TWI782330B - 烘焙及檢測系統與方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種烘焙及檢測系統，包括：一烘焙裝置及一檢測裝置。烘焙裝置包括一中空內筒及一中空外筒。內筒可受一第一外力而沿一第一路徑繞一軸心旋轉，內筒包含一第一環形壁，第一環形壁內形成一容置空間且具有一第一開孔與容置空間相連通。外筒設置於內筒之至少一部分外，並可受一第二外力而至少於一第一位置及一第二位置間移動，外筒具有一第二開孔。檢測裝置鄰近於烘焙裝置設置，且具有一接收口，接收口對應於外筒於第二位置時之第二開孔。其中第一開孔於第一路徑旋轉時係至少與外筒於第一位置及第二位置時之第二開孔對齊。本發明揭露一種烘焙及檢測方法，其包括：提供如上所述之烘焙及檢測系統；進行一接收步驟，內筒與外筒均靜止不動，且第一開孔對應於外筒在一第一位置的第二開孔，將多個物件經第一開孔及第二開孔置入內筒之容置空間內；旋轉內筒並烘焙物件；進行一釋放步驟，將外筒移動而使第二開孔移動至一第二位置，以使內筒的旋轉路徑的一部分對應於第二開孔，且接收口對應於第二開孔，以使物件之一部分將由第一開孔及第二開孔落入至檢測裝置內；將外筒移回第一位置；對物件之部分檢測；及當物件之部分等於或超過一門檻值時，則內筒停止旋轉且停止烘焙。

Description

烘焙及檢測系統與方法

本發明係關於一種烘焙及檢測系統與方法，尤其是關於一種咖啡豆烘焙及檢測系統與方法。

根據統計，國人一年可消費28.5億杯咖啡，使我國咖啡飲料年產值已達750億元。從近年來各咖啡館如雨後春筍般出現在大街小巷的現象，足以顯示人們對於咖啡需求增高的同時，品質也是不可或缺的因素之一。換言之，人們的喜好已從一般便利商店可以購得的罐裝咖啡，提高為期待一杯從咖啡館精心手工沖泡的高品質現煮咖啡。然而，沖泡出一杯出色的咖啡，咖啡豆本身及其烘焙方式乃是最重要的關鍵所在。

在一般烘焙咖啡豆的過程中，習知設備僅可記錄其火力、風速、風溫、鍋爐轉速、溫差及濕度，作為決定烘焙時間的依據。在一般的烘焙作法中，係使用一探豆棒將少量咖啡豆取出，肉眼觀察其顏色，或是根據烘焙時的爆音或聞其味道，以經驗判斷烘焙是否完成。然而，這種採用經驗法則來判斷咖啡豆烘焙的方式過於主觀，無法運用科學量化的方式進行檢測和評斷。再者，這種傳統作法需要有經驗的咖啡豆烘焙師來操作，進而使成本過高，不符大眾大量的需求。

是以，提供一種烘焙及檢測系統及方法，以對一農業作物 進行全自動之烘焙及檢測，乃是業界所需。

緣是，本發明提供一種烘焙及檢測系統與方法，以對一待測物件進行自動烘焙及檢測。

本發明之一第一態樣揭露一種烘焙及檢測系統，包括：一烘焙裝置及一檢測裝置。烘焙裝置包括一中空內筒及一中空外筒。內筒可受一第一外力而沿一第一路徑繞一軸心旋轉，內筒包含一第一環形壁，第一環形壁內形成一容置空間且具有一第一開孔與容置空間相連通。外筒設置於內筒之至少一部分外，並可受一第二外力而至少於一第一位置及一第二位置間移動，外筒具有一第二開孔。檢測裝置鄰近於烘焙裝置設置，且具有一接收口，接收口對應於外筒於第二位置時之第二開孔。其中第一開孔於第一路徑旋轉時係至少與外筒於第一位置及第二位置時之第二開孔對齊。

本發明之一第二態樣揭露一種烘焙及檢測方法，其包括：提供如第一態樣之烘焙及檢測系統；進行一接收步驟，內筒與外筒均靜止不動，且第一開孔對應於外筒在一第一位置的第二開孔，將多個物件經第一開孔及第二開孔置入內筒之容置空間內；旋轉內筒並烘焙物件；進行一釋放步驟，將外筒移動而使第二開孔移動至一第二位置，以使內筒的旋轉路徑的一部分對應於第二開孔，且接收口對應於第二開孔，以使物件之一部分將由第一開孔及第二開孔落入至檢測裝置內；將外筒移回第一位置；對物件之部分檢測；及當物件之部分等於或超過一門檻值時，則內筒停止旋轉且停止烘焙。

本發明之一第三態樣揭露一種烘焙及檢測系統，包括：一 烘焙裝置及一檢測裝置。烘焙裝置包括一中空內筒及一中空外筒。內筒可受一第一外力而沿一第一路徑繞一軸心旋轉，內筒包含一第一環形壁，第一環形壁內形成一容置空間且具有一第一開孔，第一開孔與容置空間相連通。外筒設置於內筒之至少一部分外，並可受一第二外力而移動，外筒具有一第二開孔、一第三開孔、一蓋體及一閘門，蓋體及閘門分別以移動的方式開啟或關閉第二開孔及第三開孔，且第一開孔於第一路徑移動時對齊於第二開孔或第三開孔。檢測裝置鄰近於烘焙裝置設置，且具有一接收口，接收口對應於第三開孔。

1:烘焙裝置

2:檢測裝置

3:控制裝置

4:內筒

5,5':外筒

6:第一驅動裝置

7:第二驅動裝置

8,8':導引柱

8a:第一導引柱

8b:第二導引柱

9,9':外蓋

10:第一檢測單元

12:第二檢測單元

14:影像擷取裝置

16:光源

20:殼體

22:彈性遮蔽件

24:接收口

26:透明容器

30:儀表板

32:按鍵

40:第一環形壁

42:底蓋

44:容置空間

46:第一開孔

50:第二環形壁

52:齒條

54:第二開孔

56:第三開孔

70:動力源

72:齒輪

80:左側

82:右側

84:閘門

86:通道

90:支架

100:烘焙及檢測系統

200:烘焙及檢測系統

300:烘焙及檢測系統

400:物件

420:物件

A:軸心

R1:第一路徑

R2:第二路徑

圖1為本發明第一實施例之烘焙及檢測系統之立體圖。

圖2為本發明圖1之烘焙及檢測系統之側視圖。

圖3為本發明圖1之烘焙及檢測系統之第一作動之局部剖面圖。

圖4為本發明圖1之烘焙及檢測系統之第二作動之局部剖面圖。

圖5為本發明圖1之烘焙及檢測系統之第三作動之局部剖面圖。

圖6為本發明第二實施例之烘焙及檢測系統之第一作動之局部剖面圖。

圖7為本發明圖6之烘焙及檢測系統之第二作動之局部剖面圖。

圖8為本發明圖6之烘焙及檢測系統之第三作動之局部剖面圖。

圖9為本發明第三實施例之烘焙及檢測系統之立體圖。

圖10為本發明圖9之烘焙及檢測系統之第一作動之局部剖面圖。

圖11為本發明圖9之烘焙及檢測系統之第二作動之局部剖面圖。

圖12為本發明圖9之烘焙及檢測系統之第三作動之局部剖面圖。

為更清楚了解本發明之特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明的申請專利範圍。

本發明揭露一種烘焙及檢測系統，其可採用全自動的方式對於一農業作物進行烘焙及檢測。舉例來說，農業作物可以是咖啡豆。在本發明中，操作者可事先設定咖啡豆之烘焙程度及香氣風味，以烘焙出客製化之咖啡豆。烘焙程度例如是深烘焙、中烘焙或低烘焙。烘焙程度的差異可經由設定而區分。在本發明其他實施例中，烘焙及檢測系統亦可應用於其他物件，例如其他需要烘焙或烘烤之農作物。

請參照圖1及圖2，其中圖1為本發明第一實施例之烘焙及檢測系統100之立體圖，圖2為本發明圖1之烘焙及檢測系統100之側視圖。本實施例之烘焙及檢測系統100包括一烘焙裝置1、一檢測裝置2及一控制裝置3。檢測裝置2設置於烘焙裝置1旁。控制裝置3分別電性連接烘焙裝置1及檢測裝置2，以控制烘焙裝置1及檢測裝置2的運作。

在本實施例之烘焙裝置1結構中，烘焙裝置1包括一中空內筒4及一中空外筒5，外筒5設置於內筒4之至少一部分外。更詳細來說，本實施例所揭示之外筒5係環繞於內筒4之一部分之外。此外，烘焙裝置1更包括一第一驅動裝置6及一第二驅動裝置7。第一驅動裝置6及第二驅動裝置7可分別位於內筒4之相對兩側。第一驅動裝置6耦接內筒4，以提供一第一外力至內筒4，使內筒4可受第一外力而沿一軸心A旋轉。第二驅動裝置7耦接外筒5，以提供一第二外力予外筒5，使外筒5受第二外力而相 對於內筒4移動，進而使外筒5至少可位於一第一位置及一第二位置。本實施例之外筒5受第二外力而亦沿著與內筒4旋轉時相同之軸心A而圍繞著內筒4周圍旋轉。在本實施例中，外筒5圍繞著內筒4而以同向方式旋轉。然而，在其他實施例中，外筒5可圍繞著內筒4而以反向方式旋轉。另外，內筒4及外筒5之間可包含一滑軌及/或軸承結構(未繪示)，以使內筒4及外筒5平穩地相對旋轉移動。

本實施例所揭示之內筒4為圓柱形，且內筒4包含一第一環形壁40及二底蓋42。二底蓋42分別設置於第一環形壁40的相對兩端，以封閉第一環形壁40之兩端。二底蓋42的其中之一可包括可樞轉之一門(未繪示)，用以將內筒4內之物件400取出(例如已烘焙完成之咖啡豆)，另一底蓋42則與第一驅動裝置6之動力源機械地耦接。

在本實施例中，外筒5亦為圓柱形，且包含一第二環形壁50、一導引柱8及一外蓋9。第二環形壁50圍繞內筒4之第一環形壁40。導引柱8係設置於第二環形壁50上，並自第二環形壁50徑向向外延伸。導引柱8為中空狀而形成一通道。外蓋9以可活動的方式樞接於導引柱8頂緣，用以啟閉導引柱8內之通道。在其他實施例中，外筒5另外可具有一鎖固件(未繪示)，鎖固件可以電動或人工的方式將外蓋9固定於導引柱8上，並以電動或人工的方式解除外蓋9的固定。

另一方面，外筒5可包含至少一齒條52。齒條52可以焊接的方式環繞設置於第二環形壁50外。如圖2所示，第二驅動裝置7包括一動力源70及一齒輪72，動力源70機械地耦接齒輪72，且齒輪72嚙合齒條52。藉此，第二驅動裝置7藉由齒輪72及齒條52之間的嚙合關係而以動力源70輸出之動力驅動外筒5相對於軸心A產生一特定角度之旋轉移動。在 本實施例中，第一驅動裝置6之動力源及第二驅動裝置7之動力源70均為馬達。

如圖1至圖5所示，在本實施例中，檢測裝置2包含一殼體20及一彈性遮蔽件22。殼體20具有接收口24，接收口24對應外筒5於第二位置時的導引柱8(參見圖5)。彈性遮蔽件22設置於接收口24旁，以可活動的方式遮蔽接收口24。舉例來說，彈性遮蔽件22的材質可包括矽膠。當外筒5之導引柱8移動至接收口24時，可以推動彈性遮蔽件22而使彈性遮蔽件22暫時變形，以使導引柱8進入殼體20內。當導引柱8自殼體20移出時，彈性遮蔽件22會恢復原狀(恢復成原來的位置)，以遮蔽接收口24，而使殼體20內部不會暴露於外。在其他實施例中，彈性遮蔽件22亦可由人工的方式開啟，或是經由圖1所示之控制裝置3開啟。

控制裝置3包含多個處理模組以及軟體，對資料進行運算、儲存及控制。控制裝置3上可設置儀表板30以及按鍵32，供操作者進行操作。

另外，烘焙及檢測系統100更可包括一支架90，其用以支撐內筒4及外筒5。支架90上可以設置滾輪(未繪示)，當內筒4及外筒5旋轉移動時，支架90不會隨著內筒4及外筒5旋轉。

請參考圖3，其為本發明圖1之烘焙及檢測系統100之第一作動之局部剖面圖。內筒4之第一環形壁40內形成一容置空間44，且第一環形壁40上形成一第一開孔46，第一開孔46係與容置空間44相連通。內筒4內外亦可依需求設置若干加熱單元、風扇單元、溫度測量單元、風速測量單元等(未繪示)。加熱單元可以是火爐或是電子加熱爐，用以對咖啡豆加熱至一預設溫度。風扇單元用以對待測物件400(咖啡豆)進行吹拂。 溫度測量單元用以測量加熱溫度。風速測量單元可測量容置空間44內之風速。加熱單元、風扇單元、溫度測量單元及風速測量單元係為熟知本領域之技術者之一般常識，故不再贅述。

另一方面，如圖3所示，第二環形壁50具有一第二開孔54。導引柱8係設置於第二開孔54處，且自第二環形壁50徑向向外延伸而於其內形成通道86，通道86與第二開孔54相連通。

在本實施例中，檢測裝置2更包含一第一檢測單元10及一第二檢測單元12。第一檢測單元10及第二檢測單元12均設置於殼體20內，且分別電性連接控制裝置3(參見圖1及圖2)。

第一檢測單元10用以檢測待測物件400之一第一性質。第一檢測單元10可包含一影像擷取裝置(如相機)14及一光源16。舉例來說，第一檢測單元10之影像擷取裝置14可以擷取待測物件400(例如本實施例之咖啡豆)之一影像，並可將該影像傳送至控制裝置3。控制裝置3可以判定該影像之色澤(第一性質)，例如藉由RGB(紅綠藍)之檢測值或是灰階之檢測值來判定。在一實施例中，影像擷取裝置14可為一般市售之數位相機或是工業用數位相機。

第二檢測單元12用以檢測待測物件400之相異於第一性質之一第二性質。第二檢測單元12可包含一近紅外光檢測器(Near Infrared Spectrometer，NIR)。更詳細來說，本實施例所揭示之檢測裝置2之第二檢測單元12可包含一探針型或微型近紅外光檢測器，以利於裝置於殼體20內。第二檢測單元12之近紅外光檢測器用以檢測檢測物之化學性質或特定成份(第二性質)之辨識，例如待測物件400(咖啡豆)之蔗糖含量。近紅外線光譜(near-infrared spectroscopy)，是光波也是電磁波的一種，也是 波長780-2500nm之吸收光譜，在食品應用上常牽涉O-H、N-H及C-H等化學鍵之相互作用，也因為光與物質間能源的轉換，當分子吸收到近紅外光的能量時會產生振動。但並不是所有光線的能量都會被分子吸收，而是會選擇符合其特有分子及能階之不連續光的能量，所以不同分子會吸收不同波長之光，可用來進行食品之定性及定量分析。但也需要傳統化學分析得到的數值才能跟近紅外線掃瞄之光譜進行統計迴歸分析。是以，本發明之檢測裝置2利用這種原理，可進行特定組成分之檢測(例如蔗糖之檢測)。舉例來說，探針型或微型近紅外光檢測器可以是EXNER Process equipment GMBH之EXcell 241 NIR biomass sensor、Syntpot OÜ之MATRIX-F Fourier Transform Near Infrared(FT-NIR)spectrometer、OTO Photonics(台灣超微光學)之口袋鷹-近紅外^TM(Pocket Hawk-Near-infrared^TM,PH-NIR)系列光譜儀。

上述第一檢測單元10及第二檢測單元12的實施例僅為舉例。在其他實施例中，第一檢測單元10可包含一近紅外光檢測器，而第二檢測單元12可包含一影像擷取裝置及一光源。此外，本實施例圖式中第一檢測單元10及第二檢測單元12的位置僅為示意，第一檢測單元10及第二檢測單元12的實際位置將根據實際需求進行調整。

為確認所獲得之訊號與所欲量測之組成分(例如蔗糖)之關聯性，可事先利用近紅外光檢測器對不同品種及不同烘焙程度之待測物件400(咖啡豆)進行其定性及定量分析。故近紅外光檢測器係作為建立資料庫或評估分析某特定成分(例如蔗糖)可行性之前端工具。舉例來說，這種預先建立資料庫之近紅外光檢測器可以是一種桌上型近紅外光檢測器，例如位於美國麻塞諸塞州之Unity Scientific公司所生產之Spectra Star XT NIR Analyzer。在建立具有足夠多資訊之資料庫後，操作者即可藉由這些資訊來事先設定不同品種及不同烘焙程度之待測物件400所需的烘焙時間、溫度、風量、旋轉速度等。舉例來說，經由多次實驗而收集之資訊可得出若需烘焙出低烘焙及第一品種之咖啡豆，則需要在一第一時間及一第一溫度之條件下進行烘焙；若需烘焙出中烘焙及第二品種之咖啡豆，則需要一第二時間及一第二溫度之條件下進行烘焙。然而，在一些實施例中，在烘焙咖啡豆的過程中，可區分為不同時間區段，以在各不同時間長度的區段中以不同溫度進行烘焙。

此外，為獲得大量資料，可先利用本發明之烘焙及檢測系統來建立資料庫。當數據齊全後，即可開始製作客製化之烘焙作業。除此之外，當資料齊全後，控制裝置3可增設一智慧模式，依據在烘焙過程中所接收之烘焙度及蔗糖資訊變化自行調整烘焙參數，客製化並逐步擬合操作者所需之烘焙程度及風味。

下表一為本發明一實施例之深中淺烘焙之咖啡豆的RGB值及灰階值。RGB值及灰階值的範圍均為0至255。

下表二為本發明一實施例之不同焙度咖啡豆之蔗糖含量之 分析值。

咖啡豆內的蔗糖含量多寡對於沖泡後咖啡的香氣有顯著的相關性，其在烘焙過程中內部蔗糖含量會隨著焙度逐漸下降，從上表中亦可看出此趨勢。

以下介紹本實施例烘焙及檢測系統100之作動流程。請參閱圖3，首先，於一接收狀態時，內筒4之第一開孔46可位於圖面之上方。此時，外筒5係位於第一位置，即本實施例中外筒5之第二開孔54係與內筒4之第一開孔46對齊。換句話說，控制裝置3係控制內筒4與外筒5均靜止不動，且使第一開孔46對應於外筒5在第一位置的第二開孔54而相連通。此時，可將待測物件400(例如本實施例之咖啡豆)自外筒5之導引柱8依序通過外筒5之第二開孔54及內筒4之第一開孔46而倒入內筒4之容置空間44中。

請參閱圖4，其為本發明圖1之烘焙及檢測系統100之第二作動之局部剖面圖。此時，停止倒入待測物件400並關閉外蓋9，圖1所示之第一驅動裝置6驅動內筒4以圖面之順時鐘方向沿軸心A連續旋轉而具有第一路徑R1(即旋轉路徑)，同時可對內筒4內之待測物件400進行烘焙作業。其中，烘焙及旋轉的時間、速度、加熱溫度、風力等參數均可事先由操作者自訂，或是經由控制裝置3內儲存的資料而進行該等參數之控制， 以期得到待測物件400所欲之烘焙度、香氣及風味。該烘焙步驟為本領域所屬技藝人士所熟知之流程，故不再贅述。

請參閱圖5，其為本發明圖1之烘焙及檢測系統100之第三作動之局部剖面圖。當烘焙到所設定之時間後，第二驅動裝置7(如圖1所示)的動力源70驅動外筒5使其沿第二路徑R2而從原先之第一位置(圖4)旋轉移動至一第二位置(圖5)。詳細來說，如圖5之圖面方向所示，於一釋放狀態時，第二驅動裝置7的動力源70帶動齒輪72以逆時鐘方向轉動，齒輪72再帶動外筒5的齒條52以順時鐘方向轉動。此時，外筒5的導引柱8可由圖4所示之內筒4上方(即圖面約零點鐘之方位，外筒5的第一位置)沿著第二路徑R2順時針沿軸心A旋轉移動至內筒4之右下方(即圖面約四點鐘之方位，外筒5的第二位置)，即導引柱8移動至檢測裝置2之接收口24處。此時，導引柱8推動彈性遮蔽件22而使彈性遮蔽件22暫時變形，以使導引柱8進入殼體20內，而樞接於導引柱8一側頂緣之外蓋9則因重力而自動打開。當內筒4繼續旋轉而其第一開孔46與外筒5之第二開孔54對齊時，內筒4內一小部分的待測物件420會因離心力及重力的影響自導引柱8落入至檢測裝置2內之一透明容器26中。由此可知，由於第一開孔46之第一路徑R1係至少與第二開孔54之第二路徑R2部分重疊(即，內筒4的旋轉路徑的一部分會經過第二開孔54)，故於第一開孔46及第二開孔54對齊時，待測物件400中一小部分的待測物件420會掉出內筒4外，並經由導引柱8的通道86而落入鄰近位於外筒5處於第二位置時之第二開孔54的檢測裝置2中。經過一段時間後(例如數秒鐘)，或是判定一定數量或重量之部分待測物件420已落入檢測裝置2後，第二驅動裝置7可以反方向驅動外筒5復歸原位，即外筒5可從第二位置回歸到第一位置，以避免更多的待測物件 400落入檢測裝置2中。

此外，當烘焙至所設定之期間時，控制裝置3亦可發出訊號或警報提醒操作者。操作者可根據訊息及/或警報進行人工之調整或協助。

當部分待測物件420落入檢測裝置2一小段時間(例如數秒鐘)後，可依序(即，分別)或同時進行一第一檢測步驟(開啟光源16並控制影像擷取裝置14擷取影像)及一第二檢測步驟(利用第二檢測單元12之近紅外光檢測器以近紅外線光掃描偵測)。即，使用第一檢測單元10及第二檢測單元12對落入至檢測裝置2中靜止之部分待測物件420(大部分的待測物件400仍位於內筒4中)進行檢測。需要注意的是，由於目前部分待測物件420為靜止狀態，故第一檢測單元10及第二檢測單元12對於靜止之部分待測物件420的檢測結果相較於仍在旋轉烘焙中之待測物件400的檢測明顯會有更好的準確度。故，檢測裝置2之影像擷取裝置14不需要高度精密的昂貴相機即可達到本案所需之擷取影像效果。

如上所述，第一檢測單元10及第二檢測單元12係可以擷取影像及偵測近紅外光的方式測量部分待測物件420之性質。可藉由擷取影像而檢測部分待測物件420之RGB值或是灰階檢測值，當該檢測值等於或超過一預設之第一門檻值時，即可代表烘焙已完成(已達成所欲之烘焙度)。此外，可藉由近紅外光檢測部分待測物件420之一特定組成物成分之檢測(例如蔗糖)，當該檢測值等於或超過一預設之第二門檻值時，即可代表烘焙已完成(已達成所欲之風味或香氣)。需要注意的是，操作者可事先設定是否要該二檢測值均須分別符合第一門檻值及第二門檻值方可認定烘焙完成；或是，操作者可事先設定只要符合第一門檻值或第二門檻值即可 認定烘焙完成。換句話說，操作者可事先設定只要所欲之烘焙程度及風味香氣之一者有符合標準即可，或是烘焙程度及風味香氣均需符合標準。

當控制裝置3判定烘焙步驟完成後，即可停止內筒4之運轉，之後再將烘焙完成之咖啡豆取出即告完成。在一實施例中，可使用自動的方式將內筒4內烘焙好的物件400取出。在其他實施例中，可使用人工的方式將烘焙好的物件400自內筒4取出。

若控制裝置3判定烘焙步驟尚未完成，則需進行另一段期間之烘焙。舉例來說，控制裝置3可根據該二檢測值與第一門檻值及第二門檻的差異進行運算而得出需要再烘焙之時間。此時，內筒4即會繼續運轉並於該期間繼續進行烘焙。之後，可再將原先落入至檢測裝置2內之已測部分物件以人工或自動的方式自檢測區(即透明容器26)移除，並再進行一次釋放步驟。釋放步驟即如前所述，將外筒5旋轉移動而使其第二開孔54移動至圖5所示外筒5之第二位置，以使內筒4的旋轉路徑的一部分(第一開孔46)對應於第二開孔54，且檢測裝置2之接收口24亦對應於導引柱8及第二開孔54。如此，可再使物件400之另一部分將經由第一開孔46及第二開孔54而落入至檢測裝置2內以再進行一次檢測。若所檢測值大於或等於第一門檻值及第二門檻值之至少一者或二者(即上述事先設定是要全部符合，或是其中之一符合)，即代表檢測通過。當檢測合格時，則可停止內筒4旋轉，並取出物件400。若檢測仍不符合第一門檻值及第二門檻值之至少一者或二者，則可再進一第三次烘焙作業，並接續進行上述步驟，直到檢測符合門檻值為止。

在其他實施例中，當檢測值未符合門檻值時，即會告知操作者。操作者可以人工判定的方式決定是否進行下一次的烘焙作業。

以下介紹本發明之另一實施例，請參照圖6，其為本發明第二實施例之烘焙及檢測系統200之第一作動之局部剖面圖。本實施例與前述實施例之結構大致相同，為其不同之處主要在於導引柱8'之設計。在本實施例中，導引柱8'的兩側可為不同長度，其圖示之左側80可較右側82略長，且外蓋9'以可活動的方式樞接於導引柱8'之左側80。外筒5另可具有一鎖固件(未繪示)，可以自動或人工的方式將外蓋9'固定於導引柱8'上，或解除外蓋9'於導引柱8'上的固定。在本實施例中，導引柱8'及外蓋9'之至少之一者可為透明，以利於第一檢測單元10及第二檢測單元12穿透導引柱8'或外蓋9'而對物件400進行檢測。

以下介紹本實施例之烘焙及檢測方法。首先，如圖6所示，經由外蓋9'已打開之導引柱8'，將待測之物件400放入內筒4之容置空間44內。

請參照圖7，其為圖6之烘焙及檢測系統200之第二作動之局部剖面圖。接著，將外蓋9'關上且固定於導引柱8'上。內筒4開始旋轉並於一預定時間中對物件400進行烘焙。

請參照圖8，其為圖6之烘焙及檢測系統200之第三作動之局部剖面圖。當烘焙一預定時間後，外筒5開始順時鐘旋轉而沿著第二路徑R2至第二位置，而外筒5之導引柱8'會導入至檢測裝置2中。此時，內筒4會繼續旋轉。接著，當內筒4之第一開孔46於旋轉中對應於第二開孔54時，待測物件400會自內筒4掉入導引柱8'中。因為旋轉之離心力與重力的影響，待測物件400會落入導引柱8'的底部(即，外蓋9'的內側上)。

接著，可依序或同時執行第一檢測步驟以及第二檢測步驟，以對待測物件400進行檢測。本實施例之第一檢測步驟以及第二檢測 步驟與前實施例類似，故不再贅述。在本實施例中，若檢測符合預定之門檻值，外筒5會回到第一位置，並使導引柱8'內之已檢測物經外筒5之第二開孔54及內筒4之第一開孔46而落入內筒4之容置空間44中。接著內筒4可停止旋轉，完成烘焙作業。若檢測不符合預定之門檻值，外筒5會回到第一位置，並使導引柱8'內之已檢測物經外筒5之第二開孔54及內筒4之第一開孔46而落入內筒4之容置空間44中。接著，於另一段預定時間，內筒4繼續進行旋轉烘焙。之後，進行前述釋放及檢測步驟。即，使外筒5旋轉，以使待測的部分物件400進入導引柱8'內，並在檢測裝置2內對待測的部分物件進行檢測。在本實施例中，需要注意的是，部分待測物件420係置於導引柱8'內進行量測，且可藉由外筒5之反向旋轉而再回到內筒4中，故可使全部之物件400在烘焙及檢測作業中都容置於烘焙裝置1內。如此，由於物件400均在烘焙裝置1中，可有效避免外在的影響，進而提高檢測之準確性。

此外，在本實施例中，由於導引柱8'兩側不同高度的設計，當外筒5位於第二位置時，可使透明外蓋9'平行於檢測裝置2的底面，易於將第一檢測單元10之影像擷取裝置14及第二檢測單元12對準於透明外蓋9，進而有利於第一檢測單元10及第二檢測單元12檢測之準確性。

圖9為本發明第三實施例之烘焙及檢測系統300之立體圖。圖10為本發明圖9之烘焙及檢測系統300之第一作動之局部剖面圖。本實施例與圖1至圖5所示之實施例類似，故相同之處不再贅述。

在本實施例中，外筒5'不會相對於軸心A旋轉；外筒5'包含一第二環形壁50、一中空第一導引柱8a以及一中空第二導引柱8b，且外筒5'之第二環形壁50上具有一第二開孔54及一第三開孔56。第一導引柱8a 及第二導引柱8b分別對應圖10所示之第二開孔54及第三開孔56而相連通，且均設置於第二環形壁50上，並自第二環形壁50分別徑向向外延伸。

在本實施例中，第一導引柱8a包含一外蓋9。如圖10所示，當外蓋9打開時，待測物件400可自第一導引柱8a放入內筒4中。另外第二導引柱8b之內端緣可包含一閘門84，而第二導引柱8b之外端緣連通於檢測裝置2內。控制裝置3可控制閘門84之移動，進而控制第二導引柱8b之第三開孔56之啟閉。換句話說，當閘門84關閉時，待測物件400無法自內筒4進入第二導引柱8b內。當閘門84開啟時且當內筒4之第一開孔46對應於外筒5'之第三開孔56時，待測物件400即可自內筒4進入第二導引柱8b內。

以下介紹本實施例之烘焙及檢測之方法。如圖10所示，可先打開第一導引柱8a之外蓋9，並使第一導引柱8a之第二開孔54對應於內筒4之第一開孔46。接著，將待測物件400自第一導引柱8a之外蓋9放入內筒4中。此時，第二導引柱8b內端緣之閘門84處於關閉狀態。

圖11為本發明圖9之烘焙及檢測系統300之第二作動之局部剖面圖。如圖11所示，啟動內筒4，以使內筒4開始沿著第一路徑R1旋轉並對待測物件400進行烘焙。

圖12為本發明圖9之烘焙及檢測系統300之第三作動之局部剖面圖。當經過一段時間後，可於一小段時間內開啟第二導引柱8b之閘門84，當內筒4之第一開孔46對應於第三開孔56時，待測的部分物件420會落入第二導引柱8b內。接著，待測的部分物件420再經由第二導引柱8b而落入於檢測裝置2之透明容器26中。接著，關閉閘門84，以避免過多之待 測物件400落入第二導引柱8b。

此時，第一檢測單元10以及第二檢測單元12可同時或依序(分別)對位於透明容器26內靜止之部分物件420進行檢測。當檢測符合門檻值時，則可停止內筒4之運轉，並完成烘焙作業。當檢測未符合門檻值時，則繼續內筒4之運轉，繼續進行烘焙作業。需要注意的是，當檢測未符合門檻值時，原先位於檢測裝置2中已檢測完成的物件400將可以人工或全自動的方式自檢測裝置2中移除，以使透明容器26得以容置新的待測物件400。

根據本發明一實施例中之一種烘焙及檢測方法，其包括下列步驟。提供上述之烘焙及檢測系統100、200。進行一接收步驟，內筒4與外筒5均靜止不動，且內筒4之第一開孔46對應於在一第一位置的外筒5之第二開孔54，將多個物件400經第一開孔46及第二開孔54置入內筒4之容置空間44內。於一第一期間旋轉內筒4並烘焙物件400。進行一釋放步驟，將外筒5移動而使第二開孔54移動至一第二位置，以使內筒4的旋轉路徑的一部分對應於第二開孔54，且檢測裝置2之接收口24對應於第二開孔54，以使部分待測物件420經第一開孔46及第二開孔54落入至檢測裝置2內。將外筒5移回第一位置。對部分待測物件420檢測，以產生一檢測值。當檢測值等於或超過一門檻值時，則內筒4停止旋轉且停止烘焙。

本實施例之烘焙及檢測方法，更包括：當檢測值小於門檻值時，則內筒4繼續旋轉且烘焙於一第二期間。進行釋放步驟，將外筒5移動而使第二開孔54移動至第二位置，以使另一部分之物件400經第一開孔46及第二開孔54落入至檢測裝置2內。對另一部分之物件400檢測，以產生另一檢測值。當另一檢測值等於或超過門檻值時，則內筒4停止旋轉且 停止烘焙。

綜合上述，本發明揭露一種烘焙及檢測系統100、200與方法，以對一農業作物(例如咖啡豆)進行烘焙及檢測。其中，於一實施例，烘焙及檢測系統100、200之外筒5可相對於軸心A旋轉移動，以使待測物件400進入內筒4中烘焙，或使待測物件400移出內筒4外而進入檢測裝置2內進行檢測。如此之全自動方式對靜止之待測物件400進行烘焙及檢測系統100、200及方法，在低成本、快速、不需人力的情況下快速取得具有操作者所欲品質(例如烘焙程度或香味)的烘焙物。同時，經過科學化的檢測，避免人為失誤而造成龐大的損失。再者，待測物件400於待測裝置中檢測，可避免內筒4於烘焙時高熱、動態及水氣之干擾，或是處於外界之干擾，而可擷取高品質影像，進而有效提升檢測的準確度。

於另一實施例中，烘焙及檢測系統300之外筒5'不會相對於軸心A旋轉，而具有可分別啟閉的二導引柱8a、8b，以控制待測物件400之進出，如此亦可達成本發明之效果。

本文中的用語「一」或「一種」係用以敘述本發明之元件及成分。此術語僅為了敘述方便及給予本發明之基本觀念。此敘述應被理解為包括一種或至少一種，且除非明顯地另有所指，表示單數時亦包括複數。於申請專利範圍中和「包含」一詞一起使用時，該用語「一」可意謂一個或超過一個。此外，本文中的用語「或」其意同「及/或」。

除非另外規定，否則諸如「上方」、「下方」、「向上」、「左邊」、「右邊」、「向下」、「頂」、「底」、「垂直」、「水平」、「側」、「較高」、「下部」、「上部」、「上方」、「下面」等空間描述係關於圖中所展示之方向加以指示。應理解，本文中所使用之空間描述僅出於說明之目的，且本文 中所描述之結構之實際實施可以任何相對方向在空間上配置，此限制條件不會改變本發明實施例之優點。舉例來說，在一些實施例之描述中，提供「在」另一元件「上」之一元件可涵蓋前一元件直接在後一元件上(例如，與後一元件實體接觸)的狀況以及一或複數個介入元件位於前一元件與後一元件之間的狀況。

如本文中所使用，術語「大致」、「實質上」、「實質的」及「約」用以描述及考慮微小之變化。當與事件或情形結合使用時，該等術語可意指事件或情形明確發生之情況以及事件或情形極近似於發生之情況。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

1:烘焙裝置

2:檢測裝置

3:控制裝置

4:內筒

5:外筒

6:第一驅動裝置

7:第二驅動裝置

8:導引柱

9:外蓋

20:殼體

22:彈性遮蔽件

24:接收口

30:儀表板

32:按鍵

40:第一環形壁

42:底蓋

50:第二環形壁

52:齒條

70:動力源

72:齒輪

90:支架

100:烘焙及檢測系統

A:軸心

Claims (16)

1. 一種烘焙及檢測系統，包括：一烘焙裝置，其包括：一中空內筒，其可受一第一外力而沿一第一路徑繞一軸心旋轉，該內筒包含一第一環形壁，該第一環形壁內形成一容置空間且具有一第一開孔與該容置空間相連通；及一中空外筒，其設置於該內筒之至少一部分外，並可受一第二外力而至少於一第一位置及一第二位置間移動，該外筒具有一第二開孔；及一檢測裝置，鄰近於該烘焙裝置設置，且具有一接收口，該接收口對應於該外筒於該第二位置時之該第二開孔；其中該第一開孔於該第一路徑旋轉時係至少與該外筒於該第一位置及該第二位置時之該第二開孔對齊。
2. 如請求項1之烘焙及檢測系統，更包括：一控制裝置，用以控制該內筒及該外筒之運動，其中於一接收狀態時，該控制裝置控制該內筒與該外筒均靜止不動，且該第一開孔對應於該外筒於該第一位置的該第二開孔；及於一釋放狀態時，該控制裝置控制該內筒旋轉，而該外筒移動而使該第二開孔移動至該第二位置，以使該第一開孔的該第一路徑的一部分對應於該第二開孔，且該接收口對應於該第二開孔。
3. 如請求項1之烘焙及檢測系統，其中該烘焙裝置更包括： 一第一驅動裝置，耦接該內筒，以提供該第一外力至該內筒；及一第二驅動裝置，耦接該外筒，以提供該第二外力至該外筒。
4. 如請求項3之烘焙及檢測系統，其中該外筒更包含一第二環形壁及至少一齒條，該齒條設置於該第二環形壁外；該第二驅動裝置包括一動力源以及一齒輪，該動力源機械耦接該齒輪，且該齒輪嚙合該齒條。
5. 如請求項1之烘焙及檢測系統，其中該外筒更包含中空之一導引柱，設置於該第二開孔處並向外延伸，該導引柱與該第二開孔相連通。
6. 如請求項5之烘焙及檢測系統，其中該外筒更包含一外蓋，其以可活動的方式樞接於該導引柱，以控制該導引柱內一通道之啟閉。
7. 如請求項5之烘焙及檢測系統，其中於一釋放狀態時，該導引柱移動至該檢測裝置之該接收口處。
8. 如請求項1之烘焙及檢測系統，其中該檢測裝置包含：一殼體，其具有該接收口；一第一檢測單元，其用以檢測一第一性質；及一第二檢測單元，其用以檢測一第二性質。
9. 如請求項8之烘焙及檢測系統，其中該第一檢測單元包含一影像擷取裝置及一光源。
10. 如請求項8之烘焙及檢測系統，其中該第二檢測單元包含一近紅外光檢測器。
11. 如請求項8之烘焙及檢測系統，其中該檢測裝置更包含一彈性遮蔽件，設置於該接收口，以遮蔽該接收口。
12. 如請求項1之烘焙及檢測系統，其中該外筒係受該第二外力而沿該軸心旋轉。
13. 一種烘焙及檢測方法，其包括：提供如請求項1之烘焙及檢測系統；進行一接收步驟，該內筒與該外筒均靜止不動，且該第一開孔對應於該外筒在該第一位置的該第二開孔，將多個物件經該第一開孔及該第二開孔置入該內筒之該容置空間內；旋轉該內筒並烘焙該等物件；進行一釋放步驟，將該外筒移動而使該第二開孔移動至該第二位置，以使該內筒的旋轉路徑的一部分對應於該第二開孔，且該接收口對應於該第二開孔，以使該等物件之一部分經由該第一開孔及該第二開孔落入至該檢測裝置內；對該等物件之該部分檢測，以產生一檢測值；及 當該檢測值等於或超過一門檻值時，則該內筒停止旋轉且停止烘焙。
14. 如請求項13之烘焙及檢測方法，更包括：當該等物件之該部分小於該門檻值時，則該內筒繼續旋轉且烘焙於一第一期間，且該外筒移回至該第一位置；進行該釋放步驟，將該外筒移動而使該第二開孔移動至該第二位置，以使該等物件之另一部分經該第一開孔及該第二開孔落入至該檢測裝置內；對該等物件之該另一部分檢測，以產生另一檢測值；及當該另一檢測值等於或超過該門檻值時，則該內筒停止旋轉且停止烘焙。
15. 一種烘焙及檢測系統，包括：一烘焙裝置，其包括：一中空內筒，其可受一第一外力而沿一第一路徑繞一軸心旋轉，該內筒包含一第一環形壁，該第一環形壁內形成一容置空間且具有一第一開孔，其與該容置空間相連通；及一中空外筒，其設置於該內筒之至少一部分外，並可受一第二外力而移動，該外筒具有一第二開孔、一第三開孔、一蓋體及一閘門，該蓋體及該閘門分別以移動的方式開啟或關閉該第二開孔及該第三開孔，且該第一開孔於該第一路徑移動時對齊於該第二開孔或該第三開孔；及一檢測裝置，鄰近於該烘焙裝置設置，且具有一接收口，該接收口 對應於該第三開孔。
16. 如請求項15之烘焙及檢測系統，更包含一控制裝置，其可令該蓋體及該閘門移動，以分別控制該第二開孔及該第三開孔之啟閉。

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