CN109259277A - 变频光波微波咖啡烘焙机 - Google Patents

Abstract

一种咖啡烘焙机，其特征在于，包含一个安装有鼓风机等的变频光波微波烤箱；一个采用共轴反转技术的搅拌装置或滚筒装置。其箱体安装有烘焙温度时间显示器、搅拌机、鼓风机、烟感报警器以及微机控制装置。本专利的变频光波微波咖啡烘焙机的特点是，1.热效率高，与传统咖啡烘焙机相比可节能98％以上。2.加热速度快。可在3～6分钟内完成烘焙。3.加热均匀。4.清洁卫生，不污染食品和环境。5.操作简便，易于控制。它还可用于烘焙腰果及爆米花等并加热其他食物。变频光波微波咖啡烘焙机，既可用于家用烘焙机，也可用于大型的商业烘焙机。其加热过程和加热工艺均采用微机自动化控制。实验证明，光波微波烘焙出的咖啡豆与传统烘焙难分伯仲。

Description

变频光波微波咖啡烘焙机

本发明涉及一种咖啡烘焙机，特别是涉及一种变频光波微波咖啡烘焙机。

咖啡是用经过烘焙的咖啡豆制作出来的饮料，与可可、茶同为流行于世界的三大饮料之一。咖啡树原产于埃塞俄比亚。而当今咖啡的主要产地为巴西、哥伦比亚、埃塞俄比亚等。常见的咖啡树有两种，一种是阿拉比卡种，另一种是罗布斯塔种。人们日常饮用的咖啡是用咖啡豆配合各种不同的烹煮器具制作出来的，而咖啡豆就是指咖啡树果实里面的果仁，将其以适当的方法烘焙而成。一杯标准的咖啡，品尝起来的味道不应是苦涩的，而一名合格的咖啡师在制作咖啡时会严谨地进行每一步操作，最后为客人呈上的咖啡在味觉上会呈现出不同程度的甜度、酸度、醇厚度或是干净度。可以说，原本咖啡生豆本身是没有丝毫的咖啡香味的。咖啡只有把它在炒熟后，才能够闻到其浓郁的咖啡香味。咖啡豆的烘焙，是咖啡豆内部成分的转化过程。只有经烘焙后产生了能够释放出咖啡香味的成分，人们才能闻到咖啡的香味。然而，咖啡豆的烘焙过程中，其成分的转变是十分复杂的。从咖啡的烘焙程度来看，烘焙程度越浅，酸味就越浓；烘焙程度越深苦味越浓。于是，就要根据咖啡豆本身的特性，选择与其相适宜的烘焙程度，例如，对于本身苦味较强和酸味较淡的咖啡豆，一般都是选用中度较浅的烘焙程度。由此就有了各种不同烘焙方式：如浅度烘焙、较深的浅度烘焙、较浅的中度烘焙、中度烘焙、较深的中度烘焙等。为能实现各种烘焙，便出现了咖啡烘焙机。专业的烘焙机制造原理主要分为三类：直火式、半热风式、热风式。目前，以后两种机型的烘焙效果最佳。这三种机型的共同特征是，都采用了电力或燃气作为其热源。它们各有长短优劣。咖啡的烘焙，除受咖啡生豆密度等因素影响之外，还会受到咖啡烘焙时的外界环境等因素的影响很大，诸如烘焙当时的气温、气压、室内温度、空气流通性以及通风等。传统的咖啡烘焙，在通常情况下，首先将锅炉预热大约15～20分钟，有时需要30分钟，使锅温达到180～190℃。烘焙机内放入生豆后，温度降至约150℃。而后锅温又开始缓慢上升。完成一爆乃至二爆。深烘焙最高温度可达约230℃.各种烘焙大概需要10～25分钟左右。应当说，这是一个大量消耗热能的过程。在此缓慢的烘焙过程中，烘焙机自身会吸收或消耗掉大部分热量。非但如此，咖啡的烘焙也是宝贵的人力资源的消耗。本说明书的烘焙机，与传统的烘焙机主要区别是采用了变频光波微波烘焙咖啡方式。光波炉的加热方式是光波管，是利用红外发热原理加热。而所谓微波，是指其频率为300MHz～300GHz的电磁波。它是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1毫米～1米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。微波的频率，比一般的无线电波频率高，有时也称之为“超高频电磁波”。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器等，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等则因吸收微波而使自身发热。金属类的物品则反射微波。在此，正是利用微波使咖啡等自身发热的特性，将其用于咖啡烘焙。传统的咖啡烘焙机，当烘焙1公斤咖啡豆时，在2000～4000w功率下需要工作约1小时。实验证明，由于微波使咖啡豆自身发热，受环境影响很小，以1000w功率的较弱微波火力，微波炉实际工作仅30几秒，便能够使咖啡豆从生豆变为熟豆，甚至完全碳化。由此粗略估算其提高节能效率达95％以上。如果进而采用变频微波炉，其节能效率还可提高约20～30％。本专利的变频光波微波咖啡烘焙机，是以光波和微波作为热源而进行咖啡烘焙的一种高效节能咖啡烘焙机。

本发明的目的在于，创造一种变频光波微波咖啡烘焙机。变频光波微波烘焙可大量节省能源，大幅缩短烘焙时间。其烘焙出的咖啡豆具有较好的一致性，极高的烘焙精度。与此同时，本产品的体积远小于传统的咖啡烘焙机，且操作简便而易于掌握。它还能用于烘焙腰果及爆米花等。变频光波微波烘焙，既可用于家用烘焙机，也可用于商业烘焙机。它的烘焙加热过程和加热工艺均采用微机自动化控制。

为达到上述目的，本发明的咖啡烘焙机，包含一个安装有(去除咖啡碎屑、银皮及冷却用)鼓风机的变频光波微波烤箱；一个由金属、玻璃、树脂(塑料)及陶瓷等材料制成的咖啡豆的搅拌装置或滚筒装置。它采用了共轴反转技术的搅拌装置或滚筒装置。该微波烤箱内置或外挂有碎屑箱。该烤箱的箱体上安装有烘焙温度时间显示器、搅拌机、鼓风机、烟感报警器以及微机控制装置。

谈到咖啡的烘焙，专业咖啡的烘焙方式通常分为下例八个阶段。1.极浅烘焙(LIGHTRoast)。其烘焙程度属极浅度烘焙，又名浅烘焙。第一爆开始前后，锅温最高在195～205℃。当第一爆结束时约205度。它是所有烘焙阶段中最浅的烘焙度。咖啡豆的表面呈淡淡的肉桂色，其口味和香味均不足，此状态几乎不能饮用。一般是用在检验上，很少用来品尝。2.浅烘焙(CINNAMONRoast)。其烘焙程度属浅度烘焙，又名肉桂烘焙。一般的烘焙度，外观上呈现肉桂色，臭青味已除，香味尚可，酸度强，为美式咖啡常采用的一种烘焙程度。3.微中烘焙(MEDIUMRoast)。烘焙程度为中度烘焙。此时的温度在205～215℃。中度的烘焙火候和浅烘焙同属美式的。除了酸味外，同时也出现了苦味。其香度、酸度、醇度适中。4.中烘焙(HIGHRoast)。烘焙程度属于中度微深烘焙，又名浓度烘焙。其烘焙的程度较微中烘焙度稍强，表面开始出现少许浓茶色，苦味变强，咖啡味道酸中带苦，香气及风味皆佳，最常为日本、中欧人士所喜爱。所谓蓝山咖啡即属于中烘焙咖啡。5.中深烘焙(CITYRoas t)：又名城市烘焙。呈红褐色，最高烘焙温度在215～225℃。它属于最标准的烘焙度，苦味和酸味达到平衡，常被使用在法式咖啡。此外还有：6.深烘焙(FULL-CITYRoast)、7.极深烘焙(FrenchRoast)。又名法式烘焙。8、极深烘焙(Ital ianRoast)，又称意式烘焙。最高烘焙温度在230～235℃。其烘焙度在碳化之前，有焦糊味。主要流行于拉丁国家，适合快速咖啡及卡布基诺。它多数使用在Espresso系列咖啡上。此外，ESPRESSO烘焙。最高烘焙温度在240℃以上，其颜色呈现接近黑色且表面油腻。显而易见，如上传统的咖啡烘焙消耗掉了大量宝贵的能源。再则，咖啡豆的烘焙品质，它直接决定了咖啡豆的香味的好坏。失败的烘焙，即使是优质的生咖啡豆，也无法获得很好的咖啡熟豆，其结果当然也就做不出好喝的咖啡。换言之，只有采用优质的咖啡生豆，经过适当的烘焙，才能加工出优质咖啡熟豆。煎焙使淡绿色咖啡(或浅黄色)的咖啡生豆变成了我们平常所熟悉的茶褐色咖啡豆。优质的烘焙，是指能够使生咖啡豆具有的香味、酸味、苦味成分充分且完整地表现出来。煎焙，是指把咖啡豆在高温下烘焙，或者也叫做烘烤。由此便创造出咖啡独特的色泽(近似琥珀色，依烘焙程度要求而定)、风味与芳香。这就需要一位技术精湛的职业咖啡师。为此，不仅要娴熟地掌握咖啡煮制技术：如纯品咖啡、花式咖啡、咖啡拉花等，而且还应对不同产地的各种咖啡豆具有详细的了解，尤其是对咖啡烘焙技术要具备很高的水平。但是，烘焙技术并非一朝一夕能掌握的，不可能一蹴而就，而是要有数年的经验积累。咖啡师制作的不仅仅是一杯咖啡，而是在创造一种咖啡文化。由此同样不容忽视的是，传统火力咖啡烘焙，是在生产优质美味的咖啡豆的同时，也是在大量消耗宝贵的人力资源的过程。另一方面，如前所述，微波是频率在300MHz～300GHz的电波，而被加热介质物料的水分子是极性分子。在快速变化的高频电磁场(微波)的作用下，其极性取向将会随着外电场的变化而变化。随之造成水分子的自旋运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化等一系列物化过程而达到微波加热以及干燥的目的。微波能的应用，主要是微波加热。它的机理是，基于微波与物质分子相互作用并被吸收而产生的热效应。微波可深入到物体内部,加热时热量产生于物质本身,不依靠热传导，实现里外同时加热。换句话说，微波炉的加热方式是磁控管，是一种微波发生器。它所产生的微波，穿透食物，可使食物中的水分子剧烈运动，产生大量的热能，从而由内到外加热食物。微波的波长短，容易集中和防护。至于光波，主要用于外部加热。即光波炉的加热方式是光波管，是利用其红外发热原理加热，它可在数秒内产生600℃～700℃的高温，通过聚能反光材料将所有光能聚结在托盘上的食物表面，实现从外至内的加热食物。光波与微波相组合而采用两种加热方式，两者同时对食物进行高速交叉加热，则解决了传统微波炉加热不均以及单一光波炉烤焦现象，并最大程度地保持食物的营养成分。光波微波加热有其显著优点：①热效率高，大量节约能源；②加热速度极快，用于工农业生产上的加热时间一般仅为几分钟；③加热均匀。因不依靠热传导，其里外温差小；④光波微波用于食品加工时，既不污染食品，也不污染环境；⑤不破坏食品的营养成分。微波加热技术广泛应用于工农业生产，已成为加热和干燥的有效手段。也就是说，凡介质物体都可利用光波微波进行加热和干燥。本专利的变频光波微波咖啡烘焙机，是基于光波与微波的如上这种加热原理。具体而言，光波微波烘焙的特点是，1.加热速度快。常规的加热如火焰、热风、电热等都是利用热传导的原理将热量从被加热物外部传入内部，逐步使物体的中心温度升高，它被称为外部加热。若要使中心部位达到所需的温度，则需要比较长的时间，导热性较差的物体所需的时间就更长。在实验中发现，当烘焙咖啡时，咖啡生豆在180～190℃的温度下，在5、6分钟时间内仍然“面不改色”而保持浅绿色。然而，用微波加热，因被加热物本身成为发热体，称之为内部加热方式，不需要热传导的过程。而光波加热属外部加热。由于光波和微波可内外同时对咖啡豆加热，因此能够在短时间内达到加热的效果。2.均匀加热。常规加热，为了提高加热速度，就需要升高加热温度，易产生外焦内生现象。当出现温度过高时，要立即启动大功率的鼓风机向外排放浓烟。而微波加热，物体各部位通常都能均匀地渗透电磁波而产生热量，因此它的烘焙均匀性大大改善。3.节能高效。在微波加热中，微波能只能被加热物体吸收而生热，加热室内的空气与相应的容器都不会发热，所以其热效率极高，同时，其生产环境也明显得到改善。咖啡烘焙时，如果说单纯的微波加热较常规加热可节省95％以上的能源，那么采用变频技术后则可节能98％以上。4.易于控制。光波微波加热的热惯性极小。配用微机控制，则特别适宜于加热过程、加热工艺的自动化控制。以光波微波烘焙咖啡的大致过程为，首先，采用较弱的光波微波能量去湿干燥咖啡。其次，逐渐升温烘烤咖啡，以至完成一爆。根据烘焙的需要，继续升温接近二爆或完成二爆。最后，开启鼓风机冷却后下豆，就此完成一次咖啡烘焙。关于搅拌机的共轴反转技术，可使装有咖啡豆的料桶顺时针旋转，与此同时，咖啡豆料桶内的搅拌装置螺旋叶片则逆时针旋转。传统的微波炉，是采用托盘转动来实现食物的平面均匀加热。而本专利所采用的共轴反转技术，不仅咖啡桶在顺时针转动，同时在咖啡桶内的螺旋叶片搅拌下，使咖啡豆由下向上、由里向外全方位立体翻滚。由此使咖啡豆均匀地吸收光波微波能，从而保证咖啡烘焙的高度一致。本发明的变频光波微波咖啡烘焙机，可用于咖啡的浅烘焙、中烘焙以及深烘焙等各种程度的咖啡烘焙。由此可见，变频光波微波烘焙可大量节省能源，大幅缩短烘焙的时间，并能够使烘焙的咖啡具有较好的一致性，其烘焙精度极高。与此同时，本专利产品的体积远小于传统的咖啡烘焙机，操作简便且易于掌握。它还可烘焙腰果及爆米花等。在微机程序控制下也能够加热烧烤其他食物。变频光波微波咖啡烘焙，既可用于家用咖啡烘焙机，也可用于大型的商业烘焙机。其加热过程和加热工艺均采用微机自动化控制。实验证明，利用光波微波烘焙出的咖啡豆，其甜度、酸度、醇厚度或是干净度与传统烘焙相比难分伯仲。

Claims (3)

1.一种咖啡烘焙机，其特征在于，包含一个安装有(去除碎屑、银皮及冷却用)鼓风机的变频光波微波咖啡烘焙烤箱；一个由金属、玻璃、树脂(塑料)、陶瓷等材料制成的咖啡豆的搅拌装置或滚筒装置。

2.根据权利要求书1所述的咖啡烘焙机，其箱体上安装有烘焙温度时间显示器、搅拌机、鼓风机、烟感报警器以及微机控制装置；该搅拌装置或滚筒装置采用共轴反转技术；而光波微波烤箱内置或外挂有碎屑箱。

3.根据权利要求书1和2所述的烘焙机，除烘焙咖啡外，还可用于烘焙腰果及爆米花等，或加热其他食物。