Машина по приготовлению напитков - RU2700762C2
Код документа: RU2700762C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к машинам по приготовлению напитков для приготовления напитков или тому подобного из порционной упаковки с порционной оболочкой (например, капсулой) и экстрагируемым материалом (например, кофе), содержащимся в порционной упаковке. В частности, оно относится к машине по приготовлению напитков и к способу работы машины по приготовлению напитков.
Машины по приготовлению напитков для приготовления напитков или тому подобного из экстрагируемого материала, имеющегося в порционной упаковке, известны, например, как кофемашины или эспрессо-машины. Во многих соответствующих системах порционные оболочки выполнены в виде капсул, в которых заключен экстрагируемый материал, например, с обеспечением воздухонепроницаемости. Для экстракции капсула прокалывается, например, на двух противоположных друг другу сторонах. На первой стороне затем вводится экстрагирующая жидкая среда, обычно горячая вода. На второй стороне из капсулы выводится продукт экстракции. Это происходит в так называемом заварочном блоке. Этот блок содержит заварочную камеру, в которой капсулу размещают для процесса заваривания. Помимо капсул также известны так называемые чалды, в случае которых порционная оболочка состоит из водопроницаемой фильтровальной бумаги и которые, таким образом, необязательно прокалывать.
Машины по приготовлению напитков описанного в данном документе типа содержат, помимо резервуара для воды и насоса, средство нагрева воды (проточный нагреватель или, опционально, бойлер). Вода поступает из средства нагрева воды в заварочную камеру, где происходит процесс заваривания.
Качество заварного напитка, получаемого в процессе заваривания, критически зависит от температуры заваривания. Для этого температура на стороне выхода средства нагрева воды должна быть точно отрегулирована. Несмотря на это, на практике часто наблюдаются колебания температур заваривания и, как следствие, непостоянное качество заварного напитка. Основной причиной этого может быть следующая проблема: элементы заварочной камеры остывают, если машина не использовалась в течение длительного времени. Если затем происходит заваривание напитка, в частности напитка с небольшим объемом (например, эспрессо или ристретто), то напиток, как следствие, также немного остывает по пути через заварочную камеру.
В этой связи в ЕР 0 935 938 раскрыта эспрессо-машина с электрическим нагревательным элементом и с регулирующим контуром для регулировки температуры в нагревательном элементе. Для предотвращения охлаждения напитка ниже требуемой температуры напитка в случае первого заваривания после включения эспрессо-машины предлагается сделать заданную температуру нагревательного элемента зависимой от исходной температуры нагревательного элемента (термоблока). Например, если исходная температура соответствует комнатной температуре, требуемая температура может быть примерно на 10° больше, чем температура, когда нагревательный элемент уже был горячим, чтобы напиток в конечном итоге имел ту же температуру. Однако это решение подразумевает, что температура воды при первом контакте с экстрагируемым материалом (молотый кофе) не всегда одинакова, что влияет на такие свойства напитка, как аромат и т.д. Это может негативно сказываться на ароматических характеристиках, напрямую связанных с температурой заваривания, поэтому описанная выше проблема непостоянного качества напитка не решается.
WO 2014/195842 относится к кофемашине, в которой скорость потока регулируется проточным нагревателем в зависимости от его температуры таким образом, что температура на стороне его выхода соответствует заданному значению. Однако это не решает описанную выше проблему.
Задачей изобретения является создание машины по приготовлению напитков, в которой устранены недостатки предшествующего уровня техники и которая, в частности, обеспечивает настолько неизменную температуру заваривания и напитка, насколько это возможно, независимо от предыдущих условий. Предпочтительно машина по приготовлению напитков должна в максимально возможной степени обеспечивать возможность ресурсосберегающей эксплуатации и быть удобной для потребителя в отношении управления и обращения.
Согласно одному аспекту изобретения создана машина по приготовлению напитков для приготовления заварных напитков из порционной упаковки с экстрагируемым материалом, содержащимся в порционной оболочке. Машина по приготовлению напитков содержит резервуар для воды, насос, средство нагрева воды и заварочную камеру для размещения порционной упаковки, причем насос выполнен с возможностью подачи воды по каналу для жидкой среды из резервуара для воды через средство нагрева воды в заварочную камеру. Машина отличается тем, что содержит по меньшей мере один температурный датчик для измерения температуры вдоль канала для жидкой среды (в месте расположения средства нагрева жидкой среды или ниже по потоку от него) и тем, что она выполнена с возможностью измерения начальной температуры в месте расположения температурного датчика в по меньшей мере одном режиме работы (например, регулируемом режиме работы или принимаемом при каждой эксплуатации) после процедуры включения или процедуры запуска перед возможной процедурой нагревания средства нагрева воды и, после достижения средством нагрева воды рабочей температуры, выполнения процедуры промывки заварочной камеры водой из средства нагрева воды, а именно тогда и только тогда, когда измеренная начальная температура соответствует определенному условию. Лишь после такой возможной процедуры промывки осуществляется ввод порционной упаковки в заварочную камеру.
Условие, которому должна соответствовать начальная температура для выполнения процедуры промывки, может представлять собой, в частности, падение ниже фиксированного порогового значения. Было обнаружено, что для этой цели целесообразным является пороговое значение в диапазоне от 25° до 85° или в диапазоне от 30° до 60°С, в частности в диапазоне от 35°С до 50°С. Оптимальное пороговое значение зависит от конкретных обстоятельств, например от общей теплоемкости средства нагрева воды, наполненного водой, по сравнению с общей теплоемкостью частей заварочной камеры, от соответствующих свойств теплопроводности и т.д. Его также можно определять с помощью численных расчетов и/или экспериментально для конкретного типа машины по приготовлению напитков, и затем оно может быть установлено в машине по приготовлению напитков с помощью программного обеспечения или же, опционально, аппаратного обеспечения (например, в виде биметаллического переключателя). Также не исключено, что на него может влиять пользователь или обслуживающий персонал.
Вместо фиксированного порогового значения также возможны другие условия, например, пороговое значение, зависящее от обстоятельств (например, заданное количество жидкой среды), при этом при небольших заданных количествах жидкой среды промывка выполняется скорее при более высоких температурах, чем при более низких температурах.
Машина по приготовлению напитков может быть сконфигурирована так, чтобы выполнять процедуру промывки, зависящую от начальной температуры, после каждой процедуры запуска (и, опционально, процедуры включения), или когда машина находится в режиме работы, выбираемом пользователем (например, "автоматический режим ожидания" или "эспрессо/ристретто" и т.д.).
В частности, процедура запуска может включать в себя запуск из режима ожидания, в котором энергия не подается на средство нагрева воды. При этом эта процедура может включать в себя процедуру промывания, выполняемую или не выполняемую в зависимости от измеренной начальной температуры, только после процедуры запуска (из режима ожидания) или как после процедуры включения, так и после процедуры запуска. В первом случае (только после процедуры запуска) может быть, например, предусмотрено, что процедура промывания происходит всегда после процедуры включения независимо от начальной температуры.
Процедура согласно изобретению может быть связана, например, с автоматическим режимом ожидания, в котором машина по приготовлению напитков переходит в режим ожидания после выполнения заданного условия, например, после определенного промежутка времени без заваривания, например, составляющего одну минуту или нескольких минут. С учетом такого автоматического режима ожидания процедура согласно изобретению имеет особенное преимущество, поскольку может использовать преимущества режима ожидания в отношении экономии энергии без существенного ухудшения удобства управления и качества напитка, в частности, если переход в режим ожидания выполняется уже через короткий промежуток времени.
Дополнительный энергосберегающий эффект процедуры согласно изобретению достигается тем, что процедура промывки происходит не каждый раз, а лишь тогда, когда выполнено заданное условие, а именно, если оценивается, что заварочная камера недостаточно теплая.
Введение порционной упаковки в заварочную камеру может быть, например, обеспечено посредством того, что:
- порционная упаковка, удерживаемая в промежуточном положении, например, положении распознавания капсулы или, опционально, в элементе хранения, перемещается в заварочную камеру, или порционная упаковка, удерживаемая в промежуточном положении, падает в заварочную камеру;
- пользователю предлагается вставить порционную упаковку в определенный момент (лишь после процедуры промывки, если измеренная начальная температура была ниже порогового значения, или в противном случае, например, сразу после процедуры включения или запуска или после нагрева);
- разрешается ввод порционной упаковки, опционально с направлением соответствующего сигнала пользователю, после предотвращения такового до окончания возможной процедуры промывки, например, путем блокировки загрузочного отверстия.
Изобретение основано на обнаружении того, что колебания температуры заваривания и неравномерность температуры готового заварного напитка зависят, в частности, от того, является ли сама заварочная камера горячей или нет. Если с момента выполнения последнего процесса заваривания прошло много времени, то при определенных обстоятельствах заварочная камера уже охладилась, и первое заваривание может привести к неудовлетворительному результату. Эта проблема может быть решена, если соответствующим образом выбирать время до перехода в режим ожидания(то есть, для переключения в режим ожидания требуется примерно столько же времени как для охлаждения заварочной камеры), и/или запрограммировать машину по приготовлению напитков для выполнения кратковременной процедуры промывки горячей водой после каждой процедуры включения или запуска. Первый вариант имеет недостаток, заключающийся в увеличении потребления энергии, а второй - недостаток, заключающийся в том, что при определенных обстоятельствах процедуры промывки должны выполняться практически перед каждым завариванием, особенно когда кофемашина по соображениям экономии энергии быстро переходит в режим ожидания после использования. Потребитель находит это раздражающим и ненужным.
Благодаря тому, что согласно изобретению начальная температура измеряется, опционально перед нагреванием, переход в режим ожидания может быть выполнен с произвольной скоростью, при этом, тем не менее, в зависимости от требований может быть выполнен предварительный нагрев заварочной камеры посредством процедуры промывки. При этом без ограничений также могут быть учтены возможные внешние факторы, в частности температура окружающей среды.
В частности, температурный датчик закреплен в элементе вдоль канала для жидкой среды или на этом элементе, а именно либо в средстве нагрева воды или на средстве нагрева воды, либо на элементе, расположенном ниже по потоку от средства нагрева воды, например, трубопроводе для жидкой среды, ведущем к заварочной камере, или на элементе самой заварочной камеры. Было установлено, что при определенных обстоятельствах особенно предпочтительно, если упомянутый температурный датчик закреплен в самом средстве нагрева воды или на самом этом средстве. Во-первых, поскольку во многих случаях там и так уже имеется температурный датчик, используемый для регулирования средством нагрева воды, отпадает необходимость в дополнительных затратах на оборудование. Во-вторых, существует корреляция между температурой частей заварочной камеры с одной стороны и температурой средства нагрева воды с другой стороны, и, таким образом, измерение может быть выполнено в месте расположения средства нагрева воды, где его выполнить проще, чем в заварочной камере с подвижными частями, частично подверженными загрязнению, при этом это измерение является достоверным. Однако не исключается установка температурного датчика с прямым контактом с заварочной камерой, например, с инжектором, через который в порционную упаковку вводится горячая вода. Изобретение также относится к способу работы машины по приготовлению напитков, в частности описанного выше типа, содержащему следующие этапы:
- измеряют температуру вдоль канала для жидкой среды (в частности, в средстве нагрева воды или на средстве нагрева воды) в качестве начальной температуры, после сигнала для запуска из режима ожидания или после включения машины по приготовлению напитков, в частности путем приведения пользователем в действие соответствующего элемента управления (кнопки или тому подобного),
- нагревают воду в средстве нагрева воды до рабочей температуры, после измерения температуры;
- выполняют промывку заварочной камеры нагретой водой из средства нагрева воды тогда и только тогда, когда начальная температура находится ниже порогового значения;
- вводят порционную упаковку и заваривают подлежащий завариванию напиток.
Варианты осуществления изобретения описаны ниже со ссылкой на чертежи. На чертежах одинаковые цифровые обозначения относятся к одинаковым или аналогичным элементам, при этом:
на фиг. 1 показана кофемашина в качестве примера машины по приготовлению напитков согласно изобретению;
на фиг. 2-4 в каждом случае показана принципиальная схема кофемашины; и
на фиг. 5 показана блок-схема способа, для осуществления которого предназначена машина по приготовлению напитков.
Машина 1 по приготовлению напитков с фиг. 1 представляет собой, например, кофемашину с порционными капсулами известного типа и с горизонтальным заварочным модулем.
Помимо корпуса 2, она имеет подставку 3 для сосуда для напитков, в данном случае с решеткой для стока и расположенным под ней контейнером для сбора (закрыт на чертеже) для капель жидкой среды. Над подставкой находится выпускное отверстие 5 для напитка, через которое напиток, например кофе, поступает в сосуд для напитков. В показанном варианте осуществления резервуар 7 для воды может быть вытянут вперед для заполнения и очистки. Рядом с ним находится контейнер 9 для сбора для использованных капсул для напитка. Капсула попадает в него после того, как для процесса заваривания она попала в заварочную камеру, расположенную во внутренней части машины по приготовлению напитков, и падает вниз, известным образом для машин по приготовлению напитков с горизонтальным заварочным блоком.
На фиг. 1 также показана ручка 8 управления, с помощью которой заварочная камера может быть открыта, причем в показанном на чертежах опущенном состоянии ручки управления также сразу закрывается загрузочное отверстие для ввода капсулы в заварочную камеру или в промежуточное положение.
На фиг. 2 показана принципиальная схема такой машины 1 по приготовлению напитков. Помимо резервуара 7 для воды, она имеет насос 11 для подачи воды для заваривания в заварочную камеру и средство 12 нагрева воды (например, проточный нагреватель или бойлер). Блок 13 управления выполнен с возможностью управления насосом 11 и средством 12 нагрева воды согласно требованиям, для чего он соединен с непоказанными пользовательскими средствами ввода данных. Кроме того, вдоль канала для жидкой среды известным образом могут быть расположены дополнительные элементы, например, расходомер; такой расходомер предпочтительно расположен выше по потоку от средства нагрева воды.
К средству нагрева воды прикреплен температурный датчик 15 (альтернативно температурный датчик также может содержать чувствительный элемент, проходящий во внутреннюю часть средства нагрева воды и непосредственно входящий в контакт с водой). Блок 13 управления выполнен с возможностью считывания температурного датчика. Это используется, например, для регулирования температуры средства нагрева воды. Кроме того, температурный датчик 15 используется для процедуры согласно изобретению, как описано ниже.
При нормальном режиме порционная капсула 10, в изображенном варианте соответствующая известной из WO 2010/118543, вводится сверху в заварочную камеру 16, причем конструкция капсулы не влияет на процедуру согласно изобретению. Может быть предусмотрено, что ввод сначала происходит в промежуточное положение снаружи заварочной камеры, например, как описано в неопубликованной европейской патентной заявке 14 195 680.5. В промежуточном положении опционально может быть выполнен этап распознавания капсулы. В таком случае передача капсулы в заварочную камеру 16 управляется машиной. Дополнительно или альтернативно могут иметься другие средства, влияющие на момент времени, в который капсула попадает в заварочную камеру. Такие другие средства могут включать в себя блокировку ввода и/или соответствующий индикатор для пользователя, опционально дополненный условным цветовым обозначением.
Нагретая вода для заваривания, подаваемая насосом, протекает через капсулу в заварочную камеру 16. В результате процесса экстракции получается заварной напиток, поступающий через выпускное отверстие для напитка в сосуд 30 для питья, расположенный ниже на подставке. После процесса заваривания порционная капсула выбрасывается вниз в контейнер 9 для сбора.
На фиг. 3 показана принципиальная схема машины по приготовлению напитков, в которой температурный датчик, используемый для описанной в данном документе процедуры, расположен не на средстве 12 нагрева воды или в средстве 12 нагрева воды, а на трубопроводе для жидкой среды или в трубопроводе для жидкой среды, расположенном ниже по потоку от средства нагрева воды.
Часто в машинах по приготовлению напитков описанного в данном документе типа между средством 12 нагрева воды с одной стороны и заварочной камерой 16 с другой стороны расположен по меньшей мере один клапан 18, что схематично показано в варианте осуществления с фиг. 4. Такой клапан 18 может среди прочего служить, например, для подачи нагретой воды на выбор в заварочную камеру или в другой канал для жидкой среды, например, в соединительный элемент для горячей воды машины по приготовлению напитков, соединительный элемент для пара и/или канал для очистки, например, молочного модуля, не описанного подробно в данном документе.
Эффект от такого клапана 18 может заключаться в том, что он обеспечивает термическое разъединение или охлаждение за счет рассеивания тепла. Для этого случая, в некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительно, если температурный датчик 15 расположен ниже по потоку от средства нагрева воды, что и показано на фиг. 4.
Возможны, разумеется, и комбинации. Например, один температурный датчик может находиться в средстве нагрева воды и/или на средстве нагрева воды, а другой температурный датчик может находиться на канале для жидкой среды или в канале для жидкой среды ниже по потоку от средства нагрева воды, например, опционально ниже по потоку от клапана. В этом случае блок управления можно сконфигурировать для учета измеренного значения от одного определенного из температурных датчиков, учета значения, зависящего от пользовательской настройки, или учета значения, полученного в результате вычисления из комбинации различных измеренных значений.
Машина по приготовлению напитков выполнена так, чтобы, после инициализации (в частности, после запуска из режима ожидания), сначала измерять температуру посредством температурного датчика 15 для оценки, является ли заварочная камера достаточно теплой для процесса заваривания. На фиг. 5 схематично показана последовательность этапов. После инициализации 21 (включение или запуск машины пользователем) осуществляется измерение 22 начальной температуры TA посредством температурного датчика 15. Затем нагревается средство 12 нагрева воды. Затем, в зависимости от ранее измеренной начальной температуры TA, выполняется или не выполняется процедура 25 промывки, причем процедура промывки выполняется, если начальная температура TA меньше порогового значения Ts, составляющего, например, 40 ° C. На фиг. 5 цифровое обозначение 24 соответствует точке разветвления в последовательности этапов, а пунктирной стрелкой 29 показано, что для сравнении используется значение TA, определенное на предыдущем этапе (измерение 22).
После промывки, если таковая была выполнена, или после нагревания осуществляют ввод 26 порционной упаковки, в частности капсулы, например, кофейной капсулы. Если начальная температура выше порогового значения, то ввод порционной упаковки может быть осуществлен уже одновременно с процедурой нагрева. Затем, известным образом, происходит процесс 27 заваривания, после чего способ завершается (завершение 28), например, путем выброса порционной упаковки в контейнер 9 для сбора.
Кроме того, машина по приготовлению напитка может быть выполнена с возможностью выполнения описанной операции (измерение, выполнение промывки в зависимости от измеренного значения) перед процессом заваривания, если она перед этим не была включена или не была запущена.
Реферат
Заявлена машина по приготовлению напитков для приготовления заварных напитков из порционной упаковки с экстрагируемым материалом, содержащимся в порционной оболочке. Машина по приготовлению напитков содержит резервуар (7) для воды, насос (11), средство (12) нагрева воды и заварочную камеру (16) для размещения порционной упаковки (10), причем насос (11) выполнен с возможностью подачи воды по каналу для жидкости из резервуара (7) для воды через средство (12) нагрева воды в заварочную камеру (16). Машина отличается тем, что содержит температурный датчик (15) для измерения температуры вдоль канала для жидкости, и тем, что выполнена с возможностью измерения начальной температуры в месте расположения температурного датчика (15) по меньшей мере в одном режиме работы после процедуры включения или процедуры запуска и перед возможной процедурой нагревания средства нагрева воды и после достижения средством (12) нагрева воды рабочей температуры выполнения процедуры промывки заварочной камеры водой из средства нагрева воды тогда и только тогда, когда измеренная начальная температура соответствует определенному условию, и лишь затем обеспечения ввода порционной упаковки в заварочную камеру. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
