АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОФЕЙНО-ЧАЙНЫЙ АППАРАТ
AUTOMATIC COFFEE AND TEA MACHINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к профессиональным кофейно-чайным аппаратам, наполняемым кофейными зернами и сухими измельченными чайными или травяными смесями.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Различия между кофейными и чайными аппаратами определяются такими факторами, как происхождение и структура сырья, способ приготовления, характер твердых частиц и т. д. Чайное сырье представляет собой сухие, рыхлые, скрученные листы разного размера или уже измельченные до фракции определенного размера частицы чая. Если во время заваривания молотый кофе спрессовывается, и через него проходит горячая кипящая вода под высоким давлением, то для чая такой способ приготовления не подходит. Также различается состав кофейной гущи и твердых частиц чая, кофейная гуща представляет собой спрессованный брикет, а чайный твердые частицы объемные. В кофейных аппаратах дозирование осуществляется вместе с перемалыванием кофейных зерен, а в чайных аппаратах измельчение и дозирование представляют собой очень специфические процессы, требующие иных техник и оборудования. Актуальной проблемой при приготовлении кофе и чая одним и тем же заварочным модулем является его очистка, т. е. подготовка к следующей дозе кофе или чая. Очистка необходима для исключения в приготовленном кофе привкуса чая и наоборот, а также для предотвращения засорения фильтров заварочного модуля.
Известен чайный аппарат (см. патент US2014157993), в котором чай готовится с использованием кофейного аппарата, а доза чая на одну чашку представляет собой упакованную чайную подушечку, полностью готовую к использованию, с добавками и т.д. Если смешивание ингредиентов в подушечке нежелательно, подушечка состоит из нескольких секций. Подушечки имеют круглую форму для удобного размещения в заварочном модуле для кофе. Такой способ подходит для полуавтоматических чайных аппаратов, а не для автоматических.
Ближайший аналог заявленного технического решения описан в изобретении WO2017029541. В нем предложен дозатор смеси чайного листа, который в автоматическом режиме подает требуемое количество чая, выбранное на панели управления аппарата, в заварочный модуль для чая. Это предложение было реализовано в автоматическом кофейном аппарате WMF 1200S фирмы WMF, в котором используется заварочный модуль для кофе, описанный в патенте EP0528758. Усовершенствованный автоматический кофейный аппарат превратился в автоматический чайный аппарат. Возникла потребность в дальнейших усовершенствованиях, которые бы позволили автоматическому аппарату одновременно заваривать кофе и чай.
В настоящем изобретении для приготовления кофе и чая предлагается использовать автоматический кофейный аппарат после внесения в него дополнительных конструкционных усовершенствований.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является дальнейшее усовершенствование автоматического кофейного аппарата таким образом, чтобы его можно было использовать для приготовления кофе и чая в автоматическом режиме.
В изобретении WO2017029541 автор предлагает использование автоматического кофейного аппарата для приготовления чая. В автоматическом кофейном аппарате один из двух блоков перемалывания и дозирования кофе был приспособлен для дозирования смесей чайного листа, а также был изменен рабочий процесс заварочного модуля для кофе.
В настоящем изобретении предложена дополнительная паровая очистка заварочного модуля после приготовления чая, а также неограниченное расширение возможностей дозирования чайных смесей.
Для решения вышеуказанной задачи в заявленном автоматическом аппарате с дозатором чайного листа, устройством перемалывания и дозирования кофе, устройством дозирования и налива молока и дозатором приправ, емкостями для чайной смеси, кофейных зерен, молока, приправ и гущи/твердых частиц, редуктором давления воды, водяным насосом, водонагревателем и парогенератором, заварочным модулем для кофе и чая, приводом заварочного модуля для кофе и чая, оснащенным энкодером, устройством приготовления порций кофе и чая, основным блоком управления аппаратом, дисплеем с панелью управления, также предусмотрен парорегулирующий клапан, подключенным между парогенератором и отводом, установленным трубке устройства приготовления порций кофе и чая, а основной блок управления аппарата оснащен дополнительным блоком управления, соединенным с энкодером привода заварочного модуля для кофе и чая и парорегулирующим клапаном.
Также предлагается усовершенствовать способ приготовления кофе и чая, включающий перемалывание кофейных зерен, дозирование и приготовление кофе, дозирование смеси чайного листа и заваривание чая из нее, дозирование приправ и молока и налив молока в порцию кофе или чая с использованием того же кофейно-чайного аппарата и того же заварочного модуля, который осуществляют в заявленном аппарате благодаря тому, что дополнительный блок управления вместе с основным блоком управления аппарата регулирует объем камеры заварочного модуля, и объем камеры заварочного модуля для чая устанавливают таким образом, чтобы сухой чай внутри камеры не подвергался механическому сжатию.
Также предлагается, чтобы в конце каждого цикла приготовления чая заварочный модуль дополнительно подвергался паровой очистке, или чтобы заварочный модуль подвергался паровой очистке при переключении с приготовления чая на приготовление кофе и наоборот.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение проиллюстрировано на чертежах.
Фиг. 1 – структурная схема автоматического кофейно-чайного аппарата,
фиг. 2 – заварочный модуль для кофе и чая и его взаимодействие с другими блоками аппарата.
Автоматический кофейно-чайный аппарат (фиг. 1), в котором использован автоматический кофейный аппарат, состоит из четырех основных блоков:
панель управления с дисплеем 1,
основной блок 2 управления с дополнительным блоком 2а управления,
заварочный модуль 3 для кофе и чая;
а также устройство 4 приготовления порций кофе и чая, и
других рабочих узлов аппарата, таких как привод 5 с энкодером 6, дозатор 7 чайной смеси с емкостью 8 для чайной смеси, устройство 9 перемалывания и дозирования кофе с емкостью 10 для кофейных зерен, редуктор давления воды и водяной насос 11, водонагреватель 12, парогенератор 13, парорегулирующий клапан 14, устройство 15 дозирования и подачи приправ с емкостью 16 для приправ, устройство 17 дозирования и налива молока с емкостью 18 для молока, механизм 19 очистки кофейной гущи и чайных твердых частиц с емкостью 20 для твердых частиц.
Другие рабочие блоки аппарата взаимодействуют электрически, механически или гидравлически с основными блоками аппарата. Панель 1 управления с дисплеем электрически соединена с основным блоком 2 управления. Основной блок 2 управления подключен (и управляет) к приводу 5, устройству 7 дозирования чайной смеси, устройству 9 перемалывания и дозирования кофе, редуктору давления воды и водяному насосу 11, водонагревателю 12, устройству 15 дозирования и подачи приправ, устройству 17 дозирования и налива молока и имеет обратную связь с энкодером 6 (вычисляет частоту вращения двигателя привода 5) и водонагревателем 12 (регулирует температуру воды). Дополнительный блок 2a управления электрически соединен с энкодером 6 (вычисляет частоту вращения двигателя привода 5), устройством 7 дозирования чайной смеси, приводом 5 и соединен (управляет) с парорегулирующим клапаном 14. Привод 5 механически соединен с заварочным модулем 3 для кофе и чая. Водонагреватель 12 и парогенератор 13 (через парорегулирующий клапан 14) гидравлически соединены с заварочным модулем 3 для кофе и чая. Заварочный модуль 3 для кофе и чая, устройство 15 дозирования и подачи приправ, устройство 17 дозирования и налива молока гидравлически соединены с устройством 4 приготовления порций кофе и чая. Устройство 7 дозирования чайной смеси, устройство 9 перемалывания и дозирования кофе, устройство 19 очистки кофейной гущи и чайных твердых частиц взаимодействуют с заварочным модулем 3 для кофе и чая.
На фиг. 2 показан заварочный модуль 3 для кофе и чая и его взаимодействие с другими блоками аппарата.
Заварочный модуль 3 для кофе и чая состоит из корпуса 21, механизма, содержащего шнек 22 и каретку (ползун) 23, цилиндр 24, подвижный поршень 25, неподвижный поршень 26 и направляющую 27. Цилиндр 24 прикреплен к каретке 23. Полость цилиндра 24 условно названа заварочной камерой 24а для кофе и чая. Поршень 25 установлен в цилиндре 24 и может скользить в нем, кроме того, в поршне 25 сделано отверстие 25a для подачи горячей воды, через которое подается горячая вода из водонагревателя 12, а в его верхней части сделано отверстие 25b, через которое горячая вода поступает в камеру 24a. На выходе из поршня 26 выполнена выпускная (всасывающая) трубка 26а для кофе и чая, а к нижней части данной трубки прикреплена сетка 29, через которую кофе и чай всасываются устройством 4 приготовления порций кофе и чая. В трубке 26а выполнен отвод 26b, соединенный с парорегулирующим клапаном 14.
Поскольку заявленное изобретение было реализовано в автоматическом кофейном аппарате VMF 1500S фирмы VMF, то в описание не будет включено описание приготовления различных видов кофе, его можно найти в следующей инструкции: http://ricmas.com/wmf/machines/manuals/1500_S_USER_MANUAL_EN.pdf
В аппарат VMF1500S были внесены следующие изменения:
использовано устройство 7 дозирования чайной смеси, описанное в изобретении WO2017029541 данного автора;
возле блока 2 управления выполнен дополнительный блок 2а управления;
усовершенствован заварочный модуль 3 для кофе и чая;
установлен парорегулирующий клапан 14;
выполнена новая панель 1 управления с дисплеем путем ее дополнения функциями приготовления чая.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Работа кофейно-чайного аппарата
Управление кофейно-чайным аппаратом осуществляется панелью 1 управления, вся информация отображается на ее дисплее. Управление включает выбор напитков: кофе или чая, размер порций, выбор добавок (приправ и количества молока).
Процесс приготовления кофе описан в следующей инструкции:
http://ricmas.com/wmf/machines/manuals/1500_S_USER_MANUAL_EN.pdf
Конструкция и работа устройства дозирования чайной смеси описаны в изобретении WO2017029541.
Ниже более детально описана работа аппарата, связанная с предлагаемыми усовершенствованиями.
Заварочный модуль 3 для кофе и чая может находиться в трех положениях:
исходное (нижнее) положение, когда при вращении приводом 5 шнека 22 каретка 23 перемещается вниз, пока подвижный поршень 25 не упрется в опору корпуса 21, а цилиндр 24 в нижнюю опору подвижного поршня 25. В этом случае верхний край цилиндра 24 выровнен с верхней поверхностью подвижного поршня 25. Затем приводится в действие механизм очистки 19 кофейной гущи и чайных твердых частиц, который счищает гущу с поверхности подвижного поршня 25 в емкость 20;
положение заполнения (положение заполнения заварочной камеры 24a дозой кофейного порошка или чайной смеси), когда подвижный поршень 25 упирается в опору корпуса 21, и цилиндр 24 поднят вверх до верхней опоры подвижного поршня 25;
положение заваривания (положение приготовления кофе и чая), когда цилиндр 24 с подвижным поршнем 25 поднят вверх, неподвижный поршень 26 вошел в цилиндр 24 до:
полного сжатия дозы кофейного порошка в заварочной камере 24а между подвижным 25 и неподвижным 26 поршнями,
закрытия дозы чайной смеси в заварочной камере 24а без сжатия. Объем заварочной камеры 24а устанавливается дополнительным блоком 2а управления.
Считывания энкодера 6 выполняются в исходном положении заварочного модуля 3 для кофе и чая, являющемся точкой отсчета. Затем, по мере перемещения заварочного модуля 3 для кофе и чая из исходного положения вверх, основной блок 2 управления и дополнительный блок 2а управления подсчитывают импульсы энкодера 6 и в нужный момент останавливают привод 5.
Процесс приготовления чая
Заварочный модуль 3 находится в положении заполнения. На панели 1 управления устанавливаются необходимые требования к дозе чая. По команде с панели 1 управления основной блок 2 управления запускает устройство 7 дозирования чая, которое насыпает необходимое количество чайной смеси в заварочную камеру 24а. Основной блок 2 управления запускает привод 5, который переводит заварочный модуль 3 в положение заваривания.
Как упоминалось выше, при приготовлении чая остановка привода 5 управляется дополнительным блоком 2а управления. Согласно настройке на панели 1 управления, он останавливает работу привода 5 так, чтобы количество чая в заварочной камере 24a между поршнями 25 и 26 не подвергалось сжатию.
Основной блок 2 управления запускает подачу горячей воды из водонагревателя 12 (через поршень 25 и отверстия 25b) в заварочную камеру 24а. Запускается устройство 4 приготовления порций кофе и чая, которое выкачивает чай через сетку 29 и выпускную трубку 26a для кофе и чая в чашку. В конце заварочного цикла основной блок 2 управления запускает привод 5, и заварочный модуль 3 начинает возвращаться вниз в исходное положение, в то же время дополнительный блок 2а управления запускает парорегулирующий клапан 14, который через выпускную трубку 26а и ее отвод 26b и через сетку 29 подает порцию пара в заварочную камеру 24а. Это действие очищает отверстия в сетке 29 и удаляет с нее частицы чая, приставшие к ней во время всасывания.
После возвращения заварочного модуля 3 в исходное положение включается устройство 19 очистки кофейной гущи и чайных твердых частиц, которое счищает чайные твердые частицы с поверхности подвижного поршня 25 с отверстиями 25b в емкость 20. Заварочный модуль 3 возвращается в верхнее положение заполнения. Возможные варианты паровой очистки заварочного модуля 3:
паровая очистка производится после приготовления каждой порции чая;
паровая очистка производится после приготовления каждой порции чая или кофе.
За счет дополнения блока управления дополнительным блоком 2а управления, введения паровой очистки заварочной камеры 24а, в частности сетки 29, неподвижного поршня 26, можно:
непрерывно готовить чай без дополнительной очистки заварочного модуля 3;
свободно чередовать приготовление кофе и чая, будучи уверенным, что чай или кофе не будут содержать примесей ранее приготовленного напитка.
Также улучшаются условия эксплуатации – отпадает необходимость в частой очистке заварочного модуля 3.
Предлагаемые технические решения могут быть использованы в автоматических кофемашинах, оснащенных модифицированным заварочным модулем для кофе, используемым в аппаратах фирмы WMF или других компаний.