ИДЕНТИФИКАЦИЯ ИСХОДНОЙ СТЕПЕНИ ОБЖАРИВАНИЯ КОФЕЙНЫХ ЗЕРЕН Российский патент 2019 года по МПК A23N12/12 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Варианты выполнения настоящего изобретения в общем относятся к обжариванию кофейных зерен, а конкретно к способу, устройству и компьютерному программному продукту на машиночитаемом носителе для идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Использовать более свежий кофе в настоящее время становится большой потребностью для потребителей. Для того чтобы соответствовать различным требованиям потребителей, было предложено сегментированное (разделенное, дробное) обжаривание. В качестве примера, для обычных зеленых кофейных зерен содержание влаги обычно колеблется от 9% до 12% с допустимой ошибкой, составляющей 0,3%. Когда применено сегментированное обжаривание, то полученные частично обжаренные кофейные зерна могут иметь различные исходные характеристики, такие как содержание влаги. Например, содержание влаги некоторых кофейных зерен может быть очень близко к 5%. Потребители могут покупать такие частично обжаренные кофейные зерна и дополнительно обжаривать их дома по своим персональным предпочтениям.

Необходимо учитывать, что у кофейных зерен с разными уровнями частичного обжаривания исходное состояние также будет отличаться. Как используется в данном документе, термин «исходное состояние» относится к одному или более свойств кофейных зерен для употребления потребителями. Например, исходное состояние кофейных зерен может включать определенное содержание влаги, теплоемкость, плотность, цвет или любые другие свойства кофейных зерен. В частности, для этих частично обжаренных кофейных зерен исходное состояние кофейных зерен является показателем по меньшей мере исходной степени обжаривания кофейных зерен.

Когда потребитель обжаривает кофейные зерна, исходная степень обжаривания кофейных зерен будет влиять на результат обжаривания. Например, если кофейные зерна имеют большее содержание влаги, температуру нагрева кофейных зерен в первой фазе обычно необходимо медленно повышать. Это облегчит равномерное проникание тепла в сердцевину кофейных зерен и обеспечит равномерное испарение воды из сердцевины к поверхности кофейных зерен. Вследствие этого, было бы полезно выбирать профиль обжаривания на основании исходной степени обжаривания поступающих кофейных зерен.

Однако в настоящее время в обжарочных устройствах профиль обжаривания обычно устанавливается предварительно для всех потребителей независимо от исходной степени обжаривания кофейных зерен. Некоторые обжарочные устройства позволяют потребителям делать выбор температуры и времени обжаривания. Однако для обычных потребителей ручная установка профиля обжаривания возможно сделала бы домашнее обжаривание непонятным.

Для того чтобы обеспечить результат обжаривания и спровоцировать энтузиазм и повысить удовольствие от домашнего обжаривания, в данной области имеется потребность в решении, которое способно автоматически идентифицировать исходная степень обжаривания кофейных зерен таким образом, чтобы соответствующим образом можно было регулировать профиль обжаривания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для решения вышеуказанных и других потенциальных проблем настоящее изобретение предлагает способ, устройство и компьютерный программный продукт на машиночитаемом носителе, для идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен.

В одном аспекте, варианты выполнения настоящего изобретения предоставляют способ идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен. Способ включает стадии: измерения информации, показывающей изменение температуры кофейных зерен во время обжаривания кофейных зерен; и идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен по меньшей мере частично на основании измеренной информации. В других вариантах выполнения в связи с этим содержится соответствующий компьютерный программный продукт для идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен.

В еще одном аспекте, настоящее изобретение предоставляет устройство для идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен. Устройство содержит: блок измерения, выполненный с возможностью измерения информации, показывающей изменение температуры кофейных зерен во время обжаривания кофейных зерен; и блок идентификации, выполненный с возможностью идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен по меньшей мере частично на основании измеренной информации.

Варианты выполнения настоящего изобретения могут быть выполнены с реализацией одного или более следующих преимуществ. За счет измерения изменения температуры зерен на протяжении периода времени, можно точно идентифицировать исходная степень обжаривания кофейных зерен в пределах относительно короткого периода. В некоторых вариантах выполнения может быть непосредственно рассчитана исходная степень обжаривания. В связи с этим, исходная степень обжаривания кофейных зерен может быть идентифицирована без слишком большой зависимости от предшествующих знаний и экспериментов. В качестве альтернативы, для идентификации исходного состояния могут быть установлены и использованы предварительно заданные зависимости между изменениями температуры и различной степенью исходного обжаривания контрольных кофейных зерен. Таким образом, исходная степень обжаривания кофейных зерен может быть быстро идентифицирована с низкими затратами. За счет использования идентифицированной исходной степени обжаривания для регулирования профиля обжаривания, может быть достигнут хороший результат обжаривания.

Другие признаки и преимущества вариантов выполнения настоящего изобретения также будут понятны из следующего описания примерных вариантов выполнения при чтении в сочетании с сопровождающими чертежами, которые иллюстрируют посредством примера принципы настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Детали одного или более вариантов выполнения настоящего изобретения изложены на сопровождающих чертежах и в описании ниже. Другие признаки, аспекты и преимущества изобретения будут очевидны из описания, чертежей формулы изобретения, на которых:

Фиг.1 - блок-схема способа идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен в соответствии с примерными вариантами выполнения настоящего изобретения;

Фиг.2 - блок-схема способа идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен в соответствии с примерными вариантами выполнения настоящего изобретения;

Фиг.3 - блок-схема способа идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен в соответствии с примерными вариантами выполнения настоящего изобретения;

Фиг.4 - блок-схема устройства для идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен в соответствии с примерными вариантами выполнения настоящего изобретения;

Фиг.5 - схематичный вид обжарочного устройства, в котором могут быть реализованы примерные варианты выполнения настоящего изобретения.

На всех чертежах одинаковые или аналогичные позиции обозначают одинаковые или аналогичные элементы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

В общем, варианты выполнения настоящего изобретения предоставляют способ, устройство и компьютерный программный продукт для идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен. Для идентификации степени обжаривания кофейных зерен степень можно классифицировать от 0 (свежие зеленые зерна без какого-либо обжаривания) до 10 (полное и наиболее темное обжаривание). В соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения исходная степень обжаривания кофейных зерен идентифицируется в течение относительно короткого периода после обжаривания кофейных зерен. В некоторых вариантах выполнения измеренное изменение температуры кофейных зерен сравнивается с предварительно заданными зависимостями между изменениями температуры и степенью исходного обжаривания контрольных кофейных зерен. За счет ссылки на подобные зависимости исходная степень обжаривания кофейных зерен можно идентифицировать эффективно и точно. В качестве альтернативы или дополнительно, в некоторых вариантах выполнения также можно идентифицировать исходная степень обжаривания посредством расчета теплоемкости кофейных зерен на основании измеренного изменения температуры.

Далее сделана ссылка на фиг.1, где показана блок-схема способа 100 идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен в соответствии с примерными вариантами выполнения настоящего изобретения.

На стадии S101 измеряется информация, показывающая изменение температуры кофейных зерен во время обжаривания кофейных зерен. Как используется в данном документе, температурой кофейных зерен может быть температура поверхности кофейных зерен. В некоторых альтернативных вариантах выполнения в качестве оценки температуры кофейных зерен может использоваться температура окружающей среды, в которой находятся кофейные зерна (например, внешняя температура).

В соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения изменение температуры может отображаться различными способами. Например, в некоторых примерных вариантах выполнения изменением температуры является величина изменения температуры кофейных зерен в течение предварительно установленного периода времени. В качестве альтернативы или дополнительно, изменение температуры представлено в виде прошедшего периода времени, в течение которого кофейные зерна обжариваются от предварительно установленной исходной температуры до предварительно установленной намеченной температуры. Ниже будут подробно изложены примерные варианты выполнения измеренной информации.

Для того чтобы измерить информацию, показывающую изменение температуры, может быть использован датчик температуры. Например, датчик температуры может быть расположен в камере обжаривания обжарочного устройства. Датчик температуры выполнен с возможностью непрерывного или периодического измерения и регистрирования температуры поверхности кофейных зерен после подачи кофейных зерен в камеру обжаривания для измерения посредством этого изменения температуры на протяжении заданного периода времени. Кроме того, в некоторых примерных вариантах выполнения обжарочное устройство оборудовано таймером для выявления подходящих периодов времени при измерении изменения температуры.

В некоторых примерных вариантах выполнения для того, чтобы облегчить измерение информации, показывающей изменение температуры, и идентификацию исходной степени обжаривания кофейных зерен, перед тем как подавать и обжаривать кофейные зерна, камеру обжаривания нагревают до определенной температуры. Предварительное нагревание камеры обжаривания было бы полезным в показателях экономии энергии. Кроме того, при таком «горячем начале» подходящая температура может применяться к кофейным зернам немедленно с достаточно правильным проникновением тепла в сердцевину кофейных зерен. Таким образом, период выравнивания температуры сокращается.

Затем способ 100 продолжается на стадии S102, где исходная степень обжаривания кофейных зерен по меньшей мере частично идентифицируется на основании информации, измеренной на стадии S101. В зависимости от разных видов измеренной информации, в вариантах выполнения настоящего изобретения исходная степень обжаривания может идентифицироваться множеством различных способов.

Например, в некоторых примерных вариантах выполнения одно или более свойств кофейных зерен может рассчитываться непосредственно на основании измеренной информации, показывающей изменение температуры кофейных зерен. Затем на основании предварительно заданных зависимостей между рассчитанными одним или более свойствами и степенью исходного обжаривания кофейных зерен идентифицируется исходная степень обжаривания кофейных зерен. В связи с этим, ниже будут обсуждаться примерные варианты выполнения.

В качестве альтернативы или дополнительно в некоторых примерных вариантах выполнения в фазе тестирования заблаговременно определяются и регистрируются зависимости между изменениями температуры и степенью исходного обжаривания различных видов контрольных кофейных зерен. Как используется в данном документе, термин «контрольный кофе» относится к тем кофейным зернам, исходная степень обжаривания которых и возможно другие существенные свойства известны. В подобных вариантах выполнения исходная степень обжаривания кофейных зерен идентифицируется на основании сравнения между измеренной информацией и соответствующей информацией, которая показана в предварительно заданных зависимостях. В связи с этим ниже будут обсуждаться примерные варианты выполнения.

Конкретно, в некоторых примерных вариантах выполнения способ 100 может выполняться на ранней стадии процесса обжаривания. Например, измерение и идентификация могут начинаться немедленно после подачи кофейных зерен в камеру обжаривания. Поскольку в вариантах выполнения настоящего изобретения имеется возможность идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен в течение относительно короткого периода времени, таким образом, профиль обжаривания для оставшейся части обжаривания может быть отрегулирован соответствующим образом. Например, если обнаружено, что текущий профиль обжаривания не подходит для идентифицированной исходной степени обжаривания кофейных зерен, на основании идентифицированной исходной степени обжаривания, можно выбрать подходящий профиль обжаривания и заменить текущий.

Должно быть понятно, что в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения исходная степень обжаривания может быть идентифицирована при употреблении кофейных зерен. Таким образом, устраняется потенциальное влияние вследствие изменения исходной степени обжаривания во время хранения, транспортировки и/или продажи кофейных зерен. Например, исходная степень обжаривания, которая предварительно выявлена, например, поставщиками, возможно будет неточной, поскольку содержание влаги обычно с течением времени изменяется вследствие потери или поглощения влаги в зависимости от внешней температуры. Вместо этого, в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения точная исходная степень обжаривания кофейных зерен может быть идентифицирована во время употребления.

Необходимо отметить, что раннее начало способа 100 не обязательно требуется во всех случаях. Например, в некоторых альтернативных вариантах выполнения измерение и идентификация могут быть инициированы потребителем. Дополнительно, опциональным является также автоматическое регулирование профиля обжаривания. Например, в некоторых альтернативных вариантах выполнения идентифицированная исходная степень обжаривания и любая относящаяся к делу информация может просто отображаться для потребителя, например, с помощью дисплея на обжарочном устройстве или любым другим подходящим способом. Дополнительно или в качестве альтернативы, для потребителя может отображаться предложенный профиль обжаривания, который определяется на основании идентифицированной исходной степени обжаривания кофейных зерен. В связи с этим потребитель имеет возможность вручную изменять профиль обжаривания согласно отображаемой информации.

Фиг.2 показывает способ 200 идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения. Необходимо принимать во внимание, что способ 200 является специфическим исполнением способа 100, который обсуждался выше. В вариантах выполнения, обсуждаемых со ссылкой на фиг. 2, исходная степень обжаривания кофейных зерен идентифицируется посредством расчета свойства (более конкретно теплоемкости) кофейных зерен на основании измеренного изменения температуры.

Как показано на фиг. 2, на стадии S201 измеряется исходная температура кофейных зерен (обозначенная как T_o). Как обсуждалось выше, в некоторых примерных вариантах выполнения исходная температура T_o может измеряться с помощью датчика температуры, расположенного в камере обжаривания обжарочного устройства. Конкретно, для экономии энергии и сокращения периода уравновешивания тепла, как обсуждалось выше, перед стадией S201 камера обжаривания может быть нагрета до соответствующей температуры в зависимости от исходной температуры T_o.

Затем, после того кофейные зерна обжаривают в течение предварительно установленного периода времени (обозначенного, как t), на стадии S202 измеряют достигнутую температуру Т_m кофейных зерен. В данном варианте выполнения прохождение периода времени определяется с помощью таймера. Соответственно, величина изменения температуры кофейных зерен (обозначенной как ΔТ) в течение периода t времени рассчитывается следующим образом:

ΔТ=T_m-T_o (1)

На стадии S203 оценивается количество тепла (обозначенное как Q), применяемого к кофейным зернам в течение периода t времени. В некоторых примерных вариантах выполнения количество тепла Q, применяемого к кофейным зернам, может оцениваться на основании количества тепла, вырабатываемого обжарочным устройством в течение периода t времени. Например, в некоторых вариантах выполнения количество тепла Q рассчитывается следующим образом:

Q=η×P×t (2)

где η и P представляют тепловую эффективность и мощность обжарочного устройства, соответственно. Необходимо учитывать, что для данного обжарочного устройства тепловая эффективность η и мощность P известны.

Затем способ 200 продолжается на стадии S204, где получается масса кофейных зерен (обозначенная как М), подаваемых в камеру обжаривания. В некоторых примерных вариантах выполнения масса М задается предварительно. То есть в данных вариантах выполнения потребитель имеет возможность каждый раз подавать в камеру обжаривания только точно указанную массу кофейных зерен. Например, в некоторых примерных вариантах выполнения обжарочное устройство может обеспечить несколько возможных масс для выбора потребителем. В качестве альтернативы, масса М принимается от пользователя. Например, обжарочное устройство может обеспечивать механизм, который позволяет пользователю вводить массу кофейных зерен, подаваемых в камеру обжаривания. В качестве альтернативы или дополнительно, в некоторых примерных вариантах выполнения в обжарочном устройстве может находиться датчик массы для измерения массы кофейных зерен, подаваемых в камеру обжаривания.

Далее, на стадии S205 на основании величины изменения ΔТ температуры в пределах периода t времени, количества тепла Q и массы М кофейных зерен рассчитывается теплоемкость кофейных зерен (обозначаемая как C). В некоторых вариантах выполнения теплоемкость С рассчитывается следующим образом:

C=Q/(M×ΔТ) (3)

С учетом рассчитанной теплоемкости С кофейных зерен, исходная степень обжаривания кофейных зерен определяется на стадии S206 на основе предварительных знаний. Более конкретно, для различных типов контрольных кофейных зерен с разной степенью исходного обжаривания, связанные с ними теплоемкости (обозначенные как С_r) измеряют и регистрируют заранее. Соответственно, рассчитанную теплоемкость C кофейных зерен сравнивают с предварительно зарегистрированными теплоемкостями C_r, чтобы найти наиболее подходящую. В качестве исходной степени обжаривания кофейных зерен, подлежащих обжариванию, определяют исходная степень обжаривания, соответствующую теплоемкости С_r.

В вариантах выполнения выше можно видеть, что время t нагревания является предварительно установленным. В некоторых альтернативных вариантах выполнения вместо времени t нагревания также можно предварительно устанавливать величину изменения (ΔТ) температуры. Соответственно, на стадии S202 измеряют именно период t времени, прошедший пока температура кофейных бобов не достигнет намеченной температуры Т_m=T_o+ΔТ, а не намеченной температуры T_m. То есть в подобных вариантах выполнения термин «ΔТ» в уравнении (3) известен, а термин «t» в уравнении (2) измеряется на стадии S202.

Фиг.3 показывает способ 300 идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен в соответствии с другими примерными вариантами выполнения настоящего изобретения. Способ 300 является специфическим исполнением способа 100, который обсуждался выше. В вариантах выполнения, обсуждаемых со ссылкой на фиг. 3, исходная степень обжаривания кофейных зерен идентифицируется посредством сравнения измеренной информации с предварительно заданной контрольной информацией, связанной с различными типами контрольных кофейных зерен.

Вообще говоря, в вариантах выполнения, обсуждающихся со ссылкой на фиг. 3, в качестве контрольных кофейных зерен можно использовать различные типы кофейных зерен с соответствующей степенью исходного обжаривания. В качестве примера, в одном варианте выполнения имеется три типа контрольных кофейных зерен. Контрольными кофейными зернами типа А и типа В являются частично обжаренные кофейные зерна с различной степенью исходного обжаривания. В результате, контрольные кофейные зерна типа А и типа В имеют разные цвета (тип А является более темно коричневым, а тип В является более желтоватым) и содержание влаги. Контрольные кофейные зерна типа С представляют собой зеленые кофейные зерна без воздействия какого-либо процесса обжаривания и, вследствие этого, являются зелеными и имеют большее содержание влаги. Таблица 1 показывает информацию о контрольных кофейных зернах, где исходная степень обжаривания представлена содержанием влаги. Необходимо заметить, что пример, показанный в таблице 1, предназначен исключительно для цели иллюстрирования без ограничения количества, типа, значения или любых других аспектов контрольных кофейных зерен.

Таблица 1 Тип Содержание влаги Примечание Тип А 5,7% Частично обжаренные кофейные зерна (почти первое растрескивание): уже достаточно сухие Тип В 8,4% Частично обжаренные кофейные зерна Тип С 11,4% Зеленое кофейное зерно: имеет большое содержание влаги

В фазе тестирования определяют и регистрируют зависимость между разной степенью исходного обжаривания контрольных кофейных зерен и соответствующей контрольной информацией, причем каждая часть контрольной информации показывает изменение температуры соответствующих контрольных кофейных зерен в то время, как соответствующие контрольные кофейные зерна обжариваются. Затем такие предварительно заданные зависимости можно использовать для идентификации исходного состояния любых заданных кофейных зерен.

Если быть точнее, как показано на фиг. 3, камеру обжаривания, подлежащую использованию для обжаривания кофейных зерен, на необязательной стадии S301 предварительно нагревают до определенной температуры. Как обсуждалось выше, это было бы полезно для экономии энергии и сокращения периода уравновешивания температуры. Затем способ 300 продолжается на стадии S302, где кофейные зерна обжаривают до предварительно установленной исходной температуры Т_о.

Далее на стадии S303 в зависимости от вида предварительно определенных зависимостей контрольных кофейных зерен измеряют информацию, показывающую изменение температуры кофейных зерен, пока кофейные зерна обжариваются. Затем исходная степень обжаривания кофейных зерен идентифицируется на основании сравнения измеренной информации с контрольной информацией в предварительно определенных зависимостях на стадии S304.

В частности, в некоторых примерных вариантах выполнения контрольная информация в предварительно определенных зависимостях содержит по меньшей мере контрольные температуры соответствующих контрольных кофейных зерен после того, как кофейные зерна обжаривают от предварительно установленной исходной температуры Т_о до намеченной температуры Т_m. То есть в данных вариантах выполнения предварительно установлены исходная и намеченная температуры Т_о и Т_m. В фазе тестирования для каждого типа контрольных кофейных зерен измеряют контрольный период времени (обозначенный как t_r), во время которого контрольные кофейные зерна обжаривают с T_o до T_m. Затем контрольные периоды t_r времени сохраняют во взаимосвязи с соответствующей степенью исходного обжаривания контрольных кофейных зерен. Конкретно, в некоторых примерных вариантах выполнения может быть множество намеченных температур T_m. Соответственно, для каждой из намеченных температур T_m измеряют и регистрируют контрольный период t_r времени для каждого типа контрольных кофейных зерен.

В качестве примера, таблица 2 показывает примерные зависимости между степенью исходного обжаривания и контрольной информацией. В этом случае контрольная информация содержит контрольный период t_r времени (в секундах) для контрольных кофейных зерен для достижения соответствующей намеченной температуры Т_m от предварительно установленной исходной температуры Т_о (в таблице не показано). В данном примере имеется четыре предварительно установленных намеченных температуры T_m, а именно 190°C, 210°C, 220°C и 230°C. В фазе тестирования для обжаривания кофейных зерен используют домашнее обжарочное устройство. В этом примере обжарочное устройство имеет нагревающую пластину на дне камеры обжаривания, перемешивающую палочку для перемешивания кофейных зерен во время обжаривания и датчик температуры внутри камеры обжаривания, который находится в контакте с кофейными зернами для измерения температуры поверхности кофейных зерен. Напряжение и нагревающая мощность обжарочного устройства составляют 120 В и 800 Вт, соответственно. Камерой обжаривания является цилиндр с диаметром 7 см и высотой 19 см.

Во время работы камеру обжаривания предварительно нагревают до 230°C. Необходимо принимать во внимание, что когда кофейные зерна подают в камеру обжарочного устройства, температура камеры будет падать. Для каждого типа А, В и С в камеру обжаривания обжарочного устройства подают 30 грамм контрольных кофейных зерен. Исходную температуру T_o устанавливают перед подачей в камеру обжаривания в качестве температуры поверхности контрольных кофейных зерен. Обычно исходной температурой является почти комнатная температура, которая в данном примере составляет приблизительно 20°C. В качестве альтернативы контрольные кофейные зерна можно обрабатывать до любой заданной исходной температуры. Затем измеряют и регистрируют период t_r времени, используемый для достижения соответствующей намеченной температуры Т_m, как показано в таблице 2. Необходимо заметить, что конкретные значения в данном примере предназначены исключительно для цели иллюстрирования без ограничения объема правовых притязаний настоящего изобретения.

Таблица 2 Исходная степень обжаривания Контрольная информация (контрольный t_r период времени) T_m=190°C T_m=210°C T_m=220°C T_m=230°C Исходная степень обжаривания
типа А 9,3±1,15 37,3±2,30 76±3,46 108±7,21 Исходная степень обжаривания
типа В 14,7±2,31 50,7±2,51 86±2 140±4 Исходная степень обжаривания
типа С 27,3±1,15 62±5,29 94,67±4,16 166±4,2

Соответственно, в подобных вариантах выполнения кофейные в камеру обжаривания подаются зерна с предварительно установленной исходной температурой (например, 2°C в примере, обсуждавшемся со ссылкой на таблицу 2). На стадии S303 измеренная информация содержит по меньшей мере измеренный период t времени, во время которого кофейные зерна в камере обжаривания обжаривают от исходной температуры Т_о до выбранной намеченной температуры (температур) Т_m. Затем на стадии S304 измеренный период t времени сравнивают с контрольными периодами t_r времени для выбранной намеченной температуры T_m, чтобы найти соответствующий контрольный период t_r времени. В качестве рассматриваемой исходной степени обжаривания кофейных зерен определяют исходная степень обжаривания, связанную с соответствующим контрольным периодом t_r времени.

В качестве примера принимают, что период t времени, в течение которого кофейные зерна обжаривают от T_о до выбранной намеченной температуры T_m=210°C, составляет 36,5 секунд. Измеренный период времени t=36,5 сравнивают с контрольными периодами t_r времени для T_m=210°C в предварительно определенных зависимостях. Обнаружено, что для выбранной намеченной температуры T_m=210°C измеренный период t времени совпадает с контрольным периодом t_r времени, связанным с контрольными кофейными зернами типа А. Соответственно, в качестве исходной степени обжаривания намеченных кофейных зерен в камере обжаривания определяют исходное состояние контрольных кофейных зерен типа А.

Конкретно, в некоторых примерных вариантах выполнения может быть использована больше, чем одна намеченная температура T_m. Соответственно, на стадии S303 измеряют множество периодов t времени для различных намеченных температур T_m. На стадии S304 каждый из измеренных периодов t времени сравнивают с контрольными периодами t_r времени для соответствующей намеченной температуры T_m, получая посредством этого множество кандидатных степеней исходного обжаривания. Затем на основании данных кандидатных степеней исходного обжаривания, например, по решению большинства, может быть идентифицирована исходная степень обжаривания кофейных зерен. Таким образом, может быть более точно идентифицирована исходная степень обжаривания кофейных зерен.

В качестве альтернативы или дополнительно, в некоторых примерных вариантах выполнения контрольная информация содержит по меньшей мере контрольные температуры соответствующих контрольных кофейных зерен после того, как их обжаривают от исходной температуры Т_о в течение периода t времени. То есть в подобных вариантах выполнения исходную температуру Т_о и время t нагревания определяют заблаговременно. Соответственно, в фазе тестирования для каждого типа контрольных кофейных зерен измеряют контрольную температуру (обозначенную как T_r) контрольного кофе после обжаривания от исходной температуры T_o в течение предварительно установленного периода t времени. Затем контрольные температуры T сохраняют в связи с соответствующей степенью исходного обжаривания контрольных кофейных зерен. Конкретно, в некоторых примерных вариантах выполнения может быть множество предварительно установленных периодов t времени. Соответственно, для каждого из периодов t времени для каждого типа контрольных кофейных зерен измеряют и регистрируют контрольную температуру T_r.

В подобных вариантах выполнения кофейные зерна с предварительно установленной исходной температурой подаются в камеру обжаривания. На стадии S303 измеренная информация содержит по меньшей мере измеренную температуру T_m кофейных зерен после того, как кофейные зерна обжаривают от исходной температуры Т_о для выбранного периода (периодов) t времени. Затем на стадии S304 измеренную температуру T_m сравнивают с контрольными температурами t_r для выбранных периодов t времени, чтобы найти соответствующую контрольную температуру t_r. В качестве рассматриваемой исходной степени обжаривания кофейных зерен определяют исходная степень обжаривания, связанную с соответствующей контрольной температурой T_r.

В некоторых примерных вариантах выполнения может быть использовано более чем одно предварительно установленное время t. Соответственно, на стадии S303 измеряют множество температур t_m времени для различных периодов t времени. На стадии S304 каждую из измеренных температур t_m сравнивают с контрольными температурами T_r для соответствующего периода t времени, получая посредством этого множество кандидатных степеней исходного обжаривания. Затем на основании данных кандидатных степеней исходного обжаривания, чтобы улучшить точность идентификации может быть идентифицирована исходная степень обжаривания кофейных зерен.

В некоторых примерных вариантах выполнения предварительно определенные зависимости могут иметь дополнительный размер массы. То есть в фазе тестирования для одного и того же типа контрольных зерен можно предварительно сохранить зависимости между контрольной информацией, показывающей изменения температуры, и степенью исходного обжаривания для разных масс. В подобных вариантах выполнения в способе 300 получают массу кофейных зерен, подаваемых в обжарочное устройство. Как обсуждалось выше, в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения может быть зафиксирована масса кофейных зерен, получаемая от пользователя, или измерена с помощью датчика массы. На стадии S304 масса кофейных зерен в обжарочном устройстве может сперва использоваться для извлечения соответствующей контрольной информации из предварительно определенных зависимостей для сравнения с измеренной информацией, полученной на стадии S303.

Фиг. 4 показывает структурную схему устройства 400 для идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен. Как показано в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения устройство 400 содержит блок 401 измерения и блок 402 идентификации. Блок 401 измерения выполнен с возможностью измерения информации, показывающей изменение температуры кофейных зерен во время обжаривания кофейных зерен. Блок 401 идентификации выполнен с возможностью идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен по меньшей мере частично на основании измеренной информации.

В некоторых примерных вариантах выполнения измеренная информация включает величину изменения температуры кофейных зерен в течение периода времени. В подобных вариантах выполнения устройство 400 дополнительно может содержать: блок оценки количества тепла, выполненный с возможностью оценки количества тепла, применяемого к кофейным зернам за период времени; блок получения массы, выполненный с возможностью получения массы кофейных зерен; и блок расчета теплоемкости, выполненный с возможностью расчета теплоемкости кофейных зерен на основании величины изменения температуры, количества тепла и массы кофейных зерен.

В некоторых примерных вариантах выполнения блок 401 идентификации выполнен с возможностью идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен по меньшей мере частично на основании измеренной информации, согласно предварительно определенным зависимостям между различной степенью исходного обжаривания контрольных кофейных зерен и соответствующей контрольной информацией, причем контрольная информация показывает изменения температуры соответствующих контрольных кофейных зерен в то время, как соответствующие контрольные кофейные зерна обжариваются.

Конкретно, в некоторых примерных вариантах выполнения измеренная информация включает измеренную температуру кофейных зерен после обжаривания кофейных зерен от исходной температуры в течение предварительно установленного периода времени, а контрольная информация включает контрольные температуры соответствующих контрольных кофейных зерен после обжаривания соответствующих контрольных кофейных зерен от исходной температуры в течение предварительно установленного периода времени. В подобных вариантах выполнения блок 401 идентификации выполнен с возможностью идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен за счет совпадения измеренной температуры и контрольных температур.

В качестве альтернативы или дополнительно, в некоторых примерных вариантах выполнения измеренная информация включает измеренный период времени, в течение которого кофейные зерна обжаривают от исходной температуры до предварительно установленной температуры, а контрольная информация включает контрольные периоды времени, в течение которых соответствующие контрольные кофейные зерна обжаривают от исходной температуры до предварительно установленной температуры. В подобных вариантах выполнения блок 401 идентификации выполнен с возможностью идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен за счет совпадения измеренного периода времени и контрольных периодов времени.

В некоторых примерных вариантах выполнения устройство 400 может содержать блок нагревания камеры, выполненный с возможностью нагревания камеры обжаривания, подлежащей использованию для обжаривания кофейных зерен, для измерения информации, показывающей изменение температуры кофейных зерен.

Необходимо заметить, что устройство 400 может быть исполнено в виде аппаратного обеспечения, программного обеспечения/встроенных программ или любой их комбинации. В некоторых вариантах выполнения один или более блоков в устройстве 400 может быть исполнен в виде модулей программного обеспечения. Например, варианты выполнения настоящего изобретения могут быть исполнены в виде компьютерного программного продукта, который реально хранится на машиночитаемом энергонезависимом носителе. Компьютерный программный продукт содержит выполняемые машиной команды, которые при выполнении заставляют машину выполнять стадии любого из способов 100, 200 и 300. В качестве альтернативы или дополнительно некоторые или все блоки в устройстве 400 могут быть исполнены с использованием модулей аппаратного обеспечения, наподобие интегральных микросхем (IC), специализированных интегральных микросхем (ASIC), систем-на-кристалле (SOC), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA) и так далее, и тому подобное.

Кроме того, в некоторых примерных вариантах выполнения устройство 400 может быть интегрировано с обжарочным устройством. В качестве примера, фиг. 5 показывает обжарочное устройство 500, в котором реализовано устройство 400 в соответствии с примерными вариантами выполнения настоящего изобретения. Как показано, обжарочное устройство 500 содержит камеру 16 обжаривания и узел 42 нагревателя в корпусе 10. В качестве примера может быть использован воздушный обогреватель 42 для продувания горячего воздуха вверх через камеру обжаривания. Горячий воздух будет выполнять во время обжаривания как нагревающую, так и перемешивающую функцию. При каком-то обжаривании кофе горячий воздух для нагревания использоваться не будет, и объем правовых притязаний настоящего изобретения в этом отношении не ограничивается.

Конкретно, в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения устройство 400 интегрировано с камерой 500 для кофе. Например, в некоторых вариантах выполнения в камере 16 обжаривания расположен датчик 501 температуры для измерения температуры кофейных зерен, подаваемых в камеру 16 обжаривания. Как обсуждалось выше, в некоторых примерных вариантах выполнения датчик 501 температуры является частью блока 401 измерения в устройстве 400. Кроме того, в данном варианте выполнения обжарочное устройство 501 оборудован таймером (не показано), выполненным с возможностью выявления подходящих периодов времени при измерении изменения температуры. Необязательно, в тех вариантах выполнения, где необходимо измерять массу кофейных зерен, в обжарочном устройстве расположен блок получения массы устройства 400 в виде датчика 502 массы. Например, в камере 16 обжаривания также может быть расположен датчик 502 массы. Необходимо заметить, что местоположения различных блоков устройства 400 в обжарочном устройстве 500 предназначены исключительно для цели иллюстрирования без ограничения объема правовых притязаний настоящего изобретения.

В общем, различные примерные варианты выполнения могут быть исполнены в виде аппаратного обеспечения или схемы специального назначения, программного обеспечения, логической схемы или любой их комбинации. Некоторые аспекты могут быть исполнены в виде аппаратного обеспечения, тогда как другие аспекты могут быть исполнены в виде встроенных программ или программного обеспечения, которое может выполняться контроллером, микропроцессором или другим вычислительным устройством. Несмотря на то, что различные аспекты примерных вариантов выполнения настоящего изобретения проиллюстрированы и описаны в виде структурных схем, блок-схем или с использованием какого-то другого графического представления, должно быть понятно, что блоки, устройство, системы, методики или способы, описанные в данном документе, в неограничивающих примерах могут быть исполнены в виде аппаратного обеспечения, программного обеспечения, встроенных программ, схем специального назначения или логической схемы, аппаратного обеспечения общего назначения или контроллера или других вычислительных устройств или некоторых их комбинаций.

В контексте настоящего изобретения машиночитаемым носителем может быть любой материальный носитель, который может содержать или хранить программу для использования системой, устройством выполнения команд или в сочетании с ними. Машиночитаемым носителем может быть машиночитаемый носитель сигнала или машиночитаемый носитель данных. Машиночитаемый носитель может представлять собой, без ограничения, электронную, магнитную, оптическую, электромагнитную, инфракрасную или полупроводниковую систему, устройство или блок, или любую подходящую комбинацию изложенного выше. Более специфические примеры машиночитаемого носителя данных будут включать электрическое соединение, имеющее один или более проводов, портативную компьютерную дискету, жесткий диск, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ или флэш-память), оптическое волокно, постоянное запоминающее устройство на компактном диске (CD-ROM), оптическое запоминающее устройство, магнитное запоминающее устройство или любую подходящую комбинацию изложенного выше.

Компьютерный программный код для выполнения способов по изобретению может быть записан в любой комбинации из одного или более языков программирования. Данные компьютерные программные коды могут быть предоставлены в процессор компьютера общего назначения, компьютера специального назначения или другого программируемого устройства обработки данных таким образом, чтобы программные коды при выполнении процессором компьютера или другого программируемого устройства обработки данных вызывали выполнение функций/операций, указанных в блок-схемах и/или структурных схемах. Программный код может выполняться полностью на компьютере, частично на компьютере, в виде обособленного пакета программного обеспечения, частично на компьютере, а частично на удаленном компьютере или полностью на удаленном компьютере или сервере.

Кроме того, несмотря на то что операции изображены в конкретном порядке, это не следует понимать, как требование, что такие операции должны выполняться в показанном конкретном порядке или в последовательном порядке, или что для достижения требуемых результатов должны выполняться все проиллюстрированные операции.

В определенных обстоятельствах может быть предпочтительна многозадачная и параллельная обработка. Также несмотря на то, что в обсуждениях выше содержатся подробности нескольких специфических исполнений, их не следует истолковывать, как ограничения объема правовых притязаний какого-либо изобретения или того, что может быть заявлено, но скорее как описания признаков, которые могут быть специфическими для конкретных вариантов выполнения конкретных изобретений. Некоторые признаки, которые описаны в данном описании в контексте отдельных вариантов выполнения, также могут быть исполнены в комбинации в едином варианте выполнения. И наоборот, различные признаки, которые описаны в контексте единого варианта выполнения, также могут быть исполнены во множестве вариантов выполнения по-отдельности или в любой подходящей подкомбинации.

Различные модификации, адаптации к вышеупомянутым примерным вариантам выполнения данного изобретения могут стать очевидны квалифицированным специалистам в соответствующих областях с точки зрения вышеупомянутого описания при чтении в сочетании с сопровождающими чертежами. Любая и все модификации все-таки должны попадать в пределы объема правовых притязаний неограничивающих и примерных вариантов выполнения изобретения. Кроме того, квалифицированному специалисту в области, к которой относятся данные варианты выполнения, будут приходить на ум другие варианты выполнения изобретений, изложенных в данном документе, получающие пользу от идей, представленных в вышеупомянутых описаниях и на чертежах.

Вследствие этого, должно быть понятно, что варианты выполнения изобретения не должны быть ограничены конкретными раскрытыми вариантами выполнения, и предполагается, что модификации и другие варианты выполнения должны быть включены в объем правовых притязаний приложенной формулы изобретения. Несмотря на то, что в данном документе использованы специфические термины, они использованы только в общем и описательном смысле, а не с целью ограничения.

Группа изобретений относится к пищевой промышленности, а именно к способу, устройству и компьютерному программному продукту на машиночитаемом носителе для идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен. Способ включает стадии измерения информации, показывающей изменение температуры кофейных зерен во время обжаривания кофейных зерен; и идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен по меньшей мере частично на основании измеренной информации. Также раскрыты соответствующее устройство и компьютерный программный продукт на машиночитаемом носителе. Использование группы изобретений позволит получить профиль обжаривания на основании исходной степени обжаривания поступающих кофейных зерен. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.

1. Способ идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен, включающий стадии:

измерения температуры кофейных зерен во время обжаривания кофейных зерен, показывающей температуру кофейных зерен после того, как их обжаривают от исходной температуры в течение предварительно установленного периода времени,

и идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен по меньшей мере на основании измеренной температуры,

причем идентификацию исходной степени обжаривания кофейных зерен на основании измеренной температуры проводят согласно предварительно определенным зависимостям между различной степенью исходного обжаривания контрольных кофейных зерен и соответствующей контрольной температурой, показывающей изменения температуры соответствующих контрольных кофейных зерен во время их обжаривания.

2. Способ по п. 1, в котором идентификация исходной степени обжаривания кофейных зерен дополнительно включает стадии:

оценки количества тепла, применяемого к кофейным зернам в течение периода времени;

получения массы кофейных зерен; и

расчета теплоемкости кофейных зерен на основании величины изменения температуры, количества тепла и массы кофейных зерен.

3. Способ по п. 1, дополнительно включающий нагревание камеры обжаривания, подлежащей использованию для обжаривания кофейных зерен и для измерения температуры, показывающей изменение температуры кофейных зерен.

4. Способ регулирования обжаривания кофейных зерен, включающий стадию регулирования профиля обжаривания на основании исходной степени обжаривания кофейных зерен, при этом исходную степень обжаривания кофейных зерен определяют посредством способа по любому из пп. 1-3.

5. Устройство для идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен способом по п. 1, содержащее:

блок измерения, выполненный с возможностью измерения температуры, показывающей изменение температуры кофейных зерен во время обжаривания кофейных зерен; и

блок идентификации, выполненный с возможностью идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен на основании измеренной температуры, причем

измеренная температура содержит температуру кофейных зерен после того, как кофейные зерна обжаривают от исходной температуры в течение предварительно установленного периода времени, а

блок идентификации выполнен с возможностью идентификации исходной степени обжаривания кофейных зерен на основании измеренной температуры согласно предварительно определенным зависимостям между различной степенью исходного обжаривания контрольных кофейных зерен и соответствующей контрольной температурой,

при этом контрольная температура показывает изменения температуры соответствующих контрольных кофейных зерен во время их обжаривания.

6. Устройство по п. 5, в котором измеренная температура содержит величину изменения температуры кофейных зерен за период времени, и при этом устройство дополнительно содержит:

блок оценки количества тепла, выполненный с возможностью оценки количества тепла, применяемого к кофейным зернам в течение периода времени;

блок получения массы, выполненный с возможностью получения массы кофейных зерен; и

блок расчета теплоемкости, выполненный с возможностью расчета теплоемкости кофейных зерен на основании величины изменения температуры, количества тепла и массы кофейных зерен.

7. Устройство по п. 5, дополнительно содержащее:

блок нагревания камеры, выполненный с возможностью нагревания камеры обжаривания, подлежащей использованию для обжаривания кофейных зерен и для измерения температуры, показывающей изменение температуры кофейных зерен.

8. Машиночитаемый носитель, содержащий компьютерную программу со средствами программного кода, сконфигурированный для выполнения устройством по пп.5-7 этапов способа по пп. 1-4 при выполнении указанной компьютерной программы на компьютере.