DE102022117187B3 - Vorrichtung zum Temperieren, Trocknen und/oder Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln - Google Patents

Vorrichtung zum Temperieren, Trocknen und/oder Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren, Trocknen und/oder Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln in Form von Schüttgut, umfassend- einen Aufnahmebehälter für das Schüttgut mit einer Innenoberfläche, die in unmittelbarem Kontakt zu dem Schüttgut steht;- ein oder mehrere Heizeinrichtung zum Erwärmen mindestens eines Teils der Innenoberfläche auf eine vorgebbare Temperatur; und- eine Antriebeinrichtung, um das Schüttguts relativ zur Innenoberfläche des Aufnahmebehälters in Bewegung zu versetzen.Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Temperieren, Trocknen und/ oder Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln in Form von Schüttgut unter Verwendung dieser Vorrichtung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren, Trocknen und/oder Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln in Form von Schüttgut.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Temperieren, Trocknen und/ oder Rösten von Nahrungs- und/oder Futtermitteln in Form von Schüttgut unter Verwendung dieser Vorrichtung.
  • Vorrichtungen dieser Art sind seit langem bekannt und werden in der Lebensmittelindustrie für verschiedene Arten der Behandlung von Nahrungs- oder Futtermitteln eingesetzt, insbesondere zur Behandlung von pflanzlichen Produkten wie Getreide, Ölsamen, Kakaobohnen usw. Die betreffenden Produkte werden je nach Behandlungszweck auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt und für eine bestimmte Zeit bei dieser Temperatur gehalten, wobei die Zieltemperatur in einem weiten Bereich liegen kann (zum Beispiel unter 100 °C beim Pasteurisieren oder oberhalb von 200 °C beim Rösten).
  • Bei den meisten bekannten Vorrichtungen dieser Art erfolgt das Erhitzen der Nahrungs- oder Futtermittel durch einen heißen Luft- oder Gasstrom, der durch einen Aufnahmebehälter, in dem sich das Schüttgut befindet, durchgeleitet wird. Die zu behandelnde Nahrungs- oder Futtermittel kommen bei diesen Vorrichtungen also mit dem Heizmedium in Form von Heißluft oder Heißgas unmittelbar in Kontakt, was zu verschiedenen Nachteilen führen kann.
  • Beim direkten Erhitzen von Nahrungs- oder Futtermitteln mit einem Luft- oder Gasstrom erfolgt stets eine Reduzierung des Wassergehaltes der behandelnden Produkte. Dies ist zwar beim Trocknen und gegebenenfalls auch beim Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln durchaus erwünscht. Wenn die Produkte jedoch nur temperiert werden sollen, zum Beispiel um sie zu pasteurisieren oder zu sterilisieren, kann dieser Effekt aber unerwünscht und nachteilig sein, so dass entsprechende Vorrichtungen für diese Zwecke nicht oder nur bedingt einsetzbar sind.
  • Bei der Behandlung mit Heißluft oder Heißgas besteht auch das Risiko einer ungleichmäßigen Erwärmung des Schüttguts, abhängig von den Strömungsverhältnissen in dem Aufnahmebehälter. Dem muss mit einer besonders effektiven Durchmischung des Schüttguts entgegengewirkt werden oder durch eine Reduzierung der Temperatur, was wiederum längere Behandlungszeiten erfordert.
  • Schließlich ist auch die Energieeffizienz solcher Vorrichtungen nicht optimal, da ein Teil der zugeführten Wärme mit dem Abluftstrom, dessen Temperatur typischerweise oberhalb der Produkttemperatur liegt, verloren geht. Eine Rückgewinnung dieser Energie zum Beispiel mit Wärmetauschern führt wiederum zu einem erhöhten technischen Aufwand.
  • Die DE 69 808 811 T2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Rösten von Lebensmitteln, wobei die Vorrichtung einen horizontal angeordneten röhrenförmigen Zylinder mit einer dampfbeheizten Ummantelung umfasst.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Temperieren, Trocknen und/oder Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln in Form von Schüttgut vorzuschlagen, die vielseitig und effizient einsetzbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 13.
  • Erfindungsgemäß erfolgt das Erwärmen der Nahrungs- und Futtermittel somit nicht durch einen direkten Kontakt mit Heißluft oder Heißgas, d.h. einem Heizmedium, sondern indirekt durch Kontakt mit der Innenoberfläche des Aufnahmebehälters, die ihrerseits auf eine vorgebbare Temperatur erwärmt wird. Dadurch wird die Energieeffizienz im Vergleich zu den eingangs beschriebenen Vorrichtungen grundsätzlich erhöht, da im Wesentlichen die gesamte Wärmeenergie, die der Innenoberfläche des Aufnahmebehälters zugeführt wird, auch auf das Schüttgut übergeht, und kein Energieverlust über die Abluft erfolgt. Dadurch, dass eine Durchströmung des Schüttguts mit Heißluft oder Heißgas nicht mehr erforderlich ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr vielseitig auch für solche Behandlungsverfahren eingesetzt werden, bei denen keine Änderung des Wassergehaltes des Nahrungs- oder Futtermittels erwünscht ist.
  • Die Innenoberfläche des Aufnahmebehälters kann im einfachsten Fall durch eine Innenwand des Aufnahmebehälters gebildet sein. Im Fall eines zylinderförmigen Aufnahmebehälters umfasst die Innenwand eine zylindrische Mantelfläche und zwei Stirnflächen, die ganz oder teilweise mit einer Heizeinrichtung erwärmt werden können.
  • Wesentlich bevorzugt ist es jedoch, wenn die Innenfläche des Aufnahmebehälters durch eine Innenwand des Aufnahmebehälters sowie durch in dem Aufnahmebehälter angeordnete Heizelemente gebildet ist. Durch solche Heizelemente kann die Gesamtoberfläche, die mit dem Schüttgut in Kontakt steht, deutlich vergrößert werden, so dass der Wärmeübergang von der Innenoberfläche auf das Nahrungs- oder Futtermittel verbessert wird. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Erwärmung, damit oft auch zu einer besseren Produktqualität, und ermöglicht kürzere Behandlungszeiten. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Heizelemente gleichzeitig auch als Mischelemente wirken, wenn das Schüttgut relativ zur Innenoberfläche in Bewegung versetzt wird. Dies wird weiter unten im Detail erläutert.
  • Es ist daher zu beachten, dass mit dem Begriff „Innenoberfläche“ im Sinne der vorliegenden Beschreibung stets die gesamte Oberfläche der Innenwand des Aufnahmebehälters und der in dem Behälter angeordneten Heizelemente gemeint ist, die in unmittelbarem Kontakt zu dem Schüttgut steht. Erfindungsgemäß wird mindestens ein Teil der Innenoberfläche auf eine vorgebbare Temperatur erwärmt, wobei dieser Teil insbesondere die Innenwand oder die Oberfläche der Heizelemente sein kann, oder auch nur ein Teil der Innenwand in Kombination mit den Heizelementen.
  • Der Aufnahmebehälter ist bevorzugt im Wesentlichen in Form eines Zylinders, einer Kugel, eines Kugelsegments oder eines Kessels ausgebildet. Besonders günstig ist ein Aufnahmebehälter in Form eines Zylinders, der durch die Antriebseinrichtung günstigerweise um seine Zylinderachse gedreht wird, um das Schüttgut relativ zur Innenoberfläche in Bewegung zu versetzen.
  • Wie bereits angesprochen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgrund der indirekten Erwärmung der Nahrungs- oder Futtermittel für unterschiedliche Einsatzbereiche verwendet werden, bei denen Nahrungs- oder Futtermittel temperiert, getrocknet und/oder geröstet werden. Die vorgebbare Temperatur kann hierbei in einem weiten Temperaturbereich von typischerweise ca. 80 bis ca. 300 °C liegen. Insbesondere kann die vorgebbare Temperatur im Bereich von ca. 80 bis ca. 100 °C liegen (z.B. beim Pasteurisieren), oder im Bereich von ca. 100 bis ca. 120 °C (z.B. beim Sterilisieren). Höhere Temperaturen werden insbesondere beim Trocknen und/oder Rösten eingesetzt (z.B. beim Rösten von Malz oder Kakaobohnen). Hier kann die vorgebbare Temperatur insbesondere im Bereich von ca. 100 bis ca. 120 °C, im Bereich von ca. 120 bis ca. 150 °C, im Bereich von ca. 150 bis ca. 200 °C, im Bereich von ca. 200 bis ca. 250 °C, oder im Bereich von ca. 250 bis ca. 300 °C liegen. Die Temperatur der Innenoberfläche liegt in der Regel oberhalb der erreichten Produkttemperatur, welche beim Rösten bis zu 250 °C betragen kann.
  • Gemäß der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Heizeinrichtung, die für eine Erwärmung mindestens eines Teils der Innenoberfläche des Aufnahmebehälters mittels eines fluiden Heizmediums ausgelegt ist, wobei das Heizmedium nicht unmittelbar mit dem Schüttgut in Kontakt kommt. Die Verwendung eines fluiden Heizmediums ist im Vergleich zu einer elektrischen Heizung in der Regel kosteneffizienter, da das Heizmedium seinerseits unter Verwendung einer beliebigen Primärenergiequelle erwärmt werden kann, insbesondere durch Verbrennung fossiler oder erneuerbarer Energieträger wie Erdgas, Kohle, Holz usw. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang die Verwendung nachwachsender Rohstoffe als Primärenergiequelle zur Erwärmung des Heizmediums, wodurch ein im Wesentlichen CO2-neutraler Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht wird. Hierbei ist es besonders günstig, wenn Abfallprodukte der in der Vorrichtung behandelten Nahrungs- oder Futtermittel als Primärenergiequelle eingesetzt werden können, wie z.B. Schalen von Kakaobohnen.
  • Das fluide Heizmedium kann gasförmig sein, und insbesondere Luft oder ein Prozessgas umfassen. Im Unterschied zu den eingangs beschriebenen Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik kommt die Heißluft bzw. das Heißgas bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Schüttgut nicht unmittelbar in Kontakt und kann somit sehr effizient in einem Kreislauf geführt werden. Alternativ kann auch ein flüssiges Heizmedium eingesetzt werden, insbesondere ein Thermoöl.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das fluide Heizmedium Wasserdampf, insbesondere Sattdampf und/oder überhitzten Dampf. Im Vergleich zu Luft als Heizmedium hat Wasserdampf den Vorteil einer höheren Wärmekapazität, so dass insbesondere hohe Temperaturen schneller erreicht werden können. Die Wärmeübertragung auf die Innenwand und/oder die Heizelemente erfolgt dabei vor allem durch die Kondensation des Dampfes.
  • Der Wasserdampf weist bevorzugt einen Druck von ca. 0,2 bis ca. 25 bar auf, wobei über den Druck insbesondere auch die erreichte Temperatur gesteuert werden kann.
  • Auch bei Verwendung eines fluiden Heizmediums kann die betreffende Heizeinrichtung so ausgelegt sein, dass sie nur einen Teil der Innenoberfläche auf die vorgebbare Temperatur erwärmt, insbesondere nur die Innenwand des Aufnahmebehälters oder nur die in dem Aufnahmebehälter angeordneten Heizelemente. Zur Erwärmung der Innenwand ist es besonders vorteilhaft, wenn der Aufnahmebehälter ganz oder teilweise doppelwandig ausgebildet ist mit einer Innenwand und einer Außenwand, zwischen denen die Heizeinrichtung das Heizmedium durchleitet. Ein zylinderförmiger Aufnahmebehälter kann beispielsweise so aufgebaut sein, dass nur die zylindrische Mantelfläche doppelwandig ausgebildet ist und beheizt wird, nicht jedoch die beiden Stirnflächen.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Teil der Innenoberfläche des Aufnahmebehälters durch Heizelemente gebildet, durch die die Heizeinrichtung das Heizmedium hindurchleitet. Wie bereits oben erläutert, ermöglichen solche Heizelemente einen wesentlich effektiveren Wärmeübergang auf das Schüttgut, da die gesamte für den Wärmeübergang zur Verfügung stehende Innenoberfläche im Vergleich zur bloßen Innenwand des Aufnahmebehälters deutlich vergrößert werden kann.
  • Die von dem Heizmedium durchflossenen Heizelemente umfassen Rohrleitungen, die an einer Innenwand des Aufnahmebehälters angeordnet sind und/oder in den Aufnahmebehälter hineinragen. Neben der vergrößerten Innenoberfläche wird die Effizienz des Wärmeübergangs zusätzlich dadurch erhöht, dass die Heizelemente auch als Mischelemente wirken, wenn das Schüttgut relativ zur Innenoberfläche des Aufnahmebehälters, d.h. in diesem Fall auch relativ zu den Heizelementen, in Bewegung versetzt wird.
  • Eine Heizeinrichtung mit einem fluiden Heizmedium kann im Rahmen der Erfindung auch mit einer elektrischen Heizung kombiniert werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass in dem Aufnahmebehälter Heizelemente vorgesehen sind, durch die ein fluides Heizmedium hindurchgeleitet wird, und dass die Innenwand des Aufnahmebehälters elektrisch beheizt wird. Die elektrische Heizung wird dann ggf. nur hinzugeschaltet, wenn höhere Temperaturen erreicht werden müssen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Antriebseinrichtung, um das Schüttgut relativ zur Innenoberfläche des Aufnahmebehälters in Bewegung zu versetzen. Günstigerweise ist die Antriebseinrichtung dafür ausgelegt, den Aufnahmebehälter in Rotation zu versetzen, im Falle eines zylindrischen Aufnahmebehälters insbesondere in Rotation um die Zylinderachse. Das Schüttgut in dem Aufnahmebehälter gelangt dadurch in Bewegung relativ zur Innenwand des Aufnahmebehälters, und auch relativ zu Heizelementen, die in dem Aufnahmebehälter angeordnet sind und relativ zur Innenwand festgelegt sind. Dies führt zu einer effektiven Durchmischung des Schüttguts und zu einer gleichmäßigen Erwärmung.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den Heizelementen können in dem Aufnahmebehälter separate Mischelemente angeordnet sein. Solche Mischelemente, die mit einer beheizten Innenwand verbunden sind, tragen durch Wärmeleitung ebenfalls zu einer Vergrößerung der Innenoberfläche und einer Verbesserung des Wärmeübergangs auf das Schüttgut bei, auch wenn sie nicht selbst beheizt sind.
  • Statt den Aufnahmebehälter in Rotation zu versetzen, kann die Antriebseinrichtung bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch dafür ausgelegt sein, in dem Aufnahmebehälter angeordnete Heizelemente und/oder Mischelemente in Bewegung, insbesondere in Rotation, zu versetzen. Hierdurch wird ein ähnlicher Durchmischungseffekt erreicht, wie wenn die Heizelemente und/oder Mischelemente sich zusammen mit der Innenwand bewegen. Diese Variante bietet sich vor allem für Aufnahmebehälter an, die nach oben offen sind (z.B. Kessel).
  • Die Größe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sehr unterschiedlich dimensioniert sein, je nach Art und Menge der zu behandelnden Nahrungs- oder Futtermittel. Der Aufnahmebehälter kann typischerweise für die Aufnahme von Schüttgutmengen im Bereich von ca. 15 bis ca. 6.000 kg ausgelegt sein, insbesondere von Schüttgutmengen von ca. 15 bis ca. 100 kg, von ca. 100 bis ca. 500 kg, von ca. 500 bis ca. 2.500 kg oder von ca. 2.500 bis ca. 6.000 kg.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung ferner eine Belüftungseinrichtung, die Luft durch den Aufnahmebehälter hindurchleitet. Eine solche Belüftung ist im Rahmen der Erfindung optional, und kann insbesondere beim Trocknen und/oder Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln vorteilhaft sein. Da der Luftstrom bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht zum Erwärmen des Schüttguts benötigt wird, sondern nur zur Reduzierung des Wassergehaltes, können die Zuluft- und Abluftmengen deutlich reduziert werden, so dass auch der Wärmeverlust durch die Abluft relativ gering ist. Gleichzeitig kann auch eine ggf. erforderliche Abluftbehandlung (z.B. Entstaubung der Abluft) kleiner dimensioniert werden als beim Stand der Technik.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Temperieren, Trocknen und/oder Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln in Form von Schüttgut nach Anspruch 13 unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, umfassend die Schritte:
    • - Einführen des Schüttguts in den Aufnahmebehälter;
    • - Erwärmen des Schüttguts in dem Aufnahmebehälter mittels der Heizeinrichtung für eine vorgegebene Zeitdauer, um das Schüttgut zu temperieren, zu trocken und/oder zu rösten, und gleichzeitig Bewegen des Schüttguts relativ zur Innenoberfläche des Aufnahmebehälters mittels der Antriebseinrichtung; und
    • - Entnehmen des Schüttguts aus dem Aufnahmebehälter.
  • Die Nahrungs- oder Futtermittel, die in dem Verfahren zum Einsatz kommen, sind bevorzugt ausgewählt aus Ölsamen, Nüssen, Getreide, Malz, Kakaobohnen, Kakaonibs, Kakaopulver und Gewürzen. Grundsätzlich können jedoch alle Nahrungs- oder Futtermittel eingesetzt werden, die als Schüttgut vorliegen und für eine entsprechende Temperaturbehandlung geeignet sind.
  • Das Temperieren der Nahrungs- oder Futtermittel umfasst insbesondere ein Vorwärmen (z.B. für nachfolgende Verarbeitungsschritte), ein Pasteurisieren oder ein Sterilisieren.
  • Die vorgegebene Zeitdauer, während der das Schüttgut erwärmt wird, ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens grundsätzlich nicht limitiert. Die Zeitdauer kann z.B. in einem weiten Bereich von ca. fünf Minuten bis ca. fünf Stunden liegen, bevorzugt im Bereich von ca. zehn Minuten bis ca. drei Stunden.
  • Während der vorgegebenen Zeitdauer kann das Schüttgut entweder auf eine konstante Zieltemperatur erwärmt werden, oder auf verschiedene Zieltemperaturen. Beispielsweise kann das Schüttgut nacheinander bei verschiedenen Zieltemperaturen jeweils für einen Teil der vorgegebenen Zeitdauer gehalten werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird während des Erwärmens des Schüttguts mittels einer Belüftungseinrichtung Luft durch den Aufnahmebehälter geleitet. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Schüttgut getrocknet und/oder geröstet werden soll.
  • Weitere Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.
  • Das nachfolgende Ausführungsbeispiel dient der näheren Erläuterung der Erfindung, ohne diese in irgendeiner Weise zu beschränken.
  • Es zeigen:
    • 1: eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Temperieren, Trocknen und/oder Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln in Form von Schüttgut in einer schematischen Schnittdarstellung. Die in der Zeichnung dargestellten Elemente der Vorrichtung sind hierbei nicht maßstabsgetreu.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Aufnahmebehälter 1 für das Schüttgut, bei dem es sich z.B. um Ölsamen, Nüsse, Getreide, Malz oder Kakaobohnen handeln kann. Der Aufnahmebehälter 1 ist im Wesentlichen in Form eines Zylinders ausgebildet, wobei die Darstellung in der 1 ein Längsschnitt entlang der Zylinderachse ist.
  • Die Vorrichtung weist eine Einfüllöffnung 7a auf, über die das Schüttgut im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens in den Aufnahmebehälter eingeführt wird, und eine Entnahmeöffnung 7b, über die das Schüttgut im letzten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens aus dem Aufnahmebehälter 1 entnommen wird.
  • Der Aufnahmebehälter 1 ist doppelwandig ausgebildet mit einer Innenwand 2a und einer Außenwand 2b. Über eine erste Heizeinrichtung 4d wird ein fluides Heizmedium, z.B. Wasserdampf, zwischen der Innenwand 2a und der Außenwand 2b hindurchgeleitet, um die Innenwand 2a, die einen Teil der Innenoberfläche des Aufnahmebehälters 1 bildet, auf eine vorgebbare Temperatur zu erwärmen. Diese Temperatur kann insbesondere über den Dampfdruck des Wasserdampfs reguliert werden.
  • Die Vorrichtung umfasst ferner Heizelemente 4c, die an der Innenwand 2a angeordnet sind, sowie Heizelemente 4a, die in den Aufnahmebehälter 1 hineinragen. Die Heizelemente 4c und 4a umfassen Rohrleitungen, durch die das Heizmedium mittels der Heizeinrichtung 4d ebenfalls hindurchgeleitet wird. Die Heizeinrichtung 4d erwärmt das Heizmedium durch Nutzung einer Primärenergiequelle, z.B. durch Verbrennung eines fossilen oder nachwachsenden Energieträgers.
  • Die Vorrichtung umfasst ferner eine zweite Heizeinrichtung 4b, bei der es sich um eine elektrische Heizung handelt, welche die Innenwand 2a des Aufnahmebehälters 1 auf eine vorgebbare Temperatur erwärmt.
  • Die Innenwand 2a sowie sämtliche Oberflächen der Heizelemente 4a und 4c bilden zusammen die Innenoberfläche des Aufnahmebehälters 1, die in unmittelbarem Kontakt zu dem Schüttgut steht. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Erwärmung des Schüttguts auf eine konstante oder variable Zieltemperatur für eine vorgegebene Zeitdauer durch einen Wärmeübergang von der Innenoberfläche des Aufnahmebehälters 1 auf das Schüttgut.
  • Die Vorrichtung umfasst ferner eine Antriebseinrichtung 3, z.B. einen Elektromotor, der den Aufnahmebehälter 1 in Rotation um die Zylinderachse versetzt. Dies führt zu einer Bewegung des Schüttguts relativ zu der Innenwand 2a sowie relativ zu den Heizelementen 4a und 4c, die an der Innenwand 2a bzw. relativ zu dieser festgelegt sind. Insbesondere durch die Heizelemente 4a, die in den Aufnahmebehälter 1 hineinragen, kommt es zu einer effektiven Durchmischung des Schüttguts und einen gleichmäßigen Wärmeübergang von der Innenoberfläche auf das Schüttgut. Eine möglichst gleichmäßige Erwärmung ist oft wichtig für die Produktqualität des behandelten Nahrungs- oder Futtermittels.
  • Für eine zusätzliche Durchmischung des Schüttguts sorgen auch die Mischelemente 5, die an der Innenwand 2a des Aufnahmebehälters 1 festgelegt sind.
  • Durch Wärmeleitung von der beheizten Innenwand 2a vergrößern auch die Mischelemente 5 die effektive Innenoberfläche des Aufnahmebehälters 1.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner eine Belüftungseinrichtung mit einem Lufteintritt 6a und einem Luftaustritt 6b. Durch die Belüftungseinrichtung kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Luft durch den Aufnahmebehälter 1 geleitet werden, um den Wassergehalt des Nahrungs- oder Futtermittels zu reduzieren, also insbesondere beim Trocknen und/oder Rösten.
  • Das in der 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst mehrere Heizeinrichtungen 4b und 4d und mehrere Heizelemente 4a und 4c. Es ist jedoch explizit zu beachten, dass diese Elemente nicht unbedingt in Kombination vorliegen müssen, sondern dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch solche Ausführungsformen möglich sind, bei denen nur eine Heizeinrichtung 4d vorgesehen ist, welche ein Heizmedium entweder nur zwischen der Außenwand 2b und der Innenwand 2a hindurchleitet, nur durch die an der Innenwand 2a angeordneten Heizelemente 4c, oder nur durch die in den Aufnahmebehälter 1 hineinragenden Heizelemente 4a. Bevorzugt sind jedoch Ausführungsformen, bei denen zumindest die in den Aufnahmebehälter 1 hineinragenden Heizelemente 4a vorgesehen sind, da diese zu einer guten Durchmischung des Schüttguts und einem effektiven Wärmeübergang beitragen.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zum Temperieren, Trocknen und/oder Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln in Form von Schüttgut, umfassend - einen Aufnahmebehälter (1) für das Schüttgut mit einer Innenoberfläche, die in unmittelbarem Kontakt zu dem Schüttgut steht; - eine oder mehrere Heizeinrichtungen (4b, 4d) zum Erwärmen mindestens eines Teils der Innenoberfläche auf eine vorgebbare Temperatur, wobei eine Heizeinrichtung (4d) für eine Erwärmung mindestens eines Teils der Innenoberfläche des Aufnahmebehälters mittels eines fluiden Heizmediums ausgelegt ist, wobei das Heizmedium nicht unmittelbar mit dem Schüttgut in Kontakt kommt, wobei ein Teil der Innenoberfläche des Aufnahmebehälters durch Heizelemente (4a, 4c) gebildet ist, durch die die Heizeinrichtung das Heizmedium hindurchleitet, und wobei die Heizelemente Rohrleitungen umfassen, die an einer Innenwand (2a) des Aufnahmebehälters angeordnet sind und/oder in den Aufnahmebehälter hineinragen; und - eine Antriebseinrichtung (3), um das Schüttgut relativ zur Innenoberfläche des Aufnahmebehälters in Bewegung zu versetzen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Innenoberfläche des Aufnahmebehälters (1) durch eine Innenwand (2a) des Aufnahmebehälters sowie durch die in dem Aufnahmebehälter angeordneten Heizelemente (4a, 4c) gebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Aufnahmebehälter (1) im Wesentlichen in Form eines Zylinders, einer Kugel, eines Kugelsegments oder eines Kessels ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorgebbare Temperatur von ca. 80 bis ca. 300 °C beträgt, und wobei die vorgebbare Temperatur insbesondere im Bereich von ca. 80 bis ca. 100 °C, im Bereich von ca. 100 bis ca. 120 °C, im Bereich von ca. 120 bis ca. 150 °C, im Bereich von ca. 150 bis ca. 200 °C, im Bereich von ca. 200 bis ca. 250 °C, oder im Bereich von ca. 250 bis ca. 300 °C liegt.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das fluide Heizmedium gasförmig ist, und insbesondere Luft oder ein Prozessgas umfasst, oder flüssig ist, und insbesondere ein Thermoöl umfasst.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das fluide Heizmedium Wasserdampf umfasst, insbesondere Sattdampf und/oder überhitzten Dampf.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Wasserdampf einen Druck von ca. 0,2 bis ca. 25 bar aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aufnahmebehälter (1) ganz oder teilweise doppelwandig ausgebildet ist mit einer Innenwand (2a) und einer Außenwand (2b), zwischen denen die Heizeinrichtung (4d) das Heizmedium hindurchleitet.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (3) dafür ausgelegt ist, den Aufnahmebehälter (1) in Rotation zu versetzen, insbesondere um einen im Wesentlichen zylindrischen Aufnahmebehälter in Rotation um die Zylinderachse zu versetzen.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Antriebseinrichtung (3) dafür ausgelegt ist, in dem Aufnahmebehälter (1) angeordnete Heizelemente (4a, 4c) und/oder Mischelemente (5) in Bewegung, insbesondere in Rotation, zu versetzen.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aufnahmebehälter (1) für die Aufnahme von Schüttgutmengen im Bereich von ca. 15 bis ca. 6.000 kg ausgelegt ist, insbesondere von Schüttgutmengen von ca. 15 bis ca. 100 kg, von ca. 100 bis ca. 500 kg, von ca. 500 bis ca. 2.500 kg oder von ca. 2.500 bis ca. 6.000 kg.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner eine Belüftungseinrichtung (6a, 6b) umfasst, die Luft durch den Aufnahmebehälter (1) hindurchleitet.
  13. Verfahren zum Temperieren, Trocknen und/oder Rösten von Nahrungs- oder Futtermitteln in Form von Schüttgut unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: - Einführen des Schüttguts in den Aufnahmebehälter (1); - Erwärmen des Schüttguts in dem Aufnahmebehälter mittels der Heizeinrichtung (4b, 4d) für eine vorgegebene Zeitdauer, um das Schüttgut zu temperieren, zu trocknen und/oder zu rösten, und gleichzeitig Bewegen des Schüttguts relativ zur Innenoberfläche des Aufnahmebehälters mittels der Antriebseinrichtung (3); und - Entnehmen des Schüttguts aus dem Aufnahmebehälter.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Nahrungs- oder Futtermittel ausgewählt sind aus Ölsamen, Nüssen, Getreide, Malz, Kakaobohnen, Kakaonibs, Kakaopulver und Gewürzen.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Temperieren der Nahrungs- oder Futtermittel ein Vorwärmen, ein Pasteurisieren oder ein Sterilisieren umfasst.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die vorgegebene Zeitdauer im Bereich von ca. 5 Minuten bis ca. 5 Stunden liegt, bevorzugt im Bereich von ca. 10 Minuten bis ca. 3 Stunden.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das Schüttgut während der vorgegebenen Zeitdauer auf eine konstante Zieltemperatur oder auf verschiedene Zieltemperaturen erwärmt wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei während des Erwärmens des Schüttguts mittels einer Belüftungseinrichtung (6a, 6b) Luft durch den Aufnahmebehälter (1) geleitet wird.
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DE69808811T2 (de) 1997-01-30 2003-02-27 Kagome Co., Ltd. Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Rösten von Lebensmitteln
DE202018102671U1 (de) 2017-12-13 2018-05-28 Chia Pin Chen Röstmaschine

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