用于检查咖啡豆烘焙系统的方法与流程

1.本发明涉及用于在安全环境中烘焙咖啡豆的设备。


背景技术：

2.烘焙咖啡豆是众所周知的过程。主要步骤包括将咖啡豆加热至期望的烘焙水平，然后对经加热的咖啡豆冷却或淬火以停止烘焙。在加热期间，散发出烟气。此烟气包含所有安全且期望的组分，特别是常见的烘焙咖啡香味，但也包含不期望的不太安全的挥发性有机化合物(voc)voc诸如吡啶、2-呋喃甲醇、咖啡因糠醛、甲醛、乙醛......和颗粒物(pm
2.5
，pm
10
)...
3.在生产大量烘焙型咖啡豆的制造场所中实施烘焙时，通常提供用于捕获不安全组分的所有条件。
4.但是，最近的趋势是在顾客能够消费由经新鲜烘焙的咖啡豆冲煮的咖啡的商店、餐厅和咖啡馆中利用小烘焙机实施小批量烘焙。烘焙机不仅提供新鲜度和剧院的优点，而且还将令人愉悦的经烘焙的咖啡香味分配在商店或咖啡馆内。
5.然而，如上所述，也会散发有害的组分。当烘焙机用于封闭环境(如商店、咖啡馆或餐厅)中时，一些组分的排放可根据房间的尺寸、房间的通风而变得有害，...对于在房间内工作数小时的人，闻到烘焙机的烟气可导致健康问题。
6.因此，在这种环境中，建议停止从烘焙机排放烟气，以避免对商店中存在的人的任何健康问题。现有的解决方案包括破坏污染物，诸如能够热氧化污染物的后燃器或催化后燃器，或将污染物保留在设备内，如机械过滤器(金属筛或纸过滤器)、活性炭过滤器或静电沉降器或它们的组合。
7.当使用活性炭过滤器时，必须定期更换活性炭物质(通常保持在包中)以进行再生。在此操作期间，移除旧的活性炭包并引入新的新鲜活性炭包。在此操作期间，可能发生操作者移除旧包但忘记引入新包的情况。烟气过滤器可能包括多个不同过滤器的组合，所有这些过滤器都需要不同的清洁处理，这一事实可能会加重这种错误。
8.在活性炭过滤器的情况下，过滤器内不存在活性炭包不会妨碍烘焙操作，因为烘焙排放物可以自由地流过，并且操作者可能没有意识到在实施多次烘焙操作之前烟气没有得到处理，此时会出现恶臭气味，这在商店、咖啡或餐馆中是不期望的。


技术实现要素：

9.本发明的目的是解决上述存在的问题或类似的问题。
10.具体地，本发明的目的是解决告知操作者烟气过滤器的一个零件(诸如活性炭包)不存在的问题。
11.有利的是提供一种方法，该方法使烘焙操作者能够被告知烟气过滤器的一个零件不存在，而无需添加特定于该零件的传感器。
12.在第一方面，提供了一种用于检查烘焙系统的方法，所述系统包括：
[0013]-至少一个烘焙设备，所述设备在咖啡豆的加热期间产生烟气，和
[0014]-至少一个烟气处理单元，该至少一个烟气处理单元被配置成处理由该至少一个烘焙设备产生的烟气流的至少一部分，所述烟气处理单元包括至少一个可移除过滤装置，
[0015]-烟气驱动器，该烟气驱动器被配置成将烟气从该烘焙设备驱动到所述至少一个过滤装置，
[0016]
其中该至少一个烟气处理单元包括至少一个下游压力传感器，所述下游压力传感器被配置成测量所述至少一个可移除过滤装置下游的压力，
[0017]
其中该方法包括如下步骤：
[0018]-操作至少该烟气驱动器以驱动气体通过该烟气过滤单元，
[0019]-测量该可移除过滤装置下游的该压力传感器处的压力p，
[0020]-计算与参考压力pref相比的压降δp＝p-pref，
[0021]-将所述压降δp与对应于该压力传感器上游的所述至少一个可移除过滤装置的存在的预先确定的阈值δp0进行比较，
[0022]-如果所述压降δp偏离所述预先确定的阈值δp0，则显示警报。
[0023]
该方法的目的是检查烘焙系统是否正常工作，特别是检查该系统的该烟气处理单元是否正常工作，准确地说，检查该烟气处理单元的可移除过滤装置是否缺失。
[0024]
此烘焙系统(在该烘焙系统应用了该方法)包括两种类型的设备：
[0025]-第一，该烘焙设备，在其中加热豆以进行烘焙，以及
[0026]-第二，该烟气处理单元，该烟气处理单元被配置成处理在该咖啡豆的该烘焙期间在该第一烘焙设备内生成的该烟气。
[0027]
这两个设备可为单个主系统的子部件，或另选地，可将这两个设备视为在烘焙过程中协同工作的单独模块。
[0028]
如下所述，该系统可包括多个烘焙设备和/或多个烟气处理单元。
[0029]
可使用任何类型的烘焙设备。在烘焙设备中，咖啡豆被加热并且优选地进行混合以使咖啡豆的加热均匀化。
[0030]
加热源可以是由天然气、液化石油气(lpg)或甚至木材进料的燃烧器(意指燃烧)。另选地，热源可为电阻器、陶瓷加热器、卤素源、红外源或微波源。
[0031]
优选地，加热源是电动的，使得在烘焙期间产生的空气污染物是仅由咖啡豆本身的加热产生的污染物，而不是由在加热源是使用天然气、丙烷、液化石油气(lpg)或甚至木材的气体燃烧器时发生的气体燃烧产生的污染物。
[0032]
在烘焙操作期间，咖啡豆的混合可用热空气的流化床或用搅拌叶片或转筒以机械方式获得。
[0033]
优选地，烘焙设备为热空气流化床室。在此类室内，以足够的力迫使加热的空气通过咖啡豆下方的筛网或穿孔板以提升豆。当豆在此流化床内翻滚和循环时，热量被传递到豆。
[0034]
另选地，烘焙设备可为筒室，其中咖啡豆在加热环境中翻滚。筒室可由沿着水平轴线旋转的筒组成，或者筒室可包括搅拌叶片以在加热环境中使咖啡豆翻滚。
[0035]
烘焙设备包括出口，在烘焙操作期间产生的烟气可从该出口排放。
[0036]
在一个实施方案中，该系统可包括多个烘焙设备，这些不同烘焙设备的出口被配
置成在被一个或多个烟气处理单元处理之前混合在一起。
[0037]
一般来讲，系统的烟气处理单元包括烟气入口，该烟气入口被配置成与烘焙设备的此烟气出口配合并且通过此烟气入口收集烟气。
[0038]
该烟气处理单元处理烟气以便减少或消除烟气包含的有害污染物。该烟气处理单元包括至少一个过滤装置，该至少一个过滤装置被配置成破坏或捕集污染物。此单元可包括：
[0039]-至少一个主动处理过滤器，该至少一个主动处理过滤器破坏该设备内部的污染物，诸如能够使污染物热氧化的加力燃烧器或催化加力燃烧器，或
[0040]-至少一个被动处理过滤器，该至少一个被动处理过滤器将污染物保留在该设备内，如机械过滤器(金属筛、高效微粒收集器(hepa)或纸过滤器)、活性炭过滤器或其他吸附剂过滤器、或静电沉降器，
[0041]
或上述单元的组合。
[0042]
通常，该烟气处理单元包括至少一个可移除过滤装置，该至少一个可移除过滤装置是可清洁的、一次性的或能够再生的，优选地包括在以下的列表中：金属筛、静电沉降器、hepa过滤器、纸过滤器、棉、布、吸附剂材料过滤器以及它们的组合。
[0043]
这些类型的过滤装置可从烟气处理单元移除以进行清洁或处置并用新的过滤器更换。被动处理过滤器的情况尤其如此：
[0044]-移除金属筛和静电沉降器的板以进行洗涤，并且然后重新安装在烟气处理单元内，
[0045]-移除hepa、纸、棉、布过滤器以进行处置，并将新的纸安装在烟气处理单元内，
[0046]-从活性炭过滤器中移除吸附剂材料包以进行再生并将新的包安装在烟气处理单元内。
[0047]
当烟气处理单元包括多个过滤装置时，它们通常沿着烟气流的方向串联定位。通常，用于过滤颗粒物(pm)的装置定位在用于过滤挥发性有机化合物(voc)的装置上游。
[0048]
在一个优选的实施方案中，该烟气处理单元可包括至少一个吸附剂过滤器，优选为活性炭。这种类型的过滤器吸附voc。此过滤器在温度方面需要特定的操作条件，为此温度传感器经常靠近此过滤装置定位。
[0049]
该活性炭过滤器包括可移除活性炭包。此包包含吸附voc的活性炭，并且当活性炭已达到其最大吸附容量时，必须移除此包并用新的活性炭保持器更换。通常，包由使烟气能够流过但保留了通常呈颗粒剂形式的活性碳的材料制成。可移除包定位在烟气过滤单元的专用区域内。
[0050]
借助于被配置成通过烟气处理单元将烟气从烟气入口或收集装置循环到烟气处理单元的出口的烟气驱动器，将烟气驱动到烟气处理单元和过滤装置内。在出口处，由于污染物已被捕集，因此可安全地将烟气释放到房间的大气中。
[0051]
烟气驱动器通常是将烟气驱动到出口的风扇。
[0052]
一般来讲，烟气驱动器是烟气处理单元的一部分。优选地，风扇靠近烟气处理单元的出口定位。因此，风扇不被未经处理的烟气污染并且其维护更容易。
[0053]
另选地，烟气驱动器可定位在烟气处理单元的外部；然后驱动器和单元通过管道连接。具体地，如果烘焙系统包括多个烟气处理单元和一个共同烟气驱动器以驱动气体通
过所有烟气处理单元，则可实施该实施方案。
[0054]
另选地，烟气驱动器可以是沿烟气处理单元的方向推动烟气的烘焙设备的风扇。
[0055]
烟气处理单元包括至少一个下游压力传感器，所述下游压力传感器被配置成测量烟气处理单元的可移除过滤装置下游的压力。
[0056]
术语
″
下游
″
和
″
上游
″
是根据通过烟气处理单元和过滤装置的烟气流来理解的。
[0057]
压力传感器可以是被配置成测量静压的任何传感器。此传感器可被配置成仅用于测量压力，或者此传感器可以是能够测量除压力外的各种其他参数(如湿度、温度、voc含量)的多传感器部件。此类传感器的示例是空气传感器或气体传感器。
[0058]
为了检查烘焙系统，并且特别是检查可移除过滤装置的存在(默认为不存在)，该方法包括以下步骤：
[0059]-操作至少该烟气驱动器以驱动气体通过该烟气过滤单元，
[0060]-测量该可移除过滤装置下游的该压力传感器处的压力p，
[0061]-计算与参考压力pref相比的压降δp＝p-pref，
[0062]-将所述压降δp与对应于该压力传感器上游的该可移除过滤装置的存在的预先确定的阈值δp0进行比较，
[0063]-如果所述压降δp偏离所述预先确定的阈值δp0，则显示警报。
[0064]
已观察到，当烟气处理单元的所有过滤装置都存在于所述单元内时，如果烟气驱动器定位在过滤装置的下游，则烟气驱动器必须施加强吸力(或者如果烟气驱动器定位在过滤装置的上游，则必须施加推力)，以使气体循环通过所有过滤装置并离开烟气处理单元。与烟气驱动器不工作的情况相比，这种强吸力在烟气处理单元内产生压降。但如果在烟气处理单元内缺失过滤装置中的至少一个过滤装置，则气体的移动相对更容易(取决于缺失的过滤装置的性质)，并且烟气处理单元内的压降与使用包括所有过滤装置的烟气处理单元所测量的高压降相比更低。
[0065]
因此，通过测量烟气处理单元内的压力，如果注意到压降δp偏离对应于烟气处理单元内所有过滤装置的存在的预先确定的阈值δp0，则可移除过滤装置中的至少一个可移除过滤装置不存在的风险很高，并且然后可显示警报以请求操作者检查烟气处理单元内过滤装置的存在。
[0066]
因此，本方法使得能够检测烟气处理单元内缺失的可移除过滤装置，并且能够警告操作者。
[0067]
操作烘焙设备以便驱动气体的步骤可以是咖啡豆烘焙操作、烘焙设备的预加温操作或过滤装置的初始化操作。
[0068]
无论何种操作，都通过操作烟气处理单元的烟气驱动器来驱动气体。当此过滤装置首次被引入烟气处理单元中时，例如在维护或更换操作之后，这可在烘焙系统的预加温操作或过滤装置的初始化操作期间发生。然后，气体可简单地是空气。
[0069]
通常，当在操作咖啡豆烘焙操作的同时应用该方法时，此烘焙操作是在烟气处理单元的维护操作(优选至少一个过滤装置的维护)之后的第一操作。然后，气体是烟气。
[0070]
实际上，从在烟气处理单元的清洁或维护操作之后实施的第一操作中，重要的是要知道过滤装置中的至少一个过滤装置不存在。
[0071]
可立即告知操作者过滤装置的一部分不存在，并且可防止操作者在没有检查过烟
气过滤单元内的过滤装置的情况下启动新的烘焙操作，并且在必要时重新安装过滤装置。
[0072]
通常，如果在烟气驱动器处于稳定操作状态时测量压力p，则该方法更加有效。如果在休止的烘焙系统中实施该检查方法，则优选的是在测量压力p之前等待烟气驱动器的稳定速度。对于作为风扇的烟气驱动器，20秒或30秒的时间段通常足以达到稳定速度，这意味着可非常快速地测量压力并且可立即检测到过滤装置的存在。
[0073]
压降δp对应于在压力传感器处测量的压力与参考压力pref的差异，即p-pref。
[0074]
此参考压力pref可以是环境压力pamb。当烘焙系统休止并且烟气驱动器不工作时，可使用压力传感器测量环境压力。
[0075]
另选地，此参考压力pref可以是预先确定的固定压力。此预先确定的固定压力可基于烟气处理单元的配置(诸如其过滤装置的性质、此单元的设计和/或烟气驱动器的性质或功率)来预设。
[0076]
将压降δp与对应于压力传感器上游的所述至少一个可移除过滤装置的存在的预先确定的阈值δp0进行比较。
[0077]
通常，在该方法中，根据定位在压力传感器上游的至少一个可移除过滤装置的性质来设定预先确定的阈值δp0。
[0078]
如上所述，过滤装置在设计和材料方面可具有各种性质(简单且薄的金属筛、大的材料吸附剂包、静电沉降器的金属电极板，.....)，其具有不同地保持气体流的效果。因此，为了确定被设计用于烟气过滤装置的过滤装置是否存在于压力传感器的上游，参考对应于该过滤装置的预先确定的阈值δp0应用该方法。
[0079]
可在烟气处理单元内驱动气体的操作期间通过实验预先确定阈值δp0。机器学习也可基于这些实验或进一步应用于该方法的连续实施。
[0080]
如果烟气处理单元仅包括一个过滤装置，则与一个预先确定的阈值δp0进行比较就足够了。
[0081]
如果烟气处理单元包括多个过滤装置，则在最简单的实施方案中，可将压降δp与对应于烟气处理单元内所有过滤装置的存在的单一预先确定的阈值δp0进行比较。如果压降δp偏离所述预先确定的阈值δp0，则显示警报，以促使操作者打开烟气处理单元并在视觉上检查过滤装置中的一个过滤装置是否缺失。
[0082]
在一个更先进的实施方案中，如果烟气处理单元包括多个过滤装置，则可将压降δp与多个预先确定的阈值δp0i进行比较，所述预先确定的阈值δp0i中的每个预先确定的阈值分别对应于过滤装置中的一个过滤装置的不存在或多个过滤装置的组合的不存在。如果压降δp偏离全局预先确定的阈值δp0，则可将压降δp与预先确定的阈值δp0i进行比较，以识别不存在的过滤装置或不存在的过滤装置的组合。
[0083]
当在维护操作期间必须同时从烟气处理单元中移除多个过滤装置时，可使用用于识别不存在的过滤装置的组合的预先确定的阈值δp0i。例如，对于附接到共同支撑件的多个过滤器而言可能是这种情况。
[0084]
在后一个实施方案中，可显示警报以促使操作者打开烟气处理单元并在视觉上检查一个特定的过滤装置是否缺失。
[0085]
在一个具体实施方案中，烟气处理单元可包括至少一个上游压力传感器，所述压力传感器被配置成测量所述至少一个可移除过滤装置上游的烟气流的压力，并且然后参考
压力pref可以是在所述上游压力传感器处测量的压力。
[0086]
即使驱动气体通过烟气过滤单元的条件变化，该实施方案也能够将所测量的压力p与参考压力进行比较。具体地，如果在烘焙操作开始时实施该检查方法，则可基于烘焙咖啡豆的类型和/或咖啡豆所期望的烘焙水平的变量来调整烟气驱动器的速度，并因此调整气体流。通过使用在与在其上测量压力的气体流相同的气体流中测量的参考压力，计算的压降更准确。
[0087]
在一个实施方案中，可通过计算δp与δp0之间的差异来将压降δp与预先确定的阈值δp0进行比较，并且然后可通过将所述差异与预定义的最大差异进行比较来推导压降δp的偏差。
[0088]
可预定义最大差异，以便考虑压力测量的误差和气体流的小波动，具体地通过在使用烘焙系统的测试期间进行的统计数据分析。
[0089]
在另一实施方案中，可通过计算比率来将压降δp与预先确定的阈值δp0进行比较，并且然后可通过将所述比率与1进行比较，优选地与预定义的最大值(所述值低于1)进行比较来推导压降δp的偏差。
[0090]
可预定义最大值，以便考虑压力测量的误差和气体流的小波动。
[0091]
在一个实施方案中，该方法可应用于一种系统中，该系统包括：
[0092]-多个烟气处理单元，所述烟气处理单元中的每个烟气处理单元被配置成通过专用路径传导和处理烟气的至少一部分，和
[0093]-入口管道装置，该入口管道装置用于将由该至少一个烘焙设备发出的烟气引导到该烟气处理单元中的至少一个烟气处理单元，
[0094]-出口管道装置，该出口管道装置用于将由该烟气处理单元处理的烟气引导到该系统的出口，
[0095]
并且该至少一个下游压力传感器可定位成测量所述出口管道装置处的压力。
[0096]
在第二方面，提供了用于烘焙咖啡豆的系统，所述系统包括：
[0097]-至少一个烘焙设备，所述设备在咖啡豆的加热期间产生烟气，和
[0098]-至少一个烟气处理单元，该至少一个烟气处理单元被配置成处理由该至少一个烘焙设备产生的烟气流的至少一部分，所述烟气处理单元包括至少一个可移除过滤装置，
[0099]-烟气驱动器，该烟气驱动器被配置成将烟气从该烘焙设备驱动到所述至少一个过滤装置，
[0100]
其中该至少一个烟气处理单元包括至少一个下游压力传感器，所述下游压力传感器被配置成测量所述至少一个可移除过滤装置下游的压力，
[0101]-控制系统，该控制系统可操作以执行诸如上文所描述的方法。
[0102]
优选地，烘焙设备可包括显示单元，以便显示可以是视觉的和/或声音的警报。
[0103]
优选地，烟气处理单元包括至少一个吸附剂材料过滤器，诸如活性炭过滤器。
[0104]
优选地，烟气处理单元可包括除了吸附剂材料过滤器以外的至少一个其他过滤装置。此其他过滤装置可包括在以下列表中：高效颗粒累积器过滤器、金属过滤器、静电沉降器、纸过滤器、棉、布。任选地，烟气处理单元可以包括额外的过滤装置，比如湿式洗涤器、催化转化器、后燃器。
[0105]
优选地，根据烟气处理单元内的烟气流的方向，烟气过滤子单元依次包括至少一个过滤器以移除颗粒物，然后包括静电沉降器，然后包括活性炭过滤器。此顺序防止活性炭过滤器被颗粒物阻塞。
[0106]
烟气驱动器通常是将烟气驱动到出口的风扇。
[0107]
优选地，风扇靠近烟气处理单元的出口定位。因此，风扇不被未经处理的烟气污染并且其维护更容易。
[0108]
根据一个优选实施方案，烟气过滤子单元至少相继地包括：
[0109]-金属网，然后
[0110]-静电沉降器，然后
[0111]-根据烟气处理单元内的烟气流的移动的活性炭过滤器。
[0112]
优选地，在此实施方案内，活性炭过滤器物理地定位在静电沉降器上方。因此，烟气通过后续装置被向上引入。
[0113]
根据烘焙设备和烟气处理单元的集成，控制系统可在这两个设备之间共享，并且该方法的步骤可在至少这两个设备的处理单元之间共享。
[0114]
在一个实施方案中，该方法可由烘焙设备的处理单元和烟气处理单元的处理单元执行，这两个处理单元一起通信。具体地：
[0115]-烟气处理单元的处理单元可实施以下步骤：
[0116]
操作烟气驱动器以驱动气体，
[0117]
测量压力，
[0118]
计算压降，
[0119]
如有必要，命令向烘焙设备显示警报，
[0120]-烘焙设备的处理单元可实施以下步骤：
[0121]
如果需要，操作烘焙设备以便产生热气体，
[0122]
显示清洁警报。
[0123]
在另一实施方案中，
[0124]-烟气处理单元的处理单元可实施以下步骤：
[0125]
操作烟气驱动器以驱动气体，
[0126]
测量压力，
[0127]
将所测量的压力的值传送到烘焙设备，并且
[0128]-烘焙设备的处理单元可实施以下步骤：
[0129]
如果需要，操作烘焙设备以便产生热气体，
[0130]
基于所传送的压力计算压降，
[0131]
如有必要，显示清洁警报。
[0132]
在另一实施方案中，烟气处理单元的处理单元可实施所有步骤，特别是在烘焙操作期间不实施检查方法的情况下。
[0133]
优选地，烘焙设备可包括显示单元以便显示警报。
[0134]
另选地，烟气处理单元可包括用于显示警报的装置，诸如照明按钮和/或声音和/或语音消息。
[0135]
在另一替代方案中，控制系统可被配置成在与系统通信的移动装置上显示警报。
[0136]
在第三方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序包括使根据第二方面所述的上述系统执行诸如在第一方面中描述的方法。
[0137]
在一个实施方案中，该计算机程序可以由烘焙设备的处理单元和烟气处理单元的处理单元执行，两个处理单元一起通信。具体地：
[0138]-烟气处理单元的处理单元可实施以下步骤：
[0139]
操作烟气驱动器以驱动气体，
[0140]
测量压力，
[0141]
计算压降，
[0142]
如有必要，命令向烘焙设备显示警报，
[0143]-烘焙设备的处理单元可实施以下步骤：
[0144]
如果需要，操作烘焙设备以便产生热气体，
[0145]
显示清洁警报。
[0146]
在另一实施方案中，
[0147]-烟气处理单元的处理单元可实施以下步骤：
[0148]
操作烟气驱动器以驱动气体，
[0149]
基于所传送的压力测量压力，
[0150]
将所测量的压力的值传送到烘焙设备，并且
[0151]-烘焙设备的处理单元可实施以下步骤：
[0152]
如果需要，操作烘焙设备以便产生热气体，
[0153]
计算压降，
[0154]
如有必要，显示清洁警报。
[0155]
在另一实施方案中，烟气处理单元的处理单元可实施所有步骤，特别是在烘焙操作期间不实施检查方法的情况下。
[0156]
在第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质在其上存储有诸如上述的计算机程序。
[0157]
在本技术中，术语
″
多个
″
是指至少两个。
[0158]
本发明的以上方面可按任何合适的组合方式进行组合。此外，本文中的各种特征可以与上述方面中的一者或多者组合，以提供除了具体示出和描述的那些以外的组合。根据权利要求书、具体实施方式以及附图，本发明的另外的目的和有利特征将显而易见。
附图说明
[0159]
现将参考以下附图以举例的方式进一步描述本发明的具体实施方案。
[0160]-图1是根据本发明的一个系统的视图，示出了烟气通过系统的路径，
[0161]-图2示出了图1的烟气处理单元的活性炭过滤器，
[0162]-图3示出了根据图1和图2的系统的控制系统的框图，
[0163]-图4示出了在活性炭保持器存在或不存在的情况下图1的烟气处理单元内的压降，
[0164]-图5示出了图1所示系统的替代系统，
[0165]-图6示出了根据本发明的具有多个烟气处理单元的系统。
具体实施方式
[0166]
用于烘焙的系统
[0167]
图1示出了烘焙设备1和烟气处理单元2的系统的示意图。在功能上，烘焙设备能被操作以烘焙咖啡豆，并且烟气处理单元能够操作以处理在烘焙期间由烘焙设备产生的烟气。
[0168]
烘焙设备
[0169]
烘焙设备1可操作以在烘焙室12内接收并烘焙咖啡豆。
[0170]
优选地，烘焙设备1包括烘焙室12，热空气流被引入该烘焙室中以搅拌并加热咖啡豆。热空气流通常由气流驱动器和加热器产生。这些装置定位在烘焙室下方并通过烘焙室的底部引入热空气流。在所示的附图中，室的底部被构造成使空气能够穿过，具体地讲，其可以是穿孔板，咖啡豆可位于该穿孔板上并且空气可穿过该穿孔板向上流动。
[0171]
气流驱动器能被操作以在容器底部的方向上向上生成空气流。所生成的流被配置成加热豆并搅拌和提升豆。因此，咖啡豆被均匀地加热。具体地讲，空气流驱动器可以是由马达供电的风扇。空气入口可设置在壳体的基部内，以便将空气馈送到壳体内，气流驱动器在室12的方向上吹送此空气。
[0172]
加热器能被操作以加热由空气流驱动器生成的空气流。优选地，加热器是定位在风扇与穿孔板之间的电阻，其结果是空气流在进入室12之前被加热以加热并提升咖啡豆。
[0173]
加热器和/或风扇能被操作以将烘焙曲线应用于咖啡豆，该烘焙曲线被定义为温度对时间的曲线。
[0174]
优选地，烘焙设备包括用户界面13，该用户界面能够：
[0175]-输入关于烘焙(特别是关于引入烘焙室内的豆的量和期望的烘焙水平)的信息以及输出关于烘焙操作的信息(状态、温度、时间)，以及
[0176]-优选地关于有关烟气处理单元2的信息的输出，特别是关于静电沉降器222的清洁的信息的输出。
[0177]
烘焙咖啡豆生成烟气，由于气流驱动器生成的气流，烟气被驱动到烘焙室的顶部开口121，如图1中的箭头s1所示。
[0178]
一般来讲，麸皮收集器与室的顶部开口121流体连通以接收在烘焙期间逐渐与咖啡豆分离并且由于其较轻密度而被吹到麸皮收集器的麸皮。
[0179]
烟气的其余部分通过位于烘焙设备的顶部的烟气出口11排放。
[0180]
烟气处理单元
[0181]
烟气处理单元2能被操作以接收并处理在烘焙设备的烟气出口11处散发的烟气s1。
[0182]
首先，烟气处理单元2包括适于收集烟气的烟气入口或收集装置21。该烟气收集装置21或收集装置形成内部空隙空间或管道，该内部空隙空间或管道从烘焙设备的出口11沿烟气过滤子单元22的过滤装置的方向引导烟气(虚线s1、s2、s3)。
[0183]
烟气过滤子单元22包括适于去除烟气中的voc的活性炭过滤器221。
[0184]
图2示出了此活性炭过滤器221的主要部件。该过滤器包括盒2212，该盒被配置成容纳吸附剂材料，该吸附剂材料优选为活性炭。由于此吸附剂通常为颗粒剂的形式，因此吸附剂被保持在保持器2211中，该保持器的壁使烟气能够自由地通过。通常，此保持器为塑料
网包。
[0185]
盒的顶壁和底壁是简单格栅，使得烟气能够自由地通过，同时将保持器保持在盒内。盒221可从烟气过滤单元移除以进行维护。一个侧壁上的把手使操作者能够抽出盒。一旦从单元移除，就可移除盖2213以接触到活性炭保持器2211。
[0186]
活性炭过滤器的维护操作在于用新的保持器更换保持器2211。当吸附剂材料已达到其最大吸附容量时，必须移除材料移以进行再生。再生无法在现场实现。因此，用新的保持器更换旧的保持器。
[0187]
在此维护操作期间，操作者可能忘记在将盒重新定位在单元中之前将新的保持器重新引入盒内。
[0188]
在具体示出的实施方案中，烟气过滤子单元22可包括：
[0189]-适于过滤比如pm10的大颗粒物的装置223，例如金属网和相关联的扩散器，该扩散器通常为定位于网前面(即，上游)的金属格栅。
[0190]-适于过滤小颗粒物的静电沉降器222。
[0191]
优选地，用于去除颗粒物的装置定位在活性炭过滤器的上游。此上游位置确保颗粒物不污染活性炭过滤器。
[0192]
在物理上，静电沉降器定位在活性炭过滤器的下方，以避免当静电沉降器被断电时，颗粒从静电沉降器落在活性炭过滤器上。
[0193]
烟气过滤子单元22包括烟气驱动器23，通常为风扇，用于通过烟气过滤子单元22(烟气在此处进行处理)将被污染的烟气从收集装置的入口211抽吸到烟气过滤子单元22的出口25(烟气在此处安全地分配到环境大气中)。
[0194]
烟气过滤子单元22包括压力传感器24，该压力传感器恰好定位在活性炭过滤器的下游并被配置成测量静压。具体地，传感器24是能够测量气体的压力、温度和voc组分的多组分气体传感器。该传感器通常用于分析从烟气处理单元分配出的气体的特性，特别是当气体分配在公共房间中时。这种类型的传感器24通常用于控制通过活性炭过滤器221的烟气的温度不至于过高。
[0195]
这个现有的传感器也可用于应用如下所述的本发明的方法。
[0196]
烘焙设备和烟气处理单元的系统的控制系统
[0197]
参考图1、图2和图3，现在将考虑控制系统3：控制系统3可操作以控制烟气处理单元2。
[0198]
根据烘焙设备1和烟气过滤单元2的集成度，控制系统可在这两个设备的处理单元之间共享：
[0199]-如果烟气处理单元2是烘焙设备1的一部分，则通常，烘焙设备的处理单元是主单元，而过滤器的处理单元是从单元。
[0200]-如果烘焙设备1和烟气处理单元2形成两个不同的设备(它们中的每个设备都具有其自身的处理单元)，则这些处理单元可被配置成通信以实施该方法。
[0201]
图3示出了图1的烟气过滤单元2的控制系统。
[0202]
控制器3通常在烟气过滤单元2的第二层级包括：处理单元30、功率源33、存储器单元31、任选地用于远程连接的通信接口32。
[0203]
处理单元30被配置成向烘焙设备的用户界面13输出反馈，具体地显示与检测到活
性炭过滤器内部不存在活性炭过滤器保持器相关的警报。在替代配置中，一些处理单元2可包括其自己的用户界面以显示此信息，例如可根据保持器的存在与否而被点亮的照明按钮。
[0204]
处理单元30还可将关于以下项的信息输出到用户界面13：
[0205]-清洁指令，
[0206]-警报状态的重置
[0207]-警报，
[0208]-错误警报。
[0209]
用户界面的硬件可包括任何合适的装置，例如，硬件包括以下各项中的一个或多个：按钮(诸如操纵杆按钮、旋钮或按压按钮)、操纵杆、led、图形或字符ldc、带触摸感测的图形屏幕和/或屏幕边缘按钮。用户界面20可被形成为一个单元或多个离散单元。
[0210]
当设备设置有如下所述的通信接口32时，用户界面的一部分也可以位于移动应用程序上。在该情况下，输入和输出的至少一部分可以通过通信接口32传输到移动装置。
[0211]
处理单元30通常包括布置为集成电路(通常为微处理器或微控制器)的存储器、输入及输出系统部件。处理单元30可包括其他合适的集成电路，诸如：asic、可编程逻辑装置(诸如pal、cpld、fpga、psoc)、片上系统(soc)、模拟集成电路(诸如控制器)。对于此类装置，在适当的情况下，上述程序代码能够被认为是编程逻辑或另外包括编程逻辑。处理单元30还可包括上述集成电路中的一个或多个集成电路。后者的示例是以模块化方式彼此通信布置的多个集成电路，例如：用于控制烟气处理单元2的从集成电路与用于控制烘焙设备10的主集成电路通信，用于控制用户界面13的从集成电路与用于控制烘焙设备10的主集成电路通信。
[0212]
控制系统30可包括用于系统10与另一装置和/或系统(诸如服务器系统、移动装置)进行数据通信的通信接口32。通信接口32可用于供应和/或接收与咖啡豆烘焙过程相关的信息，诸如烘焙过程信息、豆的类型。该系统还可接收关于烟气处理单元的可移除过滤装置221部分的特性的信息，并且特别是关于这些过滤装置的可再填充部件(诸如活性炭包2211)的特性的信息。根据本发明的实施方案，可远程下载与特定可移除过滤装置221的使用相关的预先确定的阈值δp0或r0。另选地，这种信息可由操作者通过用户界面手动输入。通信接口32可以包括用于同时与多个装置进行数据通信或经由不同介质进行通信的第一通信接口和第二通信接口。
[0213]
通信接口32可以被配置用于缆线介质或无线介质或它们的组合，例如：有线连接，诸如rs-232、usb、i2c、由ieee 802.3定义的以太网，无线连接，诸如无线lan(例如ieee 802.11)或近场通信(nfc)，或蜂窝系统，诸如gprs或gsm。通信接口32借助于通信接口信号与处理单元30交接。一般来讲，通信接口包括用于控制通信硬件(例如，天线)与主处理单元30交接的单独处理单元(其示例在上文提供)。然而，可使用较不复杂的构型，例如，用于直接与处理单元30进行串行通信的简单有线连接。
[0214]
功率源33可操作以向所述受控部件和处理单元30供应电能。功率33可包括各种装置，诸如电池或用于接收和调节主电源的单元。
[0215]
处理单元30通常包括用于存储指令作为程序代码和任选地数据的存储器单元31。为此，存储器单元通常包括：用于存储程序代码和操作参数作为指令的非易失性存储器，例
如eprom、eeprom或闪存，用于临时数据存储的易失性存储器(ram)。存储器单元可包括单独和/或集成的(例如在半导体管芯上)的存储器。对于可编程逻辑装置，指令可被存储为编程逻辑。
[0216]
存储在存储器单元31上的指令可理想化为包括用于检查系统的烟气处理单元中活性炭过滤器的存在和警报的显示的程序。
[0217]
处理单元30被配置成输出由压力传感器24以及任选地另一个压力传感器26(如果存在的话)测量的压力p的值。
[0218]
在检查操作期间，控制系统3可操作以：
[0219]-操作烟气驱动器23以驱动气体通过烟气过滤单元2，
[0220]-测量活性炭过滤器下游的压力传感器24处的压力p，
[0221]-计算与参考压力pref相比的压降δp，即δp＝p-pref，
[0222]-将所述压降δp与对应于压力传感器上游的活性炭过滤器的存在的预先确定的阈值δp0进行比较，
[0223]-如果所述压降δp偏离所述预先确定的阈值δp0，则显示警报。
[0224]
图4示出了当所述单元包括活性炭保持器2211时(灰色条)或当所述单元不包括活性炭保持器2211时(白色条)针对烟气处理单元3所计算的压降δp。
[0225]
根据在传感器24处测量的压力并参考在烟气驱动器休止时测量的环境压力来计算压降。在烟气处理单元的不同操作条件下计算压降，这些操作条件包括改变施加到风扇23的电机的电压，以便改变烟气处理单元2内的气体流。如图所示，在210v、220v、230v和240v下施加四个不同的电压。这些不同的电压可对应于不同烘焙操作或相同烘焙操作的不同部分的不同流的产生。
[0226]
可观察到，无论烟气处理单元内的气体流如何，当不存在活性炭保持器2211时(白色条)的压降远低于当存在活性炭保持器2211时(灰色条)的压降。通过设定对应于在约570pa的值下活性炭过滤器的存在的预先确定的阈值δp0，无论流速如何，都可区分活性炭保持器2211存在的情况与活性炭保持器2211不存在的情况。
[0227]
在图4所示的实用且最简单的模式下，控制系统3可操作以：
[0228]-计算压降δp，以及
[0229]-将所述压降与δp0进行比较。
[0230]
在一个变型中，控制系统3可操作以：
[0231]-计算压降δp，以及
[0232]-将的比率与1或与预定义的最大值r0(所述值低于1)进行比较。
[0233]
压降δp与δp0的差异的比较可考虑因测量误差(传感器的位置、传感器的灵敏度)导致的一定误差容限。
[0234]
如上所述，此预先确定的阈值δp0以及最终预定义的最大值r0可存储在控制系统的存储器31中。
[0235]
这些值可在烘焙系统的设置中进行调整。该调整可能是由于碳过滤器性质的变化(例如，吸附剂材料采购的变化)、警报显示的灵敏度过高或过低、参数(δp0、r0、pref)的预先确定的改进以及大量实验(特别是通过机器学习进行的实验)而引起的。
[0236]
无论采用何种模式，一般来讲，警报都会促使操作者在实施任何新的烘焙操作之前检查活性炭过滤器是否存在。
[0237]
尽管示出为具有活性炭过滤器，但此方法也可类似方式用其他过滤装置实施。
[0238]
图5示出了类似于图1所示系统的系统，不同之处在于第二压力传感器26定位在pm过滤器223的上游。
[0239]
在该系统中，在检查操作期间，控制系统3可操作以：
[0240]-操作烟气驱动器23以驱动气体通过烟气过滤单元2，
[0241]-测量：
[0242]
活性炭过滤器下游的压力传感器24处的压力p，和
[0243]
活性炭过滤器上游的压力传感器26处的内部压力p
′
，以及
[0244]-计算与所述内部压力p
′
(用作参考压力pref)相比的压降δp，即δp＝p-p
′
，
[0245]-将所述压降δp与对应于压力传感器上游的活性炭过滤器的存在的预先确定的阈值δp0进行比较，
[0246]-如果所述压降δp偏离所述预先确定的阈值δp0，则显示警报。
[0247]
图6示出了包括多个烟气处理单元3的系统。这种配置可适于处理大量的烟气，或者能够维护一个烟气处理单元，同时另外两个烟气处理单元正在操作。烘焙设备的烟气出口连接到入口管道装置41，该入口管道装置被配置成将烟气引导到烟气处理单元3中的至少一个烟气处理单元。出口管道装置42被配置成将由烟气处理单元3处理的烟气引导到系统的出口。根据排放的烟气的体积，可将烟气输送到烟气处理单元中的一个、两个或三个烟气处理单元。压力传感器24定位在出口管道装置42处并使得能够以与图1中类似的方式检测烟气处理单元3中的至少一个烟气处理单元中的缺失过滤装置。
[0248]
可根据正在操作的是一个、两个还是三个烟气处理单元来预先确定不同的预先确定的阈值δp01、δp02、δp03。
[0249]
该方法的一个优点是，它可使用并非专门专用于该方法的具体实施的压力传感器来实施。定位在烟气处理单元内用于其他过程控制的压力传感器可附加地用于提供关于在维护操作之后烟气处理单元的主要部分的存在的信息。可使用现有的温度传感器来检测重新安装的错误，而不是添加专门专用于检测过滤装置的存在的传感器，诸如与过滤器建立接触的传感器(诸如开关触点)、光学传感器、能够读取过滤器的磁性元件的场的传感器、能够读取过滤器的rfid标签的rfid装置。
[0250]
虽然已参考以上所示的实施方案描述了本发明，但应当理解，如权利要求书所保护的本发明不以任何方式受限于这些示出的实施方案。
[0251]
在不背离如权利要求书所限定出的本发明范围的情况下，可以做出各种变化和修改。此外，对于具体的特征如果存在已知的等同物，则应如同在本说明书中明确提到的那样来并入此类等同物。
[0252]
如本说明书中所用，词语
″
包括
″
、
″
包含
″
和类似词语不应理解为具有排他性或穷举性的含义。换句话讲，这些词语旨在表示
″
包括但不限于
″
的意思。
[0253]
附图中的标引列表：
[0254]
烘焙设备
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1[0255]
烟气出口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11
[0256]
烘焙室
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12
[0257]
顶部出口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
121
[0258]
用户界面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
13
[0259]
烟气处理单元
ꢀꢀꢀ2[0260]
烟气收集装置
ꢀꢀꢀ
21
[0261]
烟气过滤子单元 22
[0262]
活性炭过滤器
ꢀꢀꢀ
221
[0263]
活性炭保持器
ꢀꢀꢀ
2211
[0264]
盒
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2212
[0265]
盖
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2213
[0266]
静电沉降器
ꢀꢀꢀꢀꢀ
222
[0267]
pm过滤器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
223
[0268]
烟气驱动器
ꢀꢀꢀꢀꢀ
23
[0269]
出口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
25
[0270]
压力传感器
ꢀꢀꢀꢀꢀ
24、26
[0271]
控制系统
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3[0272]
处理单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30
[0273]
存储器单元
ꢀꢀꢀꢀꢀ
31
[0274]
通信接口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
32
[0275]
功率源
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
33
[0276]
入口管道装置
ꢀꢀꢀ
41
[0277]
出口管道装置
ꢀꢀꢀ
42
[0278]
系统
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10

技术特征：
1.一种用于检查烘焙系统(10)的方法，所述系统包括：-至少一个烘焙设备(2)，所述设备在咖啡豆的加热期间产生烟气，和-至少一个烟气处理单元(3)，所述至少一个烟气处理单元被配置成处理由所述至少一个烘焙设备产生的烟气流的至少一部分，所述烟气处理单元包括至少一个可移除过滤装置(221，222，223)，-烟气驱动器(23)，所述烟气驱动器被配置成将烟气从所述烘焙设备(2)驱动到所述至少一个过滤装置，其中所述至少一个烟气处理单元(3)包括至少一个下游压力传感器(24)，所述下游压力传感器被配置成测量所述至少一个可移除过滤装置下游的压力，其中所述方法包括如下步骤：-操作至少所述烟气驱动器(23)以驱动气体通过所述烟气过滤单元，-测量所述可移除过滤装置下游的所述压力传感器处的压力p，-计算与参考压力pref相比的压降δp＝p-pref，-将所述压降
△
p与对应于所述压力传感器上游的所述至少一个可移除过滤装置的存在的预先确定的阈值δp0进行比较，-如果所述压降
△
p低于所述预先确定的阈值δp0，则显示警报。2.根据权利要求1所述的方法，其中操作所述烘焙设备以便驱动气体的步骤是咖啡豆烘焙操作、所述烘焙设备的预加温操作或至少一个过滤装置的初始化操作。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述可移除过滤装置(221，222，223)是可清洁的、一次性的或能够再生的，优选地包括在以下的列表中：金属筛、静电沉降器、hepa过滤器、纸、布和/或棉过滤器、吸附剂材料过滤器以及它们的组合。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述参考压力pref是环境压力或预先确定的固定压力。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述至少一个烟气处理单元(3)包括至少一个上游压力传感器(26)，所述压力传感器被配置成测量所述至少一个可移除过滤装置上游的烟气流的压力，并且其中所述参考压力pref是在所述上游压力传感器处测量的压力。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法应用于系统中，所述系统包括：-多个烟气处理单元(3)，所述烟气处理单元中的每个烟气处理单元被配置成通过专用路径传导和处理所述烟气的至少一部分，和-入口管道装置，所述入口管道装置用于将由所述至少一个烘焙设备发出的烟气引导到所述烟气处理单元中的至少一个烟气处理单元，-出口管道装置，所述出口管道装置用于将由所述烟气处理单元处理的烟气引导到所述系统的出口，并且其中所述至少一个下游压力传感器(24)被定位成测量所述出口管道装置处的压力。7.一种用于烘焙咖啡豆的系统(10)，所述系统包括：-至少一个烘焙设备(2)，所述设备在咖啡豆的加热期间产生烟气，和-至少一个烟气处理单元(3)，所述至少一个烟气处理单元被配置成处理由所述至少一
个烘焙设备产生的烟气流的至少一部分，所述烟气处理单元包括至少一个可移除过滤装置(221，222，223)，-烟气驱动器(23)，所述烟气驱动器被配置成将烟气从所述烘焙设备(2)驱动到所述至少一个过滤装置，其中所述至少一个烟气处理单元(3)包括至少一个下游压力传感器(24)，所述下游压力传感器被配置成测量所述至少一个可移除过滤装置下游的压力，-控制系统(3)，所述控制系统能够操作以执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法。8.一种计算机程序，所述计算机程序包括使所述系统执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法的指令。9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质在其上存储有根据权利要求8所述的计算机程序。

技术总结
本发明涉及一种用于检查烘焙系统(10)的方法，所述系统包括：-至少一个烘焙设备(2)，-至少一个烟气处理单元(3)，所述烟气处理单元包括至少一个可移除过滤装置(221，222，223)，-烟气驱动器(23)，该烟气驱动器被配置成将烟气从该烘焙设备(2)驱动到所述至少一个过滤装置，其中该至少一个烟气处理单元(3)包括至少一个下游压力传感器(24)，其中该方法包括如下步骤：-操作至少该烟气驱动器(23)以驱动气体通过该烟气过滤单元，-测量该可移除过滤装置下游的该压力传感器处的压力P，-计算与参考压力Pref相比的压降ΔP＝P-Pref，-将所述压降


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：雀巢产品有限公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2023/8/14