DE102013004417B4

DE102013004417B4 - Process and installation for the sedimentation of heavy particles from cocoa beans

Info

Publication number: DE102013004417B4
Application number: DE102013004417.0A
Authority: DE
Inventors: Frank Andrich
Original assignee: Bear Muehlen & Behalter GmbH
Current assignee: Bear Muehlen & Behalter GmbH
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2033-03-16
Also published as: DE102013004417A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Sedimentation von Schwerteilen aus Kakaobohnen (2), in welcher die Kakaobohnen (2) einer wässrigen Lösung (3) ausgesetzt werden. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Temperatur der wässrigen Lösung von mehr als 90°C, und Heizen der Oberflächenlösung (3.2), in welcher die Kakaobohnen der wäßrigen Lösung ausgesetzt werden, durch mindestens einen Heizstab (6), der durch ein Trennblech (7) von der Oberflächenlösung (3.2) getrennt ist, wobei der mindestens eine Heizstab (6) elektrische Energie oder die Abwärme eines Generators, einer Röstvorrichtung oder anderer Prozesswärme zum Erzeugen der Wärme nutzt. Korrespondierend dazu wird eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens beansprucht. Das erfindungsgemäße Verfahren erhöht die Ausbeute bei der Sedimentation.The invention relates to a method and a plant for the sedimentation of heavy particles from cocoa beans (2), in which the cocoa beans (2) are exposed to an aqueous solution (3). The invention is characterized by a temperature of the aqueous solution of more than 90 ° C, and heating the surface solution (3.2), in which the cocoa beans are exposed to the aqueous solution, by at least one heating element (6), which by a separating plate (7). is separated from the surface solution (3.2), wherein the at least one heating element (6) uses electrical energy or the waste heat of a generator, a roasting device or other process heat to generate the heat. Correspondingly, a system for carrying out the method is claimed. The process according to the invention increases the yield during sedimentation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sedimentation nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anlage zum Sedimentieren von Schwerteilen aus Kakaobohnen, in welcher die Kakaobohnen einer wässrigen Lösung ausgesetzt werden.The invention relates to a method for sedimentation according to the preamble of claim 1 and a plant for sedimenting heavy particles from cocoa beans, in which the cocoa beans are exposed to an aqueous solution.

Zur Herstellung von Produkten aus Kakao werden die Bohnen der Kakaofrucht zunächst fermentiert und anschließend getrocknet. Nach der Trocknung werden die durch die Trocknung sehr spröden Kakaobohnen für eine anschließende Röstung vorbereitet. Als erster Schritt nach der Fermentierung und Trocknung werden die Kakaobohnen durch ein Klassiersieb in einem Klassierer von feinen und gröberen Bestandteilen befreit. Die feinen Bestandteile sind in der Regel an den Kakaobohnen haftende Muttererde, Sand, Schalen- und Laubbestandteile und ggf. kleine Steine, die bei der Fermentierung mit den Kakaobohnen in Berührung geraten. Nach der Klassierung sind aber immer noch unerwünschte Begleitstoffe als Schwerteile in der Kakaobohnenschüttung vorhanden, nämlich im Wesentlichen kleine Steine und gegebenenfalls fest anhaftenden Lehm- und/oder Muttererdebestandteile. Die durch Klassierung erhaltene Kakaobohnenschüttung wird sodann einer Wäsche unterzogen. Die Wäsche soll die Keimzahl in den Kakaobohnen verringern und die unerwünschten Schwerteile aus der Kakaobohnenschüttung entfernen. Erst nachdem die Kakaobohnen klassiert, gewaschen und wieder getrocknet sind, können sie geröstet werden, um die aromatischen Kakaobohnen der weiteren Verarbeitung zuzuführen.For the production of cocoa products, the cocoa beans are first fermented and then dried. After drying, the very brittle cocoa beans are prepared for subsequent roasting. As a first step after fermentation and drying, the cocoa beans are freed by a sizing screen in a classifier of fine and coarser ingredients. The fine components are usually adhering to the cocoa beans mother earth, sand, shell and foliage components and possibly small stones that come into contact with the cocoa beans during fermentation. After classification, however, unwanted impurities are still present as heavy particles in the cocoa bean bed, namely essentially small stones and possibly firmly adhering clay and / or mother earth constituents. The cocoa bean batch obtained by classification is then subjected to washing. The laundry should reduce the germ count in the cocoa beans and remove the unwanted heavy parts from the cocoa bean bed. Only after the cocoa beans have been classified, washed and dried again can they be roasted to deliver the aromatic cocoa beans for further processing.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE3440091A1 ist ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Kakaobohnen offenbart, in welchem die Kakaobohnen mit Hilfe eines Kettenförderers durch eine Vorrichtung transportiert werden, welche die Kakaobohnen in feuchter Luft fluidisiert. Die Kakaobohnen werden in einer Wirbelschicht keimfrei gemacht.In the German Offenlegungsschrift DE3440091A1 discloses a process for heat treating cocoa beans, in which the cocoa beans are transported by means of a chain conveyor through a device which fluidises the cocoa beans in moist air. The cocoa beans are made germ-free in a fluidized bed.

In der europäischen Patentanmeldeschrift EP0318053 ist eine Luftsetzmaschine offenbart, mit deren Hilfe Kakaobohnen von Steinen und Sand befreit werden. Dazu werden die Kakaobohnen über einen schwingenden Tisch transportiert, der mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen ist. Die Trennung erfolgt im Luftstrom über dem schwingenden Tischt.In the European patent application EP0318053 an air jet machine is disclosed, with the help of cocoa beans are freed from stones and sand. For this purpose, the cocoa beans are transported over a swinging table, which is provided with air passage openings. The separation takes place in the air stream over the swinging table.

In der britischen Patentanmeldeschrift GB147972 ist ein Verfahren zum Waschen von Kakaobohnen niedergeschrieben. Der Waschvorgang wird in einer Flotationsapparatur vorgenommen, in welcher die Kakaobohnen in einem konischen Gefäß, das mit Wasser gefüllt ist, gewaschen werden. Das Waschwasser wird in der Flotationsapparatur in Rotation versetzt, wodurch der Auftriebsgradient verstärkt wird. Durch die Flotation werden so nicht nur Steine, sondern auch unerwünschte Beimengungen von den Kakaobohnen entfernt, die einen nur geringen Dichteunterschied im Vergleich zur Kakaobohne haben.In the British patent application GB147972 is a method for washing cocoa beans written down. The washing process is carried out in a flotation apparatus in which the cocoa beans are washed in a conical vessel filled with water. The wash water is set in rotation in the flotation apparatus, whereby the buoyancy gradient is enhanced. The flotation removes not only stones but also unwanted admixtures from the cocoa beans, which have only a small difference in density compared to the cocoa bean.

In der britischen Patentschrift GB372814 wird ein Verfahren zum Waschen von Kakaobohnen offenbart, in dem die Kakaobohnen durch eine Labyrinth-Flotationsstrecke geleitet werden. In dem auf und ab des Labyrinths schwimmen die Kakaobohnen aufgrund ihrer geringen Wichte auf und im Gegenstrom beim Aufschwimmen werden die Kakaobohnen durch die Strömung gereinigt.In the British patent specification GB372814 discloses a process for washing cocoa beans by passing the cocoa beans through a labyrinth flotation line. In the up and down of the labyrinth, the cocoa beans float due to their low weight and in countercurrent while floating the cocoa beans are cleaned by the flow.

Aus der Zusammenfassung der japanischen Patentanmeldeschrift JP S62-155952A geht ein Verfahren zum Waschen von Bohnen hervor. Die Bohnen werden in einem Wassertank mit einem Kettenförderer transportiert und durch die Strömung von Steinen und Sand befreit.From the abstract of the Japanese patent application JP S62-155952A there is a process for washing beans. The beans are transported in a water tank with a chain conveyor and freed by the flow of stones and sand.

In der internationalen Patentanmeldung WO 2010/063021 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Waschen von Kakaobohnen offenbart, bei welchem die Kakaobohnen einer Wäsche in einer heißen Pottaschelösung unterzogen werden.In the international patent application WO 2010/063021 A1 discloses a generic method for washing cocoa beans, in which the cocoa beans are subjected to a wash in a hot potash solution.

Schließlich wird in der Europäischen Patentanmeldeschrift EP 0068221A1 wird ein Verfahren zum Desinfizieren und zum Verarbeiten von Kakaobohnen offenbart, in welchem die Kakaobohnen durch Besprühen mit Wasser oder durch Wasserdampf zunächst angefeuchtet werden. In einem unmittelbar folgenden Schritt werden die Kakaobohnen in einer Wirbelschicht wieder getrocknet, wobei sich die Schalen von den Kernen lösen. In diesem Verfahren werden bereits klassierte und gereinigte Kakaobohnen verwendet. Die Klassierung und Reinigung erfolgt in einem dort beschrieben Verfahren vorgelagerten verfahren.Finally, in the European patent application EP 0068221A1 discloses a process for disinfecting and processing cocoa beans, in which the cocoa beans are first moistened by spraying with water or steam. In an immediately following step, the cocoa beans are dried again in a fluidized bed, with the shells separating from the cores. In this process, already classified and purified cocoa beans are used. The classification and cleaning is carried out in a process described there before procedure.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine dazu korrespondierende Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die Ausbeute bei der Sedimentation von Schwerteile aus Kakaobohnen erhöht.The object of the invention is to provide a method and a device corresponding thereto, which increases the yield in the sedimentation of heavy particles from cocoa beans.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst, durch das Verfahren nach Anspruch 1. Eine zum Verfahren korrespondierende Anlage ist in Anspruch 6 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Anlage sind in den Unteransprüchen 2–5 und 7–9 angegeben.The object according to the invention is achieved by the method according to claim 1. A system corresponding to the method is specified in claim 6. Advantageous embodiments of the method and the system are given in the dependent claims 2-5 and 7-9.

Nach dem Gedanken der Erfindung wird die Sedimentation von Schwerteilen in einer wässrigen Lösung vorgenommen, welche eine höhere Temperatur als 90°C aufweist. Dabei ist vorgesehen ein Heizen der Oberflächenlösung durch mindestens einen Heizstab, der durch ein Trennblech von der Oberflächenlauge getrennt ist, wobei der mindestens eine Heizstab elektrische Energie, die Abwärme eines Generators, einer Röstvorrichtung oder anderer verfügbarer Prozesswärme zum Erzeugen der Wärme nutzt. Das Heizen direkt unterhalb eines Trennbleches, wobei das Trennblech siebartige Durchbrüche aufweist, hat den Vorteil, dass die wässrige Lösung nur in einem sehr kleinen Bereich stark geheizt werden muss. Das größere Reservoir für wässrige Lösung unterhalb der Oberfläche weist einen stark zu kühleren Temperaturen hin weisenden Temperaturgradienten auf. Dadurch wird ein sehr erheblicher Teil der Energie zum Aufheizen der wässrigen Lösung, die durch die stets neu hinzukommenden Kakaobohnen und die sedimentierten Kakaobohnen gekühlt wird, auf die Oberflächenlösung reduziert. Speziell beim Einsatz des Verfahrens an unzugänglichen oder elektrisch nur unzureichend erschlossenen Anbaugebieten von Kakao bietet jede auch nur geringste Einsparung von elektrischer Energie einen erheblichen Vorteil, wenn die Gesamtenergieversorgung stark limitiert ist.According to the idea of the invention, the sedimentation of heavy particles is carried out in an aqueous solution which has a temperature higher than 90 ° C. It is provided heating of the surface solution by at least one Heating rod, which is separated by a separating plate from the surface leach, wherein the at least one heating element uses electrical energy, the waste heat of a generator, a roasting device or other available process heat to generate the heat. The heating directly below a separating plate, wherein the separating plate has sieve-like openings, has the advantage that the aqueous solution only has to be heated strongly in a very small area. The larger reservoir for aqueous solution below the surface has a temperature gradient pointing sharply toward cooler temperatures. This reduces a very significant portion of the energy required to heat the aqueous solution, which is cooled by the ever-increasing cocoa beans and sedimented cocoa beans, to the surface solution. Especially when using the method in inaccessible or electrically insufficiently developed cultivation areas of cocoa, every little saving of electrical energy offers a considerable advantage if the total energy supply is severely limited.

Die Sedimentation von Schwerteilen in heißer, wässriger Lösung hat den Vorteil, dass einerseits an Kakaobohnen anhaftende Schwerteile besser von der Kakaobohne gelöst werden. Dadurch erhöht sich die Ausbeute bei der Sedimentation, weil die gelösten Schwerteile die sonst durch unerwünschte Sedimentation verlorene Kakaobohne nicht mehr unerwünscht sedimentieren lassen. Des Weiteren wird bereits bei der Sedimentation der Kakao desinfiziert und die Schale quillt auf, so dass bei einem späteren Trocknungsprozess beim plötzlichen Erhitzen der Kakaobohne mit gequollener Schale die Schale durch Verdampfen von Feuchtigkeit zwischen Kakaobohne und Schale abplatzt.The sedimentation of heavy parts in hot, aqueous solution has the advantage that on the one hand on cocoa beans adhering heavy parts are better solved by the cocoa bean. This increases the yield during sedimentation, because the dissolved heavy particles no longer sediment the otherwise undesirable sedimentation lost cocoa beans undesirable. Furthermore, the cocoa is already disinfected during sedimentation and the shell swells, so that in a subsequent drying process in the sudden heating of the cocoa bean with a swollen shell, the shell flakes off by evaporation of moisture between the cocoa bean and shell.

In Ausgestaltung der Erfindung werden die Kakaobohnen in eine heiße Oberflächenlösung eines geheizten Reservoirs einer wässrigen Lösung gegeben. Bei der Aufgabe der Kakaobohne in die Lösung rutschen die einzelnen Kakaobohnen über eine Rutsche in die Oberflächenlösung hinein, wobei die Rutsche die in der Lösung aufschwimmenden Kakaobohnen über einen Spalt hinweg passiert. Aus dem Spalt wird durch eine Förderreinrichtung stets neue heiße Oberflächenlösung gezogen, so dass bei der Passage der Kakaobohnen diese in den aufwärts gerichteten Strom der wässrigen Lösung geraten, wo eine Durchmischung der Kakaobohnen stattfindet und dabei die Sedimentation stattfindet. Beim Durchmischen der Kakaobohnen lösen sich anhaftende Lehm- und Muttererdebestandteile von der einzelnen Kakaobohne der Kakaobohnenschüttung und sinken im aufwärts gerichteten Strom der wässrigen Lösung nach unten. Die aufschwimmenden Kakaobohnen hingegen werden durch den nach oben gerichteten Strom der wässrigen Lösung an der Oberfläche gehalten und durch eine Fördereinrichtung abgezogen. Die Förderreinrichtung hält die Kakaobohnen unter Zwang unterhalb des Spiegels der wässrigen Lösung und drückt diese gegen den eigenen Auftrieb unter den Spiegel der wässrigen Lösung, so dass die Kakaobohnen während der Behandlung in wässriger Lösung vollständig untergetaucht sind. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich einzelne Oberflächenbereiche der Kakaobohne bei der Behandlung in wässriger Lösung nicht der wässrigen Lösung ausgesetzt sind.In an embodiment of the invention, the cocoa beans are added to a hot surface solution of a heated reservoir of an aqueous solution. When the cocoa bean is put into the solution, the individual cocoa beans slide over a chute into the surface solution, the chute passing the cocoa beans floating in the solution across a gap. From the gap a new hot surface solution is always pulled by a conveyor, so that when passing the cocoa beans they get into the upward flow of the aqueous solution, where a mixing of the cocoa beans takes place and thereby the sedimentation takes place. When the cocoa beans are mixed in, adhering clay and mother soil constituents dissolve from the individual cocoa bean of the cocoa bean fill and sink downwards in the upward flow of the aqueous solution. The floating cocoa beans, however, are held by the upward flow of the aqueous solution at the surface and withdrawn by a conveyor. The conveyor coercively keeps the cocoa beans below the level of the aqueous solution and pushes it against its own buoyancy under the level of the aqueous solution, so that the cocoa beans are completely submerged during treatment in aqueous solution. In this way it is prevented that individual surface areas of the cocoa bean are not exposed to the aqueous solution in the treatment in aqueous solution.

Obwohl Kakaobohnen eine erheblich geringere Dichte als Wasser aufweisen, kann beobachtet werden, dass bei der Wäsche von Kakaobohnen ein nicht vernachlässigbarer Anteil der Kakaobohnen mit den Schwerteilen sedimentieren. Die unerwünscht absinkenden Kakaobohnen sind dabei häufig fest mit Schwerteilen verbunden, an ihnen kleben Steine oder Lehm oder angetrockneter Mutterboden. Um das unerwünschte Sedimentieren von Kakaobohnen zu verhindern, ist nach Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die Dichte der wässrigen Lösung zu erhöhen. Dies kann durch Zugabe von lebensmittelgeeigneten Stoffen zur Lösung geschehen, wie beispielsweise Kochsalz oder Pottasche. Des Weiteren eignen sich als Zugabe zur wässrigen Lösung eine Vielzahl von mindergiftigen oder ungiftigen Salzen, welche eine hohe Wasserlöslichkeit aufweisen.Although cocoa beans have a significantly lower density than water, it can be observed that in the washing of cocoa beans a non-negligible proportion of the cocoa beans sediment with the heavy particles. The undesirable sinking cocoa beans are often firmly attached to heavy parts, sticking to them stones or clay or dried topsoil. In order to prevent the undesirable sedimentation of cocoa beans, it is provided according to embodiment of the invention to increase the density of the aqueous solution. This can be done by adding food-grade substances to the solution, such as saline or potash. Furthermore, a large number of cigarettes or non-toxic salts which have a high water solubility are suitable as addition to the aqueous solution.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine Sedimentation, eine Entkeimung und auch eine Laugenbehandlung der Kakaobohne unter reproduzierbaren Bedingungen. Insbesondere wird die einzelne Kakaobohne bei der etwa einminütigen Passage der heißen wässrigen Lösung auf etwa 70°C erhitzt, wobei die der Kakaobohne anhaftende Schale geringfügig aufquillt und Feuchtigkeit zwischen die sehr brüchige Kakaobohne und Schale gerät. Bei diesem Quellvorgang vergrößert sich die Oberfläche der Schale um bis zu 20%. Beim späteren Trocknen oder Rösten platzt durch das Verdampfen der Flüssigkeit zwischen Kern und Schale die gequollene Schale von der Kakaobohne ab, so dass diese mit sehr geringer Kraft entfernt werden kann. Diese Behandlung ermöglicht also neben der Entkeimung von Bakterien, Schimmelpilzen, Hefen und einfachen Stäuben auch die schonende Entfernung der Schalen von der Kakaobohne ohne dass die Kakaobohne dabei bricht. wobei die Schritte des Verfahrens wie folgt aufeinander aufbauen: Aufgeben der Kakaobohnen auf eine Rutsche, die bis in die heiße wässrige Lösung hineinreicht, Abziehen von Oberflächenlösung der wässrigen Lösung über einen Spalt innerhalb der wässrigen Lösung, so dass frische wässrige Lösung aus dem Spalt an die Oberfläche der wässrigen Lösung gefördert wird, Sedimentieren von unerwünschten Feststoffen in der aus dem Spalt hervortretenden wässrigen Lösung, Fördern der Kakaobohnen innerhalb der Oberflächenlösung unter Zwang gegen den eigenen Auftrieb der Kakaobohnen, und schließlich Ausschleusen der Kakaobohnen aus der Oberflächenlösung.The inventive method allows sedimentation, sterilization and also a lye treatment of the cocoa bean under reproducible conditions. In particular, the single cocoa bean is heated to about 70 ° C with the passage of the hot aqueous solution for about one minute, whereby the shell adhering to the cocoa bean slightly swells and moisture gets between the very brittle cocoa bean and peel. In this swelling process, the surface of the shell increases by up to 20%. During later drying or roasting, the swollen shell of the cocoa bean bursts as a result of the evaporation of the liquid between the core and the shell, so that it can be removed with very little force. In addition to the sterilization of bacteria, mold, yeasts and simple dusts, this treatment also enables the gentle removal of the peels from the cocoa bean without the cocoa bean breaking. wherein the steps of the method build on each other as follows: placing the cocoa beans on a chute reaching into the hot aqueous solution, withdrawing surface solution of the aqueous solution across a gap within the aqueous solution, so that fresh aqueous solution from the gap to the Surface of the aqueous solution is promoted, sedimenting unwanted solids in the emerging from the gap aqueous solution, conveying the cocoa beans within the surface solution under duress against the cocoa bean's own buoyancy, and finally, the cocoa beans are discharged from the surface solution.

Die Kakaobohnen werden bei der Behandlung in der wässrigen Lösung benetzt und daher nehmen sie beim Ausschleusen aus dem Verfahren wässrige Lösung mit sich mit. Weil die fermentierten Kakaobohnen selbst chemisch saure Eigenschaften aufweisen, verringern sie den pH-Wert der wässrigen Lösung. In Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen ein Rückführen von mit den ausgeschleusten Kakaobohnen verloren gegangener wässriger Lösung, wobei der pH-Wert der wässrigen Lösung durch eine Frischlaugenzufuhr aus einem Lösungstank aufrecht erhalten wird. Die Rückführung findet statt durch ein Auffangen der abtropfenden wässrigen Lösung in ein Auffangbecken, wobei das Reservoir im Auffangbecken das langsam in das Reservoir der wässrigen Lösung der Anlage zurückgepumpt wird. Dabei wird der pH-Wert der wässrigen Lösung gemessen und um den pH-Wert aufrecht bei dem Werten zu halten, welcher der wässrigen Lösung entspricht, wird durch ein frisches Reservoir von wässriger Lösung stets etwas wässrige Lösung in das Auffangbecken dazugegeben.The cocoa beans are wetted in the treatment in the aqueous solution and therefore they take with you when discharging from the process aqueous solution with. Because the fermented cocoa beans themselves have chemically acidic properties, they lower the pH of the aqueous solution. In an embodiment of the invention, it is therefore intended to recycle aqueous solution lost with the discharged cocoa beans, wherein the pH of the aqueous solution is maintained by adding a fresh liquor from a solution tank. The recirculation takes place by collecting the dripping aqueous solution in a catch basin, wherein the reservoir in the catch basin is slowly pumped back into the reservoir of the aqueous solution of the plant. In the process, the pH of the aqueous solution is measured, and in order to maintain the pH at the level which corresponds to the aqueous solution, a small aqueous solution is always added to the collecting basin through a fresh reservoir of aqueous solution.

Um die Temperaturschichtung und damit den Temperaturgradient im großen Reservoir von wässriger Lösung aufrecht zu erhalten, ist in Ausgestaltung der Erfindung ein Beruhigen der heißen wässrigen Lösung durch den Einsatz von mindestens einem Trennblech innerhalb eines Lösungsreservoirs im Vorratsgefäß unterhalb des Spalts vorgesehen. Die Trennbleche ermöglichen ein Absinken der sedimentierten Feststoffe, bilden aber sanfte Barrieren gegen ein allzuleichtes Durchmischen der wässrigen Lösung.In order to maintain the temperature stratification and thus the temperature gradient in the large reservoir of aqueous solution, in a refinement of the invention, a calming of the hot aqueous solution is provided by the use of at least one separating plate within a solution reservoir in the storage vessel below the gap. The dividing plates allow the sedimented solids to sink, but they form gentle barriers against all too easy mixing of the aqueous solution.

Um die Saugwirkung von frischer Oberflächenlösung zu verstärken, ist vorgesehen dass die Förderung der Kakaobohnen innerhalb der Oberflächenlösung unter Zwang gegen den eigenen Auftrieb der Kakaobohnen zunächst über ein geschlossenes, danach über ein durchbrochenes Trennblech geschieht. Das geschlossene Trennblech bildet im Einzugsbereich der Fördereinrichtung eine Zweiteilung des Reservoirs für die wässrige Lösung, durch welche die Sogwirkung des als Kettenförderers mit Mitnehmern begünstigt wird.In order to increase the suction effect of fresh surface solution, it is provided that the promotion of cocoa beans within the surface solution under duress against the own buoyancy of the cocoa beans first on a closed, then done via a perforated divider. The closed partition plate forms in the catchment area of the conveyor a division of the reservoir for the aqueous solution, through which the suction effect of the chain conveyor with carriers is favored.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows:

1 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Behandeln von Kakaobohnen in einer heißen wässrigen Lösung 1 a plant for carrying out the method according to the invention for treating cocoa beans in a hot aqueous solution

In 1 ist eine erfindungsgemäße Anlage 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Behandeln von Kakaobohnen 2 in einer heißen wässrigen Lösung 3 dargestellt. Beginnend mit dem Aufgabebunker 1.1, in dem die Kakaobohnen 2 vorgehalten werden, fallen die Kakaobohnen 2 durch eine Zellradschleuse 1.2 in den hier linken Teil der Anlage 1 zur Behandlung der Kakaobohnen 2. Nach Passage der Zellradschleuse 1.2 fallen die Kakaobohnen 2 auf eine Rutsche 1.3, die in Ausschnittsvergrößerung A vergrößert dargestellt ist. Durch die Rutsche 1.3 werden die Kakaobohnen 2, wie in der Ausschnittsvergrößerung A dargestellt ist, nach rechts abgeleitet, wobei der auslaufende Teil, Ausläufer 1.4 der Rutsche 1.3, unterhalb des Flüssigkeitsniveaus 3.1 der wässrigen Lösung 3 in der Anlage 1 liegt. Die im Bereich der Rutsche 1.3 nachfallenden Kakaobohnen 2 bilden an dieser Stelle eine schwimmende Häufung, weil die Kakaobohnen 2 mit ihrer Wichte deutlich unter 1 g/cm³ aufschwimmen und nur allmählich von einer Fördereinrichtung, die als Kettenförderer 4 ausgebildet ist, abtransportiert werden. Da dennoch ein nicht vernachlässigbarer Teil der Kakaobohnen 2 mit den Schwerteilen sedimentiert, ist zur Erhöhung der Ausbeute an Kakaobohnen 2 vorgesehen, die Dichte der wässrigen Lösung 3 durch Zugabe von lebensmittelverträglichen Stoffen in die wässrige Lösung 3 zu erhöhen. Ein lebensmittelverträglicher Stoff zur Erhöhung der Dichte der wässrigen Lösung ist beispielsweise Kochsalz oder Pottasche. Durch das Kochsalz oder die Pottasche wird der Auftriebsunterschied zwischen den Kakaobohnen 2 und den zu sedimentierenden Schwerteilen erhöht. Wichtig ist auch, dass die Rutsche 1.3 mit ihrem Ausläufer 1.4 etwas höher angeordnet ist als ein der Rutsche 1.3 folgendes Trennblech 7, welches in diesem Bereich eine geschlossene Fläche bildet. Durch den Kettenförderer 4 werden einzelne Mitnehmer 4.2, die an einer umlaufenden Kette 4.1 angeordnet sind, durch die im Bereich der Kette 4.1 des Kettenförderers 4 vorliegende Oberflächenlösung 3.2 gezogen und die Oberflächenlösung 3.2 wird aus dem Bereich des Ausläufers 1.4 der Rutsche 1.3 abgezogen. Dabei entsteht ein geringfügiger, nach oben gerichteter Fluss von wässriger Lösung 3 durch den Spalt 1.5 zwischen dem Ausläufer 1.4 der Rutsche 1.3 und dem Trennblech 7 wodurch die in diesem Bereich angehäuften Kakaobohnen 2 sicher in der Oberflächenlauge 3.2 gehalten werden und wodurch die Kakaobohnen 2 in der Strömung von anhaftendem Schmutz, von Muttererde und von anhaftendem Sediment und Feststoffen 2.1 gewaschen werden. Das Sediment und die Feststoffe 2.1, die Muttererde und anhaftender Lehm sedimentieren in dem Spalt 1.5 nach unten in die wässrige Lösung 3. Hingegen wandern die Kakaobohnen 2 mit den Mitnehmern 4.2 des Kettenförderers 4 unterhalb des Flüssigkeitsniveaus 3.1 des Spiegels der wässrigen Lösung 3 in der Anlage 1. Die Fördereinrichtung, ein Kettenförderer 4 mit auf der Kette 4.1 angeordneten Mitnehmern 4.2, ist unter einem Winkel von 0,5° bis 5°, bevorzugt von etwa 2° angestellt, so dass die Mitnehmer 4.2 ihren Abstand zum Trennblech 7 während der Förderung nur allmählich verringern. Dadurch wird gewährleitet, dass die sehr empfindlichen Kakaobohnen 2 nicht zwischen den Mitnehmern 4.2 und dem Trennblech 7 zerrieben werden. Dadurch, dass die Kakaobohnen 2 unter Zwang gegen den eigenen Auftrieb in der Oberflächenlösung 3.2 gehalten werden, sind die Kakaobohnen 2 der höchstmöglichen Temperatur der wässrigen Lösung 3 ausgesetzt. Durch die heiße Oberflächenlösung 3.2 werden die Kakaobohnen 2 nicht nur gewaschen, sondern die Schale quillt, so dass Feuchtigkeit zwischen Schale und Kern der Kakaobohne 2 gerät. Beim späteren Trocknen oder Rösten verdampft die Feuchtigkeit und treibt dabei die Schale vom Kern. Dieser Vorgang findet statt wie ein Abplatzen der Schale. Die wässrige Lösung 3 in dem Lösungstank 5 wird durch nahe der Oberfläche angeordnete Heizstäbe 6 erwärmt. Da die erwärmte wässrige Lösung 3 nach oben steigt, fließt die erwärmte wässrige Lösung 3 durch Öffnungen des in dem Bereich der Heizstäbe 6 durchbrochenen Trennbleches 7, so dass die Oberflächenlösung 3.2 im Bereich der Mitnehmer 4.2 die höchste Temperatur von etwa 96°C aufweist. Durch Maßnahmen zur Beruhigung der wässrigen Lösung 3 in dem Lösungstank 5 bildet sich ein Temperaturgradient in dem sich nach unten verjüngenden Lösungstank 5 aus. Um eine störende Konvektionsbewegung innerhalb der wässrigen Lösung 3 zu verhindern, ist vorgesehen, dass weitere Trennbleche 7.1 und 7.2 innerhalb des Lösungstanks 5 vorgesehen sind. Diese Trennbleche 7.1 und 7.2 sind durchbrochen, so dass die wässrige Lösung 3 darin langsam gemäß ihrer Temperatur und Dichte aufsteigen, und Sediment langsam nach unten sinken kann. Gleichwohl wird eine zu starke Durchmischung der wässrigen Lösung 3 durch die zusätzlichen Trennbleche 7.1 und 7.2 verhindert. Dies hat den Vorteil, dass der Energieeinsatz zum Heizen der wässrigen Lösung 3 gegenüber unnötigem Heizen der gesamten wässrigen Lösung 3 verringert werden kann, was gerade beim Einsatz in entfernten Gebieten des Kakaobohnenanbaus von größerer Bedeutung ist, wenn lokal elektrische Energie beispielsweise mit kleinen Dieselgeneratoren hergestellt werden muss. Um die Temperatur im Bereich der Mitnehmer 4.2 zu regeln, ist ein Temperaturfühler 8 im Endbereich der Oberflächenlösung 3.2 vorgesehen, der jedoch vor den vorbeifließenden Kakaobohnen 2 durch eine entsprechende Bucht 7.3 des Trennbleches 7 geschützt ist. Nach Passage der Oberflächenlösung 3.2 werden die Kakaobohnen 2 durch die Mitnehmer 4.2 am rechten Ende der Oberflächenlösung 3.2 aus der wässrigen Lösung 3 herausgehoben und über eine Schwelle 7.4 in einen Auswurf 7.5 geschoben. Dort fallen die noch laugennassen Kakaobohnen 2 in eine Fördereinrichtung 8, wo die Kakaobohnen 2 langsam abtropfen und durch ein Gebläse oder durch einen Infrarottrockner getrocknet werden. Die abtropfende wässrige Lösung 3 fällt in ein Puffergefäß 9, welches die von den Kakaobohnen 2 abtropfende wässrige Lösung 3 einerseits und andererseits von einem Vorratsgefäß 10 eingepumpte, frische wässrige Lösung 3 aufnimmt. Die wässrige Lösung 3, die von den Kakaobohnen 2 abtropft, ist durch die pH-niedrige Säure der Fettsäuren der Kakaobohnen 2 geringfügig neutralisiert. Um den pH-Wert der wässrigen Lösung 3 zu stabilisieren, wird das Puffergefäß 9 mit frischer wässriger Lösung 3 aus dem Vorratsgefäß 10 mit Hilfe einer Pumpe 10.1 versetzt und die aufgefrischte wässrige Lösung 3 in dem Puffergefäß 9 wird sodann mit einer Pumpe 9.1 in den sich nach unten verjüngenden Lösungstank 5 gepumpt und zwar mit geringfügigem Druck, so dass die wässrige Lösung 3 im Laugentank 5 nicht zu stark verwirbelt wird. Durch die verjüngte Form des Lösungstanks 5 wirkt dieser wie eine Waschflache eines chemischen Labors. Das sich am verjüngten Boden 5.1 anreichernde Sediment und Feststoff 2 verdichtet sich im verjüngten Boden 5.1 des Lösungstanks 5, so dass dieses mit geringfügiger Menge wässriger Lösung 3 das Sediment 2 kontinuierlich oder Stoßweise über eine weitere Pumpe 5.2 abgepumpt werden kann. Die Kakaobohnen 2, die über eine weitere Fördereinrichtung 8 von der Schwelle 7.4 abgefördert werden, fallen nach Trocknung in die nächste Stufe der Verarbeitung.In 1 is a plant according to the invention 1 for carrying out the method according to the invention for treating cocoa beans 2 in a hot aqueous solution 3 shown. Starting with the task bunker 1.1 in which the cocoa beans 2 be held, the cocoa beans fall 2 through a rotary valve 1.2 in the left part of the plant 1 for the treatment of cocoa beans 2 , After passage of the rotary valve 1.2 fall the cocoa beans 2 on a slide 1.3 , which is shown enlarged in detail enlargement A. Through the slide 1.3 become the cocoa beans 2 , as shown in the detail enlargement A, derived to the right, the outgoing part, foothills 1.4 the slide 1.3 , below the liquid level 3.1 the aqueous solution 3 in the plant 1 lies. The in the area of the slide 1.3 falling cocoa beans 2 form at this point a floating accumulation, because the cocoa beans 2 float with their weight well below 1 g / cm ³ and only gradually from a conveyor, acting as a chain conveyor 4 is trained to be transported away. As a non-negligible part of the cocoa beans 2 sedimented with the heavy parts, is to increase the yield of cocoa beans 2 provided, the density of the aqueous solution 3 by adding food-compatible substances into the aqueous solution 3 to increase. A food-compatible substance for increasing the density of the aqueous solution is, for example, common salt or potash. Due to the common salt or the potash, the difference in lift between the cocoa beans 2 and to be sedimented heavy parts increased. It is also important that the slide 1.3 with her tail 1.4 placed a little higher than a slide 1.3 following separating plate 7 , which forms a closed area in this area. Through the chain conveyor 4 become individual drivers 4.2 attached to a revolving chain 4.1 are arranged by in the range of the chain 4.1 of the chain conveyor 4 present surface solution 3.2 pulled and the surface solution 3.2 gets out of the range of the foothill 1.4 the slide 1.3 deducted. This creates a slight, upward flow of aqueous solution 3 through the gap 1.5 between the foothills 1.4 the slide 1.3 and the separating plate 7 whereby the cocoa beans accumulated in this area 2 safely in the surface liquor 3.2 be kept and the cocoa beans 2 in the flow of adhering debris, mother earth, and adhering sediment and solids 2.1 getting washed. The sediment and the solids 2.1 , the mother earth and adhering clay sediment in the gap 1.5 down into the aqueous solution 3 , On the other hand, the cocoa beans are migrating 2 with the carriers 4.2 of the chain conveyor 4 below the liquid level 3.1 the mirror of the aqueous solution 3 in the plant 1 , The conveyor, a chain conveyor 4 with on the chain 4.1 arranged drivers 4.2 , is set at an angle of 0.5 ° to 5 °, preferably of about 2 °, so that the takeaway 4.2 their distance to the separating plate 7 only gradually decrease during the promotion. This ensures that the very sensitive cocoa beans 2 not between the drivers 4.2 and the separating plate 7 be grated. Because of the cocoa beans 2 under duress against the own buoyancy in the surface solution 3.2 are the cocoa beans 2 the highest possible temperature of the aqueous solution 3 exposed. Through the hot surface solution 3.2 become the cocoa beans 2 not only washed, but the shell swells, leaving moisture between the shell and the core of the cocoa bean 2 device. During later drying or roasting, the moisture evaporates, driving the shell off the core. This process takes place like a peeling of the shell. The aqueous solution 3 in the solution tank 5 is made by near the surface arranged heating rods 6 heated. As the heated aqueous solution 3 As it rises, the heated aqueous solution flows 3 through openings in the area of the heating elements 6 broken dividing sheet 7 so that the surface solution 3.2 in the area of the drivers 4.2 the highest temperature of about 96 ° C has. By measures to calm the aqueous solution 3 in the solution tank 5 a temperature gradient forms in the downwardly tapered solution tank 5 out. To a disturbing convective movement within the aqueous solution 3 To prevent, is provided that more dividers 7.1 and 7.2 inside the solution tank 5 are provided. These dividers 7.1 and 7.2 are broken, leaving the aqueous solution 3 slowly ascend according to their temperature and density, and sediment can slowly sink down. However, too much mixing of the aqueous solution 3 through the additional dividers 7.1 and 7.2 prevented. This has the advantage that the energy used to heat the aqueous solution 3 against unnecessary heating of the entire aqueous solution 3 can be reduced, which is particularly important for use in remote areas of cocoa bean cultivation, if local electrical energy must be produced for example with small diesel generators. To the temperature in the area of the driver 4.2 to regulate is a temperature sensor 8th in the end area of the surface solution 3.2 provided, however, in front of the passing cocoa beans 2 through a corresponding bay 7.3 of the separating plate 7 is protected. After passage of the surface solution 3.2 become the cocoa beans 2 through the carriers 4.2 at the right end of the surface solution 3.2 from the aqueous solution 3 lifted out and over a threshold 7.4 into an ejection 7.5 pushed. There the still wet cocoa beans fall 2 in a conveyor 8th where the cocoa beans 2 drip slowly and dried by a blower or by an infrared dryer. The dripping aqueous solution 3 falls into a buffer vessel 9 which are the ones from the cocoa beans 2 dripping aqueous solution 3 on the one hand and on the other hand from a storage vessel 10 pumped, fresh aqueous solution 3 receives. The aqueous solution 3 that from the cocoa beans 2 is due to the low pH acidity of the cocoa beans fatty acids 2 slightly neutralized. To the pH of the aqueous solution 3 to stabilize, the buffer vessel becomes 9 with fresh aqueous solution 3 from the storage vessel 10 with the help of a pump 10.1 and the refreshed aqueous solution 3 in the buffer vessel 9 is then with a pump 9.1 in the down-tapering solution tank 5 pumped with a slight pressure, so that the aqueous solution 3 in the liquor tank 5 not too swirling. Due to the tapered shape of the solution tank 5 This works like a washing surface of a chemical laboratory. This is on the rejuvenated ground 5.1 accumulating sediment and solid 2 condenses in the rejuvenated soil 5.1 of the solution tank 5 so this with small amount of aqueous solution 3 the sediment 2 continuously or abruptly via another pump 5.2 can be pumped out. The cocoa beans 2 that have another conveyor 8th from the threshold 7.4 be discharged after drying, fall into the next stage of processing after drying.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Anlageinvestment
1.11.1: Aufgabebunkerfeed hopper
1.21.2: Zellradschleuserotary valve
1.31.3: Rutscheslide
1.41.4: Ausläuferoffshoot
1.51.5: Spaltgap
22: Kakaobohnencocoa beans
2.12.1: Sediment, FeststoffSediment, solid
33: wässrige Lösungaqueous solution
3.13.1: Flüssigkeitsniveauliquid level
3.23.2: Oberflächenlösungsurface solution
44: Kettenfördererchain conveyors
4.14.1: KetteChain
4.24.2: Mitnehmertakeaway
55: Lösungstanksolution tank
5.15.1: verjüngter Bodenrejuvenated soil
5.25.2: Pumpepump
66: Heizstäbeheaters
77: TrennblechDivider
7.17.1: TrennblechDivider
7.27.2: TrennblechDivider
7.37.3: Buchtbay
7.47.4: Schwellethreshold
7.57.5: Auswurfejection
88th: FördereinrichtungConveyor
99: Puffergefäßbuffer vessel
9.19.1: Pumpepump
1010: VorratsgefäßStorage jar
10.110.1: Pumpepump
AA: Ausschnittsvergrößerungenlarged

Claims

Process for the sedimentation of cocoa beans ( 2 ), in which the cocoa beans ( 2 ) an aqueous solution ( 3 ), characterized by a temperature of the aqueous solution of more than 90 ° C, and heating the surface solution ( 3.2 ), in which the cocoa beans are exposed to the aqueous solution, by at least one heating element ( 6 ), which by a separating plate ( 7 ) of the surface solution ( 3.2 ), wherein the at least one heating element ( 6 ) uses electrical energy or the waste heat of a generator, a roasting device or other process heat to generate the heat.

Process according to claim 1, characterized by - giving up the cocoa beans ( 2 ) on a slide ( 1.3 ) which penetrate into the hot aqueous solution ( 3 ), - removal of surface water ( 3.2 ) of the aqueous solution ( 3 ) over a gap ( 1.5 ) within the hot aqueous solution ( 3 ), so that fresh aqueous solution ( 3 ) from the gap ( 1.5 ) to the surface of the aqueous solution ( 3 ), - Sedimentation of unwanted solids ( 2.1 ) in the out of the gap ( 1.5 ) hot aqueous solution ( 3 ), - conveying cocoa beans ( 2 ) within the surface solution ( 3.2 ) under duress against the own lift of the cocoa beans ( 2 ), - removal of cocoa beans ( 2 ) from the surface solution ( 3.2 ).

Method according to one of claims 1 to 2, characterized by recycling with the discharged cocoa beans ( 2 ) lost aqueous solution ( 3 ), wherein the pH of the aqueous solution ( 3 ) by a fresh liquor from a storage vessel ( 10 ) is maintained.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized by soothing the hot aqueous solution ( 3 ) by the use of at least one separating plate ( 7.1 . 7.2 ) within a solution reservoir in the solution tank ( 5 ) below the gap ( 1.5 ).

Method according to one of claims 1 to 4, wherein the promotion of cocoa beans ( 2 ) within the surface liquor ( 3.2 ) under duress against the own lift of the cocoa beans ( 2 ) first via a closed separating plate, then via a perforated separating plate ( 7 ) happens.

Plant for sedimenting heavy particles from cocoa beans, in which the cocoa beans of an aqueous solution ( 3 ), characterized in that the temperature of the aqueous solution ( 3 ) is more than 90 ° C, wherein a partially perforated separating plate ( 7 ), which contains the surface solution ( 3.2 ), in which the cocoa beans are exposed to the aqueous solution, from the rest of the aqueous solution ( 3 ) and below the partially perforated separating plate ( 7 ) at least one heating element ( 6 ), which contains the surface solution ( 3.2 ) heats up to at least 96 ° C, preferably a temperature sensor ( 8th ) in the vicinity of the at least one heating element ( 6 ), by means of which the temperature of the surface solution ( 3.2 ) is accessible to a regulation.

Investment ( 1 ) according to claim 6, comprising - at least one solution tank ( 5 ) for hot aqueous solution ( 3 ) - at least one slide ( 1.3 ) for cocoa beans ( 2 ), which are in the hot aqueous solution ( 3 protrudes, - at least one conveyor, which the cocoa beans ( 3 ) within the surface solution ( 3.2 ) of the aqueous solution ( 3 ) under duress against the own lift of the cocoa beans ( 2 ), wherein a partially perforated separating plate ( 7 ), which contains the surface solution ( 3.2 ) from the rest of the aqueous solution ( 3 ) and through a gap ( 1.5 ) between the spur ( 1.4 ) of the slide ( 1.3 ) and the separating plate ( 7 ) fresh aqueous solution ( 3 ), within which cocoa beans ( 2 ) by sedimentation of undesirable solids ( 2.1 ) is released.

Installation according to one of claims 6 or 7, characterized in that the conveyor means a chain conveyor ( 4 ) with on the chain ( 4.1 ) arranged drivers ( 4.2 ) where the chain conveyor ( 4 ) is set at an angle of 0.5 ° to 5 °, preferably of about 2 °, so that the drivers ( 4.2 ) their distance to the separating plate ( 7 ) gradually decrease during the promotion.

Installation according to one of claims 6 or 8, characterized in that the solution tank ( 5 ) tapers downwards like a funnel so that sedimented solid ( 2.1 ) as in a washing funnel on the tapered bottom ( 2.1 ) of the solution tank ( 5 ) compacted.