СПОСОБ ВЫСУШИВАНИЯ БЛОКА ФИЛЬТРАЦИИ ДЫМА Российский патент 2024 года по МПК A23N12/12 A23F5/04 A23N12/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к аппаратам для обжаривания кофейных зерен в безопасной среде.

Уровень техники

Обжаривание кофейных зерен является хорошо известным способом. Основные стадии включают в себя нагревание зерен до желаемого уровня обжаривания и последующее охлаждение или гашение нагретых зерен для прекращения обжаривания. Во время нагревания выделяется дым. Он содержит как безопасные и желательные компоненты, в частности обычный аромат обжаренного кофе, так и нежелательные менее безопасные летучие органические соединения (ЛОС), такие как пиридин, 2-фуранметанол, фурфурол кофеин, формальдегид, ацетальдегид, … и твердые частицы (ТЧ_2.5, ТЧ₁₀).

При осуществлении обжаривания на производственных площадках с получением значительных количеств обжаренных зерен, как правило, предусмотрены все условия для улавливания небезопасных компонентов.

В настоящее время существует не так давно появившаяся тенденция к осуществлению обжаривания небольшой порции с помощью небольших обжарочных машин в магазинах, ресторанах и кофейнях, где пользователи могут употреблять кофе, сваренный из свежеобжаренных зерен. Обжарочная машина не только обеспечивает свежесть и другие преимущества, но также распространяет приятный аромат обжаренного кофе внутри магазина или кофейни.

Тем не менее, как упоминалось выше, при этом также происходит выброс вредных компонентов. При частом применении обжарочной машины в закрытой среде, например, в магазине, кафе или ресторане, некоторые выбрасываемые компоненты могут представлять опасность в зависимости от размера помещения, вентиляции в помещении. У людей, работающих в помещении в течение нескольких часов, вдыхание дыма обжарочной машины может вызывать проблемы со здоровьем.

В результате в таких условиях рекомендовано прекратить выброс дыма во избежание причинения вреда здоровью людей, находящихся в кофейне. Существующие решения заключаются в устранении загрязняющих веществ, например, дожигатели с термальным окислением загрязняющих веществ или каталитические дожигатели, или решения для удерживания загрязняющих примесей внутри устройства, например, механические фильтры (металлические сита или бумажные фильтры), активные угольные фильтры или электростатические осадители дыма или их комбинация.

Электростатический осадитель дыма захватывает некоторое количество частиц. Преимуществами электростатического осадителя дыма являются низкая стоимость приобретения и эксплуатации, отсутствие шума или тепла, выделяемого во время его использования. Поскольку электростатический осадитель дыма захватывает загрязняющие вещества, которые остаются прикрепленными к наэлектризованной ячейке электростатического осадителя дыма, устройство необходимо регулярно очищать. Операция очистки состоит в извлечении и промывке ячеек электростатического осадителя дыма устройства фильтрации дыма водой и необязательно моющим средством. Затем ячейки необходимо высушить перед повторной установкой внутрь устройства фильтрации дыма, иначе при эксплуатации капли воды вызовут его поломку. Так как даже очень маленькие капли воды вызывают неисправность ячеек, очень важно, чтобы они были хорошо высушены перед повторной установкой. По этой причине сушка ячеек требует достаточного времени. По существу, необходимый период составляет 12 часов. Оператор может промыть ячейки в конце дня и высушить их к следующему утру.

Этот период сушки не является проблемой, когда аппарат для обжаривания и связанный с ним фильтр используются один раз в день или время от времени, но с учетом недавней тенденции использования небольших аппаратов для обжаривания в магазинах, ресторанах и кафе обжаривание может выполняться в рабочие часы, а необходимость очистки устройств фильтрации дыма может возникнуть во время работы. В этом случае продолжительность очистки становится несовместимой с высокой скоростью использования аппарата для обжаривания и фильтрующего устройства.

Целью изобретения является решение проблемы, заключающейся в обеспечении очистки блока обработки дыма устройства для обжаривания кофейных зерен, содержащего электростатический осадитель дыма в течение короткого периода времени.

Раскрытие изобретения

В первом аспекте изобретения предложен способ сушки по меньшей мере одной влажной съемной ячейки электростатического осадителя дыма блока обработки дыма (3) в системе обжаривания, в котором указанная система содержит:

- аппарат для обжаривания, и

- блок обработки дыма, выполненный с возможностью обработки дыма, полученного аппаратом для обжаривания, причем указанный блок обработки дыма содержит указанный электростатический осадитель дыма,

указанный электростатический осадитель дыма содержит указанную по меньшей мере одну съемную ячейку, и

указанная ячейка содержит ионизационные провода, собирающие электроды и отталкивающие электроды, и

указанная ячейка снабжается электроэнергией,

при этом способ включает по меньшей мере этап пропускания горячего воздуха через указанную влажную съемную ячейку, когда указанная ячейка расположена внутри электростатического осадителя дыма и выключена, и

при этом указанный горячий воздух генерируется аппаратом для обжаривания кофейных зерен, в то время как камера указанного устройства пуста, в частности, без кофейных зерен.

Способ относится к сушке ячейки (ячеек) электростатического осадителя дыма, используемой в системе, содержащей два устройства: во-первых, аппарат для обжаривания, в котором зерна можно нагревать для обжаривания, и, во-вторых, блок обработки дыма, выполненный с возможностью обработки дыма, образующегося внутри первого аппарата для обжаривания во время обжаривания кофейных зерен, причем указанный блок обработки дыма содержит по меньшей мере электростатический осадитель дыма.

Два аппарата могут представлять собой подчасти единой основной системы или, в альтернативном варианте осуществления, два аппарата могут быть выполнены в виде отдельных модулей, взаимодействующих друг с другом в процессе обжаривания.

Электростатический осадитель дыма представляет собой устройство для сбора твердых частиц, которое фильтрует дым, удаляя частицы из потока дыма с помощью электростатического заряда. Электростатический осадитель дыма содержит одну или более ячеек. Каждая ячейка идентична и содержит:

- ионизационные или коронирующие металлические провода в зоне ионизации выше по потоку, и

- собирающие электроды и отталкивающие электроды в области сбора, расположенной ниже по потоку. Как правило, он имеет форму пластин. Электрическое поле создается через электроды и перпендикулярно потоку дыма. Несколько пар собирающих и отталкивающих пластин, разнесенных друг от друга, могут быть объединены и позволяют дыму проходить в промежутках между ними.

Как правило, на ионизационные провода подается электроэнергия для подачи высокого напряжения V на ионизационные провода. Частицы дыма, протекающие через указанную область ионизации, ионизуются, то есть заряжаются положительно или отрицательно.

Затем, когда поток дыма проходит через расположенные ниже по потоку металлические пластины, собирающие электроды становятся коллекторами ионизированных частиц: заряженные частицы притягиваются к пластинам и движутся к ним, образуя слой, который остается на пластинах. Таким образом, выходящий поток дыма очищается от заряженных частиц, скопившихся на собирающих электродах.

Электростатические осадители дыма могут использоваться для улавливания частиц размером от 1,0 до 10 мкм.

Через определенное время электроды или пластины необходимо очистить. Операция очистки заключается в извлечении ячейки с соответствующими проводами и пластинами из электростатического осадителя дыма и промывании их водой, возможно, с моющим средством, или помещении их в посудомоечную машину, а также их осушении перед вставкой их обратно в электростатический осадитель дыма.

Как правило, ячейку не вставляют обратно в устройство сразу после очистки, так как она еще влажная, а мокрые провода и пластины не позволяют работать электростатическому осадителю дыма. Тем не менее, в настоящем способе по меньшей мере, одну ячейку вставляют обратно в электростатический осадитель дыма для осуществления безразборной сушки.

Высушивание по меньшей мере одной ячейки выполняют путем пропускания горячего воздуха через указанную ячейку, в то время как указанная ячейка расположена внутри электростатического осадителя дыма и выключена.

Несмотря на то, что ячейка расположена внутри электростатического осадителя дыма, тот факт, что ячейка выключена, то есть не подключена к электричеству, обеспечивает сушку без риска короткого замыкания.

Горячий воздух генерируется аппаратом для обжаривания кофейных зерен, в то время как камера указанного аппарата для обжаривания пуста, в частности, без кофейных зерен.

Соответственно, аппарат для обжаривания используют для высушивания ячейки путем генерации потока горячего воздуха, не содержащего загрязняющих веществ. Этот горячий воздух испаряет воду, оставшуюся на ячейке, без осаждения частиц.

В одном варианте осуществления способ может включать этап проверки отсутствия зерен внутри камеры для обжаривания перед сушкой. Например, датчик давления или датчик температуры можно использовать для обнаружения наличия зерен во время начала операции нагревания (соответственно разница в расходе воздуха и поглощении тепла зернами).

Этот метод позволяет значительно сократить время, необходимое для очистки, а затем сушки, по крайней мере, одной ячейки: сушка может быть сокращена до менее чем одного часа, даже менее чем до 30 минут. Это в значительной степени сокращает время простоя аппарата для обжаривания.

Способ может быть реализован в ручном режиме оператором, активирующим аппарат для обжаривания без зерен внутри камеры и введения полученного горячего воздуха внутри блока фильтрации дыма в течение определенного времени при выключенном электростатическом осадителе дыма. Продолжительность применения этого способа составляет приблизительно 30 минут и это, как правило, является достаточным периодом для сушки ячейки электростатического осадителя дыма.

Температура горячего воздуха, создаваемого аппаратом для обжаривания кофейных зерен, как правило, превышает 100°C, чтобы обеспечить испарение влажности. Слишком высокие температуры могут снижать время сушки, но также могут увеличивать время охлаждения аппарата для обжаривания до его повторного использования. Оптимальная температура может зависеть от типа аппарата для обжаривания (наличие или отсутствие свойства быстрого остывания) и блока фильтрации дыма (некоторые его узлы могут быть повреждены высокой температурой).

Температура 200°C в аппарате для обжаривания может генерировать поток горячего воздуха при температуре около 60°C внутри электростатического осадителя дыма, который является достаточным для быстрой сушки ячейки (ячеек) электростатического осадителя дыма.

Предпочтительно способ реализован в автоматическом режиме. Этот режим предназначен для оказания помощи оператору и обеспечения как можно более короткой операции сушки, в частности, менее 30 минут.

Предпочтительно, при пропускании горячего воздуха через по меньшей мере одну ячейку электростатического осадителя дыма способ может включать этапы:

S1 - выключения ячейки электростатического осадителя дыма в течение одного предварительно заданного периода, затем

S2 - подачи электрического питания на указанную ячейку в конце указанного первого предварительно заданного периода, и

при коротком замыкании в течение второго предварительно заданного периода снова реализуются этапы S1 и S2,

если в течение второго предварительно заданного периода не было короткого замыкания, выполняется окончание операции пропускания воздуха через ячейку.

Первый предварительно заданный период этапа S1 установлен для обеспечения достаточного времени для сушки на этапе S1. Это время может быть предварительно определено для каждого типа системы и зависит от каждой конкретной конфигурации, например, типа электростатического осадителя дыма (внутренняя конструкция рядов и пластин внутри ячейки), количества ячеек в электростатическом осадителе дыма, длины пути воздуха в блоке обработки дыма, типа аппарата для обжаривания, типа очистки (ручная или посудомоечная машина с частичным циклом сушки). Как правило, для небольшой системы, предназначенной для магазина или ресторана, можно задать время около 5 минут.

На этапе S2 при включении ячейки любое короткое замыкание, обнаруженное в течение второго предварительно заданного периода, является достаточным для подтверждения того, что сушка не завершена и что этап S1 необходимо начать снова. Этот второй предварительно заданный период может быть относительно коротким, например, приблизительно от 5 до 15 секунд.

Если электростатический осадитель дыма содержит несколько ячеек, то на этапе S2 каждая ячейка может последовательно включаться для обнаружения короткого замыкания по меньшей мере в одной ячейке. Если короткое замыкание обнаружено по меньшей мере в одной ячейке, то этап S1 должен быть выполнен снова.

В другом варианте осуществления ячейки могут включаться одновременно.

Здесь под несколькими имеется в виду более одного.

В одном варианте осуществления, если на этапе S2 не обнаружено короткого замыкания, этап проверки S3 реализуется в течение предварительно заданного периода проверки перед завершением операции пропускания воздуха через ячейку, и во время указанного этапа проверки S3 пропускается горячий воздух через ячейку электростатического осадителя дыма при включенной ячейке, и если на шаге S3 обнаружено хотя бы одно короткое замыкание, снова выполняются этапы S1 и/или S2.

Этот этап проверки S3 является дополнительной проверкой эффективной сушки ячейки. Он воспроизводит этап S2 в течение более длительного периода времени. Предварительно заданный период контроля может зависеть от конфигурации системы, обычно в течение периода приблизительно 1 или 2 минуты является достаточным.

Операция сушки может быть завершена, когда для каждой ячейки не обнаружено короткого замыкания.

Этап завершения операции пропускания воздуха через ячейку, как правило, включает этап пропускания охлаждающего воздуха через ячейку. Целью этого этапа является снижение температуры блока обработки дыма в целом и температуры аппарата для обжаривания кофейных зерен, который сгенерировал горячий воздух. На этом последнем этапе две части системы снова становятся функциональными.

В зависимости от типа фильтрующих компонентов, из которых изготовлен блок обработки дыма, может быть необходимо поддерживать температуру этой установки в определенном диапазоне во время ее использования. Например, если блок обработки дыма содержит активный угольный фильтр, то этот фильтр оптимально работает при температуре не более 65°C. Если операция сушки ячейки электростатического осадителя дыма повысила температуру обработки дыма почти до этого предела, то перед любой новой операцией фильтрации необходимо снизить температуру внутри блока обработки дыма и, в частности, на активном угольном фильтре.

Аналогичным образом, чтобы обеспечить обжаривание новой партии зерен внутри аппарата для обжаривания, температура в аппарате для обжаривания должна находиться в диапазоне температур, не слишком превышающем температуру окружающей среды. В зависимости от температуры горячего воздуха, создаваемого во время операции сушки ячейки электростатического осадителя дыма (как правило, достаточно высокой для обеспечения быстрого испарения воды в ячейке), необходимо охлаждение аппарата для обжаривания.

Охлаждение получают путем прекращения нагревания внутри аппарата для обжаривания и подачи воздуха через камеру аппарата для обжаривания и через блок обработки дыма.

В одном варианте осуществления блок обработки дыма может содержать активный угольный фильтр и/или по меньшей мере один металлический сетчатый фильтр.

Когда блок обработки дыма содержит такие фильтры в дополнение к электростатическому осадителю дыма, способ обеспечивает преимущество нагревания указанных дополнительных фильтров во время операции сушки ячейки электростатического осадителя дыма.

Поскольку металлические сетчатые фильтры очищаются так же, как и ячейка электростатического осадителя дыма (промывка водой, слив и сушка), к ним также применим настоящий метод сушки на месте: металлические сетчатые фильтры могут быть помещены обратно в блок обработки дыма сразу после промывки и сушки потоком горячего воздуха, подаваемого внутрь блока обработки дыма одновременно с ячейкой электростатического осадителя дыма.

Что касается активного угольного фильтра, было отмечено, что эффективность этого фильтра снижается, если в нем присутствует влажность. Соответственно, во время сушки ячейки электростатического осадителя дыма активный угольный фильтр может храниться внутри блока обработки дыма, горячий воздух устраняет потенциальную влажность в указанном фильтре и улучшает эффективность фильтрации указанного фильтра во время последующего использования.

Предпочтительно, если блок обработки дыма содержит активный угольный фильтр, горячий воздух проходит через ячейку электростатического осадителя дыма с сохранением температуры активного угольного фильтра не более 65°C.

Как указано выше, такой фильтр может быть поврежден, если температура превысит 65°C.

Предпочтительно продолжительность операции сушки по меньшей мере одной ячейки электростатического осадителя дыма и/или температуру горячего воздуха во время указанной операции устанавливают таким образом, чтобы избежать слишком высокой температуры в камере аппарата для обжаривания.

Как правило, контроль этой температуры предотвращает слишком длительное охлаждение аппарата для обжаривания во время завершения операции. Однако это значение может зависеть от типа используемого аппарата для обжаривания.

Во втором аспекте предложена система аппарата для обжаривания кофейных зерен и блока обработки дыма,

причем указанный блок обработки дыма содержит рабочий орган подачи дыма и по меньшей мере электростатический осадитель дыма, причем указанный электростатический осадитель содержит по меньшей мере одну съемную ячейку связанных рядов и пластин, и

причем указанный аппарат для обжаривания кофейных зерен содержит нагревательное устройство, и

причем указанная система содержит систему управления, выполненную с возможностью контроля:

- нагревательного устройства аппарата для обжаривания,

- рабочего органа подачи дыма блока обработки дыма и

- электрического переключения по меньшей мере одной ячейки электростатического осадителя дыма,

причем система управления выполнена с возможностью реализации вышеописанного способа для сушки по меньшей мере одной съемной ячейки электростатического осадителя дыма.

Как правило, каждое из аппарата для обжаривания и блока фильтрации дыма содержит систему управления, а системы управления могут быть подключены для работы по меньшей мере в режиме сушки.

В одном предпочтительном варианте осуществления системы система управления обработкой дымом может быть соединена с системой управления аппаратом для обжаривания, при этом система управления аппаратом для обжаривания является главной, а система управления устройством для обработки дыма является подчиненной.

В режиме сушки система управления выполнена с возможностью:

- управления нагревательным устройством аппарата для обжаривания для получения горячего воздуха, и

- управления рабочим органом подачи дыма блока фильтрации дыма для прохождения указанного горячего воздуха через по меньшей мере одну ячейку электростатического осадителя дыма, и

- управления электрическим переключением по меньшей мере одной ячейки электростатического осадителя дыма путем переключения его на один первый предварительно заданный период.

Результатом является то, что во время по меньшей мере одного первого предварительно заданного периода сушки система управления выполнена с возможностью приведения потока горячего воздуха из аппарата для обжаривания через ячейку, расположенную внутри электростатического осадителя дыма, в то время как ячейка выключена.

В режиме сушки предпочтительно, чтобы система управления была выполнена с возможностью реализации следующих этапов при движении потока горячего воздуха из аппарата для обжаривания через ячейку:

S1 - выключение по меньшей мере одной ячейки электростатического осадителя дыма в течение первого предварительно заданного периода, затем

S2 - подача электрического питания на указанную ячейку в конце первого предварительно заданного периода, и

при коротком замыкании в течение второго предварительно заданного периода снова реализуются этапы S1 и S2,

если в течение второго предварительно заданного периода не было короткого замыкания, выполняется окончание операции пропускания воздуха через ячейку.

Если электростатический осадитель дыма содержит несколько ячеек, то на этапе S2 система управления выполнена с возможностью последовательного включения каждой ячейки параллельно или последовательно для обнаружения короткого замыкания по меньшей мере в одной ячейке.

В одном варианте осуществления система управления была выполнена с возможностью реализации следующих этапов при движении потока горячего воздуха из аппарата для обжаривания через ячейку:

- если на этапе S2 не обнаружено короткого замыкания, перед окончанием операции пропускания воздуха через ячейку осуществляют промежуточный этап проверки S3, при этом во время указанного промежуточного этапа проверки S3 горячий воздух пропускают через ячейку электростатического осадителя дыма, в то время как указанная ячейка включена, и

- если во время этапа S3 обнаруживается по меньшей мере одно короткое замыкание, снова выполняются этапы S1 и/или S2.

Предпочтительно, чтобы во время этапа завершения работы в режиме сушки система управления была выполнена с возможностью деактивации нагревательного устройства аппарата для обжаривания и приведения в действие рабочего органа подачи дыма блока обработки дыма, чтобы пропускать охлаждающий воздух через по меньшей мере одну ячейку.

Соответственно, во время этапа завершения деактивация нагревательного устройства позволяет уменьшить температуру блока обработки дыма в целом и аппарата для обжаривания кофейных зерен, так что оба могут быть готовы к операциям обжаривания и фильтрации.

Предпочтительно блок обработки дыма может содержать впускное отверстие для воздуха, выполненное с возможностью введения воздуха окружающей среды внутрь блока обработки дыма.

В одном варианте осуществления системы блок обработки дыма содержит активный угольный фильтр, а система управления системы выполнена с возможностью управления нагревательным устройством аппарата для обжаривания и рабочим органом подачи дыма блока обработки дыма для поддержания температуры активного угольного фильтра при температуре не более 65°C.

Предпочтительно, чтобы длительность операции сушки ячейки электростатического осадителя дыма и температуры горячего воздуха во время указанной операции была установлена таким образом, чтобы избежать слишком высокой температуры в аппарате для обжаривания.

Этот температурный диапазон позволяет избежать перегрева аппарата для обжаривания и обеспечивает быстрое охлаждение аппарата для обжаривания, например, менее чем за 3 минуты.

В третьем аспекте предложена компьютерная программа, содержащая инструкции, которые при выполнении компьютером, процессором или блоком управления приводят к тому, что компьютер, процессор или блок управления выполняет способ сушки, как описано выше.

В третьем аспекте предложен машиночитаемый носитель данных, содержащий инструкции, которые при выполнении компьютером, процессором или блоком управления приводят к тому, что компьютер, процессор или блок управления (30) выполняет способ сушки, например, как описано выше.

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.

Краткое описание чертежей

Различные варианты осуществления настоящего изобретения будут далее рассмотрены на примере со ссылкой на следующие ниже графические материалы, в которых:

на фиг. 1 представлен вид системы аппарата для обжаривания и блока обработки дыма, иллюстрирующий путь дыма или горячего воздуха через систему,

на фиг. 2 представлен вид, иллюстрирующий извлечение двух ячеек электрического осадителя дыма из блока обработки дыма,

на фиг. 3 представлен подробный вид устройства для сбора и воздухозаборника системы, изображенной на фиг. 1,

на фиг. 4 представлена блок-схема контроллера системы в соответствии с изобретением.

Осуществление изобретения

Система для обжаривания и фильтрации

На фиг. 1 и 2 показано иллюстративное изображение системы устройства для обжаривания 1 и блока обработки дыма 2. Функционально устройство для обжаривания выполнено с возможностью обжаривания кофейных зерен, а блок обработки дыма выполнен с возможностью обработки дыма, образуемого в процессе обжаривания зерен устройством для обжаривания.

Устройство для обжаривания

Устройство для обжаривания 1 выполнено с возможностью приема и обжаривания кофейных зерен в обжарочной камере 12.

Предпочтительно устройство для обжаривания 1 содержит обжарочную камеру 12, в которую подают поток горячего воздуха для перемешивания и нагревания зерен. Поток горячего воздуха, как правило, генерируется нагревательным устройством 13, как правило, содержащим рабочий орган подачи воздуха и нагреватель. Эти устройства расположены под обжарочной камерой и подают поток горячего воздуха через нижнюю часть камеры. На проиллюстрированном чертеже нижняя часть камеры выполнена с возможностью пропускания через неё воздуха, в частности, она может представлять собой перфорированную пластину, на которой могут лежать зерна и через которую воздух может проходить снизу вверх.

Рабочий орган подачи воздуха выполнен с возможностью формирования потока воздуха в направлении нижней части сосуда. Сформированный поток выполнен с возможностью нагрева зерен, а также перемешивания и подъема зерен. В результате зерна равномерно нагреваются. В частности, рабочий орган подачи воздуха может представлять собой вентилятор, приводимый в действие с помощью двигателя. Внутри основания корпуса могут быть предусмотрены каналы впуска воздуха внутрь корпуса, причем рабочий орган подачи воздуха выдувает этот воздух в направлении камеры 12.

Нагреватель выполнен с возможностью нагревания потока воздуха, сформированного рабочим органом подачи воздуха. Предпочтительно нагреватель представляет собой элемент электрического сопротивления, расположенный между вентилятором и перфорированной пластиной, в результате чего поток воздуха нагревается до поступления в камеру 12 для нагрева и поднятия зерен.

Нагреватель и/или вентилятор выполнены с возможностью применения профиля обжаривания зерен, определяемого в виде кривой изменения температуры в зависимости от времени.

При обжаривании зерен образуется дым, который перемещается к верхнему отверстию 121 обжарочной камеры из-за потока воздуха, образуемого рабочим органом подачи воздуха, как показано стрелкой S1 на фиг. 1.

Обычно половоуловитель сообщается по потоку с верхним отверстием 121 камеры для приема половы, которая постепенно отделяется от зерен и из-за низкой плотности сдувается в половоуловитель.

Остальная часть дыма выводится через канал выпуска дыма 11 в верхней части устройства для обжаривания.

Блок обработки дыма

Блок обработки дыма 2 выполнен с возможностью приема и обработки дыма A1, выделяемого в канал выпуска дыма 11 устройства для обжаривания.

Во-первых, блок обработки дыма 2 содержит устройство для сбора дыма 21, выполненное с возможностью сбора дыма или горячего воздуха, продуцируемого аппаратом для обжаривания. Это устройство для сбора дыма 21, в частности, показано на изображении с пространственным разделением компонентов на фиг. 3: устройство для сбора формирует внутреннее свободное пространство, направляющее дым или воздух (пунктирные линии A1, A2, A3) из канала выпуска 11 аппарата для обжаривания в направлении подблока фильтрации дыма 22. Следует понимать, что на фиг. 2 нижняя часть устройства для сбора дыма содержит отверстие 211, выполненное с возможностью свободного взаимодействия с каналом выпуска дыма 11 устройства для обжаривания, причем размер отверстия 211 больше поперечного сечения конца канала выпуска дыма устройства для обжаривания. Как правило, нижнюю часть устройства для сбора дыма просто помещают над верхней частью блока для обжаривания без каких-либо фиксирующих средств. Это особенно целесообразно, когда блок для обжаривания 1 и блок обработки дыма 2 представляют собой два отдельных модуля. Блок обработки дыма 2 может быть легко соединен с любым устройством для обжаривания или отсоединен от него.

Устройство для сбора содержит канал выпуска дыма 212, взаимодействующий с направляющим каналом 27, направляющим дым ко второй части блока обработки дыма, которая представляет собой подблок фильтрации дыма 22. В проиллюстрированном варианте осуществления направляющий канал 27 выполнен с возможностью отведения дыма или воздуха в направлении вниз для прохождения через другое фильтрующее устройство снизу вверх. Однако в других непроиллюстрированных вариантах осуществления направляющий канал может быть выполнен с возможностью направления дыма для прохождения через различные фильтрующие устройства сверху вниз.

В проиллюстрированном варианте осуществления подблок фильтрации дыма 22 расположен рядом с устройством для обжаривания.

Во-вторых, подблок 22 фильтрации дыма содержит электростатический осадитель дыма 222, выполненный с возможностью фильтрации мелких твердых частиц (ТЧ 2.5). Как показано на фиг. 2, электростатический осадитель дыма содержит две ячейки 222a, 222b, которые могут быть извлечены из блока фильтрации дыма для очистки. После промывки водой и ополаскивания их можно снова поместить в установку обработки дыма и применить метод сушки.

В этом конкретном проиллюстрированном варианте осуществления блок фильтрации дыма 22 также содержит:

- активный угольный фильтр 221, выполненный с возможностью удаления ЛОС из дыма,

- другие фильтры для твердых частиц, такие как устройство 223, выполненное с возможностью фильтрации крупных твердых частиц ТЧ10 (например, фильтр HEPA, металлический фильтр, бумажный фильтр).

Предпочтительно устройства для удаления твердых частиц расположены выше по потоку от активного угольного фильтра. Благодаря расположению устройства выше по потоку гарантируется, что твердые частицы не загрязняют активный угольный фильтр.

Электростатический осадитель дыма расположен под активным угольным фильтром, чтобы избежать падения частиц с электростатического осадителя дыма на активный угольный фильтр при выключении электростатического осадителя дыма.

В-третьих, подблок фильтрации дыма 22 содержит рабочий орган подачи дыма 23, как правило, вентилятор, для безопасного вытягивания загрязненного дыма или горячего воздуха из впускного канала впуска 211 устройства для сбора через подблок фильтрации дыма 22, где он проходит, в канал выпуска 25 подблока фильтрации дыма 22, откуда дым выводится в окружающую среду.

Система управления системой

Далее в настоящем документе будет рассмотрена система управления 3 со ссылкой на фиг. 1, 3 и 4: система управления 3 предназначена для управления компонентами аппарата для обжаривания 1 и устройства обработки дыма для сушки пар ячеек 222а, 222b. Система 3 управления обычно содержит пользовательский интерфейс 32, блок 30 обработки, датчик 26 температуры, источник 33 питания, запоминающее устройство 31.

Система управления блоком 2 обработки дыма может быть независимой (при использовании в режиме ручной обработки) от системы управления аппарата для обжаривания или предпочтительно, система управления блока 2 обработки дыма может быть соединена с системой управления аппарата для обжаривания, причем система управления аппарата для обжаривания является главной, а система управления блока обработки дыма является подчиненной.

Интерфейс 32 пользователя содержит аппаратную часть для того, чтобы пользователь мог взаимодействовать с процессором 30, и поэтому функционально соединен с ним. Более конкретно, интерфейс пользователя получает команды от пользователя; сигнал интерфейса пользователя передает указанные команды на процессор 30 в качестве входных данных. Команды могут, например, быть инструкцией для выполнения процесса сушки. Аппаратное обеспечение пользовательского интерфейса 32 может содержать любое(-ые) подходящее(-ие) устройство(-а), например, аппаратное обеспечение содержит одно или более из следующего: кнопку, такую как кнопка джойстика или нажимная кнопка, джойстик, светодиоды, графические или символьные ЖК-дисплеи, графический экран с сенсорным датчиком и/или кнопки по краю экрана.

Когда система управления блока обработки дыма является подчиненной системе управления аппарата для обжаривания, пользовательский интерфейс аппарата для обжаривания может быть использован в качестве общего интерфейса обоих устройств, с помощью которого передаются входные и выходные данные для блока обработки дыма. Например, на пользовательском интерфейсе аппарата для обжаривания может появиться ход выполнения процесса сушки блока обработки дыма.

Датчик 26 функционально соединен с процессором 30 для обеспечения входных данных для отслеживания указанного процесса сушки. В частности, датчик 26 обеспечивает контроллер входными данными о температуре перед активным угольным фильтром 221. Другие необязательные датчики могут быть реализованы, например, датчики ЛОС или детектирования ТЧ для обнаружения неисправности в режиме сушки, например, наличие кофейных зерен внутри камеры аппарата для обжаривания.

Процессор 30, как правило, содержит память, компоненты ввода-вывода системы, выполненные в виде интегральной схемы, обычно в виде микропроцессора или микроконтроллера. Процессор 30 может содержать другие подходящие интегральные схемы, такие как ASIC, программируемое логическое устройство, такое как FPGA, аналоговую интегральную схему, такую как контроллер. Процессор 30 может также содержать одну или более из вышеуказанных интегральных схем, т.е. множества процессоров.

Источник 33 питания выполнен с возможностью подачи электрической энергии по меньшей мере на процессор 30, любое фильтрующее устройство, требующее электропитания, например, электростатический осадитель дыма и его пары ячеек 222a, 222b, рабочий орган подачи дыма 23 и нагревательное устройство аппарата для обжаривания.

Блок памяти 31, как правило, выполнен с возможностью хранения кода программы и, по усмотрению, данных. В частности, программный код кодирует процесс сушки. Блок памяти, как правило, содержит: энергонезависимую память, т.е. EPROM, EEPROM или Flash для хранения программного кода и рабочих параметров, и энергозависимую память (RAM) для хранения данных. Блок памяти 31 может содержать отдельную и/или интегрированную (например, на кристалле процессора) память. Для программируемых логических устройств инструкции могут храниться в виде программируемой логики.

В частности, инструкции, хранящиеся в блоке 19 памяти, могут быть идеализированы как включающие программу процесса сушки ячеек электростатического осадителя дыма.

Система 3 управления выполнена с возможностью применения этой программы для сушки путем управления нагревательным устройством 13 аппарата для обжаривания, рабочим органом подачи дыма 23 блока обработки дыма и переключателями 29a, 29b ячеек электростатического осадителя дыма на основе детектора 28 короткого замыкания и необязательно датчика 26 температуры.

Программа может осуществляться управление вышеуказанными компонентами с применением выборочной информации, закодированной в коде, и/или другой информации, которая может храниться в виде данных в блоке памяти 19 и/или вводиться через пользовательский интерфейс 20 и/или сигнал детектора 28 коротких замыканий и, опционально, датчик температуры 26.

В частности, система 3 управления выполнена с возможностью генерирования горячего воздуха в аппарате для обжаривания и приведения в движение этого горячего воздуха через пару ячеек электростатического осадителя дыма, при этом эти ячейки выключены до тех пор, пока ячейки не будут высушены, чтобы избежать коротких замыканий из-за влажности.

Блок 30 обработки выполнен с возможностью:

- приема входного сигнала от пользовательского интерфейса 32, который высушивает ячейки 222a, 222b электростатического осадителя дыма, расположенные внутри электростатического осадителя дыма,

- обработки входных данных в соответствии с кодом (или программируемой логикой) программы обработки дыма, который хранится в блоке памяти 31,

- обеспечение выхода, который включает управление нагревательным устройством 13 аппарата для обжаривания, для рабочего органа подачи дыма 23 и переключателей 29a, 29b ячеек электростатического осадителя дыма.

В частности, выходной сигнал состоит из:

- первого этапа S1, на котором приводится в действие нагревательное устройство 13 аппарата для обжаривания для генерации горячего воздуха, и приводится в действие рабочий орган подачи дыма 23 для прохождения этого потока горячего воздуха через ячейки 222a, 222b, при этом ячейка электростатического осадителя дыма выключена, в течение первого предварительно заданного периода времени,

- второго этапа S2, в конце предварительно заданного периода, на котором выполняется электрическое переключение на ячейку 222a и обнаружение любого короткого замыкания, а затем электрическое переключение на ячейку 222b и обнаружение любого короткого замыкания, затем

- при обнаружении короткого замыкания выполняется повторная реализация этапов S1 и S2, а при отсутствии короткого замыкания операция пропускания воздуха через ячейки завершается.

В предпочтительном варианте осуществления процесс сушки включает контроль температуры внутри блока обработки дыма, в частности, если этот блок содержит активный угольный фильтр 221, такой как показан на фиг. 1. В этом предпочтительном варианте осуществления в дополнение к вышеупомянутым этапам блок 30 обработки может быть выполнен с возможностью:

- приема входных данных от датчика температуры 26,

- обработки входных данных в соответствии с кодом (или программируемой логикой) программы обработки дыма, который хранится в блоке памяти 31,

- обеспечения подачи выходного сигнала, который включает данные для управления рабочим органом подачи дыма 23. Более предпочтительным является выполнение процесса с помощью системы управления с обратной связью с использованием входного сигнала от датчика температуры 26 в качестве обратной связи. На этом этапе блок обработки может управлять нагревательным устройством аппарата для обжаривания, например, уменьшая мощность нагревателя.

Если температура становится слишком высокой, увеличивается скорость вентилятора рабочего органа подачи дыма 23 для введения более значительного объема окружающего воздуха А на впуске воздуха 24 и смешивания большего количества окружающего воздуха с горячим воздухом А1 с эффектом уменьшения температуры потока горячего воздуха А2.

В альтернативном варианте осуществления, если температура становится слишком низкой, скорость вентилятора рабочего органа подачи дыма 23 уменьшается для ввода менее значительного объема окружающего воздуха A на впускном отверстии 24 для воздуха и смешивания меньшего количество воздуха с горячим воздухом A1, что приводит к увеличению температуры горячего воздуха A2 через подблок 22 фильтрации дыма.

В системе, показанной на фиг., способ сушки был реализован с помощью:

- аппарата для обжаривания, обеспечивающего горячий воздух при 200°C,

- рабочего органа подачи дыма 23, приводящего в действие горячий воздух для получения температуры около 60°C после электростатического осадителя дыма 222,

- этапа S1, который происходит до первого предварительно заданного периода в 5 минут,

- этапа S2, который происходит в течение предварительно заданного периода в 5 секунд,

- этапа проверки S3, который происходит в течение предварительно заданного периода контроля в 2 минуты.

В зависимости от уровня влажности ячеек сушка выполнялась в течение 10–30 минут.

Преимущество способа настоящего изобретения заключается в возможности очень быстрой очистки блока обработки дыма аппарата для обжаривания, сокращения времени простоя блока обработки дыма от нескольких часов до менее половины часа.

Кроме того, способ позволяет одновременно сушить другие фильтрующие части блока обработки дыма.

Хотя изобретение описано со ссылкой на проиллюстрированные выше варианты осуществления, следует понимать, что заявленное изобретение не ограничено каким-либо образом этими проиллюстрированными вариантами осуществления.

Возможны изменения и модификации, не выходящие за рамки объема изобретения, определенные формулой изобретения. Более того, если существуют эквиваленты конкретных признаков, такие эквиваленты включены так, как если бы они были конкретно упомянуты в настоящем описании.

В настоящем описании слова «содержит», «содержащий» и аналогичные слова не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Иными словами, предполагается, что они означают «включая, без ограничений».

Перечень обозначений на графических материалах:

устройство для обжаривания 1 канал выпуска дыма 11 обжарочная камера 12 верхний канал выпуска 121 нагревательное устройство 13 датчик температуры 14 блок обработки дыма 2 устройство для сбора дыма 21 канал впуска дыма 211 канал выпуска дыма 212 подблок фильтрации дыма 22 активный угольный фильтр 221 электростатический осадитель дыма 222 ячейки 222a, 222b фильтр ТЧ 223 рабочий орган подачи дыма 23 отверстие для подачи воздуха 24 канал выпуска 25 датчик температуры 26 направляющий канал 27 детектор короткого замыкания 28 переключатель ячейки 29a, 29b контроллер 3 блок обработки 30 блок памяти 31 пользовательский интерфейс 32 источник питания 33 система 100

Группа изобретений относится к кофейной промышленности. Описан способ сушки влажной съемной ячейки (222a, 222b) электростатического осадителя дыма блока (3) обработки дыма системы (100) обжаривания, причем указанный блок обработки дыма содержит электростатический осадитель дыма (222), который содержит указанную по меньшей мере одну съемную ячейку, и указанная ячейка содержит ионизационные провода, собирающие электроды и отталкивающие электроды, и на указанные провода и электроды подается электроэнергия, при этом способ включает в себя по меньшей мере этап пропускания горячего воздуха (A3) через указанную влажную съемную ячейку, когда указанная ячейка расположена внутри электростатического осадителя дыма (222) и выключена, при этом указанный горячий воздух генерируется аппаратом для обжаривания кофейных зерен, в то время как камера для обжаривания (12) указанного устройства пуста, в частности, без кофейных зерен, и этап контролирования температуры горячего воздуха. Также описана система для обжаривания, включающая аппарат (1) для обжаривания кофейных зерен, блок (2) обработки дыма и систему (3) управления, в которой указанный блок обработки дыма содержит рабочий орган подачи дыма (23) и по меньшей мере электростатический осадитель дыма (222). Также раскрыт машиночитаемый носитель данных для выполнения указанного способа сушки. Группа изобретений позволяет обеспечить очистку блока обработки дыма устройства для обжаривания кофейных зерен, содержащего электростатический осадитель дыма, в течение короткого периода времени. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ сушки по меньшей мере одной влажной съемной ячейки (222a, 222b) электростатического осадителя дыма блока (3) обработки дыма системы (100) обжаривания, содержащей:

- аппарат для обжаривания (1), и

- блок обработки дыма (2), выполненный с возможностью обработки дыма, полученного аппаратом для обжаривания, причем указанный блок обработки дыма содержит указанный электростатический осадитель дыма (222),

указанный электростатический осадитель дыма содержит указанную по меньшей мере одну съемную ячейку, и

указанная ячейка содержит ионизационные провода, собирающие электроды и отталкивающие электроды, и

на указанные провода и электроды подается электроэнергия,

при этом способ включает в себя:

по меньшей мере этап пропускания горячего воздуха (A3) через указанную влажную съемную ячейку, когда указанная ячейка расположена внутри электростатического осадителя дыма (222) и выключена,

при этом указанный горячий воздух генерируется аппаратом для обжаривания кофейных зерен, в то время как камера для обжаривания (12) указанного устройства пуста, в частности, без кофейных зерен, и

этап контролирования температуры горячего воздуха.

2. Способ по предшествующему пункту, в котором при пропускании горячего воздуха через по меньшей мере одну ячейку электростатического осадителя дыма указанный способ включает этапы:

S1 - выключения по меньшей мере одной ячейки (222a, 222b) электростатического осадителя дыма в течение одного первого предварительно заданного периода, затем

S2 - подачи электрического питания на указанную ячейку в конце указанного первого предварительно заданного периода, и

при коротком замыкании в течение второго предварительно заданного периода снова реализуются этапы S1 и S2,

если в течение второго предварительно заданного периода не было короткого замыкания, выполняется окончание операции пропускания воздуха через ячейку.

3. Способ по предшествующему пункту, в котором электростатический осадитель дыма (222) содержит несколько ячеек (222a, 222b), при этом на этапе S2 каждая ячейка последовательно переключается для обнаружения короткого замыкания по меньшей мере на одной ячейке.

4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что

- если на этапе S2 не обнаружено короткого замыкания, перед окончанием операции пропускания воздуха через по меньшей мере одну ячейку осуществляют промежуточный этап проверки S3, при этом во время указанного промежуточного этапа проверки S3 горячий воздух пропускают через ячейку электростатического осадителя дыма, в то время как указанная ячейка включена, и

- если во время этапа S3 обнаруживается одно короткое замыкание, снова выполняются этапы S1 и S2.

5. Способ по пп. 2 и 3, в котором этап завершения операции пропускания горячего воздуха через ячейку включает этап пропускания охлаждающего воздуха через ячейку.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором блок обработки дыма содержит активный угольный фильтр (221) и/или по меньшей мере один металлический сетчатый фильтр (223).

7. Способ по предшествующему пункту, в котором:

- блок обработки дыма содержит активный угольный фильтр, и

- горячий воздух пропускается через ячейку при сохранении температуры активного угольного фильтра при температуре не более 65°C.

8. Система (100) обжаривания, содержащая аппарат (1) для обжаривания кофейных зерен, блок (2) обработки дыма и систему (3) управления,

в которой указанный блок обработки дыма содержит рабочий орган подачи дыма (23) и по меньшей мере электростатический осадитель дыма (222), указанный электростатический осадитель дыма содержит по меньшей мере одну съемную ячейку связанных проводов и пластин (222a, 222b), и

при этом указанный аппарат для обжаривания кофейных зерен содержит нагревательное устройство (13), и

при этом указанная система управления (3) выполнена с возможностью контроля:

- нагревательного устройства аппарата для обжаривания,

- рабочего органа подачи дыма блока обработки дыма и

- электрического переключения по меньшей мере одной ячейки электростатического осадителя дыма,

при этом система управления выполнена с возможностью реализации способа по любому из пп. 1-7.

9. Система аппарата для обжаривания кофейных зерен и блока обработки дыма по предшествующему пункту, при этом во время этапа завершения работы в режиме сушки система управления выполнена с возможностью деактивации нагревательного устройства (13) аппарата для обжаривания и приведения в действие рабочего органа подачи дыма (23) блока обработки дыма, чтобы пропускать охлаждающий воздух через по меньшей мере одну ячейку.

10. Система аппарата для обжаривания кофейных зерен и блока обработки дыма по п. 9, отличающаяся тем, что блок обработки дыма содержит впускное отверстие (24) для воздуха, выполненное с возможностью подачи окружающего воздуха внутрь подблока (22) фильтрации дыма.

11. Система аппарата для обжаривания кофейных зерен и блока обработки дыма по любому из пп. 8-10, в которой блок обработки дыма содержит активный угольный фильтр (221), и

система управления системой выполнена с возможностью управления нагревательным устройством (13) аппарата для обжаривания и рабочим органом подачи дыма (23) блока обработки дыма для поддержания температуры активного угольного фильтра при температуре не более 65°C.

12. Машиночитаемый носитель данных, содержащий инструкции, которые при выполнении компьютером, процессором или блоком управления приводят к тому, что компьютер, процессор или блок (30) управления выполняет способ по любому из пп. 1-7.