用于咖啡豆的烘焙和研磨设备的制作方法

用于咖啡豆的烘焙和研磨设备
1.技术领域
1.本发明涉及一种用于烘焙和研磨咖啡豆的设备，以及用于烘焙和研磨的相关方法。
2.

背景技术：

2.在食品和饮料制备的所有领域中，所制备的食品或饮料的质量至少需要：优等质量的原料产品；正确的工具(机器、装置等)以及知识和技能，以确保正确的制备工艺。
3.热饮料的制备，尤其是咖啡的制备及其衍生品，也遵守同样的规则。
4.自从首次发明咖啡提取机以来，相关的技术在过去几十年期间有了很大的发展。本领域已知的是，第一台制作浓缩咖啡的机器是由意大利都灵的angelo moriondo于1884年制造并获得专利的。后来改进的设计由luigi bezzera于1903年4月28日获得专利。la pavoni公司的创始人购买了该专利，并从1905年开始在米兰小规模地商业生产浓缩咖啡机。为生产浓缩咖啡，已创造出多种机器设计。一些机器共享一些共同的元件，诸如组头和组合过滤器。一台浓缩咖啡机还可具有蒸汽棒，该蒸汽棒用于为诸如卡布奇诺和拿铁咖啡等的咖啡饮品蒸制和发泡液体(诸如奶)。
5.用于制备咖啡饮料的本技术涉及用于制备所述咖啡饮料的技术人员(称为咖啡师)和专用机器/装置。通常，在烘焙并且研磨(r&g)的咖啡中，咖啡师具有咖啡的知识和科学，以根据所制备的饮料的类型、所使用的咖啡的类型和所提及的制备中使用的材料/工具来确保制备杯的质量。
6.通常，取决于待制备的咖啡饮料的类型(浓缩咖啡、滴流咖啡类型、冷萃咖啡等)，以及使用的提取方法(滴流、chemex、浓缩咖啡机等)，咖啡师选择咖啡类型(产地、烘焙水平等)，以及制备方法中的每个机器的设置(研磨机参数、提取方法、水温等)。换句话说，全部依赖于咖啡师的知识，因此这些类型的制备需要技术人员或经过训练的人员，以确保所有参数都被正确设置，并且在制备期间遵循正确的程序。
7.本发明的主要目的是使所递送的咖啡饮料实现与使用胶囊系统时获得的最终效果类似的最终效果，而不需要使用任何单次服务包装，也不需要任何具体的技能。本发明通过制造包括几个主装置的系统来实现这一点，这些主装置之间经由附件装置进行通信，这些附件装置传输/传达所需的参数，以便用人工智能(ai)系统取代咖啡师的专有技术。
8.本发明的系统根据上一阶段使用的主装置的输出来调整每个主装置的参数(输入)。其目的是通过传达待使用的正确参数确保程序和信息的完整性。
9.全自动饮料制备机器在本领域中是已知的，并且广泛用于制备咖啡饮料。这些自动机器提供了全自动过程，从储存烘焙的咖啡豆开始，到将咖啡饮料递送到杯子里为止。与全自动机器不同的是，本发明的系统通过在主装置之间使用为正确的制备定制的不同的附件装置，实现了更大的灵活性。通常，这些附件装置是用于浓缩咖啡、滴流咖啡、可溶咖啡等的装置。
10.与单次服务系统(通常是那些使用胶囊的系统)不同的是，本发明的系统并不为每
种饮料的制备使用单个包装，而是使用合装包，并且使用附件装置进行提取/处理。
11.阅读以下描述之后变得显而易见的这些以及其他目的将通过独立权利要求的主题得以解决。从属权利要求涉及本发明优选的实施方案。
3.

技术实现要素：

12.根据第一方面，本发明涉及一种用于咖啡豆的烘焙和研磨设备，该烘焙和研磨设备包括烘焙装置和相关的研磨装置。烘焙装置被配置用于接纳将被烘焙的特定类型的咖啡豆，烘焙装置包括读取工具，该读取工具用以识别分配到烘焙装置的咖啡豆的特征。烘焙装置还包括控制单元，该控制单元根据从读取工具中检索的特征和/或从该控制单元中的数据库中的咖啡豆的特征中检索的特征和/或根据用户的输入来配置咖啡豆的烘焙曲线。所烘焙的咖啡豆被分配到咖啡豆容器中，该咖啡豆容器包括可编程标识工具，其中特定类型的烘焙的咖啡豆的产品参数由烘焙装置中的编码器编码在标识工具上。本发明的研磨装置包括一个或多个壳体，该一个或多个壳体用于接纳一个或多个咖啡豆容器：研磨装置包括读取器，该读取器用于获取一个或多个咖啡豆容器的烘焙的咖啡豆的产品参数的信息；研磨装置还包括控制单元，该控制单元被配置为调整研磨粒度和待从咖啡豆容器中递送的烘焙咖啡豆的数量，以便根据这些产品参数和/或根据配方数据库和/或根据用户的输入从每个待研磨的咖啡豆容器中获得一定的咖啡数量和/或一定的咖啡共混物数量。
13.根据本发明的一个优选的实施方案，本发明的烘焙和研磨设备中的咖啡豆的特征是以下各项中的一者或多者：咖啡豆类型、咖啡豆产地、批次体积、一个或多个建议的烘焙水平、收获日期、生产日期、生产数据、农民数据、过期日期、公司和或营销信息。
14.特别地，由本发明的设备接纳的咖啡豆可以是生咖啡豆和/或部分烘焙的咖啡豆。
15.此外，根据本发明的另一个实施方案，由烘焙装置接纳的咖啡豆包括具有这些咖啡豆的特征的标识工具，该标识工具由烘焙装置中的读取工具读取，这些标识工具是诸如条形码、oid和/或qr码的光学标识工具、和/或诸如rfid标签的电磁标识工具。
16.优选地，烘焙装置中的编码器在特定容器的可编程标识工具上写入特定类型的烘焙的咖啡豆的产品参数，这些产品参数包括咖啡豆的特征和以下中的一者或多者：烘焙水平、烘焙曲线、ctn、香气曲线图、适当的饮料推荐、烘焙日期、最佳食用期限。
17.根据一个优选的实施方案，本发明的设备中的一个或多个咖啡豆容器中的可编程标识工具包括rfid标签。
18.在根据本发明的用于咖啡豆的烘焙和研磨设备中，优选地，待研磨的烘焙的咖啡豆的数量、研磨粒度以及研磨装置中的共混物根据待从烘焙和研磨的咖啡豆制备的饮料类型，结合连接到研磨装置的一个或多个咖啡豆容器的烘焙的咖啡豆的产品参数进行调整。
19.通常，在本发明的烘焙和研磨设备中，一个或多个咖啡豆容器具有嵌入式投配工具，该嵌入式投配工具仅在研磨装置中投配所需数量的烘焙的咖啡豆。
20.根据本发明的另一个优选的实施方案，研磨装置还包括马达和驱动器，用以控制一个或多个咖啡豆容器的嵌入式投配工具，从而仅将所需剂量的烘焙的咖啡豆投配给研磨装置。
21.通常，本发明的设备中的一个或多个咖啡豆容器包括用于快速插入到研磨装置上的插接工具，因此咖啡豆容器能够自由替换(即插即用)。
22.优选地，一个或多个咖啡豆容器被锁定在研磨装置的顶部上，以允许在研磨操作期间牢固固定该一个或多个容器。通常，插接工具包括以下中的一者或多者：卡口式连接、磁连接、电磁连接、离合器系统等。
23.在根据本发明的设备的另一个实施方案中，烘焙装置包括rfid标签编码器，该rfid标签编码器用于编码一个或多个咖啡豆容器中的特定类型的烘焙的咖啡豆的产品参数。
24.优选地，本发明的设备中的研磨装置包括rfid标签读取器，该rfid标签读取器用于获取与其连接的一个或多个咖啡豆容器的烘焙的咖啡豆的产品参数的信息。
25.根据第二方面，本发明进一步涉及一种使用如所描述的烘焙和研磨设备来烘焙和研磨咖啡豆的方法，该方法包括以下步骤：
[0026]-在烘焙装置中分配一定数量的咖啡豆；
[0027]-读取所分配的咖啡豆的特征；
[0028]-根据读取的特征和/或数据库信息和/或用户的选择或选项来执行烘焙过程；
[0029]-将所烘焙的咖啡豆递送到咖啡豆容器中；
[0030]-将产品参数编码到咖啡豆容器中；
[0031]-将咖啡豆容器附接到研磨装置中；
[0032]-读取咖啡豆容器中的产品参数；
[0033]-根据所读取的产品参数，按照研磨粒度和数量执行所述研磨。
[0034]
优选地，本发明的方法还包括以下另外的步骤：
[0035]-将多个咖啡豆容器(10,20)附接到研磨装置中；
[0036]-读取多个咖啡豆容器中的每个咖啡豆容器的产品参数；
[0037]-根据针对每个咖啡豆容器读取的所述产品参数和待根据烘焙和研磨的咖啡豆的配方数据库中制备的饮料类型，按照咖啡豆容器中的每个咖啡豆容器的研磨粒度和数量执行研磨。
[0038]
根据本发明的另外的目的，本发明涉及使用如所描述的烘焙和研磨设备递送一定数量的烘焙和研磨的咖啡豆的共混物。
[0039]
结合附图，在阅读本发明的非限制性实施方案的以下具体实施时，本发明的其他特征、优点和目的对于技术人员将变显而易见。
4.具体实施方式
[0040]
下文结合附图示例性地描述本发明，其中：
[0041]
图1是根据本发明的一个实施方案的烘焙、研磨、提取系统的示例性功能图。
[0042]
图2是根据本发明的一个实施方案的投配、提取系统的示例性功能图。
[0043]
图3是根据本发明的一个实施方案的分配、提取系统的示意图。
[0044]
图4是根据本发明的一个实施方案的烘焙、研磨、提取系统的示意图。
[0045]
图5是根据本发明的一个实施方案的烘焙、研磨系统的示意图。
[0046]
图6是根据本发明的一个实施方案的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图。
[0047]
图7是根据本发明的一个实施方案的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了属于它的不同元件。
[0048]
图8是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了在包括咖啡豆的容器中的标识工具的读取。
[0049]
图9是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了咖啡豆到烘焙装置的递送。
[0050]
图10是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了在烘焙装置中烘焙咖啡豆的过程。
[0051]
图11是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了容器在研磨或分配装置中的插入。
[0052]
图12是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了插入在研磨或分配装置中的两个容器。
[0053]
图13是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了在包括咖啡豆的容器中的标识工具的读取。
[0054]
图14是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了最终分配在杯子中的饮料。
[0055]
图15是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了饮料在杯子中的分配。
[0056]
图16是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了准备分配饮料的系统。
[0057]
图17是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了研磨好的咖啡的分配，以用于饮料的进一步制备。
[0058]
图18是图17中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了布置在制备装置中准备制备饮料的经研磨的咖啡。
[0059]
图19是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了在研磨装置中插入几个包括不同类型咖啡豆的容器的可能性。
[0060]
图20是图7中的烘焙、研磨、提取系统的示意性代表视图，示出了包括不同类型咖啡豆的不同容器，这些容器可插入研磨装置以获得不同的咖啡共混物。
[0061]
本发明的主要目的是实现与使用胶囊系统时实现的最终效果类似的最终效果，而不使用任何单次服务包装，也不需要具体的技能。如将在下文中详细说明的本发明的目的是制造主装置，这些主装置之间经由附件装置进行通信，这些附件装置传输/传达参数，以便用ai(人工智能)系统取代咖啡师(熟练人员)的专有技术。
[0062]
本发明的系统根据上一阶段使用的主装置的输出调整每个主装置的参数(输入)。其目的是通过传达待使用的正确参数确保程序和信息的完整性。
[0063]
与全自动机器不同的是，本发明的系统通过在主装置之间使用不同的附件装置(为正确的制备工作定制：用于浓缩咖啡、滴流咖啡、可溶咖啡等的典型的附件装置)，进一步实现了更大的灵活性。
[0064]
与单次服务系统(通常从胶囊或单剂量容器制备饮料)不同，本发明的系统并不为每次制备使用单个包装，而是使用合装包，并使用附件装置进行提取/处理。
[0065]
参见图1，其示出了由读取器53和编码器52组成的烘焙装置50。读取器53能够检索包括咖啡豆的容器40的标识工具41上的信息：这些咖啡豆可以是生咖啡豆，也可以是部分
烘焙的，或者是两者的混合物。标识工具41包括容器40中的咖啡豆的信息0，如图1中示意性地表示的。该信息0可包括以下信息中的一者或多者：咖啡豆类型、咖啡豆产地、批次体积、建议烘焙水平、过期日期等。容器40中的标识工具41可以是光学(条形码、qr码、oid)或电磁可读代码(通常是rfid代码)。烘焙装置50还包括控制单元，该控制单元根据从读取工具53检索的特征和/或从该控制单元中的数据库51中的咖啡豆特征中检索的特征和/或根据用户的输入，配置咖啡豆的烘焙曲线。因此，烘焙装置50基于这些信息对生咖啡豆、部分烘焙的咖啡豆或两者的混合物进行烘焙，然后将所烘焙的咖啡豆递送到咖啡豆容器10、20中。咖啡豆容器10、20包括可编程标识工具21，其中，特定类型的烘焙的咖啡豆的产品参数由烘焙装置中的编码器52编码在该标识工具上。编码在咖啡豆容器10、20上的信息在图1的示意图中被命名为信息1，该信息1包括以下信息中的一者或多者：如上所述的信息0和烘焙水平、烘焙日期、咖啡产地、烘焙曲线、烘焙日期等。
[0066]
本发明的系统还包括研磨装置60，该研磨装置包括用于接纳一个或多个咖啡豆容器10、20的一个或多个壳体。研磨装置60包括读取器62，以获得一个或多个咖啡豆容器10、20的烘焙的咖啡豆的产品参数的信息(信息1)。研磨装置60还包括控制单元，该控制单元被配置为调整研磨粒度和待从咖啡豆容器10、20中递送的烘焙咖啡豆的数量，以便根据这些产品参数(信息1)和/或根据配方数据库64和/或根据用户的输入从每个待研磨的咖啡豆容器中获得一定的咖啡数量和/或一定的咖啡共混物数量。
[0067]
将研磨好的咖啡从研磨装置60递送到产品托架61中：该产品托架61包括可编程的标识工具65，其中，研磨装置60中的编码器63可对饮料信息(称为信息2)进行编码。该信息将包括以下各项中的一者或多者：饮料类型、待制备的饮料的容积、饮料温度、泵的曲线等。然后，将包括饮料信息(信息2)和研磨好的咖啡的产品托架61转移到其中将制备成品饮料(咖啡饮料)并递送到杯子中的制备或提取装置70。制备装置70包括读取工具72，该读取工具能够从产品托架61中的标识工具65中检索饮料信息(信息2)，并且因此根据该信息进行饮料制备(饮料提取)。
[0068]
现在查看图2，示出了本发明的系统的实施方案，尤其是指以粉末形式容纳在容器40中的食物产品。同样，容器40将设置有标识工具41、包括产品信息(例如，产品类型的信息0，诸如咖啡或奶等，以及过期日期)的光学(条形码、qr码、oid)或电磁可读代码(典型的为rfid代码)。该系统将包括分配装置(60)，该分配装置包括读取器62，用以从容器40中检索关于产品的信息，并且因此根据该信息(信息0)进行投配。分配装置60也可以是研磨装置，如上图所说明的。根据一个优选的实施方案，粉状产品将被容纳在容器10、20中。分配装置60还包括控制单元，该控制单元被配置为根据待制备的饮料，依据这些产品参数(信息0)和/或依据配方数据库64从容器(40或10,20)中分配一定量的粉状食品或饮料产品。分配装置60还包括编码器63，以将饮料信息(信息2)编码在分配装置60中的产品托架61上的可编程标识工具65上，所分配的粉状食品或饮料产品被送到该产品托架。与图1所描述的实施方案类似，产品托架61将能够转移到提取或制备装置70，以制备和分配成品食品或饮料产品。制备装置70将包括从产品托架61中的标识工具65中检索饮料信息(信息2)的读取器72，并相应地制备饮料。该信息2将包括以下各项中的一者或多者：饮料类型、待制备的饮料的容积、饮料温度、泵的曲线等。
[0069]
在图3中示意性地示出在图2中功能上表示的实施方案：分配装置60接纳某个产品
容器10，该产品容器包括特定类型的粉状产品(例如，粉状奶)。投配装置60读取该容器10中的标识工具，并且因此检索产品信息，因此(根据用户的输入和/或在配方数据库64中检索的信息)知道为制备特定饮料必须向产品托架61中递送的奶粉的量。将装有另一类型的粉状产品(例如咖啡)的容器20插入投配装置60中。该投配装置将读取该产品上的信息，并(根据用户的输入和/或在配方数据库64中检索的信息)在产品托架61上递送待制备的饮料所需的量。然后，投配装置60中的编码器63将根据用户的输入和/或配方数据库64对产品托架61上的饮料信息(信息2)进行编码。当产品托架61被插入制备装置70以进行饮料制备时，装置70将检索到针对特定饮料提取的信息2，因此制备将根据特定参数进行。
[0070]
在图4中示意性地表示出图1中的功能图。装有咖啡豆(生的和/或部分烘焙的咖啡豆)的容器40将咖啡豆分配到烘焙装置50中。信息0由烘焙装置50读取，因此烘焙是根据某些参数进行的。将所烘焙的咖啡豆递送到容器10中。同样，不同类型的咖啡豆可根据不同的参数在烘焙装置50中进行烘焙，并且可在容器20中递送。可将容器10、20插入研磨装置60中，在该研磨装置中，可将来自容器10、20中的每个容器的烘焙的咖啡豆中的一定量的每种咖啡豆送到产品托架61中。该产品托架61将用饮料信息(信息2)进行编码，因此，当该产品托架被转移到分配或提取装置70中时，饮料的制备将根据特定参数进行。例如，成品饮料将被递送到杯子71中。
[0071]
在图5中表示本发明的系统的另一个实施方案。烘焙装置50被配置为从容器40接纳特定类型的咖啡豆：这些咖啡豆将被烘焙。烘焙装置50包括用于识别分配给它的咖啡豆的特征的读取工具53，并还包括控制单元，该控制单元根据从读取工具中检索的特征和/或从该控制单元中的数据库中的咖啡豆的特征中检索的特征和/或根据用户的输入，配置咖啡豆的烘焙曲线。所烘焙的咖啡豆被送入容器10中，然后转移到处理装置60中。处理装置60可以是研磨装置，其中，咖啡豆将被研磨(也可以是来自不同容器20的另外的特定量)，被送到产品托架61，然后该产品托架将被转移到饮料制备装置70中以用于成品饮料分配，或者处理装置(未示出)可以是研磨装置和制备或提取装置(装置60和装置70的功能在一起)。
[0072]
烘焙装置50包括数据传输功能，以用以将特定类型的烘焙的咖啡豆的产品参数传达给咖啡处理装置(研磨装置或研磨和提取装置)。
[0073]
图6中示出了本发明系统的示意图。容器40包括咖啡豆(生的和/或部分烘焙的)，这些咖啡豆将在装置50中进行烘焙，并被送入用于不同类型咖啡豆的容器10、20中。将容器10、20插入研磨装置60中，以将特定的共混物递送到产品托架61中，该产品托架在被插入制备装置70中时将咖啡饮料递送到杯子71中。
[0074]
图7表示图6中所表示的系统的主要部件和连接，即烘焙装置50，容器10、20，分配或研磨装置60以及制备或提取装置70。
[0075]
图8示出了在包括咖啡豆的容器40中的标识工具41。这些标识工具41将包括关于咖啡豆的类型和/或产地和/或批次体积和/或过期日期和/或建议的烘焙水平等信息以及其它信息。烘焙装置50中的读取工具53将检索该信息，并且因此将根据特定参数进行烘焙。
[0076]
图9示出了来自容器40的咖啡豆被递送到烘焙装置50中进行烘焙，然后被送到容器10、20中的一个容器，再送到研磨装置60。图10示出了烘焙装置50中的咖啡豆(生的和/或部分烘焙的)的烘焙步骤。
[0077]
烘焙装置50打开(图12)，并且插入研磨装置60中的容器10或20中的一个容器从该
研磨装置被拔出(图11)，这样该容器就可接纳来自烘焙装置50的所烘焙的咖啡豆(图13)。通常，烘焙装置50将包括可移除的篮子，未烘焙的和/或部分烘焙的咖啡豆从容器40被递送到该篮子，并且随后在其中被烘焙。篮子将能够从烘焙装置50中移除，然后所烘焙的咖啡豆可被送入容器10或20中，然后再将该容器插入研磨装置60中(图14)。
[0078]
图16示意性地示出了本发明的系统中的烘焙步骤。一旦烘焙完成，就进行研磨(图18)，并且将研磨后的咖啡(咖啡共混物)送入产品托架61(图17)中，然后将该产品托架插入制备或提取装置70中：图15中示出了制备或提取装置70中的饮料制备及其到杯子71中的递送。
[0079]
图19和图20示意性地示出了不同类型的咖啡豆，它们可以位于不同的容器10、20中，因此可制备不同的咖啡共混物。本发明的系统允许高的通用性，并且容器10、20可在研磨或分配装置60中快速插入和拔出(即插即用型系统)。
[0080]
根据第二目的，本发明涉及一种使用如所描述的烘焙和研磨设备来烘焙和研磨咖啡豆的方法。
[0081]
根据第三目的，本发明进一步涉及使用如所描述的烘焙和研磨设备递送一定数量的烘焙和研磨的咖啡豆的共混物。
[0082]
对技术人员来说应当清楚的是，图中所示的实施方案仅是优选的实施方案，但是，也可使用系统的其他设计。