DE2354780B2 - Röstverfahren und Röstmaschine zu dessen Durchführung - Google Patents

Description

Heizeinrichtung (17' bzw. 17")'

crbüudcn ist.

Die Erfindung betrifft ein Röstverfahren, bei dem das zu röstende Gut mit Hilfe eines Heißgases geröstet wird und bei dem die mit Schwebestoffen und Geruchsstoffen beladenen Röstgase abgezogen werden, sowie eine Röstmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens.

Beim Rösten von Nahrungsmitteln wie Kaffee, Malz, Kakao, Nüssen und anderen Stoffen werden bei der Röstung durch Heißgas nach Menge und Intensität unterschiedliche Abgase ausgestoßen. Diese Abgase enthalten Schwebestoffe und Geruchsstoffe und müssen, um eine starke Geruchsbelästigung sowie eine Umweltverschmutzung zu vermeiden, von diesen Stoffen befreit werden, bevor sie der Atmosphäre zugeführt werden.

Bekannte Verfahren und Maschinen sehen zur Reinigung der Abgase gesonderte thermische Nachverbrennungsanlagen vor. Dies bedingt neben erheblichem Bedarf an Raum und Geräteteilen den Nachteil, daß zusätzliche Wärmeenergie erforderlich wird, um die Röstabgase auf die zur Verbrennung nötige Temperatur zubringen.

Es sind auch Verfahren und Maschinen bekannt, bei denen mit Rezirkulation gearbeitet wird. Ein Teil der Abgase wird dabei nochmals der Brennkammer der Röstmaschine zugeführt. Bei diesem Verfahren erhält man zwar eine verbesserte Energiebilanz, es ist jedoch keine vollständige Beseitigung insbesondere der Ge-

ruchsstoffe möglich, da ja ein Teil des Abgases ohne Nachverbrennung der Atmosphäre zugeführt wird.

Aus der DE-OS 22 07 803 ist auch schon ein Verfahren und eine Maschine bekannt, bei denen die gesamten, die Rösttrommel verlassenden Röstabgase zurückgeführt werden und in der Brennkammer einer Temperatur ausgesetzt werden, die für die Verbrennung der in den Röstabgasen enthaltenen Schwebestoffe und Geruchsstoffe ausreicht Das die Brennkammer verlassende Heißgas wird zur Erzeugung der optimalen Rösttemperatur mit Frischluft gemischt. Ein Teil dieser Mischung aus Heißgas und Frischluft tritt mit der Rösttrommel nur in Wärmeaustausch und gelangt dann in die Atmosphäre. Dabei läßt es sich nicht vermeiden, daß auch dieser Teil aus Heißgas und Frischluft wieder Schwebestoffe und Geruchsstoffe mitführt. Außerdem muß in der Brennkammer mit sehr hoher Temperatur gearbeitet werden, um die vollständige Verbrennung der Schwebestoffe und Geruchsstoffe ju erreichen. Diese Temperatur liegt in den meisten Anwendungsfäilen weit über der Rösttemperatur. Trotz erhöhtem Wärmebedarf ist der in die Atmosphäre abgeführte Teil aus Heißgas und Frischluft nicht frei von Schwebestoffen und Geruchsstoffen, da diese ja erst beim Wärmeaustausch an der Rösttrommel mitgeführt werden und da dieser Wärmeaustausch erst nach der Verbrennung vorgenommen wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Röstverfanren der eingangs erwähnten Art sowie eine Röstmaschine zu dessen Durchführung zu schaffen, bei der der Wärmewirkungsgrad verbessert ist und außerdem sichergestellt ist, daß der in die Atmosphäre geleitete Teil der Abgase vollständig gereinigt ist. Dabei soll vor allen Dingen auch der Geräteaufwand klein gehalten werden können.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die gesamten Röstabgase einer katalytischen Verbrennungseinrichtung zugeführt werden, in der sie nacheinander auf eine für die Verbrennung der Schwebestoffe und Geruchsstoffe erforderliche Temperatur gebracht, gefiltert und über einen Katalysator geleitet werden, daß das die katalytische Verbrennungseinrichtung verlassende, gereinigte Röstabgas als Heißgas dem zu röstenden Gut zugeführt wird, wobei zur Einstellung der optimalen Rösttemperatur diesem Heißgas Frischgas, insbesondere Frischluft, zugesetzt wird oder dieses Heißgas über eine zusätzliche Heizeinrichtung erwärmt wird.

Durch die Verwendung einer katalytischen Verbrennungseinrichtung kann die Verbrennungstemperatur kleiner gehalten bzw. die Verbrennung, insbesondere der Geruchsstoffe, wesentlich verbessert werden. Der Wärmebedarf für diese Verbrennung dient gleichzeitig zur Erzeugung des Heißgases für die Röstung. Es kann kein ungereinigtes Röstabgas in die Atmosphäre geleitet werden. Die Anpassung an die Rösttemperatur kann dabei wahlweise über die Zuführung von Frischluft oder durch zusätzliche Erwärmung des rückgeführten Heißgases vorgenommen werden. Dies richtet sich danach, ob die gewünschte Rösttemperatur kleiner oder größer sein soll als die Temperatur des rückgeführten Heißgases.

Das neue Röstverfahren bietet auf einfache Weise die Möglichkeit eine Anlage mit mehreren Röststationen aufzubauen und die katalytische Verbrennungseinrichtung gemeinsam auszunützen. Dazu ist vorgesehen, daß der katalytischen Verbrennungseinrichtung die Röstabgase mehrerer Röststationen parallel zugeführt werden und daß das die katalytische Verbrennungseinrichiung verlassende, gereinigte Röstabgas als Heißgas allen Röststationen zugeführt wird.

Die Einstellung des Röstabgaskreislaufes wird so gelost, daß ein einstellbarer Teil des die katalytische Verbrennungseinrichtung verlassenden, gereinigten Röstabgases in die Atmosphäre abgeführt wird und daß der den Röststationen zuführbare Teil des rückgeführten Heißgases und/oder Frischgases stationsindividuell eingestellt werden.

Sind die Röstabgase stark mit Schwebestoffen und Geruchsstoffen beladen, dann werden vor Einleitung in die katalytische Verbrennungseinrichtung die Schwebestoffe mit größerer Masse dadurch ausgeschieden, daß das Röstabgas vor der Zuführung in die katalytische Verbrennungseinrichtung über einen Zyklon vorgereinigt wird.

Zur Durchführung des Röstverfahrens wird eine Röstmaschine mit einer Rösttrommel so ausgebildet, daß der Auslaß der Rösttrommel über eine Leitung mit dem Eingang zur Brennkammer der katalytischen VerbrennungseinrichtUiig verbunden ist, daß dem Auslaß dieser Brennkammer eine Filterkammer und eine Katalysatorkammer nachgeschaltet ist und daß der Auslaß dieser Katalysatorkammer über eine Rückführleitung direkt oder über eine zusätzliche Heizeinrichtung mit dem Einlaß der Rösttrommel verbunden ist. Zwischen den Auslaß der Rösttrommel und den Einlaß der katalytischen Verbrennungseinrichtung sind ein Sauggebläse und ein Zyklon eingeschaltet, die das Abziehen und das Vorreinigen der Röstabgase übernehmen.

Eine Anlage mit mehreren Röststationen ist nach der Erfindung so aufgebaut, daß die Auslässe mehrerer Rösttrommeln über individuelle Sauggebläse und individuelle Zyklons mit dem Einlaß der katalytischen Verbrennungseinrichtung verbunden sind, und daß der Auslaß der Katalysatorkammer mit den Einlassen aller Rösttrommeln direkt oder über eine zusätzliche Heizeinrichtung verbunden ist. Die katalytische Verbrennungseinrichtung wird dann gemeinsam verwendet, um die Röstabgase aller Röststationen zu reinigen.

Zur Einstellung und Regulierung des rückgeführten Heißgases ist dabei vorgesehen, daß der Auslaß der Katalysatorkammer über eine Drosselklappe zu einem Ausgang in die Atmosphäre führt, daß am Auslaß der Katalysatorkammer die Rückführleitung für das Heißgas abzweigt und daß in die Rückführleitung eine Drosselklappe eingeschaltet ist.

Für die Einstellung und Regulierung der Rösttemperatur ist die Ausgestaltung so, daß bei der Verwendung einer einzigen Rösttrommel die Rückführleitung über eine Drosselklappe auf eine Frischluft-Zuführleitung führt, an der der Einlaß zur Rösttrommel direkt oder über die zusätzliche Heizeinrichtung abzweigt, und daß in diesem Abzweig eine zusätzliche Drosselklappe eingeschleift ist.

Die Abwandlung für mehrere Röststationen einer Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von mehreren Rösttrommeln an der Rückführleitung individuelle Rückführleitungen mit individuellen Drosselklappen abzweigen, daß in diese individuellen Rückführleitungen individuelle Frischluft-Zuführungsleitungen mit individuellen Drosselklappen einmünden, und daß die Einlasse der Rösttrornmeln direkt oder über zusätzliche Heizeinrichtungen hinter diesen individuellen Frischluft-Zuführungsleitungen mi: diesen individuellen Rückführleitungen verbunden sind.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Röstmaschine nach der Erfindung und

F i g. 2 eine Röstmaschine mit drei Röststationen und einer gemeinsamen katalytischen Verbrennungseinrichtung.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Rösttrommel 12 in einem geschlossenen Gehäuse drehbar angeordnet. Gefüllt wird die Rösttrommel über den Trichter 10. Der Auslaß 11 der Rösttrommel 12 führt über ein Sauggebläse 13 und ein Zyklon 14 auf den Einlaß 15 der katalytischen Verbrennungseinrichtung 30, die eine Brennkammer 31 aufweist, welche durch einen gas- oder flüssigkeitsgespeisten Brenner 34 beheizt wird.

Das aus der Rösttrommei 12 abgezogene Rösiabgas wird nach der Vorreinigung im Zyklon 14 der Brennkammer 31 zugeführt und dort auf eine Temperatur gebracht, die zur Verbrennung der mitgeführten Schwebestoffe und Geruchsstoffe ausreicht. Das so nachverbrannte Röstabgas passiert dann die Filterkammer 32, in der auch feinste Restschwebestoffe ausgeschieden werden, bevor das nachverbrannte Rt stabgas die Katalysatorkammer 33 passiert, wobei die katalytische Nachverbrennung stattfindet.

Das am Auslaß 24 der Katalysatorkammer 33 austretende vollständig gereinigte Abgas kann zum Teil über die Drosselklappe 25 und den Austrittskanal 26 in die Atnosphäre austreten und wird zum anderen über die Drosselklappe 27 und die Rückführleitung 26 als Heißgas zur Rösttrommel 12 zurückgeführt.

Bei kleiner Rösttemperatur kann das Heißgas über die Drosselklappe 19 mit Frischluft gemischt werden, die über die Frischlufl-Zuführungsleitung 20 eingeführt wird. Dieses Gemisch kann über die Drosselklappe 22 geregelt über die Leitungen 21 und 28 direkt dem Einlaß 23 der Rösttrommel 12 zugeführt werden, wie gestrichelt angedeutet ist.

Reicht die Temperatur des rückgeführien Heißgases zur Röstung nicht aus, dann kann zwischen die Leitung 21 und den Einlaß eine zusätzliche Heizkammer 17 eingeschleift werden, die von dem Brenner 18 beheizt wird.

Es ist leicht einzusehen, daß der Kreislauf des Röstabgases und des Heißgases einen guten Wärmewir kungsgrad aufweist und daß der in die Atmosphär« abgeführte Teil des Abgases vollständig gereinigt ist.

Bei der Anlage mit drei Röststationen nach Fig.; werden dem Einlaß 15 der gemeinsamen katalytischer Verbrennungseinrichtung 30 über die Leitungen 15', 15' und 15'" alle Röstabgase zugeführt, die in der Rösttrommeln 12', 12" und 12'" entstehen und über dk Sauggebläse 13', 13" und 13'" abgezogen sowie durch die Zyklonen 14', 14" und 14'" vorgereinigt werden. Dei als Heißgas rückgeführte Teil des gereinigten Abgase; gelangt über die Rückführleitung 16 mit den Abzweiger 16', 16" und 16'" an alle drei Röststationen, wobei ir diese Abzweige Drosselklappen zur individueller Regulierung des den einzelnen Röststationen zugeführ ten Heißgases einbezogen sind. Nach diesen Drossel klappen werden diesen Abzweigleitungen 16', 16" unc 16'" über die individuellen Frischluft-Zuführungsleitun gen 20', 20" und 20'" mit ihren Drosselklappen 29', 29' und 29'" Frischluftanteile beigemengt. Bei der erster Röststation gelangt dieses Gemisch aus Heißgas unc Frischluft über die Leitung 2Γ und die Heizkammer 17 zum Einlaß der Rösttrommel 12'. Bei der zweiter Röststation gelangt das Gemisch aus Heißgas unc Frischluft, die individuell auf die zweite Röststatior eingestellt werden kann, über die Leitung 21" und du Heizkammer 17" auf den Einlaß der Rösttrommel 12" Bei der dritten Röststation wird das Gemisch au: Heißgas und Frischluft über die Leitung 21'" direkt derr Einlaß der Rösttroi>:mel 12'" zugeführt. Wie gestrichel angedeutet, können noch mehrere Röststationen ange schlossen werden, wobei zur Reinigung aller Röstabga se die katalytische Verbrennungseinrichtung 30 ausgc nützt wird. Dennoch bleibt, wie das Ausführungsbeispie zeigt, die individuelle Einstellung des Gemisches au: Heißgas und Frischluft mit oder ohne zusätzlicht Aufheizung für die einzelnen Röststationen erhalten.

Weist das Röstabgas nur verschwindend klein* Anteile an Schwebstoffen auf, dann kann die katalyti sehe Verbrennungseinrichtung vereinfacht werden. Di< Filterkammer kann entfallen und die Brennkammei wird unmittelbar mit der Katalysatorkammer verbun den.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Röstverfahren, bei dem das zu röstende Gut mit Hilfe eines Heißgases geröstet wird und bei dem die mit Schwebestoffen und Geruchsstoffen beladenen Röstabgase abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamten Röstabgase einer katalytischen Verbrennungseinrichtung (30) zugeführt werden, in der sie nacheinander auf eine für die Verbrennung der Schwebestoffe und Geruchsstoffe erforderliche Temperatur gebracht, gefiltert und über einen Katalysator (33) geleitet werden, daß das die katalytische Verbrennungseinrichtung (30) verlassende, gereinigte Röstabgas als Heißgas dem zu röstenden Gut zugeführt wird, wobei zur Einstellung der optimalen Rösttemperatur diesem Heißgas Frischgas, insbesondere Frischluft, zugesetzt wird oder dieses Heißgas über eine zusätzliche Heizeinrichtung (17,18) erwärmt wird.

2. Röstverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der katalytischen Verbrennungseinrichtung (30) die Röstabgase mehrerer Röststationen parallel zugeführt werden und daß das die katalytische Verbrennungseinrichtung verlassende, gereinigte Röstabgas als Heißgas allen Röststationen zugeführt wird.

3. Röstverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Teil des die katalytische Verbrennungseinrichtung (30) verlassenden, gereinigten Röstabgases in die Atmosphäre abgeführt wird.

4. Röstverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Röststationen zuführbare Teil des rückgeführten Heißgases und/oder Frischgases stationsindividuell eingestellt werden.

5. Röstverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Röstabgas vor der Zuführung in die katalytische Verbrennungseinrichtung (30) über einen Zyklon (14) vorgereinigt wird.

6. Röstmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Rösttrommel, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (11) der Rösttromniel (12) über eine Leitung (13 bis 15) mit dem Eingang zur Brennkammer (31) der katalytischen Verbrennungseinrichtung (30) verbunden ist, daß dem Auslaß dieser Brennkammer (31) eine Filterkammer (32) und eine Katalysatorkammer (33) nachgeschaltet ist und daß der Auslaß (24) dieser Katalysatorkammer (33) über eine Rückführleitung (16) direkt oder über eine zusätzliche Heizeinrichtung (17,18) mit dem Einlaß (23) der Rösttrommel (12) verbunden ist.

7. Röstmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Auslaß (11) der Rösttrommel (12) und den Einlaß (15) der katalytischen Verbrennungseinrichtung (30) ein Sauggebläse (3) und ein Zyklon (!4) eingeschleift sind.

8. Röstmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe mehrerer Rösttrommeln (12', 12", 12'") über individuelle Sauggebläse (13', 13", 13'") und individuelle Zyklons (14', 14", 14'") mit dem Einlaß (15) der katalytischen Verbrennungseinrichtung verbunden (15', 15", 15'") sind, und daß der Auslaß (24) der Katalysatorkammer (33) mit den Einlassen aller Rösttrommeln (12', 12", 12'") direkt (2Γ") oder über eine zusätzliche

9. Röstmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (24) der Katalysatorkammer (33) über eine Drosselklappe (25) zu einem Ausgang (26) in die Atmosphäre führt, daß am Auslaß (24) der Katalysatorkammer (33) die Rückführleitung (16) für das Heißgas abzweigt und daß in die Rückführleitung (16) eine Drosselklappe (27) eingeschaltet ist.

10. Röstmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis ίο 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung einer einzigen Rösttrommel (12) die Rückführleitung (16) über eine Drosselklappe (19) auf eine Frischluft-Zuführungsleitung (20) führt, an der der Einlaß zur Rösttrommel (12) direkt (21, 28, 23) oder über die zusätzliche Heizeinrichtung (17, 18) abzweigt, und daß in diesem Abzweig (21) eine zusätzliche Drosselklappe (22) eingeschleift ist.

11. Röstmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von mehreren Rösttrommeln (12', 12", 12'") an der Rückführleitung (16) individuelle Rückführleitungen (16', 16", 16'") mit individuellen Drosselklappen abzweigen, daß in diese individuellen Rückführleitungen (16', 16", 16'") individuelle Frischluft-Zuführleitungen (20', 20", 20'") mit individuellen Drosselklappen (29', 29", 29'") einmünden, und daß die Einlasse der Rösttrommeln (12', 12", 12'") direkt (2Γ") oder über zusätzliche Heizeinrichtungen (17' bzw. 17") hinter diesen individuellen Frischluft-Zuführungsleitungen (20', 20", 20'") mit diesen individuellen Rückführleitungen (16', 16", 16'") verbunden sind.

12. Röstmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß katalytische Verbrennungseinrichtungen (30) eingesetzt sind, bei denen die Brennkammer (31) direkt mit der Katalysatorkammer (33) verbunden ist.