DD221632A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF CRUELED COCOA - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geroesteter Kakaomasse, bei welchem die Kakaobohnen durch Trocknen, Schaelen, Brechen, Zerkleinern und Roesten zu einer geroesteten Kakaomasse aufbereitet werden, sowie eine Roestvorrichtung. Die Erfindung bezweckt, eine gleichmaessig geroestete Kakaomasse bei optimaler Ausbeute des Aromapotentials zu erhalten. Es besteht die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, bei dem der Wassergehalt im Verarbeitungsgut vor dem Roestprozess gegenueber dem Ausgangszustand fuer die Weiterverarbeitung genuegend niedrig ist und bei dem das Temperaturprofil waehrend des Roestprozesses oertlich gleichmaessig und ueber die gesamte Roestzeit eine optimale Form hat. Verfahrensseitig wird die Aufgabe dadurch geloest, dass den bekannten Verfahrensschritten ein Vorbrechen und Vortrennen ungetrockneter Kakaobohnen und erst dann ein Vortrocknen des Bruches vorgeschaltet ist und der Roestprozess in duenner bewegter Schicht erfolgt. Vorrichtungsseitig sind in einem mit Wischerblaettern ausgestatteten Duennschichtroester an mindestens einem Wischerblatt in waehlbarem Abstand voneinander mehrere Temperaturfuehler angeordnet, die mit einem Auswertungs- und Steuersystem in Verbindung stehen. Fig. 2The invention relates to a process for the production of roasted cocoa mass, in which the cocoa beans are prepared by drying, peeling, breaking, crushing and Roesten to a roasted cocoa mass, and a Roestvorrichtung. The invention aims to obtain a uniformly roasted cocoa mass with optimum yield of flavor potential. It is the object of specifying a method in which the water content in the processed material before the Roestprozess compared to the initial state for further processing is sufficiently low and in which the temperature profile during the Roestprozesses locally uniform and over the entire Roestzeit has an optimal shape. In terms of the method, the object is achieved by precombining and pre-separating undried cocoa beans and only then by predrying the fracture, and by carrying out the roasting process in a thinned moving layer. On the device side, several temperature sensors are arranged in a wiper blade equipped with wiper blades on at least one wiper blade at a selectable distance from each other, which are connected to an evaluation and control system. Fig. 2
Description
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von gerösteter KakaomasseProcess and apparatus for the continuous production of roasted cocoa mass
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gerösteter Kakaomasse, bei welchem die Kakaobohnen durch (Trocknen, Schälen, Brechen, Zerkleinern und Rösten zu einer gerösteten Kakaomasse aufbereitet werden, sowie eine Röstvorrichtung.The invention relates to a process for the preparation of roasted cocoa mass, in which the cocoa beans are prepared by (drying, peeling, breaking, crushing and roasting to a roasted cocoa mass, and a roasting device.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Bei der Schokoladenherstellung spielt das Rösten eine.wesentliche' Rolle bezüglich der Qualität des Endproduktes, insbesondere hinsichtlich der .Aroma- und Geschmackseigenschaften. In der Praxis werden bis heute nahezu ausschließlich ungeschälte ganze oder nur grob gebrochene Kakaobohnen geröstet, d. h. eine gewisse Zeit auf Temperaturen von bis zu etwa 150 0C erhitzt. Dabei treten zwei grundlegende Probleme auf. Das eine liegt in den relativ großen Dimensionen der Rostgutteilchen und ihrer stark unterschiedlichen Größenverteilung, die große T.emperaturgefalle zwischen der Oberfläche der Rost-In chocolate production, roasting plays a 'vital' role in terms of the quality of the final product, especially in terms of flavor and taste properties. In practice, until now almost exclusively unpeeled whole or only roughly broken cocoa beans are roasted, that is heated for a certain time to temperatures of up to about 150 0 C. There are two fundamental problems. One is the relatively large dimensions of the grit particles and their very different size distribution, the large temperature difference between the surface of the grate
gutteilchen und ihrem Zentrum bedingen und wodurch Über- und/ oder Unterröstung unvermeidbar bleiben. Das andere liegt in dem mitunter sehr hohem Wassergehalt der rohen Kakaobohnen begründet. Wie Grundlagenuntersuchungen gezeigt haben, wirkt sich ein hoher Wassergehalt zu Beginn des Röstens behindernd, in extremen Fällen sogar verhindernd auf die während des Röstens ablaufenden Ar omareaktionen aus.good particles and their center condition and whereby over- and / or roasting unavoidable. The other is due to the sometimes very high water content of raw cocoa beans. As basic research has shown, a high water content at the beginning of roasting has a disabling effect, and in extreme cases even prevents roast reactions occurring during roasting.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde vorgeschlagen, die rohen Kakaobohnen zunächst zuschälen und vorzubrechen, davor gege- · benenfalls vorzutrocknen, zu reinigen, den Kakaobruch zu einer viskosen Masse zu vermählen und diese viskose Masse in einer dünnen Schicht zu röstens bei Zwischen- oder Wachsehaltung weiterer Verfahrensschritte (DE-OS 2 238 519).To avoid these disadvantages it has been suggested zuschälen the raw cocoa beans first and vorzubrechen, before pre-dry gege- · appropriate, to clean, to marry the nibs into a viscous mass and to roast this viscous mass in a thin layer s at intermediate or waxes attitude Another Process steps (DE-OS 2 238 519).
Bei dieser Verfahrensweise werden rohe, ganze Kakaobohnen getrocknet, gebrochen und gereinigt. Der Nachteil bei dieser Verfahrensweise ist in der niedrigen Prozeßgeschwindigkeit au sehen, die durch das Trocknen ganzer Bohnen gegeben ist. Grund dafür ist die relativ niedrige Diffusionsgeschwindigkeit des Wassers aus dem Inneren der Kakaobohne. Es existiert auch immer ein Eeuchtigkeitsgefalle; in der Kakaobohne. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beim Vortrocknen ganzer Bohnen Kakaobutter in die Schalen diffundiert, die somit beim !rennen der Schalen vom Kernbruch verlorengeht.In this procedure, raw, whole cocoa beans are dried, broken and cleaned. The disadvantage of this procedure is the low process speed given by whole bean drying. The reason for this is the relatively low diffusion rate of the water from inside the cocoa bean. There is always a lack of moisture; in the cocoa bean. Another disadvantage is that when pre-drying whole beans cocoa butter diffuses into the shells, which is thus lost during the race of the shells of the core.
Die Vortrocknung erfolgt vorzugsweise bei Unterdruck. Dieses birgt aber den Nachteil, daß die bei Normaldruck nur wenig flüchtigen Aromavorstufenverbindungen in größerem Maße ausgetrieben werden.The predrying is preferably carried out at reduced pressure. However, this has the disadvantage that the at atmospheric pressure only slightly volatile Aromavorstufenverbindungen be expelled to a greater extent.
Anlagenseitig genügen die meisten Aggregate den technischen Anforderungen. Nicht zufriedenstellend sind jedoch die Ergebnisse der Dünnschichtröstung. Nach der DE-OS 2 238 519 soll die optimale Rosttemperatur möglichst genau eingehalten werden. Es werden nur Schwankungen von £ 1,5 0C zugelassen; Hinzu kommt, daß diese optimale Temperatur in der gesamten Diinnsohichtlänge und -tiefe zu halten ist.On the plant side, most units meet the technical requirements. Unsatisfactory, however, are the results of the thin film roasting. According to DE-OS 2 238 519, the optimum temperature of the grate should be kept as accurate as possible. Only fluctuations of £ 1,5 0 C are permitted; In addition, this optimum temperature is to be maintained throughout the Diinnsohichtlänge and depth.
Zur Erreichung dieser Bedingungen wurde schön in der EE-PS 297 388 vorgeschlagen, die geschälten, rohen Kakaobohnen zu Kakaomasse zu zerkleinern und auf glatten, bewegten Heizflächen in ruhender dünner Schicht zu rösten. In der M-OS 2 238 519 wird vorgeschlagen, denRöstprozeß auf einem Bandoder Walzenapparat in ruhender Schicht durchzuführen.. Versuche haben jedoch ergeben, daß selbst in einer ruhenden Dünnschicht merkliche Temperaturgradienten auftreten und die Entfeuchtug und Entgasung der ruhenden Dünnschicht unvollkommen ist. Die eingeschlossenen Dampf- und Gas blas en führen zur Schaumbildung.To achieve these conditions, it has been beautifully proposed in the EE-PS 297 388 to crush the husked, raw cocoa beans into cocoa mass and to roast on smooth, moving heating surfaces in resting thin layer. In M-OS 2 238 519 it is proposed to perform the roasting process on a belt or roller apparatus in a resting layer. However, experiments have shown that even in a quiescent thin layer appreciable temperature gradients occur and the dehumidification and degassing of the quiescent thin film is imperfect. The trapped steam and gas bubbles cause foaming.
Bach der DE-OS 1 919 870 soll das Rösten unter Rühren in einem geschlossenen Behälter erfolgen. Die Entgasung ist hier gegenüber dem Rösten in ruhenden Dünnschichten besser, jedoch treten hier in der zu röstenden Kakaomasse noch größere Temperaturdifferenzen auf. νBach of DE-OS 1 919 870, the roasting should be done with stirring in a closed container. Degassing is better here compared to roasting in quiescent thin layers, but here even larger temperature differences occur in the cocoa mass to be roasted. ν
Bei allen bekannten Röstaggregaten ist das sich einstellende Temperaturprofil nur ungenügend beeinflußbar. ; In all known roasting aggregates the self-adjusting temperature profile is only insufficiently influenced. ;
Die genaue Einhaltung eines vorgegebenen Temperatur-Zeit-Regimes ist jedoch wichtigste Voraussetzung für die optimale Röstung der Kakaomasse· Daher spielt die exakte !Prozeßregelung eine entscheidende Rolle für das Prozeßergebnis. Die dafür notwendige Erfassung der Verteilung der Guttemperatur entlang der Apparatelänge wird derzeit in sehr aufwendigen Konstruktionen mit Wanddurchbrüchen am Stator realisiert, wobei die Anzahl der Meßpunkte in der Regel begrenzt, die Störanfälligkeit infolge der Wanddurchbrüche und der stationären Temperaturfühler sehr hoch ist. In vielen lallen wird auf die Erfassung des Temperaturprofils ganz verzichtet und 'nur die Gutaustrittstemperatur aufgenommen. In Anlagen, bei denen mitrotierende Meßfühler angewandt werden, wird das Meßsignal üblicherweise über Schleifringe an die stationären Anlagenteile übertragen. Diese meßtechnischen Schwierigkeiten bewirken bei allen aufgeführten Verfahren und Apparaten zur Dünnschichtröstung prinzipielle Unzulänglichkeiten bei der Prozeßablaufsteuerung und damit bei der Sicherung gleichbleibender Produktqualität.However, the exact observance of a given temperature-time regime is the most important prerequisite for optimal roasting of the cocoa mass. Therefore, the exact process control plays a decisive role in the process result. The necessary detection of the distribution of the Guttemperatur along the length of the apparatus is currently implemented in very complex constructions with wall breakthroughs on the stator, the number of measuring points usually limited, the susceptibility due to the wall openings and the stationary temperature sensor is very high. In many cases, the recording of the temperature profile is completely dispensed with and 'only the Gutaustrittstemperatur recorded. In systems where co-rotating sensors are used, the measuring signal is usually transmitted via slip rings to the stationary system components. These metrological difficulties cause in all listed methods and apparatus for thin-film roasting principle shortcomings in the process control and thus in securing consistent product quality.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung bezweckt eine gleichmäßig geröstete Kakaomasse bei optimaler Ausbeute des Aromapotentials zu erhalten.The invention aims to obtain a uniformly roasted cocoa mass with optimum yield of flavor potential.
Wesen der ErfindungEssence of the invention
Es besteht die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, bei dem der Wassergehalt im Verarbeitungsgut vor dem Röstprozeß gegenüber dem Ausgangszustand für die Weiterverarbeitung genügend niedrig ist und bei dem das Temperaturprofil während des Röstprozesses örtlich gleichmäßig und über die gesamte Röstzeit eine optimale Form hat.It is the object of specifying a method in which the water content in the processing material before the roasting process compared to the initial state for further processing is sufficiently low and in which the temperature profile during the roasting process locally evenly and over the entire roasting time has an optimal shape.
Erfindungegemäß wird die Aufgabe verfahrensseitig durch die Arbeit sschrittfolge gelöst;According to the invention, the object is achieved on the method side by the work step sequence;
- Brechen, Vorschälen und Vortrennen der Kakaobohnen- breaking, pre-peeling and pre-separating the cocoa beans
- Vortrocknen des Kakaobohnenbruches bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 4 % bis 3 % bei einer Temperatur von 40 0C bis 90 0C,- Pre-drying the cocoa bean breakage to a moisture content of 4 % to 3% at a temperature of 40 0 C to 90 0 C,
- Trennen des Kernbruches von Schalenanteilen- Separating the core fraction of shell components
- Zerkleinern des Kernbruches und Nachtrocknen bis zu einem feuchtigkeitsgehalt von 3 % bis 2 % unter Ausnutzung der beim Zerkleinern freiwerdenden Wärmeenergie und einem Unterdruck bis zu 0,5 bar,- crushing of the core breakage and subsequent drying up to a moisture content of 3% to 2 %, taking advantage of the thermal energy liberated during comminution and a negative pressure of up to 0.5 bar,
- Rösten der Kakaomasse in bewegter Dünnschicht und kontinuierlichem Durchlauf bei Temperaturen von 100 C bis 140 C,- roasting the cocoa mass in a moving thin layer and continuous flow at temperatures of 100 C to 140 C,
- Kühlen der fertig gerösteten Kakaomasse.- cooling the ready roasted cocoa mass.
Das Vortrocknen erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von 60 0C bis 30 0C, und der Nachtfocknungsprozeß erfolgt bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2,5 % wobei die Nachtrocknungstemperatur maximal 90 0C beträgt.The pre-drying is preferably carried out at a temperature of 60 0 C to 30 0 C, and the Nachtfocknungsprozeß takes place up to a moisture content of about 2.5%, wherein the post-drying temperature is at most 90 0 C.
Bei dieser vorgeschlagenen Verfahrensweise wird die Prozeßgeschwindigkeit erhöht , was in dem schnelleren Trocknen der schon vorgebrochenen Bohnen (kleinere Teile und größere Oberfläche) begründet ist. Es wird dadurch auch weniger Wärmeenergie benötigt. Da schon vor dem Trocknen ein Großteil des Schalenmaterials abgeführt wird, tritt auch weniger Kakaobutterverlust ein.In this proposed procedure, the process speed is increased, which is due to the faster drying of the already pre-broken beans (smaller parts and larger surface area). It also requires less heat energy. Since a large part of the shell material is removed even before drying, less cocoa butter loss also occurs.
Yorrichtungsseitig wird zur Dünnschichtröstung in bewegter dünner Schicht eine Röstvorrichtung folgernden Aufbaues vorgeschlagen: .On the device side, a roasting device of the following structure is proposed for thin layer roasting in a moving thin layer:.
- ein zylindrischer, beheizbarer Grundkörper ist lagevariabel geneigt und drehbar angeordnet,a cylindrical, heatable base body is inclined in a positionally variable manner and rotatably arranged,
- im Inneren des Grundkörpers sind mehrere, in bekannter Weise an einer zentral gelegenen Welle rotierende Wischerblätter radial verstellbar angeordnet,in the interior of the main body, a plurality of wiper blades rotating in a known manner at a centrally located shaft are arranged so as to be radially adjustable,
an mindestens einem Wischerblatt sind in wählbarem Abstand voneinander mehrere Temperaturfühler angeordnet, die mittels Leitungselementen mit einem am Wellenstumpf angeordneten Meßwertverarbeitungs- und -übertragungsteil in Verbindung .. stehen,, ' ·. . ..-' ' ' ' ' .- " i . ~ Vor dem Meßwertverarbeitungs- und -übertragungsteil ist verbindungslos ein Auswertungs- und Steuerteil angeordnet, welches mit einem Prozeßrechner und/oder Registrier- und Anzeigegeräten in Verbindung stehton at least one wiper blade a plurality of temperature sensors are arranged at a selectable distance from each other, which are connected by means of line elements with a arranged at the stub Meßwertverarbeitungs- and -übertragungsteil in connection .. ,, '·. , In front of the measured value processing and transmission part an evaluation and control part is arranged connectionless, which communicates with a process computer and / or recording and display devices
Die Heizeinrichtung ist sektionsweioe regelbar am Umfang des Grundkörpers angeordnet. Die Temperaturfühler können auf allen Wischerblättern spiralförmig versetzt angeordnet sein und sind auf Halbleiterbasis aufgebaut. In dem Meßwertverarbeitungs- und »-übertragungsteil sowie in dem Auswertungs- und Steuerteil sind jeweils ein Sender und ein Empfänger zur bidirektionalen Signalübertragung enthalten.The heater is sektionsweioe controllably arranged on the circumference of the body. The temperature sensors can be arranged spirally offset on all wiper blades and are constructed on a semiconductor basis. In the Meßwertverarbeitungs- and »transmission part and in the evaluation and control part each a transmitter and a receiver for bidirectional signal transmission are included.
Die Signalübertragung erfolgt auf der Basis von Infrarotstrahlen. Bei dieser vorgeschlagenen Röstvorrichtung kann der Röstprozeß eindeutig gesteuert werden. Insbesondere ist das Temperaturprofil und die Rosttemperatur an allen Punkten exakt steuerbar und somit werden die gesamten Aromastoffe voll· ausgenutzt.The signal transmission is based on infrared rays. In this proposed roasting device, the roasting process can be clearly controlled. In particular, the temperature profile and the temperature of the grate are precisely controllable at all points, and thus the entire flavorings are fully utilized.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Verfahrensweise ist als Fig. 1 in einem Verfahrensfließbild dargestellt.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. The procedure is shown as Fig. 1 in a process flow diagram.
Verfahrensmäßig werden die rohen Kakaobohnen nach einer Vorreinigung zu Kernbruch gebrochen und die lose anhaftenden SchalenAccording to the procedure, the raw cocoa beans are broken after a pre-cleaning to break the core and the loosely adhering shells
abgetrennt» Dieser Kernbruch wird zur größtmöglichen Vermeidung von Material- und Aromavorstufensubstanzverlusten bei Temperaturen von 60 0C bis 75 0C in einem Festbetttrockner mit im Kreuzetrom geführten Trocknungsmitteln kontinuierlich vorgetrocknet, wobei als Austrittsfeuchte 3,5 Ma.% - 4 Ia% eingehalten werden muß. Der ao erhaltene vorgetrocknete Kernbruch wird einem Reinigungsprozeß unterworfen, in dem mindestens 99 % der Schalen abgetrennt werden und nachfolgend zerkleinert,. wobei durch Regulierung des Unterdruckes im Mahlaggregat auf Werte von höchstens Normaldruck und kleinstens 0,6 bar die Erreichung einer Endfeuchte von mindestens 2,5 % höchstens 2,0% gewährleistet sein muß.-Separated »This core fraction is for the greatest possible avoidance of material and Aromagrstufensubstanzenverlusten at temperatures from 60 0 C to 75 0 C in a fixed bed dryer with cross-fed drying agents continuously pre-dried, wherein 3.5 Ma.% - 4 Ia% must be maintained as outlet moisture , The ao obtained pre-dried core fracture is subjected to a cleaning process in which at least 99 % of the shells are separated and subsequently comminuted. whereby, by regulating the negative pressure in the grinding unit to values of at most normal pressure and at least 0.6 bar, the achievement of a final moisture content of at least 2.5 % at most 2.0 % must be ensured.
Die dort vorbehandelte Kakaomasse wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Normaldruck ohne zusätzliche Einspeisung von warmer und/oder trockener Luft geröstet, entgast, und entfeuchtet, wobei ein Temperaturprofil eingehalten wird, welches dadurch ; gekennzeichnet ist, daß im ersten Drittel der Apparatelänge die Kakaomasse auf 125 0C erwärmt wird und in den verbleibenden zwei Dritteln die Temperatur konstant auf 125 C gehalten wird. Im ersten Drittel sind dazu Heizmitteltemperaturen von etwa HO 0C und in den verbleibenden zwei Dritteln von etwa 125 ~ 0C erforderlich. Die Verweilzeit in der Röstzone beträgt dabei etwa 40 - 60 s. Die Röstzeit ist durch die Schrägstellung der erfindungsgemäßen Röstvorrichtung steuerbar. Nach Verlassen des Apparates wird die geröstete, entfeuchtete und entgaste Kakaomasse schnell auf eine Temperatur von weniger als180 - 85 C gekühlt. Die so hergestellte Kakaomasse weist einen Wassergehalt von etwa 1 (»ew.% und damit sehr gute Fließ- und Verarbeitungseigenschaften auf.Die sensorisch ermittelte Aromaqualität der so vorbehandelten und gerösteten Kakaomasse ist durch ein starkes, harmonisches Kakaoaroma, angenehme Bitterkeit, wenig Adstringenz und Säure gekennzeichnet.The cocoa mass pretreated there is roasted in the device according to the invention under normal pressure without additional feed of warm and / or dry air, degassed, and dehumidified, wherein a temperature profile is maintained, which thereby ; is characterized in that the cocoa mass is heated to 125 0 C in the first third of the length of the apparatus and the temperature is kept constant at 125 C in the remaining two-thirds. In the first third of this, heating medium temperatures of about HO 0 C and in the remaining two thirds of about 125 ~ 0 C are required. The residence time in the roasting zone is about 40-60 s. The roasting time can be controlled by the inclination of the roasting device according to the invention. After leaving the apparatus, the roasted, dehumidified and degassed cocoa mass is rapidly cooled to a temperature of less than 1 80-85 ° C. The cocoa mass thus produced has a water content of about 1% by weight and thus very good flow and processing properties. The sensory aroma quality of the cocoa mass pretreated and roasted is characterized by a strong, harmonious cocoa aroma, pleasant bitterness, little astringency and acidity characterized.
Der Prozeß der Röstung in bewegter dünner Schicht läßt sich erfindungsgemäß in einer Vorrichtung vollziehen, wie sie in Fig. schematisch dargestellt ist. In Fig. 3 ist der Schnitt A-A nach Fig. 2 gezeigt. Die Röstvorrichtung besteht aus einem ZylinderThe process of roasting in a moving thin layer can be carried out according to the invention in a device, as shown schematically in Fig .. In Fig. 3, the section A-A of FIG. 2 is shown. The roasting device consists of a cylinder
mit einem in Heizzanen 2 eingeteilten Doppelmantel zur Aufnahme eines Heizmittels. Dargestellt ist eine vorteilhafte Ausführung mit drei Heizzonen. Der Doppelmantel ist in jeder Zone mit Rohrstutzen 3 für die Heizmittelzufuhr und Rohrstutzen 4 für die Heizmittelabfuhr versehen. An der Eintrittsstirnseite 5 des Zylinders 1 befindet sich eine Öffnung 6 für die Zufuhr der ungerösteten Kakaomasse und ein Anschlußstutzen 7 für die Zufuhr warmer und/oder trockener Luft. Am anderen Ende des Zylinders 1 ist ein Abscheideransatz. 8 angebracht, an welchem sich eine öffnung 9 für die Abfuhr des Röstgases und der eingeführten warmen und/oder trockenen Luft befindet. Im Inneren des Abschex-*· deransatzes 8 befindet sich der eigentliche Abscheidekopf 10. Im Inneren des Zylinders 1 und des Abscheideransatzes 8 ist eine in Bezug auf Zylinder 1 und Abscheideransatz S axial orientierte Welle 11 angebracht,: die mehrere in Bezug auf den Zylinder 1 radial orientierte Wischerblätter 12 trägt. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, ist eine Ausführung mit vier Wischerblättern gewählt worden. Die äußeren Kanten der Wischerblätter 12 besitzen einen endlichen Abstand größer 0 zur Innenwand des Zylinders 1, der ggf. variabel gestaltet werden kann. Die gesamte Vorrichtung befindet sich normalerweise in horizontaler Lage, kann aber in eine geneigte Lage gebracht werden«, damit durch das entstehende Gefälle zwischen Eintrittsstirnseite des Zylinders 1 und dem Abscheideransatz 8 die Strömungsverhältnisse und' damit das Verweilzeitverhalten im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens günstig beeinflußt werden können.with a divided into Heizzanen 2 double jacket for receiving a heating medium. Shown is an advantageous embodiment with three heating zones. The double jacket is provided in each zone with pipe socket 3 for the Heizmittelzufuhr and pipe socket 4 for the Heizmittelabfuhr. At the entrance end face 5 of the cylinder 1 there is an opening 6 for the supply of the unroasted cocoa mass and a connecting piece 7 for the supply of warm and / or dry air. At the other end of the cylinder 1 is a separator approach. 8, at which there is an opening 9 for the removal of the roasting gas and the introduced warm and / or dry air. Inside the Abschex- * · deransatzes 8 is the actual separating head 10. In the interior of the cylinder 1 and the Abscheideransatzes 8 with respect to cylinder 1 and separator neck S axially oriented shaft 11 is attached, the several with respect to the cylinder. 1 radially oriented wiper blades 12 carries. As can be seen from Fig. 3, an embodiment with four wiper blades has been selected. The outer edges of the wiper blades 12 have a finite distance greater than 0 to the inner wall of the cylinder 1, which can optionally be made variable. The entire device is normally in a horizontal position, but can be brought into an inclined position, so that the resulting gradient between inlet face of the cylinder 1 and the Abscheideransatz 8, the flow conditions and 'thus the residence time in the context of the method can be favorably influenced ,
Die meßtechnische Erfassung des Temperaturprofils der Kakaomasse entlang des doppelmanteligen Zylinders 1 erfolgt durch Temperaturfühler 13, die vorzugsweise auf Halbiert erbasis aufgebaut und entlang den Kanten der WIaeherblatter 12 angeordnet sind. Diese Meßfühler 13, die entweder an einem oder an mehreren Wischerblattkannten angebracht werden können, sind über die gesamte Länge der Wischerblätter 12 verteilt. Eine besonders günstige Anordnung besteht in einer etwas dichteren Verteilung in Eintrittsnähe des Zylinders 1 und in einer weniger dichten; Verteilung in der Nähe des Überganges vom Zylinder 1 in den Abscheideransatz 8, da hierdurch die in Eintrittsnähe besondersThe metrological detection of the temperature profile of the cocoa mass along the double-walled cylinder 1 is carried out by temperature sensors 13, which are preferably based on halved erbasis and along the edges of the WIa reeds 12 are arranged. These sensors 13, which can be mounted on either one or more wiper blades, are distributed over the entire length of the wiper blades 12. A particularly favorable arrangement consists in a slightly denser distribution near the inlet of the cylinder 1 and in a less dense; Distribution in the vicinity of the transition from the cylinder 1 in the Abscheideransatz 8, as this in particular the near entry
großen axialen !temperaturgradient en besonders gut meß technisch erfaßt werden können. large axial temperature gradient can be detected technically very well.
Die von den Temperaturfühlern 13 erzeugten temperaturanalogen Signale werden per Draht erfindungsgemäß an ein auf dem abscheideranBatzeeitigen Ende der Welle 1t befindliches Meßwert-Terarbeitungsund-übertragungsteil H abgegeben und von dort über eine bidirektionale» berührungslose und vorteilhafterweise störungsfreie, auf IR-Str.ahlung basierende Übertragungsstrecke auf ein stationäres Auswertungs~ und Steuerteil 15 übertragen. Dabei kann die Abfrage der einzelnen Temperaturfühler 13 und damit die Aufnahme des Temperaturprofils sowohl automatisch9 prozeßreGhnergesteuert als auch von Hand erfolgen. Durch die erfindungsgemäße Meßanordnung im On-line-Prinzip besteht die Möglichkeit der ggf. prozeßrechnergestiitzten Regelung des lemperaturprof ils.According to the invention, the temperature-analog signals generated by the temperature sensors 13 are delivered to a measured value processing and transmission part H located on the separator end of the shaft 1t and from there via a bidirectional contactless and advantageously interference-free transmission path based on IR radiation a stationary evaluation and control part 15 transmitted. In this case, the query of the individual temperature sensor 13 and thus the recording of the temperature profile can be done both automatically 9 process control controlled by hand. By the measuring device according to the invention in the on-line principle, there is the possibility of possibly process-process controlled regulation of the temperature profile.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Meßwerterfassungs- und .Meßwertverarbeitungssysteme Ί4'ϊ 15» einschließlich der dazugehörigen Temperaturfühler 13 sei im folgenden beschrieben. Als Meßfühler werden HF-»Tr ans ist or en verwendet, deren temperaturabhängige Basis-Emitterspannung bei konstantem Stromfluß ausgenutzt wird. Die Umschaltung der einzelnen Meßstellen erfolgt über Änalogmeßstellenumschalter, die von einer Schiebekette gesteuert werden. Die temperaturanalogen Meßsignale, die in Iorm einer Spannung vorliegen, werden in einem Spannungs-Frequenz-Wandler in eine Impulsfolge umgewandelt und mittels eines IR-»Strahlers berührungslos und störunanfällig übertragen« Diese Funktionseinheiten befinden sich in dem auf der Welle 11 befindlichen Eeßwertverarbeitungs- und -übertragungsteil 14·. Sn berührungslos davor angeordneten Auswertungs- und Steuerteil 15 wird die mit dem IR-Strahl ankommende Jönpulsfolge empfangen, in einem Zählwerk weiterverarbeitet, digital angezeigt, nach einer Digital-Analogwandlung auf analogen Registrier~ und Anzeigegeräten festgehalten. Gleichzeitig erfolgt durch den stationären Teil 15 die Steuerung des Teils 14 über die bidirektionale lE-Übertragungsstrecke, wodurch die Befehle für die Schiebekette»die Synchronisation und der Takt für den Spannungs-Frequenz-Wandler übermittelt werden.A particularly advantageous embodiment of the Meßwerterfassungs- and .Meßwertverarbeitungssysteme Ί4'ϊ 15 »including the associated temperature sensor 13 will be described below. HF sensors are used as sensors whose temperature-dependent base-emitter voltage is utilized at constant current flow. The switching of the individual measuring points via Änalogmeßstellenumschalter, which are controlled by a shift chain. The temperature-analog measurement signals, which are present in a voltage, are converted in a voltage-frequency converter into a pulse train and transmitted by means of an IR »radiator non-contact and insensitive to interference. These functional units are located in the on the shaft 11 Eeßwertverarbeitungs- and transmission part 14 ·. Sn contactless arranged before evaluation and control part 15 is received with the IR beam arriving Jönpulsfolge, further processed in a counter, digitally displayed, recorded after a digital-to-analog conversion to analog recording and display devices. At the same time, the stationary part 15 controls the part 14 via the bidirectional IE transmission line, whereby the commands for the shift chain "the synchronization and the clock for the voltage-frequency converter are transmitted.
Wirkungsweise der Vorrichtung ·Operation of the device
Wird die zu röstende lakaomasse über die Eintrittaöffnung 6 in den Zylinder 1 eingespeist, so wird sie von den rotierenden Wischerblättern 12 erfaßt und als dünne Schicht auf der Innenwand des beheizten Zylinders 1 ausgebreitet und in Richtung Abscheideransata 8 transportiert· Dabei bildet sich vor den Wischerblättern 12 eine mehr oder weniger große Bugwelle aus, deren Inhalt ständig mit dem der dünnen Schicht ausgetauscht wird, wobei sich sowohl dünne Schicht als auch Bugwelle in ständiger turbulenter Bewegung befinden, was zur FoI-ge hat., daß kein meßbarer radialer Temperaturgradien auftritt. Die Temperaturfühler 13.tauchen dabei in die dünne Schicht bzw. die Bugwelle ein und liefern dabei ein der örtlichen Temperatur der. Kakaoanasse analoges Msßsignal. Die sich im Innern des Zylinders. f befindliche Kakaomasse wird während ihres Aufenthaltes darin geröstet.., wobei ihre Röstgase und Wasserdampf entweichen und ggf. von der in die Eintritt söffnung 7 eingeblasene warme und/oder trockene Luft mitgeführt wird. Ist das Ende des beheizten Zylinders erreicht, werden Kakaomaa.se und das Gasgemisch im Abscheidekopf' 10 getrennt, der vorteilhaft so gestaltet ist, daß die Kakaomassen den Zylinder 1 nur in unmittelbarer Nähe der AustrittsÖffnung 16 verlassen kann, während das Gasgemisch (bestehend aus Röstgasen, Wasserdampf und ggf. Luft) den Zylinder 1 nur in der Iahe der rotierenden Welle 11 verlassen, kann» Eventuell im Gasgemisch mitgerissene Kakaomasseteilchen werden durch die Zentrifugalwirkung der rotierenden Welle· 11 nach außen abgeschleudert, wobei die Austritteöffnung 9 durch ein zum Abscheidekopf 10 gehörendes Prallblech 17 geschützt wird. Daß Gasgemisch verläßt den Apparat durch Austrittsöffnung 9, während die geröstete Kakaomasse den Apparat durch die Austrittsöffnung 16 verläßt. Die von den Meßfühlern 13 gelieferten temperaturanalogen Meßsignale werden im, auf der Welle 11 mitrotierendem Meßwertverarbeitungsund.-übertragungsteil.H umgewandelt, wie bereits beschrieben an das stationäre Auswertungs- und Steuerteil 15 übertragen und dort weiterverarbeitet zu einem in analogerIf the liquor mass to be roasted is fed via the inlet opening 6 into the cylinder 1, it is detected by the rotating wiper blades 12 and spread as a thin layer on the inner wall of the heated cylinder 1 and transported in the direction of separator 8 · In this case, before the wiper blades 12 a more or less large bow wave whose contents are constantly exchanged with that of the thin layer, both thin layer and bow wave are in constant turbulent motion, with the result that there are no measurable radial Temperaturgradien occurs. The temperature sensors 13.dive into the thin layer or the bow wave and deliver one of the local temperatures. Cocoa cup analogue signal. The inside of the cylinder. f is cocoa mass is roasted therein during their stay .., with their roasting gases and water vapor escape and possibly carried by the opening in the inlet 7 injected warm and / or dry air. When the end of the heated cylinder is reached, Kakaomaa.se and the gas mixture in the separation head '10 are separated, which is advantageously designed so that the cocoa masses can leave the cylinder 1 only in the immediate vicinity of the outlet opening 16, while the gas mixture (consisting of roasting gases , Water vapor and possibly air) leave the cylinder 1 only in the vicinity of the rotating shaft 11, »Cocoa mass particles possibly entrained in the gas mixture are thrown outwards by the centrifugal action of the rotating shaft 11, the outlet opening 9 being surrounded by a separator head 10 Baffle plate 17 is protected. The gas mixture exits the apparatus through outlet 9, while the roasted cocoa mass leaves the apparatus through the outlet 16. The temperature-analog measurement signals supplied by the sensors 13 are converted in the data processing and transmission part H which rotates on the shaft 11, as already described, to the stationary evaluation and control part 15, where it is further processed to an analogue one
und/oder digitaler Form vorliegenden Oleraperaturprofils. über eine entsprechende Kopplung werden die dem Temperaturprofil . entsprechenden, umgewandelten Meßsignale einem Regelungsblock oder einem Prozeßrechner eingegeben, die nach Vergleich mit einem vorgegebenen Temperaturprofil auf Temperatur und/oder Menge des den einzelnen Zonen des Heizmantels des Zylinders 1 zuzuführenden Heizmittels einwirken.and / or digital form available Oleraperaturprofils. via a corresponding coupling, the temperature profile. corresponding converted measuring signals to a control block or a process computer input, which act after comparison with a predetermined temperature profile on temperature and / or amount of the individual zones of the heating jacket of the cylinder 1 to be supplied heating medium.
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