CN114287796B - 一种咖啡闪萃工艺及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及咖啡生产技术领域,尤其为一种咖啡闪萃工艺及其装置,包括装粉系统、萃取系统、排渣系统、冷冻干燥系统及自动控制系统五部分组成,所述装粉系统包括可转动的多孔粉盘,所述可转动的多孔粉盘三分之-部分上端配罝有咖啡粉分布仓,所述的咖啡粉分布仓上部连接有研磨机和咖啡豆储存仓;所述萃取系统包括可转动的多孔粉盘三分之-部分上端配罝的水压稳定器,所述水压稳定器上部连接有热交换器、高压泵、水箱,其对应的底部设有过滤网、萃取液罐;本发明中,使用该技术生产出来的速溶咖啡品质比现磨咖啡好,而且萃取液品质明显提高,同时在相同的萃取条件下其产能提高了。

Description

一种咖啡闪萃工艺及其装置
技术领域
本发明涉及咖啡生产技术领域,具体为一种咖啡闪萃工艺及其装置。
背景技术
目前国内外速溶咖啡粉加工过程的萃取系统采用高温高压的方式,为了获取更高的得粉率,现在技术的萃取系统只能延长萃取时间(从进水到出液315分钟,每45分钟更换一罐咖啡豆),由于长时间的高温高压会使得咖啡里不好的风味物质被提取出来,统称过度萃取。过度萃取会破坏咖啡的风味、香气和营养成分等物质,造成速溶咖啡品质比现磨咖啡品质差很多。目前中国、韩国以及其他亚洲国家速溶咖啡粉占本国咖啡消费总量的70%左右,由于现磨咖啡的风味、香气和营养成分比现有技术生产的速溶咖啡粉品质高很多,因此欧洲、美洲、日本等发达国家速溶咖啡粉占本国咖啡消费总量很少。世界速溶咖啡粉仅占世界咖啡消费总量的30%左右,大量咖啡豆都于现磨咖啡上,速溶咖啡粉的得粉率55%~60%而现磨咖啡仅为18%~22%,由此可知,现磨咖啡使每年世界消费900多万吨咖啡中有可生产成340多万吨速溶咖啡粉的物质按废品处理,因此研制一种能生产出的速溶咖啡粉与现磨咖啡品质相近的速溶咖啡生产线是解决现磨咖啡原料浪费问题的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种咖啡闪萃工艺及其装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种咖啡闪萃装置,包括装粉系统、萃取系统、排渣系统、冷冻干燥系统及自动控制系统五部分组成,所述装粉系统包括可转动的多孔粉盘,所述可转动的多孔粉盘三分之-部分上端配罝有咖啡粉分布仓,所述的咖啡粉分布仓上部连接有研磨机和咖啡豆储存仓。
优选的,所述萃取系统包括可转动的多孔粉盘三分之-部分上端配罝的水压稳定器,所述水压稳定器上部连接有热交换器、高压泵、水箱,其对应的底部设有过滤网、萃取液罐。
优选的,所述排渣系统包括可转动的多孔粉盘,所述排渣器上部连接有空压稳压器、空压气源,其对应的底部设有咖啡渣罐。
优选的,所述一种咖啡闪萃装置包括伺服电机、自动控制系统。
一种咖啡闪萃工艺,包括:
步骤一:工作人员通过自动控制系统设定好工艺参数,设置装粉系统、萃取系统及排渣系统各系统完成一个循环时间相同,闪萃时间5~30秒,然后启动装置;
步骤二:工作人员通过自动控制系统启动装粉系统,咖啡豆自动定量从咖啡豆储存仓进入研磨机进行研磨输送到咖啡粉分布仓,然后均匀填满其对应的多孔粉盘的装粉孔内;
步骤三:当步骤二完成后,多孔粉盘自动按顺时针方向旋转三分之-,此时装满咖啡粉的孔旋转到萃取系统的位置,自动控制系统自动启动萃取系统,高压泵根据设定的定量、定压及运行时间把水箱里的水输送到热交换器加热后进入水压稳定器,由于水压稳定器的作用,确保水穿透每个孔里的咖啡粉时压力均衡,闪萃时间5~30秒,闪萃出来的咖啡液经其对应的底部过滤网过滤后流入萃取液罐,然后咖啡液自动输送到冷冻干燥系统生产出高品质的速溶冻干咖啡粉,同时从排渣系统旋转到装粉系统位置的孔是空的,此时装粉系统进行步骤二的过程;
步骤四:当步骤三完成后多孔粉盘自动按顺时针方向旋转三分之-,已萃取过的咖啡渣旋转到了排渣系统位置,自动控制系统自动启动排渣系统,自动打开空压气源阀门,压缩空气进入空压稳压器,空压稳压器与排渣器相连,排渣器的每个喷嘴对应每个孔的咖啡渣,对其进行吹扫,排出的咖啡渣输送到咖啡渣罐;同时装粉系统也进行步骤二的过程,萃取系统也同时进行步骤三的过程,然后咖啡液自动输送到冷冻干燥系统生产出高品质的速溶冻干咖啡粉;
步骤五:当步骤四完成后多孔粉盘自动按顺时针方向旋转三分之-,也就是装粉好的孔旋转到萃取位置,萃取好的孔旋转到排渣位置,排渣好的孔旋转到装粉位置,不断循环,这样三个系统同时工作,连续不断进咖啡豆,萃取液连续输出,同时也不断排渣,同时咖啡液自动输送到冷冻干燥系统生产出高品质的速溶冻干咖啡粉,形成完整的生产线。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明中,节约生产成本显著,由于现有技术生产的速溶咖啡粉其品质很差,故世界每年咖啡消费900多万吨中仅有30%用于生产速溶咖啡粉,而速溶咖啡的得粉率55%~60%,70%用于现磨咖啡,但其得粉率仅为18%~22%,约35%咖啡和渣一起按废物处理;本发明技术生产出来的速溶咖啡粉品质比现磨咖啡好,预计应用该技术后将有80%的咖啡豆即700多万吨用生产速溶咖啡粉,也就是原来用于磨咖啡的450万吨咖啡豆改为用于速溶咖啡粉,按提高35%的得粉率及每吨1.2万元人民币,每年世界咖啡市场可节约189亿元人民币的原料成本;
2、本发明中,提高速溶咖啡粉的附加值,现有技术生产的速溶咖啡粉价格一般在8万元~15万元之间,应用该发明技术生产的速溶咖啡粉,目前终端价格约30万元~50万元之间,附加值提高3倍以上;
3、本发明中,现有技术的萃取时间从进水到出萃取液需要315分钟,而本发明闪萃时间仅需要5~30秒钟,因闪萃取时间仅为现有技术的萃取时间的11万分之一,故萃取液品质明显提高,同时在相同的萃取条件下其产能提高了。
附图说明
图1为本发明整体展开状态结构示意图;
图2为本发明多孔粉盘结构示意图。
图中:1-萃取液罐、2-过滤网、3-多孔粉盘、4-水压稳定器、5-热交换器、6-高压泵、7-水箱、8-咖啡豆储存仓、9-研磨机、10-咖啡粉分布仓、11-连轴、12-伺服电机、13-空压气源、14-空压稳压器、15-排渣器、16-咖啡渣罐、17-自动控制系统、18-冷冻干燥系统。
具体实施方式
实施例1:请参阅图1-2,本发明提供一种技术方案:
一种咖啡闪萃装置,包括装粉系统、萃取系统、排渣系统、冷冻干燥系统及自动控制系统五部分组成;装粉系统包括多孔粉盘3、咖啡粉分布仓10、研磨机9、咖啡豆储存仓8,多孔粉盘3三分之一部分上端设有咖啡粉分布仓10,咖啡粉分布仓10上部连接研磨机9、咖啡豆储存仓8;萃取系统包括多孔粉盘3、水压稳定器4、热交换器5、高压泵6、水箱7,多孔粉盘3三分之一部分上端设有水压稳定器4,其对应的底部设有过滤网2、萃取液罐1,水压稳定器4上部连接热交换器5、高压泵6、水箱7;排渣系统包括多孔粉盘3、排渣器15、空压稳压器14、空压气源13、咖啡渣罐16,多孔粉盘3三分之-部分上端配罝排渣器15,其对应的底部设有咖啡渣罐16,排渣器15上部连接空压稳压器14、空压气源13;咖啡闪萃装置包括冷冻干燥系统、伺服电机12、自动控制系统17。
咖啡闪萃工艺及工作流程:
步骤一:工作人员通过自动控制系统17设定好工艺参数,设置装粉系统、萃取系统及排渣系统各系统完成一个循环时间相同,闪萃时间5~30秒根据不同产品,设置不同时间,然后启动装置;
步骤二:工作人员通过自动控制系统17启动装粉系统,咖啡豆自动定量从咖啡豆储存仓8进入研磨机9研磨成100~600目。根据不同产品设置不同目数的咖啡粉,然后输送到咖啡粉分布仓10,咖啡粉分布仓10里设置了振动装置,确保了多孔粉盘3的孔能均匀填满咖啡粉;
步骤三:当步骤二完成后多孔粉盘自动按顺时针方向旋转三分之-120度,此时装满咖啡粉的孔旋转到萃取系统的位置,控制系统17自动启动萃取系统,高压泵6根据设定的定量、定压及运行时间把水箱7里的水输送到热交换器5加热到80℃~180℃,根据不同产品设置不同温度后进入水压稳定器4,水压稳定器4里设置多个分布孔,确保水穿透每个孔里的咖啡粉时压力均衡,这样每个孔在设定的时间内的流量相同,孔里咖啡粉也均匀分布地受到水穿透,保证萃取液质量,根据不同产品设置不同的萃取时间5~30秒钟,闪萃出来的咖啡液经其底部过滤网2过滤后流入萃取液罐1,咖啡液自动输送到冷冻干燥系统生产出高品质的速溶冻干咖啡粉,同时从排渣系统旋转到装粉系统位置的孔是空的,此时装粉系统进行步骤二的过程;
步骤四:当步骤三完成后多孔粉盘自动按顺时针方向旋转三分之-120度,已萃取过的咖啡渣旋转到了排渣系统位置,控制系统17自动启动排渣系统,自动打开空压气源13阀门,压缩空气进入空压稳压器14,空压稳压器14与排渣器15相连,排渣器15的每个喷嘴对应每个孔的咖啡渣,对其进行吹扫,排出的咖啡渣输送到咖啡渣罐16;同时装粉系统也进行步骤二的过程,萃取系统进行步骤三的过程,同时咖啡液自动输送到冷冻干燥系统生产出高品质的速溶冻干咖啡粉;
步骤五:当步骤四完成后多孔粉盘自动按顺时针方向旋转三分之-120度,也就是装粉好的孔旋转到萃取位置,萃取好的孔旋转到排渣位置,排渣好的孔旋转到装粉位置,不断循环,这样五个系统同时工作,连续不断进咖啡豆,萃取液连续输出,也不断排渣,同时咖啡液自动输送到冷冻干燥系统生产出高品质的速溶冻干咖啡粉,形成完整的生产线。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,由于文字表达的有限性,而客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进、润饰或变化,也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合,或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种咖啡闪萃装置,包括装粉系统、萃取系统、排渣系统、冷冻干燥系统(18)及自动控制系统(17)五部分组成,其特征在于:所述装粉系统包括可转动的多孔粉盘(3),所述可转动的多孔粉盘(3)三分之-部分上端配罝有咖啡粉分布仓(10),所述的咖啡粉分布仓(10)上部连接有研磨机(9)和咖啡豆储存仓(8);
所述萃取系统包括可转动的多孔粉盘(3)三分之-部分上端配罝的水压稳定器(4),所述水压稳定器(4)上部连接有热交换器(5)、高压泵(6)、水箱(7),其对应的底部设有过滤网(2)、萃取液罐(1);
所述排渣系统包括可转动的多孔粉盘(3)三分之-部分上端配罝的排渣器(15),所述排渣器(15)上部连接有空压稳压器(14)、空压气源(13),其对应的底部设有咖啡渣罐(16),以及伺服电机(12)、自动控制系统(17);
具体操作步骤包括:
步骤一:工作人员通过自动控制系统(17)设定好工艺参数,设置装粉系统、萃取系统及排渣系统各系统完成一个循环时间相同,闪萃时间5~30秒,然后启动装置;
步骤二:工作人员通过自动控制系统(17)启动装粉系统,咖啡豆自动定量从咖啡豆储存仓(8)进入研磨机(9)进行研磨输送到咖啡粉分布仓(10),然后均匀填满其对应的多孔粉盘(3)的装粉孔内;
步骤三:当步骤二完成后,多孔粉盘(3)自动按顺时针方向旋转三分之一即是120度,此时装满咖啡粉的孔旋转到萃取系统的位置,自动控制系统(17)自动启动萃取系统,高压泵(6)根据设定的定量、定压及运行时间把水箱(7)里的水输送到热交换器(5)加热后进入水压稳定器(4),由于水压稳定器(4)的作用,确保水穿透每个孔里的咖啡粉时压力均衡,闪萃时间5~30秒,闪萃出来的咖啡液经其对应的底部过滤网(2)过滤后流入萃取液罐(1),然后咖啡液自动输送到冷冻干燥系统(18)生产出高品质的速溶冻干咖啡粉,同时从排渣系统旋转到装粉系统位置的孔是空的,此时装粉系统进行步骤二的过程;
步骤四:当步骤三完成后多孔粉盘(3)自动按顺时针方向旋转三分之一即是120度,已萃取过的咖啡渣旋转到了排渣系统位置,自动控制系统(17)自动启动排渣系统,自动打开空压气源(13)阀门,压缩空气进入空压稳压器(14),空压稳压器(14)与排渣器(15)相连,排渣器(15)的每个喷嘴对应每个孔的咖啡渣,对其进行吹扫,排出的咖啡渣输送到咖啡渣罐(16);同时装粉系统也进行步骤二的过程,萃取系统也同时进行步骤三的过程,然后咖啡液自动输送到冷冻干燥系统生产出高品质的速溶冻干咖啡粉;
步骤五:当步骤四完成后多孔粉盘自动按顺时针方向旋转三分之一即是120度,也就是装粉好的孔旋转到萃取位置,萃取好的孔旋转到排渣位置,排渣好的孔旋转到装粉位置,不断循环,这样三个系统同时工作,连续不断进咖啡豆,萃取液连续输出,同时也不断排渣,同时咖啡液自动输送到冷冻干燥系统生产出高品质的速溶冻干咖啡粉,形成完整的生产线。
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