巧克力加工机 |
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申请号 | CN200480027635.5 | 申请日 | 2004-10-05 | 公开(公告)号 | CN100515220C | 公开(公告)日 | 2009-07-22 |
申请人 | 巧克-维森有限公司; | 发明人 | 杰弗里·M·巴伯词; | ||||
摘要 | 巧克 力 调温 机是一种可在机器内对加热、冷却和转动进行数字式程序控制的机械。通过控制碗的转动时长以及按照给定时间间隔自动加热,该机器可使液态巧克力在一定的时间内保持其恰当 粘度 ,并使最终产品中的气孔量最少化。该机器包含一个菜单程序,用户可通过它调整和存储二十六个不同的 温度 菜单或更多。该菜单程序也可用于对所需冷却温度的设置和保存。配备的 传感器 可 感知 周围空气和 相对湿度 ,而音频/视频报警装置可在发生警告状况时对用户加以提示。一个耐磨损的环用于测量机器中碗的 水 平状态,它也起到了防止机器内部被污染的目的。通过 软件 调整可选择110v或220v的运行 电压 。一实时反馈时钟将为用户显示特定软件功能的时间。该机器还提供了一个数据端口,用于与外部 计算机编程 装置的交互。 | ||||||
权利要求 | 1.一种巧克力调温机,包括: |
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说明书全文 | 技术领域本发明涉及一种巧克力加工机,特别是涉及一种用于对巧克力加以融化和 调温的机器。 背景技术美国专利号为4,706,558和4,907,502的专利公开了家用巧克力加工设 备。 使用现有技术装备的缺点是在使用现有技术装备时,许多用户不具备对巧 克力进行调温的经验并且对相应的知识也不够了解,难以获得相同的混合结 果。 发明内容相应地,本发明的主要目标是提供一种巧克力加工机,其带有数字式的、 用于控制机器的可编程的装置,是一种更为用户友好的、真正自动化的机器。 另一个目标是通过该机器尽量减少用户必须操作此机器的决策次数。 另一个目标是通过该机器带有的音频和视频提示装置,为下一个运行周期 而向用户发出警示。 本发明的这些和其他目标通过一种巧克力调温机得以具体化呈现,它带有 可在机器内控制加热、冷却和转动的数字式的、可编程的装置。该机器更为用 户友好,从而实现了一种真正自动化的机器并将用户操作时所需的决策次数降 至最低。例如,该机器可通过编程来控制碗的转动时长、以及在指定的时间间 隔自动增加的加热量,可使被搅动的液态巧克力在一定的时间内保持其恰当的 粘度,并使最终产品中的气孔量最少化。 该机器包含一个菜单程序,由此用户可调整和存储二十六个不同的温度菜 单或更多。该菜单程序也可用于对所需冷却温度的设置和保存。 机器中配备的传感器可感知周围空气和相对湿度,而音频/视频报警装置 可在发生警告状况时对用户加以提示。 该机器带有一个耐磨损的环状装置,用于测量机器中碗的水平状态,它同 时还起到了防止机器内部被污染的目的。 为了适应各种巧克力加工时所需的恰当温度周期,该机器可以采用很小的 增量调节温度。 通过软件调整可选择110v或220v的运行电压。 用户只需对单选按钮进行两次键击,即可实现真正自动的巧克力调温。 一个实时反馈的时钟将为用户显示特定软件功能的时间。 该机器还提供了一个数据端口,可用于与外部计算机编程装置的交互。 附图说明 通过以下的描述和附图,本发明的其他目标、特性和优点将被展现,其中: 图1为本发明的巧克力加工机的透视图; 图2为巧克力加工机外壳的分解图; 图3为机器硬件的分解图; 图4由图4A和4B组成,是本发明的机器的示意图和俯视图; 图5A和5B是控制台显示窗口以及用于控制机器的矩阵符号或象形文字 排列的俯视图,例如,图5A显示了在进行标准调温操作时显示窗口的正常状 态,图5B显示了在使用菜单保存功能时的显示窗口; 图6为该机器后部的局部透视图,示出了该机器的相对湿度传感器和环境 空气传感器的位置; 图7为该机器后部的局部透视图,示出了该机器的数据端口的位置;以及, 图8和图9示出了该机器程序代码的实例。 具体实施方式现在请参照附图的图1所示,本发明的巧克力调温机10含有外壳11,该 机器的所有主要组件都置于其上或其内。 外壳11的分解图如图2所示,该外壳为一个具有多个折弯件和装配扣件 的钢铁支架,这就省去了焊接、抛光和再次喷涂。这种外壳结构极大地降低了 原始制造费用和组装费用。 参照图3和图4所示,该外壳11上留有一个孔洞12,用于容纳带有唇边 14的不锈钢碗13。一个耐磨损的塑料环15环绕该外壳孔洞开口安装,并在嵌 入该孔洞12中时放置在该唇边14下。 环15具有自稳定/自水平装置的功能,从而确保了工作时碗在机器中旋转 的稳定性以避免外部环境的污染。该环还对液态巧克力起到了密封作用,避免 了意外溢出的巧克力从碗中渗出并流入机器内部。 在碗的底部外侧带有定位销16,它可以定位并锁止在碗连接器18上类似 的定位凹槽17之中。如此在旋转碗时可将其临时锁定。在不使用时,碗可以 从碗连接器中轻易分离。 碗连接器18通过一台小马力的齿轮马达19驱动,其轴20上的链轮齿21 啮合着带齿的皮带22。该皮带22随后会啮合碗连接器18上的另一个链齿轮 (未标明)。从而使旋转力施加于碗上。 该机器10带有隔板31,它是一块采用注模方法制成的塑料。该隔板包括 一垂直叶片32和一从顶端延伸的横梁33,它们使用相同的材质并被集成在一 起。对已融化巧克力池的搅动是通过固定的隔板31和旋转的碗13的组合运动 而实现的。 该外壳11的上表面具有一对隔板基座34,其上安装着方向朝上的螺柱 35。该螺柱可使横梁33两端的开孔从中穿过。通过在螺柱35上拧紧螺母36, 可将隔板固定在外壳上。由于紧固的隔板与碗边缘的接触,还保证了碗的横向 位置。 一刮板37固定在该隔板31的前缘,其作用是将碗内表面上的已融化巧克 力刮入隔板前部的巧克力融化池。 一卡子38固定在该隔板的背部。在将固态巧克力加入到碗中时,此装置 有助于避免其被推到碗外。 一温度探头41向该隔板31的前侧伸出。它是一个与该隔板结合在一起的 金属保护罩支架。两条导线穿在隔板内部的一个通道之中,并且被焊接在横梁 33两端下侧的平面触点之上。当隔板被安装就位后,这些触点42就会与隔板 基座34顶面之上的外壳触点43相接触,从而使安装于外壳11之内的印刷电 路板上的温度传感电路44形成回路。 该外壳带有一个用于覆盖外壳孔洞和隔板基座上的上盖51,并具有一个 用于容纳一储料器52(将在以后描述)的开孔和一盖子53,在不安装储料器 时,它会滑入并盖住该上盖的开孔。 该机器10通过将该直立的储料器52插入上盖51上的开孔,可向碗13 中补充块状的固态巧克力。该储料器支撑于该上盖的顶部。该储料器使得用户 可以将大量的固态巧克力事先装入机器之中。大量的固态巧克力指的是在融化 加工过程中,超出机器自身储存量的那部分。当储料器被装入固态巧克力时, 融化随即开始。随着机器中巧克力的融化,固态的巧克力会通过储料器52落 入碗13中的液体池。当已融化的巧克力达到了所需数量之后,储料器将会被 卸下并且盖子53会将该上盖的开孔盖上。 在该外壳的内部安装有一个加热器55,它通过气孔56对碗13进行直接 加热。 进气风扇57通过进气口58将外部空气吸入外壳11之内,同时排气风扇 59通过排气口60将外壳内部的热空气排出。 当被加热的空气离开加热器并流经气孔56后,它会与碗的后部相接触。 在碗的后部和机器的护罩之间将形成一个被加热的空气室。在与碗接触之后, 空气将从碗连接器的开口四周吸出,并通过排气口60排放到机器之外。 安装于外壳后部的电源开关65负责机器电源的闭合。 控制台71(图1)的上部带有一个字母数字显示的窗口72(alphanumeric display window),其下部带有键区(keypads),该控制台通过微处理器M监视和 控制机器的运行,并插入外壳的内部设置在一个开孔上。 通过触动下部的键区,在该字母数字显示的窗口72中将显示不同的数据。 该控制台的下部包含一个开口,而在该控制台内且正好在开口下方设置有 一块印刷电路板(未显示),在该电路板之上装有该键区和在该控制开口上方 的功能贴膜73。该贴膜73是符号或象形文字的排列,它们中的每一个设置在 该印刷电路板上的一个按键上。当用户按下某个符号或象形文字后,贴膜符号 下的一个按键将被按下,从而触发机器的某个特定功能。 该贴膜73是粘贴在控制台71表面的光滑的、背面带有粘性的、防水的和 耐磨损的键盘。它易于清洁并且其柔韧性足够触动之下的按键。该贴膜73还 是半透明的,使得底部的光线可以透过。(注释:所有提到的键区(keypads) 或按键(buttons)在图4A中以图例键区(KEYPAD)表示)。 本键区所显示的符号代表公认的含义。这些符号代表着贯穿每个自动循环 的重要间隔。在机器的自动循环期间,通过在印刷电路板之上、按键之后安装 发光二极管74,为用户提供了一个可见的键照明(visual key illumination)。(注 释:所有提到的照明装置在图4A中以图例LED显示屏(LED DISPLAY)表示)。 一旦达到了预定的时间或温度,特定的按键会发光(带有或不带有音频信号), 以提示用户即将进入自动调温的下一个阶段。当安装在印刷电路板上的喇叭或 蜂鸣器75被通电后,它会发出音频信号。 参照图4、5A和5B,排列中包括了一个华氏度/摄氏度键区 76(Fahrenheit/Celsius keypad)。在开始融化操作之前,用户可以按下F/C按键 (F/C button),这将使得窗口72中显示的温度在华氏度和摄氏度间切换。它可 在该机器的任意操作期间按下并在“不工作(on the fly)”时转换实际的温度。 触动暂停键区77(pause keypad)将使碗停止旋转一小段时间,假定90秒。 在被选择后,显示窗口将从温度读数切换到从90秒到00的计时。当达到00 时转动会自动地重新开始,或者再次按下暂停键区77以重新启动暂停循环。 自动暂停键区78(auto pause keypad)使得用户可以选择定制的暂停设置。 机器将在选定的暂停设定和预设的自动搅动周期间自动往复运行。当被按住 后,在显示窗口中将出现一个时间计数器79(图5A)并且其读数会跳动,比 如说从2:00到3:00,最高可达8:00(一个嵌入微处理器M中的编写代码使之 以特定的增量倒计数。)。例如,如果用户希望令碗停转五分钟,则他需要按 住自动暂停按键直至显示5:00。这时,碗会暂停五分钟(使得特定物质可在 巧克力调温池中充分浸泡而无需干扰巧克力的搅动)并且显示内容将从5:00 倒计时到0:00。随后,机器将恢复以前的状态(包括转动和温度控制)两分钟。 在两分钟之后,机器又会开始执行用户已设置的自动暂停循环,如此反复。只 要自动暂停被激活,这就会继续。若要使其不起作用,请再次按下自动暂停按 键78(auto pause button)。 触动整夜模式按键80(overnight mode button)将使巧克力池保持在一个预 定的温度(例如95F./35.0C.),同时碗会停止转动。 触动滴落加料键区81(drip feed keypad)将使巧克力保持在一个事先设定的 温度(通常为93F./33.8C.),以便使用传统的方法。在此循环期间,碗将正 常转动。这使得用户可以向机器中滴落加料事先融化的巧克力。一旦滴落加料 按键(drip feed button)被按下,巧克力池将保持在预设温度。 在融化模式下,升温键区82(+heat keypad)会以1F的间隔提高温度。在调 温或就绪模式下,触动该键区的温度提高间隔为0.1F。 在每次按下按键时,数值会增加;在按住按键时,数值会快速跳动。变化 的度数在温度之下显示。通过按住升温按键,可提高碗内的机器温度。当升温 按键(+heat button)被按下后,温度显示(图5A)将变化到一个新的目标温度 直至用户在所需温度上停止。由于是加温操作,加热器55将启动。用户随后 释放升温按钮,温度显示会返回到对巧克力液体池实际温度的显示,同时机器 会调整到所期望的温度。温度调整的范围是80-130F。降温键区83(-heat keypad) 的功能与升温键区按键82(+heat keypad button)的功能相似,它可以使温度降 低。 通过碗暂停和加热脉冲模式的自动间隔,ETM(延长调温模式,extended temper mode)键区84(ETM keypad)使得巧克力可在碗中放置较长的时间(最 多10小时)而无需增稠剂。当被触动时,ETM开关84(ETM switch)将会发光 并在显示屏中出现ETM字样。机器会按照一个已设定的时间间隔进行搅动, 例如五分钟。在此时段结束后,机器的马达19会停止转动,而加热器55将启 动并在一个已设定的时段内对巧克力液体池实施控制,例如十分钟。在这个十 分钟的时段结束后,马达19会使碗13转动,温度显示将被固定并且加热器将 按照已设定的温度增量(例如1.8F)而对巧克力液体池实行加热。 通过对显示的固定,用户无法得知被隐藏的、带有专利性质的目标温度。 此时的升温,会使更多的种子巧克力被溶解并修正巧克力的粘度。当达到目标 温度后,会回复显示实时温度。机器会再次搅动五分钟,停止旋转十分钟,如 此往复。一旦ETM被激活,此循环将会继续下去。这是对微处理器M写入 编程代码的部分,用于感应温度、设计温度变化以及选择转动的时间间隔,因 此这是充分发挥机器作用的功能。 菜单保存键区85(menu save keypad)使得用户可以保存定制的融化或调温 温度并在日后加以使用。已保存的菜单将通过菜单按键85(menu button)存取。 显示屏中出现的数据字段(图5B)呈现出了三个可使用的编程参数(数 据字段(Data Field)、调温设置点(Temper Set Point)、冷却变量(Delta Cool Down))。这三个参数均可通过升温和降温按键调整。 通过数据字段选择器(Data Field selector),(在显示窗口的最左侧以一个 闪烁的‘A’标记),用户可以在A-Z间滚动并且为每个对应的数据字段(A-Z 或温度‘处方’)更改调温设置点温度和冷却变量温度。若要从某个数据字段 转到另一个,则用户需要按住升温按键82或降温按键83,直至滚动到所需的 数据字段(A-Z)。之后,用户可通过按下调温1按键(Temper 1button)更改调温 设置点。当调温1按键被按下后,中央参数在显示屏中将以闪烁形式提示用户。 通过按下相应的升温或降温按钮并滚动到所需的温度,该数据字段的此参数即 可被更改。通过按下调温2按键(Temper 2button),用户还可以调整冷却变量, 此时变量参数将在显示屏的最右侧闪烁。用户现在可按住升温按键82或降温 按键83,从而滚动到所需的温度。一旦定制菜单数据字段发生了更改,此更 改即会在机器中被保存以便日后的调用。若要在日后存取某个定制的‘温度处 方’,则需要按下菜单按键85并滚动到所需的数据字段(A-Z)。之后,用户只 需按下融化按键,这个被定制的参数即可作用于此批巧克力。这是对微处理器 M写入编程代码的部分,用于保存一些温度设定并在日后加以调用,因此这 是充分发挥机器作用的功能。 就绪符号91(ready symbol)在发光时表明:已通过探头对巧克力池温度的 测量完成了巧克力的调温。 加热发光符号92(heat light symbol)在闪烁时表明加热器55已启动。 在复位键区93(reset keypad)被触动时,机器将停止并恢复到默认设置。 三角形符号键区94(triangular shaped symbol keypad)是一个备用按键,可 用于以后向机器添加的某个新功能。 触动融化按键95(melt button)将使碗13转动、加热器启动并且巧克力将开 始融化。 所有的上述四个功能,91-93和95,依照微处理器M内的程序代码操作。 白色96(white)、奶白色97(milk)和深色98(dark)键区用于设置机器对不同 种类巧克力的调温处理。这些键区以颜色标明并对应着特定的自动化巧克力循 环。用户将选择所需的巧克力类型按键。一旦被按下,按键对应的发光二极管 将会发光,标志机器的自动融化和调温循环开始。在融化循环开始阶段,加热 器55和相应的加热器灯光也会启动,并且巧克力液体池的实际温度会被显 示。对于白色、奶白色和深色巧克力调温的相应循环,其预设温度已通过代码 形式嵌入到微处理器M之中。 在需要添加种子巧克力时,种子添加键区99(seed-in keypad)会自动进行提 示。种子巧克力是任意数量的已被调温的巧克力。向巧克力液体池中引入种子 巧克力的目的是转移恰当的种子结晶。一旦少量的结晶被转移,它们会自动地 和极为快速地复制。实际上,是种子巧克力启动了调温加工过程。为触发机器 的此功能,微处理器收到信号而跳转到下一个代码段。 调温键区100(temper keypad)将会停止融化处理过程的完全加热模式并开 始自动调温循环,对一段代码再次响应。 在需要将现有的巧克力种子去除时,种子去除键区101(seed-out keypad) 会自动进行提示。最后的自动调温循环会启动并且显示切换到0.10F(0.05C)。 长调温键区102(long temper keypad)的功能与调温键区的功能类似,但它 为难以调温的巧克力提供了一个更长的调温冷却循环。其低冷却点曲线要低于 调温设置点。 参照图4、6和7所示,机器10带有一个相对湿度传感器103(其制造商 例如Ohmic)以及一个环境空气传感器104(其制造商例如Phillips)。通过 分析流过机器背部孔塞105(vented plug)的空气,相对湿度传感器103可感知 室内的平均相对湿度;而环境空气传感器与此类似,可感知室内的平均温度。 这些传感器安装在设置于控制台内的印刷电路板之上。参数构筑在代码之中。 当某个传感器的参数异常时会发出音频/视频警报,提示用户该状况必须加以 改善,以便为巧克力的加工提供所需的最佳环境条件。当条件被正确调整后, 此警报将会关闭。 参照图7所示,通过可拔出的塞子105(removable plug)可对制造商/用户数 据端口106加以访问。该端口用于与外部计算机编程装置的交互。可对机器 的源代码提供软件更新,例如新的软件版本发布、为新客户提供的定制软件、 软件补丁,还包括但不仅限于与外置监视器、打印机、计算机和校准设备的接 口。 为了便于对机器及其组件中难以清洁部位的清洁,还为用户提供了一个清 洁刷(未显示)。 为使机器10运行,它要被切实接地并且电源开关65要接通。巧克力在隔 板31的后面被添加,在使用储料器的情况下,最大加载量为10磅固态块状的 巧克力。 白色96、奶白色97或深色98巧克力键区被选定和触动。 按下融化按键95后机器会开始转动。当巧克力开始融化后,它会被收集 在刮板37前面的、探头41(probe)附近的融化池之中。 取决于室内的条件,融化10磅的巧克力大约需要45分钟。当被调温的 巧克力需要更高或更低的融化温度时,用户可以按下升温82或降温83键区。 对这些按键的每一次按动都会使温度设定改变1F./(2C.)。 当所需数量的巧克力被融化后,调温键区100将被按下,它会闪烁并伴有 嘟嘟声或嗡嗡声。加热器55及其对应的灯会关闭,使得用户可以进入调温和 冷却循环。用户将按照提示向隔板之后添加种子巧克力,比例是每批10磅8 盎司。如果所用的种子巧克力的状况不是很理想,则请按下长调温按键102 作为替代。然后用户通过按下种子添加自动警报按键99(seed-in auto alert button)表明已获知此情况。依照室内的条件,该调温循环将耗时10-15分钟。 长调温中加入了一个额外的冷却时段。通过按下长调温按键102(long temper button),使得在加热器55及其相应的灯被触动并将巧克力液体池的温 度提高到调温设置点之前,温度可以先降低到一个额外事先确定的度数。这个 额外的冷却循环向巧克力池中引入了更多的种子,确保了调温的品质。 在达到恰当的温度后,种子输出自动警报按键101(seed-out auto alert button)将会发出声音。 任何剩余的种子巧克力将会被用户从隔板的后部去除并通过按下种子去 除按钮表示动作完成。 当调温的最后阶段结束后,机器会发出三声长的哔哔声,并且就绪键区 91会发光。此时巧克力已完成调温并可加以使用。 这些自动提示是软件代码,它们基于特定的温度参数并为本领域的技术人 员所熟知。软件代码示例如图8和9所示。它们只是实际代码的一小部分(使 用Basic语言编写)。 机器的延长调温模式可通过按下ETM键区84加以激活。 通过控制碗暂停以及加热脉冲的自动间隔,延长调温模式使得巧克力可在 碗中放置较长的时间(最多10小时)而无需增稠剂。 一旦ETM被激活,ETM字样将在窗口中显示。在融化以及调温模式期间, 碗的转动将以特定的间隔停止和启动。在ETM模式下,当碗要恢复其转动前, 整个的显示窗口将闪烁15秒钟。再次按下ETM键区84可取消ETM循环。 这将会使机器恢复到标准的碗转动及加热控制。 机器的整夜模式使得用户可以将已融化的巧克力整夜地放置在碗中,从而 省去了额外的融化和清理时间。其主要目标是保持巧克力的非结晶状态。此功 能通过按下整夜模式键区80的方式激活。碗的转动将停止并使巧克力池保持 在95F.(35.0C.)。按下复位按键93可取消整夜模式。 在融化或调温模式下,如果客户所需的加热设定与出厂缺省值有所不同, 则可通过升温82和降温83键区加以调整。在相应的模式下,按下某个加热键 区将导致温度的连续变化。按住该键区将导致快速地滚动。度数的变化将在窗 口中显示。 机器的菜单保存功能使得用户可以为每种巧克力的“特别混合”处方保存 定制的调温温度,也可以将其用于轻松地选取某个调温设置点。在所需的温度 被设定并存储后,它就能在以后被反复调用。 设定所需的调温设置点将会用到菜单保存按键85。请按下升温或降温按 键直至达到所需的调温温度。定制的设定值将被永久地存储在机器的内存之 中,直至用户按下升温或降温键区将其改变。 若要在日后调用定制的调温设置点,则用户在选择巧克力的种类之前,需 要按下菜单保存键区85。在没有首先按下菜单保存按钮的情况下,将采用默 认的调温设置点。 暂停功能可以令在调温模式中转动的碗立即暂停约90秒钟。用户按下暂 停按键77,碗的转动会停止,并且一暂停时钟将会倒计时,并且在到了00:00 之后恢复碗的转动。 自动暂停功能使得用户可在调温模式中选择定制的暂停设置。当被按下 后,机器将在所需的暂停设定(例如,从2分钟开始、间隔为1分钟、最高为 8分钟)和预设的2分钟自动搅动循环间循环往复,而无需再次按下自动暂停 按键。 暂停时钟79将出现在显示窗口之中。用户通过按住自动暂停按钮(开始 于2:00)并滚动到8:00选择一暂停设定。一旦选用了所需的设定,碗将会暂 停直至时钟倒计时到0:00。随后,碗的转动将恢复并且时钟开始搅动倒计时, 起始时间为2:00。以前的设定又会重新启动,只要时钟达到00:00。 再次按住自动暂停键区可调整自动暂停时间,也可以按下此按键取消操 作。 滴落加料功能将使巧克力的温度保持在93F.(33.8C.),以便使用传统的 滴落加料方法。它通过按下滴落加料按键81得以激活。 巧克力池在保温期间,碗会正常搅动。取消方法是按下复位按键93。 显而易见的是,对细节的更改、添加和省略以及安排不会偏离下述要求书 中所提到的本发明的精神和范围。 |