DD247834A5

DD247834A5 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von teilchenfoermigem material

Info

Publication number: DD247834A5
Application number: DD86291805A
Authority: DD
Inventors: Sheng-Hsuing Hsu
Original assignee: ��@��@��@��@�K@�Kk��
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1987-07-22
Also published as: NO862638D0; ES556319A0; NZ216695A; EP0207384A3; JPS626634A; IE861646L; PH22792A; EP0207384A2; KR940008383B1; PT82872B; YU43997B; KR870000869A; AU585998B2; ATE76262T1; CA1252980A; HU200664B; AU5929986A; ZA864724B; CN86104893A; IN167178B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von teilchenfoermigem Material sowie eine Vorrichtung zur Ausfuehrung des erfindungsgemaessen Verfahrens fuer die Anwendung bei der Herstellung von Trockenprodukten von Nahrungs- und Genussmitteln, beispielsweise von loeslichem Kaffee. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens, mit dem ein Produkt von ansprechendem Aussehen und vollem Aroma hergestellt werden kann. Erfindungsgemaess wird ein pulverfoermiges, wasserloesliches Material dadurch agglomeriert, dass man das Material in einem Strom durch eine Befeuchtungszone schleudert, dass man Wasserdampf oder Nebel in Richtung auf den Strom in der Befeuchtungszone lenkt, so dass der Strom von dem nach innen, in Richtung auf den Strom hin, stroemenden Wasserdampf oder Nebel umgeben ist, wodurch die Teilchen befeuchtet und miteinander verschmolzen werden, und dass man das Material dann trocknet. Teilchen des Materials koennen miteinander unter Bildung von Klumpen vor dem Befeuchten verbunden werden.

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Teilchenförmige eßbare Materialien, wie löslicher oder „Instant"-Kaffee, werden gewöhnlich agglomeriert, um die Teilchengröße, die Raumdichte und andere Eigenschaften einzustellen. Typischerweise wird das zu agglomerierende Material der Einwirkung eines kräftigen Strahles aus Wasserdampf ausgesetzt. In dem Maße, wie der Wasserdampf kondensiert, befeuchtet und erwärmt er die Teilchen, so daß dieselben mit einem klebrigen Überzug aus weichem, nassem Material bedeckt sind. Wenn die überzogenen Teilchen in der wirbelnden Umgebung miteinander in Berührung kommen, so haften sie aneinander, und die Überzüge auf den aneinander angrenzenden Teilchen verschmelzen miteinander. Beim Trocknen verfestigen sich die verschmolzenen Überzüge und bilden Verschweißungen zwischen benachbarten Teilchen. Verfahrensweise dieser Art führen gewöhnlich zu Agglomeraten mit glatten, abgerundeten Kanten und einer schwammartigen Textur. Gewöhnlich müssen die Oberflächen der Teilchen von dem Wasserdampf gründlich benetzt werden, um eine zufriedenstellende Agglomerierung zu erzielen. Ein solches gründliches Benetzen hat eine charakteristische, typischerweise gleichförmige Wirkung auf die Farbe des Produktes. Im Falle von Kaffee haben die Agglomerate typischerweise eine gleich mäßig dunkle Farbe.

Ein solches Produkt sieht nicht wie gerösteter und gemahlener Kaffee aus. Gerösteter und gemahlener Kaffee enthält scharfkantige Flocken von buntscheckiger Farbe, die in erster Linie dunkel ist, aber einige hellere Flecken aufweist. Die Konsumenten bringen das Aussehen von geröstetem und gemahlenem Kaffee mit der Aromaqualität in Verbindung. Demgemäß bestand daher ein Bedarf nach einer verbesserten Regelung der Teilchenform und des Teilchenaussehens bei der Agglomerierung von löslichem Kaffee und von anderen Produkten.

Traditionelle Agglomerierungsverfahren erfordern typischerweise große Mengen von Wasserdampf und verursachen einen Verlust an flüchtigen Aromabestandteilen aus dem agglomerierten Material. Demgemäß bestand eine Nachfrage nach Verfahren und Vorrichtungen, welche diese Nachteile lindern.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zum Behandeln eines wasserlöslichen teilchenförmigen Materials, insbesondere für die Herstellung von Instant-Kaffee, mit dem ein Produkt von ansprechendem Aussehen und gutem Aroma hergestellt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit Hilfe deren ein Produkt mit den gewünschten Eigenschaften hergestellt werden kann.

Bei Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird das teilchenförmige Material in einem Strom durch eine Befeuchtungszone geschleudert. Ein wässeriges Gas wird von außerhalb des Umfanges des Stromes in Richtung auf denselben gelenkt, so daß das nach innen, in Richtung auf den Mittelpunkt des Stromes strömende wässerige Gas den Strom umgibt. Der Ausdruck „wässeriges Gas", wie er im Rahmen der vorliegenden Erfindung gebraucht wird, umfaßt Wasserdampf sowie Aerosole von feinen Wassertröpfchen, die in Wasserdampf oder in einem anderen Gas dispergiert sind. Das wässerige Gas befeuchtet die Teilchen und bildet eine flüssige oder quasi-flüssige Phase an den Oberflächen der Teilchen. Miteinander kollidierende oder aneinander angrenzende Teilchen werden miteinander aufgrund des Verschmelzens ihrer flüssigen bzw. quasi-flüssigen Phasen verbunden, wodurch Agglomerate gebildet werden. Die Agglomerate werden dann zum Verfestigen der verschmolzenen Phasen getrocknet und vorzugsweise auf die gewünschte Größe zerkleinert.

Erfindungsgemäß wird das Material in einem Strom von im allgemeinen kreisförmigem Querschnitt geschleudert und das wäßrige Gel strömt in Richtung auf die Achse des Stromes hin, wobei die Geschwindigkeit dieser Strömung im wesentlichen rund um den Umfang des Stromes herum konstant ist.

Das genannte wässerige Gas ist erfindungsgemäß Wasserdampf. Dieser Wasserdampf wird durch einen sich rund um den Strom herum erstreckenden Diffusor hindurch gelenkt.

Das Material wird dadurch geschleudert, daß man es durch eine Füllöffnung am stromaufwärtigen Ende der Befeuchtungszone hindurchführt.

In einer weiteren Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Wasserdampf in stromabwärtiger Richtung mit Ultraschallgeschwindigkeit in unmittelbarer Nähe des Stromes aus einer in unmittelbarer Nähe der genannten Füllöffnung .

gelgenen Dampföffnung ausgestoßen.

Das Material wird durch Hindurchführen durch eine Füllöffnung am stromaufwärtigen Ende der Befeuchtungszone ausgestoßen.

Ein Kühlgas wird in stromabwärtiger Richtung mit Unterschallgeschwindigkeit rund um die Außenseite der Füllöffnung herum zugeführt.

Obgleich die vorliegende Erfindung nicht durch irgendeine Theorie betreffend die Betriebsweise eingeschränkt wird, so wird dennoch angenommen, daß das nach innen strömende wässerige Gas die Neigung zeigt, den Strom von teilchenförmigem Material innerhalb eines relativ kleinen Volumens einzuschließen, wodurch die Anzahl von Teilchen je Volumeneinheit oder „Teilchenbevölkerungsdichte" in dem Strom auf ein Maximum gebracht wird. Es wird angenommen, daß die relativ hohe Teilchenbevölkerungsdichte, die in dem Strom vorherrscht, die Wahrscheinlichkeit einer Berührung zwischen Teilchen in der Befeuchtungszone und damit auch die Wahrscheinlichkeit eines Verschmelzens zwischen Teilchen erhöht. Das nach innen strömende, wässerige Gas hat vorzugsweise eine relativ niedrige Geschwindigkeit und schafft signifikantes Ausmaß von Turbulenz. Es wird angenommen, daß unter den in der Befeuchtungszone herrschenden, relativ ruhigen Bedingungen die Teilchen miteinander bei niedrigen Relativgeschwindigkeiten in Berührung kommen, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Verschmelzens weiter erhöht wird. Vorzugsweise wird wenigstens der Hauptanteil des wässerigen Gases in die Befeuchtungszone mit einer Geschwindigkeitskomponente in der zum Teilchenweg parallel verlaufenden Richtung von gleich Null eingeleitet. Da das wässerige Gas die Teilchen längs des Weges derselben nicht nennenswert beschleunigt, wird die Verweilzeit der Teilchen in der Befeuchtungszone auf ein Maximum gebracht, wodurch das Verschmelzen der Teilchen weiter gefördert wird.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Teilchen vorder Befeuchtungsstufe unter Bildung von Klumpen miteinander verbunden werden, wie z.B. durch Verdichten des Materials. Die Klumpen werden in den Strom von teilchenförmigem Material geschleudert und werden in der Befeuchtungszone mit dem wässerigen Gas in Berührung gebracht. Unter den in der Befeuchtungszone herrschenden, relativ ruhigen Bedingungen werden die Klumpen nicht vollständig zu Einzelteilchen auseinandergebrochen. Vielmehr überdauert wenigstens ein Teil der ursprünglichen Klumpenstruktur die Befeuchtungsstufe. Die in jedem überdauernden Klumpen vorhandenen Teilchen bleiben miteinander während der gesamten Befeuchtungsstufe in Berührung und verschmelzen beim Befeuchten miteinander in wirksamer Weise unter Bildung von Agglomeraten.

Die Verfahrensbedingungen in der Befeuchtungsstufe können entweder so ausgewählt werden, daß sich ein gründliches Benetzen aller Teilchen in jedem Klumpen und somit die Wirkung eines gleichmäßigen Dunkelfärbens ergibt, oder sie können so ausgewählt werden, daß sich ein gründliches Benetzen von Teilchen an den Außenoberflächen der Klumpen, aber ein unvollständiges Benetzen von Teilchen im Inneren der Klumpen ergibt. Ein solches ungleichförmiges Benetzen führt zu Agglomeraten mit einem dunklen Äußeren und einem hellen Inneren. Bei einer anschließenden Zerstückelung werden die hellen Innenteile freigelegt und bilden helle Flecken, welche denjenigen in geröstetem und gemahlenem Kaffee ähneln. Es wird angenommen, daß die Beibehaltung der Klumpenstruktur während der Befeuchtungsstufe zur Erhaltung des Aromas beiträgt. Obwohl die vorliegende Erfindung nicht durch irgendeine Funktionstheorie beschränkt wird, so wird dennoch angenommen, daß der Aromaverlust aus den Teilchen im Inneren jedes Klumpens durch den Absch'irmungseffekt der umgebenden Teilchen auf ein Minimum herabgesetzt wird.

Die bevorzugten Agglomerierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine Regelung derTexturoder Teilchenform, der Farbe und Dichte des Produktes, um im wesentlichen irgendeine gewünschte Kombination dieser Eigenschaften innerhalb äußerst breiter Bereiche zu erzielen. So kann löslicher Kaffee entweder unter Bildung von scharfkantigen Körnern, welche den Teilchen von geröstetem und gemahlenem Kaffee ähneln, oder unter Bildung von schwammigen Teilchen, welche in üblicher Weise agglomerierten Produkten ähnlich sind, agglomeriert werden, wobei jede beliebige Farbe von einem hellen Braun bis zu einem ans Schwarze grenzenden Dunkelbraun, und jede beliebige Raumdichte, von etwa 17g/dl bis etwa 30g/dl, eingestellt werden können. Darüber hinaus kann bei Verwendung von Wasserdampf als wässeriges Gas nach den erfindungsgemäßen Agglomerierungsverfahren typischerweise das Material mit niedrigeren Raten von Dampfbeaufschlagung agglomeriert werden, als dies bei den bisher benützten Dampfstrahlverfahren der Fall gewesen ist. Derartige niedrigere Dampfraten neigen dazu, die Verluste an flüchtigen Geschmacks- und Aromabestandteilen aus dem Material auf ein Minimum herabzusetzen.

Die Teilchengröße des behandelten Materials hat einen signifikanten Einfluß auf die erzielten Resultate. Teilchen mit einer kleineren Teilchengröße als etwa 50μΐη erleichtern die Bildung von Klumpen vor dem Befeuchten. Die Behandlung solcher kleinerTeilchen nach den vorliegenden Verfahren, mit oder ohne die vorhergehende Stufe der Bildung von Klumpen, führt eher zur Ausbildung eines agglomerierten Produktes mit einer scharfkantigen, körnigen Textur. Größere Teilchen, mit einer Teilchengröße bis zu etwa 200μ.ιη, führen eher zu einer schwammigen Textur. Bei noch größeren Teilchen fällt der Agglomerierungsgrad stark ab. Sehr große Teilchen können nach den vorliegenden Verfahren behandelt werden, um sie ohne nennenswerte Agglomerierung dunkel zu färben.

Die vorliegende Erfindung schafft auch verbesserte Vorrichtungen zum Behandeln von teilchenförmigem Material. Vorrichtungen gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung können Einrichtungen zum Schleudern eines Stromes des Materials längs eines Weges in einer stromabwärtigen Richtung, Einrichtungen für die Zufuhr eines wässerigen Gases auf solche Art und Weise, daß das nach innen, in Richtung auf den Weg zuströmende wässerige Gas, den Strom umgibt, und Einrichtungen zum Trocknen des Materials umfassen. Die Vorrichtungen können auch Einrichtungen zum Verbinden von Teilchen miteinander unter Bildung von Klumpen, und Einrichtungen zum Zerstückeln des Materials nach dem Befeuchten umfassen. Die Einrichtungen für die Zufuhr des wässerigen Gases umfassen einen Diffusor, der sich rund um den genannten Weg erstreckt und Einrichtungen zum Aufbringen von Wasserdampf auf den Diffusor, so daß der Wasserdampf durch den Diffusor in Richtung auf den Weg hin diffundiert. Der genannte Diffusor ist ausgebildet als eine sich in vertikaler Richtung erstreckende rohrförmige Ummantelung, worin die genannten Einrichtungen zum Schleudern eine Füllöffnung, welche neben dem oberen Ende der Ummantelung angeordnet ist, und Einrichtungen zur Abgabe des Materials durch die genannte Füllöffnung umfassen. Die genannte Ummantelung ist eine Rotationsfläche um eine sich in vertikaler Richtung erstreckende Achse, wobei die Ummantelung eine im wesentlichen gleichmäßige Porosität rund um ihren Umfang herum aufweist, und wobei die genannten Dampfzufuhreinrichtungen dahingehend wirksam sind, daß sie Wasserdampf auf die Außenseite der Ummantelung bei einem im wesentlichen gleichmäßigen Druck rund um den Umfang der Ummantelung herum aufbringen; und wobei die genannte' Füllöffnung kreisförmig und auf die Achse der Ummantelung ausgerichtet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt weiterhin eine Dampföffnung, welche unmittelbar neben der genannten Füllöffnung angeordnet und stromabwärts gerichtet ist, und Einrichtungen für die Zufuhr von Wasserdampf zu der genannten Dampföffnung unter einem vorbestimmten Druck umfaßt.

Weiterhin umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung Einrichtungen zum Ausstoßen eines Kühlgases in stromabwärtiger Richtung und rund um die Füllöffnung herum.

Sie umfaßt weiterhin Einrichtugen zum Verbinden von Teilchen des Materials miteinander unter Bildung von Klumpen und zum Ausstoßen der Klumpen in den genannten Strom sowie Einrichtungen zum Zerkleinern von wenigstens einem Teil des Materials, nachdem es der Einwirkung des wässerigen Gases ausgesetzt gewesen ist.

Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert. In der beiliegenden Zeichnung zeigen:

Fig. 1: ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 2: eine schematische Teilansicht, im Querschnitt und in vergrößertem Maßstabe, der in Fig. 1 veranschaulichten Vorrichtung;

Fig.3: eine schematische Teilansicht einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 4: eine schematische, perspektivische Teilansicht einer Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5: eine schematische Teilansicht einer Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Eingehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen:

Die in Fig. 1 veranschaulichte Vorrichtung umfaßt einen Einlauftrichter 10, der über ein pneumatischer Fluidisierungs- und Fördersystem 12 und einen Wärmeaustauscher mit einer Feinstmahlanlage 16 verbunden ist, die ihrerseits mit einer Fülleinrichtung 18 verbunden ist. Diese Einrichtung umfaßt eine röhrenförmige Ummantelung 20 mit einer Öffnung 22 an ihrem Auslaßende und einer Schnecke 24, die innerhalb der Ummantelung 20 zur Ausführung von Drehbewegungen montiert ist. Die Schnecke 24 ist mit einem Motor 26 mit veränderlicher Geschwindigkeit verbunden.

Die Öffnung 22 ist mit dem Einlauftrichter 28 einer Düsenbaueinheit 30 verbunden, welche oberhalb der Kammer 31 eines Trockners montiert ist. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, umfaßt die Düsenbaueinheit 30 ein zylindrisches Füllrohr 32, welches mit dem Boden des Einlauftrichters 28 verbunden ist, wobei das Füllrohr 32 keine kreisförmige Füllöffnung 34 an seinem unteren oderstromabwärtigen Ende aufweist. Das obere Ende des Einlauftrichters 28 ist zur Atmosphäre hin offen.

Eine Mehrzahl von Düsenringen 36 ist koaxial zu dem Füllrohr 32 montiert, so daß die Düsenringe 36 das untere Ende des Füllrohrs 32 umgeben und sich geringfügig stromabwärts von der Füllöffnung 34 erstrecken. Der innerste Düsenring 36 und die Wand des Füllrohrs 32 begrenzen unter Zusammenwirkung miteinander einen ringförmigen Zwischenraum 38, der zur Atmosphäre hin offen ist. Die Düsenringe 36 begrenzen unter Zusammenwirkung miteinander ein Paar von ringförmigen Dampföffnungen 40, welche über ein einstellbares Druckregelventil 44 mit einer Quelle 42 für Wasserdampf verbunden sind.

Andere (nicht dargestellte) entsprechende Eirichtungen können ebenfalls zum Überwachen und Regeln der Strömungsgeschwindigkeit, des Druckes und der Temperatur des zu den Öffnungen geleiteten Wasserdampfes und zum Entfernen von Kondensat aus dem Wasserdampf vorgesehen sein.

Eine Diffusionsbaueinheit 46 ist unterhalb der Düsenringe 36 und des Füllrohrs 32 angeordnet. Die Baueinheit umfaßt einen Mantel bzw. einen porösen, zylindrischen Kragen 48 aus gesintertem, rostfreiem Stahl, welche Ummantelung bzw. welcher Kragen 48 koaxial zu dem Füllrohr 32 ist, wobei der Kragen 48 eine Befeuchtungskammer 50 unterhalb des Füllrohrs 32

begrenzt. .

Durch den Kragen 48 erstreckt sich eine sehr große Anzahl mikroskopischer Poren, wobei diese Poren über die Oberflächen des Kragens 48 gleichmäßig verteilt sind. Die Wandstruktur 52 begrenzt einen Ringkanal 54, der den Kragen 48 umgibt und der Außenseite des Kragens 48 um dessen gesamten Umfang herum gegenüberliegt. Der Ringkanal 54 ist über ein einstellbares Regelventil 56 mit der Quelle 42 für Wasserdampf verbunden, und es können (nicht dargestellte) zusätzliche Überwachungs-und Regelgeräte zum Regeln der Dampfbedingungen innerhalb des Ringkanals 54 und zum Entfernen von Kondensat aus dem Wasserdampf vorgesehen sein. Eine obere Wand 60 verbindet die Wandstruktur 52 mit dem äußersten Düsenring 36, so daß das obere oder stromaufwärtige Ende der Befeuchtungskammer 50 mit Ausnahme des Füllrohrs 32, des ringförmigen Zwischenraumes 38 und der Dampföffnungen 40 verschlossen ist.

Ein Aspiratorring 62 ist unmittelbar unterhalb der Wandstruktur 52 montiert. Ein ringförmiger Schlitz 64 in dem Aspiratorring 62 ist mit einer schmalen, nach innen und unten gerichteten, ringförmigen Aspiratordüse 66 neben dem unteren oder stromabwärtigen Ende des Kragens 48 verbunden, wobei die ringförmige Düse 66 mit dem Kragen 48 koaxial ist. Der Schlitz 64 ist über einen einstellbaren Regler 68 mit einer Quelle für Druckluft 70 verbunden.

Die Düsenbaueinheit 30 ist oberhalb der Trocknerkammer 31 montiert und ist von oben auf eine Öffnung in der oberen Wand der

Kammer 31 ausgerichtet, wobei zwischen der Außenseite der Düsenbaueinheit 30 und den Kanten der Öffnung ein Abstand_72

vorhanden ist. Die Trocknerkammer 31 kann die Kammer eines üblichen Trockners sein, der im Handel als ein Trockner mit oben gelegenem Einlaß (top-inlet dryer) bekannt ist. Ein solcher Trockner umfaßt eine entsprechende, übliche (nicht dargestellte) . Ausrüstung, die mit der Kammer verbunden ist und zum Erhitzen von Luft und zum Durchziehen der erhitzten Luft durch die Kammer dient. Die die Luft handhabende Ausrüstung wird auf solche Art und Weise angeordnet, daß sie den Innenraum der Kammer auf einem geringfügig subatmosphärischen Druck hält. Neben dem Boden der Kammer 31 ist ein Produktauslaß 96 (Fig. 1) vorgesehen. Ein Staubabscheider 100 ist so angeordnet, daß er feine Teilchen aus der Kammer 31 austretenden Luft abfängt und die gesammelten Teilchen wieder zurück in das Fördersystem 12 führt.

Der Produktauslaß 96 der Trocknerkammer 31 ist mit einer üblichen Siebvorrichtung oder einem Klassierer 102 verbunden, welche Siebvorrichtung bzw. welcher Klassierer 102, so angeordnet ist, daß sie bzw. er das hereinkommende Material nach der Größe trennt. Der Klassierer 102 hat einen Überkornauslaß 104 für die Entnahme von Teilchen mit Übergröße, einen Unterkornauslaß 106 für die Entnahme von Teilchen mit Untergröße und einem Produktauslaß 108 für die Entnahme von Material, dessen Teilchengröße in den gewünschten, dazwischenliegenden Größenbereich fällt. Eine Einrichtung wie ein (nicht dargestellter) Fließbettkühler kann zum Kühlen des entnommenen Produktes mit der Produktauslaßöffnung 108 verbunden sein. Der Unterkornauslaß 106 ist mit dem Fördersystem 12 verbunden.

Der Überkornauslaß 104 ist über einen Hubförderer 110 mit einem Zerkleinerer 112 verbunden, welcher seinerseits so angeordnet ist, daß er wieder zurück in den Einlaß des Klassierers 102 entleert. Der Zerkleinerer 112 kann ein Paar von gegenläufigen parallelen Wellen umfasse, von denen jede eine Mehrzahl von scheibenartigen, gazahnten Blättern darauf montiert aufweist, wobei sich die Blätter auf jeder Welle zwischen die Blätter auf der gegenüberliegenden Welle hineinerstrecken. Ein entsprechender (nicht dargestellter) Antrieb ist für die schnelle Drehung der Wellen vorgesehen, so daß Material, das in den Zerkleinerer 112 hineingeführt wird, zwischen die Blätter auf den gegenläufigen Wellen gelangt. Bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden Teilchen, die durch Sprühtrocknen eines wässerigen Extraktes von Röstkaffee gebildet worden sind, von dem Einlauftrichter 10 durch den Wärmeaustauscher 14 zu der Feinstmahlanlage 16 geführt. Winzige Teilchen werden von der Feinstmahlanlage 16 in die Fülleinrichtung 18 eingespeist. Die Schnecke 24 wird durch den Motor 26 in Drehung versetzt, so daß sie die Teilchen stromabwärts, durch die Öffnung 22 hindurch, befördert. Das Material gelangt von der Öffnung 22 nach unten, und zwar durch den Speisetrichter 28 zu dem Füllrohr 32 der Düsenbaueinheit 30 (Fig. 2), und fällt durch die Füllöffnung 34 am Ende des Rohres 32. Von der Füllöffnung 34 wird daher ein Strom von teilchenförmigem Material mit einem imallgemeinen kreisförmigem Querschnitt und einem Durchmesser, welcher ungefähr gleich groß wie der Durchmesser derTeilchen 34 ist, in einer nach unten oder stromabwärts verlaufenden Richtung, auf einem imallgemeinen vertikalen Weg längs der verlängerten Achse 114 des Füllrohrs 32, geschleudert. Die Quelle 42 für Wasserdampf und die Regelvorrichtung 56 halten den Ringkanal 54 unter einem vorbestimmten Dampfdruck. Der Wasserdampf diffundiert durch die Wand des Kragens 48 und strömt nach innen, in Richtung auf die Achse 114, unter Bildung einer Wolke in der Befeuchtungskammer 50. In dem Maße, wie die Teilchen auf den Wasserdampf treffen, kondensiert ein Teil des Wasserdampfes auf den Teilchen.

Da der Ringkanal 54 dem Strömen von Wasserdampf keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt, und da der Ringkanal 54 dem Kragen 48 über dessen gesamten Umfang gegenüberliegt, ist der Kragen 48 über seinen gesamten Umfang einem im wesentlichen gleichförmigen Dampfdruck ausgesetzt. Da der Kragen 48 von im wesentlichen gleichförmiger Porosität ist, diffundiert der Wasserdampf durch den Kragen 48 mit einer im wesentlichen über den gesamten Umfang des Kragens 48 gleichförmigen, niedrigen Geschwindigkeit in der Radialrichtung, in Richtung auf die Achse 114 hin, ein. Durch den Kragen 48 hindurchtretender Wasserdampf strömt von der Oberfläche des Kragens 48 in der zur Kragenoberfläche senkrechten Richtung weg und hat daher in der von stromaufwärts nach stromabwärts verlaufenden Richtung, parallel zur Achse, im wesentlichen eine Geschwindigkeit von gleich Null.

Wasserdampf, der zu den Öffnungen 40 über die Regelvorrichtung 44 unter einem sehr niedrigen Druck geliefert wird, strömt stromabwärts von den Öffnungen 40 mit einer Unterschallgeschwindigkeit neben dem Strom derTeilchen und vermischt sich mit der Wolke, wodurch zusätzliches Wasser zum Befeuchten derTeilchen geschaffen wird.

Der aus den Dampföffnungen 40 austretende Wasserdampf hindert die Wolke daran, sich in stromaufwärtiger Richtung auszubreiten, und löst auch eine stromabwärtige Strömung von relativ kühler Umgebungsluft durch den Ringspalt 38 und durch den oben offenen Einlauftrichter 28 und durch das Füllrohr 32 aus. Die Luft kühlt das Füllrohr 32 und hindert den Wasserdampf daran, in das Füll rohr 32 einzudringen. Dies verhindert wiederum ein Ankleben des Materials indem Füll rohr 32, an den Wänden des Rohres. Indem Maße, wie die kühle Luft stromabwärts, in die Wolke aus Wasserdampf, gelangt, fördert sie die Kondensation von Wasserdampf auf den Teilchen.

Druckluft gelangt von dem ringförmigen Schlitz 64 in dem Aspiratorring durch die ringförmige Düse 66 und bewegt sich nach unten oder stromabwärts mit einer parallel zur Achse 114 signifikanten Geschwindigkeit. Da die Luft mit einer gleichförmigen Geschwidigkeit rund um die Achse 114 herum abgegeben wird, werden die Teilchen nicht in eine quer zur Achse 114 verlaufende Richtung abgelenkt. Das stromabwärtige Strömen der Luft von der ringförmigen Düse 66 reißt Teilchen und Gase neben der stromabwärtigen Kante der Kammer 50 mit und führt dieselben zwangsweise stromabwärts, in die Trocknerkammer 31. In dem Maße, wie die Teilchen stromabwärts, durch die Befeuchtungskammer 50, strömen, vermischt sich die auf den Teilchen kondensierte Feuchtigkeit mit den Feststoffen auf den Oberflächen der Teilchen und löst diese Feststoffe auf. Gleichzeitig wird durch Wärmeübertragung von dem Wasserdampf auf die Teilchen die Temperatur des Materials erhöht. Diese beiden Wirkungen tragen zur Bildung einer flüssigen oder quasi-flüssigen, fließfähigen Phase an den Oberflächen derTeilchen bei. In dem Maße, wie die Teilchen miteinander kollidieren, verschmelzen die fließfähigen Phasen auf den Oberflächen der miteinander kollidierenden Teilchen miteinander, wodurch die Teilchen zu Agglomeraten verschmelzen.

In dem Maße, wie die Agglomerate in die Trocknerkammer 31 gelangen, treffen sie auf ein Gemisch aus in die Trocknerkammer 31, durch den Abstand 72 gezogener Umgebungsluft und aus heißer, trockener Luft, die in den Trockner 31 durch die die Luft handhabene Ausrüstung eingebracht wird. Die Agglomerate geben das Wasser aus der fließfähigen Phase ab, wobei die Teilchen in jedem Agglomerat in einem Zustand zurückbleiben, in welchem sie miteinander durch festes Material aus der fließfähigen Phase verschweißt sind. Die getrockneten Agglomerate treten aus der Kammer durch den Auslaß 96 (Fig. 1) aus und gelangen in den Klassierer 102. Agglomerate mit Übergröße werden durch den Senkrechtförderer (Elevator) 110 zu dem Zerkleinerer 112 geleitet, wo sie zerstückelt werden. Die Stücke werden zurück zu dem Klassierer 102 dirigiert. Agglomerate und Stücke in dem gewünschten Größenbereich verlassen das System durch den Produktauslaß 108. Agglomerate und Stücke mit Untergröße gelangen zu rück zu dem Förderer 12, wo sie zusammen mit frischem Beschickungsmaterial in das Verfahren wieder eingeführt werden. Von dem Staubabscheider 100 aus der Luft, welche aus dem Trockner austritt, abgefangene, feine Teilchen werden erneut in den Förderer 12 eingebracht, um den Kreislauf durch das Verfahren nochmals zu durchlaufen. Das Agglomerierungsverfahren kann dadurch gefördert werden, daß einige oder alle Teilchen miteinander unter Bildung von Klumpen in einer Vorstufe verbunden werden, bevor das Material in die Befeuchtungskammer 50 eintritt. Die im Rahmen der Erfindung erwähnte Klumpenbildung umfaßt typischerweise kein Verschmelzen derTeilchen miteinander, sondern nützt vielmehr die natürliche Neigung winzigerTeilchen, aneinander zu haften, aus. Diese Neigung nimmt bei abnehmender Größe derTeilchen zu; Teilchen miteinerTeilchengröße von weniger als etwa ΙΟΟμ,ηη, und in höher bevorzugtem Maße von weniger als etwa 50/xm, ergeben die am meisten zufriedenstellende, vorhergehende Klumpenbildung.

Die vorhergehende Klumpenbildung kann durch Verdichten und/oder Anfeuchten des teilchenförmigen Materials, bevor dasselbe in die Befeuchtungskammer 50 eingebracht wird, gefördert werden. So können der Durchmesser der begrenzten Öffnung 22 der Fülleinrichtung 18 (Fig. 1) und die Strömungsgeschwindigkeit des teilchenförmigen Materialsso ausgewählt werden, daß das Material während seines Durchganges durch die Öffnung 22 verdichtet wird.

Die Befeuchtung des Materials zur Förderung der Klumpenbildung umfaßt vorzugsweise keine Einwirkung von flüssigem Wasser oder von einem wässerigen Gas auf die Teilchen. Luft mit einer relativem Feuchtigkeit von etwa 60-80% kann mit dem teilchenförmigen Material zur Einstellung von dessen Feuchtigkeitsgehalt in Berührung gebracht werden. Vorzugsweise haben die Teilchen einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen etwa 2 Gew.-%und etwa 8 Gew.-%, wenn sie zu Klumpen verformt werden; in höherem Maße bevorzugt sind etwa 3 V2% bis etwa 4 ¹/2%; und in höchstem Maße bevorzugt ist ein Feuchtigkeitsgehalt von etwa 4%. Klumpen können auch ohne Verdichtung, im Zuge von gewöhnlichen Handhabungs- und Förderarbeitsvorgängen, gebildet werden, und zwar insbesondere dann, wenn die Teilchengröße und der Feuchtigkeitsgehalt eine Klumpenbildung begünstigen.

Klumpen, die vor der Befeuchtungsstufe gebildet worden sind, gelangen in die Befeuchtungskammer 50 in dem Strom von teilchenförmigem Material, und werden von dem Wasserdampf in der Kammer 50 befeuchtet. Die jeden einzelnen Klumpen aufbauenden Teilchen stehen bereits in Berührung miteinander. Beim Befeuchten bildet sich eine fließfähige Phase in den Lücken zwischen den Teilchen in jedem Klumpen, wodurch die Teilchen in den Klumpen zu Agglomeraten verschmelzen. Einzelne Klumpen können auch miteinander, mit Einzelklumpen und mit vorher aus Einzelklumpen gebildeten Agglomeraten verschmelzen.

Vordem Verschmelzen kann auch ein gewisses Ausmaß an Abrieb von Klumpen stattfinden. Die in der Befeuchtungskammer 50 herrschenden, relativ ruhigen Bedingungen führen jedoch eher dazu, einen etwaigen derartigen Abrieb auf ein Minimum herabzusetzen. Diejenigen Bedingungen, die eine Abriebbildung begünstigen — geringe Teilchengröße, Verdichtung und Anfeuchtung —, führen auch eher dazu, stärkere Klumpen entstehen zu lassen, welche einem Abrieb Widerstand entgegensetzen. Vorzugsweise werden die Verfahrensbedingungen derart ausgewählt, daß wenigstens einige der Klumpenstrukturen überdauern, daß heißt also derart, daß wenigstens einige der Teilchen, die in den Klumpen aneinander gebunden sind, während der Befeuchtungsstufe aneinander gebunden bleiben und daher in den in die Trocknerkammer 31 eintretenden Agglomerate aneinander gebunden sind.

Ob nun Klumpen vor der Befeuchtungsstufe gebildet werden oder nicht, es variieren jedenfalls das Aussehen und die Dichte des Endproduktes mit dem während des Durchganges durch die Wolke von wässerigem Gas erzielten Befeuchtungsgrad. Ein höherer Befeuchtungsgrad führt eher zu einem dunkleren und geringfügig dichteren Produkt. Die vorherige Klumpenbildung bietet jedoch eine zusätzliche Möglichkeit zur Regelung des Aussehens des Produktes. Bei einem relativ hohen Befeuchtungsgrad werden sämtliche Teilchenoberflächen in jedem Klumpen benetzt, so daß das Produkt somit gleichmäßig dunkel gefärbt wird. Ein begrenztes Befeuchten führt zu einem ungleichmäßigen Benetzen innerhalb jedes Klumpens, wobei die Teilchenoberflächen im Inneren der Klumpen weniger benetzt werden und daher eine hellere Farbe aufweisen als die Teilchenoberflächen an den Außenseiten der Klumpen. Die hell gefärbten Innenstrukturen werden bei der Zerstückelung freigelegt, wodurch das Produkt ein ungleichförmiges, gesprenkeltes Aussehen erhält.

Der Befeuchtungsgrad ist direkt proportional zu der Zeitdauer, während welcher die Klumpen der Einwirkung der Wolke ausgesetzt sind, und ist weiterhin direkt proportional zu dem Feuchtigkeitsgehalt der Wolke.

Der Feuchtigkeitsgehalt der Wolke hängt unmittelbar von dem Dampfstrom ab, mit dem die Wolke gespeist wird, und wird hauptsächlich durch die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes durch den Diffusor 46 geregelt. Strömungsgeschwindigkeiten des Wasserdampfes durch den Diffusor 46 oder Kragen 48 von bis zu etwa 10 kg/min/m² Diffusoroberfläche werden bevorzugt, und Strömungsgeschwindigkeiten zwischen etwa 5 und 50kg/min/m²Diffusoroberflächesind in höherem Maße bevorzugt. Wasserdampf, der in die Befeuchtungskammer 50 mit derartigen, relativ niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten je Flächeneinheit eintritt, schafft keine wesentliche Turbulenz. Für löslichen Kaffee beträgt die Gesamtströmungsgeschwindigkeit des Wasserdampfes durch den Diffusor 46 typischerweise etwa 0,9 bis etwa 2,4kg/min/l des Volumens der Befeuchtungskammer 50, und etwa 0,25 bis etwa 0,50 kg je kg des verarbeiteten teilchenförmigen Materials. Die Exponierungsdauer hängt unmittelbar von der Länge des Teilchenweges durch die Wolke und daher von der Länge der Befeuchtungskammer 50 in der parallel zu diesem Weg verlaufenden Richtung ab. Befeuchtungskammern mit einer Länge von etwa 2,5cm bis etwa 20cm und einem Durchmesser von etwa 5cm bis 25cm werden bevorzugt.

Die Exponierungsdauer ist umgekehrt proportional zu der stromabwärtigen Geschwindigkeitskomponente der Gase innerhalb der Befeuchtungskammer 50. Die stromabwärtige Geschwindigkeitskomponente hängt ihrerseits von dem kombinierten Effekt des Wasserdampfes und der Luft ab, welche durch die Dampföffnungen 40 und durch den die Füllöffnung 34 umgebenden, ringförmigen Zwischenraum 38 eintreten.

Wasserdampf, der durch die Dampföffnungen 40 eingeleitet wird, neigt dazu, die Klumpen in der stromabwärtigen Richtung zu beschleunigen, wodurch der erzielte Befeuchtungsgrad vermindert wird. Darüber hinaus können übermäßige Strömungsgeschwindigkeiten des Wasserdampfes eine unerwünschte Turbulenz und einen übermäßigen Abrieb der Klumpen verursachen. Demgemäß wird es bevorzugt, den Wasserdampf durch die Öffnungen 40 mit der Mindestgeschwindigkeit einzuspeisen, welche erforderlich ist, um zu verhindern, daß sich die Dampfwolke in der stromaufwärtigen Richtung, in die Füllöffnung 34 hinein, ausbreitet. Es können Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 10m/sec angewendet werden. Bei einer so niedrigen Geschwindigkeit kann eine unterkritische Dampfströmung dadurch erzielt werden, daß man den Wasserdampf zu den Öffnungen 40 bei einem Druck von weniger als etwa 9kPa, und in höher bevorzugtem Maße, bei einem Druck von weniger als 4 kPa, oberhalb des in der Befeuchtungskammer 50 herrschenden Druckes führt. Typischerweise liegt der Wert des Druckes in der Kammer 50 nahe bei Atmosphärendruck.

Die in die Befeuchtungskammer 50 gerichtete Luftströmung, um das Füllrohr 32 herum und durch dasselbe hindurch, stellt vorzugsweise die Mindestluftströmung dar, welche erforderlich ist, um das Füllrohr 32 kühl und trocken zu halten. Typischerweise ist eine Luftströmungsgeschwindigkeit von etwa 1 m/sec durch den das Füllrohr 32 umgebenden, ringförmigen Zwischenraum 38 zufriedenstellend. Gewöhnlich ist die Luftströmungsgeschwindigkeit durch das Füllrohr 32 geringer als die Luftströmungsgeschwindigkeit durch den ringförmigen Zwischenraum.

Der durch den porösen Diffusor 46 oder durch den porösen Kragen 48 strömende Wasserdampf hat keinen nennenswerten Einfluß auf die Geschwindigkeitskomponente in der stromabwärtigen Richtung, so daß die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampfes durch den Kragen 48 somit eingestellt werden kann, ohne daß dadurch die Verweilzeit der Teilchen in der Befeuchtungskammer 50 in nennenswerter Weise verändert würde. Durch Variieren der Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampfes durch den Kragen 48 können die Konzentration des Wasserdampfes oder die Feuchtigkeit innerhalb der Kammer 50 nach Belieben eingestellt werden, um die Teilchen in dem gewünschten Ausmaß zu befeuchten. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampfes durch den Diffusor 46 kann variiert werden, ohne daß irgend ein anderer Aspekt der Betriebsweise in ungünstiger Weise verändert würde. So zeigt der durch den Diffusor 46 eingespeiste Wasserdampf keine

Neigung dazu. Luft mitzuschleppen. Was immer die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampfes durch den Diffusor 46 sein irmaa, stets wird die einzige, in die Befeuchtungskammer 50 eintretende Luft jene Luft sein, die absichtlich rund um die Füllöffnung 34!foerum und durch dieselbe hindurch eingelassen wird. Dies stellt einen signifikanten Vorteil dar, zumal überschüssige Luft die Befeuchtungswirkung einer Wolke aus Wasserdampf stören kann.

Dteirdurch den Diffusor 46 in die Befeuchtungskammer 50 eintretende Wasserdampf hat eine radiale (Besehwindigkeitskomponente, welche nach innen, in Richtung auf die Achse des Teilchenstromes hin, gerichtet ist. Somit gibt es,, zumindest in der unmittelbaren Nachbarschaft des Umfanges der Kammer 50, sowohl eine nach innen gerichtete Strömung afeauch eine in stromabwärtiger Richtung gerichtete Strömung. Der aus der Füllöffnung austretende Teilchenstrom ist somit worn Wasserdampf umgeben, welcher nach innen, in Richtung auf den Mittelpunkt des Teilchenstromes hin, und zwar von außerhalb des Umfanges dieses Teilchenstromes, strömt. Die nach innen gerichtete Dampfströmung neigt dazu, die Teilchen eiimzuschließen und einen relativ schmalen Teilchenstrom aufrecht zu erhalten, welcher die Achse in deren unmittelbarer Nähe iwmgibt. Ein derartiges Einschließen hält die Teilchen von dem Kragen 48 entfernt und verhindert somit eine Anhäufung von festem Material auf dem Kragen 48. Es wird angenommen, daß das Einschließen der Teilchen zu einem schmalen Strom zur Aiuifnechterhaltung einer relativ hohen Anzahl von Teilchen pro Volumenseinheit, oder einer relativ hohen Teifchenbevölkerungsdichte innerhalb des Stromes, führt, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen zwischen Teilchen in (fen Strom erhöht Und die Agglomerierung gefördert wird. Sind in dem Strom die in einer vorhergehenden Stufe gebildeten Kltannpen vorhanden, dann wird die Wahrscheinlichkeit von Kollosionen zwischen Klumpen, und die Wahrscheinlichkeit von Kaitosionen zwischen Einzelteilchen und Klumpen, ebenfalls erhöht, so daß die Agglomerierung weiter gefördert wird. Hsttein Produkt erwünscht, dessen Korntextur derjenigen von geröstetem oder gemahlenem Kaffee ähVielt, so sollten die in dem Verfahren verwendeten Teilchen eine mittlere Teilchengröße von weniger als etwa 40μιη haben. Ein deutlicher Übergangspunkt tiÄin dem Bereich von 40—50μιτι auf; bei Teilchen, deren mittlere Teilchengröße größer als etwa 50/xm ist, neigt das Produkt dazu, eine schwammige Textur zu haben, die derjenigen von Materialien ähnlich ist, die nach üblichen Verfahren agglomeriert worden sind. Bei Teilchen, deren mittlere Teilchengröße kleiner als etwa 40μ.ιτ> ist, hat das Produkt eine körnige Textur; es wird aragenommen, daß beim Befeuchten und Trocknen Agglomerate mit glatter Oberfläche entstehen, die während der Zerstückelung zu scharfkantigen Körnern zerbrochen werden. Obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf irgendeine Theorie betreffend die Betriebsweise beschränkt ist, wird angenommen, daß das nach innen strömende, wässerige Gas zur Bildung der Agglomerate mit glatter Oberfläche beiträgt.

Kein den vorliegenden Unterlagen erwähnte Teilchengröße betrifft die mittlere Teilchengröße des Materials, und zwar bestimmt nach Lichtstreuungsmethoden unter Verwendung eines M1CROTRAC™ Particle Size Analyzers oder unter Verwendung eines anderen Gerätes mit den gleichen Kennmerkmalen. Teilchen der gewünschten Größe werden typischerweise durch Pulverisieren oder Vermählen von größeren Teilchen erhalten.

DTeoben beschriebenen Verfahrensbedingungen können so eingestellt werden, daß sich viele verschiedene Kombinationen von Ptradukteigenschaften ergeben. So kann ein dunkelfarbiges Produkt mit niedriger Dichte unter Verwendung relativ großer Teilchen und unter Anwendung von nur geringer oder gar keiner Verdichtung, und bei einem relativ hohen Befeuchtungsgrad erzeugt werden. Ein relativ hell gefärbtes Produkt von hoher Dichte kann durch eine Kombination von geringer Teilchengröße, SCIwimpenbildung mit einem hohen Verdichtungsgrad und einem niedrigen Befeuchtungsgrad erzeugt werden, während ein dunkelfarbiges Produkt von hoher Dichte mit der gleichen Teilchengröße und dem gleichen Verdichtungsgrad, aber mit einem höheren Befeuchtungsgrad, hergestellt werden kann. Bei seiner Anwendung auf löslichen Kaffee kann das vorliegende Verfahren Produkte liefern, welche handelsüblichen, gefriergetrockneten Körnern, oder den Teilchen von geröstetem und gemahlenem Kaffee, oder von in üblicherweise agglomeriertem Kaffee, mit irgendeiner beliebigen Raumdichte zwischen etwa 17g/dl und etwa 30g/dl, ähneln. Normalerweise können diese unterschiedlichen Produkte ohne irgendwelche Modifikationen am der Vorrichtung erzeugt werden.

Bei einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche teilweise in Fig.3 veranschaulicht ist, fördert die Feinstmahlanlage 16'in einen Trog 120 mit einem porösen Boden 122. Befeuchtete Luft unter Druck, die durch die Lüftungseinheit"T24in die Kammer 126 unterhalb des Bodens 122 angeliefert wird, wird nach oben, durch dien porösen Boden, geblasen. Ein Schwinggenerator 128 schüttelt den Trog 120 vorsichtig, so daß das von der Feinstmahlanlage T6'in den Trog 120 eingebrachte Material längs des porösen Bodens 122 vorbewegt wird. Die vorbewegten Teilchen treffen auf dite befeuchtete Luft und kommen auch miteinander, unter Bildung von Klumpen, in Berührung, welche Klumpen in den Einlauftrichter 28' und von dort durch die Düsenbaueinheit 30' und den Trockner 31', zur weiteren Verarbeitung in der oben beschriebenen Weise, geführt werden. Die Förder- und Befeuchtungsvorrichtung bildet somit die Klumpen ohne Verdichtung. Wenn das dem Verfahren zugeführte Beschickungsmaterial den richtigen Feuchtigkeitsgehalt hat, kann eine gewöhnliche Fördervorrichtung ohne Befeuchtungsausrüstung einen ausreichenden Kontakt der Teilchen miteinander zustandebringen. Obgleich auf diese Art und Weise die Anwendung von Vibration zur Klumpenbiidung benützt werden kann, sei bemerkt, daß eine äußerst kräftige Vibration den gegenteiligen Effekt haben kann und ein Zerfallen der Klumpen verursachen kann. Bei einer weiteren Variante kann die Befeuchtungs- und Fördervorrichtung mit einer Verdichtungsvorrichtung kombiniert werden. So kann zwischen der Feinstmahlanlage 16 und dem Einlaß der in Fig. 1 dargestellten Schneckenfördervorrichtung 18 ein Befeuchtungsvibrationsfördererderin Fig.3 veranschaulichten Art angeordnet werden.

Die oben beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung aufzuweichen, auch auf vielerlei andere Weise modifiziert werden. So können beispielsweise die Arbeitsvorgänge des Klassierens und Zerkleinerns weggelassen werden, und das Produkt kann direkt aus dem Auslaß des Trockners entnommen werden. Die aus dem Klassiervorgang kommenden, feinen Teilchen müssen nicht, wie beschrieben, im Kreislauf in das Verfahren rückgeführt werden, sondern können statt dessen auf andere Weise verwendet werden.

Nach einer weiteren Variante kann der gleiche Trockner gleichzeitig sowohl für das oben erwähnte Agglomerierungsverfahren als auch zum Trocknen eines flüssigen Materials verwendet werden. Während das zu agglomerierende Material durch die Düsenbaueinheit 30 (Fig. 1) zugeführt wird, können feine Tröpfchen des flüssigen Materials über eine übliche Sprühtrocknungsdüse 130 in das Innere des Trockners eingespritzt werden. Typischerweise sind die aus einer solchen Flüssigkeit gebildeten, sprühgetrockneten Teilchen signifikant kleiner als die Agglormerate. Ein signifikanter Anteil der sprühgetrockneten Teilchen wird von dem Luftstrom innerhalb des Trockners mitgerissen, von dem Staubabscheider 100 abgefangen und dem Fördersystem 12 zugeführt. Die anderen sprühgetrockneten Teilchen werden von den getrockneten Klumpen in dem Klassierer 102 abgetrennt und gelangen durch den Unterkornauslaß 106 zurück zu dem Fördersystem 12. Somit werden die

sprühgetrockneten Teilchen dem Agglormerierungsverfahren über die Feinstmahlanlage 16 zugeführt. Nach einer weiteren Variante kann der Klassierer 102 so angeordnet sein, daß einige sprühgetrocknete Teilchen zusammen mit den getrockneten Klumpen in dem durch den Auslaß 108 abgezogenen Endprodukt erhalten bleiben, wodurch ein Produkt erhalten wird, welches ein Gemisch von verschiedenen Teilchengrößen und Texturen enthält.

Die oben beschriebene Vorrichtung umfaßt eine kreisförmige Füllöffnung 34, zur Schaffung eines Teilchenstromes von kreisförmigem Durchmesser, und einen Diffusor 46 in der Form einer Drehfläche um eine Achse 114, die auf die Füllöffnung 34 ausgerichtet ist, um eine radiale Strömung von wässerigem Gas in Richtung auf die Achse 114 des Teilchenstromes hinzu erzielen. Es wird angenommen, daß durch die Kombination eines kreisförmigen Teilchenstromes mit einer radialen Gasströmung ein optimales Einschließen des teilchenförmigen Stromes von dem nach innen stömenden Wasserdampf erzielt wird. Es können jedoch auch andere Ausführungsformen angewendet werden. Die Fig.4veranschaulichte Düsenbaueinheit umfaßt ein Füllrohr 232 von rechteckigem Querschnitt, welches eine langgestreckte, schlitzartige Füllöffnung 233 begrenzt. Ein vorhangartiger Strom von teilchenförmigem Material wird in Stromabwärtiger Richtung längs eines Weges in der Ebene 234 abgelassen. Ein Paar von langgestreckten Dampfverteilern 242, von denen jeder eine langgestreckte, schlitzartige Dampfdüse oder -öffnung 252 aufweist, erstreckt sich auf gegenüberliegende Seiten der Füllöffnung 233, parallel zu deren Längsachse. Durch diese Öffnungen 252 abgelassener Wasserdampf wird stromabwärts geführt und zieht durch ein Paar von langgestreckten Zwischenräumen 258 zwischen den Düsen 252 und dem Füllrohr 232 Kühlluft herein.

Der Diffusor umfaßt ein Paar von langen, flachen, porösen Platten 274, welche auf gegenüberliegenden Seiten der Ebene 234 angeordnet sind, und ein Paar von kurzen, porösen Platten 275, von denen nur eine dargestellt ist, welches Paarsich zwischen den langen Platten 274, und zwar an deren gegenüberliegenden Enden, erstreckt. Die porösen Platten 274; 275 begrenzen zusammenwirkend ein rechteckiges Rohr, welches den Teilchenweg auf allen Seiten umgibt. Durch die langen Platten 274 abgelassener Wasserdampf strömt nach innen, in Richtung auf die Breitseiten des Teilchenstromes hin, während durch die kurzen Platten 275 abgegebener Wasserdampf nach innen, in Richtung auf die Ränder des Teilchenstro.mes hin, strömt. Der Diffusor muß nicht, wie oben beschrieben, mikroskopische Poren oder Durchlöcherungen aufweisen. Ein zufriedenstellender, aber wenig bevorzugter Diffusor kann diskrete, sichtbare Perforationen aufweisen. Im Sinne der vorliegenden Unterlagen bedeutet der Ausdruck „Diffusor" einen Körper mit einer perforierten oder porösen Oberfläche, wobei diese Poren oder Perforationen so dicht beieinander liegen, daß Wasserdampf, der durch die Poren oder Perforationen austritt, unmittelbar neben der Oberfläche des Körpers zu einem im wesentlichen kontinuierlichen Fluß verschmilzt, der sich in der senkrecht zur Oberfläche verlaufenden Richtung bewegt. Zufriedenstellende Diffusoren können aus feingewobenem Maschendraht erzeugt werden.

Vorzugsweise ist der in die Befeuchtungskammer 50 eingeführte Wasserdampf gesättigter Wasserdampf. Überhitzter Dampf ist weniger bevorzugt, zumal er typischerweise eine geringere Befeuchtungswirkung hervorbringt. Es kann auch nasser Wasserdampf, welcher ein Nebel von feinen Wassertröpfchen in gesättigtem Wasserdampf ist, verwendet werden. Es können auch andere wässerige Gase verwendet werden, welche Nebelbildungen von mikroskopischen Wassertröpfchen umfassen, die in anderen Gasen als Wasserdampf dispergiert sind. Ein Nebel kann in-die Befeuchtungskammer 50 in dem gewünschten Strömungsmuster dadurch eingespeist werden, daß man den Nebel in die Befeuchtungskammer 50 durch geeignete Leitungen einleitet. Beispielsweise umfaßt die in Fig. 5 schematisch dargestellte Vorrichtung eine ringförmige Ummantelung 300 mit einer Achse 302 und einer Mehrzahl von sich in radialer Richtung erstreckenden Schaufeln 304. Der Strom von teilchenförmigem Material wird in die Befeuchtungskammer 50 längs der Achse 302 eingeführt. Nebel, der in die Ummantelung 300 in unmittelbarer Nähe ihres Umfanges über die Einlasse 306 eingeführt wird, strömt radial nach innen, in Richtung auf die Achse 302 hin. Somit ist der Strom von teilchenförmigem Material von einem Nebel aus wässerigen Gasen umgeben, welcher nach innen, in Richtung auf die Achse 302 hin, strömt.

Es können auch andere wasserlösliche, teilchenförmige Materialien als Kaffee nach Verfahrensweisen gemäß der vorliegenden Erfindung agglomeriert werden. Im Sinne der vorliegenden Unterlagen bedeutet der Ausdruck: „wasserlösliches, teilchenförmiges Material" ein wasserlösliches, teilchenförmiges Material, welches beim Befeuchten eine fließfähige Phase bilden wird, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob es sich bei einer solchen fließfähigen Phase um eine echte Lösung handelt, und ohne Rücksicht darauf, ob die fließfähige Phase alle Bestandteile des Materials enthält. Unter den Materialien, die agglomeriert werden können, sind löslicher Tee, lösliches Zichorienpulver, lösliches Gerstenextraktpulver, Magermilchpulver und Mischgetränke auf Kakaobasis. Es können auch Kombinationen derartiger Materialien agglomeriert werden. Die oben beschriebene Vorrichtung kann auch zum Dunkelfärben der oben erwähnten Materialien und anderer hygroskopischer, pulverförmiger Materialien, ohne signifikante Agglomerierung, verwendet werden. Feste, einheitliche Körner des Materials werden durch das Füllrohr der Düsenbaueinheit geleitet und der Einwirkung der Wolke aus Wasserdampf ausgesetzt, wodurch die Außenseite von jedem einzelnen Korn befeuchtet und dunkel gefärbt wird. Die befeuchteten Körner werden dann getrocknet. Auf diese Art und Weise behandelte Körner sind typischerweise viel größer als die winzigen Teilchen, die in dem oben beschriebenen Agglomerierungsverfahren verschmolzen werden. Tatsächlich können die Körner Agglomerate sein, die als Ergebnis des Agglomerierungsverfahrens erhalten worden sind.

Methoden zum Dunkelfärben nach diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung benützen Wasserdampf oder andere wässerige Gase in wirksamer Weise zur Erzielung des gewünschten Effektes einer Dunkelfärbung. Das die ruhende Wolke an dem Teilchenweg bildende wässerige Gas verleiht den durch die Wolke geschleuderten Körnern keinerlei nennenswerte Geschwindigkeit. Demgemäß kann die Zufuhr des wässerigen Gases und daher der Feuchtigkeitsgehalt der Wolke nach Bedarf erhöht werden, um das gewünschte Ausmaß an Dunkelfärbung ohne Beeinflussung der Verweilzeit der Körner in der Wolke zu erzielen. Im Gegensatz hierzu kann unter Anwendung von Methoden, bei denen nur ein Dampfstrahl aus einer Düse eingesetzt wird, nur ein beschränkter Effekt im Sinne einer Dunkelfärbung erzielt werden. Versuche zur Erhöhung der Dunkelfärbungswirkung durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampfes in einem solchen Strahl bewirkten genau das Gegenteil; eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampfes treibt die Körner mit höheren Geschwindigkeiten an und vermindert somit die Verweilzeit der Körner in dem Wasserdampf.

Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Agglomerierungsverfahren der oben beschriebenen Art so eingestellt, daß dabei verschmolzene, aber relativ hell gefärbte Agglomerate produziert werden. Einige dieser Agglomerate werden dann einem Dunkelfärbungsvorgang, wie beschrieben, unterworfen, und werden dann wieder mit den hell gefärbten Agglomeraten vermischt; wobei ein Produkt von buntscheckigem Aussehen geschaffen wird. Die für die Arbeitsvorgänge der Agglomerierung und der tSunkelfärbung verwendeten Düsenbaueinheiten können die gleiche Trocknerkammer beschicken.

Somit wird das aus der Trocknerkammer abgezogene Material ein Gemisch aus dunkel gefärbten und nicht dunkel gefärbten Agg lomeraten sein. Der Auslaß aus dem Zerkleinerer kann mit der zum Dunkelfärben verwendeten Düsen baueinheit verbunden werden, so daß nur die aus der Zerkleinerung von Agglomeraten mit Übergröße resultierenden Stücke erneut einem Arbeitsvorgang der Dunkelfärbung unterworfen werden. Da Agglomerate von Übergröße nur bei dem Arbeitsvorgang der Agglomerierung, aber nicht in dem Arbeitsvorgang der Dunkelfärbung, erzeugt werden, wird das im Kreislauf in den Arbeitsvorgang der Dunkelfärbung rückgeführte Material kein bereits vorher dunkel gefärbtes Material enthalten.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einigen Beispielen noch näher erläutert.

Beispiel I:

Ein sprühgetrocknetes Kaffeeextraktpulver wird auf eine mittlere Teilchengröße von 24/j.m pulverisiert, in Luft (über Gebläse) zu einem Zyklonabscheider befördert und von dem Zyklonabscheider in einen Schneckenförderer überführt. Die Schnecke zwängt das Pulver durch eine Öffnung mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,35kg/min/cm² der Querschnittsfläche der Öffnung. Das Pulver tritt aus der Öffnung in der Form eines Stromes von festen Teilchen aus, welcher zu Klumpen zerbricht, während er in das Füllrohr der Agglomerierungsdüsenbaueinheit fällt.

Die Düsenbaueinheit gleicht der in Fig. 2 veranschaulichten, doch gibt es keinen Zwischenraum zwischen den ringförmigen Dampföffnungen und dem Füllrohr, so daß die innere, ringförmige Dampföffnung unmittelbar das Füllrohr umgibt. Es wurde auch der Aspiratorring weggelassen. Der Diffusor ist ein poröser Kragen mit Poren von 1 /um. Wasserdampf unter einem Druck von 750 bis 1500 Pa wird durch die ringförmigen Dampföffnungen mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 1,28 x 10³kg/ min/m² Öffnungsfläche eingespeist. Wasserdampf unter einem Druck von etwa 17kPa wird auf die Außenseite des porösen Kragens gebracht und diffundiert durch denselben mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 13,3 kg/min m² Diffusorf lache hindurch.

In dem Maße, wie sie durch die Wolke aus Wasserdampf innerhalb des Kragens wandern, werden die Klumpen in Agglomerate umgewandelt. Die Agglomerate gelangen in eine Vortrockenkammer, wo sie auf warme, trockene Luft treffen und in unmittelbarer Nähe ihrer Oberflächen teilweise getrocknet werden. Die Agglomerate gelangen aus dieser Kammer in ein Fließbett, wo sie bis auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt von etwa 3,2% weiter getrocknet werden. Die getrockneten Agglomerate gelangen zu einem Sichter (Sieb), der mit einem oberen Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,68mm und einem unteren Sieb mit einer lichten Maschenweite von 595μιη ausgerüstet ist. Die Agglomerate von Übergröße werden einem Zerkleinerer zugeführt und werden dann wieder zu rück zu dem Sichter (Sieb) geleitet, während die Stücke mit Untergröße im Kreislauf in die Feinstmahlanlage rückgeführt werden.

Daszwischen dem oberen und unteren Sieb gesammelte Produkt besteht in erster Linie aus scharfkantigen Stücken, die ähnliche Formen wie die Teilchen von geröstetem und gemahlenem Kaffee haben. Das Produkt hat eine gefällige dunkle Farbe mit hellen Flecken, deren Aussehen demjenigen der hellfarbigen, in geröstetem und gemahlenem Kaffee vorzufindenden Flecken ähnlich ist.

Beispiel 2:

In dem Maße, wie der auf den porösen Kragen beaufschlagte Dampfdruck bei dem Verfahren des Beispiels 1 fortschreitend auf 7kPa vermindert wird, und dementsprechend die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampfes durch den porösen Kragen auf etwa 6,7 kg/min/m² Diffusorfläche verringert wird, wird das Produkt fortschreitend heller, und die Dichte des Produktes nimmt fortschreitend ab, wobei die Ergebnisse von fortschreitend niedrigeren Befeuchtungsgraden aufgezeigt werden. In dem Maße, wie der auf den porösen Kragen beaufschlagte Dampfdruck fortschreitend auf etwa 21 kPa erhöht wird, was zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampfes durch den Diffusor auf etwa 19 kg/min/m² Diffusoroberfläche führt, wird das Produkt fortschreitend dunkler, es zeigt eine fortschreitend höhere Dichte, und die Teilchen haben fortschreitend schörfere Kanten, wobei die Ergebnisse eines höheren Befeuchtungsgrades demonstriert werden.

Beispiel 3:

Sprühgetrockneter, löslicher Kaffee wird gemäß Beispiel 1 verarbeitet, wobei aber das Pulver nur auf eine mittlere Teilchengröße von etwa 50/u.m pulverisiert wird. Das Produkt hat ein schwammiges, gleichmäßig dunkles Aussehen; es hat kein scharfkantiges, flockenartiges Aussehen.

Beispiel 4:

Ein Gemisch aus Zichorienextrakt wird dadurch zu Pulverform getrocknet, daß man es gleichzeitig mit Luft von einer Temperatur bei ungesättigter Luft von etwa 370°C in einen Trocknerturm sprüht. Das entstandene Pulver wird eingesammelt und auf eine mittlere Teilchengröße von etwa 40μιη vermählen. Das vermahlene Pulver wird durch einen Schneckenförderer mit freier Abgabeöffnung in einen Vibrationsförderer eingespeist. Das Pulver gelangt von dem Vibrationsförderer durch eine Agglomerierungsdüse von gleicher Art wie diejenige, die in Fig. 2 dargestellt ist, und wieder zurück in die gleiche Trocknerkammer, die auch zum Trocknen des flüssigen Extraktes verwendet worden ist, so daß sowohl die Agglomerate als auch der versprühte flüssige Extrakt gleichzeitig getrocknet werden. Der Diffusor ist ein poröser Kragen mit nominellen Porenöffnungen von 5μπ\. Wasserdampf wird an die ringförmigen Öffnungen unter einem Druck von etwa3kPa herangeführt, und wird zu dem porösen Kragen mit einem Druck von etwa 37kPa herangeführt. Luft wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,04m³/min durch einen Aspiratorring eingespeist, der stromabwärts von dem porösen Kragen angeordnet ist. Das Gemisch aus getrockneten Agglomeraten und Pulverteilchen, welches aus dem Trockner abgezogen wird, wird zu einer Siebvorrichtung geleitet, die mit einem oberen Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,38 mm und einem unteren Sieb mit einer lichten Maschenweite von 707μιη ausgestattet ist. Die Siebvorrichtung ist mit einem Innenbrecher zum Zerkleinern von Agglomeraten mit Übergröße, bis sie durch das obere Sieb hindurchgehen, ausgestattet. Feine Stückchen und Pulverteilchen aus dem Sprühtrocknungsvorgang fallen durch beide Siebe hindurch und werden zu der Feinstmahlanlage zurückgeführt. Das zwischen dem oberen Sieb und dem unteren Sieb gesammelte Produkt hat ein scharfkantiges, flockenartiges Aussehen, welches

jenem von Teilchen von geröstetem und gemahlenem Kaffee ähnlich ist, es hat eine dunkle Färbung mit einigen hell gefärbten J

Teilen, und eine Raumdichte von 25,0g/dl. !

Beispiel 5:

Einheitliche Körnchen aus sprühgetrocknetem, löslichem Kaffee mit einer Teilchengröße von etwa 2mm werden in eine Trocknerkammer durch eine Düsenbaueinheit eingebracht, welche der in Fig. 2 dargestellten gleicht, mit der Ausnahme, daß der j

Aspiratorring weggelassen ist. Wasserdampf diffundiert durch einen porösen Kragen nach innen, und zwar mit einer [

Stömungsgeschwindigkeit von etwa 2,1 kg/min/m² Diffusorfläche. Zusätzlicher Wasserdampf strömt stromabwärts durch j

ringförmige Öffnungen, welche das Füllrohr umgeben. Die Körner haben zu Beginn eine hellbraune Farbe und eine Raumdichte j von etwa 23,2 g/dl. Nach dem Durchlaufen der Düsenbaueinheit und des Trockners haben die Körner eine äußerst tief braune j

Färbung, welcher jener der dunkelsten, üblichen gerösteten Kaffeepulversorten entspricht, und eine Raumdichte von etwa j

25,5g/dl. Der gesamte Dampfverbrauch im Arbeitsvorgang der Dunkelfärbung beträgt 0,42kg Wasserdampf je kg behandelten Granulats.

Beispiel 6:

Ein sprühgetrocknetes Kaffee-Extraktpulver wird auf eine mittlere Teilchengröße von 31 /xm pulverisiert und wird zum Füllrohr der Agglomerierungsdüse über einen Schneckenförderer mit freier Abgabeöffnung und einen Vibrationsförderer geführt. Das Pulver bildet, bevor es in die Agglomerierungsdüse eintritt, in keinem nennenswerten Ausmaß Klumpen. Die Düsenbaueinheit gleicht der in Fig. 2 dargestellten, mit der Ausnahme, daß der Aspiratorring weggelassen ist. Der Diffusor hat nominelle Porenöffnungen von 5μ,ηη. Wasserdampf unter einem Druck von etwa 1 kPa wirddurch die ringförmigen Dampföffnungen, welche das Füllrohr umgeben, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2,0 χ 10³kg/min/m² Öffnungsfläche eingespeist. Wasserdampf unter einem Druck von etwa 33 kPa wird auf die Außenseite des Diffusors aufgebracht und durchströmt den Diffusor mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 45kg/min/m² Diffusorfläche. In dem Maße, wie es die Wolke aus Wasserdampf innerhalb des Diffusors durchströmt, wird das Pulver agglomeriert. Die Agglomerate werden getrocknet und werden dann zu einem Sichter (Sieb) geführt, der mit einem oberen Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,38mm und einem unteren Sieb mit einer lichten Maschenweite von 707μ,ιη ausgestattet ist. Agglomerate mit Übergröße werden zerkleinert und zum Sichter (Sieb) zurückgeführt, während das Material mit Untergröße zu der Feinstmahlanlage zurückgeführt wird. Das zwischen dem oberen Sieb und dem unteren Sieb gesammelte Produkt hat ein scharfkantiges, flockenartiges Aussehen, welches jenem des gefriergetrockneten Instantkaffees ähnlich ist.

Beispiel 7:

(Vergleichsbeispiel):

Die Verfahrensweise von Beispiel 6 wird wiederholt, unter Verwendung des gleichen Pulvers und der gleichen Agglomerierungsdüse, wobei aber der poröse Kragen weggelassen wird. Wasserdampf wird nur durch die ringförmige Dampföffnung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,0 χ 1O³kg/min/m² Öffnungsfläche aufgebracht. Somit ist die Agglomerierungsverfahrensweise nicht erfindungsgemäß. Das Produkt hat ein schwammiges, gleichmäßig dunkel gefärbtes Aussehen anstatt des scharfkantigen, flockenartigen Aussehens, das in Beispiel 6 erhalten worden ist. Bei gleicher Pulverbeschickung wie der in Beispiel 6 benützten ist der Produktausstoß nur etwa halb so groß wie der in Beispiel 6 erhaltene; ein kleinerer Anteil des Pulvers wird zu Agglomeraten umgewandelt, die in den gewünschten Teilchengrößenbereich fallen, als dies in Beispiel 6 der Fall ist.

Beispiele:

Ein sprühgetrockneter Tee-Extrakt wird auf eine mittlere Teilchengröße von etwa 40μ.ιη pulverisiert und unter Verwendung der |

gleichen Ausrüstung, die auch in Beispiel 6 eingesetzt wird, agglomeriert. Die Pulverbeschickung zu der Agglomerierungsdüse j

beträgt etwa 65% der in Beispiel 6 angewendeten. Die Dampfdrücke werden so eingestellt, daß sich . ι

Strömungsgeschwindigkeiten von etwa 1,6 x 10³kg/min/m² Öffnungsfläche und von etwa 26kg/min/m² Diffusorfläche ] ergeben. In den anderen Belangen ist das Verfahren das gleiche wie das in Beispiel 6 angewendete. Das Produkt hat ein scharfkantiges, flockenartiges Aussehen und eine Raumdichte von 21 g/dl. *

Beispiel 9: j

Ein Gemisch aus Kakaopulver, Zucker, Lecithin und Aromastoffen wird in einer Hammermühle pulverisiert, die mit einem

Auslaufsieb mit Perforationen mit einem Durchmesser von etwa 3 mm ausgestattet ist. Das pulverisierte Material hat eine breitgefächerte Teilchengrößenverteilung und umfaßt sowohl feine Teilchen von Kakao als auch große Teilchen von Zucker mit einercharakteristischen hellen Farbe. Das pulverisierte Material wird zu der Agglomerierungsdüse in einem Ausmaß herangeführt, das etwa 65% der in Beispiel 6 angewendeten Pulverbeschickung ausmacht. Die Dampfdrücke werden so ausgewählt, daß sich Strömungsgeschwindigkeiten von etwa 2,9 x 10³kg/min/m² Öffnungsfläche und von etwa 36kg/min/m² Diffusorfläche ergeben. Der Sichter (Sieb) hat ein oberes Sieb mit 1,19-mm-Öffnungen und kein unteres Sieb; das gesamte, durch das obere Sieb hindurchgehende Material wird aus dem System als Produkt entfernt. In den anderen Belangen ist das Verfahren das gleiche wie das in Beispiel 6 angewendete. Das Produkt hat eine sehr dunkle Farbe. Die hell gefärbten Zuckerteilchen sind mit Kakao überzogen, was anzeigt, daß feine Kakaoteilchen mit den Zuckerteilchen agglomeriert worden sind. .

-11- 247J334

Beispiel 10:

Ein sprühgetrocknetes Gerstenextraktpulver wird auf eine mittlere Teilchengröße von etwa35/xm pulverisiert und durch eine Agglomerierungsdüsenbaueinheit mit nur einer einzigen ringförmigen Dampföffnung geschickt, wobei kein ringförmiger Zwischenraum zwischen der Dampföffnung und der Füllöffnung vorhanden ist, mit einem zylindrischen Diffusor mit 1 -/xm-Poren und keinem Aspiratorring. Vor der Befeuchtungsstufe findet keine nennenswerte Klumpenbildung statt. Wasserdampfströmungsgeschwindigkeiten von etwa 4,5 χ 10³kg/min/m² Öffnungsfläche und von etwa 15,6kg/min/m² Diffusorfläche werden in der Befeuchtungsstufe angewendet. Die in der Befeuchtungsstufe erzeugten Agglomerate werden getrocknet und unter Verwendung eines Sichters (Siebes), der mit einem oberen Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,38mm und einem unteren Sieb mit einer lichten Maschenweite von 707 μιη ausgestattet ist, gesiebt. Stücke mit Übergröße werden verworfen und nicht zerkleinert, und Stücke mit Untergröße werden ebenfalls verworfen. Das zwischen dem oberen und unteren Sieb gesammelte Produkt hat ein scharfkantiges, flockenartiges Aussehen.

Beispiel 11:

Ein fettfreies Milchpulver mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 35μηη wird, ohne nennenswerte vorhergehende Klumpenbildung, zu einer Agglomerierungsdüsenbaueinheit geführt, welche der in Fig. 2 dargestellten gleicht, aber keinen Aspiratorring aufweist, und einen Diffusor mit 5-/im-Poren aufweist.

Wasserdampf wird zu den ringförmigen Öffnungen unter einem Druck von etwa 1,5kPa und zu dem porösen Kragen von etwa 42kPa geliefert. Die in der Düsenbaueinheit gebildeten Agglomerate werden getrocknet und in einem Sichter (Sieb), der mit einem oberen Sieb mit einer lichten Maschenweite von 3,36mm und einem unteren Sieb mit einer lichten Maschenweite von 707μ,ηι ausgestattet ist, gesiebt.

Agglomerate von Übergröße werden zu dem Sichter (Sieb) zurückgeführt und in dem Sichter (Sieb) zerkleinert, während Teilchen mit Untergröße zur erneuten Verarbeitung abgetrennt werden. Das zwischen den Sieben zurückgehaltene Produkt ist aus Stücken von unregelmäßiger Gestalt zusammengesetzt, es hat eine Raumdichte von 19g/dl und läßt sich leicht in heißem Wasser dispergieren.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zum Behandeln eines wasserlöslichen, teilchenförmigen Materials, gekennzeichnet dadurch, daß es die folgenden Stufen umfaßt:

(a) Schleudern eines Stromes des teilchenförmigen Materials durch eine Befeuchtungszone in einer von stromaufwärts nach stromabwärts verlaufenden Richtungen;

(b) Befeuchten der Teilchen durch Lenken eines wässerigen Gases nach innen, in Richtung auf den genannten Pulverstrom hin, und zwar von außerhalb des Umfanges des Stromes, so daß das nach innen, in Richtung auf den Mittelpunkt des Stromes strömende, wässerige Gas den Strom umgibt; und dann

(c) Trocknen des Materials.
2. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß das Material in einem Strom von im allgemeinen kreisförmigem Querschnitt geschleudert wird und das wässerige Gas in Richtung auf die Achse des Stromes hin strömt, wobei die Geschwindigkeit dieser Strömung im wesentlichen rund um den Umfang des Stromes herum konstant ist.
3. Verfahrennach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß das genannte wässerige Gas Wasserdampf ist und der Wasserdampf durch einen sich rund um den Strom herum erstreckenden Diffusor hindurch gelenkt wird.
4. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß das Material dadurch geschleudert wird, daß man es durch eine Füllöffnung am stromaufwärtigen Ende der Befeuchtungszone hindurchführt; und worin das Verfahren die weitere Stufe umfaßt, daß Wasserdampf in stromabwärtiger Richtung mit Unterschallgeschwindigkeit in unmittelbarer Nähe des Stromes aus einer in unmittelbarer Nähe der genannten Füllöffnung gelegenen Dampföffnung ausgestoßen wird.
5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Material durch Hindurchführen desselben durch eine Füllöffnung am stromaufwärtigen Ende der genannten Befeuchtungszone ausgestoßen wird; und worin das Verfahren die weitere Stufe umfaßt, daß ein Kühlgas in stromabwärtiger Richtung mit Unterschallgeschwindigkeit rund um die Außenseite der Füllöffnung herum zugeführt wird.
6. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß es weiterhin die Stufe des Zerkleinerns von wenigstens einem Teil des getrockneten Materials umfaßt.
7. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß es weiterhin die Stufen des Verbindens von einigen der Teilchen miteinander unter Bildung von Klumpen umfaßt, wobei die Klumpen in den genannten Strom geschleudert werden.
8. Verfahren nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die genannte Befeuchtungsstufe unter solchen Bedingungen durchgeführt wird, daß wenigstens ein Teil der Klumpenstrukturen die Befeuchtungsstufe überdauert.
9. Verfahren nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die genannte Befeuchtungsstufe auf solche Art und Weise durchgeführt wird, daß die Mittelpunkte von wenigstens einigen Klumpen in einem geringeren Ausmaß benetzt werden als die Außenseitenteile dieser Klumpen, wodurch nach dem Trocknen die Zentren von aus diesen Klumpen gebildeten Agglomeraten ein anderes Aussehen als die Oberflächenteile der Agglomerate haben werden; und worin das Verfahren die weitere Stufe des Zerkleinerns der Agglomerate zum Freilegen wenigstens einiger dieser Zentren umfaßt.
10. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das teilchenförmige Material löslicher Kaffee ist.
11. Verfahren nach Punkt 1 oder Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die mittlere Teilchengröße des teilchenförmigen Materials weniger als etwa 40/x.m beträgt.
12. Vorrichtung zum Behandeln eines wasserlöslichen, teilchenförmigen Materials, gekennzeichnet dadurch, daß sie umfaßt,

(a) Einrichtungen (36; 38; 40; 42; 44; 46) zum Schleudern eines Stromes des Materials in einer stormabwärtigen Richtung längs eines Weges;

(b) Einrichtungen zum Befeuchten (50) des Materials durch Zufuhreines wässerigen Gasesauf solche Art und Weise, daß das wässerige Gas, welches nach innen, in Richtung auf den genannten Weg hin, von außerhalb des Umfanges des Stromes, strömt, den Strom umgibt; und

(c) Einrichtungen (31) zum Trocknen des von den genannten Befeuchtungseinrichtungen (50) befeuchteten Materials.
13. Vorrichtung nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die genannten Einrichtungen (36; 38; 40; 42; 44) für die Zufuhr des genannten wässerigen Gases einen Diffusor (46) umfassen, welcher sich rund um den genannten Weg erstreckt, und Einrichtungen zum Aufbringen von Wasserdampf auf den genannten Diffusor (46), so daß der Wasserdampf durch den Diffusor (46) in Richtung auf den Weg hin diffundiert.
14. Vorrichtung nach Punkt 13, gekennzeichnet dadurch, daß der genannte Diffusor (46) eine sich in vertikaler Richtung erstreckende, rohrförmige Ummantelung (300) ist, worin die genannten Einrichtungen zum Schleudern eine Füllöffnung (306), welche neben dem oberen Ende der Ummantelung (300) angeordnet ist, und Einrichtungen zur Abgabe des Materials durch die genannte Füllöffnung (306) umfassen.
15. Vorrichtung nach Punkt 14, gekennzeichnet dadurch, daß die genannte Ummantelung (300) eine Rotationsfläche um eine sich in vertikaler Richtung erstreckende Achse (302) ist, wobei die Ummantelung (300) eine im wesentlichen gleichmäßige Porosität rund um ihren Umfang herum aufweist, und wobei die genannten Dampfzufuhreinrichtungen dahingehend wirksam sind, daß sie Wasserdampf auf die Außenseite der Ummantelung (300) bei einem im wesentlichen gleichmäßigen Druck rund um den Umfang der Ummantelung (300) herum aufbringen; und wobei die genannte Füllöffnung (306) kreisförmig und auf die Achse (302) der Ummantelung (300) ausgerichtet ist.
16. Vorrichtung nach Punkt 14, gekennzeichnet dadurch, daß sie weiterhin eine Dampföffnung (252), welche unmittelbar neben der genannten Füllöffnung (233) angeordnet und stromabwärts gerichtet ist, und Einrichtungen für die Zufuhr von Wasserdampf zu der genannten Dampföffnung (252) unter einem vorbestimmten Druck umfaßt.
17. Vorrichtung nach Punkt 14, gekennzeichnet dadurch, daß sie weiterhin Einrichtungen zum Ausstoßen eines Kühlgases in stromabwärtiger Richtung und rund um die genannte Füllöffnung (233) herum umfaßt.
18. Vorrichtung nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß sie weiterhin Einrichtungen zum Verbinden von Teilchen des Materials miteinander unter Bildung von Klumpen und zum Ausstoßen der Klumpen in den genannten Strom umfaßt.
19. Vorrichtung nach Punkt 12 oder Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß sie weiterhin Einrichtungen zum Zerkleinern von wenigstens einem Teil des Materials umfaßt, nachdem es der Einwirkung des wässerigen Gases ausgesetzt gewesen ist.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln eines wasserlöslichen teilchenförmigen Materials und eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Erfindung wird angewandt bei der Herstellung von Trockenprodukten von Nahrungs- und Genußmitteln, beispielsweise von löslichem Kaffee.