АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОФЕЙНО-ЧАЙНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2021 года по МПК A47J31/18 A47J31/42 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к профессиональным кофейно-чайным аппаратам, наполняемым кофейными зернами и сухими измельченными чайными или травяными смесями.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Различия между кофейными и чайными аппаратами определяются такими факторами, как происхождение и структура сырья, способ приготовления, характер твердых частиц и т. д. Чайное сырье представляет собой сухие, рыхлые, скрученные листы разного размера или уже измельченные до фракции определенного размера частицы чая. Если во время заваривания молотый кофе спрессовывается, и через него проходит горячая кипящая вода под высоким давлением, то для чая такой способ приготовления не подходит. Также различается состав кофейной гущи и твердых частиц чая, кофейная гуща представляет собой спрессованный брикет, а чайный твердые частицы объемные. В кофейных аппаратах дозирование осуществляется вместе с перемалыванием кофейных зерен, а в чайных аппаратах измельчение и дозирование представляют собой очень специфические процессы, требующие иных техник и оборудования. Актуальной проблемой при приготовлении кофе и чая одним и тем же заварочным модулем является его очистка, т. е. подготовка к следующей дозе кофе или чая. Очистка необходима для исключения в приготовленном кофе привкуса чая и наоборот, а также для предотвращения засорения фильтров заварочного модуля.

Известен чайный аппарат (см. патент US2014157993), в котором чай готовится с использованием кофейного аппарата, а доза чая на одну чашку представляет собой упакованную чайную подушечку, полностью готовую к использованию, с добавками и т.д. Если смешивание ингредиентов в подушечке нежелательно, подушечка состоит из нескольких секций. Подушечки имеют круглую форму для удобного размещения в заварочном модуле для кофе. Такой способ подходит для полуавтоматических чайных аппаратов, а не для автоматических.

Ближайший аналог заявленного технического решения описан в изобретении WO2017029541. В нем предложен дозатор смеси чайного листа, который в автоматическом режиме подает требуемое количество чая, выбранное на панели управления аппарата, в заварочный модуль для чая. Это предложение было реализовано в автоматическом кофейном аппарате WMF 1200S фирмы WMF, в котором используется заварочный модуль для кофе, описанный в патенте EP0528758. Усовершенствованный автоматический кофейный аппарат превратился в автоматический чайный аппарат. Возникла потребность в дальнейших усовершенствованиях, которые бы позволили автоматическому аппарату одновременно заваривать кофе и чай.

В настоящем изобретении для приготовления кофе и чая предлагается использовать автоматический кофейный аппарат после внесения в него дополнительных конструкционных усовершенствований.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является дальнейшее усовершенствование автоматического кофейного аппарата таким образом, чтобы его можно было использовать для приготовления кофе и чая в автоматическом режиме.

В изобретении WO2017029541 автор предлагает использование автоматического кофейного аппарата для приготовления чая. В автоматическом кофейном аппарате один из двух блоков перемалывания и дозирования кофе был приспособлен для дозирования смесей чайного листа, а также был изменен рабочий процесс заварочного модуля для кофе.

В настоящем изобретении предложена дополнительная паровая очистка заварочного модуля после приготовления чая, а также неограниченное расширение возможностей дозирования чайных смесей.

Для решения вышеуказанной задачи в заявленном автоматическом аппарате с дозатором чайного листа, устройством перемалывания и дозирования кофе, устройством дозирования и налива молока и дозатором приправ, емкостями для чайной смеси, кофейных зерен, молока, приправ и гущи/твердых частиц, редуктором давления воды, водяным насосом, водонагревателем и парогенератором, заварочным модулем для кофе и чая, приводом заварочного модуля для кофе и чая, оснащенным энкодером, устройством приготовления порций кофе и чая, основным блоком управления аппаратом, дисплеем с панелью управления, также предусмотрен парорегулирующий клапан, подключенным между парогенератором и отводом, установленным трубке устройства приготовления порций кофе и чая, а основной блок управления аппарата оснащен дополнительным блоком управления, соединенным с энкодером привода заварочного модуля для кофе и чая и парорегулирующим клапаном.

Также предлагается усовершенствовать способ приготовления кофе и чая, включающий перемалывание кофейных зерен, дозирование и приготовление кофе, дозирование смеси чайного листа и заваривание чая из нее, дозирование приправ и молока и налив молока в порцию кофе или чая с использованием того же кофейно-чайного аппарата и того же заварочного модуля, который осуществляют в заявленном аппарате благодаря тому, что дополнительный блок управления вместе с основным блоком управления аппарата регулирует объем камеры заварочного модуля, и объем камеры заварочного модуля для чая устанавливают таким образом, чтобы сухой чай внутри камеры не подвергался механическому сжатию.

Также предлагается, чтобы в конце каждого цикла приготовления чая заварочный модуль дополнительно подвергался паровой очистке, или чтобы заварочный модуль подвергался паровой очистке при переключении с приготовления чая на приготовление кофе и наоборот.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение проиллюстрировано на чертежах.

Фиг. 1 – структурная схема автоматического кофейно-чайного аппарата,

фиг. 2 – заварочный модуль для кофе и чая и его взаимодействие с другими блоками аппарата.

Автоматический кофейно-чайный аппарат (фиг. 1), в котором использован автоматический кофейный аппарат, состоит из четырех основных блоков:

панель управления с дисплеем 1,

основной блок 2 управления с дополнительным блоком 2а управления,

заварочный модуль 3 для кофе и чая;

а также устройство 4 приготовления порций кофе и чая, и

других рабочих узлов аппарата, таких как привод 5 с энкодером 6, дозатор 7 чайной смеси с емкостью 8 для чайной смеси, устройство 9 перемалывания и дозирования кофе с емкостью 10 для кофейных зерен, редуктор давления воды и водяной насос 11, водонагреватель 12, парогенератор 13, парорегулирующий клапан 14, устройство 15 дозирования и подачи приправ с емкостью 16 для приправ, устройство 17 дозирования и налива молока с емкостью 18 для молока, механизм 19 очистки кофейной гущи и чайных твердых частиц с емкостью 20 для твердых частиц.

Другие рабочие блоки аппарата взаимодействуют электрически, механически или гидравлически с основными блоками аппарата. Панель 1 управления с дисплеем электрически соединена с основным блоком 2 управления. Основной блок 2 управления подключен (и управляет) к приводу 5, устройству 7 дозирования чайной смеси, устройству 9 перемалывания и дозирования кофе, редуктору давления воды и водяному насосу 11, водонагревателю 12, устройству 15 дозирования и подачи приправ, устройству 17 дозирования и налива молока и имеет обратную связь с энкодером 6 (вычисляет частоту вращения двигателя привода 5) и водонагревателем 12 (регулирует температуру воды). Дополнительный блок 2a управления электрически соединен с энкодером 6 (вычисляет частоту вращения двигателя привода 5), устройством 7 дозирования чайной смеси, приводом 5 и соединен (управляет) с парорегулирующим клапаном 14. Привод 5 механически соединен с заварочным модулем 3 для кофе и чая. Водонагреватель 12 и парогенератор 13 (через парорегулирующий клапан 14) гидравлически соединены с заварочным модулем 3 для кофе и чая. Заварочный модуль 3 для кофе и чая, устройство 15 дозирования и подачи приправ, устройство 17 дозирования и налива молока гидравлически соединены с устройством 4 приготовления порций кофе и чая. Устройство 7 дозирования чайной смеси, устройство 9 перемалывания и дозирования кофе, устройство 19 очистки кофейной гущи и чайных твердых частиц взаимодействуют с заварочным модулем 3 для кофе и чая.

На фиг. 2 показан заварочный модуль 3 для кофе и чая и его взаимодействие с другими блоками аппарата.

Заварочный модуль 3 для кофе и чая состоит из корпуса 21, механизма, содержащего шнек 22 и каретку (ползун) 23, цилиндр 24, подвижный поршень 25, неподвижный поршень 26 и направляющую 27. Цилиндр 24 прикреплен к каретке 23. Полость цилиндра 24 условно названа заварочной камерой 24а для кофе и чая. Поршень 25 установлен в цилиндре 24 и может скользить в нем, кроме того, в поршне 25 сделано отверстие 25a для подачи горячей воды, через которое подается горячая вода из водонагревателя 12, а в его верхней части сделано отверстие 25b, через которое горячая вода поступает в камеру 24a. На выходе из поршня 26 выполнена выпускная (всасывающая) трубка 26а для кофе и чая, а к нижней части данной трубки прикреплена сетка 29, через которую кофе и чай всасываются устройством 4 приготовления порций кофе и чая. В трубке 26а выполнен отвод 26b, соединенный с парорегулирующим клапаном 14.

Поскольку заявленное изобретение было реализовано в автоматическом кофейном аппарате VMF 1500S фирмы VMF, то в описание не будет включено описание приготовления различных видов кофе, его можно найти в следующей инструкции: http://ricmas.com/wmf/machines/manuals/1500_S_USER_MANUAL_EN.pdf

В аппарат VMF1500S были внесены следующие изменения:

использовано устройство 7 дозирования чайной смеси, описанное в изобретении WO2017029541 данного автора;

возле блока 2 управления выполнен дополнительный блок 2а управления;

усовершенствован заварочный модуль 3 для кофе и чая;

установлен парорегулирующий клапан 14;

выполнена новая панель 1 управления с дисплеем путем ее дополнения функциями приготовления чая.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Работа кофейно-чайного аппарата

Управление кофейно-чайным аппаратом осуществляется панелью 1 управления, вся информация отображается на ее дисплее. Управление включает выбор напитков: кофе или чая, размер порций, выбор добавок (приправ и количества молока).

Процесс приготовления кофе описан в следующей инструкции:

http://ricmas.com/wmf/machines/manuals/1500_S_USER_MANUAL_EN.pdf

Конструкция и работа устройства дозирования чайной смеси описаны в изобретении WO2017029541.

Ниже более детально описана работа аппарата, связанная с предлагаемыми усовершенствованиями.

Заварочный модуль 3 для кофе и чая может находиться в трех положениях:

исходное (нижнее) положение, когда при вращении приводом 5 шнека 22 каретка 23 перемещается вниз, пока подвижный поршень 25 не упрется в опору корпуса 21, а цилиндр 24 в нижнюю опору подвижного поршня 25. В этом случае верхний край цилиндра 24 выровнен с верхней поверхностью подвижного поршня 25. Затем приводится в действие механизм очистки 19 кофейной гущи и чайных твердых частиц, который счищает гущу с поверхности подвижного поршня 25 в емкость 20;

положение заполнения (положение заполнения заварочной камеры 24a дозой кофейного порошка или чайной смеси), когда подвижный поршень 25 упирается в опору корпуса 21, и цилиндр 24 поднят вверх до верхней опоры подвижного поршня 25;

положение заваривания (положение приготовления кофе и чая), когда цилиндр 24 с подвижным поршнем 25 поднят вверх, неподвижный поршень 26 вошел в цилиндр 24 до:

полного сжатия дозы кофейного порошка в заварочной камере 24а между подвижным 25 и неподвижным 26 поршнями,

закрытия дозы чайной смеси в заварочной камере 24а без сжатия. Объем заварочной камеры 24а устанавливается дополнительным блоком 2а управления.

Считывания энкодера 6 выполняются в исходном положении заварочного модуля 3 для кофе и чая, являющемся точкой отсчета. Затем, по мере перемещения заварочного модуля 3 для кофе и чая из исходного положения вверх, основной блок 2 управления и дополнительный блок 2а управления подсчитывают импульсы энкодера 6 и в нужный момент останавливают привод 5.

Процесс приготовления чая

Заварочный модуль 3 находится в положении заполнения. На панели 1 управления устанавливаются необходимые требования к дозе чая. По команде с панели 1 управления основной блок 2 управления запускает устройство 7 дозирования чая, которое насыпает необходимое количество чайной смеси в заварочную камеру 24а. Основной блок 2 управления запускает привод 5, который переводит заварочный модуль 3 в положение заваривания.

Как упоминалось выше, при приготовлении чая остановка привода 5 управляется дополнительным блоком 2а управления. Согласно настройке на панели 1 управления, он останавливает работу привода 5 так, чтобы количество чая в заварочной камере 24a между поршнями 25 и 26 не подвергалось сжатию.

Основной блок 2 управления запускает подачу горячей воды из водонагревателя 12 (через поршень 25 и отверстия 25b) в заварочную камеру 24а. Запускается устройство 4 приготовления порций кофе и чая, которое выкачивает чай через сетку 29 и выпускную трубку 26a для кофе и чая в чашку. В конце заварочного цикла основной блок 2 управления запускает привод 5, и заварочный модуль 3 начинает возвращаться вниз в исходное положение, в то же время дополнительный блок 2а управления запускает парорегулирующий клапан 14, который через выпускную трубку 26а и ее отвод 26b и через сетку 29 подает порцию пара в заварочную камеру 24а. Это действие очищает отверстия в сетке 29 и удаляет с нее частицы чая, приставшие к ней во время всасывания.

После возвращения заварочного модуля 3 в исходное положение включается устройство 19 очистки кофейной гущи и чайных твердых частиц, которое счищает чайные твердые частицы с поверхности подвижного поршня 25 с отверстиями 25b в емкость 20. Заварочный модуль 3 возвращается в верхнее положение заполнения. Возможные варианты паровой очистки заварочного модуля 3:

паровая очистка производится после приготовления каждой порции чая;

паровая очистка производится после приготовления каждой порции чая или кофе.

За счет дополнения блока управления дополнительным блоком 2а управления, введения паровой очистки заварочной камеры 24а, в частности сетки 29, неподвижного поршня 26, можно:

непрерывно готовить чай без дополнительной очистки заварочного модуля 3;

свободно чередовать приготовление кофе и чая, будучи уверенным, что чай или кофе не будут содержать примесей ранее приготовленного напитка.

Также улучшаются условия эксплуатации – отпадает необходимость в частой очистке заварочного модуля 3.

Предлагаемые технические решения могут быть использованы в автоматических кофемашинах, оснащенных модифицированным заварочным модулем для кофе, используемым в аппаратах фирмы WMF или других компаний.

Группа изобретений относится к автоматическому кофейно-чайному аппарату и способу заваривания кофе и чая. Автоматический кофейно-чайный аппарат, в котором используется заварочный модуль, содержит дозатор чайного листа, устройство перемалывания и дозирования кофе, устройство дозирования и налива молока, дозатор приправ, емкости для чайной смеси, кофейных зерен, молока, приправ и гущи/твердых частиц, а также редуктор давления воды и водяной насос, водонагреватель и парогенератор, заварочный модуль для кофе и чая, привод заварочного модуля для кофе и чая, оснащенный энкодером, устройство приготовления порций кофе и чая, основной блок управления, дисплей с панелью управления, при этом автоматический кофейно-чайный аппарат имеет парорегулирующий клапан, подключенный между парогенератором и отводом всасывающей трубки, установленным в устройстве приготовления порций кофе и чая. Основной блок управления оснащен дополнительным блоком управления, соединенным с энкодером привода заварочного модуля для кофе и чая и парорегулирующим клапаном. Технический результат – упрощение очистки заварочного модуля и улучшение условий эксплуатации. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Автоматический кофейно-чайный аппарат, в котором используется заварочный модуль и который содержит:

дозатор (7) чайного листа, устройство (9) перемалывания и дозирования кофе, устройство (17) дозирования и налива молока, дозатор (15) приправ;

емкости для чайной смеси (8), кофейных зерен (10), молока (18), приправ (16) и гущи/твердых частиц (20);

редуктор давления воды и водяной насос (11), водонагреватель (12) и парогенератор (13);

заварочный модуль (3) для кофе и чая;

привод (5) заварочного модуля для кофе и чая, оснащенный энкодером (6);

устройство (4) приготовления порций кофе и чая;

основной блок (2) управления,

дисплей с панелью (1) управления,

отличающееся тем, что автоматический кофейно-чайный аппарат имеет парорегулирующий клапан (14), подключенный между парогенератором (13) и отводом (26b) всасывающей трубки (26a), установленным в устройстве (4) приготовления порций кофе и чая;

основной блок (2) управления оснащен дополнительным блоком (2a) управления, соединенным с энкодером (6) привода (5) заварочного модуля (3) для кофе и чая и парорегулирующим клапаном (14).

2. Способ заваривания кофе и чая, включающий перемалывание кофейных зерен, дозирование и заваривание кофе, дозирование смеси чайного листа и заваривание чая из нее, дозирование и налив приправ и молока в порцию кофе и чая с использованием автоматического кофейно-чайного аппарата по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный блок (2а) управления вместе с основным блоком (2) управления аппарата регулирует объем камеры (24а) заварочного модуля (3) и при приготовлении чая и/или при переключении с приготовления кофе на приготовление чая или наоборот заварочный модуль (3) очищают паром.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что объем камеры (24а) заварочного модуля (3) для чая устанавливают таким образом, что доза сухого чайного листа внутри камеры (24а) не подвергается механическому сжатию.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что заварочный модуль (3) очищают паром после каждой порции кофе или чая.