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Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung für geröstetes pflanzliches Schüttgut mit einem Kühlraum zum Abkühlen des gerösteten pflanzlichen Schüttgutes, wobei in dem Kühlraum eine Schüttgutfläche ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Rösteranordnung sowie ein Verfahren zum Betreiben der Rösteranordnung.
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Kühlanordnungen sowie Rösteranordnungen mit derartigen Kühlanordnungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. So beschreibt das deutsche Gebrauchsmuster
DE 297 17 010 U1 eine Kühlanordnung für röstheiße Kaffeebohnen, Kakao oder Nüsse, bei der Luft durch ein kreisringförmiges, drehbar gelagertes Kühlsieb, auf dem das Schüttgut gelagert ist, geführt wird, um das Schüttgut zu kühlen. Hierbei ist der Kühlraum im Bereich einer Röstvorrichtung vorgesehen und gelangt das Schüttgut im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Fliehkraftwirkung nach Abschluss des Röstprozesses aus der Röstvorrichtung in den Kühlraum. Es sei darauf hingewiesen, dass es aus dem Stand der Technik, wie zum Beispiel der
DE 102 29 269 B3 hinlänglich bekannt ist, Temperatursensoren im Innenraum einer Röstvorrichtung einzusetzen, um die Oberflächentemperatur des Schüttgutes hinsichtlich seines Röstgrades zu überwachen. Darüberhinaus sind Temperatursensoren zur Raumüberwachung grundsätzlich aus der
DE 10 2019 131 599 A1 bekannt.
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Es ist bekannt, dass aufgrund des Röstprozesses im gerösteten pflanzlichen Schüttgut Glutnester entstehen, die nach Abschluss des Röstvorganges in den Kühlraum der Kühlanordnung gelangen. Im unkritischsten Fall beeinträchtigen derartige Glutnester die Qualität der jeweiligen Röstcharge des gerade gerösteten pflanzlichen Schüttgutes. Im schlimmsten Fall können derartige Glutnester zu einem Brand der Kühlanordnung oder eines nachgelagerten Aggregates führen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die oben genannten Nachteile auf einfache und kostengünstige Weise zu vermeiden und hierbei insbesondere derartige Glutnester schnell zu erkennen.
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Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Kühlanordnung dadurch gelöst, dass eine Sensoranordnung mit mindestens einem Temperatursensor zur Temperaturüberwachung des gerösteten pflanzlichen Schüttgutes in dem Kühlraum vorgesehen ist, um zumindest einen Teilbereich der Schüttgutfläche zu detektieren. Hierdurch können auf besonders einfache Weise lokale Überhitzungen, die eine Temperatur aufweisen, die über einer vorher festgelegten Grenztemperatur liegt, detektiert werden. Durch das frühzeitige Erkennen derartiger lokaler Überhitzungen können dann abhängig vom Grad der Überhitzung geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Auch ist es möglich, die gesamte Röstcharge eines gerösteten pflanzlichen Schüttgutes oder lediglich einen Teil davon zu separieren, um eine einheitlich hohe Qualität des Röstprozesses für einen Kunden zu gewährleisten. Aufgrund der kontinuierlichen Umwälzung des Schüttgutes in einer tangentialen Grundrichtung kann der Temperatursensor derart ausgebildet sein, dass lediglich ein Teilbereich der Schüttgutfläche zu detektieren ist. Aufgrund der Umwälzung wird im Laufe eines Kühlprozesses das gesamte Schüttgut durch diesen Teilbereich geführt. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Schüttgut nicht aktiv bewegt wird und nur auf dem Kühlsieb liegt und von Kühlluft durchströmt wird.
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In besonders vorteilhafter Weise ist der mindestens eine Temperatursensor eine Thermographie-Kamera, wodurch es möglich ist, Videoaufnahmen des gerösteten pflanzlichen Schüttgutes im Kühlraum aufzunehmen und gegebenenfalls zu archivieren. Um nun eine einwandfreie und möglichst wartungsfreie Überwachung der Schüttgutfläche zu gewährleisten, kann die Thermographie-Kamera in vorteilhafter Weise eine Spüllufteinrichtung aufweisen. Die Spülluft wird dabei seitlich über die Kameralinse geführt und wirkt dabei wie ein Luftvorhang. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn vor einer Kameralinse der Thermographie-Kamera eine Distanzschutzhülse vorgesehen ist, um eine möglichst zylindrische Kolbenspülluftströmung zu generieren.
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In besonders vorteilhafter Weise ist eine Haubenanordnung über der Schüttgutfläche vorgesehen, in der der mindestens eine Temperatursensor integriert ist. Die Haubenanordnung begrenzt hierbei den Kühlraum und ermöglicht das zielgerichtete Absaugen der Kühlluft mitsamt vorhandenen Verschmutzungen. Zudem bietet es eine besonders einfache Befestigungsmöglichkeit für den mindestens einen Temperatursensor. Im Falle der Ausbildung des Temperatursensors als Thermographie-Kamera ist diese im Wesentlichen an der von der Kühlvorrichtung abgewandten Seite der Haubenanordnung vorzusehen, wobei die Distanzschutzhülse in den Kühlraum hineinreicht.
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In besonders vorteilhafter Weise ist eine Steuerungsvorrichtung zur Überwachung des Kühlprozesses vorgesehen. Eine derartige Steuerungsvorrichtung dient dazu, Alarmsignale auszusenden, oder gegebenenfalls einen schon wieder begonnenen Röstprozess abzubrechen. Hierbei kann es durchaus vorteilhaft sein, dass die Steuervorrichtung der Kühlanordnung in eine Steuervorrichtung einer hiermit zusammenwirkenden Rösteranordnung integriert ist.
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In besonders vorteilhafter Weise weist der Kühlraum ein Kühlsieb zur Aufnahme des gerösteten pflanzlichen Schüttgutes und zur Kaltluftdurchleitung auf. Durch das Kühlsieb kann eine ausreichend große Schüttgutfläche bereitgestellt werden, die besonders einfach durch den mindestens einen Temperatursensor zu überwachen ist.
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In vorteilhafter Weise weist die Kühlanordnung eine Umwälzvorrichtung mit einer tangentialen Grundrichtung für das geröstete pflanzliche Schüttgut auf. Eine derartige Umwälzvorrichtung kann hierbei verschiedenartig ausgebildet sein. Im Falle eines vorhandenen Kühlsiebes, kann das geröstete pflanzliche Schüttgut durch ein über eine Antriebsvorrichtung in Drehung versetztes Kühlsieb umgewälzt werden. Auch ist es denkbar, dass eine Schaufeleinrichtung zur Umwälzung des gerösteten pflanzlichen Schüttgutes als Teil der Umwälzvorrichtung vorgesehen ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Temperatursensor beweglich gelagert ist und durch eine Antriebsvorrichtung derart antreibbar ist, dass jeweils unterschiedliche Teilbereiche der Schüttgutfläche detektierbar sind.
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Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Rösteranordnung für pflanzliches Schüttgut mit einer derartigen Kühlanordnung, wobei eine Gehäuseanordnung vorgesehen ist, die zumindest eine Röstvorrichtung, eine Heizvorrichtung zum Erhitzen eines Innenraumes der Röstvorrichtung, eine Abgas-Reinigungseinrichtung zum Abführen von Abgasen aus der Röstvorrichtung und eine Steuerungsvorrichtung zur Überwachung eines Kühlvorganges aufweist, wobei die Kühlanordnung im Bereich mindestens einer Auslassöffnung der Röstvorrichtung vorgesehen ist.
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Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Rösteranordnung, wobei nach Abschluss des Röstprozesses das geröstete pflanzliche Schüttgut in die Kühlanordnung geleitet wird, derart, dass eine Schüttgutfläche des gerösteten pflanzlichen Schüttgutes ausgebildet wird, wobei diese Schüttgutfläche von mindestens einem Temperatursensor überwacht wird und bei einer lokalen Überhitzung durch die Steuerungsvorrichtung ein Signal ausgegeben wird. Um Fehlinterpretationen zu vermeiden, können für unterschiedliche Kühlvorgangszeitdauern unterschiedliche Grenztemperaturen festgelegt werden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Thermographie-Kamera vorgesehen ist, wobei nach jedem Abschluss des Röstprozesses durch die Steuerungsvorrichtung ein Kühlvorgang in einem Datenspeicher oder einer Datenbank angelegt wird und ein Video der Thermographie-Kamera dem Kühlvorgang zugeordnet wird, wobei bei einem Überschreiten einer voreingestellten Grenztemperatur das Video gespeichert wird, und der Kühlvorgang markiert wird. Insbesondere hinsichtlich der Qualitätsüberwachung ist auf diese Weise eine besonders einfache Erfassung von Chargen möglich, die gegebenenfalls aufgrund einer Überhitzung nicht dem gewünschten Qualitätsstandard entsprechen. Hierbei kann die Markierung in vorteilhafter Weise mittels unterschiedlicher Prioritäten vorgenommen werden, wobei zumindest eine erste und eine zweite Prioritätsstufe vorgesehen sind. Auf diese Weise kann beispielsweise bei einer längeren Überschreitung der Grenztemperatur ein Alarm ausgelöst werden, der eine Überprüfung der Rösteranordnung und der Kühlanordnung bedingt. Bei einer sehr kurzfristigen Überschreitung der Grenztemperatur kann diese Meldung lediglich als Information hinterlegt werden, da sie beispielsweise auf eine Verschmutzung des Kühlsiebes zurückzuführen ist.
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Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Rösteranordnung,
- 2 eine Detailansicht einer Haubenanordnung einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung, und
- 3 eine Detailansicht einer Sensoranordnung angeordnet in der Haubenanordnung aus 2.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Rösteranordnung 2, die an sich aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist. Eine derartige Rösteranordnung 2 weist eine Gehäuseanordnung 4 auf, die zumindest eine Röstvorrichtung 6, eine Heizvorrichtung 8 zum Erhitzen eines Innenraumes 10 der Röstvorrichtung 6, eine Abgas-Reinigungseinrichtung 12 zum Abführen von Abgasen aus dem Innenraum 10 der Röstvorrichtung 6 und eine Kühlanordnung 14 zur Abkühlung eines zu röstenden pflanzlichen Schüttgutes 16, hier Kaffeebohnen auf. Die ungerösteten Kaffeebohnen werden hierbei über einen Trichtereinlass 18 dem Innenraum 10 der Röstvorrichtung 6 zugeführt. Zudem ist eine Steuerungsvorrichtung 19 vorgesehen, die einen Röstvorgang und einen Kühlungsvorgang steuert bzw. regelt.
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Die erfindungsgemäße Kühlanordnung 14 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Kühlvorrichtung 20 mit einem über eine nicht weiter dargestellte Antriebseinrichtung drehbaren Kühlsieb 22, auf das das Schüttgut 16, hier die Kaffeebohnen, über eine Auslassöffnung 24 der Röstvorrichtung 6 geschüttet werden und auf diese Weise eine Schüttgutfläche 26 ausbilden. Das Kühlsieb 22 schließt dabei zusammen mit einer Haubenanordnung 28 einen Kühlraum 30 ein, in den durch eine Kaltluftvorrichtung 31 Kühlluft eingeblasen wird. Die Haubenanordnung 28 besteht hierbei aus einem ersten Gehäuseteil 32, das als Domteil ausgebildet ist, und aus einem zweiten Gehäuseteil 34, das auf die Kühlvorrichtung 20 anschließt und den Kühlraum 30 damit begrenzt. Sowohl an die Kühlvorrichtung 20 schließt sich auf bekannte Weise eine Schüttgutauslassanordnung 36 und an das Domteil 32 schließen sich jeweils Luftablassvorrichtungen 38 an. Die Kühlluft wird hierbei angesaugt, durch das Kühlsieb 22 und die Kaffeebohnen 16 auf bekannte Weise gesogen und über die Luftablassvorrichtung 38 abgegeben.
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Um nun unerwünschte Glutnester im Schüttgut 16 auf einfache Weise erkennen zu können und damit eine gleichbleibende hohe Qualität des gerösteten Schüttgutes 16 gewährleisten zu können und zudem eine Schädigung der Rösteranordnung oder angrenzender Aggregate verhindern zu können, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Domteil 32 der Haubenanordnung 28 eine Sensoranordnung 40 mit einer Thermographie-Kamera als Temperatursensor 42 vorgesehen, die steuerungstechnisch mit der Steuerungsvorrichtung 19 verbunden ist. Die Thermographie- Kamera überwacht hierbei die Temperatur der gerösteten Kaffeebohnen, indem sie die gesamte Schüttgutfläche 26 detektiert. Alternativ können natürlich auch mehrere Temperatursensoren 42 vorgesehen sein, die jeweils lediglich einen Teilbereich der Schüttgutfläche 26 detektieren. Auch kann der detektierte Teilbereich der Schüttgutfläche 26 so ausgewählt werden, dass bei einer Umwälzung der Schüttgutfläche 26 durch eine Umwälzvorrichtung mit einer tangentialen Grundrichtung die gesamte Schüttgutfläche 26 am Temperatursensor 42 vorbeigeführt wird. Auch ist es denkbar, dass der Temperatursensor 42 beweglich gelagert ist und durch eine Antriebsvorrichtung derart antreibbar ist, dass jeweils unterschiedliche Teilbereiche der Schüttgutfläche 26 zu detektieren sind.
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2 zeigt nun eine Detailansicht der Haubenanordnung 28 mit der montierten Sensoranordnung 40. Hierbei ist der als Thermographie-Kamera ausgebildete Temperatursensor 42 über ein Befestigungsblech 44 (siehe hierzu insbesondere 3) in einer Öffnung 46 des Domteils 32 angewinkelt angeordnet. Durch das Befestigungsblech 44 ist die Thermographie-Kamera 42 auf einfache Weise hinsichtlich der zu überwachenden Schüttgutfläche 26 auszurichten.
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3 zeigt nun eine Detailansicht der Sensoranordnung 40, angeordnet in der Öffnung 46 des Domteils 32. Zum Schutz der ThermographieKamera und hierbei insbesondere einer Kameralinse 50 ist eine schematisch dargestellte Spüllufteinrichtung 48 vorgesehen. Die senkrecht zur Kameralinse 50 verlaufende Spülluft ist hier durch einen Pfeil 52 dargestellt und wirkt als Spülluftvorhang.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Rösteranordnung 2 hinsichtlich des Kühlprozesses findet nun wie nachfolgend beschrieben statt. Nach Abschluss des Röstprozesses wird das geröstete pflanzliche Schüttgut 16 in die Kühlanordnung 14 und hierbei insbesondere in den Kühlraum 30 geleitet. Hierbei bildet sich eine Schüttgutfläche 26 der Kaffeebohnen aus, wobei diese Schüttgutfläche 26 ständig von der Thermographie- Kamera überwacht wird. In der Steuerungsvorrichtung 19 sind für unterschiedliche Kühlvorgangszeitdauern unterschiedliche Grenztemperaturen festgelegt. So liegt die Grenztemperatur in den ersten 30 Sekunden des Kühlprozesses bei 200 °C. Danach liegt die Grenztemperatur bei 150 °C. Wird eine dieser Grenztemperaturen in den jeweiligen Kühlvorgangszeitdauern für mindestens 3 Sekunden überschritten, erfolgt ein Signal in Form eines Alarms, der auf eine lokale Überhitzung, möglicherweise erzeugt durch ein Glutnest, hinweist. Das durch die Thermographie- Kamera beim Kühlvorgang aufgenommene Video wird gespeichert und dem Kühlvorgang der jeweiligen Röstcharge zugeordnet, damit noch einmal eine gesonderte Qualitätsüberprüfung dieser Charge stattfinden kann. Läuft der Kühlvorgang ohne Alarmvorgang ab, wird das aufgenommene Video überschrieben. Die Steuerungsvorrichtung 19 kann beispielsweise aufgrund der Zeitdauer der Überschreitung der jeweiligen Grenztemperatur auch unterschiedliche Markierungen der Kühlvorgänge vornehmen, wobei diese Markierungen dann unterschiedlichen Prioritäten zugeordnet sind, und wobei dann lediglich die erste Prioritätsstufe eine Alarmfunktion auslöst, die beispielsweise dann auch direkt eine Überprüfung der Rösteranordnung 2 auslöst. Bei einer zweiten Prioritätsstufe wird dieser Alarm nicht ausgelöst und wird lediglich der Bediener darauf hingewiesen, eine Qualitätsüberprüfung der Röstcharge vorzunehmen.
