用于烘焙部分烘焙咖啡豆的方法和设备

摘要

本发明涉及一种烘焙部分烘焙咖啡豆的烘焙方法；所述烘焙方法包括以下步骤：获取所述部分烘焙咖啡豆的烘焙水平；在烘焙之前，至少基于所述部分烘焙咖啡豆的烘焙水平，确定用于烘焙的烘焙简档；以及按照所确定的烘焙简档，烘焙所述部分烘焙咖啡豆。本发明还提出了提供分段烘焙解决方案的一种制作咖啡的方法、一种烘焙设备和一种咖啡机。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制作咖啡的方法和机器，特别是一种用于烘焙部分烘焙咖啡豆的方法和设备。

背景技术

享受新鲜咖啡在消费者中变得非常流行。新鲜的烘焙尤其受欢迎。然而，目前家庭烘焙机为消费者提供有限可能性来实现合期望咖啡口味。

咖啡豆可以根据三种主要因素，即，咖啡豆品种、烘焙水平和冲泡格式（brewing format）使一杯咖啡充满各种各样的口味、风味和质感。不同的咖啡种类向咖啡饮品给予不同风味。烘焙水平影响最终的咖啡风味和口味，其包括酸味、苦味、醇度、涩味、甜味等等。与适当的冲泡格式组合，优质咖啡饮品得以实现，并且在全球变得流行。目前的家庭烘焙机聚焦于终端用户的方便性。这些家庭烘焙机正常具有预先设置的烘焙简档、留给终端用户很少参数来调节，诸如烘焙时间和温度。换言之，不允许终端用户调整烘焙简档来制作具有合期望的口味的咖啡饮品。

烘焙生咖啡豆将花费很多时间。如果消费者想要非常快速的烘焙过程，则将要求极其高的温度（通常高于300℃）。表1示出了目前的快速烘焙过程。并且这种非常短的烘焙过程正常将不会产生平衡的、好的烘焙质量，因为表面将是过烘焙的，而豆子的核心将依然是呈绿色的。

发明内容

因此，提供一种用于烘焙部分烘焙咖啡豆的方法和设备将是有利的。

在上下文中，“部分烘焙”意味着那些咖啡豆已经被预先烘焙到特定烘焙水平，该烘焙水平不是最终烘焙水平（即，在完成烘焙过程之后达到的水平）。而且，术语“最终烘焙水平”指代烘焙咖啡豆预期烘焙到的水平。

为了解决以上提及的顾虑中的一项或者多项，按照本发明的一个方面，本发明的实施例提供了一种烘焙部分烘焙咖啡豆的烘焙方法；该烘焙方法包括以下步骤：获取部分烘焙咖啡豆的烘焙水平；在烘焙之前至少基于部分烘焙咖啡豆的烘焙水平而确定用于烘焙的烘焙简档；以及按照所确定的烘焙简档而烘焙部分烘焙咖啡豆。

本发明的基本思想是将部分烘焙的咖啡豆烘焙到预定的最终烘焙水平。这大体上可以克服在如上描述的常规家庭烘焙机中的缺点中的一项或者多项：首先，具有一定湿度内容的部分烘焙咖啡豆易于保存；其次，不同于目前的、使得烘焙不均匀的快速烘焙过程，按照本发明的快速烘焙过程将不仅使得烘焙周期非常短（所要求的能量将更少）而且还导致豆子得以更均匀得多地烘焙。因为部分烘焙咖啡豆已经被烘焙（例如，未超过第一次爆裂（crack）），所以将需要较少的热用于将豆子烘焙到预定的最终烘焙水平。因此，加强加热将被避免，其将否则可能引起不均匀的烘焙。烘焙结果因此可与标准烘焙相比较或者比标准烘焙更佳。这种方法尤其适用于烘焙少量的咖啡豆，并且适用于在家用集成咖啡机中实施。

优选地，部分烘焙咖啡豆的烘焙水平是在第一次爆裂的结束之前实现的水平。

在本发明的优选实施例中，部分烘焙咖啡豆的烘焙水平是由以下至少一项指示的：部分烘焙咖啡豆的含水量、密度和颜色。

优选地，获取步骤包括：感测以下至少一项：部分烘焙咖啡豆的含水量、密度和颜色；或者借助于指示器，识别部分烘焙咖啡豆的烘焙水平。

在本发明的优选实施例中，用于烘焙的烘焙简档基于部分烘焙咖啡豆的烘焙水平和预定最终烘焙水平而确定。

在本发明的实施例中，烘焙步骤包括将热施加到部分烘焙咖啡豆，具有大约190℃到大约230℃的范围的外界温度，和/或将少于大约15J的热能转移到每个部分烘焙咖啡豆。

优选地，预定最终烘焙水平是由以下至少一项指示的：部分烘焙咖啡豆的含水量、密度和颜色；以及预定最终烘焙水平是按照用户偏好可调整的。

优选地，烘焙方法进一步包括：在烘焙步骤期间感测烘焙水平；以及在实现了预定最终烘焙水平时停止烘焙。

按照本发明的另一方面，本发明的实施例提供了一种制作咖啡的方法，所述方法包括：如上所述的烘焙部分烘焙咖啡豆的烘焙方法；将具有预定最终烘焙水平的咖啡豆研磨为咖啡粉末；以及从咖啡粉末冲泡咖啡。

使用这样的配置，非常短的豆子到杯子（bean-to-cup）的时间并且因此即时新鲜冲泡的咖啡是可得的，因为按照本发明的快速烘焙过程将不仅使得烘焙时间段非常短（所要求的能量将更少），而且将实现被均匀得多地烘焙的豆子。这种方法尤其适用于制作少量咖啡，并且在家庭使用的、集成式咖啡机中实施。

按照本发明的又一个方面，提出了一种用于烘焙部分烘焙咖啡豆的烘焙设备，所述烘焙设备包括：获取单元，用于获取部分烘焙咖啡豆的烘焙水平；确定单元，用于在烘焙之前，至少基于部分烘焙咖啡豆的烘焙水平，确定用于烘焙的烘焙简档；以及烘焙单元，用于按照确定的烘焙简档，烘焙部分烘焙咖啡豆。

这种烘焙设备尤其适用于集成在家庭使用的咖啡机中。使用这样的烘焙设备，烘焙过程将非常短，所要求的能量将更少，并且烘焙均匀得多。

优选地，部分烘焙咖啡豆的烘焙水平是由以下至少一项指示的：所述部分烘焙咖啡豆的含水量、密度和颜色；获取单元包括：感测元件，用于感测部分烘焙咖啡豆的含水量、密度和颜色中的至少一项；或者识别元件，用于借助于指示器识别部分烘焙咖啡豆的烘焙水平。

在本发明的实施例中，烘焙单元根据烘焙简档烘焙部分烘焙咖啡豆，该烘焙简档基于部分烘焙咖啡豆的烘焙水平和预定最终烘焙水平来确定。

在本发明的实施例中，识别元件被适配成识别部分烘焙咖啡豆的烘焙水平和预定最终烘焙水平，和/或被适配成选择烘焙简档。

在本发明的实施例中，烘焙单元被适配成将热施加到部分烘焙咖啡豆，具有从大约190℃到大约230℃的范围的外界温度，和/或将少于大约15J的热能转移到每个部分烘焙咖啡豆。

按照本发明的又一个方面，提出了一种咖啡机，所述咖啡机包括：如上所述的用于烘焙部分烘焙咖啡豆的烘焙设备；研磨设备，用于将具有预定最终烘焙水平的咖啡豆研磨成咖啡粉末；以及冲泡设备，用于从咖啡粉末冲泡咖啡。

这样的咖啡机潜在地使得直接从部分烘焙咖啡豆即时冲泡咖啡变为可能。

本发明的这些和其他方面将根据并且参考以下描述的实施例变得清楚并且得以阐明。然而，本发明不限于这些示范性实施例。

附图说明

现将基于各种实施例参考附图来描述本发明，其中：

图1示出了按照本发明的实施例的转轮识别系统；

图2示出了按照本发明的实施例的颜色面板识别系统；

图3示出了按照本发明的实施例的颜色调谐器识别系统；

图4示出了按照本发明的实施例的有色的烘焙腔室识别系统；

图5示出了按照本发明的实施例的用于选择用于第二阶段烘焙的简档的完整烘焙简档的示例；

图6示出了按照本发明的实施例的具有传感器的烘焙设备的示例。

具体实施方式

现在将对本公开内容的实施例做出参考，其一个或者多个示例在图中图示。实施例作为对本公开内容的解释而被提供，并且不意味着作为对本公开内容的限制。例如，被图示或者描述为一个实施例的一部分的特征可以与另一个实施例一同使用，来产生再另外的实施例。所打算的是，本公开内容涵盖落入在本公开内容的范围和精神内的这些和其他修改和变型。

为了解决以上顾虑中的一项或者多项，按照本发明的一方面，本发明的实施例提供了一种用于烘焙部分烘焙咖啡豆的烘焙方法；所述烘焙方法包括以下步骤：获取部分烘焙咖啡豆的烘焙水平；至少基于部分烘焙咖啡豆的烘焙水平来确定用于烘焙的烘焙简档；以及按照所确定的烘焙简档来烘焙部分烘焙咖啡豆。

按照本发明的实施例的烘焙方法不同于使用非常高温度（高于300℃）的目前快速烘焙方法。

优选地，部分烘焙咖啡豆的烘焙水平是在第一次爆裂结束之前达到的水平。美拉德（Mailard）反应是在糖和蛋白质之间的非酶反应，其在加热时发生并且导致某些食物（诸如咖啡豆、肉和面包）的褐变。将在咖啡豆的烘焙过程期间引起所述美拉德反应。在咖啡豆的第一次爆裂之后，将从咖啡豆中散发出香味。为了保存由所述美拉德反应生成的香味，优选地，通过对生咖啡豆加热并且在第一次爆裂结束之前停止所述加热过程而获取部分烘焙咖啡豆。

通常，使用目前的烘焙方法，咖啡豆将变得更酸、更苦、更有烟熏味、并具有烧伤特征（note）以及更呈绿色的特征并且更多涩味。在豆子中，内部和表面没有被均匀烘焙。所述烘焙方法也将生成更多二氧化碳；并且油脂迁移将更快。因此，目前的快速烘焙方法涉及许多质量缺点。

在本发明的实施例中，使用具有特定烘焙水平的部分烘焙咖啡豆。这意味着不必从头开始烘焙生咖啡豆。在某种程度上，这个概念避免了不均匀烘焙，其一般由于完整的烘焙过程的长时间加热而发生。因此，所述部分烘焙将提供对豆子的均匀烘焙，并且具有平衡的烘焙口味和风味，这意味着更温和的口味。最重要的，消费者将经历非常短的烘焙时间段（少于4分钟）而不需要更高的温度（例如，低于240℃）。

在本发明的示范性实施例中，烘焙过程包括：

·准备具有低于0.5g/ml的密度的咖啡豆；或者含水量少于6%；或者豆子的颜色比目标烘焙水平更浅并且不超过10（由亨特立（Hunterlab）的L值）；

·向这些豆子施加热，具有在豆子周围大约190-230℃的温度；通过施加这样的温度，避免了导致豆子表面过烘焙的高温（其通常高于230℃）。

·豆子的这种外界温度（大约190-230℃）将保持少于4分钟；

·转移给豆子的能量的量将少于大约15J。

·烘焙时间将基于目标烘焙程度（即，最终烘焙水平）而变化。如果目标烘焙程度更深，则烘焙时间将更长；如果目标烘焙程度相对浅，则烘焙持续时间将更短。同时，如果使用了相对高的温度，烘焙持续时间将相对短。在烘焙后的目标密度处于例如0.35g/ml-0.30g/ml的范围中。

在本发明的优选实施例中，在烘焙步骤之前，烘焙步骤进一步包括以下步骤：获取部分烘焙咖啡豆的烘焙水平，其由以下至少一项所指示：部分烘焙咖啡豆的含水量、密度和颜色。

如从本发明的以上示范性实施例可见的，部分烘焙咖啡豆的烘焙水平可以被以下至少一项所指示：部分烘焙咖啡豆的含水量、密度和颜色。这些参数全部都可以用来指示部分烘焙咖啡豆的烘焙水平/程度。在这些参数中，含水量是相对精确的参数，因为所有类型的具有特定烘焙水平/程度的部分烘焙咖啡豆的含水量以某种方式恒定。可以由本领域技术人员理解的是，给定咖啡豆的特定类型，部分烘焙咖啡豆的密度和颜色也可以精确地指示烘焙水平/程度。

不同咖啡豆类型具有显著不同的烘焙简档。例如，高海拔的硬豆子（例如曼特宁和夏威夷科纳）是大的、紧密的、并且具有高含水量。因此，其在第一次爆裂之前需要长烘焙时间来去除水分。并且，其适用于深烘焙（dark roasting）来完全散发其香气和风味。另一方面，低海拔的豆子（例如，耶加雪啡和巴哈马）是细小的、扁平的并且具有低的含水量。其容易膨胀，并且在烘焙期间具有好的外观，但是深烘焙导致香味消失并且使其无味。

按照烘焙部分烘焙咖啡豆的概念，要被烘焙的咖啡豆可以是具有不同烘焙水平的部分烘焙的豆子。而且，要被烘焙的不同类型的咖啡豆需要定制的第二阶段烘焙简档。这样，要被烘焙的豆子的识别对于决定烘焙简档是重要的；否则，消费者将难以按照要被烘焙的各种豆子来调整烘焙简档。

豆子颜色与烘焙程度具有强关联。咖啡豆的颜色随着烘焙时间和高温从绿色到灰白、黄色、褐色和黑色显著改变。美国专业咖啡协会（SCAA）已经开发了一种烘焙颜色分类系统，其链接到从浅肉桂烘焙到意大利式烘焙的8个烘焙程度。同时，豆子的颜色是要测量的最方便和有力的参数之一。诸如 Agtron和亨特立之类的专业仪器测量豆子和粉末的颜色来指示烘焙程度。有经验的烘焙从业者通常检查豆子的状态，即颜色、平滑度和膨胀来确定烘焙的终结点。

本发明的实施例还提出了一种用于基于颜色识别豆子以在定制和优化烘焙简档中进行引导的识别系统。输入的豆子是部分烘焙的豆子而非生豆子（理想情况下来自经认可的供应商的豆子）以支持分段烘焙的概念。识别系统对于分段烘焙技术是至关重要的，因为它提供了一种用于不同的部分烘焙豆子的优化烘焙简档。

如下应用使用颜色来识别输入的豆子的原理。

1）豆子颜色与咖啡豆品种相链接，并且因此确定所推荐的烘焙程度。

2）豆子颜色确定了部分烘焙豆子的烘焙程度，其影响最终烘焙时间。

3）豆子颜色与含水量相关联，其影响烘焙简档。

识别系统可以与单独的烘焙机一同使用，或者其可以被集成到咖啡机中，与研磨和冲泡一同来提供具有各种口味的咖啡。

用于颜色识别的主要元件包括颜色表、选择装置和/或软件控制面板来实施识别。

颜色表是覆盖在分段烘焙概念中的潜在、商业可得的咖啡豆的颜色的颜色集合。理想情况下，按照经认证的咖啡豆来开发颜色表。

选择装置被设计为在将（一个或者多个）豆子与颜色表比较之后得到消费者对豆子状态的输入。

软件控制面板被设计为从颜色输入推断烘焙程度并且导出对应的烘焙简档，即，所控制的升温速率、持续时间和最终温度。

除了设备颜色表之外的另一个UI设计可以是经由app同步的电话上/平板设备上的颜色表；或者纸质颜色表，其结果被输入到设备中。

一般地，用于输入的豆子的识别系统被设计为引导实现基于颜色的定制和优化烘焙简档。识别可以通过将输入豆子颜色与预先设置的颜色表相比较来实现，并且匹配的颜色被人工地选择。软件接收和分析豆子颜色，并且进一步触发对应烘焙简档。与研磨和冲泡功能相组合，可以以方便的方式实现新鲜和美味的咖啡冲泡品。为了实施识别系统，四个种类的选择装置以及其实施例在本发明中提出，其将在下文参考略图（图1）描述。

选择装置的示例1：

转轮100具有颜色表，该颜色表具有颜色地带101的集合。出于简化的目的，在图1中，不同图案指示不同颜色。每个颜色地带将一组商业可得的咖啡豆指示为要被烘焙的输入豆子。指针102是可旋转的，并且位于匹配的颜色地带，以指示输入豆子类型。消费者可以在比较输入豆子和颜色表之后，人工地将指针设置到所指定的颜色地带。随后，指针借助于软件控制面板触发烘焙简档。现在完成了识别过程。通常包括温度和时间控制的烘焙简档被提前定义和预先设置在机器中。

选择装置的示例2：

可替换地，颜色面板200被设计在图2中的机器上。出于简化的目的，在图2中，不同图案指示不同颜色。一组颜色条201被安排在一起，以形成颜色面板。每个颜色条将商业可得的咖啡豆的类型指示为要被烘焙的输入豆子。颜色条不仅用于比较输入豆子和颜色面板，但是也用于选择所指定的颜色。通过按压或者触摸颜色条，该颜色条与相对应的烘焙简档相链接，并且触发烘焙过程。

选择装置的示例3：

可替换地，颜色调谐器300被设计在图3中的机器上。出于简化的目的，在图3中，不同图案指示不同颜色。颜色调谐器充满个体颜色地带301，指示商业可得的咖啡豆的类型。圆盘形钮302与被分配在所指定颜色地带处的针303一同调谐。按压该钮来借助于软件控制面板触发预先设置的烘焙简档。

选择装置的示例4：

可替换地，设计了采用颜色地带401装饰的烘焙机腔室400（如图4中示出的）。出于简化的目的，在图4中，不同图案指示不同颜色。烘焙机腔室可以由诸如玻璃、工程塑料之类的透明材料制成。颜色表402被粘在腔室的外面。可替换地，其被夹在腔室的两层之间。腔室保持透明而具有附着其上的颜色表。一组按钮403被分配在烘焙机腔室下方。识别过程如下执行：输入豆子被装载到烘焙机腔室中。消费者查看腔室（颜色地带）并且决定什么颜色匹配于输入豆子的颜色。之后，通过按压按钮之一，借助于软件控制面板选择对应的烘焙简档。

以下提供了识别系统的一些示例，其说明了如何使用所公开的识别系统来确定烘焙简档。

苏门答腊曼特宁在尺寸上很大，并且紧密。生豆子具有深绿色，以及相对高的含水量（~12%）。考虑其特征，通常地，热渗透性在烘焙期间是糟糕的。因此，在第一次爆裂之前的烘焙持续时间是长的，以实现水分蒸发，以便避免不均匀的烘焙。烘焙程度应该是深烘焙，以便生成多层、饱满的口味。

另一方面，埃塞俄比亚耶加雪啡在尺寸上较小，并且在颜色上是浅绿色。含水量也低（~10%）。其由于豆子的良好热渗透性而被均匀加热。最终烘焙程度应该是浅烘焙，因为额外烘焙会减少香气和风味。

部分烘焙的曼特宁和耶加雪咖在颜色上分别是深绿色和浅绿色。因此，通过比较颜色表和输入豆子来实现识别。对应的烘焙简档被预先设置，如所描述的那样。与耶加雪咖相比，曼特宁需要更快升温速率、更长持续时间和高稳定期烘焙温度。所烘焙的耶加雪咖是浅烘焙，而所烘焙的曼特宁是深烘焙。

优选地，获取步骤包括：感测以下至少一项：部分烘焙咖啡豆的含水量、密度和颜色；或者借助于指示器识别部分烘焙咖啡的烘焙水平。

应该指出，一方面，这些参数可以通过一个或者多个传感器检测；另一方面，部分烘焙咖啡豆的烘焙水平还可以借助于指示器来识别。这样的识别包括从例如部分烘焙咖啡豆的包装上“读出”这样的烘焙水平，或者由顾客在将咖啡豆与标准颜色表比较之后“输入”部分烘焙咖啡豆的烘焙水平。

在本发明的优选实施例中，用于烘焙的烘焙简档基于部分烘焙咖啡豆的烘焙水平和预定的最终烘焙水平来确定。

按照本发明，分段烘焙涉及咖啡豆烘焙的两个阶段，而第二阶段由消费者执行。本发明的一个实施例还提出了一种基于部分烘焙咖啡豆的属性（即，部分烘焙咖啡豆的烘焙水平）来控制烘焙的第二阶段的方式。

目前，干燥的生咖啡豆由烘焙工厂来烘焙，并且被运到商店，在商店，这些生咖啡豆被置于货架中。消费者可以购买烘焙咖啡豆，并且使用咖啡机在家制作咖啡。在这个过程期间，将损失一定口味/芳香。这尤其适用于其表面上具有油脂的深烘焙豆子；因此，更容易损失芳香和风味。同时，因为口味简档由烘焙工厂预先决定，所以对于消费者只存在有限的机会来开发其个人偏好。

为了具有更新鲜并且口味更佳的咖啡，并且允许消费者开发其自己的（一个或者多个）偏好，本发明人提出将烘焙过程分段。

基于接收到的豆子的烘焙水平，以及可选地目标烘焙水平或者烘焙口味，将为豆子选择烘焙简档。

如以上所描述的，所接收到的、部分烘焙豆子的烘焙水平可以以许多方式获取：诸如用户输入（例如，水平的选择）、感测（例如，用于检测烘焙水平的颜色传感器）、或者机器可读输入（例如，扫描包装上的条形码、RFID等等）。

优选地，烘焙设备可以使用输入豆子烘焙水平和目标/最终烘焙水平，并且从这两个水平确定烘焙简档。用于确定烘焙简档的因素不限于输入和最终烘焙水平，并且设备可以考虑其他因素（例如，外界温度、豆子的年龄、豆子的类型以及第一烘焙阶段的某些细节）。

输入豆子的烘焙水平可以直接或者间接地指定，其中直接意味着其可以是烘焙程度（例如，在0到10的尺度上或者按照烘焙颜色）而间接意味着其可以由其他相关参数（例如，含水量、密度等等）指定。

简化情况是：仅使用单个烘焙水平并且烘焙简档由部分烘焙豆子的烘焙水平和最终目标确定的时候。

所使用的烘焙简档不需要是完全固定的，并且可以基于某种传感器反馈，在操作期间适配。

表2示出了其中使用查找表的基本情况，Px,y意味着使用烘焙水平x的豆子产生烘焙水平y的豆子的烘焙简档。

表2：用于确定烘焙简档的查找表（可以是固定的时间/温度曲线或者可以包括用于动态控制的规则）

输入/目标7891011124P4,7P4,8P4,9P4,10P4,11P4,125P5,7P5,8P5,9P5,10P5,11P5,126P6,7P6,8P6,9P6,10P6,11P6,127P7,8P7,9P7,10P7,11P7,128P8,9P8,10P8,11P8,12

烘焙简档可以是固定的时间/温度曲线，或者其可以限定特定传感器输出的目标值，并且基于传感器输出控制烘焙。

关键在于，所应用的烘焙简档将取决于接收到的豆子的属性而不同。

基于接收到的豆子的烘焙水平和目标烘焙水平，设备将确定烘焙简档。这可以是静态的（所以一旦被选择，则它是固定的）或者动态的（可以在烘焙期间适配）。烘焙简档可以基于诸如外界温度、豆子年龄、豆子类型或者第一烘焙阶段的细节之类的其他因素被确定。

极端情况是：输入决定用于豆子的烘焙简档的时候，并且其将必须取决于接收到的豆子的烘焙水平。

烘焙简档可以是静态的。图5示出了从生豆子到完全烘焙的豆子的示范性烘焙简档。在图5中，水平坐标指示烘焙水平，而垂直坐标指示在烘焙简档中使用的温度。假设输入豆子处于这些预定水平之一，并且目标结果是较后水平之一，则设备可以简单地选择烘焙简档从输入水平进行到最终水平。

实际上，基于豆子类型或者第一烘焙阶段的细节，可以存在多个这样的简档来从其进行选择。

在图5中，一个示例（P4,9）在矩形中指示，这意味着烘焙简档要应用于接收到的烘焙水平为4的豆子，以便产生烘焙水平为9的豆子。相似地，可以从该简档中选择其他情况。

可替换实施例利用了一个或者多个传感器来控制最终烘焙。传感器值将用于确定开始点和结束点。实际上，开始点不需要被明确标识，但是传感器将控制过程使得达到所期望的结束点。这将导致不同烘焙简档用于接收到的、具有不同烘焙水平的豆子。

可选地，预定最终烘焙水平被直接确定为所限定的烘焙水平的离散集合（例如，[0,1,2,…,12]）中的一个烘焙水平；或者，预定最终烘焙水平被直接确定为在烘焙水平的连续统（例如，0-12）内的水平。

可选地，预定最终烘焙水平基于诸如含水量、密度等等之类的参数（在此情况下不要求传感器）间接确定；或者预定最终烘焙水平基于一个或者多个传感器的输出来间接确定。

可选地，将烘焙简档的规范输入到设备中。

在本发明的实施例中，烘焙步骤包括将热施加到部分烘焙咖啡豆，具有从大约190℃到大约230℃的范围的外界温度，和/或将少于大约15J的热能转移到每个部分烘焙咖啡豆。

烘焙生咖啡豆将花费更多时间。如果消费者想要具有非常快速的烘焙过程，则将要求极其高的温度（通常高于300℃）。因为部分烘焙咖啡豆已经被预先烘焙（例如，预先烘焙到不超过第一次爆裂的水平），则将需要较少的热来将豆子烘焙到预定最终烘焙水平。因此，将避免强加热，其否则将可能导致不均匀烘焙。

本发明的实施例还提出了其中传感器目标值以机器可读形式被输进设备中的解决方案。设备将基于输入传感器目标值控制最终烘焙步骤。

分段烘焙提出了其中咖啡的初始烘焙被专业烘焙机执行，并且最终烘焙阶段被消费者执行的模型。部分烘焙豆子的属性被烘焙机或者烘焙设备控制。消费者设备可以控制最终烘焙步骤来实现目标结果。

感测可以用来基于例如颜色感测来控制最终烘焙步骤。然而，取决于豆子的类型和部分烘焙状态，理想的最终颜色可能不同。因此，按照一般的解决方案，所有豆子将被烘焙到共同状态，而理想的解决方案是将每个部分烘焙豆子的种类烘焙到其优化水平。尤其是对于咖啡豆而言，特性将每年不同。每年在收获豆子之后研究理想的或者推荐的烘焙方法。提供部分烘焙豆子或者最终烘焙豆子的专业烘焙机知道理想烘焙目标。如果可能针对由消费者设备的最终烘焙而“更新”理想目标，则消费者可以享受由所烘焙的豆子制作的咖啡。

优选地，预定最终烘焙水平由以下至少一项指示：部分烘焙咖啡豆的含水量、密度和颜色；并且预定最终烘焙水平可按照用户偏好调整。

本发明的实施例提出了其中传感器目标值以机器可读形式被输进设备的解决方案。设备将基于输入传感器目标值控制最终烘焙步骤。

本发明要输入直接与存在于设备中的传感器有关的特定值。这些值不打算对于消费者来说是可理解的，并且因此可以以机器可读格式被输进。

例如，机器可读输入可以基于来自颜色传感器的RGB值，包括对于三个可能烘焙水平的传感器目标：

对于曼特宁豆子，例如，输入是：

RGB轻烘焙100.588.373.4中烘焙73.068.864.2深烘焙55.558.455.9

对于接着的烘焙，例如，如果豆子类型改变为耶加雪啡，则输入目标将是：

RGB轻烘焙76.161.245.3中烘焙53.044.635.5深烘焙43.344.942.1

通过使用可能的现实生活的示例，用户可以向设备添加豆子，并且他/她输入对于这些特定豆子的传感器目标，以确保设备可以最佳地控制最终烘焙步骤。

如以上描述的，感测目标可以以许多方式输进：诸如扫描包装上的条形码（线性、2D）、RFID标签、或者使用在智能电话/平板装置上的app。

所使用的传感器类型不限于颜色，而也可包括例如水分水平（以及有关的水分流失参数）。

在设备中的实际物理传感器不需要与所输入的传感器目标直接对应，可以存在从物理传感器到传感器目标的映射。例如，所输入的传感器目标可以是水分流失，但是用于检测水分流失的实际物理传感器是称重计。

当输入传感器目标值时所实现的解决方案可以涉及许多模式：

1.仅输入最终传感器目标（假设使用标准烹饪程序）；

2.输入最终传感器目标和目标烘焙简档两者；

3.输入用于中间结果的多个传感器目标（使用对每个分段的标准烘焙程序或者每个分段的目标烘焙简档的输入）；

4.输入多个最终传感器目标（以及目标烘焙简档）外加多个初始传感器值，使得最终传感器目标和/或烘焙简档依赖于初始传感器值。

多个传感器目标可以由单个或者多个传感器组件捕获。

在图6中示出了实施例的基本设定。用于烘焙咖啡豆的设备600包括在容器602中的一个或者多个传感器601，以及用于接收输入（有线/无线）的接口603。输入将包括用于传感器601的以指示烘焙过程的完成的目标值。控制单元604按照烘焙简档控制加热单元605，所述烘焙简档可以从目标值和/或容器602中的接收到的部分烘焙豆子的烘焙水平确定。

在没有输入传感器目标的情况下，在图6中示出的系统具有传感器可能会在不具有对豆子种类和烘焙水平的特定知识的情况下控制烘焙的问题。在一些情况中，这可能导致次优的结果。

优选地，烘焙方法进一步包括：在烘焙步骤期间感测烘焙水平；以及在实现预定最终烘焙水平时停止烘焙过程。

基于在输入传感器目标值时实现的解决方案，将在以下描述4个模式。

模式1：仅输入最终传感器目标（假设使用标准烘焙简档）。

在该情况中，假设使用标准烘焙简档，并且输入传感器目标被用来确定过程的终点。

假设设备可以测量传感器值S1,S2,…,Sn，则传感器目标输入应该是S1,S2,…,Sn的子集。烹饪过程将基于输入子集（例如，S1,S2,…,Sk，其中k≤n）而被控制。

理想算法是：

IF（S1A，S2A，…，SkA）=（S1T,S2T,…,SkT）

THEN烹饪/冲泡过程完成。

在所述算法中，SiA是实际传感器值，并且SiT是目标值。

然而，实际上，由于采样率、传感器分辨率和值的自然浮动，SiA可能永远无法精确地等于SiT。

实际算法是检查：

IF SiA=SiT±Δ，其中Δ可以是目标值的百分数。

更一般地，系统应该对传感器k元组限定度量函数F（即，将（S1,S2,…,Sk）映射到非负值的函数）并且然后测试为：

是否f（S1T-S1A,S2T-S2A,…,SkT-SkA）<Δ

度量函数可以用来在重要性方面在参数之间进行区分。

度量函数还可以是随传感器目标一同的、对系统的输入之一。

总控制算法是：

1.接收目标传感器值S1T,S2T,…,SkT

2.开始烹饪/冲泡（通常是加热）

3.取传感器值读数S1A，S2A，…，SkA

4.IF f（S1T-S1A,S2T-S2A,…,SkT-SkA）<Δ，THEN步骤5，OTHERWISE步骤3

5.过程完成（停止烹饪/冲泡）

特别地，假设在设备中的传感器可以测量烘焙期间的重量改变和RGB颜色。然而，仅针对重量和GB颜色分量限定传感器目标。

例如，目标是：

重量：-12%±0.01%（目标是在烘焙期间的12%重量减少）

R：61.3±3

G：52±3

B：43±1

目标包括所允许的delta来满足目标。通过指定delta，有可能使得一个传感器参数比另一个传感器参数更重要（即，具有大（归一化）delta的参数实际上较不重要）。

模式2：输入最终传感器目标和目标烘焙简档两者。

在此情况下，输入还包括烘焙简档（例如，用于烹饪的目标温度和/或其他参数）。控制单元将基于该简档设置设备参数，直到达到传感器目标为止。

例如，烘焙简档是简单地加热到200℃，直到达到传感器目标为止。

模式3：输入用于中间结果的多个传感器目标（使用每个分段的标准烘焙简档或者每个分段的输入目标烘焙简档）。

在此情况下，输入多个传感器目标来控制烘焙过程中的不同步骤：

步骤1：S1T,S2T,…,SkT

步骤2：S1T,S2T,…,SkT

步骤3：S1T,S2T,…,SkT

控制算法将针对每个步骤遵循以上水平1的算法。假设烘焙简档针对每个步骤变化（可以是随传感器目标一同的输入）。

对于每个步骤的传感器目标不需要使用相同的传感器集合。例如：

步骤1：重量-6%±0.1%（最终烘焙可能要求重量减少12%，但是在第一阶段中，仅要求5%的重量减少）。

步骤2：R:61.3±3；G：52±3；B：43±1。

在此情况下，第一步骤是控制质量损失，而第二步骤（通过使用较高温度）实现目标烘焙水平。

模式4：输入多个最终传感器目标（以及目标烘焙简档）外加多个初始传感器值，使得最终传感器目标和/或烘焙简档依赖于初始传感器值。

基本思想在于，传感器目标是基于原料的，并且因此更准确的控制是可能的。进一步的细化是使用初始传感器值来选择最终目标。这使得可能的是，考虑相同原料类型内的变化（例如，由于老化），或者减少在为相同原料类别输入的信息中的变化。

在此情况下，输入将包括初始传感器值（特定值或者范围）以及如上描述的目标传感器值的配对的集合。

实际初始传感器值将用于选择传感器目标。如果初始传感器输入是特定值的集合，则最接近的匹配可以被选择。如果输入是一范围，则适当范围将基于实际传感器值被选择。

初始传感器值指代在过程开始时的实际值，但不一定指代在开始时瞬间测量结果。其还可以在过程的开始几分钟期间做出的测量结果。

在该示例中，输入包括初始值，初始值然后控制简档和目标最终结果。取决于咖啡豆如何被存储，其属性可以改变，例如，其可能会损失或者吸收水分。通过添加初始传感器值，这可以被补偿以实现优化的最终结果。

例如，含水量可以是被测量以控制烘焙简档并且链接到最终结果的初始参数。表3示出了这样的示例。

表3：

初始传感器（含水量）烘焙简档最终目标>8%200℃（5分钟）R:61.3±3；G：52±3；B：43±14-8%180℃（2分钟）、200℃（1.5分钟）R:61.3±3；G：52±3；B：43±1<4%180℃（1.5分钟）、200℃（1分钟）R:61.3±3；G：52±3；B：43±1

以该方式，在存储（包括老化）期间的豆子的变化可以得以补偿。

按照本发明的另一方面，本发明的实施例提供了一种制作咖啡的方法，所述方法包括：如上所述的烘焙部分烘焙咖啡豆的烘焙方法；将具有预定最终烘焙水平的咖啡豆研磨为咖啡粉末；以及使用咖啡粉末来冲泡咖啡。

使用这样的配置，非常短的豆子到杯子的时间并且因此即时新鲜冲泡的咖啡是可得的，因为按照本发明的快速烘焙过程将不仅使得烘焙时间段非常短（所要求的能量将更少），而且将提供被均匀得多地烘焙的豆子。

按照本发明的又一方面，提出了一种用于烘焙部分烘焙咖啡的烘焙设备，所述烘焙设备包括：用于获取部分烘焙咖啡豆的烘焙水平的获取单元；用于至少基于部分烘焙咖啡豆的烘焙水平确定用于烘焙的烘焙简档的确定单元；以及用于按照确定的烘焙简档烘焙部分烘焙咖啡豆的烘焙单元。

使用这样的烘焙设备，烘焙过程将非常短，所要求的能量将更少，并且烘焙均匀得多。

优选地，部分烘焙咖啡豆的烘焙水平由以下至少一项指示：部分烘焙咖啡豆的含水量、密度和颜色；获取单元包括：用于感测部分烘焙咖啡豆的含水量、密度和颜色中的至少一项的感测元件；或者用于借助于指示器识别部分烘焙咖啡豆的烘焙水平的识别元件。

在本发明的实施例中，烘焙单元按照烘焙简档来烘焙部分烘焙咖啡豆，所述烘焙简档按照部分烘焙咖啡豆的烘焙水平和预定最终烘焙水平确定。

优选地，识别元件被适配成识别部分烘焙咖啡豆的烘焙水平和/或预定最终烘焙水平，和/或被适配成选择烘焙简档。

在本发明的实施例中，烘焙单元被适配成将热施加到部分烘焙咖啡豆，具有从大约190℃到大约230℃的范围的外界温度，和/或将少于大约15J的热能转移到每个部分烘焙咖啡豆。

按照本发明的又一个方面，提出了一种咖啡机，所述咖啡机包括：如上所述的用于烘焙部分烘焙咖啡豆的烘焙设备；用于将具有预定最终烘焙水平的咖啡豆研磨成咖啡粉末的研磨设备；以及用于从咖啡粉末冲泡咖啡的冲泡设备。

这样的咖啡机可能使得从部分烘焙咖啡豆直接即时冲泡咖啡变为可能。

所公开实施例的其他变型可以被本领域技术人员在实践所要求保护的发明时从对附图、本公开内容和所附权利要求的研习中理解和实现。在权利要求中，单词“包括”不排除其他元件或者步骤，并且不定冠词“一”或者“一个”不排除多个。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的单纯事实不指示这些措施的组合不能加以利用。在权利要求中的任何参考符号不应被解读为限制范围。