用于加热食品的容器、系统和方法
【专利摘要】一种包括过滤介质和搅拌元件的容器，适于在采用感应加热的系统中存储食品和加热食品。在某些实施例中，食品为植物种子，例如生咖啡豆或坚果。一种用于分发这种食品的方法，涉及在将容器分发到消费者之前在所述容器中存储食品。用于加热容器中的食品的方法包括感应加热所述容器的步骤和通过食品与容器之间的传导加热食品的步骤。
【专利说明】用于加热食品的容器、系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明所描述的主题涉及容器，以及用于在所述容器中加热食品的系统和方法，例如，用于烘烤诸如种子的植物物料的容器、系统和方法。
【背景技术】
[0002]咖啡是除水之外世界上最流行的饮料，每年有四千亿或更多杯的咖啡被消费。近年来，人们对于咖啡类美食产品的兴趣已经有了爆炸式增长，该兴趣不仅限于从预先制备饮料并在销售柜台处将饮料供应给消费者的生产商那里购买咖啡饮料。该兴趣已经延伸到通过烘焙咖啡豆获得终极的新鲜和风味，而不仅仅是在咖啡店或在家里研磨和酿造咖啡。
[0003]咖啡烘焙是两个阶段的过程。咖啡豆的外侧覆盖着外皮，其也随着混合而进入豆的中部。当豆被烘焙时，它膨胀并“嘭”地一声脱开外皮。这通常被称为烘焙过程的第一阶段。“嘭”地一声脱开外皮之后的豆的烘焙过程通常称为第二阶段。
[0004]近来，咖啡豆通过使用两种常见的方法和三种不常见的方法加以烘焙。常见的方法通过对流和传导加热咖啡豆。对流烘焙使用加热空气流加热咖啡豆并使其“浮”在气流中以减少燃烧；然而，该加热气流也促进了作为影响高级咖啡口味的非常重要的成分的咖啡油的大量蒸发。传导烘焙采用来自外部加热金属桶的热通过使豆与热的金属桶的直接接触来烘焙咖啡豆。传导方法使桶旋转以搅动咖啡豆，使它们不会被烤焦。传导方法使用在桶中循环的空气带走热量和烟，并导致咖啡油的损失并且它们的口味与对流系统中的那些类似。
[0005]烘焙咖啡豆的另一种方法被记载于1997年10月28日授权给Maki等人的第5，681，607号美国专利中。然而，用过热蒸汽烘焙咖啡豆的方法倾向于使所生产的咖啡变酸。蒸汽过程使用高压容器和高蒸汽温度和压力，导致系统对于家庭和商业用户而言就有潜在的危险性。蒸汽系统单独不能提供许多咖啡饮用者通常所期望的深度烘焙或非常深度的烘焙。这些用于烘焙咖啡豆的现有方法的各种实施例使用“潜伏(latent)”蒸汽与对流和传导加热的组合来提供全范围的烘焙等级。潜伏蒸汽是含在咖啡豆中并且在作为烘焙工艺的一部分的最初的对流/传导加热过程中从咖啡豆中蒸发出来的水(通常重量百分比为10% -12% )的结果。
[0006]在烘焙咖啡豆的过程中遇到的其他问题包括在太低的温度下烘焙咖啡豆，导致蒸发的水汽充分慢地聚积，以允许蒸汽逃逸而不能建立起使咖啡豆的外皮炸开的足够的压力。当这种情况发生时，烘焙的咖啡豆倾向于具有比正常烘焙的咖啡豆更小的尺寸并带有不熟的、带草气的味道。另一方面，如果咖啡豆在过高的温度下烘焙，则咖啡豆将被烧焦，即，过焦，并且口味变差。在某些情况下，高温烘焙导致外皮的燃烧。由于外皮用作湿气的屏障，使得在烘焙过程中压力能够聚积，因此外皮的燃烧将破坏湿气屏障并允许湿气逃逸而不会聚积足够的压力使外皮炸开。一旦咖啡豆的外皮已经炸开，就开始烘焙的第二阶段。在咖啡豆炸开后，加热咖啡豆内的油导致化学变化，其影响从研磨的咖啡豆酿造的咖啡的口味。在很多情况下，在外皮炸开发生之后的豆的持续烘焙将导致豆的进一步膨胀。为实现最佳的烘焙，必须使豆被均匀地内部加热，同时不允许任何作为影响味道的成分的油和精华在研磨之前逃逸到空气中。如果加热不均匀，则一些豆可能在烘焙过程中过早地炸皮，而另一些则不会。因此，将无法获得均一的口味。类似地，必须将烘焙的温度恰当地控制，以确保获得恰当的口味，而这种恰当的口味在烘焙温度过高或高低的情况下都不可能出现。
[0007]现有咖啡烘焙器的其他常见问题在于烟和过量香味的产生。烟和过量香味通常是由商业咖啡烘焙器通过使用烟?净气机和补燃器来解决。在家庭烘焙方面，该问题通常通过在户外使用而解决。现有咖啡烘焙器所面对的其他挑战是，当使用燃气或电作为能源时，每磅咖啡豆的能量消耗过高。
[0008]为满足特定咖啡饮用者对于酿造“最好的”咖啡的愿望，现在可以购买到一种装置，其使用研磨咖啡的胶囊，该胶囊中的咖啡的量足以酿造一杯咖啡。尽管这种装置已经获得了商业成功，但它们的缺点在于一旦烘焙生咖啡豆，对于从烘焙的咖啡酿造的咖啡的质量而言有贡献的烘焙咖啡的特性将开始退化。例如，热、光、湿度和氧都会通过促进咖啡油的蒸发或破坏咖啡油而加速烘焙后的咖啡的品质退化。
[0009]此外，对于用于酿造单杯咖啡的家用装置而言，也存在用于家庭使用的咖啡店烘焙器。这些烘焙器使用不同类型的加热技术，包括使用热空气的流化床、依赖于辐射热和传导的桶式烘焙器。这些家用烘焙器中的很多都被设计用于烘焙多于一份的一定量的咖啡豆。如果这种咖啡豆是立即被使用的，则与储存一段时间之后再被用来酿造咖啡相比，咖啡豆品质退化的程度会低一些。对于那些对最终杯装咖啡感兴趣的消费者而言，存在有限的选择去烘焙一定量的咖啡豆以酿造单份咖啡而无需烘焙过多的咖啡豆以致需要储存。
[0010]感应加热是通过电磁感应加热导电物体(通常是金属)的一种工艺，由此在金属内部产生涡流(也被称为傅科(Foucault)电流)，并且金属的电阻导致产生金属的焦耳加热。感应加热器通常由电磁体组成，高频的交流电穿过该电磁体。在感应加热中，还由具有显著的相对磁导率的材料中的磁滞损耗生成热量。用在感应加热过程中的交流电的频率取决于物体的尺寸，物体的材料、感应线圈和被加热物体的之间的联接、以及穿透深度。感应加热被用在厨具中。例如，炉灶的炉灶面配有感应线圈并且加热炊具的含铁的底部。炊具底部感生出的热量通过传导传递给食物。感应式厨具的优点包括效率高、安全(因为感应炉灶面本身不会被加热)以及速度快。
[0011]随着对于一杯“完美”的咖啡的兴趣不断的持续，品鉴家们发现单份咖啡豆烘焙器是理想的，因为这种装置允许家庭用户选择来自不同产区的各种咖啡豆，为每单杯咖啡定制烘焙豆，并避免烘焙后的咖啡豆因需要在研磨和酿造之前储存而导致的品质退化。
【发明内容】
[0012]本发明中描述了用于在加热容器中的食品之前存储食品的容器、用于加热含有食品的容器的系统、和加热容器中的食品的方法。所描述的容器可存储单份食品，以便在加热该食品用于消费之前在更长的时间周期内存储该食品。可储存在容器中的食品的例子包括植物类物品，例如种子。示例性的种子包括生咖啡豆和坚果。其他类型的食品包括可实用的水果。在本发明描述的用于加热含食品的容器的系统的实施例中，该系统包括用于产生磁场的感应线圈，磁场被利用以感应地加热所述容器。随后容器中的食品通过容器壁和食品之间的传导而被加热。在本发明描述的加热容器中的食品的方法的实施例中，包含食品的容器被感应地加热。本发明还描述了一种用于将包装在容器中的食品分发到消费者的方法。在本发明描述的用于将包装在容器中的食品分发到消费者的方法的实施例中，食品被包装在包括搅拌元件和过滤介质的容器中。
[0013]本文描述的用于在加热容器中的食品之前存储食品的容器的实施例包括:空心圆柱形的主体以及第一封闭端和与第一封闭端相对的第二封闭端。所述容器还包括位于第一封闭端和第二封闭端之间的主体内的过滤介质,和位于主体内的搅拌元件。
[0014]在本发明描述的用于加热包含食品的容器的系统的一个实施例中，该系统包括:壳体、壳体中感应线圈、和位于壳体内的接收器，该接收器被配置成用于接收所述容器并将所述容器设置成邻近所述感应线圈。所述容器通过感应线圈被感应地加热并且冷却剂源被设置在壳体内以冷却所述容器。所述系统还包括连接到所述接收器的马达，以用于在加热过程中旋转所述接收器。
[0015]在本发明描述的用于分发包装在容器内的食品的方法的一个实施例中，该方法包括提供用于包装食品的容器。该容器包括空心圆柱形的主体并且包括封闭端以及与封闭端相对的开口端。过滤介质位于封闭端和开口端之间的主体内，并且隔壁设置在过滤介质与开口端之间。所述隔壁支撑搅拌元件并将容器分隔成容纳过滤介质的过滤段和加热段。所述方法还包括将食品插入所述容器、将盖附接到所述开口端、以及将所述容器分发至消费者的步骤。
[0016]在本发明描述的烘焙种子的方法的实施例中，该方法包括获得包含种子的容器的步骤。所述容器包括空心圆柱形的主体并且包括第一封闭端和与第一封闭端相对的第二封闭端。所述容器还包括位于第一封闭端和第二封闭端之间的主体内的过滤介质，和设置在过滤介质与第二封闭端之间的隔壁。所述隔壁支撑搅拌元件并将容器分隔成容纳过滤介质的过滤段和加热段。所述方法还包括感应地加热所述容器以升高容器温度的步骤。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1A是根据本发明的一个实施例的用于食品的容器的透视图；
[0018]图1B是图1A的容器的分解透视图；
[0019]图2是沿图1A中的线2-2截取的横截面视图；
[0020]图3是根据本发明的一个实施例的用于加热容纳食品的容器的系统的透视图；
[0021]图4是图3中的系统的透视图，其中，壳体的一部分被移除，以示出壳体内的部件；
[0022]图5是沿图4中的线5-5截取的横截面视图；
[0023]图6是沿图5中的线6-6截取的横截面视图；
[0024]图7是图3中所示的系统的一部分的侧视图，其中枢转隔壁被设置在打开的位置；
[0025]图8是根据本发明的一个实施例的接收器(receptac Ie)的平面视图；
[0026]图9是沿图8中的线9-9截取的横截面视图；
[0027]图10是沿图8中的线9-9截取的横截面视图，带有容器的底部的横截面；
[0028]图11是沿图8中的线9-9截取的横截面视图，带有落座在接收器内的容器；
[0029]图12是采用袋容纳食品的实施例的横截面；[0030]图13A是烘焙系统的实施例的示意性的横截面，包括空心的驱动轴以从容器排气;
[0031]图13B是图13A所述的实施例的空心轴和接收器的横截面视图；
[0032]图14A是具有形成到容器壁中的搅拌元件的容器的实施例的横截面；
[0033]图14B是压入配合到容器中的搅拌元件的另一个实施例的横截面；
[0034]图15是图14B的搅拌元件的侧视图；
[0035]图16A是包括轴向排气孔的容器的替换实施例的底部平面视图；
[0036]图16B是沿图16A中的线B-B截取的横截面；
[0037]图17A是包括凹槽排气口、接收器和马达的容器的替换实施例的横截面；
[0038]图17B是图17A的容器的底部平面视图；以及
[0039]图18是图17的接收器的前视平面视图。
【具体实施方式】
[0040]在下文的描述中，特定的具体细节的阐述是为了提供对于所公开的主题的各个方面的全面的理解。然而，所公开的主题可以再不具有这些具体细节的情况下实施。在某些情况下，公知的结构和形成与容器相关的结构的方法以及包括本文公开的主题的实施例的系统并未被详细的描述，以避免影响对本发明的其他方面的描述。
[0041]除非特别相反地强调，否则贯穿说明书和权利要求的词语“包括”及其变化，诸如“包含”、“由...组成”等，都应当被理解为开放式的、总括的含义，即，“包括，但不限于”。
[0042]贯穿说明书的“ 一个实施例”或“实施例”意味着与结合该实施例描述的特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，出现在说明书的各个位置处的术语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不必须涉及相同的方面。此外，特殊的特征、结构或特性可以任意适当的方式结合在本发明的一个或多个方面中。
[0043]贯穿说明书的“食品”包括能够被用作食物或制备食物或饮料的材料。术语“食品”不应当被狭隘地理解为仅限于植物类物质，例如种子，而是应当宽泛地理解为涵盖植物类物质，诸如种子和其他可食性的食物和流体。
[0044]具体实施例在本文中是结合生的咖啡豆和坚果描述的；然而，本发明和所涉及的食品不仅限于生的咖啡豆和坚果。
[0045]在附图中，相同的附图标记表示相同的特征或元件。附图中的特征的尺寸和相对位置并不一定成比例。
[0046]参见图1A-1B和图2，根据本文中公开的发明主题的实施例，容器I包括被形成为空心圆柱的容器主体101。容器主体101包括第一封闭端103和与第一封闭端相对的第二封闭端105。第二封闭端105包括易拉盖107，盖107的类型与用于食物诸如罐装鲑鱼、布丁等的容器的盖的类型相似。易拉盖107包括易拉环108，其提供了用于使易拉盖107打开并破坏易拉盖107与容器主体101之间的密封的手柄。在打开之后，拉动易拉环108将易拉盖107与封闭端105分离。在本文描述的实施例中，容器I容纳以生咖啡豆为形式的烘焙介质109。应当理解，生咖啡豆仅是用于说明，本发明不限于生咖啡豆。适当的容器能够接收多达10盎司食品或多达20盎司流体饮料。
[0047]在烘焙介质为生咖啡豆的实施例中，生咖啡豆在例如将易拉盖固定到封闭端105而关闭容器I之前放入容器I内。应当理解，尽管在本文的实施例中描述了易拉盖，但这并不是必须的。例如，封闭端105可采用盖来密封，所述盖需要开罐器才移除。一旦被放入到容器内，容器便做好了被运送分发到终端用户的准备。由于生咖啡豆不会随时间流逝而显著地品质退化，因此在容器内暴露于通过口或通气口进入容器的空气不会导致生咖啡豆产生负面地影响烘焙后的咖啡的品质的变化。
[0048]包括生咖啡豆的容器I被设计成用在烘焙器3中，烘焙器3的一个实施例如图3-7所示。如图4和5中的最佳地描绘，容器I被接收在烘焙器3内，在那里，容器I被加热并且容器I内的生咖啡豆被传导加热并烘焙。烘焙器3的进一步细节将在下文中提供。
[0049]烘焙器3通过感应加热加热容器I。感应加热涉及通过电磁感应加热导电物体(通常是金属)的过程，在金属内产生涡流并且电阻导致金属的焦耳加热。感应加热器通常由电磁体组成，高频交流电流过该电磁体以生成电磁场，电磁场产生涡流。热还由具有显著相对磁导率的材料中的磁滞损失产生。所使用的交流电的频率取决于物体尺寸、材料类型、感应线圈和被加热物体的之间的联接、以及穿透深度。交流电的示例性的频率范围从IOOHz至3000Hz。感应加热允许可适用的物品的有目的的加热。铁及其合金对感应加热响应良好，这是因为它们的铁磁特性。然而，涡流能够在任意导体中产生，包括非铁性材料，并且磁滞可以再任意磁性材料中发生。通常，非铁性材料的感应相对于加热含铁材料而言需要更高的频率和更高的功率水平。感应加热已经通过在灶台面中包括感应线圈而被用于烹饪。感应线圈使炊具的铁质基底中感应升温。在炊具底部感生出的热通过传导传递至炊具内的食物。感应加热的优点包括效率高、因在待加热的物体中感生热量增加的元件不会加热其自身的事实而获得的安全性、以及速度快。
[0050]参见图1B和图2，过滤介质111被设置在容器101内，位于第一封闭端103和第二封闭端105之间并临近第一封闭端103。过滤介质111由具有高点火温度的材料形成，该点火温度比容器内食品被加热时该过滤介质所暴露的环境温度更高。例如,适当的过滤介质应当具有比华氏451度更高的点火温度，当然具有低于华氏451度的点火温度的过滤介质也是可以的，只要对食物的加热不会导致容器的温度或容器内的温度超过华氏451度。过滤介质还具有吸收和/或以其他方式保持在烘焙介质109的温度升高时产生的带有气味的分子和烟的能力。用于过滤介质111的示例性材料包括棉纤维、活性炭、或其组合。应当理解，除棉纤维和活性炭之外的其他过滤介质也是可以使用的。在图1B和2描绘的实施例中，过滤介质111的尺寸被设定为填充容器101的临近第一封闭端103的一部分。设置在容器I内的过滤介质111与第二封闭端105之间的是隔壁112，隔壁112将容器主体101的内部划分为被过滤介质111占据的过滤段113和容纳烘焙介质109的加热段115。隔壁112是盘形的并且其尺寸被设定为紧紧地装配在容器主体101的内部中。在图1B和图2描绘的实施例中，隔壁112具有与容器主体101的内径基本相等的外径。设置在隔壁112的外围的是朝向第二封闭端105延伸的多个摩擦键片117。摩擦键片117被沿远离容器主体101的中线C的径向方向偏置。当隔壁112通过第二封闭端105插入容器101中时，键片117的这种径向偏置在键片和容器101的内表面之间产生摩擦。这种摩擦有助于通过对容器主体101的内表面施加压力而将隔壁112固定在容器主体的内部。尽管所描绘的实施例中示出了朝向第二封闭端105延伸的摩擦键片117，可替换地，键片117也可以朝向第一打开端103延伸，虽然在隔壁112通过第二封闭端105插入容器101时，这种配置是次优选的，因为这种键片将阻碍插入。
[0051]在所描绘的实施例中，隔壁112包括垂直于隔壁112的表面沿平行于容器主体101的中线C的方向朝向第二封闭端105延伸的两个搅拌元件119。搅拌元件119是通过冲切两个长边缘和在两个长边缘之间延伸进入隔壁112的短端形成的矩形元件。搅拌元件119的与冲切短端相对的端部用作隔壁112与搅拌元件119之间的连接点并允许搅拌元件119弯曲到垂直于隔壁112的表面的位置。在所描绘的实施例中，示出了两个搅拌元件119 ;然而，应当理解，并不必须具有两个搅拌元件。可以提供更少的或更多的搅拌元件。此外，搅拌元件119不必须由隔壁112直接地形成，它们可以通过其他方式提供，例如焊接或将独立的元件附接到隔壁112的表面。如图用中最佳的呈现，搅拌元件119绕它们的纵向中线被旋转45度。通过以这种方式旋转搅拌元件，搅拌元件的更多的表面区域可在烘焙工艺过程中接触并搅拌烘焙介质。搅拌元件119被设计成在烘焙过程中使咖啡豆翻腾和翻转(与沿容器的表面滑动而不翻转相对)。
[0052]尽管未在图1B和图2中示出，容器I可配有可移动的搅拌元件(这与图1B和图2中所示的固定的搅拌元件是相反的)。可移动的搅拌元件可安装到连接到驱动轴的盘形底座，以在容器保持静止的同时使底座旋转。盘形底座和可移动的搅拌元件可被设置在容器I的加热段中。
[0053]参见图14A，在替换实施例中，容器I配有压配合在容器主体101内的搅拌元件119。压配合的搅拌元件119由图15中最佳呈现的板139提供。板139是矩形的并且具有被移除的中央矩形部分141。从相对的搅拌元件119的外侧边缘测量的板139的宽度基本上等于容器主体101的内径,从而当板139被插入容器主体101中时，板139通过其外边缘与容器主体101的内表面之间的摩擦保持在容器主体101内部。
[0054]在另一实施例中，参见图14B，容器I包括通过挤压形成到容器主体101中的搅拌元件119。在图14A所示的实施例中，搅拌元件119通过将它挤压到容器I的壁内而形成。在图14B中，搅拌元件119被挤压形成为延伸进入容器主体101并彼此相距180度的三角形元件。在替换实施例中，可以提供更少的或更多的搅拌元件119，它们可以具有与三角形不同的其他形状，并且它们可被设置在除180度之外其他角度的位置上彼此相间隔。
[0055]在图1B和2所示的实施例中，在搅拌元件119被弯曲进入位置之后保留的隔壁112中的开口限定排气口 121，在烘焙过程中产生的气体可通过该排气口 121穿过隔壁112进入过滤介质111。如图2所示，可在容器主体101的临近第一封闭端103的位置处提供额外的通气口 123。此外，在第一封闭端103中提供端口 125。通气口 123和端口 125两者都提供通道，以使已穿过过滤介质111的气体穿过以从容器I排出。尽管在具体实施例中描绘了通气口 123和端口 125，但应当理解，通气口 123和/或端口 125可以被设置在不同的位置、具有不同的尺寸、并且甚至可以被省略。
[0056]继续参见图2，限定在隔壁112和封闭端105之间的加热段115容纳烘焙介质109。烘焙介质109包括植物类物质，例如包括坚果和生咖啡豆的植物种子。此外,烘焙介质可以是除坚果和生咖啡豆之外的食品，它们可以不被烘焙，而是使用本文描述的实施例的容器和系统加热。当所述食品不是待烘焙的植物种子时，容器可以包括或不包括过滤介质111、隔壁112、搅拌元件119、通气口 123和端口 125。
[0057]额外地允许气体从加热段115穿过隔壁112进入过滤段113的通气口 121还用作收集器，用于收集在烘焙过程中产生的颗粒。例如，当生咖啡豆被烘焙时，咖啡豆的外皮劈裂并从咖啡豆上脱落。这些外皮通常被称为外壳。该外壳可穿过隔壁112进入过滤段113并在那里被捕获。
[0058]包括容器主体101、第一封闭端103、第二封闭端105和隔壁112的容器I可由能够被感应加热的任意材料形成。这种材料包括铁或含铁合金，例如具有低锡含量的未涂层的钢或其他铁磁性材料。导电的非铁性材料，例如招，也可以被感应加热。容器主体101、第一封闭端103和第二封闭端105的壁的特定厚度可以被选择，从而可通过使用选定的导电线圈实现容器的有效加热。容器的构件的具体壁厚将根据所使用的生产技术、期望从磁场应用中获取的加热效果、和所使用的材料而变化。适当厚度的具体实施例为约0.4英寸或更薄。用于加热容器I的内容的系统的示例性实施例将在下文中结合图3-7加以描述。
[0059]在图12描绘的另一实施例中，在加热过程中，食品被容纳在袋127中。在所描绘的实施例中，袋127包括空心圆柱形元件的两个相对的侧壁131，所述侧壁在相对的端部133处结合，以形成空心的袋。袋127还可由两个分开的片材绕其外围彼此结合而形成。袋127被在侧壁131之间延伸的隔壁135分隔成过滤段和加热段。过滤介质111位于过滤段中并且食品(例如生咖啡豆109)位于加热段中。隔壁135包括用于允许气体从加热段穿过并进入过滤段的通气口 137，气体在过滤段中接触并穿过过滤介质111。过滤段配有通气口 129，经过滤的气体可穿过通气口 129从过滤段排出。袋127可由铁性或非铁性材料制成。铝是非铁性材料的一个例子。当生咖啡豆为所述食品时，开口 127具有比咖啡豆的直径小的直径，从而咖啡豆不能穿过开口 127。如图12所示，容纳生咖啡豆的加热段可被构造成使一层咖啡豆被布置在袋127的相对的侧壁131之间。通过这种布置，咖啡豆可能被下文所述的感生出的热能均匀地烘焙。当布置成单层时，可以再不搅拌咖啡豆的情况下实现更均匀的烘焙。将咖啡豆在袋中布置成单层可通过使用软辊或真空在咖啡豆周围形成袋127的方式实现。在袋的实施例的情况下，能够利用下文中描述的水冷和声响检测。
[0060]图3描绘了根据本文描述的发明主题的实施例的烘焙器3，其包括壳体301，壳体301具有顶部303、相对的底部305、前部307和相对的后部309。壳体301还包括左侧壁311和右侧壁313。前壁307包括显示器315和多个控制开关317。前壁307还包括观察窗口 319，允许用户观察烘焙器3的内部。烘焙器3配有电源线321，用于向烘焙器3的电力驱动的部件供电。壳体301的顶部303包括枢转隔壁323，其在图3中处于关闭位置，而在图7中处于打开位置。烘焙器3的结构部件有耐水和耐热的材料制成。
[0061]更详细地参见图4至7描绘和描述了容纳在壳体301内的烘焙器3的各种构件。
[0062]参见图4和5，烘焙器3被大致划分为成加热室325和设置在加热室325下方的冷却剂容纳室327。加热室325和冷却剂容纳室327被加热室底板329分隔。
[0063]设置加热室底板329的上表面上、临近左侧壁311的是左支撑腿331，并且临近右侧壁313的是右支撑腿333 (图6)。左支撑腿331和右支撑腿333从加热室底板329向上延伸并在加热器底板329上方支撑感应器支撑件335的左和右边缘。感应器支撑件335是矩形元件并在其上表面支撑感应线圈337。感应线圈337通过感应线圈电力线394连接到电源。
[0064]设置在加热室325内、位于壳体301的前部307的内表面上的是一对导棍339。导辊339由能够承受容器I被加热的温度的材料形成。示例性的材料包括硅酮。用于导辊的其他适当的材料包括玻璃、聚四氟乙烯、青铜、黄铜和铝。导辊339被设置为在感应线圈337上方的平面内与感应线圈337的左侧和后侧等距离。导辊339被间隔一段距离布置，该距离小于容器I的第二封闭端105的外径，使得等容器I被设置在烘焙器3内时，封闭端5可以被导辊339支撑。导辊339的位置还可以被选择为当隔壁323处于关闭位置时在容器I和感应线圈337的上表面之间提供期望的气隙。
[0065]参见图5和6，烘焙器3配有位于壳体301的前部307和后部309之间的中间隔壁341。中间隔壁341更靠近后部309，如图5和6中最佳的呈现。中间隔壁341在壳体301的顶部和加热室329之间延伸，并还在左侧壁311和右侧壁333之间延伸。中间隔壁341包括枢转隔壁323。支撑在中间隔壁341的后侧上的是齿轮壳体343。马达345安装到齿轮壳体343的后部。马达345通过马达电力线347连接到电源。马达345可以是固定转数交流电或直流电马达，或可变转数交流电或直流电马达。马达345包括支撑第一齿轮349的驱动轴。第一齿轮349与被穿过中间隔壁341并被支承结构(未示出)支撑在那里的驱动轴353支撑的第二齿轮351配合。驱动轴353连接到中间隔壁341的与马达345相对的一侧上的杯形接收器355。接收器355的尺寸被设定为使得其能够与容器I的封闭端103紧密地配合，从而容器I可以被固定地落座在接收器355内。为辅助容器I在接收器355中的保持，可在接收器355中或附近提供磁性元件(未示出)。例如，磁体可嵌入接收器355或者磁体可设置在接收器355的与接收容器I的接收器的侧面相对的侧面附近但不嵌入到该侧面中。接收器355由能够耐受烘焙过程中温度的任意适当的材料形成。用于接收器355的示例性材料是硅酮。
[0066]参见图4和8-9，接收器355包括圆形底部359和绕接收器355的外围向上延伸的接收器壁357。接收器壁的高度和直径被配置，以可逆地接受容器的第一封闭端103。接收器底部359包括在接收器355的中线C上定中的圆形凹入部361。凹入部361与容器I的端口 125联通，使得从端口 125排出的气体能够流入凹入部361。流入凹入部361的气体随后经由穿过接收器底部359的通道363穿过底部359。在某些实施例中，接收器底部359的接收容器I的表面还包括圆周向的肋365，肋365被设计成与设置在容器I的封闭端103中的验证槽(verification groove) 367配合,如下文之详细描述。
[0067]在图13A和13B描绘的替换实施例中，通道363可以被省略。在该替换实施例中，从容器I排出并被收集在凹入部361中的气体可通过驱动轴中的通道356排出。驱动轴353的一端连接到接收器357并且相对端附接到位于加热段外侧的过滤元件。如图13A所示，驱动轴353附接到第二齿轮351，第二齿轮351被附接到马达(未示出)的第一齿轮349驱动。过滤元件容纳能够移除容器I排出的气体中的产生异味的分子和烟的过滤介质111。
[0068]容器的另一实施例如图16A和16B所示。如图16A所示，容器(图1中为容器I)的底部包括径向延伸的下凹部或槽143，用于接收从容器的底部排出的气体并为该气体移动离开容器的中线提供通道。容器底部中的开口未被示出；然而，应当理解，通气口(类似于图2中的端口 125)被设置在容器底部的相同位置，使得穿过通气口的气体能够进入下凹部143。尽管未示出，用于接收图16A的容器的接收器(与图13B中的容器355类似)可包括与下凹部143的尺寸和形状相匹配的脊。脊和下凹部143的相互匹配的尺寸和形状允许所述脊本身放置到下凹部中。在某些实施例中，接收器具有至少一条脊，该脊的数目小于容器的底部中的下凹部的数目。接收器还可设置有通道以接受来自下凹部143的气体并将气体输送至接收器的外部。应当理解，下凹部和脊并不仅限于图16A和16B中所示的形状，例如，它们不必是直的，并且它们不必具有圆形的横截面。例如，这些元件的横截面可以是方形、三角形、矩形或其他形状。
[0069]在图17A、17B和18所示的另一实施例中，容器包括形成在其底部中的凹槽状通气口 146。在所描绘的实施例中，凹槽状通气口是容器底部中的下凹部。定中在凹槽状通气口146中的是用于允许气体从容器的内部排出的端口 125。带有凹槽状通气口 146的容器可与包括磁体154的接收器355协同使用，其中磁体154用于保持容器抵靠接收器355。接收器355的面对容器的底部的表面包括被排气通道斜面150包围的排气通道152。排气通道152与穿过接收器355的排气口流体联通并提供通道以用于排放气体通过接收器355。在某些实施例中，排气通道斜面150具有与凹槽状排气口 146的形状相镜像的形状，从而凹槽状通气口 146可放置在排气通道斜面150上。在所描绘的实施例中，凹槽状通气口和排气通道斜面被形成为圆锥。应当理解，凹槽状通气口和排气通道斜面并不仅限于图17A和17B所示的形状，并且可具有不同的形状，例如，凹槽状通气口和排气通道斜面的横截面可以是方形、三角形、矩形、星形或其他形状。
[0070]通过马达345带动的齿轮349的旋转导致齿轮351旋转，导致轴353旋转接收器355。当容器I定位在接收器355内时，其与接收器355 —起旋转。当通过感应线圈337形成磁场时，容器I被感应加热，导致其温度上升。容器I内的烘焙介质109 (例如生咖啡豆)通过容器的壁的传导而被加热。
[0071]参见图5，烘焙器3可选择性地包括温度探头369以检测容器I内部的温度。温度探头369包括当容器被接收器355接收时可以被设置在容器I内的一端，和包括用于检测由探头感测到的温度的传感器371的相对端。驱动轴353可包括设置在中心的开口，细长的温度探头369穿过所述开口。中间隔壁341还包括可供温度探头369穿过的口。温度探头穿过容器I的第一封闭端103中的端口 125。可替换地，可提供红外传感器373 (图5)以检测容器I的外表面的温度。这种红外传感器可以设置在外壳301的顶部303的下侧，如图5中的虚线所示。
[0072]烘焙器3还包括冷却剂管375，用于将冷却剂流体从冷却剂容纳室327输送至喷嘴377，喷嘴377将冷却剂分配到容器I上。冷却剂管375的与冷却剂喷嘴377相反的端部与冷却剂泵379联通。冷却剂泵379定位在冷却剂储存器381中，冷却剂储存器381定位在加热室底板329下方。在图5描绘的实施例中，冷却剂储存器381被描绘成与冷却剂容纳室327的平衡相隔离的室，以避免各种电力线浸没在冷却剂流体中。应当理解，在其他实施例中，冷却剂容纳室327的更小或更大的部分可用作冷却剂储存器。如果这导致电线被浸没在冷却剂中，则电线应当是防水的。
[0073]继续参见图5，冷却剂容纳室327还包括用于微处理器、显示器和开关的壳体383。
[0074]加热室底板329包括孔385，已经被分配到加热室325中的容器I上的冷却剂穿过所述孔385可返回到冷却剂储存器381。在所描绘的实施例中，加热室底板329的上表面是倾斜的，从而流体将流向孔385。尽管图5描绘的烘焙器实施例重新使用冷却剂，但也应当理解，冷却剂的重新使用不是必须的。例如，烘焙器可连接到新的冷却剂的专用源，例如饮用水源。
[0075]这里描述的实施例的烘焙器和容器可包括允许用户验证正在使用的容器正是被设计以用于该烘焙器的特征。限制烘焙器仅用于被认可的容器可减少导致危险情况(例如容器I的过热或通风不足)发生的可能性。参见图10和11，验证容器是否为被设计与特定烘焙器一起使用的容器的一个实施例是:为容器的第一封闭端103提供特殊的横截面轮廓，并且随后在接收器底部359的上表面上形成所述轮廓的负像。例如，如图8-11所示，在接收器底部359的上表面上提供肋365。该肋的尺寸和形状被设定为与容器I的封闭端103中形成的验证槽367相配合。可替换地，所述肋可从容器的底部突出，并且匹配验证凹入部可被设置在接收器的前表面中。一种替换是提供具有接收器壁357的接收器355，该接收器壁357具有独特形状的内周，该内周在容器I的封闭端103上重现。在图10和11所示的另一实施例中，接收器底部359的上表面还包括嵌入它的可缩回的开关387。可缩回的开关387包括伸出位置和缩回位置，在伸出位置时，烘焙器的操作被禁止；在缩回位置时，烘焙器的操作被启用。伸出位置被描绘在图10中。图11描绘了可缩回开关387的缩回位置。容器I的封闭端103包括与可缩回开关387重叠的平面，使得当容器I被定位在接收器355内时，可缩回开关被强迫地进入其缩回位置。封闭端103中的平面不需要占据封闭端103的整个圆周部分，而是可以仅占据封闭端103的一小部分。在该实施例中，容器可包括键(key)，该键被设计成与接收器355中的键接收器配合，从而所述平面与可缩回开关对准。通过这些方式，未被设计成被这里所描述的实施例的烘焙器采用的容器的使用被避免，同时避免了潜在的安全风险。用于避免未被设计成被所公开的烘焙器采用的容器的使用其他方式包括条形码或RFID标签。
[0076]这里描述的实施例不限于感应线圈的任何具体的类型或形状。例如，感应线圈337可具有不同的形状，包括扁平状、圆形、方形、半圆形、曲面形、超环面形等。感应线圈的优选形状可基于容器形状来选择，以最优化容器的感应加热。适当的线圈包括能够在从约IOOHz至3000Hz的频率范围内工作的线圈。
[0077]对于图12中所示的袋实施例而言，被定位成面对着袋的两个侧面的线圈可用于感应加热袋的材料。这些线圈还可被提供为字母U形状的单个线圈。在任一种情况下，袋的线圈被定位面对着袋的相对的侧面。当袋由非铁性材料(诸如铝)制成时，袋的加热可能要求使用与当容器由铁性金属(例如钢)制成时提供相同加热程度的电源相比具有更高频率和功率水平的电源。
[0078]烘焙器3可配有声响传感器，用于检测在烘焙过程中出现的声响信号。例如，声响传感器可用于检测公知的在生咖啡豆的烘焙过程中出现的“第一破裂”和“第二破裂”。可用的声响传感器包括压电的、纤维光学的、和电磁的声响传感器，以及其他公知类型的能够根据数量级检测声响信号的传感器，其中所述声响信号可能从烘焙咖啡豆的第一破裂和第二破裂发出。这种声响传感器可以被控制并与微处理器通信，微处理器可使用来自声响传感器的信号去控制烘焙过程，如下文中更详细描述的那样。
[0079]容器I通过枢转隔壁323放入烘焙器3。参见图5和7，枢转隔壁323通过枢轴389可枢转地附接到中间隔壁341。枢轴389被容纳在枢轴支撑件391中，枢轴支撑件391从中间隔壁341的后面沿向后的方向延伸。枢轴支撑件391与枢轴389之间的合作允许枢转隔壁323从图3和4所示的关闭位置枢转到图7所示的打开位置。在图7所示的打开位置，容器I在开始烘焙过程之前被放置到接收器355中，并且在烘焙过程完成之后从接收器355中移除。当容器I被放置到接收器355中时，与接收器355相关联的磁体用于将容器保持在接收器内。当枢转隔壁341被关闭时，容器I的封闭端105落座在导辊339上并且容器I被定位在感应线圈337的上方。一旦处于该位置，烘焙过程便准备开始。
[0080]在烘焙介质为生咖啡豆的实施例中，在例如通过将易拉盖固附加到封闭端105而关闭容器I之前，生咖啡豆被放置到容器I内。应当理解，虽然这里公开的实施例中描述了易拉盖，但也不是必须采用易拉盖。一旦被放置到容器内，容器便做好了分发到终端用户的准备。由于生咖啡豆不会随时间流逝而显著地品质退化，因此在容器内暴露于通过口或通气口进入容器的空气不会导致生咖啡豆产生负面地影响烘焙后的咖啡的品质的变化。
[0081]为开始烘焙过程，用户通过使用控制开关和显示器选择特殊的烘焙属性。微处理器被编程为具有基于特殊类型的生咖啡豆和/或期望的烘焙类型的众多预定的属性。例如，微处理器可控制由感应线圈产生的磁场的功率水平以及磁场施加到容器的时间长度，从而可以实现期望的时间和温度属性。时间和温度的各种组合可以被应用，以实现从轻度肉桂色烘焙到深度意大利式烘焙范围的各种烘焙。由容器提供的信息可以被补充到用户对于具体属性的选择。由容器提供的建议的烘焙属性可基于烘焙器中执行的烘焙对于用户以及用烘焙后的咖啡豆酿造的杯装咖啡的结果来说是恒定的。建议的烘焙属性还可以公开在公司网站上。
[0082]微处理器还可配有环境输入，例如海拔、电线电压、当地湿度和可能影响磁场的功率水平或获得期望的烘焙所需的时间和温度的其他当地条件。这些环境输入可通过已知的用于检测这些因素并产生代表这些因素的信号的构件提供给微处理器。微处理器以常规方式编程以对这些因素的变化负责并调节烘焙过程的时间和功率水平，以实现用户选择的烘
小立m。
[0083]烘焙过程的额外的控制可通过利用接收自上文所述的声响传感器的信号实现。例如，当来自声响传感器的信号表示烘焙过程中咖啡豆的第一声破裂时，检测到第一声破裂的实际时间与具体烘焙属性的第一声破裂的预期时间能够相比，并且在烘焙时间和磁场功率方面做出必要的调整，从而可获得选择的烘焙。通过特别示例的方式，如果用户选择的特定的烘焙属性指示第一声破裂可发生在120,000毫秒时，并且声响信号指示在120,000毫秒后并未检测到第一声破裂，则微处理器可控制电源延长给定功率水平下的时间和/或提高功率水平。时间和/或功率水平方面的这种斜坡上升将随着预期的第一声破裂和实际的第一声破裂的点之间的时间差的增加而增加，直到所述时间差超过预定值的点，此时，系统将进入安全模式关闭，因为容器或单元可能正在有故障地工作。可替换地，如果第一声破裂的声响信号在预期的第一声破裂事件之前被检测到，则微处理器将电源切换至较低的功率水平和/或较短的时间。微处理器可以被编程，以基于与第二声破裂对应的声响信号的检测以及它与第二声破裂的预期时间之间的关系在功率水平和时间方面执行类似的调整。
[0084]来自烘焙过程的声响信号可以另一种方式使用。例如，咖啡豆在烘焙过程中改变密度，并且因而在咖啡豆被搅拌和落入金属容器中的发出的声响信号会随着豆的密度的变化而变化。这种正在进行的发声事件可单独地被利用或可与对应于第一和第二声破裂对应的声响信号结合使用，以增加烘焙过程控制的额外的水平。通过在控制系统中利用声响信号，可以获得更多的数据点并且可以获得用于控制烘焙属性的更平稳的反馈系统。高频带和低频带过滤器可用于识别信号并消除不期望的声响信号。快速傅里叶变换可用于滤除例如环境背景声响信号的外来噪音。[0085]微处理器还能够控制马达驱动容器旋转的速度。改变旋转速度和旋转停止的频率将影响烘焙属性。例如，在烘焙过程中停止旋转将向与容器的最靠近感应线圈的部分紧密接触的咖啡豆施加更多的能量，导致某些咖啡豆被烘焙的程度比其他豆更大。这种烘焙程度的变化将有助于提供更宽的口味属性。
[0086]上文描述的各种实施例可以结合起来提供更进一步的实施例。在本说明书中提及的和/或申请数据表中所列举的所有美国专利、美国专利申请公开文件、美国专利申请、夕卜国专利、外国专利申请和非专利公开出版物都被完整地合并于此作为参考。如果需要，实施例的各方面可以被修改，以采用各种专利、申请、和出版物的概念来提供更进一步的实施例。
[0087]根据上面详细的描述可以对实施例做出这些和其他改变。总体而言，在权利要求中，所使用的术语不应当被解释为将权利要求限定为说明书和权利要求中公开的【具体实施方式】，而应当被解释为包括所有可能的实施方式以及权利要求的等同方式的全部范围。因此，权利要求不应被公开的内容限制。
【权利要求】
1.一种容器，用于在加热容器中的食品之前存储食品，该容器包括: 包括第一封闭端和与第一封闭端相对的第二封闭端的空心主体； 位于第一封闭端和第二封闭端之间的主体内的过滤介质；和 位于所述主体内的搅拌元件。
2.根据权利要求1所述的容器，还包括: 位于第一封闭端和第二封闭端之间的隔壁，该隔壁将容器分隔成容纳所述过滤介质的过滤段和容纳所述食品的加热段。
3.根据权利要求2所述的容器，其中，所述搅拌元件连接到所述隔壁并被设置在所述加热段内。
4.根据权利要求2所述的容器，其中，所述隔壁附接到所述主体。
5.根据权利要求1所述的容器，还包括种子。
6.根据权利要求5所述的容器，其中，所述种子为咖啡豆。
7.根据权利要求2所述的容器，还包括主体中的开口，气体可穿过该开口。
8.根据权利要求1所述的容器，其中，所述第二封闭端包括易拉盖。
9.根据权利要求1所述的容器，还包括第二搅拌元件。
10.根据权利要求2所述的容器，其中，所述隔壁还包括开口，来自加热段的气体可经由该开口穿过所述隔壁并进入过滤段。
11.根据权利要求1所述的容器，其中，第一封闭端包括验证槽。
12.根据权利要求1所述的容器,其中，容器主体由含铁的材料形成。
13.—种系统，用于加热包含食品的容器，该系统包括: 壳体； 壳体中的感应线圈； 壳体内的接收器，该接收器被配置成用于接收所述容器并将所述容器设置成邻近所述感应线圈； 壳体内的冷却剂源；和 连接到所述接收器的马达。
14.根据权利要求13所述的容器，还包括用于在容器被设置成邻近感应线圈时支撑所述容器的导棍。
15.根据权利要求13所述的容器，还包括位于马达和接收器之间的枢转隔壁以及在马达和接收器之间延伸的驱动轴，其中驱动轴穿过枢转隔壁。
16.根据权利要求15所述的容器，其中，枢转隔壁被配置成在关闭位置和打开位置之间枢转，当处于关闭位置时，被接收器接收的容器被设置成邻近感应线圈，当处于打开位置时，容纳在接收器内的容器未被设置成邻近感应线圈。
17.根据权利要求13所述的容器，其中，接收器包括凹槽，来自容器的气体可穿过该凹槽。
18.根据权利要求13所述的容器，还包括可缩回的开关，该可缩回的开关被配置成在伸出位置和缩回位置之间伸缩，所述可缩回的开关被设置在接收器中。
19.根据权利要求18所述的容器，其中，可缩回的开关还包括用于检测容器的温度的温度传感器。
20.根据权利要求13所述的容器，还包括温度探头，该温度探头被配置成当容器被接收器接收时插入所述容器。
21.根据权利要求13所述的容器，还包括从容器外侧的位置检测容器的温度的温度传感器。
22.根据权利要求13所述的容器，还包括控制系统，该控制系统基于加热属性调节供给到感性线圈的功率、感性线圈的一定功率水平被维持的时间、以及容器的旋转速度中的一个或多个。
23.根据权利要求22所述的容器，还包括用于检测来自食品或食品与容器之间的相互作用的声响信号的声响探头。
24.根据权利要求23所述的容器，其中，控制系统还被配置成基于由声响探头检测到的声响信号调节供给到感性线圈的功率、感性线圈的一定功率水平被维持的时间、以及容器的旋转速度中的一个或多个。
25.一种用于将包装在容器内的食品分发到消费者的方法，该方法包括: 提供用于包装食品的容器，该容器包括空心主体并且包括封闭端和与封闭端相对的开口端、位于封闭端和开口端之间的主体内的过滤介质；和设置在过滤介质与开口端之间的隔壁，所述隔壁支撑搅拌元件并将容器分隔成容纳过滤介质的过滤段和加热段； 将食品插入所述容器； 将盖附接到所述开口端；以及 将所述容器分发至消费者。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述食品为种子。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述种子为咖啡豆。
28.—种烘焙种子的方法，包括: 获得包含种子的容器，所述容器包括空心主体并且包括第一封闭端和与第一封闭端相对的第二封闭端、位于第一封闭端和第二封闭端之间的主体内的过滤介质；和设置在过滤介质与第二封闭端之间的隔壁，所述隔壁支撑搅拌元件并将容器分隔成容纳过滤介质的过滤段和加热段；以及 感应加热所述容器以升高容器的温度。
29.根据权利要求28所述的方法，还包括: 检测容器的温度并基于检测到的温度控制容器的温度以获得期望的种子烘焙度。
30.根据权利要求28所述的方法，还包括: 使在烘焙过程中形成的气体穿过所述过滤介质。
31.根据权利要求28所述的方法，还包括: 通过将容器与冷却剂接触以降低容器的温度。
32.根据权利要求28所述的方法，其中，所述种子为生咖啡豆。
33.根据权利要求28所述的方法，还包括: 在容器的感应加热步骤的过程中旋转所述容器。
34.根据权利要求33所述的方法，还包括: 使搅拌元件与种子接触以在感应加热步骤过程中搅动种子。
35.根据权利要求28所述的方法，还包括:根据预定的烘焙属性在一功率水平上感应加热容器并持续一时间周期。
36.根据权利要求35所述的方法，还包括: 检测来自种子的或来自种子与容器之间的相互作用的声响信号。
37.根据权利要求36所述的方法，还包括: 基于检测到的声响信号调节在感应加热步骤中所提供的功率、感应加热步骤的时间长度以及容器的旋转速度中 的一项或多项。
【文档编号】A47J37/04GK103987282SQ201280043357
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年7月5日 优先权日:2011年7月7日
【发明者】格伦·鲍斯, 帕特里克·戴奇, 戴尔·T·克里斯滕森 申请人:纽罗斯特有限公司