АППАРАТ И СПОСОБ ОБЖАРИВАНИЯ КОФЕЙНЫХ ЗЕРЕН Российский патент 2024 года по МПК A23N12/08 A23N12/12 A23F5/04 

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. Этот дым содержит как безопасные и желательные компоненты, в частности обычный аромат обжаренного кофе, так и нежелательные менее безопасные компоненты, такие как пиридин, фуран-2-илметанол, фурфурол кофеин, формальдегид, ацетальдегид, CO, CO₂, NO₂ и твердые частицы (PM2.5, PM10).

При осуществлении обжаривания на производственных площадках с получением значительных количеств обжаренных зерен, как правило, предусмотрены все условия для улавливания небезопасных компонентов, а улавливание аромата не представляет интереса.

В случае с небольшим аппаратом для обжаривания для домашнего применения важно чувствовать аромат, чтобы контролировать завершение обжаривания. В US 6,942,887 предложена обжарочная машина, в которой дым проходит через фильтрующую среду, которая блокирует выброс твердых частиц, за исключением ароматов, в помощь оператору; эта фильтрующая среда содержит фильтрующую среду белого цвета, например HEPA-фильтр, и фильтр, поглощающий запахи, например угольный фильтр, который блокирует не все запахи.

В US 6,025,226 предложена домашняя обжарочная машина с аналогичным фильтром для частиц и масляным фильтром для дыма, образуемого в процессе обжаривания; фильтр также предпочтительно представляет собой HEPA-фильтр, пропускающий аромат подобно нетканому полиэфирному материалу. Для обеспечения высокого потока газа на стадии сбора шелухи предусмотрен байпас фильтра; на этой стадии дым совсем не обрабатывают, и все загрязняющие вещества выбрасываются в атмосферу.

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. В существующих решениях применяют фильтры для улавливания компонентов, или каталитические нейтрализаторы для разрушения компонентов или для вывода дыма через воздуховод, и устройство вытеснения дыма за пределы помещения.

Тем не менее недостатком этих решений является то, что одновременно улавливаются и разрушаются ароматы обжаренных кофейных зерен, при этом уменьшается эффект от применения небольших обжарочных машин в кофейнях.

Целью настоящего изобретения является обеспечение способа обжаривания кофейных зерен в помещении, позволяющего уменьшить выброс вредных газообразных компонентов, одновременно обеспечивая выделение безопасных и приятных газообразных ароматических веществ.

Раскрытие изобретения

В первом аспекте изобретения предложен способ обжаривания кофейных зерен в аппарате для обжаривания, которое установлено в помещении и содержит:

- устройство для обжаривания, и

- блок обработки дыма, содержащий устройство обработки загрязняющих веществ, выполненный с возможностью обработки дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, и предотвращения выделения в помещение загрязняющих воздух веществ, включая ароматы кофе,

причем указанный способ обжаривания включает в себя стадию введения кофейных зерен в устройство для обжаривания и стадию нагревания указанных кофейных зерен в течение некоторого времени, и

при этом часть общего количества дыма, образуемого во время стадии нагревания, выделяется в помещение без обработки в указанном устройстве обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

Способ обжаривания реализуют в аппарате для обжаривания, содержащем устройство для обжаривания и блок обработки дыма, выполненный с возможностью обработки дыма, образуемого в устройстве для обжаривания.

Как правило, устройство для обжаривания и блок обработки дыма являются частью одного аппарата для обжаривания. В альтернативном варианте осуществления аппарат для обжаривания может представлять собой комбинацию из двух подмодулей: устройства для обжаривания, с одной стороны, и блока обработки дыма, с другой стороны.

Допускается применение устройства для обжаривания любого типа. В устройстве для обжаривания кофейные зерна нагревают и предпочтительно смешивают для гомогенного распределения тепла между зернами.

Источником нагрева может быть горелка (подразумевающая сжигание), в которую подают природный газ, сжиженный нефтяной газ (СНГ) или даже древесина. В альтернативном варианте осуществления источник тепла может представлять собой электрический резистор, керамический нагреватель, источник галогена, источник инфракрасных волн или микроволн.

Предпочтительно источник нагрева имеет электропитание, чтобы загрязняющими воздух веществами, образуемыми во время обжаривания, являлись только загрязняющие вещества, образуемые при нагревании самих кофейных зерен, а не при сжигании газов, как это происходит, когда источником нагрева является газовая горелка с применением природного газа, пропана, сжиженного нефтяного газа (СНГ) или даже древесины.

Смешивание зерен можно осуществлять с помощью жидкостного слоя горячего воздуха или механически с помощью перемешивающих лопастей или вращающегося барабана.

Предпочтительно устройство для обжаривания представляет собой камеру с псевдоожиженным слоем горячего воздуха. Внутри такой камеры нагретый воздух пропускают через сито или перфорированную пластину, расположенную под кофейными зернами, с усилием, достаточным для подъема зерен. Тепло передается зернам по мере их перемешивания и циркуляции в этом псевдоожиженном слое.

В альтернативном варианте осуществления устройство для обжаривания может представлять собой камеру барабана, в которой происходит перемешивание кофейных зерен в нагретой среде. Камера барабана может состоять из барабана, вращающегося вокруг горизонтальной оси, или камера барабана может содержать перемешивающие лопасти для перемешивания кофейных зерен в нагретой среде.

Под устройством обработки загрязняющих веществ, выполненным с возможностью обработки дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, и предотвращения выделения загрязняющих воздух веществ в помещение, следует понимать активное устройство обработки, разрушающее загрязнители внутри аппарата (такое как каталитический нейтрализатор), или пассивное устройство обработки, удерживающее загрязняющие вещества внутри аппарата (такое как фильтр), или отводящее загрязняющие вещества из помещения (такое как трубка, с выходом наружу за пределы помещения), или улавливающее и преобразующее загрязняющие вещества (такое как электростатический осадитель).

Активное устройство, разрушающее загрязняющие вещества, может представлять собой дожигатель, обеспечивающий термическое окисление загрязняющих веществ, таких как CO и CO₂, при очень высоких температурах, как правило, выше 700 °C, и превращение их в золу. Дожигатель разрушает ароматы кофе.

В альтернативном варианте осуществления и предпочтительно активное устройство может представлять собой каталитический нейтрализатор, который содержит керамическую подложку, покрытую каталитическим пропитывающим агентом, содержащим благородные металлы, такие как наночастицы оксида меди, наночастицы оксида железа и, как правило, один или более металлов платиновой группы (платина, палладий, родий). Каталитический дожигатель работает при более низкой температуре, чем дожигатель: как правило, при температуре в диапазоне от 300 °C до 500 °C. Удобно, хотя и необязательно, предварительно нагревать дым перед его подачей в каталитический нейтрализатор, как правило, с помощью теплообменника, питаемого дымом, выходящим из каталитического нейтрализатора. Каталитический нейтрализатор разрушает ароматы кофе.

Пассивное устройство обычно представляет собой фильтрующее устройство, способное удерживать ЛОС и твердые частицы (PM). Фильтрующее устройство может предусматривать разные типы фильтров, такие как фильтры, выполненные с возможностью улавливания ЛОС (летучих органических соединений) и углеводородов (например, угольный фильтр / древесноугольный фильтр), и фильтры, выполненные с возможностью улавливания твердых частиц (например, высокоэффективные воздушные фильтры (HEPA-фильтры), и фильтры, выполненные с возможностью улавливания шелухи мелкой фракции (например, фильтр грубой очистки из сверхтонкой стальной ваты).

Блок обработки дыма может содержать одно или комбинацию устройств обработки загрязняющих веществ, таких как устройства, описанные выше.

В соответствии с настоящим изобретением блок обработки дыма содержит по меньшей мере одно устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения в помещение загрязняющих воздух веществ, включая ароматы кофе, может представлять собой дожигатель, или каталитический нейтрализатор, или устройство, которое отводит загрязняющие вещества из помещения, или фильтр, выполненный с возможностью улавливания ароматов кофе.

Дополнительно к по меньшей мере одному устройству обработки загрязняющих веществ, выполненному с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, блок обработки дыма может содержать по меньшей мере одно отличное устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения в помещение загрязняющих веществ, отличных от ароматов кофе. В частности, блок очистки дыма может содержать дополнительный фильтр, по существу, выполненный с возможностью улавливания твердых частиц.

Способ обжаривания реализуют с помощью аппарата для обжаривания, установленного в помещении, и, соответственно, с помощью блока очистки дыма, установленного в помещении, поскольку блок очистки дыма является частью аппарата для обжаривания. Например, под помещением может пониматься кофейня или магазин.

Способ обжаривания предусматривает стадию нагревания кофейных зерен, вводимых в устройство для обжаривания. Температура может составлять от 180 до 250 °C. После завершения стадии нагревания обычно следует стадия охлаждения зерен. Охлаждение обычно осуществляют путем прекращения нагревания с последующим добавлением воздуха или даже воды в камеру устройства для обжаривания, или выдачей обжаренных зерен из устройства для обжаривания. Достижение температуры 40 °C является достаточным условием для прекращения обжаривания.

Продолжительность стадии нагревания зависит от сорта кофейных зерен и желаемой итоговой степени обжарки зерен.

Во время нагревания зерен образуется дым, который обычно подлежит обработке. Тем не менее в настоящем способе часть общего количества дыма, образуемого во время стадии нагревания, выделяется в помещение без обработки в устройстве обработки загрязняющих веществ. В результате первая часть общего количества дыма, образуемого во время стадии нагревания, выделяется внутрь помещения без обработки, то есть часть ароматов, выделившихся во время стадии обжаривания, выделяется непосредственно в помещение. Часть ароматов не проходит фильтрацию и не разрушается, и их приятный запах может ощущаться в помещении.

Вторая составляющая часть общего количества дыма проходит обработку в устройстве обработки загрязняющих веществ. Следовательно, это предотвращает риск выделения существенного количества загрязняющих воздух веществ в помещение.

Часть общего количества дыма, образуемого во время стадии нагревания и выделяемого в помещение без обработки в устройстве обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, предпочтительно регулируется в соответствии с желаемым запахом аромата в помещении и нормами в области здравоохранения в отношении наличия конкретных соединений в общественных помещениях.

Способ позволяет оператору контролировать уровень аромата, выделяемого в помещение, путем задания отношения необработанного дыма к общему количеству дыма.

Часть общего количества дыма, образуемого во время стадии нагревания и выделяемого в помещение без обработки в устройстве обработки загрязняющих веществ, может быть отрегулирована в зависимости от размера помещения, вентиляции помещения, времени суток, частоты обжарки, количества обжаренных зерен, желаемой степени обжарки и/или в зависимости от местных норм в области здравоохранения в отношении наличия конкретных соединений в общественных помещениях.

В соответствии с одним первым режимом в течение части времени стадии нагревания по меньшей мере часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, выделяется в помещение без обработки в устройстве обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

Часть времени, в течение которого общее количество дыма или часть дыма выделяется без обработки, можно разделить на отдельные периоды времени, распределяемые с периодичностью или без нее на протяжении всего времени стадии нагревания.

В альтернативном варианте осуществления часть времени, в течение которого происходит выделение общего количества дыма или части дыма без обработки, может представлять собой одну часть времени стадии нагревания, предпочтительно в начале стадии нагревания кофейных зерен.

В этом первом режиме предпочтительно во время промежуточного этапа стадии нагревания образуется существенный уровень ароматов кофе, и во время указанного промежуточного этапа по меньшей мере часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, выделяется в помещение без обработки в устройстве обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

В этом первом режиме предпочтительно стадия нагревания кофейных зерен в течение некоторого времени состоит из одного первого периода времени и одного второго периода времени, и

- в течение по меньшей мере части первого периода времени по меньшей мере часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, выделяется в помещение без обработки в устройстве обработки загрязняющих веществ,

и

- в течение второго периода времени по меньшей мере часть дыма подвергается обработке в устройстве обработки загрязняющих веществ.

Обычно второй период времени наступает после первого крекинга кофейных зерен.

В зависимости от длительности времени обжаривания и заданной для зерен степени обжарки (слабой или сильной) второй период времени стадии нагревания может начинаться в следующем промежутке времени:

- после завершения стадии первого крекинга кофейных зерен (если, например, время обжаривания задано таким образом, чтобы обеспечить зерна слабого способа обжаривания и не достичь второго крекинга), и

- сразу же после второго крекинга кофейных зерен (если, например, время обжаривания задано таким образом, чтобы обеспечить зерна сильного способа обжаривания и достичь второго крекинга).

В способе обжаривания стадия нагревания делится на два периода и состоит из первого периода и второго периода. Обычно конец первого периода, также соответствующий началу второго периода, задают после стадии первого крекинга зерен и до конца стадии второго крекинга зерен или даже в конце стадии второго крекинга.

В зависимости от сорта кофейных зерен, вводимых в устройство для обжаривания, в течение первого периода времени дым, образуемый в устройстве для обжаривания, может выделяться в помещение без обработки в устройстве обработки загрязняющих веществ течение всего первого периода времени или в альтернативном варианте осуществления - в течение части первого периода времени.

Если кофейные зерна, вводимые в сосуд, представляют собой зеленые зерна, то в течение первой части первого периода нагревания осуществляется сушка зеленых зерен; в результате выделяются водяные пары и особые запахи, аналогичные запахам обжаренного арахиса и сена. Запахи такого типа являются нежелательными в магазине, кафе или ресторане. Соответственно, предпочтительно, чтобы в течение этой первой части первого периода нагревания дым подвергался обработке в устройстве обработки загрязняющих веществ. Напротив, в течение второй части первого периода, когда достигнут первый крекинг зерен, выделяются типичные и желательные ароматы обжаренного кофе, и по меньшей мере часть дыма не подвергается обработке в устройстве обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

Если кофейные зерна, вводимые в устройство для обжаривания, представляют собой частично предварительно обжаренные зерна, первая часть первого периода нагревания зерен, соответствующая сушке зеленых зерен, не осуществляется, и необходимость обработки дыма в течение части первого периода времени менее критична.

На основании вышесказанного, в течение первого периода времени стадии нагревания по меньшей мере часть дыма может быть отведена от устройства обработки загрязняющих веществ в течение всего указанного первого периода времени (для частично обжаренных зерен) или только в течение части указанного первого периода времени (для зеленых зерен и частично обжаренных зерен).

Известно, что во время первого крекинга кофейных зерен в результате реакции Майяра из зерен высвобождаются ароматы. Для обеспечения диффузии ароматов, образуемых в результате указанной реакции Майяра, в помещении, по меньшей мере часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания во время первого крекинга, выдается в помещение без обработки в устройстве обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение. В результате осуществляется выделение этих приятных ароматов.

Одновременно было замечено, что доля вредных компонентов, выделяющихся до окончания второго крекинга, остается достаточно низкой, а это означает, что отсутствие обработки дыма в течение первого периода времени нагревания не оказывает никакого воздействия на здоровье даже в небольшом помещении. Это означает, что по меньшей мере часть дыма может выделяться в помещение без дополнительной очистки в течение первого периода.

С другой стороны, на второй стадии нагревания, непосредственно после окончания второго крекинга, обычно наблюдается наличие значительных уровней вредных компонентов. Соответственно, рекомендуется осуществлять обработку по меньшей мере части дыма, выделяющегося в течение указанного второго периода. Соответственно, в течение этого второго периода происходит обработка загрязняющих веществ в составе дыма.

В соответствии с одним вторым режимом во время стадии нагревания, одна первая часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, выделяется в помещение без обработки в устройстве обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, а одна вторая дополнительная часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, подвергается обработке в устройстве обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

В этом втором режиме часть общего количества дыма, непосредственно выделяемая в помещение без обработки, контролируется путем разделения дыма на по меньшей мере две части, и только одна часть подвергается обработке в устройстве обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

Только часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, направляется в устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение. Остальная часть дыма не подвергается обработке и выделяется в помещение.

Относительную долю двух частей устанавливают таким образом, чтобы часть общего количества дыма, непосредственно выделяемая в помещение без обработки, соответствовала уровню загрязняющих веществ, разрешенному в соответствии с местными нормами в области здравоохранения.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления аппарат для обжаривания, применяемый в способе, содержит:

- устройство для сбора дыма, соединенное с устройством для обжаривания и выполненное с возможностью сбора дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, и

- устройство для отведения дыма, расположенное между устройством для сбора дыма и устройством обработки загрязняющих веществ, выполненным с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, причем указанное устройство для отведения дыма выполнено с возможностью отведения по меньшей мере части дыма, собранного устройством для сбора дыма, от указанного устройства обработки загрязняющих веществ непосредственно наружу из аппарата для обжаривания.

С помощью такого устройства для отведения дыма может быть реализован первый режим или второй режим способа:

- в первом режиме устройство для отведения дыма может быть выполнено с возможностью отведения в течение части времени стадии нагревания по меньшей мере части дыма, собранного устройством для сбора дыма, от устройства обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, непосредственно наружу из аппарата для обжаривания,

- во втором режиме устройство для отведения дыма может быть выполнено с возможностью распределения во время стадии нагревания одной первой части дыма в устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, а второй части дыма непосредственно за пределы аппарата для обжаривания.

В соответствии с этим предпочтительным вариантом осуществления обработка или отсутствие обработки дыма контролируется каналом, по которому дым перемещается в аппарате для обжаривания. Дым может быть отведен или не отведен от обычного канала, ведущего к устройству обработки загрязняющих веществ, выполненному с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

Данный вариант осуществления позволяет применять пассивное устройство обработки загрязняющих веществ, такое как фильтр, или активное устройство обработки загрязняющих веществ, такое как каталитический нейтрализатор, не требующее последовательного выключения и включения.

Предпочтительно аппарат для обжаривания в рамках способа может содержать блок мониторинга уровня загрязняющих воздух веществ, выполненный с возможностью измерения уровня загрязняющих веществ в дыме, и

во время стадии нагревания:

- уровень загрязняющих веществ в образуемом дыме измеряют и сравнивают с пороговым значением, и

- на основании этого сравнения управляют обработкой дыма с помощью устройства обработки загрязняющих веществ.

Пороговое значение может быть определено исходя из объема помещения, вентиляции помещения и местных норм в области здравоохранения.

Предпочтительно измеряют уровень по меньшей мере одного из следующих загрязняющих веществ: CO, CO₂, NO, NO₂.

Управление обработкой дыма может заключаться в увеличении или уменьшении части общего количества дыма, отправляемой в устройство обработки загрязняющих веществ, и/или увеличении или уменьшении времени обработки общего количества или части дыма с помощью устройства обработки загрязняющих веществ.

Уровень загрязняющих веществ в дыме может быть измерен в разных точках внутри аппарата для обжаривания, например:

- на выходном канале для дыма устройства для обжаривания или на впуске блока обработки дыма, и/или

- ниже по потоку от устройства обработки загрязняющих веществ, и/или

- в помещении и снаружи аппарата для обжаривания.

Кофейные зерна, вводимые в устройство для обжаривания, предпочтительно представляют собой частично предварительно обжаренные зерна, причем указанные частично предварительно обжаренные зерна были получены путем нагревания зеленых кофейных зерен и прекращения указанного процесса нагревания до завершения первого крекинга.

Преимущество применения частично обжаренных зерен заключается в том, что некоторые ароматы, выделяющиеся во время первого периода обжаривания зеленых зерен, не обеспечивают типичный приятный аромат обжаренного кофе. Соответственно, эти нежелательные ароматы могут образовываться на производственном предприятии, а на последующей стадии обжаривания в магазине, кофейне или ресторане могут образовываться приятные ароматы в процессе окончательного обжаривания этих частично обжаренных зерен.

В соответствии с одним вариантом осуществления способа:

- устройство для обжаривания содержит устройство идентификации кофейных зерен, выполненное с возможностью получения информации о кофейных зернах, вводимых в устройство для обжаривания, и

- способ обжаривания включает стадии:

• получения информации о кофейных зернах, вводимых в устройство для обжаривания, для прямого или косвенного определения:

- необходимого профиля нагревания, и

- уровня содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе применения указанного профиля нагревания или применяемой обработки дыма,

и

• нагревания указанных кофейных зерен в соответствии с определенным профилем нагревания и выделения части общего количества дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, в помещение без обработки в устройстве обработки загрязняющих веществ на основании определенного уровня загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе применения указанного профиля нагревания, или на основании определенного способа обработки дыма.

На стадии получения информации о кофейных зернах необходимый профиль нагревания и уровень содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе применения указанного профиля нагревания, или необходимая обработка дыма могут быть частью полученной информации, и могут быть определены непосредственно.

В альтернативном варианте осуществления на стадии получения информации о кофейных зернах можно получить справочную информацию о кофейных зернах, и на основании этой справочной информации можно опосредованно получить данные о профиле нагревания и уровне содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе применения указанного профиля нагревания или применяемой обработки дыма, из памяти или базы данных аппарата для обжаривания, причем указанная память или база данных устанавливает соответствие между справочной информацией и информацией, подлежащей определению.

Таким образом, обработка дыма может быть обеспечена напрямую или может быть опосредованно автоматически определена или реализована на основании информации, обеспеченной устройством идентификации кофейных зерен.

На стадии получения информации о кофейных зернах предпочтительно определять необходимую обработку дыма, а не уровень содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе применения указанного профиля нагревания. Фактически обеспечение информации об уровне содержания загрязняющих веществ предполагает, что эти данные необходимо применять для расчета параметров обработки дыма для нейтрализации этих загрязняющих веществ. Обеспечение обработки дыма является более простым решением.

В конечном счете информация о необходимой обработке дыма может быть адаптирована в зависимости от объема помещения, в котором установлено устройство для обжаривания, вентиляции указанного помещения и местных норм в области здравоохранения, в частности связанных с наличием конкретных соединений в общественном помещении.

Информация о необходимой обработке дыма также может быть адаптирована к потребностям в зависимости от времени суток (вкусоароматические свойства кофе могут быть более желательными утром, чем вечером), частоты обжарки (слишком частые процессы обжаривания могут создавать слишком сильный аромат в помещении), количества обжаренных зерен, желаемой степени обжарки.

В соответствии со вторым аспектом предложен аппарат для обжаривания кофейных зерен, содержащий:

- устройство для обжаривания, и

- устройство для сбора дыма, выполненное с возможностью сбора дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, и

- блок обработки дыма, содержащий устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью обработки дыма, собранного устройством для сбора дыма, и предотвращения выделения в помещение загрязняющих воздух веществ, включая ароматы кофе,

- контроллер, выполненный с возможностью управления указанным устройством для обжаривания и указанным блоком обработки дыма, причем контроллер выполнен с возможностью выделения в помещение части общего количества дыма, образуемого во время стадии обжаривания, без обработки этого дыма с помощью устройства обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

Как упоминалось выше, допускается применение любого типа устройства для обжаривания и любого типа устройства обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе.

Устройство для сбора дыма обычно представляет собой вытяжной колпак или дымовую трубу, расположенную над выходным каналом для дыма устройства для обжаривания. Нет необходимости прикреплять вытяжной колпак или дымовую трубу к выходному каналу для дыма; обычно достаточно небольшого расстояния между выходным каналом для дыма и впуском вытяжного колпака или дымовой трубы.

Устройство для сбора дыма также может представлять собой канал, прикрепленный к выходному каналу для дыма устройства для обжаривания. В этом варианте осуществления предпочтительно, чтобы канал содержал отверстия для установления сообщения с окружающим воздухом в месте соединения выходного канала для дыма устройства для обжаривания и впуском канала. Это может гарантировать выполнение обжаривания при атмосферном давлении и отсутствие влияния на него со стороны устройства для сбора дыма, вытягивающего дым из устройства для обжаривания.

В одном варианте осуществления устройство для сбора дыма может быть частью блока обработки дыма, при этом они образуют модуль обработки дыма. Этот модуль может не зависеть от устройства для обжаривания и может быть применен для обработки дыма любого устройства для обжаривания.

В одном первом варианте осуществления аппарата для обжаривания блок обработки дыма содержит:

- устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, и

- устройство для отведения дыма, расположенное выше по потоку от указанного устройства обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, причем указанное устройство для отведения дыма выполнено с возможностью отведения части дыма, собранного устройством для сбора дыма, от указанного устройства обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, непосредственно наружу из аппарата для обжаривания.

Обычно блок обработки дыма содержит канал, направляющий дым из устройства для сбора дыма в устройство обработки загрязняющих веществ.

Обычно устройство для отведения дыма содержит клапанное устройство, а контроллер выполнен с возможностью управления указанным клапанным устройством для выделения в помещение части общего количества дыма, образуемого во время стадии обжаривания, без обработки этого дыма устройством обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение. Следовательно, управление клапаном позволяет выдавать аромат в помещение.

Предпочтительно устройство для отведения дыма содержит обводной канал и клапанное устройство.

Обводной канал присоединен на верхней по потоку стороне между устройством для сбора дыма и устройством обработки загрязняющих веществ и на нижней по потоку стороне снаружи аппарата для обжаривания. Соответственно, при размещении аппарата для обжаривания в помещении обводной канал позволяет выдавать часть собранного дыма, в частности выдавать ароматы, в окружающую среду внутри помещения.

Клапанное устройство может представлять собой запорный клапан, расположенный либо для закрытия, либо для открытия обводного канала. Таким образом, либо весь дым направляется и обрабатывается в устройстве обработки загрязняющих веществ, либо часть дыма может проходить по обводному каналу.

В альтернативном варианте осуществления клапанное устройство может представлять собой разделительную заслонку, обеспечивающую возможность распределения и направления одной части дыма в устройство обработки загрязняющих веществ, а другой части — наружу за пределы аппарата для обжаривания. Положение этого делительного клапана можно изменять для управления частями необработанного дыма и обработанного дыма.

Предпочтительно аппарат для обжаривания содержит по меньшей мере один датчик, выполненный с возможностью отслеживания уровня по меньшей мере одного загрязняющего воздух вещества, а контроллер выполнен с возможностью управления блоком обработки дыма, предпочтительно клапанным устройством, на основании по меньшей мере отслеживаемого уровня указанного по меньшей мере одного загрязняющего воздух вещества.

Датчик (-и) может (могут) быть расположен (-ы) в следующих точках:

- на выходном канале для дыма устройства для обжаривания или на впуске блока обработки дыма, и/или

- ниже по потоку от устройства обработки загрязняющих веществ, и/или

- в помещении и снаружи аппарата для обжаривания.

В частности, отслеживаемый уровень указанного по меньшей мере одного загрязняющего воздух вещества может быть сравнен с пороговым значением, и на основании этого сравнения может осуществляться управление приведением в действие клапанного устройства.

Пороговое значение может быть определено исходя из объема помещения, вентиляции помещения и местных норм в области здравоохранения.

Управление приведением в действие клапана может заключаться в:

- увеличении или уменьшении части общего количества дыма, обработанного с помощью устройства обработки загрязняющих веществ, и/или

- модуляции периода приведения клапана в действие.

В одном варианте осуществления аппарат для обжаривания может содержать устройство идентификации кофейных зерен, выполненное с возможностью получения информации о кофейных зернах, вводимых в устройство для обжаривания, причем контроллер аппарата выполнен с возможностью:

- получения информации о кофейных зернах, вводимых в устройство для обжаривания, для прямого или опосредованного определения:

необходимого профиля нагревания, и

уровня содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе применения указанного профиля нагревания или применяемой обработки дыма,

и

- нагревания указанных кофейных зерен в соответствии с определенным профилем нагревания и управления блоком обработки дыма, предпочтительно клапанным устройством, на основании определенного уровня содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе применения указанного профиля нагревания, или определенной обработки дыма.

В соответствии с одним вариантом осуществления клапанное устройство может быть выполнено с возможностью:

- направления всего дыма в устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, когда клапанное устройство не приведено в действие, и

- направления части дыма в устройство для отведения дыма и остального количества дыма в устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, когда клапанное устройство приведено в действие.

Например, при приведении в действие клапанного устройства 20% объема дыма может быть направлено в устройство для отведения дыма, а 80% может быть направлено в устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

Клапан может быть приведен в действие в течение первого периода стадии нагревания описанного выше способа. Таким образом, части дыма достаточно, чтобы наполнить помещение приятным ароматом, а остальная часть дыма может быть подвергнута обработке во избежание скопления загрязняющих веществ в помещении.

В соответствии с другим вариантом осуществления клапанное устройство может быть выполнено с возможностью:

- направления всего дыма в блок обработки дыма, когда клапанное устройство не приведено в действие, и

- направления всего дыма в блок отведения дыма, когда клапанное устройство приведено в действие. В этой конфигурации клапан может приводиться в действие с определенной частотой, например 500 Гц, в течение первого периода стадии нагревания описанного выше способа. Таким образом, части дыма достаточно, чтобы наполнить помещение приятным ароматом, а остальная часть дыма может быть подвергнута обработке во избежание скопления загрязняющих веществ в помещении.

В третьем аспекте предложен блок обработки дыма, содержащий:

- устройство для сбора дыма, выполненное с возможностью присоединения к выходному каналу для дыма устройства для обжаривания,

- устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью обработки дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, и предотвращения выделения в помещение загрязняющих воздух веществ, включая ароматы кофе, и

- устройство для отведения дыма, расположенное между устройством для сбора дыма и указанным устройством обработки загрязняющих веществ, выполненным с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, причем указанное устройство для отведения дыма выполнено с возможностью отведения части дыма, собранного с помощью устройства для сбора дыма, от устройства обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, непосредственно наружу за пределы блока обработки дыма,

- контроллер, выполненный с возможностью управления указанным блоком обработки дыма, причем контроллер выполнен с возможностью выделения в помещение части общего количества дыма, образуемого во время стадии обжаривания, без обработки этого дыма с помощью указанного устройства обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

В настоящей заявке:

- термин «часть» целого представляет собой порцию, строго меньше 100% указанного целого, и не подразумевает все целое.

- термин «по меньшей мере часть» целого подразумевает любую часть, меньшую или равную 100% указанного целого, и подразумевает все целое.

- термин «устройство обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение» относится к устройству обработки загрязняющих веществ, выполненному с возможностью обработки дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, и предотвращения выделения в помещение загрязняющих воздух веществ, включая ароматы кофе.

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

Для лучшего понимания характеристик и преимуществ изобретения рекомендуется изучить описание следующих фигур:

- на фиг. 1-6 представлены схематические графические материалы разных вариантов осуществления аппарата и способа для обжаривания в соответствии с изобретением,

- на фиг. 7 представлены кривые, иллюстрирующие профиль нагревания и соответствующие профили выбросов ЛОС и PM, а также альтернативные профили обработки дыма,

- на фиг. 8 схематически изображен технологический блок аппарата для обжаривания.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 схематически изображен аппарат 10 для обжаривания в процессе обжаривания. Аппарат содержит устройство 1 для обжаривания, выполненное с возможностью обжаривания зерен 8. Устройство для обжаривания содержит обжарочную камеру 12, позволяющую вводить кофейные зерна и нагревать их. Для нагревания зерен предусмотрен нагреватель 11. Как упоминалось выше, допускается применение обжарочной камеры и нагревания любого типа. Однако предпочтительно нагреватель представляет собой электрический нагреватель.

В процессе обжаривания кофейных зерен 8 образуется дым 6. Этот дым 6 собирают с помощью устройства 2 для сбора дыма. В проиллюстрированном варианте осуществления устройство 2 для сбора представляет собой простой вытяжной колпак, расположенный над выходным каналом 13 для дыма обжарочной камеры с целью захвата дыма. Вытяжной колпак расположен таким образом, чтобы поддерживать зазор 22 с выходным каналом 13 и обеспечивать связь с окружающей средой. Допускается применение и других типов устройств для 7 сбора дыма; например, на фиг. 4 проиллюстрировано устройство 2 для сбора, содержащее канал, прикрепленный к выходному каналу 13 обжарочной камеры, причем этот канал содержит отверстия 21 для установления сообщения с окружающей средой. Конструкция камеры может быть выполнена с возможностью вытеснения дыма в выходной канал для дыма.

Устройство 2 для сбора дыма направляет дым в блок 3 обработки дыма. Блок 3 обработки дыма содержит канал 30 и устройство 32 обработки загрязняющих веществ для обработки дыма, образуемого в обжарочной камере, и для предотвращения выделения указанных загрязняющих воздух веществ, включая ароматы кофе, в помещение 100, где работает обжарочное устройство. Канал 30 направляет дым через устройство 32 обработки загрязняющих веществ. После обработки в блоке 3 дым может быть безопасно выпущен в помещение 100 или даже наружу за пределы помещения. При выпуске в помещение обработанный дым предпочтительно охлаждают, обычно путем смешивания потока обработанного дыма с потоком свежего окружающего воздуха перед выпуском дыма из блока 3 обработки дыма.

В варианте осуществления, представленном на фиг. 1, блок 3 обработки дыма содержит два блока 32, 33 обработки загрязняющих веществ, выполненных с возможностью обработки дыма 12 и предотвращения выделения загрязняющих воздух веществ в помещение. Первый блок обработки загрязняющих веществ представляет собой фильтр 33, выполненный с возможностью фильтрации мелких фракций и твердых частиц, за исключением соединений, обеспечивающих ароматы, или фильтрации по меньшей мере очень малого количества таких соединений. Фильтры, выполненные с возможностью улавливания твердых частиц, могут представлять собой высокоэффективные воздушные фильтры (HEPA-фильтры), фильтр грубой очистки из сверхтонкой стальной ваты или электростатический фильтр. Фильтр обычно находится на верхней по потоку стороне блока 3 обработки дыма. Второе устройство обработки загрязняющих веществ представляет собой каталитический нейтрализатор 32, расположенный на нижней по потоку стороне фильтра 33 и преобразующий все ЛОС в менее вредные компоненты, включая ароматические соединения.

Блок 3 обработки дыма содержит устройство 31 для отведения дыма, расположенное между устройством 1 для обжаривания и вторым устройством 32 обработки загрязняющих веществ. Это устройство 31 для отведения дыма выполнено с возможностью отведения части дыма 6, собранного устройством 2 для сбора дыма, от второго устройства 32 обработки загрязняющих веществ непосредственно наружу за пределы аппарата 10 для обжаривания внутри помещения 100. В варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг. 1, такое устройство 31 для отведения дыма представляет собой разделительную заслонку 314, выполненную с возможностью создания отверстия 312 в канале блока 3 обработки дыма. Это отверстие 312 позволяет части дыма выходить наружу за пределы аппарата 10 для обжаривания без обработки во втором устройстве 32 обработки загрязняющих веществ. Если дым содержит ароматические соединения, ароматы распространяются в помещении 100 вокруг устройства для обжаривания.

Аппарат 10 для обжаривания содержит контроллер 4, выполненный с возможностью управления отверстием 312 в канале 30 блока обработки дыма, и, следовательно, управления выделением в помещение 100 части общего количества дыма, образуемого во время стадии обжаривания, без обработки этого дыма с помощью второго устройства 32 обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью нейтрализации всех ЛОС. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, контроллер 4 может управлять двигателем, выполненным с возможностью перемещения разделительной заслонки 314 между полностью закрытым положением (то есть без отверстия в канале 30), полностью открытым и промежуточными положениями. Контроллер может быть выполнен с возможностью перемещения разделительной заслонки 314 в определенные положения в течение определенных периодов времени для достижения цели обеспечения аромата в помещении с одновременным предотвращением высокого уровня содержания вредных загрязняющих веществ внутри помещения.

Размер поперечного сечения отверстия 312 может быть задан таким образом, чтобы получить оптимальное соотношение между выделением ароматов и обработкой загрязняющих воздух веществ. Этот размер может зависеть от конкретных параметров реализации способа обжаривания, таких как:

- размер помещения. Следует учитывать объем помещения, поскольку дым, выделяемый в помещение, разбавляется воздухом, заполняющим помещение. В помещение с большим внутренним объемом может быть выделен больший объем необработанного дыма.

- наличие и тип вентиляции воздуха в помещении. Если в помещении предусмотрено устройство вентиляции воздуха, такое как вентилятор, выполненный с возможностью обновления атмосферы путем подачи свежего воздуха внутрь помещения или путем отведения воздуха из помещения наружу, можно учитывать мощность этого устройства вентиляции воздуха. Мощное устройство может обновлять атмосферу очень быстро, что означает, что в помещение может быть выделено большее количество необработанного дыма.

- время суток. Например, для пользователей, находящихся в помещении, вкусоароматические свойства кофе могут быть более желательными утром, чем вечером. Оператор аппарата для обжаривания может принять решение, выделять ароматы в помещение или нет.

- частота обжарки. Вследствие слишком частой реализации способа обжаривания аромат в помещении может стать слишком сильным для пользователей и операторов. В любой момент оператор может принять решение, что в помещении содержится достаточное количество ароматов.

- количество обжаренных зерен. Количество ароматов и загрязняющих веществ, образуемых в процессе обжаривания, непосредственно зависит от количества обжаренных зерен в устройстве для обжаривания. Однако концентрация аромата, воспринимаемая пользователями и операторами в помещении как достаточно приятная, обычно не меняется. При обжаривании существенного количества кофейных зерен (например, 250 г) процентное содержание образуемого дыма, выделяемого без обработки, может быть снижено по сравнению с процентным содержанием выделяемого без обработки дыма при обжаривании меньшего количества зерен (например, 50 г).

- желаемая степень обжарки. Поскольку при более высокой степени обжаривания кофейных зерен (такой как сильный способ обжаривания) образуется большее количество вредных компонентов, процентное содержание дыма, выделяемого без обработки, существенно снижают по меньшей мере в течение части стадии нагревания.

и/или

- в зависимости от местных норм в области здравоохранения в отношении наличия конкретных соединений в общественном помещении. Поскольку местные нормы в области здравоохранения в некоторых странах могут быть более строгими, процентное содержание дыма, выделяемого без обработки, должно быть уменьшено соответствующим образом.

На фиг. 2 схематически изображен альтернативный вариант осуществления аппарата 10 для обжаривания, представленного на фиг. 1. Аппарат для обжаривания аналогичен устройству для обжаривания, представленному на фиг. 1, за исключением того, что устройство 31 для отведения дыма блока обработки дыма содержит обводной канал 313, содержащий клапан 311, выполненный с возможностью либо открытия, либо закрытия обводного канала 313 (на фиг. 2 этот клапан показан в положении для открывания обводного канала и выделения ароматов в помещение). Дополнительно устройство для обжаривания содержит датчик 7, отслеживающий уровень содержания по меньшей мере одного загрязняющего воздух вещества в составе дыма 6, образуемого в устройстве 1 для обжаривания. Этот уровень отслеживается контроллером 4 аппарата для обжаривания, и в зависимости от этого отслеживаемого уровня контроллер 4 управляет клапаном 311. В частности, контроллер 4 может приводить в действие клапан 311 для закрытия обводного канала 313, если уровень по меньшей мере одного загрязняющего воздух вещества превышает предварительно заданное пороговое значение. Если нет, клапан 311 может быть установлен в открытое положение, и, следовательно, может происходить выделение дыма и аромата в помещение.

Хотя это не показано, блок 3 обработки дыма может содержать фильтр для улавливания мелких фракций и твердых частиц на верхней по потоку стороне канала 30, как описано и проиллюстрировано на фиг. 1. Предпочтительно этот фильтр расположен ниже по потоку относительно датчика 7.

На фиг. 3 схематически изображен альтернативный вариант осуществления аппарата 10 для обжаривания, представленного на фиг. 2. Аппарат 10 для обжаривания аналогичен указанному аппарату для обжаривания, за исключением того, что блок 3 обработки дыма осуществляет обработку дыма путем отведения дыма 6 наружу за пределы помещения 100. В этом варианте осуществления канал 30 блока обработки дыма проходит через стену 5 помещения, в котором применяют аппарат для обжаривания.

Напротив, выходной канал обводного канала 313 заходит внутрь помещения 100, в котором применяют аппарат 10 для обжаривания, чтобы ароматы могли быть выделены и ощущаться при открытии клапана 311 обводного канала. На фиг. 3 клапан 311 расположен так, чтобы закрывать обводной канал и предотвращать выделение ароматов в помещение.

Хотя это не показано, блок 3 обработки дыма может содержать фильтр для улавливания мелких фракций и твердых частиц на верхней по потоку стороне канала 30, как описано и проиллюстрировано на фиг. 1. Предпочтительно этот фильтр расположен ниже по потоку относительно датчика 7.

На фиг. 4 схематически изображен альтернативный вариант осуществления аппарата 10 для обжаривания, представленного на фиг. 2. Аппарат для обжаривания не содержит датчик для отслеживания уровня содержания загрязняющих воздух веществ, но содержит средство для идентификации кофейных зерен 8, вводимых в обжарочную камеру. Например, такое средство может представлять собой считыватель 9 кодов, выполненный с возможностью считывания кода 81 (штрихкода, QR-кода, РЧИД-метки и т. п.) с саше кофейных зерен для идентификации кофейных зерен 8, вводимых в обжарочную камеру 12. При идентификации зерен (например, справочная информация о зернах) информация может быть получена из памяти, предусмотренной в устройстве для обжаривания, или с удаленного сервера, с которым соединен аппарат 10 для обжаривания. В альтернативном варианте осуществления (не проиллюстрирован) код может быть считан мобильным устройством и затем передан в аппарат 10 для обжаривания по беспроводной связи ближнего радиуса действия (Wi-Fi, Bluetooth).

В частности, на основании этой информации контроллер выполнен с возможностью определения:

необходимого профиля нагревания для кофейных зерен 8, и

уровня содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе реализации данного профиля нагревания, или применяемой обработки дыма в ходе реализации данного профиля нагревания.

Контроллер 4 выполнен с возможностью применения определенного профиля нагревания после сбора этих фрагментов информации, т. е. применения определенных температур в зависимости от времени, и управления клапанным устройством 311 на основании по меньшей мере определенного уровня содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе реализации указанного профиля нагревания или определенной обработки дыма.

Определенный профиль нагревания обеспечивает оптимизированное обжаривание зерен, и на основании этого определенного профиля нагревания также может быть предварительно проведен анализ загрязняющих воздух веществ в составе дыма по всему профилю нагревания. Данный определенный анализ выбросов загрязняющих воздух веществ во время нагревания может быть передан непосредственно в контроллер 4 устройства для обжаривания, чтобы на основании этих данных контроллер 4 мог рассчитать профиль приведения в действие клапанного устройства 311. В альтернативном варианте осуществления информация о профиле приведения в действие клапанного устройства 311 может быть передана в контроллер 4, чтобы контроллер 4 применял этот профиль во время обжаривания зерен; например, предварительно заданный профиль может включать в себя следующую инструкцию: включение клапана 311 (при этом обводной канал 313 будет закрыт) только в момент времени t1 обжаривания (т. е. обводной канал открыт, начиная с t = 0 до t1) и до конца обжаривания (т. е. обводной канал закрыт, начиная с t1 до конца).

Хотя это не показано, блок 3 обработки дыма может содержать фильтр для улавливания мелких фракций и твердых частиц в канале и выше по потоку от клапанного устройства, как описано и проиллюстрировано на фиг. 1.

В альтернативных вариантах осуществления устройство для обжаривания может содержать средство для определения первого и второго крекинга кофейных зерен во время их обжаривания. Допускается применение любых известных средств, таких как средства определения цвета, обнаружения твердых частиц, улавливания звука и т. п. На основании информации, полученной от средств для определения крекинга, обводной канал может быть закрыт или не закрыт, и обработка дыма может быть применена или не применена к общему количеству дыма.

На фиг. 5 схематически изображен альтернативный вариант осуществления аппарата 10 для обжаривания, представленного на фиг. 2, за исключением того, что клапанное устройство 311 представляет собой делительный клапан, установленную таким образом, чтобы обеспечить выделение от 0 до 100% объема дыма в обводной канал 313 и попадание остальной части в устройство 32 обработки загрязняющих веществ.

Хотя это не показано, блок 3 обработки дыма может содержать:

- датчик, отслеживающий уровень по меньшей мере одного загрязняющего воздух вещества в составе дыма 6, образуемого в устройстве 1 для обжаривания, как проиллюстрировано на фиг. 2,

и/или

- фильтр для улавливания мелких фракций и твердых частиц на верхней по потоку стороне канала 30, как описано и проиллюстрировано на фиг. 1. Предпочтительно этот фильтр расположен ниже по потоку относительно датчика 7.

На фиг. 6 проиллюстрирован конкретный вариант осуществления аппарата 10 для обжаривания в соответствии с настоящим изобретением.

Аппарат 10 для обжаривания размещают в помещении 100, например в помещении магазина, кафе или ресторана.

На фиг. 6 схематически изображен аппарат 10 для обжаривания в процессе обжаривания. Аппарат содержит устройство 1 для обжаривания, выполненное с возможностью обжаривания кофейных зерен 8. Устройство для обжаривания содержит обжарочную камеру 11, позволяющую вводить кофейные зерна и нагревать их. Устройство 1 для обжаривания содержит нагреватель 11 и вентилятор 14 для создания псевдоожиженного слоя горячего воздуха для нагревания и перемешивания кофейных зерен внутри обжарочной камеры 12. В процессе обжаривания кофейных зерен 8 образуется дым 6.

Этот дым 6 собирают с помощью устройства 2 для сбора дыма. В проиллюстрированном варианте осуществления это устройство 2 для сбора представляет собой простой вытяжной колпак, расположенный над выходным каналом 13 для дыма обжарочной камеры.

Устройство 2 для сбора дыма направляет дым в блок 3 обработки дыма. Блок 3 для обработки дыма содержит канал 30 для направления дыма 6 и вентилятор 34 для вытяжки дыма из устройства 2 для сбора дыма в блок 3 обработки дыма.

В блоке 3 обработки дыма дым направляется:

- во-первых, на фильтр 33, выполненный с возможностью фильтрации мелких фракций и твердых частиц, за исключением соединений, обеспечивающих ароматы кофе, или включая лишь небольшое количество таких соединений. Фильтры, выполненные с возможностью улавливания твердых частиц, могут представлять собой высокоэффективные воздушные фильтры (HEPA-фильтры), фильтр грубой очистки из сверхтонкой стальной ваты или электростатический фильтр, и

- затем в каталитический нейтрализатор 32, расположенный на нижней по потоку стороне фильтра 33 и преобразующий все ЛОС в менее вредные компоненты, включая все ароматические соединения.

Вентилятор 34, вытягивающий дым из устройства 2 для сбора дыма в блок 3 обработки дыма, предпочтительно расположен после фильтра и перед байпасом.

Блок очистки дыма между фильтром 33 и каталитическим нейтрализатором 32 содержит обводной канал 313, выполненный с возможностью отведения части дыма 6, собранного устройством 2 для сбора дыма, от каталитического нейтрализатора 32 непосредственно наружу за пределы аппарата 10 для обжаривания, установленного в помещении 100. Клапан 311 расположен на верхней по потоку стороне обводного канала и выполнен с возможностью открытия или закрытия обводного канала 313. При открытии обводного канала клапаном часть дыма 6 может выходить наружу из аппарата 10 для обжаривания без обработки каталитическим нейтрализатором 32. Если дым содержит ароматические соединения, ароматы выделяются в помещение вокруг аппарата для обжаривания. При закрытии обводного канала клапаном общее количество дыма 6 направляется в каталитический нейтрализатор 32, который разрушает все содержащиеся в нем ЛОС, включая ароматы кофе.

Форма и ориентация обводного канала, его положение относительно вентилятора 34 могут быть оптимизированы для вытеснения определенного количества дыма 6 в направлении байпаса.

Аппарат для обжаривания содержит средство 9 для идентификации кофейных зерен 8, вводимых в обжарочную камеру. Например, это средство может представлять собой считыватель 9 кодов, выполненный с возможностью считывания кода (штрихкода, QR-кода, РЧИД-метки и т. п.) с саше кофейных зерен для идентификации свойств кофейных зерен 8, вводимых в обжарочную камеру 12, как описано ранее со ссылкой на фиг. 4. В альтернативном варианте осуществления это средство может представлять собой средство для ввода информации о кофейных зернах 8, вводимых в обжарочную камеру 12, например дисплей, позволяющий вводить справочную информацию о кофейных зернах.

Независимо от типа идентификации зерен контроллер 4 выполнен с возможностью определения профиля нагревания указанных зерен, вводимых в устройство для обжаривания, и определения уровня содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе реализации указанного профиля нагревания, или обработки дыма, применяемой в ходе реализации указанного профиля нагревания.

Аппарат 10 для обжаривания содержит контроллер 4, выполненный с возможностью управления устройством 1 для обжаривания. Контроллер выполнен с возможностью применения профиля обжаривания указанных зерен путем управления вентилятором 14 и нагревателем 11 устройства для обжаривания на основании идентификации зерен с помощью средства 9 для идентификации кофейных зерен.

Кроме того, контроллер выполнен с возможностью управления блоком 3 обработки дыма. Контроллер выполнен с возможностью применения указанной определенной обработки дыма путем управления открытием клапана 311 в ходе процесса нагревания на основании идентификации зерен с помощью средства 9 для идентификации кофейных зерен и определения прямой или опосредованной обработки дыма. В этом проиллюстрированном варианте осуществления обработка дыма обеспечивается в период (-ы) времени, когда клапан 311 открывает обводной канал 313.

Обработка дыма может быть динамически адаптирована в процессе обжаривания на основании отслеживания уровней содержания загрязняющих веществ датчиками 7, установленными в разных местах аппарата. В иллюстративном варианте осуществления датчик 71 установлен на расположенном выше по потоку впуске блока обработки дыма или на выходном канале обжарочной камеры, датчик 72 установлен на расположенном ниже по потоку выходном канале блока обработки дыма, а датчик 73 установлен снаружи аппарата 10 в помещении 100. Контроллер выполнен с возможностью модификации определенной обработки дыма, чтобы гарантировать безопасный выпуск дыма в помещение, на основании динамического контроля уровней содержания загрязняющих веществ датчиками 71, 72, 73. В частности, для уровня вредных компонентов, таких как CO, CO₂, NO, NO₂, SO_x, могут быть установлены пороговые значения. Контроллер выполнен с возможностью перемещения клапана 311 обводного канала в положение закрытия этого канала 313 при превышении этих значений.

Перед реализацией способа обжаривания обработка дыма, например, определяемая по идентификации зерен, может быть адаптирована в зависимости от местных условий реализации, таких как: объем помещения 100, наличие и скорость потока вентиляции 101 в помещении, местные нормы в области здравоохранения, и других параметров, указанных выше.

В настоящем проиллюстрированном варианте осуществления термин «адаптированный», по существу, означает наличие возможности изменения периода времени (и опосредованно объема дыма), в течение которого происходит выделение дыма в помещение без обработки с помощью нейтрализатора 32, то есть периода, когда клапан 311 открыт. В других вариантах осуществления термин «адаптированный» может означать наличие возможности изменения положения делительного клапана в целях увеличения или уменьшения объема дыма, направляемого в обводной канал.

В более общем случае контроллер управляет также каталитическим нейтрализатором 32, чтобы обеспечить достаточно высокую температуру для эффективной обработки загрязняющих веществ, когда при обжаривании кофейных зерен образуется дым, подлежащий обработке.

Аналогичным образом контроллер также управляет:

- вентилятором 33 блока обработки дыма, чтобы обеспечить возможность всасывания дыма блоком при образовании дыма внутри устройства для обжаривания,

- вентилятором 34 блока обработки дыма при обработке дыма и выпуске в помещение.

Хотя на фиг. 6 аппарат 10 для обжаривания показан в виде одного единого аппарата, содержащего три подчасти: устройство 1 для обжаривания, устройство 2 для сбора дыма и блок 3 обработки дыма, изобретение также относится к аппарату для обжаривания, содержащему по меньшей мере два отдельных модуля: устройство 1 для обжаривания, с одной стороны, и блок 3 обработки дыма, с другой стороны. Устройство 2 для сбора дыма может быть частью любого из указанных модулей или может представлять собой третий независимый модуль.

На фиг. 7 проиллюстрированы разные кривые, применяемые или наблюдаемые при обжаривании кофейных зерен.

Кривые A иллюстрируют профиль нагревания (температура в зависимости от времени) для обжаривания зеленых кофейных зерен (сплошная линия A1) и частично предварительно обжаренных зерен того же происхождения (пунктирная линия A2): они соответствуют температуре, применяемой в обжарочной камере, где t₁₁ - время, соответствующее началу первого крекинга, t₁₂ - время, соответствующее концу первого крекинга, t₂ - время, соответствующее началу второго крекинга.

Если зерна были частично предварительно обжарены, то этот профиль (A2) нагревания короче по времени: первая часть кривой не применяется, но профиль нагревания начинается раньше t₁₂, например, в момент t₀.

Кривая B отображает выбросы ЛОС некоторых соединений в мг/м³ при обжаривании этих кофейных зерен в том же временном интервале, который показывают кривые А1, А2: очевидно, что выбросы начинаются по истечении t₁₂ первого крекинга и достигают максимума после начала t₂ второго крекинга.

Кривые C отображают выбросы PM в мкг/м² в процессе обжаривания этих кофейных зерен в том же временном интервале, который показывают кривые А1, А2: очевидно, что выбросы начинаются по истечении t₁₂ первого крекинга и достигают максимума после начала t₂ второго крекинга.

На основании кривых B и C можно определить:

- первый период нагревания, в котором уровень содержания загрязняющих веществ остается низким, и

- второй период нагревания, в котором уровень содержания загрязняющих веществ значительно возрастает. Этот второй период времени начинается в интервале времени T между t₁₂, то есть временем, соответствующим концу первого крекинга, и t₂, то есть временем, соответствующим началу второго крекинга. Соответственно, рекомендуется начинать обработку по меньшей мере части дыма в этом интервале времени T.

Кривые D1, D2 иллюстрируют профили обработки дыма, которые могут быть применены в процессе реализации профиля нагревания кофейных зерен согласно кривым A1, A2 соответственно. Профили позволяют обеспечить выделение в помещение процентной доли дыма без обработки в блоке обработки дыма в том же временном интервале, который показывают соответствующие кривые A1, A2. В профиле кривых D1, D2 80% объема дыма не подвергается обработке до начала t₂ второго крекинга. Затем обработке подвергается 100% объема дыма. Профили, проиллюстрированные кривыми D1, D2, могут быть переданы и применены контроллером 4 устройства для обжаривания при введении в устройство для обжаривания кофейных зерен с профилем обжаривания, соответствующим кривым A1, A2 соответственно, и кривым B и C выбросов.

Эти профили могут быть реализованы, если аппарат для обжаривания содержит устройство для отведения дыма, как проиллюстрировано на фиг. 1, с делительным клапаном, установленным в открытое положение, для обеспечения отведения 80% дыма, или как проиллюстрировано на фиг. 2, 3, 4 или 6, с обводным каналом устройства для отведения дыма, выполненным с возможностью отведения 80% объема дыма, когда клапан 311 находится в открытом положении.

Кривые E1, E2 иллюстрируют другой профиль обработки дыма, который может быть применен в процессе реализации профиля нагревания кофейных зерен согласно кривым A1, A2 соответственно. В профиле кривых E1, E2 вплоть до начала t₂ второго крекинга дым без обработки выделяется в помещение в импульсном режиме. В период импульсного режима в помещение выделяется 100% объема дыма. Профили, изображенные кривыми D1, D2, могут быть переданы и применены контроллером 4 аппарата для обжаривания при введении в устройство для обжаривания кофейных зерен с профилем обжаривания, соответствующим кривым A1, A2 соответственно, и кривым B и C выбросов.

Эти профили могут быть реализованы с помощью аппарата для обжаривания, содержащего разделительную заслонку, как проиллюстрировано на фиг. 5.

Кривая F иллюстрирует другой профиль обработки дыма, который может быть применен в процессе реализации профиля нагревания зеленых кофейных зерен согласно соответствующей кривой А1. Профиль сопоставим с профилем кривой D1, за исключением того, что дым обрабатывается от начала нагревания до начала первого крекинга; в результате конкретные ароматические вещества, образуемые в начале нагревания, не выделяются и не ощущаются. Затем во время первого крекинга и до конца второго крекинга 100% объема дыма не подвергается обработке, и можно почувствовать приятные ароматы. После второго крекинга дым вновь подвергается обработке в целях предотвращения выбросов ЛОС и твердых частиц. Этот профиль может быть реализован, если устройство для обжаривания содержит разделительную заслонку, как проиллюстрировано на фиг. 5.

Кривая G иллюстрирует другой профиль обработки дыма, который может быть применен в процессе реализации профиля нагревания кофейных зерен согласно кривой А1 или А2. В соответствии с этим профилем клапанное устройство работает в импульсном режиме с высокой частотой в течение всей стадии нагревания. Этот профиль может быть реализован с помощью аппарата для обжаривания, содержащего разделительную заслонку, как проиллюстрировано на фиг. 5, когда без обработки может выделяться 100% объема дыма.

Аналогичные профили могут быть реализованы с помощью аппарата для обжаривания, содержащего клапан, как проиллюстрировано на фиг. 2, 3 или 4, причем процентная доля дыма, выделяемого без обработки, составляет менее 100% объема.

Система управления аппарата для обжаривания

Далее в настоящем документе будет рассмотрен контроллер или система 4 управления со ссылкой на фиг. 6 и 8: контроллер 4 выполнен с возможностью управления компонентами аппарата 10 для обжаривания с целью обжаривания кофейных зерен. Контроллер 4, как правило, содержит пользовательский интерфейс 41, блок 40 обработки, источник 44 питания, память 42 и необязательно интерфейс 43 связи для удаленного соединения.

Пользовательский интерфейс 41 содержит аппаратное обеспечение, позволяющее пользователю взаимодействовать с блоком 40 обработки посредством сигнала пользовательского интерфейса. Более конкретно, пользовательский интерфейс получает команды от пользователя, сигнал пользовательского интерфейса передает указанные команды в блок 40 обработки в виде входных данных. Например, такие команды могут представлять собой информацию об инструкции для осуществления способа обжаривания, и/или настройки рабочего параметра аппарата 10 для обжаривания, и/или включения или выключения питания аппарата 10 для обжаривания. В частности, инструкция может относиться к инструкции по выпуску или невыпуску ароматов в помещение в процессе обжаривания, желаемой степени обжарки зерен. Рабочий параметр может относиться к информации о размере помещения, вентиляции, местных норм в области здравоохранения, количестве зерен, вводимых в устройство для обжаривания. Блок 40 обработки может также передавать сигнал обратной связи на пользовательский интерфейс 41 в рамках процесса обжаривания, например, чтобы указать на начало процесса обжаривания или сообщить о выборе параметра, связанного с процессом, или указать изменение параметра в ходе реализации способа.

Аппаратное обеспечение пользовательского интерфейса может содержать любое (-ые) подходящее (-ие) устройство (-а), например аппаратное обеспечение содержит одно или более из следующего: кнопку, такую как кнопка джойстика, ручка или нажимная кнопка, джойстик, светодиоды, графические или символьные ЖК-дисплеи, графический экран с сенсорным датчиком и/или кнопки по краю экрана. Пользовательский интерфейс 20 может быть выполнен в виде единого блока или множества отдельных блоков. Часть пользовательского интерфейса также может находиться в мобильном приложении.

Датчики 7 выполнены с возможностью обеспечения передачи входного сигнала в блок 40 обработки для контроля аппарата для обжаривания. Входной сигнал может представлять собой аналоговый или цифровой сигнал. Датчики 7, как правило, содержат: температурный датчик в устройстве 1 для обжаривания и датчики 71, 72, 73 уровня содержания загрязняющих веществ.

Блок 40 обработки, как правило, содержит память, компоненты ввода-вывода системы, смонтированные на интегральной схеме, как правило, в виде микропроцессора или микроконтроллера. Блок 40 обработки может содержит другие подходящие интегральные схемы, такие как ASIC, программируемое логическое устройство, такое как PAL, СПЛИС, ПЛИС, PSoC, систему на микросхеме (SoC), аналоговую интегральную схему, такую как контроллер. Для таких устройств, в случае необходимости, вышеуказанный программный код может считаться программируемой логикой или дополнительно содержать программируемую логику. Блок 40 обработки может также содержать одну или более из перечисленных выше интегральных схем. В качестве примера последнего можно привести несколько интегральных схем, взаимодействующих друг с другом в рамках модульной схемы, например подчиненная интегральная схема управляет пользовательским интерфейсом 41, связанным с главной интегральной схемой для управления аппаратом 10 для обжаривания.

Блок 40 обработки, как правило, содержит блок 42 памяти для хранения инструкций в виде программного кода и, необязательно, данных. Для этого блок памяти, как правило, содержит: энергонезависимое запоминающее устройство, например СППЗУ, ЭСППЗУ или флеш-память, для хранения программного кода и рабочих параметров в виде инструкций; энергозависимое запоминающее устройство (ЗУПВ) для временного хранения данных. Блок памяти может содержать отдельную и/или интегрированную (например, на полупроводниковом кристалле) память. Для программируемых логических устройств инструкции могут храниться в виде программируемой логики.

Инструкции, которые хранятся в блоке 42 памяти, в упрощенном виде представляют собой программу обжаривания кофейных зерен. Программа обжаривания кофейных зерен может быть выполнена блоком 40 обработки в ответ на указанные входные данные (т. е. команды от пользовательского интерфейса 41 и/или сигнал датчиков 7, например температура, уровень содержания загрязняющих веществ). При выполнении программы обжаривания кофейных зерен блок 40 обработки управляет следующими компонентами: нагреватель 11, воздушные вентиляторы 14, 34, устройство 32 обработки загрязняющих веществ, клапанное устройство 6 обводного канала. При выполнении программы обжаривания кофейных зерен может осуществляться управление вышеуказанными компонентами с применением выборочной информации, считываемой считывателем 9 для идентификации, и/или другой информации, которая может храниться в виде данных в блоке 42 памяти, и/или исходных данных, введенных через пользовательский интерфейс 41, и/или сигнала датчиков 7.

Источник 44 питания выполнен с возможностью обеспечения электрическим питанием указанных управляемых компонентов и блока 40 обработки. Источник 44 питания может содержать различные средства, такие как аккумулятор или блок, для получения и регулирования основного сетевого электропитания. Источник 44 питания может быть функционально связан с частью пользовательского интерфейса 41 для включения или выключения питания аппарата 10 для обжаривания.

Интерфейс 43 связи предназначен для обмена данными аппарата 10 для обжаривания с другим устройством/системой, которая может представлять собой серверную систему или устройство мобильной связи (телефон, планшет). Интерфейс 43 связи может применяться для передачи и/или приема информации, относящейся к способу обжаривания кофейных зерен, такой как информация о способе обжаривания, сорте зерен, количестве зерен.

Блок обработки или система 40 управления выполнены с возможностью:

- приема входных данных, т. е. команд от пользовательского интерфейса 41, и/или сигнала датчиков 7 (в частности, датчиков 71, 72, 73 уровня содержания загрязняющих веществ), и/или информации от считывателя 9 для идентификации зерен,

- обработки входных данных в соответствии с программным кодом (или программируемой логикой), который хранится в блоке 42 памяти (или поступает от внешнего источника, такого как интерфейс 43 связи),

- обеспечения результата, который представляет собой процесс обжаривания и обработку дыма. Более конкретно, результат предусматривает работу: нагревателя 11, вентилятора 14, устройства 32 обработки загрязняющих веществ, вентилятора 34 и клапанного устройства 6.

Более конкретно, система управления аппарата для обжаривания выполнена с возможностью:

- обеспечения идентификации типа зерен 8, вводимых в устройство 1 для обжаривания,

- применения рецептуры обжаривания, предусматривающей по меньшей мере температурный профиль в зависимости от времени, путем управления устройством 1 для обжаривания,

- применения обработки дыма, определенной непосредственно или опосредованно по идентификации зерен.

Стадия обеспечения идентификации кофейных зерен выполняется пользователем: пользователь может вручную вводить информацию с помощью пользовательского интерфейса 41 аппарата для обжаривания (название, цифры, …) или пользователь может предъявлять код, идентифицирующий кофейные зерна, считывателю 9 для идентификации зерен, который автоматически идентифицирует зерна по коду. Считыватель 9 может быть частью аппарата для обжаривания или, в альтернативном варианте осуществления, может быть встроен в устройство мобильной связи, причем указанное устройство обменивается данными с аппаратом 10 для обжаривания по интерфейсу связи.

На стадии применения рецептуры обжаривания, предусматривающей по меньшей мере температурный профиль в зависимости от времени, путем управления устройством 1 для обжаривания, рецептура обжаривания представляет собой рецептуру, предназначенную для идентифицированных зерен. На основании идентификации зерен эта специальная рецептура обжаривания может быть получена из блока 42 памяти аппарата для обжаривания или загружена с сервера по интерфейсу 43 связи. В обоих случаях, например, в справочной таблице может быть установлено соответствие между идентифицированными зернами и конкретным профилем нагревания. В альтернативном варианте осуществления рецептура может быть считана считывателем на стадии идентификации, причем рецептура является частью информации, относящейся к идентификации зерен.

Аналогичным образом на стадии осуществления обработки дыма, предусматривающей выделение в помещение части дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, без обработки устройством 32 обработки загрязняющих веществ, обработка дыма может представлять собой обработку, заданную по умолчанию, или обработку, предназначенную для идентифицированных зерен. На основании идентификации зерен информация об этой специальной обработке может быть получена из блока 42 памяти аппарата для обжаривания или загружена с сервера по интерфейсу 43 связи. В обоих случаях, например, в справочной таблице может быть установлено соответствие между идентифицированными зернами и конкретной обработкой дыма. В альтернативном варианте осуществления информация об обработке может быть считана считывателем на стадии идентификации, причем информация об обработке является частью информации, относящейся к идентификации зерен.

В менее предпочтительном варианте осуществления обработка дыма может быть определена на основе информации об уровне содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в процессе нагревания идентифицированных зерен: программа определения обработки дыма может быть выполнена блоком 40 обработки в ответ на указанные входные данные.

На основании определенного профиля нагревания и определенной обработки дыма контроллер 4 выполнен с возможностью управления:

- нагревателем 11 и вентилятором 14 для нагревания зерен в соответствии с профилем нагревания, и

- клапанным устройством 6 обводного канала для осуществления этой обработки дыма.

Предпочтительно контроллер 4 выполнен с возможностью управления временем приведения в действие устройства 32 обработки загрязняющих веществ блока обработки дыма и нагревателя 11 таким образом, чтобы устройство 32 обработки загрязняющих веществ достигло своего рабочего состояния к моменту образования дыма в устройстве 1 для обжаривания.

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 данном 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:

аппарат для обжаривания 10

устройство для обжаривания 1

нагреватель 11

камера 12

выходной канал для дыма 13

вентилятор 14

устройство для сбора дыма 2

отверстия 21

зазор 22

блок обработки дыма 3

канал 30

устройство для отведения дыма 31

клапанное устройство 311

отверстие 312

обводной канал 313

разделительная заслонка 314

устройство обработки

загрязняющих веществ 32

фильтр 33

вентилятор 34

контроллер 4

блок обработки 40

пользовательский интерфейс 41

память 42

интерфейс связи 43

источник питания 44

стена помещения 5

дым 6

датчик 7

кофейные зерна 8

код 81

устройство идентификации кофейных

зерен 9

аппарат для обжаривания 10

помещение 100

вытяжной вентилятор 101

Группа изобретений относится к кофейной промышленности. Раскрыт способ обжаривания кофейных зерен с помощью аппарата (10) для обжаривания, который расположен в помещении и содержит устройство (1) для обжаривания и блок (3) обработки дыма, содержащий устройство (32) обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью обработки дыма (12), образуемого в устройстве для обжаривания, и предотвращения выделения в помещение загрязняющих воздух веществ, включая ароматы кофе, причем указанный способ обжаривания включает в себя стадию введения кофейных зерен (8) в устройство для обжаривания и стадию нагревания указанных кофейных зерен в течение времени, и при этом часть от общего количества дыма, образуемого во время стадии нагревания, выделяется в помещение без обработки в указанном устройстве (32) обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение. При этом устройство (32) обработки загрязняющих веществ представляет собой дожигатель, или каталитический нейтрализатор, или устройство, отводящее загрязняющие вещества из помещения, или фильтр, выполненный с возможностью улавливания ароматов кофе, включая угольный фильтр или древесноугольный фильтр, а аппарат (10) для обжаривания содержит устройство (2) для сбора дыма, соединенное с устройством для обжаривания и выполненное с возможностью сбора дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, и устройство (31) для отведения дыма, расположенное между устройством для сбора дыма и устройством (32) обработки загрязняющих веществ. Также описаны аппарат для обжаривания кофейных зерен и блок обработки дыма, входящий в состав указанного аппарата. Группа изобретений позволяет уменьшить выброс вредных газообразных компонентов, одновременно обеспечивая выделение безопасных и приятных газообразных ароматических веществ. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ обжаривания кофейных зерен с помощью аппарата (10) для обжаривания, который расположен в помещении и содержит:

- устройство (1) для обжаривания, и

- блок (3) обработки дыма, содержащий устройство (32) обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью обработки дыма (12), образуемого в устройстве для обжаривания, и предотвращения выделения в помещение загрязняющих воздух веществ, включая ароматы кофе,

причем указанный способ обжаривания включает в себя стадию введения кофейных зерен (8) в устройство для обжаривания и стадию нагревания указанных кофейных зерен в течение времени, и

при этом часть от общего количества дыма, образуемого во время стадии нагревания, выделяется в помещение без обработки в указанном устройстве (32) обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение,

отличающийся тем, что

устройство (32) обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения в помещение загрязняющих воздух веществ, включая ароматы кофе, представляет собой дожигатель, или каталитический нейтрализатор, или устройство, отводящее загрязняющие вещества из помещения, или фильтр, выполненный с возможностью улавливания ароматов кофе, включая угольный фильтр или древесноугольный фильтр; и

аппарат (10) для обжаривания содержит:

- устройство (2) для сбора дыма, соединенное с устройством для обжаривания и выполненное с возможностью сбора дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, и

- устройство (31) для отведения дыма, расположенное между устройством для сбора дыма и устройством (32) обработки загрязняющих веществ, выполненным с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, причем указанное устройство для отведения дыма выполнено с возможностью отведения по меньшей мере части дыма, собранного устройством для сбора дыма, от устройства обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, и непосредственно наружу за пределы аппарата для обжаривания,

в котором в течение части времени стадии нагревания по меньшей мере часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, выделяется в помещение без обработки в устройстве (32) обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

2. Способ по п. 1, в котором во время промежуточного этапа стадии нагревания образуются ароматы кофе и во время указанного промежуточного этапа по меньшей мере часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, выделяется в помещение без обработки в устройстве (32) обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

3. Способ по любому из пп. 1 или 2, в котором стадия нагревания кофейных зерен в течение некоторого времени состоит из одного первого периода времени и одного второго периода времени, и причем:

- в течение по меньшей мере части первого периода времени по меньшей мере часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, выделяется в помещение без обработки в устройстве (32) обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, и

- в течение второго периода времени по меньшей мере часть дыма подвергается обработке в устройстве (32) обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

4. Способ по п. 3, в котором второй период времени стадии нагревания наступает после первого крекинга кофейных зерен.

5. Способ по п. 1, в котором во время стадии нагревания одна первая часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, выделяется в помещение без обработки в устройстве (32) обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, а одна вторая дополнительная часть дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, подвергается обработке в устройстве (32) обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором:

- устройство для обжаривания содержит блок мониторинга уровня загрязняющих воздух веществ, выполненный с возможностью измерения уровня загрязняющих веществ в дыме, и

- во время стадии нагревания:

измеряют уровень загрязняющих веществ в образуемом дыме и сравнивают его с пороговым значением, и

на основании этого сравнения управляют обработкой дыма с помощью устройства обработки загрязняющих веществ.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором кофейные зерна, вводимые в устройство для обжаривания, представляют собой частично предварительно обжаренные зерна, причем указанные частично предварительно обжаренные зерна были получены путем нагревания зеленых кофейных зерен и прекращения указанного процесса нагревания до завершения первого крекинга.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором:

- устройство для обжаривания содержит устройство идентификации кофейных зерен, выполненное с возможностью идентификации свойств кофейных зерен, вводимых в устройство для обжаривания, и

- способ обжаривания включает стадию:

• идентификации кофейных зерен, вводимых в устройство для обжаривания, для прямого или косвенного определения:

необходимого профиля нагревания, и

уровня содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе применения указанного профиля нагревания или применяемой обработки дыма, и

• нагревания указанных кофейных зерен в соответствии с определенным профилем нагревания и выделения части дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, в помещение без обработки в устройстве (32) обработки загрязняющих веществ, выполненном с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, на основании определенного уровня содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе реализации указанного профиля нагревания, или на основании определенной обработки дыма.

9. Аппарат (10) для обжаривания кофейных зерен в помещении, содержащий:

- устройство (1) для обжаривания, и

- устройство (2) для сбора дыма, выполненное с возможностью сбора дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, и

- блок (3) обработки дыма, содержащий устройство (32) обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью обработки дыма, образуемого в устройстве (1) для обжаривания, и предотвращения выделения в помещение загрязняющих воздух веществ, включая ароматы кофе, причем устройство (32) обработки загрязняющих веществ представляет собой дожигатель или каталитический нейтрализатор, или устройство, отводящее загрязняющие вещества из помещения, или фильтр, выполненный с возможностью улавливания ароматов кофе, включая угольный фильтр или древесноугольный фильтр,

- устройство (31) для отведения дыма, расположенное между устройством для сбора дыма и устройством (32) обработки загрязняющих веществ, выполненным с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, причем указанное устройство для отведения дыма выполнено с возможностью отведения по меньшей мере части дыма, собранного устройством для сбора дыма, от устройства обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, и непосредственно наружу за пределы аппарата для обжаривания,

- контроллер (4), выполненный с возможностью управления указанным устройством (1) для обжаривания и указанным блоком (3) обработки дыма, причем контроллер выполнен с возможностью выделения в помещение части общего количества дыма, образуемого во время стадии нагревания, без обработки этого дыма устройством (32) обработки загрязняющих веществ, выполненным с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

10. Аппарат по п. 9, в котором блок (3) обработки дыма содержит:

- устройство (32) обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, и

- устройство (31) для отведения дыма, расположенное выше по потоку от устройства (32) обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, причем указанное устройство для отведения дыма выполнено с возможностью отведения части дыма, собранного устройством (2) для сбора дыма, от устройства (32) обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, и непосредственно наружу за пределы аппарата для обжаривания.

11. Аппарат по предшествующему пункту, в котором устройство (31) для отведения дыма содержит клапанное устройство (6), а контроллер (4) выполнен с возможностью управления клапанным устройством (6) для выделения в помещение части общего количества дыма, образуемого во время стадии обжаривания, без обработки этого дыма с помощью устройства обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.

12. Аппарат по предшествующему пункту, в котором устройство (31) для отведения дыма содержит обводной канал (31) и клапанное устройство (311).

13. Аппарат по любому из пп. 9-12, который содержит по меньшей мере один датчик (7), выполненный с возможностью отслеживания уровня по меньшей мере одного загрязняющего воздух вещества, а контроллер (4) выполнен с возможностью управления блоком (3) обработки дыма, предпочтительно клапанным устройством (6), на основании, по меньшей мере, отслеживаемого уровня указанного по меньшей мере одного загрязняющего воздух вещества.

14. Аппарат по любому из пп. 9-13, в котором устройство для обжаривания содержит устройство (9) идентификации кофейных зерен, выполненное с возможностью получения информации о кофейных зернах (8), вводимых в устройство для обжаривания, причем контроллер (4) аппарата выполнен с возможностью:

- получения информации о кофейных зернах, вводимых в устройство (1) для обжаривания, для прямого или опосредованного определения:

необходимого профиля нагревания, и

уровня содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе применения указанного профиля нагревания или применяемой обработки дыма, и

- нагревания указанных кофейных зерен в соответствии с определенным профилем нагревания и управления блоком (3) обработки дыма, предпочтительно клапанным устройством (6), на основании определенного уровня содержания загрязняющих воздух веществ, образуемых в ходе применения указанного профиля нагревания, или определенной обработки дыма.

15. Блок (3) обработки дыма, содержащий:

- устройство (2) для сбора дыма, выполненное с возможностью присоединения к выходному каналу для дыма устройства для обжаривания,

- устройство (32) обработки загрязняющих веществ, выполненное с возможностью обработки дыма, образуемого в устройстве для обжаривания, и предотвращения выделения в помещение загрязняющих воздух веществ, включая ароматы кофе, и

- устройство (31) для отведения дыма, расположенное между устройством (2) для сбора дыма и устройством (32) обработки загрязняющих веществ, выполненным с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, причем указанное устройство для отведения дыма выполнено с возможностью отведения части дыма, собранного устройством (2) для сбора дыма, от устройства (32) обработки загрязняющих веществ, выполненного с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение, и непосредственно наружу за пределы блока обработки дыма, причем устройство (32) обработки загрязняющих веществ представляет собой дожигатель, или каталитический нейтрализатор, или устройство, отводящее загрязняющие вещества из помещения, или фильтр, выполненный с возможностью улавливания ароматов кофе, включая угольный фильтр или древесноугольный фильтр,

- контроллер (4), выполненный с возможностью управления указанным блоком (3) обработки дыма, причем контроллер выполнен с возможностью выделения в помещение части общего количества дыма, образуемого на стадии обжаривания, без обработки этого дыма устройством (32) обработки загрязняющих веществ, выполненным с возможностью предотвращения выделения ароматов кофе в помещение.