DE2341099C2 - Einrichtung zur Wärme-, Kälte- und/oder Stoffbehandlung - Google Patents
Einrichtung zur Wärme-, Kälte- und/oder StoffbehandlungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der in dem Patent 2103 281 beschriebenen Einrichtung erfolgt die Zufuhr des Behandlungsstromes
durch ein zentrales Rohr, welches jedoch nicht in der Höhe verstellbar und somit den Betriebsverhältnissen
nicht anpaßbar ist Außerdem endet dieses Rohr mit ziemlich großem Abstand über dem Boden des
Behälters, so daß das von oben herabfallende Gut durch den in den Behälter eintretenden Behandlungsstrom
nach unten mitgenommen wird, so daß hier im wesentlichen ein Gleichstromprinzip verwirklicht ist
Durch die Mitnahme des bereits nach unten fallenden Gutes durch den nach unten gerichteten Behandlungsstrom wird das Gt Λ mit erhöhter Geschwindigkeit
gegen den Boden beschleunigt
Aufgabe der Erfindung ist es, die Umwälzung des Gutes und die Intensität der Behandlung des Gutes
durch den Behandlungsstrom zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.
Durch diese Anordnung des Rohres für die Zuführung des Behandlungsstromes, tritt dieser unter dem nach
unten gerichteten und am Boden des Behälters umgelenkten Gutes aus, so da3 dieser Behandlungsstrom ein gewisses Polster für das herabfallende Gut
bildet und den Umlauf beschleunigt Außerdem durchquert der eintretende Behandlungsstrom die
umlaufende Gutsschicht an der untersten Stelle des Behälters in der Nähe des unteren Endes des Rohres
sowie im Bereich der Austrittsstelle für den Behandlungsstrom, die üblicherweise im Deckel des Behälters
vorgesehen ist Durch dieses Durchkreuzen des Gutsstromes durch den Behandlungsstrom nach Art
eines Kreuzstromes zusätzlich zu der über einen großen Teil der Bewegungsbahn des Gutes erfolgenden
Gleichstrombehanöiung im Bereich der aufsteigenden
Bewegungsbahn, wird eine gleichmäßige und intensive Behandlung sämtlicher Gutsteilchen teilweise in Fließbettform erreicht
Bei der in dem Patent 2103 281 beschriebenen
Einrichtung ist der mit einem zylindrischen Wandbereich ausgebildete Deckel bündig in bezug auf den
oberen Rand des Behälters aufgesetzt, so daß das durch die Fliehkraft nach außen gedrängte Gut über den Spalt
zwischen Behälter und Deckel streicht und gegen die Kante des Deckelrandes gedrückt wird, wodurch
Reibungsverluste eintreten und eine präzise Ausführung der abdichtenden Elemente erforderlich ist
Die Vermeidung dieser Nachteile und eine Vervollkommnung der Lösung der eingangs gestellten Aufgabe,
nämlich die Umwälzung des Gutes und die Intensität der Behandlung des Gutes durch den Behandlungsstrom
zu verbessern, wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Innendurchmesser des Behälters an
seinem oberen Rand geringer ist als der Innendurchmesser
des zylinderförmig ausgebildeten Deckels und daß die von der Innenwand des Deckels ausgehenden
bogenförmigen Rippen die sich aus dem Durchmesserunterschied ergebende Stufe übergreifen, in Richtung s
auf ihre radial innenliegenden Enden, mit den Innenbogenflächen gegen den Behälterboden geneigt,
leicht drallverwunden und an den freien Enden abgerundet sind. Beim Umlauf des Gutes springt dieses
Ober die so gebildete Stufe und wird von den die Stufe übergreifenden Rippen aufgenommen und nach innen
gelenkt, so daß die bisher an dem Dichtspalt auftretenden Reibungsverluste entfallen und eine
weniger präzise Ausführung des Dichtspaltes möglich ist Da die Rippen leicht drallverwunden und an ihren
Enden abgerundet sind, wird der Gutsstrom aufgefächert,
wodurch die einzelnen Partikel einen besseren Kontakt mit der Warmluft erfahren. Ohne die
Verwindtuig der Rippen und die Abrundung am Ablaufende des Gutes wäre der Gutsstrom kompakt
Bei der Einrichtung nach Patent 21 03 281 ist die Kühleinrichtung für das behandelte Gut üblicherweise
unterhalb dem Behandlungsbehälter angeordnet, so daß sich eine große Bauhöhe ergibt Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist um den Behälter ein 2s kreisringförmiges drehbares Kühlsieb vorgesehen und
mit einem feststehenden Abstreifer entleerbar. Durch diese Maßnahme wird der Raumbedarf in der Höhe auf
die durch den Behälter bedingte Bauhöhe beschränkt
Eine besonders günstige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Abstreifer durch einen nach innen
verschwenkbaren Wandabschnitt einer das Kühlsieb umgebenden feststehenden Haube gebildet ist. Hierdurch
wird auch jede Fehlbedienung vermieden, da der Abstreifer nur dann wirksam ist, wenn die Haube
geöffnet ist
Damit auch das durch das Kühlsieb hindurchfallende Gut vollständig ausgetragen werden kann, ist unterhalb
des kreisringförmigen Kühlsiebes eine Auffangsschale und eine mit dem Kühlsieb umlaufende zum Kehren der
Auffangschale dienende Bürste vorgesehen.
Zur Entnahme des behandelten Gutes aus dem Behälter kann dieser in seinem zylindrischen Wandbereich
einen nach außen verschwenkbaren Wandabschnitt aufweisen, an dem die diesem Bereich zugeordneten
Rippen befestigt sind. Hierdurch wird nach dem Ausschwenken des entsprechenden Wandbereiches des
" Deckels das behandelte Gut aufgrund der Fliehkraftwirkung nach außen getragen.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung so können auf einer gemeinsamen Welle zwei oder
mehrere Behälter angeordnet sein, wodurch die Behandlung des Gutes in mehreren Stufen erfolgen
kann.
Um den Anforderungen an einen umweltfreundlichen Betrieb gerecht zu werden, sind bei Verwendung von
Luft zur Behandlung des Gutes in der Luftführung für die Abluft aus dem Behälter ein Zyklon, ein Gebläse und
ein Nachbrenner sowie eine Mischstation für einen Teil der gereinigten heißen Abluft mii Frischluft vorgesehen.
In dem nachgeschaiteten Zyklon werden die durch die Abluft mitgeführten Teilchen ausgeschieden, während
im Nachbrenner die rauch- und geruchsbildenden Stoffe verbrannt werden. Durch die Beimischung der in dieser
Weise gereinigten Abluft zu der in den Behälter einzuführenden Frischluft wird der Wärmehaushalt
günstig beeinflußt
Die Erfindung ist in ü:r Zeichnung beispielsweise dargestellt Es zeigt
Die Erfindung ist in ü:r Zeichnung beispielsweise dargestellt Es zeigt
Fig. I einen Querschnitt durch eine als Kaffeeröstmaschine dienende Einrichtung nach der Erfindung in
Verbindung mit Zusatzeinrichtungen für die Aufberei tung des Behandlungsstromes;
F i g. 2 einen Teilschnitt durch die Röstmaschine im vergrößerten Maßstab;
F i g. 4 eine andere Ausführungsform der Einrichtung
nach der Erfindung; und
Die in F i g. 1 dargestellte Kaffeeröstmaschine weist einen mit senkrechter Welle 1 rotierenden Behälter 2
auf, der die Form einer Schale, und zwar eines Rotationsparaboloids, mit im Bereich der Achse t nicht
oder flach und mit zunehmendem Abstand zunehmend steiler ansteigender Innenwand hat Der Behälter 2 wird
durch einen Getriebemotor 3 angetrieben, der innerhalb einer Stützkonstruktion 4 zur Lagerung der Welle 1
vorgesehen ist
Der Behälter 2 ist durch einen Deckel 5 mit zylindrischer Wandung 6 abgedeckt, deren Unterkante
während des Betriebs nur einen geringen Abstand zur Oberkante des Behälters aufweist Der Innendurchmesser des Behälters 2 ist an seinem oberen Rand 7 geringer
als der Innendurchmesser der zylindrischen Wand des Deckels 5, so daß eine Stufe 8 entsteht An der
Unterseite des Deckels 5 sind bogenförmige Rippen 9 vorgesehen, deren Verlauf genauer aus F i g. 3 erkennbar
ist Die radial äußeren Enden der Rippen 9 verlaufen tangential zur zylindrischen Wand 6 des Deckels 5 und
reichen bis zu dieser Wand heran, so daß sie die Stufe 8 übergreifen. Die auf Grund der Fliehkraftwirkung über
den Rand 7 des Behälters hinausgeförderten Kaffeebohnen überspringen die Stufe 8 und werden durch die
Rippen 9 nach innen geleitet Die einzelnen Kaffeebohnen können somit nicht an der Unterkante der Wand 6
des Deckels 5 aufprallen. In Richtung auf die radial, innenliegenden Enden sind die bogenförmigen Rippen 9
derart leicht drallverwunden, daß die Innenbogenflächen gegen den Behälterboden geneigt sind. Die freien
Endm der Rippen, an denen das Gut nach innen und unten abläuft, sind abgerundet
Die Zufuhr des Behandlungsstromes — hier eines Heißluftstromes — erfolgt durch ein senkrecht durch
den Deckel 5 hindurch in den Behälter 2 sich hineinerstreckendes Rohr 10, das innerhalb des
Behälters koaxial zur Antriebswelle 3 nach unten gerichtet ist Im unteren Bereich ist das Rohr 10
zweiteilig ausgeführt, wobei der zweite Rohrteil, welcher mit 11 bezeichnet ist, über den ersten Rohrteil
10 greift und gegenüber diesem durch eine Verstelleinrichtung bestehend aus einer mit einem Handgriff 12
versehenen Stange 13, die durch eine Klemmvorrichtuiig
14 festgeklemmt und von außerhalb des Deckels bedienbar ist Hierdurch ist der untere Rohrteil 5 bis
nahe an den Boden des Behälters 2 einstellbar, so daß die Luft aus einem verhältnismäßig kleinen Spalt 15
austritt und das von oben entlang dem Rohr herabfallende Gut, :m vorliegenden Falle Kaffeebohnen,
nach Art eines Kreuzstromes durchsetzt Dabei wird die Luft im wesentlichen in Richtung der Wand des
Behälters nach oben gelenkt und gelangt über öffnungen 16 im Deckel 5 in eine Luftführung 17 für die
Abluft.
Dabei wird der ..r;ch innen durch die Rippen 9
geförderte Gutsstrom nochmals von der Luft durchsetzt. Ein Teil der Luft durchströmt,den Innenraum 18
des Behälters nach dem Durchqueren der Gutsschicht im unteren Bereich des Behälters, ohne dem Gutsstrom
entlang der Behälterwand zu folgen. Dieser Luftanteil durchquert vor dem Austritt durch die Öffnungen 16
ebenfalls den nach innen gelenkten Gutsstrom.
Die Zuführung der zu röstenden Kaffeebohnen erfolgt über einen in das Rohr 10 einmündenden
Trichter 19, der durch einen Schieber 20 absperrbar ist.
Mit einem Hubzylinder 21 kann der Behälter 2 über ein Gestänge 22 und eine Druckplatte 23, auf der der
Behälter mittels eines Lagers 24 abgestützt ist, abgesenkt werden, so daß der Spalt zwischen dem
Behälterrand 7 und der Unterkante des Deckels vergrößert wird. Aus diesem vergrößerten Spalt gelangt
das durch die Fliehkraft nach oben geförderte Gut auf ein Kühlsieb 25. das kreisringförmig ausgebildet ist und
am radial innenliegenden Rand mit einer zylindrischen Wand 26 verbunden ist. Diese zylinderförmige Wand 26
ist durch Rollen 27 abgestützt und wird nach Beendigung des Kühlvorganges durch einen Motor 28
und ein Vorgelege 29 in Drehung verseiz·.. Die
feststehende Haube 64 ist an ihrem unleren Rand gegenüber dem Kühlsieb durch eine nicht dargestellte
Gleitringdichtung abgedichtet. Ein nach innen schwenkbar ausgebildeter Wandabschnitt 30 der feststehenden
Haube 64 dient als Abstreifer für das gekühlte Gut. Die gekühlten Kaffeebohnen gelangen nach dem Abstreifen
von dem Kühlsieb in einen Behälter 31, der einen Hochsaugetrichter 32 aufweist, von dem aus ein
Steigrohr 33 ausgeht, das die gekühlten Kaffeebohnen zu einem nicht dargestellten Auffangbehälter weiterbefördert.
Unter dem Kühlsieb 25 ist eine kreisringförmige Auffangschale 34 vorgesehen, auf die eventuell feinkörnige
Gutsteilchen fallen. Eine mit dem Kühlsieb 25 mitlaufende Bürste 35 kehrt diese feinen Gutsteilchen
wiederum in den Behälter 31.
Die Kühlung erfolgt dadurch, daß durch ein Gebläse 65 Luft von unten durch das Kühlsieb 25 hindurchgesaugt
und aus dem von der Haube 64 begrenzten Raum über eine Leitung 36 abgesaugt wird.
Die in die Luftführung 17 gelangende Abluft wird durch ein Gebläse 37 durch einen Zyklon 38
hindurchgesaugt, der über ein Zellenrad 39 die Feststoffanteile austrägt. Nach dem Zyklon 38 gelangt
die so gereinigte Luft in einen aus Brenner 40 und Brennkammer 41 bestehenden Nachbrenner, in dem alle
Dunst- und Geruchsstoffe bei entsprechender Temperatur verbrannt und über ein Auslaßrohr 42 mit einer
Regelklappe 43 in die Atmosphäre abgeführt werden.
ίο Eine von dem Auslaßrohr 42 abzweigende Leitung 44
führt zu einer Mischstation, in welcher über Klappen 45
und 46 das Mischungsverhältnis zwischen der heißen Abluft und der über eine Leitung 47 eintretende
Frischluft eingestellt wird. Von dieser Mischstation aus gelangt die Luft in das Rohr 10.
In F ι g. 4 ist in schematischer Weise die Anordnung
von zwei Behältern 48 und 49 auf einer gemeinsamen Welle 51 dargestellt, die durch einen Motor 50
angetrieben ist. Nach Entleeren des oberen Behälters 48 gelangt das behandelte Gut über eine Schurre 52 in den
unteren Behälter 44. in welchem die Behandlung des
Gutes in zweiter Stufe fortgesetzt wird. Die Zuführungen für das Behandlungsmedium sind mit 53 und 54,
während die Abführungen mit 55 und 56 bezeichnet sind.
In Fig.5 ist in schematischer Weise eine andere
Entleerungsvorrichtung dargestellt Bei dieser Ausführungsform weist der zylindrische Rand 57 eines Deckels
einen nach oben um einen Angelpunkt 58 verschwenkbaren Wandbereich 59 auf, der mittels eines pneumati-
JO sehen oder hydraulischen Zylinders 60 verschwenkbar ist. Damit das in dem Behälter auf Grund der Fliehkraft
hochgeförderte Gut über die durch den abgeschwenkten Wandbereich 59 freigegebene Öffnung 61 austreten
kann, sind in diesem Bereich die bogenförmigen Rippen 62, welche während des Betriebes das umlaufende Gut
nach innen lenken, an dem abschwenkbaren Wandbereich 59 befestigt und zusammen mit diesen nach oben
schwenkbar. Nach dem Hochschwenken des Wandbereiches 59 tritt das Gut in Richtung der Pfeile 63 aus.
Claims (7)
1. Einrichtung zur Wärme-, Kälte- und/oder
Stoffbehandlung eines körnigen, rieselfähigen Guts, insbesondere zum Rösten von Kaffee oder Kakao,
mit einem mit senkrechter Achse angeordneten, sich nach unten verjüngenden Behälter, in dem das Gut
einem im wesentlichen nach oben gerichteten Behandlungsstrom ausgesetzt ist, bei der der
Behälter die Form einer Schale mit im Bereich der Achse nicht oder flach und mit zunehmendem
Abstand zunehmend steiler ansteigender Innenwand hat und mit solcher Geschwindigkeit drehend
antreibbar ist, daß das Gut unter der Fliehkraftwir- ts
kung fiber den Rand des Behälters hinaus gefördert wird, und bei der oberhalb des Behälters in
gegenüber den Abmessungen des Guts geringem Abstand vom Rand des Behälters ein relativ
gegensinnig zu dem Behälter umlaufender Deckel angeordnet st, bei der gemäß Patent 21 03 281 der
Decke! auf seiner Unterseite nach unten weisende bogenförmige Rippen trägt, die einen Bogen von
zumindest annähernd 90° beschreiben und deren radial äußeren Enden oberhalb des Randes des
Behälters zumindest annähernd tangential zu diesem und in Gegenrichtung zu dessen Drehrichtung
verlaufen und die Zufuhr des Behandlungsstromes durch ein sich durch den Deckel hindurch in den
Behälter hinein erstreckendes, koaxial zum Behälter verlaufendes Rohr erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand der Umlenkkante des Rohrs (10, 11) vom Boden des Behälters (2) zur
Steuerung des Behandlungssti omes einstellbar ist
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Innendurchmesser des Behälters (2) an seinem oberen Rand (7) geringer ist als der
innendurchmesser des zylinderförmig ausgebildeten Deckels (5) und daß die von der Innenwand (6) des
Deckels (5) ausgehenden bogenförmigen Rippen (9) «o die sich aus dem Durchmesserunterschied ergebende
Stufe (8) übergreifen, in Richtung auf ihre radial innenliegenden Enden, mit den Innenbogenflächen
gegen den Behälterboden geneigt, leicht drallverwunden und an den freien Enden abgerundet sind. ^s
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß um den Behälter (2) ein
kreisringförmiges drehbares Kühlsieb (25) vorgesehen und mit einem feststehenden Abstreifer
entleerbar ist. so
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstreifer durch einen nach innen verschwenkbaren Wandabschnitt (30) einer das
Kühlsieb (25) umgebenden feststehenden Haube (64) gebildet ist
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des kreisringförmigen
Kühlsiebes (25) eine Auffangschale (34) und eine mit dem Kühlsieb (25) umlaufende zum Kehren der
Auffangschale dienende Bürste (35) vorgesehen sind, eo
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel in seinem
zylindrischen Wandbereich (57) einen nach außen verschwenkbaren Wandabschnitt (59) aufweist, an
dem die diesem Bereich zugeordneten Rippen (62) befestigt sind.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer
gemeinsamen Welle (51) zwei oder mehrere Behälter (48,49) angeordnet sind.
8, Einrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Luft zur Behandlung des Gutes in der
Luftführung (17) für die Abluft aus dem Behälter (2) ein Zyklon (38) ein Gebläse (37) und ein Nachbrenner
(40,41), sowie eine Mischstation (45,46) für einen
Teil der gereinigten heißen Abluft mit Frischluft vorgesehen sind.
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