Область техники

Настоящее изобретение относится к области машин для приготовления напитков на основе жареного зернового кофе, в том числе автоматических кофемашин для домашнего и профессионального использования.

Предшествующий уровень техники

Основными блоками известных автоматических кофемашин являются емкость (бункер) для приема и хранения исходного кофе, блок размола с дозатором, термоблок с помпой (заварной блок), электронный блок управления, площадка выдачи кофе, объединенные в едином корпусе. За последние годы узлы кофемашин прошли многочисленные усовершенствования. Многие из них в основном ориентированы на сервис и удобства кофемашины и зачастую не затрагивают напрямую качество напитка. Между тем, исходный кофе, помещенный в бункер, подвержен непрерывному старению и теряет качество, аромат и вкус, вследствие чего теряется и качество напитка. Особую важность проблемы сохранения качества исходного кофе легко понять, если учесть что в структуре затрат годового пользования кофемашиной стоимость использованного кофе может далеко превышать стоимость самой кофе-машины. Ситуация становится еще более острой при использовании кофе дорогих сортов. Ввиду значимости данной проблемы механизмы и основные факторы старения кофе хорошо изучены. Известно, что при хранении кофе подвергается негативному воздействию влаги, кислорода воздуха и температуры, что в сумме постепенно снижает качество кофе (вкус, аромат) вследствие сложных химических процессов. Еще один механизм ухудшения качества кофе, не связанный непосредственно с химическими процессами, обусловлен летучестью ароматических веществ. При этом со временем происходит потеря качества кофе вследствие уменьшения содержания ароматических веществ, особенно при повышении температуры окружающей среды и, соответственно, температуры кофе в емкости для хранения исходного кофе.

Из вышеприведенного следует, что для повышения качества кофейного напитка путем лучшего сохранения вкуса и аромата необходима комплексная система, цель которой - защитить емкость хранения кофе от влаги и кислорода, а также снизить температуру хранения для уменьшения летучести душистых веществ кофе и замедления разнообразных химических реакций старения кофе. Подобная защита для последующих узлов дозирования и помола малозначима и не решит вышеописанную проблему качества, поскольку в современных кофемашинах дозированный и молотый кофе не хранится, и немедленно после помола используются для заварки порции напитка.

Известна кофемашина с охлаждаемым отделением (Заявка WO 201 1/015963, МПК A47J31/44, опубл. 02.10.2011), содержащая устройство для соединения охлаждаемого отделения, в котором содержится молоко или другая скоропортящаяся жидкость, с насадкой для подачи горячего или эмульгированного молока. Соединительное устройство имеет, по меньшей мере, участок, который может быть охлажден в результате присоединения отделения, в котором содержится емкость для молока. Упомянутое охлаждаемое отделение содержит контур для охлаждения текучей среды при тепловом контакте с упомянутым соединительным устройством для обеспечения долгосрочности хранения скоропортящихся жидкостей.

Недостатком кофемашины является то, что она решает задачу охлаждения и сохранения молока или другой скоропортящейся жидкости, при этом емкость для хранения кофе не охлаждается.

Известна система дозирования молотого кофе (патент RU 2403850, МПК

A47J 31/40, опубл. 20.11.2010), которая содержит мешок для молотого кофе. Данный мешок может быть изготовлен из газонепроницаемого материала, такого как многослойный композит с использованием фольги, пленки, например пленки EVOH (на основе сополимера полиэтилена и винилового спирта), или других материалов подобного типа. В мешок для молотого кофе может быть помещено некоторое количество молотого кофе. Мешок может быть заполнен азотом или иными подходящими газами, чтобы сохранить свежесть молотого кофе или других помещенных в него материалов.

Недостатком данной системы дозирования молотого кофе является отсутствие защиты исходного зернового кофе в емкости хранения кофе от попадания воздуха и кислорода. Между тем, как отмечено выше, именно в емкости хранения и происходит в основном, потеря качества кофе. Напротив, молотое кофе в конструкциях современных автоматических кофемашин не требует специальной защиты, поскольку оно сразу же после помола расходуется для заваривания напитка.

Предложен узел для дозирования пищевых продуктов, в том числе для дозирования кофе (патент RU2521732, МПК G01F11/24; A47J42/50, опубл. 10.07.2014), содержащий емкость для хранения пищевого продукта, и вращающееся в специальном гнезде дозирующее устройство. Дозирующее устройство отделяет емкость для хранения пищевого продукта от следующего узла и дополнительно имеет свободное отверстие (штуцер), что дает потенциальную техническую возможность для присоединения дополнительной линии подачи инертного газа.

Недостатком данного устройства является сложность ввода газа через дополнительное дозирующее устройство, при этом система газовой и температурной защиты в самой емкости для хранения исходного кофе отсутствует.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего решения является разработка кофемашины с системой, обеспечивающей сохранение качества исходного кофе и повышением вследствие этого качества конечного напитка.

Поставленная задача решается с помощью кофемашины, включающей емкость 1 для приема и хранения кофе, блок размола с дозатором, блок для заваривания 9, электронный блок управления.

Емкость 1 для приема и хранения кофе снабжена системой защиты качества исходного кофе, которая включает узел подачи нейтральных газов непосредственно в емкость 1 хранения кофе и/или вокруг нее.

Предпочтительно в узле подачи нейтральных газов установлен газовый баллон 4 или другой источник нейтрального газа, связанный с датчиком контроля газовой среды 2 в емкости 1 и клапаном тонкой регулировки 5, объединенные с помощью центрального процессора для автоматического регулирования подачи газа.

Предпочтительно система защиты качества исходного кофе дополнительно включает узел охлаждения 8, расположенный в верхней части корпуса емкости 1 или на крышке 6 емкости 1 и связанный с датчиком температуры 3 для управления охлаждением до заданной температуры в емкости 1 с помощью центрального процессора.

Предпочтительно емкость 1 имеет люк 7 для загрузки кофе, выполненный с возможностью выпуска избыточного газа.

Предпочтительно емкость 1 для приема и хранения кофе разделена подвижными перегородками на несколько отделений для заваривания разных сортов кофе.

Предпочтительно узел охлаждения 8 расположен на линии подачи газа для охлаждения нейтрального газа и кофе.

Предпочтительно узел охлаждения 8 выполнен в виде полупроводникового модуля с вентилятором и радиатором.

Предпочтительно узел охлаждения 8 выполнен в виде минихолодильника. Предпочтительно дно охлаждаемой емкости 1 выполнено из металла с высокой теплопроводностью и дополнительно снабжено направляющими экранами, формирующими замкнутый коридор, для направления холодного воздуха к месту нагрева блока размола кофе для его охлаждения и уменьшения разложения и испарения ароматических веществ при размоле.

Предпочтительно емкость 1 для приема и хранения кофе вместе с системой защиты кофе выполнена отдельно от корпуса кофемашины.

Предпочтительно газовый баллон 4 установлен в корпусе кофемашины или отдельно от корпуса.

Предпочтительно в качестве источника нейтрального газа используются мембранные устройства, адсорбционные устройства.

Предпочтительно в узле подачи газов (нейтральные по отношению к кофе газы, например, С0 ₂ и др. газы, или инертный газ, например, азот, аргон, другие инертные газы, смеси), на линии формирования защитной атмосферы установлен клапан тонкой регулировки подачи газа 5, управляемый центральным процессором.

Еще одним вариантом является подача газа вокруг емкости хранения с использованием дополнительного экрана 10 или другого вспомогательного устройства. При этом предпочтительно газ подается частично или полностью внутрь емкости 1 и в зону вокруг емкости 1. Емкость 1 для приема и хранения кофе с системой защиты может быть расположена в корпусе кофемашины.

Емкость 1 для приема и хранения кофе с системой защиты может быть выполнена отдельно от корпуса кофемашины.

Техническим результатом изобретения является сохранение качества кофе в емкости для приема и хранения кофе и повышение качества конечного напитка в кофемашине.

Краткое описание чертежей На фиг. 1 и 2 показан вариант выполнения кофемашины с контейнером для хранения кофе, включающим узел охлаждения и узел подачи газов для формирования защитной атмосферы (фронтальный вид фиг.1 и вид сбоку фиг.2).

Кофемашина включает емкость 1 для приема и хранения кофе, в которой установлены датчик контроля газовой среды 2 и датчик температуры 3, связанные с центральным процессором электронного блока управления (не показан на фигурах).

Электронный блок управления запрограммирован для приведение в действие, по меньшей мере, одной функции кофемашины с учетом сигналов соединенных с ним датчиков температуры 3 и газовой среды 2.

В узле подачи газов для формирования защитной атмосферы установлен газовый баллон 4, где под давлением находится нейтральный по отношению к кофе газ (например, С0 ₂ и др. газы или смеси), инертный газ (азот, аргон, другие инертные газы или их смеси), клапан тонкой регулировки 5, который управляется электронным блоком, получающим информацию от датчика контроля газовой среды 2, и регулирующим поступление газа в нижнюю часть емкости 1. В герметичной крышке 6 емкости 1 находится закрывающийся люк 7 для загрузки кофе, который одновременно является выпускным клапаном для выхода избытка поступившего газа (фиг.1). Защитный газ может подаваться вокруг емкости 1 с использованием дополнительного экрана 10 или любых других устройств вокруг емкости 1. При этом газ может проходить частично или полностью внутрь емкости 1 и в зону вокруг емкости 1, образованную дополнительным экраном 10. Использование дополнительного экрана 10 вокруг емкости 1 позволяет использовать различные способы подачи нейтрального газа для лучшего сохранения качества кофе.

Узел охлаждения 8 может быть расположен в верхней части емкости 1 или на крышке 6 емкости 1 или на линии подачи газа для охлаждения нейтрального газа и кофе.

Узел охлаждения 8 связан с датчиком температуры 3 для управления охлаждением в емкости 1 через центральный процессор электронного блока управления. Узел охлаждения 8 может быть выполнен в виде любых известных из уровня техники устройств, предназначенных для охлаждения. Узел охлаждения 8 может быть выполнен в виде термоэлектрического блока или блока другого типа (например, компрессионный холодильник).

При использовании варианта кофемашины, включающего емкость 1 для приема и хранения кофе с узлом охлаждения 8 и системой управления атмосферой, датчики газовой среды 2, температуры 3 и клапан тонкой регулировки 5 стандартным образом соединены электрическими цепями с центральным процессором и включены в общую электронную схему управления кофемашиной.

Центральный процессор, наряду со своими известными функциями, используемыми в кофемашинах, дополнительно регулирует по сигналу датчиков 2, 3 подачу газа из газового баллона 4, а также включает и выключает узел охлаждения 8.

Возможно узел охлаждения 8 выполняют в виде полупроводникового модуля с вентилятором и радиатором или узел охлаждения 8 выполняют в виде минихолодильника.

В кофемашине емкость 1 для приема и хранения кофе с системой защиты может находиться в корпусе кофемашины или вне корпуса и использоваться самостоятельно для защищенного хранения кофе.

В кофемашине газовый баллон 4 может находиться в корпусе кофемашины или вне корпуса, или может быть заменен источником нейтрального газа любого другого типа, известного из уровня техники.

Одним из вариантов источников нейтральных газов могут быть мембранные устройства, адсорбционные устройства. В кофемашине на фиг.2 емкость 1 предпочтительно выполнена с герметичной крышкой 6 и герметичным люком 7 с клапаном для выпуска избытка газа. Нижнюю стенку (дно) охлаждаемой емкости выполняют предпочтительно из металла с высокой теплопроводностью. Благодаря этому охлажденный воздух от дна или стенки емкости 1 опускается вниз и будет охлаждать блок размола зерен кофе (на фиг.1 и 2 не показан), что уменьшит разложение и испарение ароматических веществ при размоле кофе. Охлаждаемое дно емкости 1 предпочтительно дополнить направляющими экранами, которые формируют замкнутый коридор, для направления холодного воздуха непосредственно на место нагрева блока размола кофе.

Один из вариантов кофемашины, включающей узел подачи газов и узел охлаждения, работает следующим образом.

Датчик контроля газовой среды 2 при обнаружении превышения концентрация кислорода в емкости 1 выше заданного уровня передает данные на центральный процессор, который управляет работой клапана тонкой регулировки подачи газа 5. Сжатый газ из баллона 4 начинает поступать в нижнюю часть емкости 1 и постепенно вытесняет из нее воздух, включая находящиеся в ней кислород и пары воды. Управление подачей газа контролируется центральным процессором электронного блока, который присутствует в современных аппаратах и управляет работой всей кофемашины. Избыточный газ выходит через выпускной клапан люка 7 на крышке 6. После восстановления заданной нейтральной газовой среды в соответствии с информацией от датчика контроля газовой среды 2 управляемый клапан 5 закрывается и поступление газа в емкость 1 прекращается. Параллельно с этим, следуя информации датчика температуры 3, включается и выключается узел охлаждения 8, поддерживая температуру хранения кофе в заданном интервале, например, в диапазоне 5-10°С.

Лучший вариант осуществления изобретения Все варианты выполнения кофемашины с емкостью 1 для приема и хранения кофе, описанные выше, являются лучшими вариантами осуществления изобретения. Промышленная применимость

Использование предлагаемой кофемашины позволяет сохранить качество исходного кофе и улучшить тем самым качество приготовляемого напитка. Представленная система защиты качества кофе может быть использована в различных вариантах выполнения кофемашины для приготовления различных кофейных напитков.