способом по п. 9 и компьютерной программой по п. 11.The objects of the invention are achieved by the coffee bean roaster according to claim 1, the method according to claim 9 and the computer program according to claim 11.

В данной заявке термин «предварительно частично обжаренные зерна» означает зерна, полученные путем нагревания зеленых кофейных зерен и прекращения указанного процесса нагревания до завершения первого крека. Это определение включает зерна, полученные путем нагревания зеленых кофейных зерен и прекращения указанного процесса нагревания до начала первого крека.In this application, the term "pre-partially roasted beans" means beans obtained by heating green coffee beans and stopping said heating process before the completion of the first crack. This definition includes beans obtained by heating green coffee beans and terminating said heating process before the start of the first crack.

В данной заявке термин «полностью обжаренные зерна» означает зерна, обжаренные после второго крека.In this application, the term "totally roasted beans" means beans roasted after the second crack.

В первом аспекте изобретения предлагается аппарат для обжаривания кофейных зерен, содержащее:In a first aspect of the invention, there is provided an apparatus for roasting coffee beans, comprising:

- сосуд для размещения кофейных зерен,- a container for placing coffee beans,

- нагреватель для нагрева кофейных зерен, содержащихся в сосуде,- a heater for heating the coffee beans contained in the vessel,

- по меньшей мере один датчик температуры для измерения температуры в сосуде,- at least one temperature sensor for measuring the temperature in the vessel,

- систему управления, выполненную с возможностью управления нагревателем,- a control system configured to control the heater,

причем система управления выполнена с возможностью:wherein the control system is configured to:

- применения рецептуры обжаривания, предназначенной для обжаривания предварительно частично обжаренных зерен, включающей в себя по меньшей мере профиль изменения температуры во времени,- using a roasting recipe for roasting pre-partially roasted beans, including at least a temperature profile over time,

- измерения концентрации по меньшей мере одного летучего органического соединения (ЛОС) в дыме, образующемся в сосуде в процессе применения рецептуры обжаривания,- measuring the concentration of at least one volatile organic compound (VOC) in the smoke generated in the vessel during the application of the roast recipe,

- обнаружения увеличения измеряемой концентрации в зависимости от времени,- detection of an increase in the measured concentration depending on time,

- прекращения нагрева в случае, если по истечении установленного контрольного времени t₁ не происходит увеличения измеренной концентрации.- termination of heating if after the set control time t ₁ there is no increase in the measured concentration.

В устройстве для обжаривания происходит нагревание кофейных зерен и предпочтительно смешивание для достижения равномерного распределения тепла между зернами.In the roaster, the coffee beans are heated and preferably mixed to achieve an even heat distribution between the beans.

Смешивание можно осуществлять с помощью псевдоожиженного слоя горячего воздуха или механически с помощью перемешивающих лопастей или путем вращения вращающегося барабана.Mixing can be carried out using a fluidized bed of hot air or mechanically using mixing paddles or by rotating a rotating drum.

Предпочтительно сосуд представляет собой камеру с псевдоожиженным слоем горячего воздуха. Внутри такого сосуда нагретый воздух пропускают через сито или перфорированную пластину, расположенную под кофейными зернами, с усилием, достаточным для подъема зерен. Тепло передается зернам по мере их перемешивания и циркуляции в этом псевдоожиженном слое.Preferably, the vessel is a hot air fluidized bed chamber. Inside such a vessel, heated air is passed through a sieve or perforated plate located under the coffee beans with enough force to lift the beans. Heat is transferred to the grains as they are stirred and circulated in this fluidized bed.

В альтернативном варианте осуществления сосуд может представлять собой камеру барабана, в которой происходит перемешивание кофейных зерен в нагретой среде. Камера барабана может представлять собой горизонтально вращающийся барабан, или камера барабана может содержать перемешивающие лопасти для перемешивания кофейных зерен в нагретой среде.In an alternative embodiment, the vessel may be a drum chamber in which the coffee beans are stirred in a heated environment. The drum chamber may be a horizontally rotating drum, or the drum chamber may include stirring paddles to stir the coffee beans in a heated environment.

Предпочтительно в качестве источника тепла аппарат содержит электрический нагреватель. Этот электрический нагреватель обычно имеет электрическое сопротивление. Кроме того, предпочтительно нагреватель содержит рабочий орган подачи воздуха для обеспечения циркуляции воздуха, нагретого нагревателем. В некоторых аппаратах рабочий орган подачи воздуха не требуется, например, если аппарат содержит перемешивающие лопасти или представляет собой вращающийся барабан.Preferably, the apparatus comprises an electric heater as a heat source. This electrical heater usually has electrical resistance. In addition, the heater preferably includes an air supply element for circulating the air heated by the heater. In some devices, the air supply working body is not required, for example, if the device contains mixing blades or is a rotating drum.

Преимущество электрического нагревателя состоит в том, что в процессе обжаривания образуются лишь те загрязняющие воздух вещества, которые выделяются при нагревании самих кофейных зерен, а не при сжигании газов, как это происходит, когда источником нагрева является газовая горелка с применением природного газа, пропана, сжиженного нефтяного газа (СНГ) или даже дров.The advantage of an electric heater is that during the roasting process, only those air pollutants are formed that are emitted when the coffee beans themselves are heated, and not when gases are burned, as happens when the heating source is a gas burner using natural gas, propane, liquefied petroleum gas (LPG) or even firewood.

Аппарат содержит по меньшей мере один датчик температуры для измерения температуры в сосуде. Датчик может быть расположен внутри объема сосуда или около его впускного отверстия для нагретого воздуха.The apparatus contains at least one temperature sensor for measuring the temperature in the vessel. The sensor may be located within the volume of the vessel or near its heated air inlet.

Аппарат содержит систему управления, предназначенную для управления электрическим нагревателем для применения профиля изменения температуры во времени внутри сосуда. Обычно такое управление осуществляется на основе результатов измерений по меньшей мере одного датчика температуры, установленного в сосуде, с использованием контура обратной связи.The apparatus comprises a control system for controlling an electric heater to apply a temperature profile over time within a vessel. Usually such control is carried out on the basis of the results of measurements of at least one temperature sensor installed in the vessel, using a feedback loop.

Профиль изменения температуры во времени соответствует рецептуре обжаривания предварительно частично обжаренных зерен. Обычно продолжительность такого профиля короче, чем у профиля обжаривания зеленых кофейных зерен.The profile of temperature change in time corresponds to the recipe for roasting pre-partially roasted beans. Typically, the duration of such a profile is shorter than that of a green coffee bean roast profile.

Кроме того, система управления выполнена с возможностью измерения концентрации по меньшей мере одного летучего органического соединения (ЛОС), предпочтительно по меньшей мере одного компонента из следующего списка: CO, CO₂, NO, NO₂, SO₂, формальдегид, в дыме, образующемся в сосуде во время применения рецептуры обжаривания.In addition, the control system is configured to measure the concentration of at least one volatile organic compound (VOC), preferably at least one of the following list: CO, CO ₂ , NO, NO ₂ , SO ₂ , formaldehyde, in the smoke generated in the vessel during the application of the roast recipe.

Предпочтительно датчик ЛОС расположен внутри сосуда или ниже по потоку от него, например, на выходном канале сосуда.Preferably, the VOC sensor is located within or downstream of the vessel, such as at the outlet of the vessel.

Система управления выполнена с возможностью обнаружения увеличения измеряемой концентрации в зависимости от времени.The control system is configured to detect an increase in measured concentration as a function of time.

В предпочтительном варианте измеряется концентрация CO и/или CO₂.Preferably, the concentration of CO and/or CO ₂ is measured.

В процессе обжаривания кофейных зерен, при котором сырьем выступают зеленые кофейные зерна, а обжаривание выполняется до состояния зерен, позволяющего приготовить кофейный напиток путем инфузии воды, кофейные зерна проходят несколько стадий, в частности:In the process of roasting coffee beans, in which the raw material is green coffee beans, and roasting is carried out to the state of the beans, which makes it possible to prepare a coffee drink by infusion of water, the coffee beans go through several stages, in particular:

- первую стадию, на которой уровень выделяющихся веществ остается низким, затем- the first stage, at which the level of released substances remains low, then

- первую стадию крека, на которой протекают внутренние экзотермические реакции, образуются и выделяются такие соединения, как CO, CO₂ и другие ЛОС, затем- the first stage of cracking, in which internal exothermic reactions occur, compounds such as CO, CO ₂ and other VOCs are formed and released, then

- вторую стадию, на которой снижается уровень выделяющихся веществ,- the second stage, at which the level of released substances decreases,

- вторую стадию крека, на которой протекают внутренние экзотермические реакции и вновь выделяются ЛОС.- the second stage of the crack, in which internal exothermic reactions occur and VOCs are again released.

В зависимости от того, какие зерна нагреваются, зеленые или предварительно частично обжаренные, время первой стадии крека различается:Depending on which grains are heated, green or pre-roasted, the time of the first crack stage varies:

- для зеленых зерен оно больше, чем для предварительно частично обжаренных, обычно на по меньшей мере 2 минуты,- for green beans it is longer than for pre-roasted, usually by at least 2 minutes,

- у полностью обжаренных зерен стадия первого крека отсутствует.- completely roasted beans do not have the first crack stage.

Это означает, что зеленые зерна и полностью обжаренные зерна можно отличить от предварительно частично обжаренных зерен тем, что при применении одного и того же профиля обжаривания первый крек происходит у зеленых зерен позже, чем у частично обжаренных, и он отсутствует в случае полностью обжаренных зерен. В результате с установкой контрольного времени, в которое обычно происходит первый крек предварительно частично обжаренных зерен, можно определить, действительно ли в сосуде находятся и подвергаются обжариванию предварительно частично обжаренные зерна.This means that green beans and fully roasted beans can be distinguished from pre-roasted beans in that when the same roast profile is used, the first crack occurs later in the green beans than in the partially roasted beans and is absent in the case of fully roasted beans. As a result, by setting a reference time at which the first crack of the pre-partially roasted beans usually occurs, it can be determined whether the pre-partially roasted beans are actually in the vessel and are being roasted.

Система управления выполнена с возможностью останова работы нагревателя, если по истечении установленного контрольного времени не происходит увеличения измеренной концентрации CO, CO₂ и т. п. Таким образом, если установить контрольное время как время первого крека предварительно частично обжаренных зерен, то отсутствие снижения потребления электроэнергии означает, что в сосуд были загружены зеленые или полностью обжаренные зерна, либо в сосуде отсутствуют зерна. По соображениям безопасности нагревание необходимо прекратить.The control system is configured to stop the operation of the heater if, after the set control time, there is no increase in the measured concentration of CO, CO ₂ , etc. Thus, if the control time is set as the time of the first crack of the pre-partially roasted beans, then there is no reduction in energy consumption indicates that green or fully roasted beans have been loaded into the vessel, or there are no beans in the vessel. For safety reasons, heating must be stopped.

При этом может отображаться сообщение, информирующее оператора об ошибке и побуждающее его проверить, какие зерна были загружены в сосуд.This may display a message informing the operator of the error and prompting him to check which grains have been loaded into the vessel.

Преимущество заключается в достижении целей изобретения, поскольку указанное выше определение момента первого уменьшения потребления электроэнергии нагревателем позволяет проверить вид зерен внутри сосуда.The advantage lies in achieving the objectives of the invention, since the above determination of the moment of the first decrease in the electric power consumption of the heater allows you to check the appearance of the grains inside the vessel.

Контрольное время t₁ может быть определено в соответствии с особенностями предварительно частично обжаренных зерен, произведенных для использования в аппарате для обжаривания с применением рецептуры обжаривания, предназначенной для обжаривания предварительно частично обжаренных зерен. Предпочтительно контрольное время первого увеличения измеренной концентрации установлено на уровне 5 минут.The control time t ₁ may be determined according to characteristics of the pre-partially roasted beans produced for use in a roaster using a roast recipe designed to roast pre-partially roasted beans. Preferably, the control time of the first increase in the measured concentration is set to 5 minutes.

Практические наблюдения показывают, что для зеленых зерен первое увеличение измеренной концентрации обычно происходит спустя по меньшей мере 5 минут.Practical observations show that for green grains the first increase in the measured concentration usually occurs after at least 5 minutes.

Существует возможность того, что оператор по ошибке загрузит внутрь сосуда зерна, предварительно обжаренные до состояния между завершением первого крека и началом второго крека, или что он забудет удалить зерна из сосуда после предыдущей операции обжаривания. В этом случае при применении профиля обжаривания первый крек не произойдет, а второй крек наступит очень быстро после начала нагрева этих зерен. При такой ошибке проблема возгорания менее вероятна, чем в случае полностью обжаренных зерен, но окончательное обжаривание не приведет к получению оптимального продукта, и такое обжаривание не рекомендуется.It is possible that the operator will mistakenly load into the vessel beans pre-roasted between the end of the first crack and the beginning of the second crack, or that he will forget to remove the beans from the vessel after the previous roasting operation. In this case, when applying the roasting profile, the first crack will not occur, and the second crack will come very quickly after the start of heating these grains. With this error, a fire problem is less likely than with fully roasted beans, but final roasting will not result in an optimum product and such roasting is not recommended.

В предпочтительном варианте осуществления, чтобы избежать подобного обжаривания, система управления может быть выполнена с возможностью останова работы электрического нагревателя в случае, если первое увеличение измеренной концентрации происходит до установленного контрольного времени t₀. Предпочтительно это контрольное время t₀ можно установить на уровне 3 минут.In a preferred embodiment, in order to avoid such frying, the control system may be configured to stop the operation of the electric heater in case the first increase in the measured concentration occurs before the set control time t ₀ . Preferably, this control time t ₀ can be set to 3 minutes.

В одном варианте осуществления система управления выполнена с возможностью получения результата идентификации кофейных зерен, загруженных в сосуд пользователем. Идентификация зерен связана с их видом, от которого напрямую зависит процесс обжаривания зерен. Как правило, вид связан с происхождением зерен (арабика, робуста и т. п.).In one embodiment, the control system is configured to obtain an identification result of the coffee beans loaded into the vessel by the user. The identification of grains is related to their type, on which the process of roasting grains directly depends. As a rule, the species is associated with the origin of grains (arabica, robusta, etc.).

Идентификацию зерен можно получить:Grain identification can be obtained:

- путем ручного ввода данных пользователем,- by manual data entry by the user,

- от устройства идентификации, выполненного с возможностью автоматического считывания средства идентификации с упаковки зерен, представленной пользователем.- from an identification device configured to automatically read the identification means from the package of grains provided by the user.

Во всех случаях пользователь загружает зерна в сосуд, что и объясняет проблему, которая заключается в том, что зерна в сосуде могут быть не предварительно частично обжаренными зернами.In all cases, the user loads the beans into the vessel, which explains the problem that the beans in the vessel may not be pre-roasted beans.

Система управления может быть выполнена с возможностью получения рецептуры обжаривания, соответствующей идентифицированным кофейным зернам, перед стадией применения рецептуры обжаривания. Рецептуру обжаривания можно получить:The control system may be configured to obtain a roast recipe corresponding to the identified coffee beans prior to the roast recipe application step. You can get the recipe for roasting:

- от запоминающего устройства,- from a memory device,

- от сервера,- from the server,

- от устройства идентификации.- from the identification device.

Приведенные выше аспекты изобретения можно комбинировать в любой подходящей комбинации. Более того, различные элементы, описанные в настоящем документе, можно комбинировать с одним или более из приведенных выше аспектов для обеспечения комбинаций, отличных от конкретно проиллюстрированных и описанных комбинаций. Дополнительные цели и преимущественные элементы изобретения будут очевидны из формулы изобретения, подробного описания и прилагаемых графических материалов.The above aspects of the invention can be combined in any suitable combination. Moreover, the various elements described herein may be combined with one or more of the above aspects to provide combinations other than the combinations specifically illustrated and described. Additional objects and advantageous elements of the invention will be apparent from the claims, the detailed description, and the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Для лучшего понимания характеристик и преимуществ изобретения рекомендуется изучить описание следующих фигур:For a better understanding of the characteristics and advantages of the invention, it is recommended to study the description of the following figures:

- на фиг. 1 схематически изображено типичный аппарат для обжаривания, позволяющий реализовать способ по настоящему изобретению,- in Fig. 1 is a schematic representation of a typical frying apparatus enabling the process of the present invention to be carried out,

- на фиг. 2 приведена блок-схема системы управления аппарата в соответствии с фиг. 1,- in Fig. 2 is a block diagram of the control system of the apparatus according to FIG. 1,

- на фиг. 3 схематически представлены кривые профиля нагревания, применяемого для зеленых и предварительно частично обжаренных зерен,- in Fig. 3 is a schematic representation of the heating profile curves applied to green and pre-partially roasted beans,

- на фиг. 4 схематически изображена первая кривая изменения потребления электроэнергии нагревателем на стадии обжаривания предварительно частично обжаренных кофейных зерен и вторая кривая потребления электроэнергии нагревателем на стадии обжаривания зеленых зерен.- in Fig. 4 schematically shows a first heater power consumption curve in the roasting stage of pre-partially roasted coffee beans and a second heater power consumption curve in the green bean roasting stage.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

На фиг. 1 схематично изображен аппарат 1 для обжаривания. Функционально аппарат 1 для обжаривания предназначен для обжаривания кофейных зерен, содержащихся в сосуде 11, посредством потока горячего воздуха, вводимого внутрь этого сосуда. На первом уровне аппарат содержит корпус 15, блок 10 обжаривания и систему 180 управления. Ниже приводится последовательное описание перечисленных компонентов.In FIG. 1 schematically shows a frying apparatus 1. Functionally, the roaster 1 is designed to roast the coffee beans contained in the vessel 11 by means of a hot air flow introduced into the interior of the vessel. At the first level, the apparatus comprises a housing 15, a frying unit 10 and a control system 180. Below is a sequential description of the listed components.

Корпус аппарата для обжариванияRoasting machine body

Корпус 15 вмещает и поддерживает вышеупомянутые компоненты и содержит основание 151 и остов 152. Основание 151 предназначено для прилегания к опорной поверхности, предпочтительно на ножках 154, которые обеспечивают зазор между основанием и опорной поверхностью. Остов 152 предназначен для установки в нем компонентов.The housing 15 accommodates and supports the above components and includes a base 151 and a frame 152. The base 151 is designed to rest against a support surface, preferably on legs 154 which provide clearance between the base and the support surface. The frame 152 is intended for installation of components in it.

Блок обжаривания аппарата для обжариванияRoasting unit of roaster

Блок 10 обжаривания выполнен с возможностью приема и обжаривания кофейных зерен.The roasting unit 10 is configured to receive and roast coffee beans.

Блок 10 обжаривания обычно содержит на втором уровне аппарата 1 для обжаривания сосуд 11, рабочий орган 12 подачи воздуха, нагреватель 13, которые будут последовательно описаны.The frying unit 10 generally comprises, at the second level of the frying apparatus 1, a vessel 11, an air supply 12, a heater 13, which will be described in succession.

Сосуд 11 выполнен с возможностью приема и удерживания кофейных зерен, загруженных оператором. Съемная крышка 17 позволяет загружать и удалять зерна. Нижняя часть сосуда выполнена с возможностью прохождения через него воздуха, в частности, она может представлять собой перфорированную пластину 14, на которой могут лежать зерна и через которую воздушный поток может двигаться вверх.The vessel 11 is configured to receive and hold coffee beans loaded by the operator. Removable cover 17 allows you to load and remove grains. The lower part of the vessel is designed to allow air to pass through it, in particular, it can be a perforated plate 14 on which the grains can lie and through which the air flow can move upward.

Сборник 16 половы сообщается по потоку с сосудом 1 для приема половы, которая постепенно отделяется от зерен и по причине своей меньшей плотности сдувается в сборник половы.The chaff collector 16 is in fluid communication with the vessel 1 for receiving the chaff, which is gradually separated from the grains and, due to its lower density, is blown into the chaff collector.

Сосуд 11 содержит ручку 112, позволяющую пользователю вынуть сосуд из корпуса 15 и достать обжаренные зерна.Vessel 11 includes a handle 112 to allow the user to remove the vessel from body 15 and remove roasted beans.

Рабочий орган 12 подачи воздуха выполнен с возможностью создания потока воздуха в направлении нижней части сосуда. Создаваемый поток предназначен для нагрева зерен, перемешивания и подъема зерен, т. е. формирования псевдоожиженного слоя воздуха. В результате зерна равномерно нагреваются. В частности, рабочий орган подачи воздуха может быть вентилятором, приводимым в действие мотором 121. Отверстия 153 подачи воздуха могут быть предусмотрены внутри основания 151 корпуса для подачи воздуха внутрь корпуса, причем рабочий орган подачи воздуха выдувает этот воздух в направлении сосуда 11.The working body 12 of the air supply is configured to create an air flow towards the bottom of the vessel. The generated flow is designed to heat the grains, mix and lift the grains, i.e. to form a fluidized air layer. As a result, the grains are evenly heated. In particular, the air supply end may be a fan driven by the motor 121. Air supply holes 153 may be provided inside the housing base 151 to supply air to the inside of the housing, the air supply end blowing this air towards the vessel 11.

В альтернативном варианте осуществления обжарочной машины (не изображена) сосуд может содержать вращающееся устройство для вращения зерен внутри сосуда. В этом случае может обеспечиваться простой поток воздуха, а вращающееся устройство обеспечивает равномерный нагрев зерен.In an alternative embodiment of the roaster (not shown), the vessel may include a rotating device for rotating the beans within the vessel. In this case, a simple air flow can be provided, and the rotating device ensures uniform heating of the grains.

Нагреватель 13 выполнен с возможностью нагрева потока воздуха, создаваемого рабочим органом 12 подачи воздуха. В проиллюстрированном варианте осуществления нагреватель представляет собой электрическое сопротивление, расположенное между вентилятором и перфорированной пластиной 14, в результате чего поток воздуха нагревается до поступления в сосуд 11 для нагрева и поднятия зерен.The heater 13 is configured to heat the air flow generated by the working body 12 of the air supply. In the illustrated embodiment, the heater is an electrical resistance located between the fan and the perforated plate 14, whereby the air flow is heated before entering the vessel 11 for heating and lifting the grains.

Нагреватель 13 и/или рабочий орган подачи воздуха выполнены с возможностью применения профиля обжаривания зерен, определяемого в виде кривой изменения температуры в зависимости от времени.The heater 13 and/or the working element of the air supply is made with the possibility of applying the profile of roasting grains, defined as a curve of temperature versus time.

Система управления аппарата для обжариванияFryer control system

Далее в данном документе со ссылкой на фиг. 1 и 2 будет рассмотрена система 180 управления: система 180 управления выполнена с возможностью управления компонентами блока обжаривания для обжаривания кофейных зерен. Система 180 управления обычно содержит на втором уровне аппарата для обжаривания: пользовательский интерфейс 20, блок 18 обработки, по меньшей мере один датчик 23, источник 21 питания, запоминающее устройство 19, необязательно считыватель кода, необязательно интерфейс связи для удаленного соединения.Hereinafter, with reference to FIG. 1 and 2, the control system 180 will be discussed: the control system 180 is configured to control the components of the roaster to roast the coffee beans. The control system 180 typically comprises at the second level of the fryer: a user interface 20, a processing unit 18, at least one sensor 23, a power supply 21, a memory 19, optionally a code reader, optionally a communication interface for remote connection.

Пользовательский интерфейс 20 содержит аппаратное обеспечение, позволяющее пользователю взаимодействовать с блоком 1 обработки посредством сигнала пользовательского интерфейса. Более конкретно, пользовательский интерфейс получает команды от пользователя, сигнал пользовательского интерфейса передает указанные команды в блок 18 обработки в виде входных данных. Команды могут, например, представлять собой информацию о виде зерен, загруженных в сосуд (например, происхождение, данные поставщика), инструкцию о выполнении процесса обжаривания (запуск процесса) и/или настройки рабочего параметра (желаемый уровень окончательного обжаривания, количество зерен, подлежащих обжариванию) аппарата 1 для обжаривания и/или команды включения или выключения аппарата 1 для обжаривания. Блок 18 обработки может также передавать сигнал обратной связи на пользовательский интерфейс 20 в рамках процесса обжаривания, например, чтобы указать на начало процесса обжаривания, или сообщить о выборе параметра, связанного с процессом, или указать изменение параметра в ходе применения способа, или подать сигнал тревоги.The user interface 20 includes hardware that allows the user to interact with the processing unit 1 via a user interface signal. More specifically, the user interface receives commands from the user, the user interface signal transmits said commands to the processing unit 18 as input. The commands may, for example, be information about the type of beans loaded into the vessel (e.g. origin, supplier data), instructions for performing the roasting process (starting the process) and/or operating parameter settings (desired final roast level, number of beans to be roasted). ) the fryer 1 and/or the command to switch the fryer 1 on or off. The processing unit 18 may also provide feedback to the user interface 20 as part of the frying process, for example, to indicate the start of the frying process, or to indicate the selection of a parameter associated with the process, or to indicate a parameter change during the application of the method, or to raise an alarm. .

Аппаратное обеспечение пользовательского интерфейса может содержать любое (-ые) подходящее (-ие) устройство (-а), например аппаратное обеспечение содержит одно или более из следующего: кнопки, такие как кнопка джойстика, ручка или нажимная кнопка, джойстик, светодиоды, графические или символьные ЖК-дисплеи, графический экран с сенсорным датчиком и/или кнопки по краю экрана. Пользовательский интерфейс 20 может быть выполнен в виде единого блока или множества отдельных блоков.The user interface hardware may comprise any suitable device(s), for example the hardware contains one or more of the following: buttons such as a joystick button, knob or push button, joystick, LEDs, graphics or LCD character displays, graphic touch screen and/or buttons on the edge of the screen. The user interface 20 may be in the form of a single block or a plurality of separate blocks.

Часть пользовательского интерфейса также может быть в мобильном приложении, если аппарат снабжен интерфейсом 24 связи, как описано ниже.Part of the user interface may also be in the mobile application if the apparatus is provided with a communication interface 24 as described below.

По меньшей мере один датчик 23 выполнен с возможностью передачи входного сигнала в блок 18 обработки для отслеживания процесса обжаривания и/или состояния аппарата для обжаривания. Входной сигнал может представлять собой аналоговый или цифровой сигнал. Датчики 23 обычно содержат по меньшей мере один датчик 231 температуры и необязательно один или более из следующих датчиков: датчик уровня зерен, связанный с сосудом 1, датчик положения, связанный с сосудом 11 и/или сборником 16 половы.At least one sensor 23 is configured to send an input signal to the processing unit 18 to monitor the frying process and/or the state of the fryer. The input signal can be an analog or digital signal. Sensors 23 typically include at least one temperature sensor 231 and optionally one or more of the following sensors: a grain level sensor associated with vessel 1, a position sensor associated with vessel 11 and/or chaff collector 16.

Кроме того, датчики 23 содержат датчик 232 для измерения концентрации по меньшей мере одного компонента ЛОС. Этот датчик 232 обычно располагается на выходном канале сосуда. Если выходной канал сосуда соединен с блоком обработки дыма, этот датчик 232 устанавливают перед (выше по потоку) каким-либо фильтром или каталитическим преобразователем, чтобы обработка дыма не влияла на результаты измерений.In addition, the sensors 23 include a sensor 232 for measuring the concentration of at least one VOC component. This sensor 232 is typically located at the outlet of the vessel. If the outlet of the vessel is connected to a smoke treatment unit, this sensor 232 is installed before (upstream) any filter or catalytic converter so that the smoke treatment does not affect the measurements.

Блок обработки может содержать считыватель 3 кода, связанный, например, с системой считывания кода с упаковки зерен.The processing unit may comprise a code reader 3 associated, for example, with a system for reading a code from a package of grains.

Блок обработки может содержать интерфейс 24 связи для передачи данных аппарата 1 для обжаривания другому устройству и/или другой системе, такой как серверная система и/или мобильное устройство. Интерфейс 24 связи может применяться для передачи и/или приема информации, относящейся к способу обжаривания кофейных зерен, такой как информация о способе обжаривания, сорте зерен, количестве зерен. Интерфейс 24 связи может включать первый и второй интерфейс связи для обмена данными с несколькими устройствами одновременно или для обмена данными через различные среды.The processing unit may comprise a communication interface 24 for transmitting data from the fryer 1 to another device and/or other system such as a server system and/or a mobile device. The communication interface 24 may be used to transmit and/or receive information related to the roasting method of the coffee beans, such as information about the roasting method, bean type, bean number. The communication interface 24 may include first and second communication interfaces for communicating with multiple devices at the same time or for communicating across different media.

Интерфейс 24 связи может быть сконфигурирован для проводной среды или беспроводной среды или их комбинации, например, проводное соединение, такое как RS-232, USB, I2C, Ethernet, определенное IEEE 802.3, беспроводное соединение, такое как беспроводная локальная сеть (LAN) (например, IEEE 802.11), или связь ближнего поля (NFC), или сотовая система, такая как GPRS или GSM. Интерфейс 24 связи взаимодействует с блоком 18 обработки посредством сигнала интерфейса связи. Как правило, интерфейс связи содержит отдельный блок обработки (примеры которого приведены выше) для управления аппаратным обеспечением связи (например, антенной) для взаимодействия с главным блоком 18 обработки. Однако могут применяться менее сложные конфигурации, например простое проводное соединение для последовательного обмена данными непосредственно с блоком 18 обработки.The communication interface 24 may be configured for a wired environment or a wireless environment, or a combination thereof, for example, a wired connection such as RS-232, USB, I2C, IEEE 802.3 defined Ethernet, a wireless connection such as a wireless local area network (LAN) (for example , IEEE 802.11), or Near Field Communication (NFC), or a cellular system such as GPRS or GSM. The communication interface 24 communicates with the processing unit 18 via a communication interface signal. Typically, the communication interface contains a separate processing unit (examples of which are given above) to control the communication hardware (eg, antenna) to interact with the main processing unit 18. However, less complex configurations may be used, such as a simple wired connection for serial communication directly with the processing unit 18 .

Блок 18 обработки, как правило, содержит запоминающее устройство, компоненты ввода-вывода системы, смонтированные на интегральной схеме, как правило, в виде микропроцессора или микроконтроллера. Блок 18 обработки может содержит другие подходящие интегральные схемы, такие как ASIC, программируемое логическое устройство, такое как PAL, СПЛИС, ПЛИС, PSoC, систему на микросхеме (SoC), аналоговую интегральную схему, такую как контроллер. Для таких устройств, в случае необходимости, вышеуказанный программный код может считаться программируемой логикой или дополнительно содержать программируемую логику. Блок 18 обработки может также содержать одну или более из перечисленных выше интегральных схем. В качестве примера последнего можно привести несколько интегральных схем, взаимодействующих друг с другом в рамках модульной схемы, например, подчиненная интегральная схема управляет пользовательским интерфейсом 20, связанным с главной интегральной схемой для управления блоком 10 обжаривания.The processing unit 18 typically includes a storage device, system input/output components mounted on an integrated circuit, typically in the form of a microprocessor or microcontroller. The processing unit 18 may include other suitable integrated circuits such as an ASIC, a programmable logic device such as a PAL, an FPGA, an FPGA, a PSoC, a system on a chip (SoC), an analog integrated circuit such as a controller. For such devices, if necessary, the above program code may be considered programmable logic or additionally contain programmable logic. The processing unit 18 may also include one or more of the integrated circuits listed above. As an example of the latter, several integrated circuits interacting with each other within a modular circuit, for example, the slave integrated circuit controls the user interface 20 associated with the main integrated circuit to control the frying unit 10.

Блок 18 обработки, как правило, содержит блок 19 памяти для хранения инструкций в виде программного кода и необязательно данных. Для этого блок памяти, как правило, содержит: энергонезависимое запоминающее устройство, например СППЗУ, ЭСППЗУ или флеш-память, для хранения программного кода и рабочих параметров в виде инструкций; энергозависимое запоминающее устройство (ОЗУ) для временного хранения данных. Блок памяти может содержать отдельную и/или интегрированную (например, на полупроводниковом кристалле) память. Для программируемых логических устройств инструкции могут храниться в виде программируемой логики.The processing unit 18 typically includes a memory unit 19 for storing instructions in the form of program code and optionally data. To do this, the memory unit typically contains: a non-volatile memory device, such as EPROM, EEPROM or flash memory, for storing program code and operating parameters in the form of instructions; volatile memory (RAM) for temporary storage of data. The memory unit may comprise separate and/or integrated (eg, on a semiconductor chip) memory. For programmable logic devices, instructions may be stored as programmable logic.

Инструкции, которые хранятся в блоке 19 памяти, в упрощенном виде представляют собой программу обжаривания кофейных зерен. Программа обжаривания кофейных зерен может выполняться блоком 18 обработки в ответ на указанные входные данные, такие как команды от пользовательского интерфейса 20 и/или сигнал датчиков 23, например датчика 231 температуры, датчика 232 концентрации, датчика уровня или количества зерен, считывателя 3 кода. Выполнение программы обжаривания кофейных зерен побуждает блок 18 обработки управлять следующими компонентами: нагреватель 13 и рабочий орган 12 подачи воздуха.The instructions that are stored in the memory unit 19 are, in a simplified form, a coffee bean roasting program. The coffee bean roasting program may be executed by the processing unit 18 in response to specified inputs, such as commands from the user interface 20 and/or a signal from sensors 23, such as a temperature sensor 231, a concentration sensor 232, a level or bean count sensor, a code reader 3. The execution of the coffee bean roasting program causes the processing unit 18 to control the following components: the heater 13 and the air supply 12.

Блок 18 обработки выполнен с возможностью:The processing unit 18 is configured to:

- приема входных данных, т. е. команд от пользовательского интерфейса 20 и/или сигнала датчиков (например, датчика 231 температуры, связанного с сосудом 1, датчика уровня зерен) и/или считывателя 3 кода,- receiving input data, i.e. commands from the user interface 20 and/or a sensor signal (for example, a temperature sensor 231 associated with the vessel 1, a grain level sensor) and/or a code reader 3,

- обработки входных данных в соответствии с кодом программы обжаривания (или программируемой логикой), который хранится в блоке 19 памяти и/или поступает из внешнего источника, такого как интерфейс 24 связи,- processing the input data in accordance with the code of the frying program (or programmable logic), which is stored in the memory unit 19 and/or comes from an external source, such as a communication interface 24,

- обеспечения выходного сигнала, соответствующего процессу обжаривания. Более конкретно, выходной сигнал охватывает работу по меньшей мере нагревателя 13 и/или рабочего органа 12 подачи воздуха.- providing an output signal corresponding to the roasting process. More specifically, the output signal covers the operation of at least the heater 13 and/or the working body 12 of the air supply.

Работа блока обжаривания обычно имеет управление с обратной связью, использующее входной сигнал от датчика 231 температуры в качестве обратной связи для применения профиля изменения температуры во времени при обжаривании кофейных зерен.The operation of the roasting unit is typically closed-loop control using the input from the temperature sensor 231 as feedback to apply a temperature profile over time as the coffee beans are roasted.

Система 80 управления выполнена с возможностью выполнения этого способа обжаривания кофейных зерен путем управления рабочим органом 12 подачи воздуха и/или нагревателем 13, обычно с использованием сигнала датчика 231 температуры.The control system 80 is configured to perform this method of roasting coffee beans by controlling the air supply 12 and/or the heater 13, typically using a temperature sensor 231 signal.

Температура, измеренная датчиком 231 температуры, используется для регулирования мощности нагревателя 13 и/или рабочего органа 12 подачи воздуха в контуре обратной связи, чтобы применить к зернам рецептуру R обжаривания.The temperature sensed by the temperature sensor 231 is used to control the power of the heater 13 and/or the air supply 12 in the feedback loop in order to apply the roast recipe R to the beans.

В зависимости от типа управления нагреватель 13 может запитываться с одной предварительно определенной мощностью, что означает постоянство его температуры, и в этом случае мощность рабочего органа 12 подачи воздуха может регулироваться на основе температуры, контролируемой датчиком 231, таким образом, чтобы изменять время контакта с нагревателем проходящего через него потока воздуха.Depending on the type of control, the heater 13 may be powered at one predetermined power, which means that its temperature is constant, in which case the power of the air supply end 12 may be adjusted based on the temperature monitored by the sensor 231, so as to change the contact time with the heater air flow passing through it.

В альтернативном варианте осуществления рабочий орган 12 подачи воздуха может иметь одну предварительно заданную мощность, что означает постоянство скорости воздушного потока, и в этом случае мощность нагревателя 13 можно регулировать на основе температуры, контролируемой датчиком 231, таким образом, чтобы нагревать больше или меньше воздуха во время его прохождения через нагреватель.In an alternative embodiment, the air supply 12 may have one preset power, which means that the airflow rate is constant, in which case the power of the heater 13 can be adjusted based on the temperature controlled by the sensor 231, so as to heat more or less air during the time of its passage through the heater.

В последнем альтернативном варианте осуществления как нагревателем 13, так и рабочим органом 12 подачи воздуха можно управлять на основе данных контроля температуры датчиком 231.In a last alternative embodiment, both heater 13 and air supply end 12 can be controlled based on temperature control data from sensor 231.

Часть программы обжаривания основана на рецептуре обжаривания, содержащей профиль изменения температуры во времени для обжаривания зерен. Программа обжаривания кофейных зерен выполнена с возможностью обжаривания предварительно частично обжаренных зерен.Part of the roast program is based on a roast recipe containing a temperature profile over time for roasting beans. The coffee bean roasting program is configured to roast preliminarily partially roasted beans.

На фиг. 3 приведены профили нагревания (графики зависимости температуры от времени) для обжаривания зеленых кофейных зерен (кривая A_{зеленые}) и предварительно частично обжаренных зерен того же происхождения (кривая A_{предварительно обжаренные}) в аппарате 1. t_{1крек-начало} - время, соответствующее началу первого крека, t_{1крек-завершение} - время, соответствующее завершению первого крека, t_{2крек-начало} - время, соответствующее началу второго крека.In FIG. 3 shows the heating profiles (graphs of temperature versus time) for roasting green coffee beans (curve A _green ) and pre-roasted beans of the same origin (curve A _pre-roasted ) in apparatus 1. t _1crack-start - time corresponding to the start of the first crack , t _1crack-end - the time corresponding to the completion of the first crack, t _{2crack-beginning} - the time corresponding to the beginning of the second crack.

Кривая A_{предварительно обжаренные} показывает, что в случае предварительно частично обжаренных зерен профиль нагревания короче по времени: первая часть кривой A_{зеленые} не применяется, но профиль нагревания начинается до t_{1крек-завершение}. Соответственно, в аппарате 1 для обжаривания система управления выполнена с возможностью применения рецептуры обжаривания или программы обжаривания, предназначенной для обжаривания предварительно частично обжаренных зерен, как показано на кривой A_{предварительно обжаренные} профиля нагревания.Curve A _pre-roasted shows that in the case of pre-roasted beans the heating profile is shorter in time: the first part of curve A _green is not applied, but the heating profile starts before t _{1 crack-finish} . Accordingly, in the fryer 1, the control system is configured to apply a fry recipe or fry program for roasting pre-partially roasted beans as shown in curve A _{of the pre-roasted} heating profile.

Источник 21 питания выполнен с возможностью обеспечения электрическим питанием указанных управляемых компонентов и блока 18 обработки. Источник 21 питания может содержать различные средства, такие как аккумулятор или блок, для получения и регулирования основного сетевого электропитания. Источник 21 питания может быть функционально связан с частью пользовательского интерфейса 20 для включения или выключения питания аппарата 1 для обжаривания.The power source 21 is configured to provide electrical power to said controlled components and the processing unit 18 . The power supply 21 may comprise various means, such as a battery or a block, for receiving and regulating the mains power supply. The power supply 21 may be operatively linked to a portion of the user interface 20 for turning the power on or off for the fryer 1.

Блок 18 обработки выполнен с возможностью осуществления на основе другой части инструкций, хранящихся в блоке 19 памяти:The processing unit 18 is configured to implement on the basis of another part of the instructions stored in the memory unit 19:

- измерения концентрации по меньшей мере одного компонента ЛОС в дыме, образующегося в сосуде в процессе применения рецептуры обжаривания,- measuring the concentration of at least one component of the VOC in the smoke generated in the vessel during the application of the roast recipe,

Во время процесса обжаривания входные данные 230 концентрации по меньшей мере одного компонента ЛОС, предпочтительно из следующего списка: CO, CO₂, NO, NO₂, SO₂, формальдегид, в дыме, образующемся в сосуде, контролируются блоком 18 обработки.During the frying process, the concentration input 230 of at least one VOC component, preferably from the following list: CO, CO ₂ , NO, NO ₂ , SO ₂ , formaldehyde, in the smoke generated in the vessel is controlled by the processing unit 18.

Блок 18 обработки выполнен с возможностью обнаружения на основании измерений концентрации во время применения рецептуры обжаривания увеличения указанной концентрации в зависимости от времени.The processing unit 18 is configured to detect, based on the concentration measurements during application of the fry recipe, an increase in said concentration as a function of time.

Предпочтительно достаточно важно, чтобы обнаруживаемое увеличение концентрации соответствовало образованию компонентов ЛОС во время первого крека кофейных зерен.Preferably, it is important enough that the concentration increase detected is consistent with the formation of VOC components during the first crack of the coffee beans.

Блок 18 обработки выполнен с возможностью останова, на основании отслеживания концентрации, работы электрического нагревателя в случае, если не происходит увеличения концентрации по прошествии установленного контрольного времени t₁.The processing unit 18 is configured to stop, based on monitoring the concentration, the operation of the electric heater if no increase in concentration occurs after the set control time t ₁ has passed.

Фактически, если не происходит увеличения концентрации в течение относительно короткого времени после начала процесса, это означает, что в аппарат не были загружены предварительно частично обжаренные зерна и что сосуд 11 содержит либо зеленые зерна, либо полностью обжаренные зерна, либо вообще никаких зерен.In fact, if there is no increase in concentration within a relatively short time after the start of the process, this means that no previously partially roasted beans were loaded into the apparatus and that the vessel 11 contains either green beans, or fully roasted beans, or no beans at all.

Как проиллюстрировано кривыми на фиг. 3, при применении одного и того же профиля нагревания применительно к предварительно частично обжаренным кофейным зернам и зеленым зернам одного и того же происхождения (т. е. предварительно частично обжаренные кофейные зерна были получены из указанных зеленых зерен) первый крек зеленых зерен происходит позже первого крека предварительно частично обжаренных.As illustrated by the curves in FIG. 3, when applying the same heating profile to pre-roasted coffee beans and green beans of the same origin (i.e. the pre-roasted coffee beans were derived from said green beans), the first crack of the green beans occurs later than the first crack pre-fried.

Фиг. 4 схематически иллюстрирует измеренную концентрацию Q CO в дыме, образующемся в сосуде при нагревании:Fig. 4 schematically illustrates the measured concentration Q CO in the smoke generated in the vessel when heated:

- зеленых зерен (кривая B_{зеленые}) и- green grains (curve B _green ) and

- предварительно частично обжаренных кофейных зерен того же происхождения, что и зеленые (кривая B_{предварительно обжаренные}),- pre-roasted partially roasted coffee beans of the same origin as the green ones (curve B _pre-roasted ),

в соответствии с профилем нагревания (график зависимости температуры от времени) кривой A_{предварительно} обжаренные на фиг. 3.according to the heating profile (temperature versus time plot) of curve A, _{the pre} -fried ones in FIG. 3.

В обоих случаях кривая содержит пик, соответствующий выделению CO. Концентрация CO начинает увеличиваться в момент первого крека зерен и продолжает увеличиваться, пока не достигнет максимума после второго крека.In both cases, the curve contains a peak corresponding to CO release. The CO concentration begins to increase at the time of the first crack of the grains and continues to increase until it reaches a maximum after the second crack.

Увеличение концентрации CO, соответствующее первому креку предварительно частично обжаренных зерен, происходит в момент времени t_{предварительно обжаренные}, т. е. раньше времени t_{зеленые}, соответствующего увеличению концентрации CO и первому креку зеленых зерен.The increase in CO concentration corresponding to the first crack of pre-roasted partially roasted beans occurs at time t _pre-roasted , i.e. earlier than time t _green , corresponding to the increase in CO concentration and the first crack of green beans.

С установкой контрольного времени t₁ больше, чем t_{предварительно обжаренные}, но меньше, чем t_{зеленые}, можно отличить предварительно частично обжаренные зерна от зеленых. Как правило (но это может зависеть от типа предварительно частично обжаренных зерен), контрольное время t₁ устанавливают на уровне 5 минут.By setting the control time t ₁ greater than t _pre-roasted but less than t _green , pre-roasted beans can be distinguished from green beans. Typically (but this may depend on the type of pre-roasted beans), the control time t ₁ is set at 5 minutes.

Если в сосуд помещают полностью обжаренные зерна, обжаренные до завершения второго крека, вместо частично обжаренных зерен, никакого увеличения концентрации CO, аналогично зеленым зернам, не будет обнаружено до или после момента t1.If fully roasted beans, roasted to completion of the second crack, are placed in the vessel instead of partially roasted beans, no increase in CO concentration, similar to green beans, will be detected before or after t1.

Если зерна обжарены до степени между завершением первого крека и началом второго крека, выделение CO будет обнаружено немедленно, т.е. до t_{предварительно обжаренные}. Соответственно, с установкой контрольного времени t0 меньше, чем t_{предварительно обжаренные}, можно отличить эти зерна от предварительно частично обжаренных. Как правило (но это может зависеть от типа предварительно частично обжаренных зерен), контрольное время t₀ устанавливают на уровне 3 минут.If the beans are roasted to a degree between the completion of the first crack and the beginning of the second crack, CO2 release will be detected immediately, i.e. to t _pre-fried . Accordingly, by setting the control time t0 less than t _pre-roasted , it is possible to distinguish these beans from pre-roasted ones. Typically (but this may depend on the type of pre-partially roasted beans), the control time t ₀ is set at 3 minutes.

Наконец, система управления выполнена с возможностью продолжения или останова работы нагревателя 13 в зависимости от типа зерен, идентифицированных в сосуде.Finally, the control system is configured to continue or stop the operation of the heater 13 depending on the type of grains identified in the vessel.

Если зерна определены как предварительно частично обжаренные, можно продолжить нагревание в соответствии с рецептурой обжаривания.If the beans are determined to be pre-roasted, you can continue heating according to the roasting recipe.

Если зерна идентифицируются как зеленые или полностью обжаренные, нагрев прекращается, а пользователю направляется предупреждение, например, через пользовательский интерфейс 20.If the beans are identified as green or fully roasted, the heating is stopped and a warning is sent to the user, for example via the user interface 20.

В результате зерна загружаются внутрь сосуда пользователем, и информация об их типе может передаваться пользователем в блок обработки в более совершенном режиме (вручную или автоматически с помощью кода). Тем не менее, каким бы ни был режим, поскольку зерна загружаются внутрь сосуда вручную, существует риск того, что пользователь не загрузит предварительно частично обжаренные зерна в сосуд и, в частности, забудет удалить полностью обжаренные в прошлый раз зерна или загрузит в сосуд зеленые зерна.As a result, the grains are loaded inside the vessel by the user, and information about their type can be transmitted by the user to the processing unit in a more advanced mode (manually or automatically using a code). However, whatever the mode, since the beans are loaded inside the vessel manually, there is a risk that the user does not load the previously partially roasted beans into the vessel and, in particular, forgets to remove the last fully roasted beans or loads green beans into the vessel. .

Аппарат согласно настоящему изобретению обеспечивает преимущество, состоящее в исключении любого риска возгорания из-за ошибок пользователя без использования сложных и дорогостоящих устройств.The apparatus according to the present invention provides the advantage of eliminating any risk of fire due to user error without the use of complicated and expensive devices.

На стадии применения рецептуры обжаривания, содержащей по меньшей мере профиль изменения температуры во времени, посредством управления электрическим нагревателем и/или рабочим органом подачи воздуха на основе измерений датчика температуры, рецептура обжаривания может быть рецептурой по умолчанию для обжаривания предварительно частичного обжаренных зерен или может быть рецептурой, предназначенной именно для тех предварительно частично обжаренных зерен, которые были идентифицированы на необязательной стадии идентификации, и полученной в ходе необязательной стадии получения специальной рецептуры обжаривания для этих идентифицированных зерен.At the stage of applying a roast recipe comprising at least a temperature profile over time, by controlling the electric heater and/or air blower based on temperature sensor measurements, the roast recipe may be a default recipe for roasting pre-partially roasted beans, or it may be a specifically designed for those pre-partially roasted beans that were identified in the optional identification step, and obtained during the optional step of obtaining a specific roast recipe for those identified beans.

Такую специальную рецептуру обжаривания можно получить из блока 19 памяти аппарата для обжаривания, или загрузить с сервера через интерфейс 24 связи, или считать считывателем кода во время необязательной стадии считывания кода, причем рецептура является частью информации, относящейся к идентификации зерен.Such a special roast recipe can be retrieved from the roaster memory 19, or downloaded from a server via the communication interface 24, or read by a code reader during an optional code reading step, the recipe being part of the bean identification related information.

Хотя изобретение описано со ссылкой на проиллюстрированные выше варианты осуществления, следует понимать, что заявленное изобретение не ограничено каким-либо образом этими проиллюстрированными вариантами осуществления.Although the invention has been described with reference to the embodiments illustrated above, it should be understood that the claimed invention is not limited in any way by these illustrated embodiments.

Возможны изменения и модификации, не выходящие за рамки объема изобретения, как определено в формуле изобретения. Более того, если существуют эквиваленты конкретных признаков, такие эквиваленты включены так, как если бы они были конкретно упомянуты в настоящем описании.Changes and modifications are possible without departing from the scope of the invention as defined in the claims. Moreover, if there are equivalents to specific features, such equivalents are included as if they were specifically mentioned in the present description.

В данном описании слова «содержит», «содержащий» и аналогичные слова не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Иными словами, предполагается, что они означают «включая, без ограничений».In this description, the words "comprises", "comprising" and similar words should not be interpreted in an exclusive or exhaustive sense. In other words, they are intended to mean "including, without limitation".

Перечень обозначений на графических материалахList of designations on graphic materials

обжарочная машинаroasting machine 11 блок обжариванияfrying unit 1010 сосудvessel 11eleven ручкаpen 112112 вентиляторfan 1212 моторmotor 121121 нагревательheater 1313 перфорированная пластинаperforated plate 1414 корпусframe 1515 основаниеbase 151151 остовskeleton 152152 отверстие подачи воздухаair inlet 153153 ножкиlegs 154154 сборник половыchaff collection 1616 крышкаlid 1717 блок обработкиprocessing unit 1818 система управленияcontrol system 180180 запоминающее устройствоMemory device 1919 пользовательский интерфейсuser interface 2020 источник питанияpower supply 2121 датчикsensor 2323 входные данныеinput data 230230 датчик температурыtemperature sensor 231231 датчик концентрацииconcentration sensor 232232 интерфейс связиcommunication interface 2424 считыватель кодаcode reader 33

Claims

1. An apparatus for roasting pre-partially roasted coffee beans, comprising:

- a container (1) for placing coffee beans,

- an electric heater (13) for heating the coffee beans contained in the vessel,

- at least one temperature sensor (23) for measuring the temperature in the vessel,

- a control system (180) configured to control the heater,

wherein the control system is configured to:

- applying a roasting recipe for roasting pre-partially roasted beans, including at least a temperature profile over time,

- measuring the concentration of at least one volatile organic compound (VOC) in the smoke generated in the vessel during the application of the roast recipe,

- detection of an increase in the measured concentration depending on time,

- termination of heating if after the set control time t ₁ there is no increase in the measured concentration.

2. Apparatus according to claim 1, in which the concentration of at least one component from the list is measured: CO, CO ₂ , NO, NO ₂ , SO ₂ , formaldehyde.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the reference time t ₁ is set to 5 minutes.

4. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the control system is configured to stop operation of the electric heater if the first increase in the measured concentration of at least one volatile organic compound (VOC) occurs before a set control time t ₀ .

5. Apparatus according to the preceding claim, wherein the control time t ₀ is set to 3 minutes.

6. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the control system is configured to obtain an identification of the type of grains loaded into the vessel by the user.

7. Apparatus according to the preceding paragraph, in which the identification of grains can be obtained:

- by manual data entry by the user,

- from an identification device configured to read the identification means from the package of grains presented/scanned by the user.

8. The method of roasting coffee beans using the apparatus according to any one of paragraphs. 1-7, including:

- the use of a roasting recipe designed to roast pre-partially roasted beans, including at least a temperature profile over time,

- measuring the concentration of at least one volatile organic compound (VOC) in the smoke generated in the vessel during the application of the fry recipe,

- detection of an increase in the measured concentration as a function of time,

9. The method according to the preceding claim, including stopping the operation of the electric heater in case the first increase in the measured concentration of at least one volatile organic compound (VOC) occurs before the set control time t ₀ .

10. Processing unit of a control system of a coffee bean roaster, comprising a vessel for placing coffee beans, an electric heater for heating coffee beans contained in the vessel, and at least one sensor for measuring the concentration of at least one volatile organic compound (VOC) in the smoke generated in the vessel, and the processing unit stores a computer program containing program code and/or program logic, which, when executed in the processing unit, leads to the following steps:

- detection of an increase in the measured concentration as a function of time,

11. The processing unit according to the preceding claim, wherein the program code and/or program logic causes the steps to stop the operation of the electric heater in case the first increase in the measured concentration of at least one volatile organic compound (VOC) occurs before the set control time t ₀ .