(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-27
(54)【発明の名称】コーヒー豆を焙煎する方法
(51)【国際特許分類】
A23F 5/04 20060101AFI20231220BHJP
B03C 3/41 20060101ALI20231220BHJP
B03C 3/40 20060101ALI20231220BHJP
B03C 3/74 20060101ALI20231220BHJP
A23N 12/12 20060101ALI20231220BHJP
【ＦＩ】
A23F5/04
B03C3/41 A
B03C3/40 A
B03C3/74 Z
A23N12/12
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023534675
(86)(22)【出願日】2021-12-06
(85)【翻訳文提出日】2023-06-07
(86)【国際出願番号】 EP2021084442
(87)【国際公開番号】W WO2022128581
(87)【国際公開日】2022-06-23
(31)【優先権主張番号】20215329.2
(32)【優先日】2020-12-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】590002013
【氏名又は名称】ソシエテ・デ・プロデュイ・ネスレ・エス・アー
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100140453
【弁理士】
【氏名又は名称】戸津 洋介
(72)【発明者】
【氏名】モレンド， ジョエル
(72)【発明者】
【氏名】デュビエフ， フラヴィアン， フローラン
(72)【発明者】
【氏名】デグリーフ， トーマス， ルディー， エス．
(72)【発明者】
【氏名】セリス， ミキール， アレクサンダー
(72)【発明者】
【氏名】レメンス， リエン， デニス， エム．
(72)【発明者】
【氏名】ベークラント， マキシム
【テーマコード（参考）】
4B027
4B061
4D054
【Ｆターム（参考）】
4B027FC10
4B027FQ02
4B027FR17
4B027FR18
4B027FR20
4B061AA08
4B061AB09
4B061BA09
4B061BB18
4B061CD01
4B061CD21
4D054AA02
4D054AA20
4D054BA02
4D054BA07
4D054BB02
4D054BC31
4D054CA11
4D054CA18
4D054DA20
(57)【要約】
本発明は、焙煎システム（１０）においてコーヒー豆を焙煎する方法に関し、本システムは、焙煎装置（２）と、焙煎装置によって生成された煙を処理するように構成された煙処理ユニット（３）であって、煙処理ユニットは、少なくとも電気集塵装置（２２２）を備える、煙処理ユニット（３）と、を備え、焙煎装置内で実施される各焙煎動作中に、本方法が、焙煎動作の時間に沿ってイオン化線における電圧及び／又は電極における電圧を監視するステップと、監視された電圧を、所定の上側電圧閾値Ｖ１及び１つの所定の下側電圧閾値Ｖ２と比較するステップと、 焙煎動作の期間Δｔの間に、監視された電圧が、所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、クリーニング状態要求を表示するステップと、を含む。
【選択図】 図１
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
焙煎システム（１０）においてコーヒー豆を焙煎する方法であって、前記システムは、焙煎装置（１）と、
前記焙煎装置によって生成された煙を処理するように構成された煙処理ユニット（２）であって、前記煙処理ユニットは、少なくとも電気集塵装置（２２２）を備え、
前記電気集塵装置は、少なくとも１つのセル（２２２ａ、２２２ｂ）を備え、
前記セルは、イオン化線（２２２１）、収集電極（２２２２）、及び反発電極（２２２３）を備え、
前記セルには、前記イオン化線、及び前記電極の少なくとも一部に高電圧を印加するために電力が供給される、
煙処理ユニット（２）と、を備え、
前記焙煎装置内で実施される各焙煎動作中に、前記方法が、
前記焙煎動作の時間に沿って前記イオン化線における電圧及び／又は前記電極における電圧を監視するステップと、
前記監視された電圧を、所定の上側電圧閾値Ｖ１及び１つの所定の下側電圧閾値Ｖ２と比較するステップと、
前記焙煎動作の期間Δｔの間に、前記監視された電圧が、前記所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、前記所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、クリーニング状態要求を表示するステップと、
を含む、方法。
【請求項2】
比Ｖ１／Ｖ２が１０を上回る、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記クリーニング状態要求が、前記監視された電圧が、少なくとも１つの前記所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、前記所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、
かつ
前記期間Δｔが、所定の時間閾値Δｔ１を上回る場合、
に表示される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記所定の時間閾値Δｔ１が、１０秒を下回る、好ましくは約５秒のものである、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記焙煎動作の１つを超える期間Δｔの間に、前記監視された電圧が少なくとも１つの前記所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、前記所定の下側電圧閾値を上回る場合、前記クリーニング状態要求が表示される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項6】
前記電圧を監視する前記ステップと前記監視された電圧を比較する前記ステップが、前記焙煎動作の時間の一部の間にのみ実施され、好ましくは、前記焙煎動作の時間の最後の２０％の間、又は前記豆の温度が１５０℃を上回る前記焙煎動作の一部の間に実施される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記煙処理ユニットが、前記電気集塵装置を制御するように構成された高電圧プロセス制御基板を備え、前記監視された電圧が、前記プロセス制御基板から読み取られる、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記電気集塵装置が、少なくとも２つのセル（２２２ａ、２２２ｂ）を備え、前記セルが、前記ロースターによって放出される煙の流れに沿って連続して配置され、前記方法が、煙の流れに沿った少なくとも最初のセル（２２２ａ）に適用される、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記所定の上側電圧閾値Ｖ１の値が、前記電気集塵装置の最後のクリーニング動作以降に実施された焙煎動作の回数に応じて変化し、好ましくは、前記値が焙煎動作の回数の増加とともに減少する、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記システムが、前記電気集塵装置のクリーニング動作が必要とされる前に依然として動作可能な前記焙煎動作の回数を推定するように構成されたメータを備え、前記所定の上側電圧閾値Ｖ１の前記値が、前記推定された回数に応じて変化し、好ましくは、前記値が、前記焙煎動作の推定された回数の減少とともに減少する、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記所定の上側電圧閾値Ｖ１の前記値に応じて、対応するタイプのクリーニング状態要求が表示可能である、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項12】
前記システムが、前記電気集塵装置によって処理された煙の粒子状物質を測定するように構成されたセンサを備え、前記方法が、焙煎動作中に粒子状物質の濃度を測定するステップと、
前記クリーニング要求の状態を前記測定された濃度と比較するステップと、
を含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
コーヒー豆を焙煎するためのシステム（１０）であって、前記システムは、焙煎装置（１）と、
前記焙煎装置によって生成された煙を処理するように構成された煙処理ユニット（２）であって、前記煙処理ユニットは、少なくとも電気集塵装置（２２２）を備え、
前記電気集塵装置は、少なくとも１つのセル（２２２ａ、２２２ｂ）を備え、
前記セルは、イオン化線（２２２１）、収集電極（２２２２）、及び反発電極（２２２３）を備え、
上記セルには、前記イオン化線、及び前記電極の少なくとも一部に高電圧を印加するために電力が供給される、
煙処理ユニットと、
請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法に従って、焙煎プロセスを制御するように動作可能な制御システム（３）と、
を備える、システム。
【請求項14】
請求項１３に記載のシステムに、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令を含む、コンピュータプログラム。
【請求項15】
前記コンピュータプログラムが、前記焙煎装置の制御ユニット（３０）及び前記煙処理ユニットの制御ユニットによって実行され、両方の制御ユニットが互いに通信する、請求項１４に記載のコンピュータプログラム。
【請求項16】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムを記憶している、コンピュータ可読記憶媒体。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、安全な環境でコーヒー豆を焙煎するための装置に関する。
【背景技術】
【0002】
コーヒー豆の焙煎は、周知のプロセスである。主要工程は、豆を所望の焙煎レベルに加熱し、次いで加熱された豆を冷却又は急冷して焙煎を停止することからなる。加熱中に、煙が放出される。この煙には、安全かつ所望の成分、特に通常の焙煎コーヒーアロマが、全て一緒に含まれるだけでなく、ピリジン、２－フランメタノール、カフェインフルフラール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどの望ましくない安全性の低い揮発性有機化合物（ＶＯＣ）ＶＯＣ、及び粒子状物質（ＰＭ２．５、ＰＭ１０）も含まれる。
【0003】
重要な量の焙煎豆を生産する製造現場で焙煎が実施される場合、一般に安全でない成分を捕捉するための全ての条件が供給される。
【0004】
しかし最近は、顧客が焙煎したての豆で淹れたコーヒーを消費することが可能な店舗、レストラン及びコーヒー店において、小さなロースターで小バッチの焙煎を実施する傾向がある。ロースターは、鮮度及び現場の利点を提供するだけではなく、店舗又はコーヒー店の中に、心地よい焙煎コーヒーアロマも送出する。
【0005】
しかし、上述したように、有害な成分も放出される。ロースターが店舗、コーヒー店又はレストランのような閉鎖的な環境で使用される場合、部屋のサイズ、部屋の換気に応じて、一部の成分の放出が有害となり得る。その部屋で数時間作業する人々にとって、ロースターの煙を嗅ぐことは、健康問題につながる可能性がある。
【0006】
その結果、このような環境では、店舗内にいる人々の健康な問題を回避するために、ロースターからの煙の放出を停止することが推奨される。既存の解決策は、汚染物質の熱酸化を可能にするアフターバーナー若しくは触媒アフターバーナーなどで汚染物質を消滅させること、又は機械的フィルタ（金属ふるい若しくは紙フィルタ）、活性炭フィルタ、電気集塵装置、若しくはそれらの組み合わせなどの装置内部に汚染物質を保持することから成る。
【0007】
電気集塵装置は、通常１．０～１０μｍのサイズを有するいくらかのＰＭを捕捉する。電気集塵装置の利点は、購入及び使用が低コストであり、使用中にノイズ及び熱が発生しないことである。電気集塵装置は、電気集塵装置の帯電セルに付着したままの汚染物質を捕捉するため、装置は定期的にクリーニングされなければならない。
【0008】
クリーニングのための警告は、ロースターが操作された最大時間数に基づいて、又は焙煎されたコーヒー豆の最大量に基づいて設定することができる。しかし、この警告はあくまで推定であって完全に正確ではなく、フィルタのクリーニングをオペレータに要求するのが遅すぎることがあり、その結果、最後の焙煎動作中にフィルタリングの効率が不足し、ロースターの周囲の人々に対して安全な環境が保証されない場合がある。加えて、ロースター及びフィルタのシステムは、フィルタリングに関して効率的ではないが、依然として動作可能であるので、オペレータはこのアラームを無視して焙煎を続けることがある。
【0009】
特に、クリーニング動作が時間通りに行われない場合、電気集塵装置に特有の問題は、デバイス内部の粒子の存在による絶縁破壊の発生である。これらの絶縁破壊は非常に短いものであり得るが、それらが起こる間に煙はフィルタリングされず、少なくとも２つの望ましくない影響を伴う。
第１に、粒子状物質が、人がいるカフェ、ショップ、又はレストランの部屋で放出される可能性がある。
第２に、フィルタリングされていない粒子状物質の一部が、活性炭フィルタのような、電気集塵装置の下流に配置された他のフィルタを詰まらせる可能性がある。その結果、ＶＯＣは、もはやこのフィルタによってフィルタリングされず、パブリックルーム内の健康問題が増加する。
最後に、静電集塵装置デバイスが損傷する可能性がある。
第１に、粒子状物質が、人がいるカフェ、ショップ、又はレストランの部屋で放出される可能性がある。
第２に、フィルタリングされていない粒子状物質の一部が、活性炭フィルタのような、電気集塵装置の下流に配置された他のフィルタを詰まらせる可能性がある。その結果、ＶＯＣは、もはやこのフィルタによってフィルタリングされず、パブリックルーム内の健康問題が増加する。
最後に、静電集塵装置デバイスが損傷する可能性がある。
【0010】
特に、電気集塵装置が粒子の収集の限界に達している場合に、こうした絶縁破壊が発生するリスクが高まり、これは、オペレータが以前のクリーニングアラームを無視した場合に起こる。
【発明の概要】
【0011】
本発明の目的は、上述した既存の問題に対処することである。
【0012】
特に、本発明の目的は、電気集塵装置の煙フィルタのクリーニングが絶対的に必要となる瞬間をオペレータに知らせるという問題に対処することであり、その情報を正確に提供することである。
【0013】
汚染の増加によって引き起こされる電気的破壊を回避し、それらの発生の瞬間を予測することが有利であろう。
【0014】
本発明の第１の態様では、焙煎システムにおいてコーヒー豆を焙煎する方法が提供され、システムは、
焙煎装置と、
焙煎装置によって生成された煙を処理するように構成された煙処理ユニットであって、煙処理ユニットは、電気集塵装置を備え、
上記電気集塵装置は、少なくとも１つのセルを備え、
上記セルは、イオン化線、収集電極、及び反発電極を備え、
上記セルには、イオン化線、及び電極の少なくとも一部に高電圧を印加するために電力が供給される、
煙処理ユニットと、を備え、
焙煎装置内で実施される各焙煎動作中に、本方法が、
焙煎動作の時間に沿ってイオン化線における電圧及び／又は電極における電圧を監視するステップと、
監視された電圧を、少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１及び１つの所定の下側電圧閾値Ｖ２と比較するステップと、
焙煎動作の期間Δｔの間に、監視された電圧が、上記少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、上記所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、クリーニング状態要求を表示するステップと、
を含む。
焙煎装置と、
焙煎装置によって生成された煙を処理するように構成された煙処理ユニットであって、煙処理ユニットは、電気集塵装置を備え、
上記電気集塵装置は、少なくとも１つのセルを備え、
上記セルは、イオン化線、収集電極、及び反発電極を備え、
上記セルには、イオン化線、及び電極の少なくとも一部に高電圧を印加するために電力が供給される、
煙処理ユニットと、を備え、
焙煎装置内で実施される各焙煎動作中に、本方法が、
焙煎動作の時間に沿ってイオン化線における電圧及び／又は電極における電圧を監視するステップと、
監視された電圧を、少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１及び１つの所定の下側電圧閾値Ｖ２と比較するステップと、
焙煎動作の期間Δｔの間に、監視された電圧が、上記少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、上記所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、クリーニング状態要求を表示するステップと、
を含む。
【0015】
この方法は、第１に、豆を加熱して焙煎する焙煎装置、第２に、コーヒー豆の焙煎中に第１の焙煎装置内部で生成された煙を処理するように構成された煙処理ユニットである、２つの装置を備えるシステムによるコーヒー豆の焙煎に関する。
【0016】
この２つの装置は、１つの単一の主システムのサブパートであり得、あるいは、この２つの装置は、焙煎プロセス中に連携する分離したモジュールとして考えられ得る。
【0017】
任意のタイプの焙煎装置を使用することができる。焙煎装置内で、コーヒー豆は加熱され、かつ好ましくは、豆全体の加熱を均質化するために混合される。
【0018】
加熱源は、天然ガス、液化石油ガス（ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｇａｓ；ＬＰＧ）、又は更には木材が供給される、バーナ（燃焼を意味する）であってもよい。あるいは、熱源は、電気抵抗器、セラミックヒータ、ハロゲン源、赤外線源、又はマイクロ波源であってもよい。
【0019】
好ましくは、加熱源は電気によって作動し、そのため、焙煎中に生成される空気汚染物質は、コーヒー豆自体の加熱から生じる汚染物質のみであって、加熱源が天然ガス、プロパン、液化石油ガス（ＬＰＧ）、又は更には木材を使用するガスバーナである場合に発生するような、ガスの燃焼から生じる汚染物質ではない。
【0020】
焙煎動作中の豆の混合は、熱風の流動層を用いて、又は撹拌ブレード若しくは回転ドラムを用いて機械的に得ることができる。
【0021】
好ましくは、焙煎装置は熱風流動層チャンバである。そのようなチャンバ内では、加熱された空気が、コーヒー豆の下のスクリーン又は多孔板を通って、豆を持ち上げるのに十分な力で送り込まれる。この流動床内で、豆が転がり回って循環する際に、豆に熱が伝達される。
【0022】
あるいは、焙煎装置は、加熱された環境においてコーヒー豆がタンブリングされるドラムチャンバであってもよい。ドラムチャンバは、水平軸に沿って回転するドラムからなることができ、又はドラムチャンバは、加熱された環境においてコーヒー豆を転がり回らせるための撹拌ブレードを備えることができる。
【0023】
焙煎装置は、焙煎動作中に生成された煙を排出することが可能な、出口を含む。
【0024】
一般に、システムの煙処理ユニットは、焙煎装置の煙出口と連携し、煙入口を通って煙を収集するように構成された煙入口を備える。
【0025】
煙処理ユニットは、煙が含有する有害な汚染物質、特にＰＭ１、ＰＭ２．５、及びＰＭ１０などの粒子状物質を低減又は除去するために煙を処理する。
【0026】
この煙処理ユニットは、少なくとも電気集塵装置を備える。
【0027】
電気集塵装置は、静電荷を使用して煙流から粒子を除去することによって煙をフィルタリングする粒子収集デバイスである。
【0028】
電気集塵装置は、１つ以上のセルを備える。各セルは同一であり、
上流イオン化領域内のイオン化線又はコロナ金属線と、
下流収集領域内の収集電極及び反発電極と、を備える。通常、電極は、プレートの形態を有する。電場は、電極を通じて生成され、煙の流れに対して垂直である。この電場は、対の電極に異なる電圧を印加することによって、又は一方の電極に電圧を印加し、他方の電極を接地することによって生成される。互いに間隔を空けた収集プレートと反発プレートとのいくつかの対を関連付けて、煙を収集プレートと反発プレートとの間の空間に流すことができる。
上流イオン化領域内のイオン化線又はコロナ金属線と、
下流収集領域内の収集電極及び反発電極と、を備える。通常、電極は、プレートの形態を有する。電場は、電極を通じて生成され、煙の流れに対して垂直である。この電場は、対の電極に異なる電圧を印加することによって、又は一方の電極に電圧を印加し、他方の電極を接地することによって生成される。互いに間隔を空けた収集プレートと反発プレートとのいくつかの対を関連付けて、煙を収集プレートと反発プレートとの間の空間に流すことができる。
【0029】
通常、イオン化線は、イオン化線に高電圧Ｖを印加するために電力が供給される。上記イオン化領域を通って流れる煙の粒子は、正又は負のいずれかの電荷にイオン化される。
【0030】
次いで、煙の流れが下流の金属プレートを通過するとき、収集電極がイオン化粒子のコレクタとなり、荷電粒子がプレートに引き付けられ、プレートに向かって移動し、プレート上に留まる層を形成する。したがって、出ていく煙流は、収集電極上に収集された荷電粒子から除去される。
【0031】
電気集塵装置を使用して、１．０～１０μｍのサイズを有する粒子を捕捉することができる。
【0032】
電気集塵装置がいくつかのセルを備える場合、これらのセルは、煙の流れの中に連続して配置され、最初のセルが煙の粒子の大部分をフィルタリングし、第２のセルが最初のセルによって処理された煙をフィルタリングして、改善された分離を達成する。
【0033】
焙煎装置内において焙煎動作が実施されるとき、本方法は、
焙煎動作の時間に沿ってイオン化線における電圧及び／又は電極における電圧を監視するステップと、
監視された電圧を、少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１及び１つの所定の下側電圧閾値Ｖ２と比較するステップと、
焙煎動作の期間Δｔの間に、監視された電圧が、上記少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、上記所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、クリーニング状態要求を表示するステップと、
を含む。
焙煎動作の時間に沿ってイオン化線における電圧及び／又は電極における電圧を監視するステップと、
監視された電圧を、少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１及び１つの所定の下側電圧閾値Ｖ２と比較するステップと、
焙煎動作の期間Δｔの間に、監視された電圧が、上記少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、上記所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、クリーニング状態要求を表示するステップと、
を含む。
【0034】
焙煎動作中、イオン化線又は電極において監視される電圧Ｖは変化し、（線又は電極に印加される高電圧に対応する）初期電圧Ｖ０から減少し、その後電圧の最低値Ｖｌｏｗに達し、焙煎動作の終了時に上記最低値から初期電圧Ｖ０まで上昇するという一般的パターンを示すことが観察されている。最近クリーニングされた電気集塵装置から開始して、数回の焙煎動作を実施すると、焙煎動作ごとに最低電圧の値Ｖｌｏｗが低くなっていくことが観察されている。実際に、この最低値は、収集電極上の粒子の収集レベルに関する情報を提供する測定可能なパラメータである。
【0035】
監視された電圧の一部、特に最低値が電圧閾値を下回ると、クリーニング動作が必要であるという事実にオペレータの注意を引き付けるために、アラームが表示される。
【0036】
異なる上側電圧閾値を設定することができ、これは、クリーニング要求に関する、特にクリーニングの緊急性に関する漸進的なタイプの情報をオペレータに提供する。
【0037】
焙煎動作が行われ、監視された電圧が上側電圧閾値を上回るときに、いかなるアラームも発することなく焙煎動作を実施することができるように、この上側電圧閾値Ｖ１を予め定義しておくことができる。しかし、ある特定の動作中に、監視された電圧がその上側電圧閾値を下回る場合、それは、今後の焙煎動作の実施中に絶縁破壊が発生するリスクがほぼ確実であり、煙の効率的なフィルタリングに達する一方で、今後の動作を実施することができないことを意味する。したがって、本方法は、電気集塵装置のクリーニングが必要な瞬間を検出する。
【0038】
クリーニング状態要求は、以下に展開するように、所定の上側電圧閾値Ｖ１の設定に応じて、一定回数の動作が起こる前にクリーニングするという単純な提案から、現在の焙煎動作の終了時における緊急クリーニングまで、異なるタイプの情報を提供できる。
【0039】
通常、上側電圧閾値Ｖ１は、イオン化線又は電極に印加される高電圧を考慮し、更に後述する実験により設定される。
【0040】
好ましい一実施形態では、この上側閾値Ｖ１は、イオン化線又は電極に印加される高電圧Ｖ０の値の５０％超を表す。
【0041】
電気集塵装置の使用中、反発電極と収集電極との間の接触を確立する粒子の瞬間的な存在により、電圧が非常に低い値まで低下することが定期的に起こる。電圧は、この瞬間に極端に低く下がり、その後、粒子が煙の流れで運び去られると通常のレベルに上昇する。
【0042】
非常に短い時間中の電圧のこれらの非常に低い値は、セルの汚れの状態を分析するために考慮されず、このため、本方法によれば、監視された電圧は、１つの所定の下側電圧閾値Ｖ２とも比較され、監視された電圧が所定の下側電圧閾値Ｖ２を下回る場合、クリーニング状態要求を表示する必要はない。
【0043】
この所定の下側電圧閾値Ｖ２は、誤った絶縁破壊を排除するために設定することができ、この現象中の監視された電圧の低い値は考慮してはならない。
【0044】
通常、下側電圧閾値Ｖ２は、電気集塵装置の構成、特に印加される高電圧に依存し、更に実験によって決定することができる。
【0045】
通常、この下側閾値は、イオン化線及び電極に印加される高電圧、並びに上側電圧閾値Ｖ１をはるかに下回る。通常、Ｖ１／Ｖ２の比は、１０を上回る。
【0046】
好ましい一実施形態では、下側の所定の電圧閾値Ｖ０は、１００Ｖを下回り得る。
【0047】
特に、イオン化線又は電極に印加される、５ｋＶを上回る高電圧に対して、下側の所定の電圧閾値Ｖ０は、１００Ｖを下回り得る。
【0048】
好ましくは、クリーニング状態要求は、以下の場合に表示される。
監視された電圧が、少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、
かつ
期間Δｔが、所定の時間閾値Δｔ１を上回る場合。
監視された電圧が、少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、
かつ
期間Δｔが、所定の時間閾値Δｔ１を上回る場合。
【0049】
監視された電圧が所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る期間Δｔの長さに関する第２の条件を設けることにより、瞬間的な異常低電圧値は考慮されず、たとえそれらが所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合でも、クリーニング状態要求は表示されない。
【0050】
通常、時間Δｔ１は約数秒であり、例えば約５秒である。
【0051】
一実施形態では、焙煎動作の１つを超える期間Δｔの間に、監視された電圧が少なくとも１つの上記所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、上記所定の下側電圧閾値を上回る場合、クリーニング状態要求が表示され得る。
【0052】
一実施形態では、電圧を監視するステップ及び監視された電圧を比較するステップは、焙煎動作の時間の一部の間にのみ実施され、好ましくは、焙煎動作の時間の最後の２０％の間、又は豆の温度が１５０℃を上回る焙煎動作の一部の間に実施することができる。
【0053】
前述したように、焙煎動作中、イオン化線及び電極における電圧Ｖは変化し、初期電圧Ｖ０から減少し、その後電圧の最低値Ｖｌｏｗに達し、焙煎動作の終了時に上記最低値から初期電圧Ｖ０まで上昇するという一般的なパターンを示すことが観察されている。（以下の図に示されるように）焙煎動作の最終部分の間に電圧の最低値に達することも観察された。したがって、焙煎動作の最終部分の間の電圧の監視及び比較は、クリーニング状態要求を分析するのに十分である。焙煎動作のこの最終部分は、１５０℃を上回る豆の温度に対応することもできる。
【0054】
通常、煙処理ユニットは、電気集塵装置を制御するように構成された高電圧プロセス制御基板を備える。好ましくは、監視された電圧は、上記プロセス制御基板から読み取ることができる。
【0055】
１つの好ましい実施形態では、電気集塵装置は、少なくとも２つのセルを備え、上記セルは、ロースターによって放出される煙の流れに沿って次々に連続して配置され、上記方法は、煙の流れに沿った少なくとも最初のセルに、好ましくは各セルに適用される。
【0056】
この好ましい実施形態では、最初のセルは、セルが捕捉するように構成されている煙の粒子状物質の約９０％を捕捉することが観察されており、これは、後続のセルが残りの１０％の粒子状物質の９０％を捕捉することを意味する。結果として、本発明の方法を最初のセルに適用することは、このセルの汚染及び絶縁破壊のリスクを検出するのに十分であり得る。
【0057】
好ましくは、本方法は各セルに適用され、電圧が各セルで監視されることを意味する。
【0058】
好ましくは、煙処理ユニットは、電気集塵装置以外の少なくとも１つの他のフィルタリングデバイスを備える。この他のフィルタリングデバイスは、高効率粒子蓄積フィルタ、金属フィルタ、活性炭フィルタ、紙フィルタ、綿、布のリストに含まれ得る。任意選択的に、煙処理ユニットは、湿式スクラバー、触媒コンバータ、アフターバーナーのような追加のフィルタリングデバイスを備えることができる。
【0059】
ＶＯＣを捕捉するように構成されているフィルタは、好ましくは、活性炭フィルタ又はチャコールフィルタである。
【0060】
好ましくは、煙フィルタリングサブユニットは、煙処理ユニット内部における煙の流れの方向に応じて、粒子状物質を除去するための少なくとも１つのフィルタと、次いで電気集塵装置と、次いで活性炭フィルタと、を連続的に備える。この順序は、活性炭フィルタが粒子状物質によって塞がれることを防止する。
【0061】
煙は、煙処理ユニットの入口から出口へ煙処理ユニットを通って煙を流通させるように構成された煙ドライバによって、煙処理ユニット及び異なるフィルタの内部で推進される。出口では、煙及び汚染物質が捕捉されているので、室内の雰囲気内に安全に処理された流れを放出することができる。
【0062】
煙ドライバは、一般に煙を出口に推進するファンである。
【0063】
好ましくは、ファンは、煙処理ユニットの出口に隣接して配置される。その結果、ファンは処理されていない煙によって汚染されず、そのメンテナンスがより容易になる。
【0064】
好ましい一実施形態によれば、煙フィルタリングサブユニットは、少なくとも以下のものを連続して備える。
金属メッシュ、次いで
電気集塵装置、次いで
煙処理ユニット内部における煙の流れの動きに応じた活性炭フィルタ。
金属メッシュ、次いで
電気集塵装置、次いで
煙処理ユニット内部における煙の流れの動きに応じた活性炭フィルタ。
【0065】
好ましくは、この実施形態内では、活性炭フィルタは、物理的に電気集塵装置の上に配置される。したがって、煙は、連続するデバイスを通って上向きに導入される。
【0066】
一実施形態では、所定の上側電圧閾値Ｖ１の値は、静電オペレータの最後のクリーニング動作以降に実施された焙煎動作の回数に応じて変化し、好ましくは、上記値は、焙煎動作の回数の増加とともに減少する。
【0067】
セルは各焙煎動作でますます汚染されるので、セルの最後のクリーニング動作以降の動作の回数を数えることにより、その汚染の高レベルの推定が提供される。実験に基づいて、セルがクリーニングを必要とするまでの焙煎動作の最大回数を推定することができる。
【0068】
その推定に基づいて、所定の上側電圧閾値Ｖ１の値を段階的に減少させ、焙煎動作の回数が対応する所定の焙煎動作の回数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３にそれぞれ達したときに、上側電圧閾値を、値Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３にそれぞれ設定することができる。
【0069】
値は段階的に減少させることができ、各段階において値は、所定の最大上側電圧閾値のパーセンテージに対応することができる。
【0070】
別の実施形態では、システムは、電気集塵装置のクリーニング動作が必要とされる前に依然として動作可能な焙煎動作の回数を推定するように構成されたメータを備えることができ、所定の上側電圧閾値Ｖ１は、推定された回数に応じて変化し、好ましくは、上記値は、焙煎動作の推定された回数の減少とともに減少する。
【0071】
そのようなメータは、電気集塵装置のセルの汚染の状態を推定し、クリーニングが必要とされる前に依然として動作可能な焙煎動作の回数を推定するように構成することができる。この推定は、既に実施された焙煎動作の回数、及び／又は既に実施された焙煎動作のタイプ、及び／又は既に実施された焙煎動作中に焙煎された豆のタイプに基づくことができる。
【0072】
特に、段階的に減少させ、依然として実施可能な焙煎動作の推定された回数が、対応する所定の焙煎動作の回数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３にそれぞれ達したときに、所定の上側電圧閾値の値を、値Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３にそれぞれ設定することができる。
【0073】
所定の上側電圧閾値Ｖ１の値が変化する場合、好ましくは、所定の上側電圧閾値Ｖ１の値に応じて、対応するタイプのクリーニング状態要求が表示できるようにする。
【0074】
具体的には、所定の上側電圧閾値Ｖ１の値が減少するにつれて、クリーニング状態は、単純な情報又は事前警告から緊急クリーニング要求アラームへと発展し得る。
【0075】
一実施形態では、システムは、電気集塵装置によって処理された煙の粒子状物質を測定するように構成されたセンサを備え、方法は、以下のステップを含む。
焙煎動作中に粒子状物質の濃度を測定するステップ、
クリーニング要求の状態を測定値と比較するステップ。
焙煎動作中に粒子状物質の濃度を測定するステップ、
クリーニング要求の状態を測定値と比較するステップ。
【0076】
センサにより、監視された電圧の分析に基づいて表示されたクリーニング要求の状態が正しいことを確認することができる。
【0077】
第２の態様では、コーヒー豆を焙煎するためのシステムが提供され、上記システムは、
焙煎装置と、
焙煎装置によって生成された煙を処理するように構成された煙処理ユニットであって、煙処理ユニットは、少なくとも電気集塵装置を備え、
上記電気集塵装置は、少なくとも１つのセルを備え、
上記セルは、イオン化線、収集電極、及び反発電極を備え、
上記セルには、イオン化線、及び電極の少なくとも一部に高電圧を印加するために電力が供給される、
煙処理ユニットと、
上述したような焙煎の方法に従って、焙煎プロセスを制御するように動作可能な制御システムと、
を備える。
焙煎装置と、
焙煎装置によって生成された煙を処理するように構成された煙処理ユニットであって、煙処理ユニットは、少なくとも電気集塵装置を備え、
上記電気集塵装置は、少なくとも１つのセルを備え、
上記セルは、イオン化線、収集電極、及び反発電極を備え、
上記セルには、イオン化線、及び電極の少なくとも一部に高電圧を印加するために電力が供給される、
煙処理ユニットと、
上述したような焙煎の方法に従って、焙煎プロセスを制御するように動作可能な制御システムと、
を備える。
【0078】
焙煎装置と煙処理ユニットとの統合に応じて、制御システムは両方の装置間で共有することができ、方法のステップは、少なくともこれら２つの装置の制御ユニット間で共有することができる。
【0079】
一実施形態では、方法は、焙煎装置の制御ユニットによって及び煙処理ユニットの制御ユニットによって実行することができ、両方の処理ユニットは互いに通信する。具体的には、下記のとおりである。
煙処理ユニットの制御ユニットは、
電圧Ｖを監視するステップと、
上記監視された電圧Ｖを、上側及び下側電圧閾値と比較するステップと、
必要に応じて、クリーニング要求の状態を焙煎装置に通信するステップと、を実施することができ、
焙煎装置の制御ユニットは、クリーニング要求の状態を表示するステップを実施することができる。
煙処理ユニットの制御ユニットは、
電圧Ｖを監視するステップと、
上記監視された電圧Ｖを、上側及び下側電圧閾値と比較するステップと、
必要に応じて、クリーニング要求の状態を焙煎装置に通信するステップと、を実施することができ、
焙煎装置の制御ユニットは、クリーニング要求の状態を表示するステップを実施することができる。
【0080】
別の実施形態では、
煙処理ユニットの制御ユニットは、
電圧Ｖを監視するステップと、
上記監視された電圧Ｖの値を焙煎装置に通信するステップと、を実施することができ、
焙煎装置の制御ユニットは、
上記監視された電圧Ｖを、上側及び下側電圧閾値と比較するステップと、
必要に応じて、クリーニング要求の状態を表示するステップと、を実施することができる。
煙処理ユニットの制御ユニットは、
電圧Ｖを監視するステップと、
上記監視された電圧Ｖの値を焙煎装置に通信するステップと、を実施することができ、
焙煎装置の制御ユニットは、
上記監視された電圧Ｖを、上側及び下側電圧閾値と比較するステップと、
必要に応じて、クリーニング要求の状態を表示するステップと、を実施することができる。
【0081】
別の実施形態では、煙処理ユニットの制御ユニットは、焙煎ステップが開始しているという情報を焙煎装置から受信した後に、全てのステップを実施することができる。
【0082】
好ましくは、焙煎装置は、クリーニング要求の状態を表示するために表示ユニットを備えることができる。
【0083】
あるいは、電気集塵装置は、点灯ボタンなどのクリーニング要求の状態を表示するためのデバイスを備えることができる。
【0084】
別の代替形態では、制御システムは、システムと通信しているモバイルデバイス上にクリーニング要求の状態を表示するように構成され得る。
【0085】
第３の態様では、第２の態様による上記システムに、第１の態様による上記方法を実行させる命令を含むコンピュータプログラムが提供される。
【0086】
一実施形態では、コンピュータプログラムは、焙煎装置の処理ユニットによって及び煙処理ユニットの制御ユニットによって実行することができ、両方の処理ユニットは互いに通信する。具体的には、下記のとおりである。
煙処理ユニットの制御ユニットは、
電圧Ｖを監視するステップと、
上記監視された電圧Ｖを、上側及び下側電圧閾値と比較するステップと、
必要に応じて、クリーニング要求の状態を焙煎装置に通信するステップと、を実施することができ、
焙煎装置の制御ユニットは、クリーニング要求の状態を表示するステップを実施することができる。
煙処理ユニットの制御ユニットは、
電圧Ｖを監視するステップと、
上記監視された電圧Ｖを、上側及び下側電圧閾値と比較するステップと、
必要に応じて、クリーニング要求の状態を焙煎装置に通信するステップと、を実施することができ、
焙煎装置の制御ユニットは、クリーニング要求の状態を表示するステップを実施することができる。
【0087】
別の実施形態では、
煙処理ユニットの制御ユニットは、
電圧Ｖを監視するステップと、
上記監視された電圧Ｖの値を焙煎装置に通信するステップと、を実施することができ、
焙煎装置の制御ユニットは、
上記監視された電圧Ｖを、上側及び下側電圧閾値と比較するステップと、
必要に応じて、クリーニング要求の状態を表示するステップと、を実施することができる。
煙処理ユニットの制御ユニットは、
電圧Ｖを監視するステップと、
上記監視された電圧Ｖの値を焙煎装置に通信するステップと、を実施することができ、
焙煎装置の制御ユニットは、
上記監視された電圧Ｖを、上側及び下側電圧閾値と比較するステップと、
必要に応じて、クリーニング要求の状態を表示するステップと、を実施することができる。
【0088】
別の実施形態では、煙処理ユニットの制御ユニットは、焙煎ステップが開始しているという情報を焙煎装置から受信した後に、全てのステップを実施することができる。
【0089】
第４の態様では、第３の態様による上記コンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体が提供される。
【0090】
本発明の上記の諸態様は、任意の好適な組み合わせで組み合わせることができる。更には、本明細書における様々な特徴を、上記の諸態様のうちの１つ以上と組み合わせることにより、具体的に図示及び説明されたもの以外の組み合わせを提供することができる。本発明の更なる目的及び有利な特徴は、「特許請求の範囲」、「発明を実施するための形態」、及び添付図面から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0091】
本発明の特定の実施形態が、以下の図面を参照して、例として更にここで記載される。
【図1】システムを通る煙の経路を示す、本発明によるシステムの図である。
【図4】収集電極の２つの異なる汚染の状態における、焙煎動作中の監視された電圧及び放出された粒子の変化を示す。
【図5】収集電極の２つの異なる汚染の状態における、焙煎動作中の監視された電圧及び放出された粒子の変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【0092】
焙煎するためのシステム
図１は、焙煎装置１及び煙処理ユニット２のシステムの例示的な図を示す。機能的には、焙煎装置は、コーヒー豆を焙煎するように動作可能であり、煙処理ユニットは、焙煎装置による焙煎中に発生した煙を処理するように動作可能である。
図１は、焙煎装置１及び煙処理ユニット２のシステムの例示的な図を示す。機能的には、焙煎装置は、コーヒー豆を焙煎するように動作可能であり、煙処理ユニットは、焙煎装置による焙煎中に発生した煙を処理するように動作可能である。
【0093】
焙煎装置
焙煎装置１は、焙煎チャンバ１２内にコーヒー豆を受け入れて焙煎するように動作可能である。
焙煎装置１は、焙煎チャンバ１２内にコーヒー豆を受け入れて焙煎するように動作可能である。
【0094】
好ましくは、焙煎装置１は焙煎チャンバ１２を含み、この焙煎チャンバ内に熱風流が導入されて、豆を撹拌及び加熱する。熱風流は、通常、空気流ドライバ及びヒータによって生成される。これらのデバイスは、焙煎チャンバの下方に配置され、チャンバの底部を通じて高温の空気の流れを導入する。示した図では、チャンバの底部は、空気が通過することができるように構成されており、具体的には、豆が置かれ、それを通して空気が上向きに流れることができる多孔板であり得る。
【0095】
空気流ドライバは、容器の底部の方向に上向きに空気流を生成するように動作可能である。生成された流れは、豆を加熱し、豆を撹拌して持ち上げるように構成されている。その結果、豆は均質に加熱される。具体的には、空気流ドライバは、モーターを動力源とするファンであり得る。空気入口は、ハウジング内部に空気を供給するためにハウジングの基部内に設けることができ、空気流ドライバは、チャンバ１２の方向にこの空気を吹き込む。
【0096】
ヒータは、空気流ドライバによって生成された空気の流れを加熱するように動作可能である。好ましくは、ヒータは、ファンと多孔板との間に配置された電気抵抗であり、その結果、空気の流れは、チャンバ１２に入る前に加熱されて、豆を加熱し、持ち上げる。
【0097】
ヒータ及び／又はファンは、焙煎プロファイルを豆に適用するように動作可能であり、この焙煎プロファイルは、時間に対する温度の曲線として規定される。
【0098】
好ましくは、焙煎装置は、以下を可能にするユーザインタフェース１３を備える。
焙煎に関する情報、具体的には焙煎チャンバ内に導入された豆の量及び所望の焙煎レベルに関する情報の入力と、焙煎動作に関する情報（状態、温度、時間）の出力、並びに
好ましくは、煙処理ユニット２に関する情報の出力、具体的には電気集塵装置２２２のクリーニングに関する情報の出力に関する。
焙煎に関する情報、具体的には焙煎チャンバ内に導入された豆の量及び所望の焙煎レベルに関する情報の入力と、焙煎動作に関する情報（状態、温度、時間）の出力、並びに
好ましくは、煙処理ユニット２に関する情報の出力、具体的には電気集塵装置２２２のクリーニングに関する情報の出力に関する。
【0099】
豆の焙煎は、図１の矢印Ｓ１で示すように、空気流ドライバによって生成された空気の流れによって焙煎チャンバの上部開口部１２１に送られる煙を生成する。
【0100】
一般に、チャフコレクタは、チャンバの上部開口部１２１と流れ連通しており、焙煎中に豆から徐々に分離し、それらの軽い密度によってチャフコレクタに吹き飛ばされるチャフを受け止める。
【0101】
残りの煙は、焙煎装置の上部の煙出口１１を通って排出される。
【0102】
煙処理ユニット
煙処理ユニット２は、焙煎装置の煙出口１１で放出された煙Ｓ１を受け入れ、処理するように動作可能である。
煙処理ユニット２は、焙煎装置の煙出口１１で放出された煙Ｓ１を受け入れ、処理するように動作可能である。
【0103】
第１に、煙処理ユニット２は、煙を収集するように適合された煙収集デバイス２１を備える。この煙収集デバイス２１又は収集デバイスは、焙煎装置の出口１１から煙フィルタリングサブユニット２２のフィルタリングデバイスの方向に煙（点線Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を誘導する内部空隙空間又はダクトを形成する。
【0104】
煙フィルタリングサブユニット２２は、ＰＭ１、ＰＭ２．５、及びＰＭ１０などの小さな粒子状物質をフィルタリングするように適合された電気集塵装置２２２を備える。この電気集塵装置２２２は、煙の流れの中に次々と連続して配置された２つの同一のセル２２２ａ、２２２ｂを備える。
【0105】
図２は、セル２２２ａの主要構成要素を示す。セル２２２ａは、煙によって横断されるように構成され、煙の流れの方向に従って、以下のように連続的に構成されている。
いくつかのイオン化線２２２１、次いで
数ミリメートルの距離で交互に配置された、通常は平行なプレートの形態である、いくつかの収集電極２２２２及び反発電極２２２３。プレートは、煙の流れのためのチャネルを形成するように配向される。
いくつかのイオン化線２２２１、次いで
数ミリメートルの距離で交互に配置された、通常は平行なプレートの形態である、いくつかの収集電極２２２２及び反発電極２２２３。プレートは、煙の流れのためのチャネルを形成するように配向される。
【0106】
イオン化線２２２１に高電圧レベル（この場合８ｋＶの範囲）が印加されて、セルに入る煙の粒子を帯電させるコロナ放電を生成する。
【0107】
収集電極と反発電極との間に電圧差を印加する（例えば、この場合、収集電極に４ｋＶを印加し、反発電極をアースに取り付ける）ことにより、収集電極及び反発電極によって、電場が生成される。
【0108】
荷電粒子が交互の収集電極及び反発電極によって画定されるチャネル内を流れるとき、これらの荷電粒子は、流れ方向に垂直な電場によって収集電極２２２２上に引き付けられる。
【0109】
電気集塵装置２２２のクリーニング動作は、煙フィルタリングユニットから電気集塵装置のセル２２２ａ、２２２ｂを取り外すことと、水及び任意選択的に例えば食器洗浄機にて洗剤でセルを洗浄することとから成る。
【0110】
加えて、この特定の例示された実施形態では、煙フィルタリングサブユニット２２は以下を備えることができる。
ＰＭ１０のような大きな粒子状物質をフィルタリングするように適合されたデバイス２２３、例えば、金属メッシュ及び関連したディフューザ、一般に、メッシュの前（すなわち、上流）に配置された金属グリッド。
煙からＶＯＣを除去するように適合された活性炭フィルタ２２１。
ＰＭ１０のような大きな粒子状物質をフィルタリングするように適合されたデバイス２２３、例えば、金属メッシュ及び関連したディフューザ、一般に、メッシュの前（すなわち、上流）に配置された金属グリッド。
煙からＶＯＣを除去するように適合された活性炭フィルタ２２１。
【0111】
好ましくは、粒子状物質を除去するためのデバイスは、活性炭フィルタの上流に配置される。この上流位置は、粒子状物質が活性炭フィルタを汚染しないことを保証する。
【0112】
電気集塵装置は、物理的に、活性炭フィルタの下に配置され、電気集塵装置のスイッチがオフにされたときに活性炭フィルタ上に電気集塵装置から粒子が落ちることを回避する。
【0113】
煙フィルタリングサブユニット２２は、収集デバイスの入口２１１から、汚染された煙が処理される煙フィルタリングサブユニット２２を通して煙フィルタリングサブユニット２２の出口２５へと汚染された煙を吸引するための煙ドライバ２３、一般的にはファン、を備え、出口２５で周囲雰囲気に安全に送出される。
【0114】
焙煎装置及び煙処理ユニットのシステムの制御システム
図１、図２及び図３を参照して、ここで制御システム３について考察する。制御システム３は、煙フィルタリングユニット２、特に煙処理ユニットの電気集塵装置２２２を制御するように動作可能である。
図１、図２及び図３を参照して、ここで制御システム３について考察する。制御システム３は、煙フィルタリングユニット２、特に煙処理ユニットの電気集塵装置２２２を制御するように動作可能である。
【0115】
焙煎装置１と煙フィルタリングユニット２との統合レベルに応じて、制御システムは、これら２つの装置の制御ユニット間で共有することができる。
煙処理ユニット２が焙煎装置１の一部である場合、通常、焙煎装置の制御ユニットはマスタであり、フィルタの制御ユニットはスレーブである。
焙煎装置１及び煙処理ユニット２が２つの異なる装置を形成し、その各々がそれ自体独立した制御ユニットを有する場合、これらの制御ユニットは、方法を実施するために通信するように構成され得る。
煙処理ユニット２が焙煎装置１の一部である場合、通常、焙煎装置の制御ユニットはマスタであり、フィルタの制御ユニットはスレーブである。
焙煎装置１及び煙処理ユニット２が２つの異なる装置を形成し、その各々がそれ自体独立した制御ユニットを有する場合、これらの制御ユニットは、方法を実施するために通信するように構成され得る。
【0116】
特に情報を表示するために、これら２つの装置のシステムとモバイルデバイスとの間の通信を確立することも可能であり得る。
【0117】
【0118】
制御システム３は、通常、煙フィルタリングユニット２の第２のレベルに、処理又は制御ユニット３０と、電源３３と、メモリユニット３１と、イオン化電極用の電圧センサ３４とを備える。
【0119】
制御ユニット３０は、焙煎装置のユーザインタフェース１３にフィードバックを出力して、特に、電気集塵装置のクリーニング要求の状態を表示するように構成される。代替的な構成では、いくつかの処理ユニット２は、この状態を表示するためのそれ自体のユーザインタフェース、例えば状態に従って点灯することができる点灯ボタンを備えることができる。
【0120】
制御ユニット３０はまた、ユーザインタフェース１３に以下に関する情報を出力してもよい。
チュートリアルのようなクリーニング命令、クリーニング動作に関する履歴データなど、
アラーム状態のリセット。
チュートリアルのようなクリーニング命令、クリーニング動作に関する履歴データなど、
アラーム状態のリセット。
【0121】
ユーザインタフェースのハードウェアは、任意の好適なデバイス（複数可）を含んでもよく、例えば、ハードウェアは、ジョイスティックボタン、ノブ又は押しボタンなどのボタン、ジョイスティック、ＬＥＤ、グラフィックＬＤＣ又は文字ＬＤＣ、タッチ感知ボタン及び／又はスクリーンエッジボタンを有するグラフィックスクリーン、のうちの１つ以上を含む。ユーザインタフェース２０は、１つのユニット又は複数の別個のユニットとして形成することができる。
【0122】
ユーザインタフェースの一部はまた、以下に記載するように、装置に通信インタフェース３２が設けられている場合、モバイルアプリ上にあってもよい。その場合、入力及び出力の少なくとも一部は、通信インタフェース３２を通じてモバイルデバイスに送信することができる。
【0123】
制御ユニット３０は、メモリと、典型的にはマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラなどの集積回路として構成された入出力システム構成要素とを一般的に備える。制御ユニット３０は、例えば、ＡＳＩＣ、ＰＡＬ、ＣＰＬＤ、ＦＰＧＡなどのプログラマブルロジックデバイス、ＰＳｏＣ、システムオンチップ（ＳｏＣ）、コントローラなどのアナログ集積回路など、他の適切な集積回路を備えることができる。そのようなデバイスに関しては、適切な場合には、前述のプログラムコードを、プログラムされた論理とみなすことができ、又はプログラムされた論理を追加的に含むとみなすことができる。制御ユニット３０はまた、前述の集積回路のうち１つ以上を備えてもよい。後者の例では、いくつかの集積回路がモジュール式に互いに通信するように構成されており、例えば、煙処理ユニット２を制御するためのスレーブ集積回路が、焙煎装置１０を制御するためのマスタ集積回路と通信する。
【0124】
電源３３は、上記制御される構成要素及び制御ユニット３０に電気エネルギーを供給するように動作可能である。電源３３は、バッテリー又は主電源を受電し調節するためのユニットなど、様々な手段を含むことができる。
【0125】
制御ユニット３０は一般に、プログラムコードとしての命令、及び任意選択的にデータを記憶するためのメモリユニット３１を備える。この目的のために、メモリユニットは、通常、例えば、命令としてのプログラムコード及び動作パラメータを記憶するためのＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はＦｌａｓｈなどの不揮発性メモリと、一時的にデータを記憶するための揮発性メモリ（ＲＡＭ）とを備える。メモリユニットは、別個の及び／又は（例えば、半導体のダイ上に）集積されたメモリを備えることができる。プログラマブルロジックデバイスについては、命令をプログラムされた論理として記憶することができる。
【0126】
メモリユニット３１に記憶された命令は、システムの煙処理ユニットの汚れのレベル、具体的には、クリーニング状態要求（クリーニング不要、現在の焙煎動作の終了時に緊急クリーニングなど）を決定するためのプログラムを含むものとして、理想化することができる。
【0127】
制御ユニット３０は、イオン化線２２２１における電圧Ｖの値を出力するように構成され、センサ３４によって測定される。好ましい実施形態では、電圧は、電気集塵装置の高電圧ＰＣＢから直接読み取ることができる。
【0128】
焙煎動作中、制御システム３は、以下のように動作可能である。
焙煎動作の時間に沿ってイオン化線における電圧及び／又は電極における電圧を監視する、
監視された電圧を、所定の上側電圧閾値Ｖ１及び１つの所定の下側電圧閾値Ｖ２を比較する、並びに、
焙煎動作の期間Δｔの間に、監視された電圧が、上記所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、上記所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、クリーニング状態要求を表示する。
焙煎動作の時間に沿ってイオン化線における電圧及び／又は電極における電圧を監視する、
監視された電圧を、所定の上側電圧閾値Ｖ１及び１つの所定の下側電圧閾値Ｖ２を比較する、並びに、
焙煎動作の期間Δｔの間に、監視された電圧が、上記所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、上記所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、クリーニング状態要求を表示する。
【0129】
図４は、連続した焙煎動作（ｎ°１～６）中に、放出されたＰＭ及び監視された電圧の変化を示す。
【0130】
曲線Ｃは、焙煎動作中に放出され、電気集塵装置の上流（すなわち、このフィルタリングデバイスによる処理の前）で測定されたＰＭ２．５の測定値を示す。
【0131】
これらの焙煎動作中の上流セル２２２ａ及び下流セル２２２ｂそれぞれのイオン化線２２２１における電圧は、それぞれ曲線Ａ及び曲線Ｂで表される。
【0132】
焙煎動作中、イオン化線における電圧Ｖは変化し、初期電圧Ｖ０（約７ｋＶ）から減少し、その後電圧の最低値Ｖｌｏｗ（黒点で図示）に達し、焙煎動作の終了時に上記電圧の最低値から初期電圧Ｖ０まで上昇するという一般的なパターンを示すことが観察されている。最近クリーニングされた電気集塵装置から開始して、数回の焙煎動作を実施すると、点線で示すように、焙煎動作ごとに最低電圧の値Ｖｌｏｗが低くなっていくことが観察されている。この最低値は、収集電極上の粒子の収集レベルに関する情報を提供する測定可能なパラメータである。
【0133】
監視された電圧の一部、例えば最低値Ｖｌｏｗが、４．５ｋＶに設定され、図４に表される上側電圧閾値Ｖ１を下回ると、クリーニング動作が必要であるという事実にオペレータの注意を引き付けるために、アラームが表示される。
【0134】
曲線Ｂを通して、他のセル２２２ｂの監視された電圧が、比較的減少していないことに気付くことができる。これは、上流セル２２２ａがＰＭの約９０％を捕捉するためである。その結果、下流セル２２２ｂは急速に汚染されることはない。
【0135】
上側電圧閾値Ｖ１は、最高レベルのＰＭを放出する焙煎動作（好ましくは深煎りレベルまで焙煎された豆）が繰り返され、電圧が監視される耐久試験により、予め定義することができる。動作が繰り返され、電圧の最低値が減少するにつれて、最初の絶縁破壊が出現し、非常に高レベルのＰＭがプレートに堆積していることが明らかになる。これらの絶縁破壊（ＰＭが室内に飛散する、又は下流に活性炭フィルタがある場合はそれを塞ぐ）は望ましくないので、焙煎動作中にこの閾値に達しても、その動作中には絶縁破壊が起こらないように、上側電圧閾値Ｖ１が定義される。
【0136】
図５は、ｎ°ｘ～ｎ°ｘ＋５と特定される連続した焙煎動作中に放出されたＰＭと監視された電圧の変化とを示したものであり、ここで動作ｎ°ｘ＋１は、監視された電圧が４．５ｋＶに設定された電圧閾値Ｖ１を下回る間の第１の動作である。
【0137】
図４と同様に、曲線Ｃは、焙煎動作中に放出され、電気集塵装置の上流で測定されたＰＭ２．５の測定値を示し、これらの焙煎動作中の上流セル２２２ａ及び下流セル２２２ｂそれぞれのイオン化線２２２１における電圧は、曲線Ａ及び曲線Ｂそれぞれによって表される。
【0138】
曲線Ａは、焙煎動作ｎ°ｘと、それに続く２つの動作ｎ°ｘ＋１及びｎ°ｘ＋２との間で、各焙煎動作中にセル２２２ａの監視された電圧がＶ１を下回る状況を示す。これらの両方の動作の間、絶縁破壊は起こらず、フィルタリング動作は依然として安全であるが、焙煎動作ｎ°ｘ＋２の後に更なる動作が起こる場合、後続の全ての焙煎動作ｎ°ｘ＋３～ｎ°ｘ＋５の間に、監視された電圧がＶ１を下回る値まで極端に低下することに気付く。これは、動作中に絶縁破壊が系統的に起こることを意味する。したがって、安全な方法で、上側閾値Ｖ１は、絶縁破壊で観測される第１の最低電圧（動作ｎ°ｘ＋３の間は３．２ｋＶ）を上回る電圧に設定される。
【0139】
曲線Ｂの分析を通して、第２の下流セルは、焙煎動作ｎ°ｘ＋１～ｎ°ｘ＋３の間、依然としてＰＭを効率的に捕捉するが、この第２のセルもまた急速に汚染され、煙をフィルタリングする能力なく絶縁破壊を被るようになることに気付き得る。したがって、焙煎動作ｎ°ｘ＋１が終了し、第１の上流セルの問題が検出された直後に、電気集塵装置をクリーニングするようにオペレータに促すアラームを表示することは、非常に好ましい。
【0140】
図６は、図４から抽出した焙煎動作ｎ°６の拡大図であり、時間ｔ１において、監視された電圧が、非常に短い間にほぼゼロに等しい値まで低下していることがわかる。値は１００Ｖを下回り、期間は５秒を下回った。このような低電圧は、誤った絶縁破壊に対応する。これは、２つの電極間の粒子によって確立された短い接触と、その粒子が煙の流れによって運び去られてほぼ即座に消失したこととによる可能性がある。この誤った絶縁破壊は、電気集塵装置のセルの汚染に関する情報を提供するものではない。したがって、監視された電圧が下側閾値Ｖ２を下回り、それ自体が上側閾値Ｖ１を下回る場合は、クリーニング状態要求は表示されない。下側電圧閾値Ｖ２は、約１００Ｖに設定することができる。
【0141】
【0142】
加えて、曲線Ａ及び曲線Ｂの最低電圧は徐々に減少するので、図４に点線で図示したように、Ｖ１１＞Ｖ１２＞Ｖ１で、所定の上側電圧閾値Ｖ１１、Ｖ１２などを複数定義し、異なるクリーニング状態要求を次第にアラーム化することにより、オペレータに漸進的に警告することも可能である。例えば、監視された電圧が上側閾値Ｖ１１を超えたままである場合、クリーニングが必要となる前にＮ１回を超える焙煎動作を実施できるとのメッセージを表示することができ、Ｎ１は、クリーニング済みのセルで可能な通常の合計動作回数の２／３に相当する。次いで、監視された電圧が上側閾値Ｖ１２～Ｖ１１の間にある場合、クリーニングが必要となる前にＮ１～Ｎ２回の焙煎動作を実施できるとのメッセージを表示することができ、Ｎ２は、クリーニング済みのセルで可能な通常の合計動作回数の１／３に相当する。
【0143】
次いで、監視された電圧が上側閾値Ｖ１～Ｖ１２の間にある場合、クリーニングが必要となる前にＮ２回未満の焙煎動作を実施できるとのメッセージを表示することができる。
【0144】
最後に、監視された電圧が上側閾値Ｖ１を下回る場合、新しい焙煎を動作する前に、クリーニングを行わなければならないとのメッセージを表示する。
【0145】
通常、上側閾値Ｖ１（又は任意選択的に、所定の電圧閾値Ｖ１１、Ｖ１２など）は、これらの所定の実験に基づいて、焙煎システムの設定メニューで設定される。この閾値は、制御ユニット３０のメモリ３１に記憶される。この閾値に基づいて、１回の焙煎動作中に監視されたものがこの閾値に近づくと、クリーニングのためのアラームが表示される。
【0146】
一般に、焙煎動作中に監視された電圧が上側閾値Ｖ１に達すると、次の焙煎動作で系統的に絶縁破壊が発生し、その結果ＰＭがフィルタリングされないので、アラームが、新たな焙煎動作を実施する前に電気集塵装置をクリーニングするようにオペレータに促す。
【0147】
この方法は、クリーニングのための別のアラーム、例えば焙煎動作の時間数に基づくアラームの表示を通じて、オペレータに既に通知しているにもかかわらず、オペレータが電気集塵装置をクリーニングすることを忘れてしまった場合に特に有用である。次の焙煎動作の前に緊急クリーニングするように、新たに表示することで、オペレータに行動を促す。この新たな表示は、オペレータがクリーニングの推奨に従う場合、次の動作中に電気集塵装置の絶縁破壊が起きないことを保証するもので、一般の人々は、焙煎システムの周囲において安全な環境が維持される。
【0148】
好ましくは、焙煎動作中に、制御システム３は、以下の場合にクリーニング状態要求を表示するように動作可能である。
焙煎動作の期間Δｔの間に、監視された電圧が、上記少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、上記所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、
かつ
この期間Δｔが、所定の時間閾値Δｔ１を上回る場合。好ましくは、この所定の時間閾値Δｔ１は、約５秒である。
焙煎動作の期間Δｔの間に、監視された電圧が、上記少なくとも１つの所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る一方で、上記所定の下側電圧閾値Ｖ２を上回る場合、
かつ
この期間Δｔが、所定の時間閾値Δｔ１を上回る場合。好ましくは、この所定の時間閾値Δｔ１は、約５秒である。
【0149】
図５では、焙煎動作ｎ°ｘ＋１の間、セル２２２ａの監視された電圧は、１分を上回る時間Δｔの間、閾値Ｖ１を下回っていることが観察され得る（実際には、図５における時間のスケールは、１回の焙煎動作が図５において少なくとも１５分持続するようになっている）。このような長期間の間のこのような低電圧は、電圧の孤立した低い値とみなすことができず、したがって、この測定された電圧は、クリーニングアラームの表示を開始するために保持される。
【0150】
この期間Δｔが非常に短く、例えば５秒未満である場合、この測定された電圧は、クリーニングアラームの表示を開始するために保持されることはない。
【0151】
期間Δｔの長さを考慮することで、より正確なクリーニング要求の状態が提供される。
【0152】
代替的又は補完的な方法において、制御システムは、以下のように動作可能であり得る。
焙煎動作の時間に沿ってイオン化線における電圧及び／又は電極における電圧を監視する、
焙煎動作にわたって監視された電圧の移動平均を計算する、
上記計算された移動平均と所定の下側電圧閾値Ｖ１とを比較する、
焙煎動作の期間Δｔの間、移動平均が上記所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る場合、クリーニング状態要求を表示する。
焙煎動作の時間に沿ってイオン化線における電圧及び／又は電極における電圧を監視する、
焙煎動作にわたって監視された電圧の移動平均を計算する、
上記計算された移動平均と所定の下側電圧閾値Ｖ１とを比較する、
焙煎動作の期間Δｔの間、移動平均が上記所定の上側電圧閾値Ｖ１を下回る場合、クリーニング状態要求を表示する。
【0153】
移動平均による電圧値の計算は、変動を平滑化し、多くの測定点にわたる外れ値、特に、誤った絶縁破壊、又は異常な低電圧値（Ｖ１を下回る）が非常に短い期間に起こった場合、それらを排除するという利点を提供する。
【0154】
本発明は、上記で例示された実施形態を参照して説明されているが、特許請求される本発明は、決してこれらの例示された実施形態によって限定されるものではないことが理解されるであろう。
【0155】
「特許請求の範囲」で定義されるような本発明の範囲を逸脱することなく、変形及び修正が実施可能である。更に、既知の均等物が特定の特徴に対して存在する場合、かかる均等物は、本明細書で具体的に言及されているかのように組み込まれる。
【0156】
本明細書で使用するとき、用語「備える」、「備えている」、及び同様の語は、排他的又は網羅的な意味で解釈されるべきではない。換言すれば、これらは、「～を含むが、それらに限定されない」ことを意味するものとする。
【符号の説明】
【0157】
１ 焙煎装置
１１ 煙出口
１２ 焙煎チャンバ
１２１ 上部出口
１３ ユーザインタフェース
２ 煙処理ユニット
２１ 煙収集デバイス
２２ 煙フィルタリングサブユニット
２２１ 活性炭フィルタ
２２２ 電気集塵装置
２２２ａ、２２２ｂ セル
２２２１ イオン化電極
２２２２ 収集電極
２２２３ 反発電極
２２３ ＰＭフィルタ
２３ 煙ドライバ
２５ 出口
３ 制御システム
３０ 制御ユニット
３１ メモリユニット
３２ セル電流供給源
３３ 電源
３４ イオン化電極電圧センサ
１１ 煙出口
１２ 焙煎チャンバ
１２１ 上部出口
１３ ユーザインタフェース
２ 煙処理ユニット
２１ 煙収集デバイス
２２ 煙フィルタリングサブユニット
２２１ 活性炭フィルタ
２２２ 電気集塵装置
２２２ａ、２２２ｂ セル
２２２１ イオン化電極
２２２２ 収集電極
２２２３ 反発電極
２２３ ＰＭフィルタ
２３ 煙ドライバ
２５ 出口
３ 制御システム
３０ 制御ユニット
３１ メモリユニット
３２ セル電流供給源
３３ 電源
３４ イオン化電極電圧センサ
【図1-2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】