RU2807521C2 - Method of roasting coffee beans - Google Patents
Method of roasting coffee beans Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807521C2 RU2807521C2 RU2021119855A RU2021119855A RU2807521C2 RU 2807521 C2 RU2807521 C2 RU 2807521C2 RU 2021119855 A RU2021119855 A RU 2021119855A RU 2021119855 A RU2021119855 A RU 2021119855A RU 2807521 C2 RU2807521 C2 RU 2807521C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roasting
- heating device
- beans
- coffee beans
- vessel
- Prior art date
Links
- 241000533293 Sesbania emerus Species 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 claims abstract description 88
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 claims abstract description 88
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 70
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 6
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 2
- 238000013479 data entry Methods 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 244000013123 dwarf bean Species 0.000 description 17
- 235000021331 green beans Nutrition 0.000 description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BGNQYGRXEXDAIQ-UHFFFAOYSA-N Pyrazosulfuron-ethyl Chemical compound C1=NN(C)C(S(=O)(=O)NC(=O)NC=2N=C(OC)C=C(OC)N=2)=C1C(=O)OCC BGNQYGRXEXDAIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000003276 Apios tuberosa Nutrition 0.000 description 1
- 244000170226 Voandzeia subterranea Species 0.000 description 1
- 235000013030 Voandzeia subterranea Nutrition 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 235000013353 coffee beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000007924 ground bean Nutrition 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к обжариванию кофейных зерен, 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, in particular to the roasting of pre-partially roasted beans, preferably relatively small quantities of coffee beans, especially suitable for use at home or in shops and cafes.
Уровень техникиState of the art
Обычно обжаривание кофейных зерен заключается в обжаривании зеленых кофейных зерен. Такое обжаривание занимает 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, coffee bean roasting involves roasting green coffee beans. This frying takes time and produces some smoke, especially in the first stage of frying. Moreover, roasting requires specific knowledge to achieve the best roasting of different green beans and meet the preferences of end consumers.
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.Roasting partially roasted beans has been proposed as an easier alternative to roasting green beans. These beans are partially roasted at the factory until they are ready for a second final roast before consumption. The advantage of the first partial frying is the reduction in final frying time, which can be as little as a few minutes. Another benefit is that less smoke is produced during the final frying. The use of partially roasted beans is described in publications 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.This alternative makes frying easier for non-specialists and offers a new range of frying machines for use at home, in shops and cafes. Such frying apparatus may be sufficiently automated that operators without frying experience can 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 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 roaster is configured to roast only partially pre-roasted beans, there is a risk that the user will mistakenly load green beans into the roaster, especially if the user is not an expert. The problem is that the heating profile for partially roasted beans is different from the heating profile for green beans. Using a heating profile that is not designed for green beans will result in the green beans being insufficiently roasted at the end of the process, with the risk that such beans will damage the device used to grind the roasted beans in a subsequent step and cook from such roasted and ground beans. coffee beans containing large amounts 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.Likewise, if the roasting apparatus is used by a non-expert, there is a risk that the user will forget to remove the fully roasted beans from the apparatus at the end of the roasting operation and start a new roasting of the same already roasted beans. As a result, overcooked beans can catch fire and cause a fire inside the machine. It may also happen that the user, for some reason, starts the roasting operation of previously partially roasted beans and stops the roasting process before it is completed. The user can later return to roasting by starting a new roasting cycle from the beginning. This “restart” of roasting may result in the aforementioned risk of fire or the beans not being properly roasted and therefore a poor quality final product.
Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention
Целью настоящего изобретения является улучшение обжаривания кофейных зерен в аппаратах, осуществляющих обжаривание частично обжаренных зерен.The purpose of the present invention is to improve the roasting of coffee beans in apparatuses that perform roasting of 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.An advantage may be to provide a roasting apparatus that eliminates the risk of fire due to loading unsuitable coffee beans, such as green or fully roasted beans.
Преимуществом будет обеспечение аппарата для обжаривания с управлением загрузкой соответствующих кофейных зерен внутри аппарата без использования дорогостоящих детекторов (считыватель кода, идентификатор зерен (датчик цвета, датчик влажности)).It would be an advantage to provide a roaster that controls the loading of the appropriate coffee beans inside the roaster without the use of expensive detectors (code reader, bean identifier (color sensor, moisture sensor)).
Цели изобретения достигаются аппаратом для обжаривания кофейных зерен по п. 1, способом по п. 11 и компьютерной программой по п. 13.The objectives of the invention are achieved by the apparatus for roasting coffee beans according to claim 1, the method according to claim 11 and the computer program according to claim 13.
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.As used herein, the term “pre-partially roasted beans” means beans obtained by heating green coffee beans and stopping said heating process before the first crack is complete. This definition includes beans obtained by heating green coffee beans and stopping said heating process before the first crack begins.
В данной заявке термин «полностью обжаренные зерна» означает зерна, обжаренные после второго крека.As used herein, the term “fully roasted beans” means beans that have been 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 vessel for placing coffee beans,
- электрическое нагревательное устройство для нагрева кофейных зерен, содержащихся в сосуде,- an electric heating device 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 нагревательным устройством,- a control system configured to control the heating device,
причем система управления выполнена с возможностью:wherein the control system is configured to:
- применения рецептуры обжаривания, предназначенной для обжаривания предварительно частично обжаренных зерен, включая по меньшей мере профиль обжарки, путем управления электрическим нагревательным устройством на основе измерений датчика температуры,- applying a roasting recipe designed to roast pre-partially roasted beans, including at least a roast profile, by controlling an electrical heating device based on temperature sensor measurements,
- обнаружения снижения потребления электроэнергии в зависимости от времени,- detecting a decrease in electricity consumption depending on time,
- прекращения нагрева в случае, если по истечении заданного контрольного времени t1 не происходит снижения потребления электроэнергии.- termination of heating if, after the specified control time t 1 , there is no reduction in electricity consumption.
В устройстве для обжаривания происходит нагревание кофейных зерен и предпочтительно смешивание для достижения равномерного распределения тепла между зернами.The roaster heats the coffee beans and preferably mixes them to achieve 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 done using a fluidized bed of hot air or mechanically using mixing blades 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 forced through a sieve or perforated plate located under the coffee beans with sufficient force to lift the beans. Heat is transferred to the grains as they are mixed 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 состоять из барабана, вращающегося вокруг горизонтальной оси, 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 mixed in a heated environment. The drum chamber may consist of a drum rotating about a horizontal axis, or the drum chamber may contain stirring blades for stirring the coffee beans in a heated environment.
В качестве источника тепла устройство включает в себя электрическое нагревательное устройство.The device includes an electric heating device as a heat source.
Преимущество электрического нагревательного устройства 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 heating device is that the roasting process produces only those air pollutants that are released 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.
Это электрическое нагревательное устройство обычно включает в себя по меньшей мере нагреватель и предпочтительно рабочий орган подачи воздуха.This electrical heating device typically includes at least a heater and preferably an air supply member.
Как правило, нагреватель представляет собой электрическое сопротивление. Кроме того, предпочтительно электрическое нагревательное устройство 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.Typically, the heater is an electrical resistance. Further, preferably, the electric heating device includes an air supply member for circulating air heated by the heater. In some devices, the working element of the air supply is not required, for example, if the device contains mixing blades or is a rotating drum.
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 inside the vessel volume or near its heated air inlet.
Аппарат содержит систему управления, предназначенную для управления электрическим нагревательным устройством для применения профиля обжарки внутри сосуда. Такое управление осуществляется на основе результатов измерений датчика температуры, установленного в сосуде, с использованием контура обратной связи.The apparatus includes a control system for controlling an electrical heating device to apply a roasting profile within the vessel. Such control is carried out based on the measurement results of a temperature sensor installed in the vessel using a feedback loop.
Профиль обжарки соответствует рецептуре обжаривания предварительно частично обжаренных зерен. Обычно продолжительность такого профиля короче, чем у профиля обжаривания зеленых кофейных зерен.The roast profile corresponds to the roasting recipe of pre-partially roasted beans. Typically the duration of this profile is shorter than that of the green coffee bean roast profile.
Кроме того, система управления выполнена с возможностью обнаружения первого снижения потребления электроэнергии нагревательным устройством в зависимости от времени.In addition, the control system is configured to detect a first decrease in power consumption of the heating device as a function of time.
Как правило, система управления может быть выполнена с возможностью измерения по меньшей мере одного электрического параметра, характеризующего потребление электроэнергии нагревательным устройством во время применения рецептуры обжаривания. Этот электрический параметр, характеризующий потребление электроэнергии, как правило, представляет собой ток электрического нагревательного устройства.Typically, the control system may be configured to measure at least one electrical parameter indicative of the electrical power consumption of the heating device during application of the frying recipe. This electrical parameter, which characterizes electricity consumption, is usually the current of an electric heating device.
На основе измерения по меньшей мере одного электрического параметра, характеризующего потребление электроэнергии нагревательным устройством во время применения рецептуры обжаривания, можно отслеживать потребление электроэнергии на основании времени.Based on the measurement of at least one electrical parameter indicative of the electric power consumption of the heating device during application of the frying recipe, the electric power consumption can be monitored based on time.
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 until the beans are in a state that allows the preparation of a coffee drink by infusion of water, the coffee beans go through several stages, in particular:
- первую стадию, на которой происходят эндотермические реакции, затем- the first stage at which endothermic reactions occur, then
- стадию первого крека, на которой происходят экзотермические внутренние реакции, затем- the first crack stage, at which exothermic internal reactions occur, then
- вторую стадию, на которой происходят эндотермические реакции, затем- the second stage, in which endothermic reactions occur, then
- стадию второго крека, на которой происходят экзотермические внутренние реакции.- the second crack stage, at which exothermic internal reactions occur.
На стадии первого крека экзотермические реакции, происходящие внутри кофейных зерен, выделяют тепло и участвуют в общем нагреве. В результате от электрического нагревательного устройства требуется меньше тепла, и, соответственно, мощность нагревательного устройства снижается.During the first crack stage, exothermic reactions occurring inside the coffee beans release heat and contribute to the overall heating. As a result, less heat is required from the electric heating device, and accordingly, the power of the heating device is reduced.
В зависимости от того, какие зерна нагреваются, зеленые или предварительно частично обжаренные, время первой стадии крека различается:Depending on whether the beans are heated, green or pre-partially roasted, the time for 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-partially roasted beans, usually by at least 2 minutes,
- у полностью обжаренных зерен стадия первого крека отсутствует.- fully roasted beans do not have the first crack stage.
Это означает, что зеленые зерна и полностью обжаренные зерна можно отличить от частично обжаренных зерен тем, что при применении одного и того же профиля обжаривания первый крек происходит у зеленых зерен позже, чем у частично обжаренных, или 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 partially roasted beans by the fact that when using the same roasting profile, the first crack occurs later in green beans than in partially roasted beans, or is absent in the case of fully roasted beans. As a result, by setting a control time at which the first crack of pre-partially roasted beans usually occurs, it can be determined whether pre-partially roasted beans are actually present in the vessel and are being roasted.
Система управления выполнена с возможностью останова электрического нагревательного устройства, если по истечении заданного контрольного времени не происходит снижения потребления электроэнергии. 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 electric heating device if, after a specified control time, there is no reduction in electricity consumption. Thus, if we set the control time as the time of the first crack of pre-partially roasted grains, then the absence of a decrease in energy consumption means that green or fully roasted grains were loaded into the vessel, or there are no grains 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 beans have been loaded into the container.
Преимущество заключается в достижении целей изобретения, поскольку указанное выше определение момента первого снижения потребления электроэнергии нагревательным устройством позволяет проверить вид зерен внутри сосуда.It is advantageous to achieve the objectives of the invention, since the above determination of the moment of the first reduction in the energy consumption of the heating device makes it possible to check the type of 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.The control time t 1 can be determined in accordance with the characteristics of the pre-partially roasted beans produced for use in the roaster using a roasting recipe designed for roasting the pre-partially roasted beans.
Предпочтительно контрольное время первого снижения потребления электроэнергии установлено на 5 минут.Preferably, the control time for the first reduction in electricity consumption is set to 5 minutes.
Практические наблюдения показывают, что для зеленых зерен первое снижение потребления электроэнергии обычно происходит спустя по меньшей мере 5 минут.Practical observations show that for green grains the first reduction in energy consumption usually occurs after at least 5 minutes.
Существует возможность того, что оператор 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 load beans into the vessel that have been pre-roasted between the completion of the first crack and the start of the second crack, or that he will forget to remove the beans from the vessel after a previous roasting operation. In this case, when applying the roasting profile, the first crack will not occur, and the second crack will occur very quickly after the start of heating of these beans. This error is less likely to cause a fire problem than with fully roasted beans, but final roasting will not result in an optimal product and is not recommended.
В предпочтительном варианте осуществления, чтобы избежать подобного ошибочного обжаривания, система управления может быть выполнена с возможностью останова электрического нагревательного устройства в случае, если первое снижение потребления электроэнергии происходит раньше заданного контрольного времени t0. Предпочтительно это контрольное время t0 устанавливают на 3 минуты.In a preferred embodiment, in order to avoid such erroneous frying, the control system may be configured to stop the electric heating device in the event that the first reduction in electricity consumption occurs before a predetermined control time t 0 . Preferably, this control time t 0 is 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 coffee beans loaded into the container by the user. The identification of beans is related to their type, which directly affects the process of roasting the beans. As a rule, the type is associated with the origin of the 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 a package of grains presented 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-partially 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 roasting recipe corresponding to the identified coffee beans prior to the step of applying the roasting recipe. The frying recipe can be obtained:
- от запоминающего устройства,- from a storage 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, various elements described herein can be combined with one or more of the above aspects to provide combinations other than those specifically illustrated and described. Additional objects and advantageous elements of the invention will be apparent from the claims, detailed description and accompanying drawings.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Для лучшего понимания характеристик и преимуществ изобретения рекомендуется изучить описание следующих фигур:To better understand 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 capable of implementing the method of the present invention,
на фиг. 2 приведена блок-схема системы управления аппарата в соответствии с фиг. 1,in fig. 2 shows a block diagram of the control system of the apparatus in accordance with FIG. 1,
на фиг. 3 схематически представлены кривые профиля нагревания, применяемого для зеленых и предварительно частично обжаренных зерен,in fig. 3 schematically shows the heating profile curves used for green and pre-roasted beans,
на фиг. 4 схематически изображена первая кривая изменения потребления электроэнергии нагревательным устройством на стадии обжаривания предварительно частично обжаренных кофейных зерен и вторая кривая потребления электроэнергии нагревательным устройством на стадии обжаривания зеленых зерен.in fig. 4 schematically shows the first curve of the electric power consumption of the heating device in the roasting stage of pre-partially roasted coffee beans and the second curve of the electric energy consumption of the heating device in the roasting stage of green beans.
Осуществление изобретенияCarrying out 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 roasting apparatus 1 is designed to roast coffee beans contained in the vessel 11 by means of a stream of hot air introduced into the vessel. At the first level, the apparatus contains 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 служит для размещения и крепления вышеуказанных компонентов 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.Housing 15 serves to house and secure 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 that provide clearance between the base and the support surface. The frame 152 is designed to accommodate components.
Блок обжаривания аппарата для обжариванияRoasting unit of frying machine
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 включает в себя на втором уровне аппарата 1 для обжаривания сосуд 11, нагревательное устройство 12, включающее рабочий орган 122 подачи воздуха, нагреватель 123, которые будут последовательно описаны.The frying unit 10 generally includes, at the second level of the frying apparatus 1, a vessel 11, a heating device 12 including an air supply member 122, a heater 123, which will be described successively.
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 lid 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 may 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 collection 16 communicates along the flow 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 collection.
Сосуд 11 содержит ручку 112, позволяющую пользователю вынуть сосуд из корпуса 15 и достать обжаренные зерна.The vessel 11 includes a handle 112 that allows the user to remove the vessel from the body 15 and remove the roasted beans.
Нагревательное устройство 12 содержит рабочий орган 122 подачи воздуха и нагреватель 123.The heating device 12 contains an air supply working element 122 and a heater 123.
Рабочий орган 122 подачи воздуха выполнен с возможностью создания потока воздуха (пунктирные стрелки) в направлении нижней части камеры. Сформированный поток выполнен с возможностью нагрева зерен, а также перемешивания и подъема зерен. В результате осуществляется равномерный нагрев зерен. В частности, рабочий орган подачи воздуха обычно представляет собой вентилятор, приводимый в действие двигателем 121. Внутри основания 151 корпуса могут быть обеспечены отверстия 153 подачи воздуха для подачи воздуха внутрь корпуса, причем рабочий орган подачи воздуха подает этот воздух в направлении сосуда 11 через перфорированную пластину 14, как показано пунктирными стрелками.The air supply working body 122 is configured to create an air flow (dotted arrows) towards the bottom of the chamber. The generated flow is designed to heat the grains, as well as mix and lift the grains. As a result, the grains are heated evenly. Specifically, the air supply member is typically a fan driven by a motor 121. Air supply openings 153 may be provided within the housing base 151 to supply air to the interior of the housing, and the air supply member supplies the air toward the vessel 11 through the perforated plate. 14, as shown by the dotted arrows.
Нагреватель 123 выполнен с возможностью нагрева потока воздуха, создаваемого рабочим органом 122 подачи воздуха. В конкретном проиллюстрированном варианте осуществления нагреватель представляет собой электрическое сопротивление, расположенное между вентилятором 122 и перфорированной пластиной 14 сосуда, в результате чего поток воздуха нагревается перед поступлением в сосуд, чтобы нагревать и поднимать зерна.The heater 123 is configured to heat the air flow generated by the air supply working body 122. In the particular illustrated embodiment, the heater is an electrical resistance located between the fan 122 and the perforated plate 14 of the container, causing the air flow to be heated before entering the container to heat and lift the grains.
Хотя описание изобретения приведено для обжарочной машины с псевдоожиженным слоем горячего воздуха, изобретение не ограничено конкретно этим типом аппарата для обжаривания. Допускается применение обжарочных машин барабанного типа и других видов обжарочных машин с использованием электрического нагревательного устройства.Although the invention has been described for a hot air fluidized bed fryer, the invention is not limited specifically to this type of fryer. The use of drum-type frying machines and other types of frying machines using an electric heating device is allowed.
Например, в альтернативном варианте осуществления обжарочной машины, показанной на фиг. 1, сосуд может содержать вращающееся устройство для вращения зерен внутри сосуда. В этом случае простой поток воздуха может быть обеспечен нагревателем, а вращающееся устройство обеспечивает равномерный нагрев зерен.For example, in an alternative embodiment of the fryer shown in FIG. 1, the vessel may include a rotating device for rotating the grains within the vessel. In this case, a simple air flow can be provided by a heater, and a rotating device ensures uniform heating of the beans.
Нагревательное устройство 12 выполнено с возможностью применения профиля обжаривания зерен, определяемого в виде кривой изменения температуры в зависимости от времени.The heating device 12 is configured to apply a roasting profile of the beans, defined as a curve of temperature changes versus time.
В одном режиме скорость вентилятора 122 может быть постоянной, а нагреватель 123 выполнен с возможностью применения к зернам профиля обжаривания, в частности, на основе температуры, измеренной датчиком 231 температуры. Нагреватель выполнен с возможностью изменения подаваемого на него электропитания.In one mode, the speed of the fan 122 may be constant, and the heater 123 is configured to apply a roasting profile to the beans, in particular based on the temperature measured by the temperature sensor 231. The heater is configured to change the power supply supplied to it.
В другом режиме электроэнергия, подаваемая нагревателем 123, может быть постоянной, а двигатель 121 вентилятора выполнен с возможностью применения к зернам профиля обжаривания, в частности, на основе температуры, измеренной датчиком 231 температуры. Двигатель функционирует с возможностью изменения подаваемого на него электропитания.In another mode, the electrical power supplied by the heater 123 may be constant, and the fan motor 121 is configured to apply a roasting profile to the beans, in particular based on the temperature measured by the temperature sensor 231. The engine operates with the ability to change the power supply supplied to it.
В последнем режиме как рабочий орган 122 потока воздуха, так и нагреватель 123 могут быть выполнены с возможностью применения к зернам профиля обжаривания.In the latter mode, both the air flow element 122 and the heater 123 may be configured to apply a roasting profile to the beans.
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 включает в себя 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 интерфейс 24 связи для удаленного соединения.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, a control system 180 will be discussed: the control system 180 is configured to control components of the roasting unit for roasting coffee beans. The control system 180 typically includes, at the second level of the fryer, a user interface 20, a processing unit 18, at least one sensor 23, a power source 21, a storage device 19, and optionally a communication interface 24 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 a 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 data. The commands may, for example, be information about the type of beans loaded into the vessel (e.g. origin, supplier details), instructions for performing the roasting process (starting the process) and/or settings for an operating parameter (desired final roast level, number of beans to be roasted ) of the frying apparatus 1 and/or a command to turn on or off the frying apparatus 1. The processing unit 18 may also provide feedback to the user interface 20 as part of the roasting process, for example to indicate the start of the roasting process, or to indicate the selection of a process-related parameter, or to indicate a change in a parameter during application of the method, or to signal 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 comprises one or more of the following: buttons such as a joystick button, a knob or push button, a joystick, LEDs, graphics or character LCD displays, graphic touch screen and/or buttons on the edge of the screen. The user interface 20 may be designed as 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 device is equipped 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 transmit an input signal to the processing unit 18 for monitoring the frying process and/or the state of the frying apparatus. The input signal can be an analog or digital signal. The 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 the vessel 1, a position sensor associated with the vessel 11 and/or the chaff container 16.
Блок 180 обработки может содержать считыватель 3 кода, связанный, например, с системой считывания кода с упаковки зерен.The processing unit 180 may include a code reader 3 associated, for example, with a system for reading a code from a package of grains.
Блок 180 обработки в качестве входных данных 130 включает в себя один электрический параметр, характеризующий потребление электроэнергии нагревательным устройством 12 во время применения рецептуры обжаривания. Этим электрическим параметром может быть ток, подаваемый на нагреватель для применения к зернам профиля нагревания, и/или ток, подаваемый на двигатель 121 рабочего органа подачи воздуха.The processing unit 180 includes as input data 130 one electrical parameter indicative of the electrical power consumption of the heating device 12 during application of the frying recipe. This electrical parameter may be a current supplied to the heater to apply a heating profile to the grains and/or a current supplied to the air impeller motor 121 .
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 include a communication interface 24 for transmitting data from the frying apparatus 1 to another device and/or another 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 method of roasting coffee beans, such as information about the roasting method, bean type, number of beans. Communication interface 24 may include first and second communication interfaces for communicating with multiple devices simultaneously 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.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, Ethernet defined by IEEE 802.3, a wireless connection such as a wireless local area network (LAN) (e.g. , IEEE 802.11), or near field communication (NFC), or a cellular system such as GPRS or GSM. The communication interface 24 interacts with the processing unit 18 via a communication interface signal. Typically, the communication interface includes a separate processing unit (examples of which are given above) for controlling communication hardware (eg, an antenna) to interact with the main processing unit 18. However, less complex configurations may be used, for example 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 contains memory, system input/output components, mounted on an integrated circuit, typically in the form of a microprocessor or microcontroller. The processing unit 18 may comprise other suitable integrated circuits, such as an ASIC, a programmable logic device such as a PAL, an SPLIC, 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 above integrated circuits. As an example of the latter, multiple integrated circuits interact with each other in a modular design, for example, a slave integrated circuit controls a user interface 20 associated with a master integrated circuit for controlling 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 achieve 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; a volatile memory device (RAM) for temporary storage of data. The memory unit may contain 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 уровня или количества зерен, считывателя 3 кода. Выполнение программы обжаривания кофейных зерен побуждает блок 18 обработки управлять следующими компонентами: нагреватель 123 и рабочий орган 122 подачи воздуха.The instructions stored in the memory unit 19 are, in a simplified form, a program for roasting coffee beans. The coffee bean roasting program may be executed by the processing unit 18 in response to specified input data, such as commands from the user interface 20 and/or a signal from sensors 23, for example, temperature sensor 231, level or bean quantity sensor, code reader 3. Execution of the coffee bean roasting program causes the processing unit 18 to control the following components: the heater 123 and the air supply element 122.
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 signal from sensors (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 frying program code (or programmable logic) that is stored in the memory unit 19 and/or comes from an external source such as communication interface 24,
- обеспечения выходного сигнала, соответствующего процессу обжаривания. Более конкретно, выходной сигнал охватывает работу по меньшей мере нагревателя 123, рабочего органа 122 подачи воздуха.- providing an output signal corresponding to the frying process. More specifically, the output signal covers the operation of at least the heater 123, the air supply element 122.
Работа нагревательного устройства 12, т.е. нагревателя 123 и/или рабочего органа 122 подачи воздуха, обычно имеет управление с обратной связью, использующее входной сигнал от датчика 231 температуры в качестве обратной связи для применения профиля обжарки кофейных зерен.The operation of the heating device 12, i.e. heater 123 and/or air supply element 122 typically has a feedback control that uses the input signal from the temperature sensor 231 as feedback to apply the roasting profile of the coffee beans.
Часть программы обжаривания основана на рецептуре обжаривания, содержащей профиль обжарки для обжаривания зерен. Программа обжаривания кофейных зерен выполнена с возможностью обжаривания предварительно частично обжаренных зерен.The roasting portion of the program is based on a roast recipe containing a roast profile for roasting the beans. The coffee bean roasting program is designed to roast previously partially roasted beans.
На фиг. 3 приведены профили нагревания (графики зависимости температуры от времени) для обжаривания зеленых кофейных зерен (кривая Aзеленые) и предварительно частично обжаренных зерен того же происхождения (кривая Aпредварительно обжаренные) в аппарате 1.t1крек-начало — время, соответствующее началу первого крека, t1крек-завершение — время, соответствующее завершению первого крека, t2крек-начало — время, соответствующее началу второго крека.In fig. 3 shows heating profiles (graphs of temperature versus time) for roasting green coffee beans (curve Agreen) and pre-partially roasted beans of the same origin (curve Apre-roasted) in the apparatus 1.t 1crack-start - time corresponding to the beginning of the first crack, t 1crack-completion is the time corresponding to the completion of the first crack, t 2crack-start is the time corresponding to the beginning of the second crack.
Кривая Aпредварительно обжаренные показывает, что в случае предварительно частично обжаренных зерен профиль нагревания короче по времени: первая часть кривой Aзеленые не применяется, но профиль нагревания начинается до t1крек-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 Aпредварительно обжаренные профиля нагревания.The Apre-roasted curve shows that in the case of pre-partially roasted beans, the heating profile is shorter in time: the first part of the Agreen curve does not apply, but the heating profile begins before t 1crack-finish . Accordingly, in the roasting apparatus 1, the control system is configured to apply a roasting recipe or roasting program for roasting pre-partially roasted beans, as shown in the heating profile curve Apre-roasted.
Источник 21 питания выполнен с возможностью обеспечения электрическим питанием 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 the controlled components and the processing unit 18. The power supply 21 may include various means, such as a battery or a unit, for receiving and regulating the mains power supply. The power supply 21 may be operatively coupled to the user interface portion 20 for turning on or off the power of the frying apparatus 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, based on another part of the instructions stored in the memory unit 19:
- определения первого снижения потребления электроэнергии нагревательным устройством в зависимости от времени, предпочтительно путем измерения по меньшей мере одного электрического параметра 130, характеризующего потребление электроэнергии нагревательным устройством 12 во время применения рецептуры обжаривания,- determining a first reduction in the electric power consumption of the heating device as a function of time, preferably by measuring at least one electrical parameter 130 characterizing the electric power consumption of the heating device 12 during application of the frying recipe,
- останова электрического нагревательного устройства 12, если по истечении заданного контрольного времени t1 не происходит снижения потребления электроэнергии.- stopping the electric heating device 12, if after the specified control time t 1 there is no reduction in electricity consumption.
Во время операции обжаривания блок 18 обработки может отслеживать входные данные 130 тока, подаваемого на нагревательное устройство 12, или любой другой электрический параметр, характеризующий потребление электроэнергии нагревательным устройством.During the frying operation, processing unit 18 may monitor current input 130 to heating device 12 or any other electrical parameter indicative of electrical power consumption by the heating device.
Блок 18 обработки выполнен с возможностью расчета потребления электроэнергии нагревательным устройством 12 на основе измерения по меньшей мере одного электрического параметра нагревательного устройства 12 во время применения рецептуры обжаривания и с возможностью обнаружения снижения потребления электроэнергии нагревательным в зависимости от времени.The processing unit 18 is configured to calculate the electric power consumption of the heating device 12 based on the measurement of at least one electrical parameter of the heating device 12 during application of the frying recipe and to detect a decrease in the electric power consumption of the heating device as a function of time.
Блок 18 обработки выполнен с возможностью останова электрического нагревательного устройства на основе отслеживания потребления электроэнергии нагревательным устройством в случае, если по прошествии заданного контрольного времени t1 не происходит снижения потребления электроэнергии.The processing unit 18 is configured to stop the electric heating device based on monitoring the electricity consumption of the heating device in the event that after a predetermined control time t 1 there is no reduction in electricity consumption.
Фактически, если не происходит снижения потребления электроэнергии 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 не содержит зерен.In fact, if there is no reduction in power consumption within a relatively short time after the start of the process, it means that the apparatus has not been preloaded with partially roasted beans and that the vessel 11 contains either green beans, 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 the same heating profile is applied to pre-partially roasted coffee beans and green beans of the same origin (i.e. the pre-partially roasted coffee beans were derived from said green beans), the first crack of the green beans occurs later than the first crack previously partially fried.
На фиг. 4 схематически показано потребление Q электроэнергии нагревательным устройством 12 во время нагревания:In fig. 4 schematically shows the electric power consumption Q of the heating device 12 during heating:
- зеленых зерен (пунктирная кривая Bзеленые) и- green grains (dashed curve Bgreen) and
- предварительно частично обжаренных кофейных зерен того же происхождения, что и зеленые зерна (кривая Bпредварительно обжаренные),- partially pre-roasted coffee beans of the same origin as the green beans (curve Bpre-roasted),
в соответствии с профилем нагревания (график зависимости температуры от времени) кривой Aпредварительно обжаренные на фиг. 3.according to the heating profile (graph of temperature versus time) curve A, pre-fried in Fig. 3.
В обоих случаях общий профиль этой кривой представляет собой, по существу, прямую линию с положительным наклоном. Однако в обоих случаях наклон уменьшается за короткое время, прежде чем снова увеличиться. Это уменьшение соответствует времени первого крека зерен: вследствие происходящих экзотермических реакций требуется меньше тепла от электрического нагревательного устройства, и потребление электроэнергии снижается.In both cases, the overall profile of this curve is essentially a straight line with a positive slope. However, in both cases the slope decreases for a short time before increasing again. This reduction corresponds to the first cracking time of the beans: due to the exothermic reactions that take place, less heat is required from the electric heating device and electricity consumption is reduced.
Снижение потребления электроэнергии, соответствующее первому креку предварительно частично обжаренных зерен, происходит в момент времени tпредварительно обжаренные, т.е. раньше времени tзеленые, которое соответствует снижению потребления в соответствии с первым креком зеленых зерен.The reduction in energy consumption corresponding to the first crack of pre-partially roasted beans occurs at time tpre-roasted, i.e. ahead of time tgreens, which corresponds to a decrease in consumption in accordance with the first crack of green grains.
С установкой контрольного времени t1 больше, чем tпредварительно обжаренные, но меньше, чем tзеленые, можно отличить предварительно частично обжаренные зерна от зеленых и полностью обжаренных зерен. В общем контрольное время t1 можно установить на 5 минут. Действительно, при обжаривании первый крек большинства зеленых зерен происходит по прошествии по меньшей мере 5 минут.By setting the control time t 1 greater than tpre-roasted, but less than tgreen, it is possible to distinguish partially pre-roasted beans from green and fully roasted beans. In general, the control time t 1 can be set to 5 minutes. Indeed, when roasting, the first crack of most green beans occurs after at least 5 minutes.
Если в сосуд помещают полностью обжаренные зерна, обжаренные после второго крека, вместо частично обжаренных зерен, никакого увеличения или снижения потребления вообще не будет обнаружено.If fully roasted beans, roasted after the second crack, are placed in the vessel instead of partially roasted beans, no increase or decrease in consumption will be detected at all.
Если зерна обжарены до степени между завершением первого крека и началом второго крека, снижение потребления последует немедленно и будет обнаружено до tпредварительно обжаренные. Соответственно, с установкой контрольного времени t0 меньше, чем tпредварительно 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 start of the second crack, a decrease in consumption will follow immediately and will be detected before pre-roasting. Accordingly, by setting the control time t0 less than tpre-roasted, it is possible to distinguish these grains from partially pre-roasted ones. As a rule (but this may depend on the type of pre-partially roasted beans), the control time t0 is set at 3 minutes.
Наконец, система управления выполнена с возможностью продолжения или останова работы нагревательного устройства 12 в зависимости от типа идентифицированных зерен.Finally, the control system is configured to continue or stop operation of the heating device 12 depending on the type of grains identified.
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, heating is stopped and a warning is sent to the user, for example, through 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 into the vessel manually, there is a risk that the user will not pre-load partially roasted beans into the vessel and, in particular, will forget to remove the last completely roasted beans or load 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 of the present invention provides the advantage of eliminating any risk of fire due to user error without the use of complex and expensive devices.
На стадии применения рецептуры обжаривания, содержащей по меньшей мере профиль обжарки, посредством управления электрическим нагревательным устройством 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.In the step of applying a roasting recipe comprising at least a roasting profile by controlling an electrical heating device based on temperature sensor measurements, the roasting recipe may be a default recipe for roasting pre-partially roasted beans or may be a recipe specific to those pre-partially roasted beans , which have been identified through the optional identification step, and obtained through the optional step of obtaining a specific roasting 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 roasting recipe may be obtained from the roaster memory unit 19, or downloaded from a server via communication interface 24, or read by a code reader during an optional code reading step, the recipe being part of the information related to bean identification.
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 illustrated embodiments above, it should be understood that the claimed invention is not limited in any way to 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 equivalents to specific features exist, such equivalents are included as if they were specifically mentioned herein.
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».As used herein, the words “comprises,” “comprising,” and similar words are not to be interpreted in an exclusive or exhaustive sense. In other words, they are supposed to mean “including without limitation.”
Перечень обозначений на графических материалахList of symbols on graphic materials
обжарочная машина 1roasting machine 1
блок обжаривания 10frying block 10
сосуд 11vessel 11
ручка 112handle 112
нагревательное устройство 12heating device 12
мотор 121motor 121
рабочий орган подачи воздуха 122working element of air supply 122
нагреватель 123heater 123
перфорированная пластина 14perforated plate 14
корпус 15building 15
основание 151base 151
остов 152skeleton 152
отверстие подачи воздуха 153air supply hole 153
ножки 154legs 154
сборник половы 16chaff compilation 16
крышка 17cover 17
блок обработки 18processing unit 18
система управления 180control system 180
запоминающее устройство 19storage device 19
пользовательский интерфейс 20user interface 20
источник питания 21power supply 21
датчик 23sensor 23
датчик температуры 231temperature sensor 231
интерфейс связи 24communication interface 24
считыватель кода 3code reader 3
Claims (32)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18212968.4 | 2018-12-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021119855A RU2021119855A (en) | 2023-01-09 |
| RU2807521C2 true RU2807521C2 (en) | 2023-11-15 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2304324A1 (en) * | 1999-03-31 | 2000-09-30 | Jaromir Friedrich | Method and apparatus for roasting coffee |
| RU2203553C1 (en) * | 2001-11-15 | 2003-05-10 | Государственное образовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия | Method for automatic controlling of coffee frying process |
| WO2003049549A1 (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-19 | Massimiliano Orsini | Coffee impregnation system and method |
| CN105249505B (en) * | 2015-11-02 | 2017-06-23 | 东莞市瑞铸金属科技有限公司 | A kind of miniature stir-fry beans machine and the process using stir-fry beans machine stir-fry beans |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2304324A1 (en) * | 1999-03-31 | 2000-09-30 | Jaromir Friedrich | Method and apparatus for roasting coffee |
| RU2203553C1 (en) * | 2001-11-15 | 2003-05-10 | Государственное образовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия | Method for automatic controlling of coffee frying process |
| WO2003049549A1 (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-19 | Massimiliano Orsini | Coffee impregnation system and method |
| CN105249505B (en) * | 2015-11-02 | 2017-06-23 | 东莞市瑞铸金属科技有限公司 | A kind of miniature stir-fry beans machine and the process using stir-fry beans machine stir-fry beans |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7356502B2 (en) | How to roast coffee beans | |
| US20220079204A1 (en) | Apparatus and method for roasting coffee beans | |
| US20220079205A1 (en) | Apparatus and method for roasting coffee beans | |
| JP7425063B2 (en) | How to roast coffee beans | |
| RU2807521C2 (en) | Method of roasting coffee beans | |
| RU2798884C2 (en) | Method of roasting coffee beans | |
| JP7470690B2 (en) | Apparatus and method for roasting coffee beans | |
| US20230046466A1 (en) | Method for roasting coffee beans | |
| RU2806165C2 (en) | Machine and method of roasting coffee beans | |
| EP3669660A1 (en) | System for roasting coffee beans | |
| JP2023537242A (en) | How to roast coffee beans |