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Verfahren und Vorrichtung zum Mahlen und Verpacken von Kaffee
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mahlen und Verpacken von Kaffee in einer sauerstofffreien Atmosphäre, bei welchem ungemahlener Kaffee von einem Speisebehälter einer Mühle zugeführt wird, in der die Kaffeebohnen gemahlen werden, worauf der gemahlene Kaffee durch ein Füllrohr in einen aus einer Materialbahn gebildeten Schlauch eingebracht wird, welcher durch rechtwinklig zur Achse des Schlauches verlaufende Nähte in Packungen unterteilt wird, wobei jede Packung eine bestimmte abgemessene Menge gemahlenen Kaffees enthält.
Beim Verpacken von Kaffee ist es wichtig, dass der Kaffee derart behandelt und in solchen Packungen verpackt wird, dass die aromatischen Substanzen des Kaffees auch nach einer langen Lagerzeit nicht zerstört werden. Es wurde gefunden, dass Kaffee unter anderem durch Sauerstoff unvorteilhaft beeinflusst wird, der die im Kaffee vorhandenen Bestandteile rasch zerstört. Infolgedessen ist es natürlich, dass man beim Verpacken von Kaffee trachtet, Sauerstoff oder ein Gemisch von Luft und Sauerstoff von der Packung fernzuhalten und statt dessen möglichst ein inertes Gas einsetzt, das ist ein Gas, das den Kaffee chemisch nicht beeinflusst.
In den ganzen Kaffeebohnen sind die aromatischen Substanzen so gut eingekapselt, dass die Kaffeebohnen ohne jedes Risiko einer Qualitätsbeeinträchtigung in einer sauerstoffhältigen Atmosphäre gelagert werden können. Nach dem Mahlen jedoch, das einerseits bewirkt, dass die aromatischen Substanzen ihrer schützenden Hülle beraubt werden und anderseits eine beträchtliche Vergrösserung der Oberfläche der der Umgebung ausgesetzten Kaffeesubstanzen hervorruft, ist es notwendig, den Kaffee vor der Einwirkung des Sauerstoffes zu schützen.
Zusätzlich zu den oben erwähnten aromatischen Substanzen, die dem Kaffee seinen charakteristischen Geschmack verleihen, enthält Kaffee einige Gase, deren Gewicht bei etwa 0, 4 % des Gesamtgewichtes des Kaffees liegt. Da nahezu 95 % dieser Gase aus Kohlensäure bestehen, ist es natürlich, dass Kohlensäuregas als Schutzgas beim Verpacken von Kaffee verwendet wurde.
Es ist auch seit langem bekannt, gemahlenen Kaffee in sauerstoffdichten Packungen zu verpacken, die von Sauerstoff befreit wurden. Ein solches bekanntes Verfahren besteht im Einbringen des gemahlenen Kaffees in Dosen oder sauerstoffdichte Plastiksäcke, aus denen die Luft evakuiert wurde.
Dabei erfolgte das Abfüllen auf normale Weise in einem lufthaltigen Raum, worauf die Packungen verschlossen wurden. Dieses Verfahren gibt jedoch kein ganz zufriedenstellendes Resultat, weil kleine Luftrückstände stets an den einzelnen Kaffeekörnern oder in luftgefüllten Taschen haften, die sich in der Mitte der Kaffeemasse ausbilden. Um eine wirksamere Entfernung des Sauerstoffes zu erreichen, müsste das Evakuieren über einen grösseren Zeitraum ausgedehnt und mit einem Schütteln des gemahlenen Kaffees kombiniert werden. Da aber die moderne Verpackungstechnik eine grosse Kapazität der Maschinen verlangt, muss das Evakuieren rasch ausgeführt werden und ist dadurch also unvollständig. Es ist auch bekannt, Packungen der oben genannten Art nach dem Evakuieren mit einem inerten Schutzgas zu füllen, z.
B. mit Kohlensäure oder Stickstoff, und diese Packungen werden dann unter dem im Handel üblichen, aber etwas unzutreffenden Namen"Hochvakuumpackungen"zum Kauf angeboten. Ähnlich den Vakuumpackungen haben diese Packungen jedoch einen verhältnismässig hohen
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Sauerstoffgehalt, der, wie oben dargelegt wurde, einen schädlichen Einfluss auf die Qualität des Kaffees besitzt.
Bei einem andern bekannten Verfahren wird der gemahlene Kaffee in Speicherbehälter eingebracht, die danach evakuiert werden. In diesen luftevakuierten Behältern wird der Kaffee so lange gelagert, bis er tatsächlich von Sauerstoff frei ist. Nach der Vakuumbehandlung wird der gemahlene
Kaffe mit einem Schutzgas gemischt und gemeinsam mit diesem Schutzgas in Packungen gefüllt, die durch aufeinanderfolgendes Abdichten in Querrichtung aus einem Schlauch eines Materials hergestellt werden, das sowohl für Sauerstoff als auch für das verwendete Schutzgas undurchlässig ist. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Behandlung des Kaffees aufwendig und kompliziert wird.
So muss man mehrere Vakuumtanks verfügbar haben, um eine kontinuierliche Produktion von Packungen aufrechterhalten zu können, wobei der von Sauerstoff befreite Kaffee gemeinsam mit einem Schutzgas aus einem Tank entnommen wird, während gleichzeitig ein oder mehrere Tanks evakuiert werden.
Die oben angeführten Nachteile werden durch die Anwendung eines Verfahrens der eingangs angegebenen Art beseitigt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass während eines Anfangsstadiums ein inertes Gas vorzugsweise durch den unteren Teil des noch nicht durch quer verlaufende Nähte verschlossenen Schlauches eingeführt wird, welches die in dem System vorhandene Luft verdrängt und die Mühle sowie alle Verbindungsleitungen in dem System füllt, und dass während des
Produktionsstadiums, bei dem der untere Teil des Schlauches immer durch aufeinanderfolgende, quer verlaufende Nähte verschlossen ist, ein inertes Gas durch einen Speisekanal dem System zugeführt wird, der vorzugsweise in den oberen Teil des Füllrohres mündet, wobei das Schutzgas während dieses
Stadiums unter Überdruck in solchen Mengen zugeführt wird, dass das System immer mit inertem Gas gefüllt ist.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, bei dem einerseits das früher verwendete
Evakuierverfahren durch ein Verdrängen der sauerstoffreichen Luft ersetzt wird, die ohne besondere
Massnahmen in dem ganzen Behandlung-un Verpackungssystem vorhanden wäre, und bei dem anderseits sowohl die ungemahlenen Kaffeebohnen als auch der gemahlene Kaffee einem kontinuierlichen Durchspülen mit Inertgas ausgesetzt werden. Hiedurch werden die den bisher bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile vermieden.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das inerte Gas dem System sowohl während des Anfangs- als auch während des Produktionsstadiums unter solchem Druck zugeführt, dass es durch das System strömt und dadurch den gemahlenen Kaffee von möglicherweise vorhandenem Restgas freispült.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem vorzugsweise in vertikaler Richtung angeordneten System, bestehend aus einem Speisebehälter, einer Mühle und einer Einrichtung zur Formung eines Schlauches aus einer Materialbahn, die ein Füllrohr aufweist, um welches der Schlauch bzw. die Materialbahn so dicht als möglich herumgelegt wird, einer Einrichtung zum Verbinden der Längskanten der Materialbahn, wobei die einzelnen Teile dieses Systems im wesentlichen gasdicht miteinander verbunden sind, und einem Paar zusammenwirkender Quetschbacken zum Verschliessen des Schlauches.
Erfmdungsgemäss werden an einer solchen Vorrichtung ein Paar zusammenwirkender, nach den Schliessbacken angeordneter Druckbacken zum Verdrängen des inerten Gases aus dem Schlauch vor dessen Verschliessen und zwei Speiseleitungen für das inerte Gas vorgesehen, deren eine im unteren Teil des Schlauches und deren andere im oberen Teil des Füllrohres münden. Die Druckbacken drücken die Packungen vor dem eigentlichen Verschluss zusammen, da der gemahlene Kaffee lange Zeit nach dem Mahlen CO2 abgibt. Durch die Verdrängung des im unteren Teil des Schlauches vorhandenen Schutzgases wird vermieden, dass die Packungen von dem vom Kaffee abgegebenen Schutzgas gesprengt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben, in denen Fig. l das Verpackungssystem während des Anfangsstadiums und Fig. 2 während des Produktionsstadiums zeigt.
Das in den Zeichnungen schematisch dargestellte Verpackungssystem besteht aus einem Speisebehälter-l-, der oben offen ist und ganze Kaffeebohnen --20-- enthält. Sein unterer Teil ist über ein gasdichtes Verbindungsstück an eine Mühle --2-- angeschlossen. Die Mühle --2-- ist in gleicher Weise über ein gasdichtes Verbindungsstück an eine Verbindungsleitung --17-- angeschlossen, deren unterer Teil in eine Ausgabevorrichtung --3-- mündet, mittels welcher eine bestimmte Kaffeemenge--16--, wie sie für jede Packung beabsichtigt ist, ausgemessen wird. Der untere Teil der Ausgabevorrichtung steht mit einem an seinem Boden offenen Füllrohr --4-- in Verbindung oder ist zu diesem ausgebildet.
Rund um das Füllrohr --4-- wird durch eine Form- und
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Verschliessvorrichtung, die im einzelnen nicht dargestellt, aber an sich bekannt ist, ein Schlauch --7-- von vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt gebildet. Der Schlauch --7-- wird aus einer von einer
Vorratsrolle--5--abgewickelten Materialbahn--6--hergestellt, wobei die Materialbahn nach
Ausbildung des Schlauches rund um das Füllrohr --4-- in einer Längsnaht verschlossen wird.
Der Schlauch --7-- ist so ausgebildet, dass er durch eine Verschliessvorrichtung --12-- in der rechtwinkelig zur Längsachse des Schlauches liegenden Verschlusszone verschlossen werden kann, nachdem der Schlauch mechanisch mit Hilfe eines zusammenwirkenden Paares von Platten-13- zusammengedrückt wurde, um das im unteren Teil --14-- des Schlauches --7-- vorhandene
Schutzgas wirksam zu verdrängen. Die Verschliessvorrichtung --12-- kann ferner mit einer
Schneidvorrichtung kombiniert sein, durch die die aus dem Schlauch --7-- gebildeten Packungen - von dem Schlauch durch Schnitte innerhalb der Verschliesszone abgetrennt werden. Das
Gas-Speisesystem besteht aus einer Rohrleitung --8--, die mit einem Behälter in Verbindung steht, der geeignetes Inertgas, z. B.
Kohlensäure, enthält, und die über ein Vents --9-- mit je einer von zwei Rohrleitungen --10 und 11-verbunden werden kann. Die Rohrleitung --10-- mündet in das Füllrohr--4--, wogegen das Rohr --11-- in einer Düse --19-- endet, die in den Schlauch - -7 -- eingeführt werden kann. Zum Zweck der überwachung des Sauerstoffgehaltes sind eine Anzahl von Testkörpern oder Probeentnahmeleitungen --18-- an für das System wichtigen Stellen vorgesehen.
Ehe mit dem Mahlen und Verpacken des Kaffees begonnen wird, führt man eine anfängliche
Gasspülung des Systems durch. Diese Gasspülung wird ausgeführt, während sich die einzelnen Teile des
Systems in der in Fig. l gezeigten Stellung befinden, d. h. während der Schlauch --7-- am Boden offen und das Ventil-9-in die dargestellte Lage eingestellt ist. Ausserdem wird die Mühle--2-- abgestellt und es findet kein Füllen des Schlauches --7-- statt. Aus einer Quelle von inertem Gas, z. B. Kohlensäure, wird das inerte Gas über die Rohrleitung-8-, das Ventil --9-- und die Rohrleitung --11-- der in den unteren offenen Teil des Schlauches eingeführten Düse--19-- zugeführt.
Das Gas wird dabei in den Schlauch --7-- mit gleichmässiger Strömungsmenge und vorzugsweise ohne Wirbelbildung einströmen gelassen. Da Kohlensäuregas schwerer als Luft ist, muss das Gas unter Überdruck zugeführt werden, wobei sich das am unteren Ende des Schlauches --7-- eingebrachte Gas durch den Schlauch --7-- erhebt, das Rohr-4--, die Ausgabevorrichtung --3-- und die Mühle --2-- füllt, während es die im System vorhandene Luft verdrängt, so dass es schliesslich durch den oben offenen Teil des Speisebehälters --1-- in den Raum entweicht.
Wenn das Gas auf die beschriebene Weise das System gefüllt hat, werden die Wände des Systems und die in den Speisebehälter eingebrachte Menge von Kaffeebohnen --20-- mit einem kontinuierlichen Strom von Kohlensäuregas durchspült, bis der an allen Messpunkten --18-- angezeigte Sauerstoffgehalt ausreichend niedrig ist, d. h. praktisch unter 1 %. Bei der Gasdurchspülung muss natürlich Sorge getragen werden, dass das System nicht Taschen enthält, in denen sich Luft ansammeln kann. Weiters muss dafür gesorgt werden, dass alle Verbindungsrohre und die Dichtung zwischen dem Schlauch --7-- und dem Füllrohr --4-- so gut als möglich sind.
Falls jedoch eine geringe Undichtheit auftritt, wird das System nicht mit Luft gefüllt, weil ja in dem mit Kohlensäuregas gefüllten System ein gewisser überdruck vorherrscht.
Sobald in dem System ein ausreichend niedriger Sauerstoffgehalt erreicht ist, wird das Vorbereitungsstadium beendet und der Schlauch --7-- an seinem unteren Ende durch die Verschliessvorrichtung --12-- verschlossen und gleichzeitig das Ventil--9--in die in Fig. 2 gezeigte Stellung umgelegt.
Nun wird die Mühle --2-- eingeschaltet und das Füllen des Schlauches begonnen, wobei die in die Mühle --2-- mit Kohlensäuregas gefüllten Kaffeebohnen --20-- gemahlen und über die Verbindungsleitung --17-- in die Ausgabevorrichtung --3-- gebracht werden. Von hier aus wird der gemahlene Kaffee --16-- durch das Füllrohr-4-in den Schlauch-7-eingebracht und gemeinsam mit einem Teil des Kohlensäuregases in den Packungen --15-- eingeschlossen, die durch aufeinanderfolgende quer verlaufende Verschlüsse des Schlauches --7-- gebildet werden.
Damit die Packungen --15-- nicht ein aufgeblasenes Aussehen erhalten, wird der untere Teil des Schlauches - zwischen zusammenwirkenden Druckbacken --13-- zusammengedrückt, während das Verschliessen der Packungen durch die Verschliessvorrichtung --12-- ausgeführt wird.
Um die Inertgasatmosphäre des Systems aufrechtzuerhalten und dadurch den Zutritt von Luft zu verhindern, wird Kohlensäuregas durch die Rohrleitung --10-- im unteren Teil des Füllrohres - eingeleitet. Da der Schlauch am Boden immer geschlossen ist und das Kohlensäuregas schwerer ist als Luft, bleiben der Schlauch und das Füllrohr stets mit Kohlensäuregas gefüllt, von dem eine
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geringe Menge in jeder Packung gemeinsam mit dem gemahlenen Kaffee eingeschlossen wird.
Von der
Mündung der Rohrleitung --10-- in das Fiilirohr--4--strômt KoMensâuregas weiterhin entgegen der Förderrichtung des Kaffees, wodurch das Durchspülen des Kaffes in der Mühle --2-- und der Ausgabevorrichtung --2-- ebenso wie im Speisebehälter --1-- stattfmdet.
Da Kohlensäuregas teils in die fertigen Packungen eingeschlossen wird und teils das System durch den oben offenen Teil des Speisebehälters --1-- verlässt, muss während des ganzen Verpackungsprozesses Gas zugeführt werden. Es mag unökonomisch erscheinen, Kohlensäuregas durch den Speisebehälter entweichen zu lassen, doch hängt dieser Gasverbrauch zumindest teilweise von der Verwendung des Gases als Spülmedium ab, wodurch möglicherweise zurückbleibender Sauerstoff vom Kaffee weggespült wird. Das zur Durchspülung verwendete Gas muss aber dann aus dem System entfernt werden, damit sich der weggespült Sauerstoff nicht wieder mit dem Kaffee mischen kann.
Das oben beschriebene Verfahren ist nur zur Illustration einer geeigneten Ausführungsform der Erfindung beabsichtigt. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung denkbar, das Kohlensäuregas durch Stickstoff oder ein anderes inertes Gas zu ersetzen.
Darüber hinaus ist es in manchen Fällen zweckmässig, während des Produktionsstadiums das Inertgas an einer Stelle oberhalb der in dem Beispiel gezeigten zuzuführen, z. B. bei der Mühle oder möglicherweise im Speisebehälter.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Mahlen und Verpacken von Kaffee in einer sauerstofffreien Atmosphäre, bei welchem ungemahlener Kaffee von einem Speisebehälter einer Mühle zugeführt wird, in der die Kaffeebohnen gemahlen werden, worauf der gemahlene Kaffee durch ein Füllrohr in einen aus einer Materialbahn gebildeten Schlauch eingebracht wird, welcher durch quer zur Achse verlaufende Nähte in Packungen unterteilt wird, wobei jede Packung eine bestimmte abgemessene Menge gemahlenen Kaffees
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vorzugsweise den unteren Teil des noch nicht durch quer verlaufende Nähte verschlossenen Schlauches (7) eingeführt wird, welches die in dem System vorhandene Luft verdrängt und die Mühle (2) sowie alle Verbidungsleitungen (17) in dem System füllt, und dass während des Produktionsstadiums, bei dem der untere Teil (14) des Schlauches (7) immer durch aufeinanderfolgende,
quer verlaufende Nähte verschlossen ist, ein inertes Gas durch einen Speisekanal (10) dem System zugeführt wird, der vorzugsweise in den oberen Teil des Füllrohres (4) mündet, wobei das Schutzgas während dieses Stadiums unter überdruck in solchen Mengen zugeführt wird, dass das System immer mit inertem Gas gefüllt ist.
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