DD245131A5

DD245131A5 - Agglomerierungsverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DD245131A5
Application number: DD86290918A
Authority: DD
Inventors: Philippe Noreille; Athol R Pot
Original assignee: ��K@��@��@��@�K@��Kk��
Priority date: 1985-06-05
Filing date: 1986-06-03
Publication date: 1987-04-29
Also published as: PT82705A; CN86104643A; JPH0817657B2; JPS61280233A; KR870000018A; MX168006B; NZ216011A; IL78655A; AU5689486A; DE3682949D1; YU44089B; PT82705B; CA1298730C; EP0204256B1; EP0204256A3; BR8602605A; YU44808B; ES555681A0; ATE70408T1; IN167438B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Agglomerieren von essbaren Materialien. Waehrend es das Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfuegung zu stellen, welches kostenguenstig durchzufuehren ist und Aromaverluste vermeidet, besteht die Aufgabe darin, die Teilchenform und -farbe von loeslichem Kaffee demjenigen aus geroestetem und gemahlenem oder gefriergetrockneten Kaffee anzugleichen sowie die Raumdichte des Produktes besser zu regeln. Erfindungsgemaess wird ein teilchenfoermiges essbares Material dadurch agglomeriert, dass man auf den Oberflaechen der Teilchen eine fliessfaehige Phase ausbildet, die Teilchen durch Hindurchfuehren derselben durch einen Spalt verdichtet und die fliessfaehige Phase wieder verfestigt. Die Farbe, Textur und Dichte koennen durch Regeln des Verdichtungsgrades und der Bedingungen der Bildung der fliessfaehigen Phase eingestellt werden. Fig. 1

Description

Die Textur und Dichte des Produktes können dadurch geregelt werden, daß man die verdichtende Wirkung der beweglichen Oberflächen regelt. Durch Variieren der Beziehungen zwischen den Fließgeschwindigkeiten der Teilchen durch den Spalt, des Zwischenraumes an dem Spalt und der Geschwindigkeit der beweglichen Oberflächen kann der Verdichtungsgrad nach Belieben variiert werden, um die gewünschte Textur bei dem Endprodukt zu erzielen. Bei geringeren Verdichtungsgraden besteht die Neigung zur Schaffung einer festen Textur. Die Zerstückelung einer solchen Masse mit fester Textur führt typischerweise zu scharfkanigen Körnern, welche eine Ähnlichkeit mit gefriergetrocknetem Kaffee haben. So kann ein Kaffeepulver, das nach einem wirtschaftlichen Sprühtrocknungsverfahren erzeugt worden ist, agglomeriert werden, um ein Endprodukt zu erhalten, welches Ähnlichkeit mit jenem Produkt hat, welches durch Gefriertrocknen erzeugt wird.

Die beweglichen Oberflächen können so angeordnet werden, daß sie die Teilchen ungleichförmig verdichten, wodurch eine Vielfalt von Texturen in dem Endprodukt hervorgebracht wird. Jene Anteile des Materials, die im höchsten Grade verdichtet werden, können der Einwirkung besonders niedriger Dampfmengen ausgesetzt und daher weniger stark dunkel gefärbt werden als der Rest des Materials, wodurch ein Produkt von buntscheckiger Farbe erzeugt wird, dessen Textur jener von geröstetem und gemahlenem Kaffee ähnelt.

Typischerweise ist der Abstand zwischen den beweglichen Oberflächen an dem Spalt signifikant größer als die mittlere Teilchengröße; die Teilchengrößen können in den Bereich von 20 bis 40>m (Mikron) fallen, während der Abstand an dem Spalt typischerweise mehrere Millimeter (mm) beträgt. Normalerweise werden die Teilchen nicht zu einer vollständig festen Masse verdichtet, und die den Spalt verlassende Masse enthält typischerweise einen signifikanten Anteil an Leerräumen. Nach den vorliegenden Verfahren wird somit ein zufriedenstellendes Verschmelzen derTeilchen bewirkt, wobei aber gleichzeitig die Dichte des Endproduktes noch immer innerhalb erwünschter Grenzen gehalten wird.

Zweckmäßigerweise ist das eßbare Material wasserlöslich und das Wasser wird nur auf die Oberflächenanteile derTeilchen während der Bildungsstufe der fließfähigen Phase hinzugefügt. Die Teilchen werden durch den Spalt hindurchgeführt, noch bevor das hinzugefügte Wasser durch die gesamten Teilchen hindurch voll ins Gleichgewicht gekommen ist. Ein weiteres erfindungsgemäße Merkmal ist, daß die Teilchen dadurch auf den Oberflächen abgelagert werden, daß man sie gegen diese Oberflächen schleudert, und Wasser dadurch zu den Teilchen hinzugefügt wird, daß man sie mit Wasserdampf in Berührung bringt, während sie sich auf die Oberflächen zu bewegen. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Zwischenraum zwischen den Oberflächen an dem Spalt nicht gleichförmig quer über die Breite des Spaltes ist, wobei mehr Dampf auf jene Teilchen angewendet wird, welche auf Bereiche des Spaltes ausgerichtet sind, bei welchen der Zwischenraum größer ist, als auf jene.Teilchen, die auf Bereiche des Spaltes ausgerichtet sind, bei welchen der Zwischenraum kleiner ist. Darüber hinaus hates sich als günstig erwiesen, wenn die Wiederverfestigungsstufe durchgeführt wird, indem das Material zur Entfernung des hinzugefügten Wassers getrocknet wird, wobei wenigstens der Hauptanteil der genannten Trocknungsstufe durchgeführt wird, nach dem die Masse von den genannten Oberflächen entfernt worden ist. Der Abstand zwischen den genannten Oberflächen an dem Spalt sollte größer sein als der mittlere Durchmesser derTeilchen ist.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung werden die Teilchen kontinuierlich auf den Oberflächen abgelagert und die Oberflächen kontinuierlich stromabwärts durch den Spalt hindurch bewegt, wobei die Ablagerungsrate, der Abstand zwischen den Oberflächen an dem Spalt und die Bewegungsgeschwindigkeiten so gewählt werden, daß innerhalb der Masse einige Leerräume vorhanden sind bzw. verbleiben.

Es ist zu beachten, daß das genannte eßbare Material löslicher Kaffee ist. lh weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Vorrichtung zur Agglomerierung eines teilchenförmigen, eßbaren Materials Einrichtungen für die Zufuhr des teilchenförmigen Materials sowie zwei einander gegenüberliegende Elemente, oder Waben, von denen jede eine endlose Oberfläche aufweist. Die genannten Elemente sind nebeneinander angeordnet und begrenzen zwischen sich einen Spalt, wobei sich die genannten endlosen Oberflächen durch den Spalt hindurch erstrecken und an demselben einander gegenüberstehen. Weiterhin umfaßt die-Vorrichtung Einrichtungen zum Bewegen der genannten Elemente auf solche Art und Weise, daß sich aufeinanderfolgende, gegenüberliegende Teile der genannten endlosen Oberflächen in einer stromabwärtigen Richtung in den genannten Spalt hinein und durch denselben hindurch bewegen und miteinander in dem Maße konvergieren, als sie sich stromabwärts, in Richtung auf den Spalt hin, bewegen. Darüber hinaus umfaßt die Vorrichtung Einrichtungen zum Ablagern der von den genannten Zufuhreinrichtungen gelieferten Teilchen, stromaufwärts von dem genannten Spalt, auf wenigstens einer der genannten endlosen Oberflächen, wodurch die Teilchen von den sich bewegenden, endlosen Oberflächen durch den Spalt hindurch befördert und verdichtet werden. Die Vorrichtung umfaßt außerdem Einrichtungen zur Ausbildung einer fließfähigen Phase an den Oberflächen derTeilchen, noch bevor sie den Spalt erreichen, so daß bei der Verdichtung derTeilchen die fließfähige Phase auf den Teilchen unter Verbindung der Teilchen zu einer Masse verschmolzen.

Die Vorrichtung umfaßt darüber hinaus Einrichtungen zur Wiederverfestigung derfließfähigen Phase nach dem Durchgang durch den Spalt und Einrichtungen zum Entfernen der Masse von den endlosen Oberflächen.

Im Sinne der Erfindung ist weiterhin, daß Einrichtungen zur Ausbildung derfließfähigen Phase Einrichtungen zum Hinzufügen von Feuchtigkeit auf die Oberflächen derTeilchen umfassen, und worin die genannten Einrichtungen zur Wiederverfestigung Einrichtungen zum Trocknen der Masse, nachdem sie von den endlosen Oberflächen entfernt worden ist, umfassen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die genannten Einrichtungen zum Ablagern eine Füllöffnung, welche entfernt von den genannten Elementen angeordnet ist, und Einrichtungen zum Führen derTeilchen durch die Füllöffnung in Richtung auf die genannten Elemente hin umfassen, wobei die genannten Einrichtungen zum Hinzufügen von Feuchtigkeit Einrichtungen zum Aufbringen von Wasserdampf auf die Teilchen, während sich dieselben von der genannten Füllöffnung in Richtung auf die genannten Elemente hin bewegen, umfassen.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einrichtungen zum Aufbringen von Wasserdampf eine Dampfdüse, die neben der Füllöffnung angeordnet ist und auf die Elemente ausgerichtet ist, und Einrichtungen für die Zufuhr von Wasserdampf zu der Dampfdüse umfassen, so daß der Wasserdampf aus der Dampfdüse als ein Strahl austritt, welcher auf den Spalt ausgerichtet ist, und wobei die Vorrichtung weiterhin eine Kammer, die ein stromaufwärtiges Ende, das neben den Elementen gelegen ist, und Seitenwände, welche sich zwischen diesen Enden erstrecken, aufweist, und Einrichtungen zum Führen eines trockenen Gases längs der Seitenwände umfaßt, wobei die Füllöffnung und die Dampfdüse in das Innere der Kammer gerichtet sind, um die Teilchen und Wasserdampf durch die Kammer in Richtung auf die Elemente hin zu führen. Es ist auch möglich, nach der Erfindung andere eßbare Materialien, wie Tee, Zichorien, Kakao und dgl. zu agglomerieren.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an~einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: die schematische Ansicht der Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 2: die Teilansicht nach der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig.3: die Teilansicht nach der Linie 3-3 in Fig. 1.

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung umfaßt einen Einlauftrichter 10, der über eine Zuteil- und Fördereinheit 12 mit einer Feinstmahlanlage 14 verbunden ist. Der Auslaß der Feinstmahlanlage 14 ist über einen Wärmeaustauscher 16 mit einem Vorratsbehälter 18 verbunden.

Drei unabhängig voneinander betätigbare Zuteiler 20 sind mit dem Vorratsbehälter 18 verbunden. Jede Fülleinrichtung ist ihrerseits mit einem vertikal ausgerichteten Füllrohr 22 verbunden. Das untere oder stromabwärtige Ende jedes Füllrohrs 22 endigt in einer Füllöffnung 24, welche nach unten, in das obere oder Einlaßende einer sich in vertikaler Richtung erstreckenden Kammer 26 gekehrt ist. Jedes Füllrohr 22 ist von einem Dampfmantel 28 umgeben. Jeder Dampfmantel 28 steht in Verbindung mit dem Einlaßende der Kammer 26 über ein Paar von ringförmigen Dampfdüsen 30; 32, welche die damit verbundene Füllöffnung 24 umgeben, wobei die Dampfdüsen 30; 32 auch nach unten, in die Kammer 26 gerichtet sind. Von den Öffnungen der Dampfdüsen 30; 32 und den Füllöffnungen 24 abgesehen, ist der obere Teil der Kammer 26 verschlossen. Jeder Dampfmantel 28 ist über ein unabhängig davon betätigbares Ventil 34 gemäß Fig. 2 mit einem Dampfverteilrohr 36 verbunden, welches seinerseits mit einer Quelle 38 für Wasserdampf verbunden ist. . .

Die Kammer 26 hat ein Paar von einander gegenüberliegenden kurzen Seitenwänden 42 und ein Paar von einander gegenüberliegenden, langen Seitenwänden 44. Jede lange Seitenwand 44 ist mit einer langgestreckten Saugkammer 46 versehen, die in das Innere der Kammer 26 an ihrem stromaufwärtigen Ende mündet. Eine Prallfläche oder Kuppel 47 erstreckt sich vom oberen Ende der Kammer 26, zwischen den Füllöffnungen 24 und den Öffnungen der Saugkammer 46, nach unten. Die Saugkammer 46 sind mit einer Quelle 50 für die Saugwirkung verbunden. Stromabwärts von den Saugkammern 46 ist eine Mehrzahl von Luftdüsen 54 im Inneren der Kammer 26, längs deren Seitenwänden 42; 44, angeordnet. Die Luftdüsen 54 sind in einer Mehrzahl von Reihen vorgesehen, die längs der vertikalen Längenerstreckung der Kammer 26, oder in der Richtung von stromaufwärts nach stromabwärts, im Abstand voneinander angeordnet sind. Jede Luftdüse 54 ist stromabwärts ausgerichtet und ist gegen die benachbarte Wand der Kammer 26 gerichtet. Die Luftdüsen 54 sind mit einer Quelle 56 für die heiße, trockene Druckluft verbunden:

Am stromabwärtigen Ende der Kammer 26 ist ein Paar von langgestreckten, zylindrischen Walzen 64; 66 montiert. Jeder Walze 64; 66 ist von gleichförmigem Durchmesser und hat eine glatte, endlose Umfangsoberfläche. Die Walze 66 ist auf feststehenden Trägern 68, von denen einer in Fig. 1 sichtbar ist, drehbar gelagert, während die Walze 64 auf unabhängig voneinander einstellbaren Trägern 70 (Fig. 2) drehbar gelagert ist. Die Walzen 64; 66 begrenzen einen Spalt 72. Der Abstand zwischen den Umfangsoberflächen der Walzen 64; 66 an dem Spalt 72 kann variiert werden und kann durch Einstellen der Träger 70 je nach Belieben längs der Breite w des Spaltes gleichförmig oder nichtgleichförmig gemacht werden. Der Spalt 72 ist mit den Füllöffnungen 24 an den unteren Enden der Füllrohre 22 ausgerichtet, so daß der Spalt 72 also auch mit den ringförmigen Dampfdüsen 30; 32 (Fig.3), die jede Füllöffnung 24 umgeben, ausgerichtet ist.

Beide Walzen 64; 66 sind mit einer üblichen Antriebseinheit 74 verbunden, welche so angeordnet ist, daß sie die Walzen 64; 66 kontinuierlich drehen, wobei sich die Walze 64 im Gegenuhrzeigersinn dreht und sich die Walze 66 im Uhrzeigersinn dreht, wie jeweils aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Antriebseinheit 74 ist so angeordnet, daß die Drehgeschwindigkeiten der Walzen 64; 66 variiert werden können.

Beide Walzen 64; 66 sind hohl. Der Hohlraum in jeder Walze 64; 66 ist über einen entsprechenden Drehanschluß und über ein Regelventil 76 mit der Quelle 38 für Wasserdampf verbunden, so daß Dampf in die Walzen 64; 66 eingelassen werden kann, um deren Umfangsoberflächen auf einer gewünschten Temperatur zu halten. Neben den Walzen 64; 66 sind feste Schabklingen 78 angebracht, so daß jede Schabklinge 78 auf der Umgangsoberfläche der mit ihr verbundenen Walze 64; 66 aufliegt. Ein üblicher Fließbetttrockner 80 ist so angeordnet, daß sich sein Einlaß unmittelbar unterhalb der Walzen 64; 66, stromabwärts von dem Spalt 72, befindet. Eine nicht dargestellte Haube bedeckt die Walzen 64; 66 und das Einlaßende des Trockners. Der Auslaß des Trockners ist mit einem Hackmesser 90 verbunden, welches eine Mehrzahl von Sägeblättern 92 längs eines Paares von parallelen Wellen 94 verteilt aufweist, so daß die Sägeblätter 92 auf den zwei Wellen 94 gegeneinander versetzt sind. Eine nicht dargestellte Antriebseinheit ist so angeordnet, daß sie beide Wellen 94 dreht. Der Auslaß des Hackmessers 90 ist mit einem üblichen Klassierer oder Sichter 96 verbunden. Der Sichter 96 ist so angeordnet, daß er Teilchen oberhalb einer vorbestimmten Hochstgröße zu einer Feinmahlanlage 98 dirigiert, welche ihrerseits ihren Ausstoß zurück in den Sichter 96 lenkt. Der Sichter 96 ist auch so angeordnet, daß er Teilchen unterhalb einer vorbestimmten Mindestgröße in den Einlauftrichter 10 dirigiert, und daß er Teilchen, deren Größe zwischen den Mindest-und Höchstgrößen liegt, über einen Produktionsauslaß 100 weiterbefördert. Bei einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird teilchenförmiger, löslicher Kaffee, der nach der üblichen Sprühtrocknungsmethode erzeugt worden ist, in den Einlauftrichter 10 eingebracht, mit feinen Teilchen aus dem Sichter 96 vermischt und in der Feinstmahlanlage 14 auf einen vorbestimmten Teilchengrößenbereich, vorzugsweise von etwa 20 bis etwa 40 Mikron (/im), pulverisiert. Dasfeinstgemahlene Material wird, während es in den Vorratsbehälter 18 eingebracht wird, im Wärmeaustauscher 16 gekühlt. Jede Fülleinrichtung bzw. Zuteiler 20 liefert kontinuierlich und mit vorbestimmter Geschwindigkeit Teilchen zu dem damit verbundenen Füllrohr 22. Die in die Füilrohre 22 eingebrachten Teilchen werden nach unten, durch die Füllrohre 22 hindurch, und durch die Füllöffnungen 24 in die Kammer 26, in Richtung auf die Walzen 64; 66 hin geführt.

Der in jeden Dampfmantel 28 eingeleitete Wasserdampf tritt durch die damit verbundenen, ringförmigen Dampfdüsen 30; 32 als ein Paar von ringförmigen Strahlen aus, welche die Teilchen umgeben, welche aus der damit verbundenen Füllöffnung 24 austreten. Der Wasserdampf reißt die Teilchen mit sich und unterstützt ihre Stromabwärtsbewegung, so daß die Teilchen aufgrund der Schwerkraft und aufgrund der ihnen durch den Wasserdampf mitgeteilten Bewegung in Richtung auf die Walzen 64; 66 geschleudert werden. Der Wasserdampf kondensiert auf den Oberflächen der Teilchen, wodurch Wasser zu den Oberflächenanteilen derTeilchen hinzugefügt wird und dieTeilchen erwärmt werden. Die kombinierte Erwärmungs- und Befeuchtungswirkung schafft auf der Oberfläche jedes Teilchens eine dünne, fließfähige Schicht. Wenn die Teilchen auf die

Umfangsoberflächen derWalzen 64; 66 treffen, werden dieTeilchen auf jenen Teilchen der Umfangsoberflächen abgelagert, welche sich vorübergehend stromaufwärts von dem Spalt 72 befinden. . .

In dem Maße, wie sich die Walzen 64; 66 drehen, bewegen sich entgegengesetzte Teile der Umfangsoberflächen in dergleichen Richtung stromabwärts in den Spalt 72 hinein und durch denselben hindurch, und entgegengesetzte Teile der Umfangsoberflächen konvergieren aufeinander zu, während sie sich dem Spalt 72 nähern. Beispielsweise bewegt sich der Teil 102 der Umfangsoberfläche auf der Walze 64 nach links, während ersieh dem Spalt 72 nähert, während sich der Teil 104 der Umfangsoberfläche auf der Walze 66 nach rechts bewegt, so daß die zwei Teile miteinander konvergieren, bis sie den Mindestabstand d an dem Spalt 72 erreichen.

Die stromabwärtige Bewegung der Umfangsoberflächen befördert die Teilchen in den Spalt 72 hinein und durch denselben hindurch. In dem Maße, wie die in den Spalt 72 eintretenden Oberflächenteile miteinander konvergieren, werden die auf diesen •Oberflächenteiien befindlichen Teilchen miteinander verdichtet. Die fließfähigen Phasen auf den Oberflächen der Teilchen verschmelzen miteinander und verbinden die Teilchen zu einer Masse. Die Masse tritt aus dem Spalt 72 in der Form einer Schicht aus, welche locker an einer derWalzen 64; 66 haftet. In dem Maße, wie die Masse auf eine der Schabklingen 78 trifft, zerbricht sie in Stücke, die in den Einlaß des Fließbetttrockners 80 fallen.

Die Oberflächen derWalzen 64; 66 werden dadurch auf einer etwas niedrigeren Temperatur als 100⁰C, typischerweise auf etwa 90⁰C, gehalten, daß Dampf durch das Innere von jeder Walze geleitet wird. Es findet somit keine signifikante Wärmeübertragung zwischen den Teilchen und den Walzenoberflächen statt, während die Teilchen durch den Spalt 72 befördert werden, und es findet auch keine signifikante Kondensation von Dampf auf den Walzenoberflächen statt. Von der Quelle 56 durch die Luftdüsen 54 gelieferte, trockene Heißluft, deren Temperatur vorzugsweise bei über etwa 90⁰C liegt, deckt die Innenoberfläche der Seitenwände 42; 44 zu. Die Heißluftdecke verhindert eine Dampfkondensation auf den Seitenwänden 42; 44 und reduziert die Bildung von Pulverablagerungen auf den Seitenwänden 42; 44 auf ein Minimum. Überschüssiger Dampf wird aus der Kammer 26 über die Saugkammern 46 entfernt, wodurch die Kondensation auf den Seitenwänden 42; 44 und Walzen 64; 66 noch weiter auf ein Mindestmaß reduziert wird.

In dem Maße, wie die Stücke der Masse in den Fließ betttrockner 80 fallen, treffen sie auf trockene Heißluft, welche das durch den Dampf hinzugefügte Wasser entfernt und die fließfähige Phase an den Teilchenoberflächen wieder verfestigt, so daß die Teilchen in jedem Stück dergestaltzurückbleiben, daß sie miteinander durch Feststoffe verschweißt sind, die vorher in der fließfähigen Phase vorhanden waren. Vorzugsweise wird der Fließbetttrockner 80 so angeordnet, daß jedes Stück der in den Fließbetttrockner 80 eintretenden Masse herunterfällt, ohne daß es die Innenoberflächen des Fließbetttrockners 80 berührt, solange, bis wenigstens der äußerste Teil des Stückes im wesentlichen getrocknet ist. Durch eine solche Anordnung wird die Haftung der Stücke an den Oberflächen des Fließbetttrockners 80 auf ein Mindestmaß reduziert. Eine übliche Auffangvorrichtung, wie ein nicht dargestellter Staubabscheider, kann an die Luftbearbeitungsvorrichtung des Fließbetttrockners 80 angeschlossen sein, um innerhalb des Fließbetttrockners 80 von der Luft mitgerissene, feine Teilchen wieder zurückzugewinnen. Die von der Auffangvorrichtung wiedergewonnenen Teilchen können im Kreislauf in den Einlauftrichter 10 rückgeführt werden. Warme, trockene Stücke gelangen von dem Fließbetttrockner 80 zu dem Hackmesser 90, wo sie durch die Sägeblätter 92 zerstückelt werden. Die Bruchstücke gelangen zum Sichter 96. Jene Bruchstücke, die größer als die von dem Klassierer festgesetzte Höchstgröße sind, werden in die Feinmahlanlage 98 entleert, wo sie weiter zerkleinert werden. Anschließend werden die entstandenen feineren Stücke in den Klassierer zurückgeführt. Bruchstücke und Teilchen, die kleiner als die von dem Klassierer festgesetzten Mindestgröße sind, werden in den Einlauftrichter 10 rückgeführt, während Bruchstücke, deren Größe zwischen den von dem Klassierer festgesetzten Mindest- und Höchstgrößen liegt, die Vorrichtung durch den Produktionsauslaß 100 verlassen.

Die Farbe, Textur und Dichte des Endproduktes können durch Einstellung der Verfahrensbedingungen variiert werden. Die Stärke der Bindung zwischen Teilchen variiert in direktem Verhältnis mit dem Ausmaß der Bildung derfließfähigen Phase. Die Anwendung von größeren Mengen an Wasserdampf erhöht das Ausmaß der Bildung der fließfähigen Phase und verstärkt somit die Bindung zwischen den Teilchen. Im Falle von Instantkaffee und anderen eßbaren Produkten, wie Instanttee, besteht die Neigung einer Dunkelfärbung des Produktes durch den Wasserdampf. Diese Wirkung variiert in direktem Verhältnis mit der Menge der auf den Teilchen kondensierten Dampf menge und variiert daher mit der angewendeten Menge des Wasserdampfes. Bei kühleren Teilchen besteht die Neigung, daß sie in größerem Ausmaße eine Kondensation des Wasserdampfes auf den Teilchen fördern, und daher fördern kühlere Teilchen eine Dunkelfärbung und die Bildung derfließfähigen Phase. Vorzugsweise haben die Teilchen eine Temperatur von weniger als etwa 40⁰C, wenn sie in die Berührungsstufe mit dem Wasserdampf eingeführt werden. Bei gesättigtem Wasserdampf besteht die Neigung, daß ein größeres Ausmaß an Kondensation auf den Teilchen stattfindet als bei überhitztem Dampf.

Die Stufen des Inberührungbringen der Teilchen mit Wasserdampf, des Ablagerns der Teilchen auf den endlosen Oberflächen und des Verdichtens der Teilchen folgen vorzugsweise rasch aufeinander. Die zwischen dem Inberührungbringen mit Wasserdampf und der Verdichtung verstrichene Zeit ist demgemäß zu kurz, um dem mit dem Wasserdampf gelieferten Wasser zu gestatten, innerhalb der Teilchen eine Gleichgewichtsverteilung zu erreichen, wie etwa durch Diffusion zu den Mittelpunkten der Teilchen. Der Großteil des hinzugefügten Wassers verbleibt in derfließfähigen Phase, bis dieTeilchen verdichtet worden sind. Somit können zufriedenstellende Bedingungen zwischen den Teilchen mit einer nur mäßigen Wasserzugabe in der Stufe des Inberührungbringens mit dem Wasserdampf erzielt werden. Bei typischen Verfahren gemäß der Erfindung wird gesättigter Dampf mit einer Massenströmungsgeschwindigkeit angewendet, die etwa das 0,5fache bis etwas das 0,8fache der Massenströmungsgeschwindigkeit derTeilchen ausmacht. Wasser, das zu dem Material aufgrund der Berührung mit dem Wasserdampf hinzugefügt worden ist, beträgt typischerweise weniger als 6Gew.-%, und typischerweise weniger als 4 Gew.-%, der verdichteten Masse.

In dem Maße, wie sich der Verdichtungsgrad an dem Spalt 72 erhöht, nimmt die Dichte des Endproduktes geringfügig zu und nimmt die Festigkeit der Bindungen zwischen den Teilchen signifikant zu, was zu einer festeren Textur und zu einem größeren Anteil von scharfkantigen Körnern in dem Endprodukt nach der Zerkleinerung führt. Obgleich die vorliegende Erfindung nicht auf irgendeine Theorie betreffend die Funktionsweise beschränkt ist, wird dennoch angenommen, daß die Erhöhung der Bindungsfestigkeit zwischen den Teilchen und die bei einer erhöhten Verdichtung beobachtete festere Textur das Resultat einer besseren Verbindung der fließfähigen Phasen auf benachbarten Teilchen infolge eines innigeren wechselseitigen Eingreifens derTeilchen miteinander sind.

Das zur Schaffung einer zufriedenstellenden Bindung zwischen den Teilchen erforderliche Ausmaß der Bildung der fließfähigen Phase nimmt in dem Maße ab, wie der Verdichtungsgrad zunimmt. Umgekehrt ermöglicht eine Erhöhung des Ausmaßes der Bildung der fließfähigen Phase, wie etwa durch Erhöhen der Menge des angewendeten Wasserdampfes, die Erzielung einer zufriedenstellenden Bindungsfestigkeit bei einem geringeren Verdichtungsgrad. Diese wechselseitige Beziehung ermöglicht die Auswahl von Verfahrensbedingungen zur Schaffung beliebiger Produkttexturen aus einer großen Vielfalt der letzteren, wobei jedoch nach wie vor eine zufriedenstellende Bindungsfestigkeit beibehalten wird. Ist ein Produkt mit einem äußerst festen, scharfkantigen, körnigen Aussehen erwünscht, welches Produkt einem typischen, handelsüblichen, gefriergetrockneten, löslichen Kaffee ähnlich ist, so kann ein relativ hoher Verdichtungsgrad zusammen mit einer relativ niedrigen Dampfrate angewendet werden. Zur Erzielung eines Produktes mit einerschwammigen Textur, welche derjenigen von in üblicherweise agglomeriertem, löslichem Kaffee ähnlich ist, kann eine etwas höhere Dampfrate zusammen mit einem niedrigeren Verdichtungsgrad angewendet werden.

Selbst dann, wenn eine feste Textur erwünscht ist, werden jedoch die Teilchen vorzugsweise nicht zu einer vollständig festen Masse verdichtet. So wird der Verdichtungsgrad vorzugsweise dahingehend geregelt, daß einige Leerräume zwischen den Teilchen zurückbleiben, während dieselben durch den Spalt 72 geführt werden. Anders ausgedrückt, soll das gesamte, absolute Volumen von Teilchen, welches Volumen pro Zeiteinheit in irgendeinen Teil des Spaltes 72 eintritt, kleiner sein als das Produkt, welches erhalten wird, wenn man die Breite des in Frage kommenden Teiles des Spaltes 72 mit dem Mindestabstand zwischen den endlosen Oberflächen an dem Spalt, gemessen an diesem Tei) der Breite des Spaltes 72, multipliziert und dann mit der Geschwindigkeit der endlosen Oberflächen (oder mit der kleineren Geschwindigkeit, falls die Geschwindigkeit der zwei Oberflächen ungleich groß sind) multipliziert. Im Sinne der vorliegenden Unterlagen bedeutet der Ausdruck: „gesamtes, absolutes Volumen" die Summe der Volumina der Einzelteilchen, und schließt somit das Volumen von etwaigen Leerräumen zwischen Teilchen aus. Unter diesen geregelten Verdichtungsbedingungen üben die Walzen typischerweise keinen wesentlichen Druck auf das durch den Spalt 72 geführte Material aus.

Der Verdichtungsgrad steht in direktem Verhältnis zu der Geschwindigkeit, mit der die Teilchen auf den endlosen Oberflächen abgelagert werden, er steht in umgekehrtem Verhältnis zu dem Abstand zwischen den endlosen Oberflächen an dem Spalt 72 und er steht in umgekehrtem Verhältnis zu der Geschwindigkeit, mit der sich die endlosen Oberflächen stromabwärts, durch den Spalt 72 hindurch, bewegen. Jeder dieser Parameter kann, quer über die Breite des Spaltes, entweder gleichförmig oder nichtgleichförmig sein. Bei der oben beschriebenen Vorrichtung, in welcher beide endlose Oberflächen durch starre Walzen 64; 66 von gleichförmigem Durchmesser begrenzt werden, wird die Geschwindigkeit jeder endlosen Oberfläche quer über die Breite des Spaltes 72 gleichförmig sein. Gewöhnlich haben beide Walzen 64; 66 identische Oberflächengeschwindigkeiten. Der Abstand zwischen den endlosen Oberflächen an dem Spalt 72 kann dadurch quer über die Breite des Spaltes 72 gleichförmig gehalten werden, daß man die Träger 70 nach Fig. 2 an entgegengesetzten Enden der Walze 64 einstellt, um quer über die gesamte Breite des Spaltes 72 einen gleichen Abstand zwischen den Achsen der Walzen 64; 66 zu erzielen. Alternativ können die Träger 68 so eingestellt werden, daß ein ungleicher Abstand zwischen den Walzenachsen an entgegengesetzten Enden der Walzen 64; 66 erzielt und dadurch eine lineare Variation im Mindestabstand d zwischen den Walzenoberflächen an dem Spalt 72 längs der Breite w des Spaltes 72 geschaffen wird.

Die Geschwindigkeit, mit der Teilchen auf den endlosen Oberflächen abgelagert werden, kann dadurch nicht-gleichförmig gemacht werden, daß man die drei Fülleinrichtungen bzw. Zuteiler 20 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betreibt, so daß die Teilchen durch jede der Füllöffnungen 24 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten befördert werden. Werden die Zuteiler mit der gleichen Geschwindigkeit betrieben, so werden die durch jede Fülleinrichtung beförderten Teilchen auf die endlosen Oberflächen mit der gleichen durchschnittlichen Geschwindigkeit je Einheitsbreite des Spaltes 72 aufgebracht werden. Aber selbst bei gleichförmigem Betrieb der Zuteiler 20 kann ein gewisses Ausmaß von Veränderung in der Ablagerungsrate je Einheitsbreite des Spaltes 72 längs der Breite des Spaltes 72 vorkommen. Die Teilchen können mit einer etwas größeren Geschwindigkeit auf jenen Teilen der endlosen Oberflächen abgelagert werden, die in der Breitenerstreckung längs des Spaltes 72 auf die Füllöffnungen ausgerichtet sind, als auf jenen Teilen, die zwischen den Öffnungen liegen. Zum Beispiel können Teilchen mit einer etwas größeren Geschwindigkeit auf dem Oberflächenanteil 106 der Walze 64, derauf eine der Füllöffnungen 24 ausgerichtet ist, abgelagert werden, als auf dem Teil 108, der auf den Zwischenraum zwischen benachbarten Füllöffnungen 24 ausgerichtet ist. Das Ausmaß einer derartigen Ungleichförmigkeit kann dadurch geregelt werden, daß man den Abstand zwischen den Füllöffnungen 24 quer über die Breite des Spaltes 72 regelt. Alternativ kann eine solche Ungleichförmigkeit durch Verwendung einer einzigen, schlitzartigen, sich über die volle Breite des Spaltes 72 erstreckenden Füllöffnung 24 praktisch ausgeschaltet werden. Bei einer solchen Anordnung können die Dampfdüsen 30; 32 schlitzartige Öffnungen oder Reihen von kleinen Öffnungen umfassen, die sich parallel zu der Füllöffnung 24 und auf entgegengesetzten Seiten derselben erstrecken.

Die je Produkteinheit aufgebrachte Dampfmenge, und demgemäß das Ausmaß der Bidlung der fließfähigen Phase, kann ebenfalls quer über die Breite des Spaltes 72 gleichförmig oder nicht-gleichförmig sein. Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Vorrichtung können die Dampfströme zu den einzelnen Dampfmänteln 28 nach Fig.2 unabhängig voneinander durch die Ventile 34 variiert werden. Demgemäß können die aus jeder der Füllöffnungen 24 austretenden Teilchen dergleichen oder unterschiedlichen Dampfströmungsgeschwindigkeiten unterworfen sein. Eine nicht-gleichförmige Beaufschlagung mit Dampf kann mit einer nicht-gleichförmigen Verdichtung kombiniert werden. Die Walzen 64; 66 können so eingestellt werden, daß ein größerer Zwischenraum an dem Spalt 72, und somit ein geringerer Verdichtungsgrad, neben einer Kante des Spaltes 72 geschaffen wird. Die Dampfströme können so eingestellt werden, daß eine größere Dampfmenge auf Teilchen angewendet wird, die auf jene Bereiche des Spaltes 72 ausgerichtet sind, wo der Zwischenraum am größten ist. Auf diese Weise werden alle Teilchen Kombinationen von Bildung der fließfähigen Phase und Verdichtungsgrade unterworfen, welche Kombinationen zu einer zufriedenstellenden Bindung zwischen den Teilchen führen, doch werden verschiedenen Teilen des Produktes unterschiedliche Texturen und unterschiedliche Grade von Dunkelfärbung verliehen. Nach derartigen Verfahren kann ein im wesentlichen gleichförmiges Kaffeepulver in ein Endprodukt umgewandelt werden, das buntscheckige Farben und Teilchenformen aufweist, welche Farben und Formen eine große Ähnlichkeit mit geröstetem und gemahlenem Kaffee haben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können auch viele andere Veränderungen der oben beschriebenen Merkmale vorgenommen werden. Zum Beispiel kann die fließfähige Phase an den Oberflächen der Einzelteilchen nach anderen Verfahrensweisen als einem Inberührungbringen der Teilchen mit Wasserdampf ausgebildet werden, wie etwa durch Erhitzen der Teilchen und Aufbringen von versprühtem flüssigem Wasser oder durch Erhitzen zum Schmelzen der Oberflächen der

Teilchen. Die fließfähige Phase kann gebildet werden, nachdem die Teilchen auf den endlosen Oberflächen abgelagert worden sind, und sie kann wieder verfestigt werden, noch bevor die Masse von den endlosen Oberflächen entfernt wird. Es ergeben sich jedoch signifikante Vorteile, wenn man die fließfähige Phase ausbildet, noch bevor die Teilchen auf den endlosen Oberflächen abgelagert werden, und wenn man die fließfähige Phase wieder verfestigt, nachdem die Masse von den endlosen Oberflächen entfernt worden ist. Bei solchen Verfahren besteht keine Notwendigkeit für irgendeine Wärme- oder Massenübertragung, während sich das Material auf den endlosen Oberflächen befindet. Demgemäß besteht auch keine Notwendigkeit für ein längeres Verweilen des Materials auf den endlosen Oberflächen. Das Material braucht nur einen Augenblick lang auf den endlosen Oberflächen zu verweilen, nämlich während es in den Spalt 72 befördert und verdichtet wird. Demgemäß können die endlosen Oberflächen mit hohen Geschwindigkeiten bewegt und rasch wieder im Kreislauf durch den Spalt 72 rückgeführt werden, um hohe Durchsatzraten bei relativ kleinen endlosen Oberflächen, wie z. B. den Umfangsoberflachen von Walzen 64; 66 mit einem angemessenen Durchmesser, zu erzielen. Außerdem kann die Masse leichter von den endlosen Oberflächen entfernt werden, noch bevor die fließfähige Phase verfestigt worden ist.

Die endlosen Oberflächen müssen nicht von Walzen 64; 66 begrenzt werden, sondern können an deren Stelle von einem Paar von Endlosriemen begrenzt sein. Dieses Paar Endlosriemen weist entgegengesetzte, aufeinander zu konvergierende Riemendurchläufe auf, welche zusammenwirkend den Spalt 72 begrenzen. Ein einzelner Endlosriemen und eine einzige Walze können so angeordnet werden, daß die Umfangsoberfläche der Walze zur Begrenzung des Spaltes 72 einem Durchgang des Riemens gegenübersteht. Da Endlosriemen typischerweise komplizierter als Walzen sind, werden Walzen bevorzugt. Obgleich es bevorzugt wird, die Teilchen auf beiden der die Spalte 72 begrenzenden Oberflächen abzulagern, ist es auch möglich, die Teilchen dadurch in den Spalt 72 einzubringen, daß man sie auf nur einer solchen Oberfläche ablagert. Die endlosen Oberflächen brauchen nicht durch Wasserdampf erhitzt werden, sondern können stattdessen auch durch Heißwasser oder durch ein anderes heißes Fluid, oder durch andere übliche Heizeinrichtungen, wie Strahlungsenergie oder elektrische Widerstandsheizung, erhitzt werden. Es ist auch nicht wesentlich, daß beide endlose Oberflächen auf der gleichen Temperatur gehalten werden.

In der Wiederverfestigungsstufe kann irgendein üblicher Trockner verwendet werden. Ein Trockner von dem Typus, der bei üblichen Sprühtrocknungsvorgängen benützt wird, kann sowohl mit den Sprühtrocknungsdüsen als auch mit der veranschaulichten Walzenvorrichtung ausgestattet werden, so daß sowohl Flüssigkeitströpfchen als auch Stücke der Agglomerierungsmasse gleichzeitig in den Trockner eingebracht werden. Typischerweise sind die aus den Flüssigkeitströpfchen gebildeten, sprühgetrockneten Teilchen kleiner als die durch Agglomerierung erhaltenen Bruchstücke. Demgemäß können die sprühgetrockneten Teilchen von den Bruchstücken durch Klassierung nach den Arbeitsvorgängen des Trockners und Zerkleinerns getrennt werden. Die sprühgetrockneten Teilchen können dem Agglomeriemngsvorgang zugeführt werden. Da die vorliegenden Verfahren und Vorrichtungen eine Regelung und Modifizierung der Textur, Farbe und Dichte des Endproduktes beim Agglomerierungsvorgang gestatten, sind die Farbe, Textur und Dichte des dem Agglomerierungsvorgang zugeführten Materials nicht kritisch. Somit können Verfahren, wie Sprühtrocknern, die zur Herstellung des Ausgangspulvers benützt werden, in anderer Hinsicht, wie Aromabeibehaltung und Wirtschaftlichkeit der Betriebsweise, optimiert werden. Die vorliegende Erfindung soll durch die nachfolgenden Beispiele weiter veranschaulicht werden.

Beispiel I:

Ein sprühgetrocknetes, lösliches Kaffeepulver mit einer Raumdichte von etwa 0,26 kg/dm³, einer mittelbraunen Farbe und einem Feuchtigkeitsgehaltvonetwa2,6%wirdaufdieinden Fig. 1 bis 3 veranschaulichte Weise in den Einlauftrichter 10 der Vorrichtung eingebracht. Das Pulver wird mit Teilchen von Untergröße aus dem Klassierungsvorgang vermischt, und das Gemisch wird pulverisiert, wobei die entstandenen Teilchen eine Raumdichte von etwa 0,58kg/dm³ und einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2,75% haben.

Die Teilchen werden mit einer Geschwindigkeit von 5,2 kg/min je Öffnung durch jede von zwei Füllöffnungen 24 eingefüllt. Durch ringförmige Dampfdüsen 30; 32, welche jede Füllöffnung 24 umgeben, werden etwa 0,6kg gesättigter Dampf je kg Teilchen eingeleitet. Die Walzen 64; 66 werden so eingestellt, daß ein gleichförmiger Zwischen raum an dem Spalt 72 von etwa 6 mm geschaffen wird, und sie werden so angetrieben, daß sich ihre Umfangsoberflächen mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 45 m/min bewegen. Der mittlere Feuchtigkeitsgehalt der aus dem Spalt 72 austretenden Masse beträgt ungefähr 5,2%. Die Masse fällt von den Walzen 64; 66 in Stücken herunter, welche durch Einwirkung von Heißluft in einem Fließbetttrockner 80 getrocknet werden, solange sie noch warm sind zerkleinert werden und zu einer Klassiervorrichtung mit zwei Sieben geführt werden, wobei diese Klassiervorrichtung ein oberes Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,83 mm und ein unteres Sieb mit einer lichten Maschenweite von 595 Mikron (fim) aufweist. Bruchstücke, die von dem oberen Sieb zurückgehalten werden, werden einem weiteren Zerkleinerungsvorgang zugeführt und dann in den Klassierer rückgeführt. Teilchen mit Untergröße werden zum Einlauftrichter 10 rückgeführt und mit dem obgenannten, hereinkommenden sprühgetrockneten Pulver vermischt. Das zwischen dem oberen und unteren Sieb gesammelte Produkt besteht in erster Linie aus scharfkantigen Körnern, die eine große Ähnlichkeit mit den Körnern von typischen, gefriergetrockneten Kaffeeprodukten haben. Dieses Produkt hat einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3,8% und eine Dichte von 0,39 kg/dm³. Es ist geringfügig dunkler als das ursprüngliche, sprühgetrocknete Pulver.

Beispiel II:

Ein sprühgetrocknetes Kaffeepulver mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3,5% und einer Raumdichte von 0,39 kg/dm³ wird nach einem Verfahren texturiert, welches im allgemeinen jenem von Beispiel I gleicht, mit den Ausnahmen, daß ungefähr 6,3kg/minfeinstvermahlenen Pulvers durch jede Füllöffnung 24 eingebracht werden, und daß die Walzen 64; 66 so eingestellt werden, daß ein gleichförmiger Zwischenraum von 12,5mm an dem Spalt 72 geschaffen wird und daß sich die Umfangsoberflächen der Walzen 64; 66 mit einer Geschwindigkeit von etwa 92 m/min bewegen. Die Teilchen werden auf diese Weise zu einem signifikant geringeren Ausmaß verdichtet als in Beispiel I. Der Klassierer ist mit einem oberen Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,0 mm und einem unteren Sieb mit einer lichten Maschenweite von 595 Mikron (μιτι) ausgestattet. Das zwischen den Sieben gesammelte Produkt hat ein schwammiges Aussehen und eine Raumdichte von ungefähr 0,25kg/ dm³.

Beispiel III:

Ein sprühgetrockneter Kaffee mit einem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3,6% und einer Raumdichte von 0,26 kg/dm³ wird im wesentlichen gemäß Beispiel I verarbeitet, mit der Ausnah me, daß die Walzen 64; 66 so eingestellt werden, daß an dem Spalt 72 ein nicht-gleichförmiger Zwischenraum entsteht, der sich von 2,5 mm an einem Ende des Spaltes 72 bis auf 10 mm an dem gegenüberliegenden Ende verändert, und daß die Walzen 64; 66 mit Umfangsoberflachengeschwindigkeiten von ungefähr 92 m/min angetrieben werden. Das feinstgemahlene Pulver wird durch eine Füllöffnung 24, welche auf jenen Bereich des Spaltes72 ausgerichtet ist, bei welchem der Zwischenraum klein ist, mit einer Geschwindigkeit von 4,5 kg/min eingebracht, und der Dampf wird auf das aus dieser Fülldüse entleerte Pulver mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,7 kg Dampf/kg Pulver aufgebracht. Pulver wird durch jene Füllöffnung 24, die auf den Bereich des Spaltes 72 ausgerichtet ist, bei welchem der Zwischenraum groß ist, mit einer Geschwindigkeit von etwa 5,4kg/min eingebracht, und weiterhin werden etwa 0,87 kg Dampf auf jedes kg Pulver aufgebracht, das durch diese Füllöffnung 24 eingebracht wird. Der Klassiererist mit einem oberen Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,0mm und mit einem unteren Sieb mit einer lichten Maschenweite von 420 Mikron (μίτι) ausgestattet. Das zwischen den Sieben gesammelte Produkt hat ein buntscheckiges Aussehen, welches eine große Ähnlichkeit mit geröstetem und gemahlenem Kaffee hat. Seine mittlere Farbe ist beträchtlich dunkler als jene des als Ausgangsmaterial eingebrachten, sprühgetrockneten Pulvers, und seine Raumdichte ist mit jener des Ausgangspulvers identisch.

Beispiel IV:

Ein sprühgetrocknetes, lösliches Teepulver mit einem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt von 3,0% und einer Raumdichte von 0,085 kg/dm³ wird im wesentlichen gemäß Beispiel I verarbeitet, mit der Ausnahme, daß dasfeinstgemahlene Pulver durch eine Fülldüse oder Füllöffnung 24 mit einer Geschwindigkeit von 7,5 kg/min eingebracht wird, daß der Dampf in einer Menge von etwa 0,25kg Dampf/kg Pulver angewendet wird, und daß sich die Umfangsoberflächen der Walzen 64; 66 mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 m/min bewegen. Der Klassiererist mit einem oberen Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,18mm und einem unteren Sieb mit einer lichten Maschenweite von 410 Mikron (/im) ausgestattet. Zwischen den Sieben gesammeltes Produkt hat ein schwammiges Aussehen und eine Raumdichte von ungefähr 0,13 kg/dm³.

Beispiel V:

Ein sprühgetrocknetes Kakaogemisch (Magermilch, Zucker, Kakao, und Molkefeststoffe) mit einem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt von 1,0% wird im wesentlichen gemäß Beispiel I verarbeitet, wobei aber die Walzen 64; 66 auf einen gleichförmigen Zwischenraum von 20mm an dem Spalt 72 eingestellt sind und sich mit einer Umfangsoberflächengeschwindigkeit von etwa 110m/min bewegen. Dampf wird in einer Menge von etwa 0,01 kg Dampf/kg Pulver angewendet. Der Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers nach der Verdichtung beträgt etwa 2,0%.

Beispiel Vl:

Ein sprühgetrocknetes, lösliches Zichorienpulver mit einem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt von 2,5% wird im wesentlichen gemäß Beispiel I verarbeitet, wobei aber die Walzen 64; 66 auf einen gleichförmigen Zwischenraum von 12,5 mm an dem Spalt72 eingestellt sind und sich mit einer Umfangsoberflächengeschwindigkeit von ungefähr 110 m/min bewegen. Dampf wird in einer Menge von etwa 0,15kg Dampf/kg Pulver angewendet. Der Feuchtigkeitsgehalt von dem Pulver nach der Verdichtung beträgt etwa 6,5%.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zum Agglomerieren von teilchenförmigen, eßbaren Material, gekennzeichnet durch

(a) Ausbildung einerfließfähigen Phase an den Oberflächen derTeilchen;

(b) Ablagerung der Teilchen auf wenigstens einer von einem Paar von entgegengesetzten, endlosen Oberflächen und Bewegen der Oberflächen in einer stromabwärtigen Richtung durch einen Spalt hindurch, um die Teilchen durch den Spalt hindurch zu befördern, wobei die Oberflächen, während sie sich auf den Spalt zu bewegen, miteinander konvergieren, wodurch die Teilchen verdichtet werden, so daß die fließfähige Phase an den Oberflächen der Teilchen unter Verbindung der Teilchen zu einer Masse verschmilzt;

(c) Entfernen der Masse von der genannten Oberfläche; und

(d) Verfestigen derfließfähigen Phase, wodurch die Masse verfestigt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das eßbare Material wasserlöslich ist, Wasser nur auf die Oberflächenanteile der Teilchen während der Bildungsstufe der fließfähigen Phase hinzugefügt wird, und die Teilchen durch den Spalt hindurchgeführt werden, noch bevor das hinzugefügte Wasser durch die gesamten Teilchen hindurch voll ins Gleichgewicht gekommen ist.
3. Verfahren nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Teilchen dadurch auf den Oberflächen abgelagert werden, daß man sie gegen diese Oberflächen schleudert, und Wasser dadurch zu den Teilchen hinzugefügt wird, daß man sie mit Wasserdampf in Berührung bringt, während sie sich auf die Oberflächen zu bewegen.
4. Verfahren nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Zwischenraum zwischen den Oberflächen an dem Spalt nicht gleichförmig quer über die Breite des Spaltes ist, wobei mehr Dampf auf jene Teilchen angewendet wird, welche auf Bereiche des Spaltes ausgerichtet sind, bei welchen der Zwischenraum größer ist, als auf jene Teilchen, die auf Bereiche des Spaltes ausgerichtet sind, bei welchen der Zwischenraum kleiner ist.
5. Verfahren nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine Wiederverfestig ungsstufe durchgeführt wird, indem das Material zur Entfernung des hinzugefügten Wassers getrocknet wird, wobei wenigstens der Hauptanteil der genannten Trocknungsstufe durchgeführt wird, nachdem die Masse von den genannten Oberflächen entfernt worden ist.
6. Verfahren nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand zwischen den genannten Oberflächen an dem Spalt (72) größer als der mittlere Durchmesser der Teilchen ist.
7. Verfahren nach Punkt 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Teilchen kontinuierlich auf den Oberflächen abgelagert werden und die Oberflächen kontinuierlich stromabwärts durch den Spalt hindurch bewegt werden, wobei die Ablagerungsrate, der Abstand zwischen den Oberflächen an dem Spalt und die Bewegungsgeschwindigkeiten so gewählt werden, daß innerhalb der Masse einige Leerräume vorhanden sind bzw. verbleiben.
8. Verfahren nach Punkt 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß das genannte eßbare Material löslicher Kaffee ist.
9. Vorrichtung zum Agglomerieren eines teilchenförmigen, eßbaren Materials, zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet durch

(a) Einrichtungen für die Zufuhr des teilchenförmigen Materials;

(b) zwei einander gegenüberliegende Elemente oder Walzen (64; 66), von denen jede eine endlose Oberfläche aufweist, wobei die Elemente nebeneinander angeordnet sind und zwischen sich einen Spalt (72) begrenzen, wobei sich die genannten endlosen Oberflächen durch den Spalt (72) hindurch erstrecken und an dem Spalt (72) einander gegenüberstehen;

(c) Einrichtungen zum Bewegen der Elemente auf solche Art und Weise, daß sich aufeinanderfolgende, gegenüberliegende Teile der genannten endlosen Oberflächen in einer stromabwärtigen Richtung in den Spalt (72) hinein und durch denselben hindurch bewegen und miteinander in dem Maße konvergieren, als sie sich stromabwärts, in Richtung auf den Spalt (72) hin, bewegen;

(d) Einrichtungen zum Ablagern dervon den genannten Zufuhreinrichtungen gelieferten Teilchen, stromaufwärts von dem Spalt (72), auf wenigstens einer der endlosen Oberflächen, wodurch die Teilchen von den sich bewegenden, endlosen Oberflächen durch den Spalt (72) hindurch befördert und verdichtet werden;

(e) Einrichtungen zur Ausbildung einerfließfähigen Phase an den Oberflächen derTeilchen, noch bevor sie den Spalt (72) erreichen, so daß bei der Verdichtung derTeilchen die fließfähige Phase auf den Teilchen unter Verbindung derTeilchen zu einer Phase verschmelzen;

(f) Einrichtungen zur Wiederverfestigung derfließfähigen Phase nach dem Durchgang durch den Spalt (72); und

(g) Einrichtungen zum Entfernen der Masse von den endlosen Oberflächen.
10. Vorrichtung nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß Einrichtungen zur Ausbildung derfließfähigen Phase Einrichtungen zum Hinzufügen von Feuchtigkeit auf die Oberflächen der Teilchen umfassen, und worin die Einrichtungen zur Wiederverfestigung Einrichtungen zum Trocknen der Masse, nachdem sie von den endlosen Oberflächen entfernt worden ist, umfassen.
11. Vorrichtung nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtungen zum Ablagern eine Füllöffnung (24), welche entfernt von den Elementen angeordnet ist, und Einrichtungen zum Führen derTeilchen durch die Füllöffnung (24) in Richtung auf die Elemente hin umfassen, wobei die genannten Einrichtungen zum Hinzufügen von Feuchtigkeit Einrichtungen zum Aufbringen von Wasserdampf auf die Teilchen, während sich dieselben von der Füllöffnung (24) in Richtung auf die genannten Elemente hin bewegen, umfassen.
12. Vorrichtung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtungen zum Aufbringen von Wasserdampf eine Dampfdüse (30; 32), die neben der Füllöffnung (24) angeordnet ist und auf die genannten Elemente ausgerichtet ist, und Einrichtungen für die Zufuhr von Wasserdampf zu der Dampfdüse (30; 32) umfassen, so daß der Wasserdampf aus der Dampfdüse (30; 32) als ein Strahl austritt, welcher auf den Spalt (72) ausgerichtet ist, und wobei die Vorrichtung weiterhin eine Kammer (26), die ein stromaufwärtiges Ende, das neben den Elementen gelegen ist, und Seitenwände (42; 44), welche sich zwischen diesen Enden erstrecken, aufweist, und Einrichtungen zum Führen eines trockenen Gases längs der genannten Seitenwände (42; 44) umfaßt, wobei die Füllöffnung (24) und die Dampfdüse (30; 32) in das Innere der Kammer (26) gerichtet sind, um die Teilchen und Wasserdampf durch die Kammer (26) in Richtung auf die Elemente hinzuführen.

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Agglomerieren eßbarer Materialien.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Teilchenförmige eßbare Materialien werden gewöhnlich agglomeriert, um die Raumdichte, das Aussehen und andere Eigenschaften des Produktes herzustellen. Typischerweise werden wasserlösliche, teilchenförmige Materialien, wie löslicher oder „Instant"-Kaffee, dadurch agglomeriert, daß man die Teilchen einem kräftigen Strahl aus Wasserdampf aussetzt. Der Wasserdampf kondensiert auf den Teilchen, wobei er sie befeuchtet und erwärmt, so daß jedes Teilchen mit einem klebrigen, fließfähigen Überzug aus weichem, nassem Material bedeckt ist. Wenn die überzogenen Teilchen in der von dem Strahl geschaffenen, wirbelnden Umgebung miteinander in Berührung kommen, so haften die Teilchen aneinander, und die Überzüge auf den aneinander angrenzenden Teilchen verschmelzen miteinander, wodurch die Teilchen miteinander zu Agglomeraten verbunden werden. Beim Trocknen verfestigen sich die verschmolzenen Überzüge und bilden Verschweißungen zwischen benachbarten Teilchen in jedem Agglomerat.

Verfahren dieser Art führen typischerweise zu Agglomeraten mit glatten, abgerundeten Kanten und einer schwammigen Textur. Im Falle von löslichem Kaffee haben die Agglomerate gewöhnlich eine gleichmäßig dunkle Farbe. Derartige Agglomerate sehen nicht wie gerösteter und gemahlener Kaffee aus. Gerösteter und gemahlener Kaffee enthält gewöhnlich Teilchen mit verschiedenen Formen, darunter auch einige scharfkantige, körnige Teilchen, die unterschiedliche Farben — von hellbraun bis dunkelbraun — aufweisen. Lösliche Kaffeesorten, die nach Gefriertrockungsverfahren hergestellt worden sind, bei denen keine Agglomerierung vorkommt, enthalten typischerweise scharfkantige Teilchen. Die Konsumenten neigen dazu, das Aussehen von geröstetem und gemahlenem Kaffee und das Aussehen von gefriergetrocknetem Kaffee mit der Aromaqualität in Verbindung zu bringen.

DasWasserdampfstahl-Agglomerierungsverfahren erfordert typischerweise große Mengen von Wasserdampf für jede Produktionseinheit, um ein zufriedenstellendes Schmelzen zwischen den Teilchen zu erzielen. Ein hoher Dampfverbrauch bedeutet auch hohe Kosten. Darüber hinaus verursacht die Einwirkung des Wasserdampfes auf die Teilchen typischerweise einen beträchtlichen Verlust an flüchtigen Aromabestandteilen, wobei dieser Effekt gewöhnlich in unmittelbarer Beziehung zur angewendeten Dampfmenge steht.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Agglomerieren zur Verfügung zu stellen, welche kostengünstig durchzuführen ist und Aromaverluste vermeidet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Agglomerieren von teilchenförmigen, eßbaren Material sowie eine dazugehörige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wobei die Teilchenform und -farbe von löslichem Kaffee demjenigen aus geröstetem und gemahlenem oder gefriergetrocknetem Kaffee anzugleichen ist sowie die Raumdichte des Produktes besser geregelt wird.

Erfindungsgemäß wird bei dem Agglomerierungsverfahren eine fließfähige Phase an den Oberflächen derTeilchen gebildet, und die Teilchen werden auf wenigstens einer Oberfläche von einem Paar von einander entgegengesetzten beweglichen Oberflächen abgelagert, wobei diese letzteren die endlosen Oberflächen von Zylindern oder Riemen sein können. Die Oberflächen bewegen sich in einer stromabwärts gerichteten Richtung durch einen Spalt bzw. durch einen Walzenspalt, so daß sie die Teilchen durch den Spalt befördern. In dem Maße, als sich die Oberflächen in den Spalt hineinbewegen, nähern sie sich einander an und verdichten die Teilchen. Wenn die Teilchen miteinander in Berührung kommen, verschmelzen die fließfähigen Überzüge auf benachbarten Teilchen miteinander, so daß die Teilchen dadurch zu einer Masse verbunden werden. Die Masse wird von der Oberfläche entfernt, und die fließfähige Phase wird zum Festwerdenlassen der Masse wieder verfestigt. Die Masse kann zur Schaffung von schließlich erhaltenen Teilchen der gewünschten Größe gebrochen werden. Das innige, wechselseitige Eingreifen zwischen den Teilchen, welches Eingreifen durch die Anwendung der beweglichen Oberflächen erreicht wird, fördert ein wirksames Verschmelzen zwischen benachbarten Teilchen. Wird die fließfähige Phase durch Einwirkung von Wasserdampf auf die Teilchen gebildet, so sind die zur Erzielung eines zufriedenstellenden Verschmelzens erforderlichen Dampfmengen typischerweise geringer als jene Dampfmengen, die bei den üblichen Wasserdampfstrahlverfahren benötigt werden. Erfindungsgemäße Verfahren verringern daher die Kosten und Aromaverluste, die gewöhnlich mit einer Wasserdampfeinwirkung verbunden sind.