DE2531390C2 - Vorrichtung zum Rösten von Kaffeebohnen und Verfahren zur Ermittlung der Geschmacksrichtung von mit der Vorrichtung gerösteten Kaffeebohnen - Google Patents
Vorrichtung zum Rösten von Kaffeebohnen und Verfahren zur Ermittlung der Geschmacksrichtung von mit der Vorrichtung gerösteten KaffeebohnenInfo
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- DE2531390C2 DE2531390C2 DE2531390A DE2531390A DE2531390C2 DE 2531390 C2 DE2531390 C2 DE 2531390C2 DE 2531390 A DE2531390 A DE 2531390A DE 2531390 A DE2531390 A DE 2531390A DE 2531390 C2 DE2531390 C2 DE 2531390C2
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Description
a) das Gehäuse hat die Form eines langgestreckten Kastens, dessen an einer Längsseite
gelegene Rückwand (46) gegenüber der an der andern Längsseite gelegenen sich aufwärts
erstreckenden vertikalen Frontwand (40, 38; 105) von unten nach oben divergiert,
b) der Boden ist von einer einzigen mit Luftdurchtrittsöffnungen (44, 108) versehenen langgestreckten
Bodenplatte (42,104) gebildet, die mit der vertikalen Frontwand (40, 38; 105) einen
spitzen Winkel bildet.
c) in der Röstkammer (12) befindet sich mindestens ein durch die zirkulierenden Bohnen (24)
berührter Temperaturfühler (50,97,99,101). der
mit einem Temperaturanzeigegerät (48, 96, 98, 100) unu/oder einem Temperaturregistriergerät
und/oder einem Regelf-'.rät für die Röstluft-Heizung
verbunder ist.
2. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch I zur Ermittlung der Geschmacksrichtung von
gerösteten Kaffeebohnen, wobei der zeitliche Ablauf der Temperaturerhöhung der Bohnen mit
dem Temperaturanzeigegerät und/oder dem Temperaturregistriergerät festgestellt und mit demjenigen
bekannter Bohnensorten verglichen wird.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im
Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Art.
Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (US-PS J4 08 920). Bei dieser bekannten Vorrichtung ist das
Röstkammergehäuse torusförmig ausgebildet. Der Boden besteht aus zwei in Mantel eines Kegelstumpfes
bildenden Ringen, die unten spitz gegeneinander laufen. Beide Ringe sind mit Durchtritislöchern für die Röstluft
versehen. Die Durchtrittsöffnungen sind so geführt, daß die in der Röstkammer befindlichen Bohnen eine
zirkulierende Bewegung ausführen. Der innere Bodenring ist mittels einer hydraulischen Verstellvorrichtung
absenkhar, um die Röstkammer entleeren zu können.
Bekannt ist ferner eine Vorrichtung /um Rösten von Kaffeebohnen (US=PS 3nl")Mi8), die ebenfalls ein
torusförmiges Gehäuse für die Röslkammcr aufweist. Im Gegensat/, /u der zuerst beschriebenen Kammer
stoßen die beiden den Mantel eines Kegclslumpfes bildenden Bodenringe hier nicht spit/ zusammen,
sondern sind durch einen horizontalen Uodenring miteinander verbunden. Dun hiriltsöffnungcn für ein
incites I lei/eas sind hier nur in dom iiuHeren den Mantel
eines Kegelstumpfes bildenden Bodenringes sowie in dem horizontalen Bodenring vorgesehen, in letzteren
nur entlang der inneren Peripherie. In der torusförmigen
Röstkammer ist ferner ein als Schaufelrad ausgebildetes Rührwerk vorgesehen, welches mit einem
separaten Antriebsaggregat drehbar ist.
Weiterhin bekannt ist eine Vorrichtung zum Rösten von Kaffeebohnen (DE-OS 16 92 248) zu der neben der
Röstkammer noch eine Vorerhiizungskamme- gehört,
ίο Die Vorerhitzungskammer besteht aus einem langgestreckten
Rohr mit einer Förderschnecke. Durch das Rohr wird erhitzer Dampf im Gegenstromprinzip
hindurchgeschickt. Für die Förderschnecke ist ein separater Antrieb erforderlich. Nach dem Vorerhitzen
Ij erfoigt das eigentliche Rösten in der Röstkammer, die
von einem rechteckigen Gehäuse umgeben ist. Die Bohnen befinden sich am Boden des rechteckigen
Gehäuses. Von oben in die Bohnen hinein ragen eine Vielzahl von Rohren, in die Röstluft eingeblasen wird.
Die unten aus den Poren heraustretende Luft soll die Bohnen nicht nur erhitzen, sondern auch durchwirbeln.
Allen bisher bekannten Röstvorrichtungen ist gemeinsam, daß mit ihnen der Röstgrad der Bohnen nicht
in genau reproduzierbarer Weise bestimmt werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der emgangs beschriebenen Art so zu
gestalten, daß bei optimaler Durchwirbelung des Röstgutes zum Zwecke einer möglichst gleichmäßigen
M Röstung der Röstgrad und damit die Geschmacksrichtung der Kaffeebohnen in genau reproduzierbarer
Weise bestimmt werden kann.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Kombination der im Kennzeichen des Anspruches I angegebcü
nen Merkmale gelöst.
Die Merkmale a) und b) gewährleisten eine Umwälzung der Bohnen in einem Wirbelbett, an der alle
Bohnen kontinuierlich teilnehmen. Dies und ferner die Tatsache, daß die Bohnen entlang der vertikalen
Frontwand weitgehend frei voneinander in der heißen Röstluft nach oben gehoben werden, bewirken eine
außerordentlich gleichmäßige Röstung der Bohnen.
Merkmal c) gewährleistet eine genaue Kontrolle des jeweils erreichten Röstgrades. Dieses Merkmal wirkt
insofern kombinatorisch mit den Merkmalen a) und b) zusammen, als nur durch die exakte Umwälzung eine
Berührung möglichst vieler Bohnen mit dem Temperaturfühler und damit die angestrebte genaue Kontrolle
cr/ielbar ist.
■ν» Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist außerdem denkbar einfach und preiswert herstellbar. Sie arbeitet
zudem mit minimalem Energiebedarf für die Durchwirb-'iLing
und die Röstung. Die Hitze der Röstluft wird nahezu vollständig auf die Bohnen übertragen.
>> In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß langgestreckte Wirbelschichttroekncr für Feststoffe, z. B. Kunstsloffgranulatc und pharmazeutische Produkte bekannt sind (Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Ba.id 3, 1973 »Verfahren mi stcchnik Il und Reaktionsapparate«, Verlag Chemie, Weinhcim/Bergsir.. Seiten 449/4W). Abgesehen dnvnn, daß eine Anwendung dieser Wirbelschichttrockncr speziell /um Rösten von Kaffeebohnen nicht vorgeschlagen ist, sind danach außerdem die Merkmale b) und »v"> c) nicht bekannt.
>> In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß langgestreckte Wirbelschichttroekncr für Feststoffe, z. B. Kunstsloffgranulatc und pharmazeutische Produkte bekannt sind (Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Ba.id 3, 1973 »Verfahren mi stcchnik Il und Reaktionsapparate«, Verlag Chemie, Weinhcim/Bergsir.. Seiten 449/4W). Abgesehen dnvnn, daß eine Anwendung dieser Wirbelschichttrockncr speziell /um Rösten von Kaffeebohnen nicht vorgeschlagen ist, sind danach außerdem die Merkmale b) und »v"> c) nicht bekannt.
Hinzuweisen ist auch noch auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Siliciumehloroform
(Di: AS I I ()') 398). die eine torusförmigc Behandlung*-
kammer zeigt. Die Innenwand bildet die Mantelfläche eines Kegels, der nach oben spiu zuläuft. Die
Außenwand ist zylinderförmig. Der Boden ist perforiert und ringförmig und bildet die Oberflache eines
Kegelstumpfes, der nach unten divergiert. In der Mitte
ist eine durch ein separates Antriebsaggregat drehbare Förderschnecke angeordnet. Durch den perforierten
Boden wird nicht heiße Röstluft, sondern Chlorwasserstoff in eine Wirbelschicht bildendes Silicium eingeblasen.
Bis auf die Herstellung der Wirbelschicht hat diese Vorrichtung nichts mit einer Vorrichtung zum Rösten
von Kaffeebohnen gemeinsam.
Erwähnt werden soll auch noch eine bekannte Wirbelbettwanne zur Behandlung von körnigem Gut
(DE-AS 12 80 756). Als Behandlungsarten werden |5 Trocknen, Granulieren, Dragieren oder Lackieren
angegeben. Die Wirbelbettwanne enthält eine ringförmige Behandlungskammer, die außen von einer einen
Kegelstumpfmantel bildenden Wand und innen von einer einen Kegelmantel bildenden Wand begrenzt ist. ia
Der Boden ist ringförmig und mit Löchern zum Eintritt von erhitzbarer Behandlungsiuft versehen. Auch die
innere einen Kegelmantel bildende Wand ist mit Lufteintrittslöchern versehen. Gerade letztere dürften
eine kontinuierliche Zirkulation nicht zulassen, sondern :5
eine ungeordnete Durchwirbelung bewirken.
Eine besonders zweckmäßige Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in der Ermittlung
der Geschmacksrichtung von gerösteten Kaffeebohnen bestehen, wobei der zeitliche Ablauf der Tempera- so
turerhöhung der Bohnen mit dem Temperaturanzeigegerät und/oder dem Temperaturregistriergerät festgestellt
und mit demjenigen bekannter Bohnensorien verglichen wird.
Der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrich- J5 tung für diesen Zweck liegt die Erkenntnis zugrunde,
daß der zeitliche Ablauf der Temperaturerhöhung der Bohnen für die einzelnen Bohnensorten charakteristisch
ist. Nach einem für alle Bohensorten im wesentlichen gleichen Temperaturanstieg tritt nach einiger Zeit bei -to
höherer Temperatur ein Temperaturhöcker auf. der bei den einzelnen Bohnenarten unterschiedlich ist. Durch
Feststellung des zeitlichen Temperaturvenaufes einer unbekannten Bohnensorte und durch Vergleich dieses
Temperaturverlaufes mit demjenigen einer bekannten Bohnensorte kann die bisher unbekannte Bohnensorte
hinsichtlich ihrer Geschmacksrichtung klassifiziert werden. Damit ist eine Objektivierung des Röstvorganges
möglich.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der ίο
Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Allsführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer chargenweisc arbeitenden Kaffeeröst- ή
vorrichtung, bei der die obere Abdeckung und die Entnahmetür geöffnet sind und ein Sieb weggebrochen
gezeichnet ist;
F- i g. 2 einen Schnitt längs der Linie ?-2 in F i g. I, in
dem ein Spreusammeizyklon, ein Entlüftungskanal und m> ein Rückumwälzkanal als an die Vorrichtung angeschlossen
dargestellt sind und ein Teil des Kückumwäl/.-kanals schematisch angedeutet ist;
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3- 5 in F ig. 1. in
dem die Entnahmetür geschlossen und eine fluidisieren- <· ■
de. zirkulierende Kaffeebohnencharge dargestellt ist;
F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. I, in
den-, die Kaffeebohnencriarge fortgelassen ist:
F i g. 5 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer kontinuierlich arbeitenden Kaffceröstvorrichtimg,
bei der die Fördereinrichtung nur bruchstückweise dargestellt ist;
F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie b-b in F i g. 5;
Fig. 7 die Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 6 unter Fortlassung der oberen Abdeckungen der verschiedenen Stufen und der darin normalerweise vorhandenen Kaffeebohnen;
Fig. 7 die Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 6 unter Fortlassung der oberen Abdeckungen der verschiedenen Stufen und der darin normalerweise vorhandenen Kaffeebohnen;
Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in F i g. 5 durch die Röststufe der Vorrichtung, wobei die
Kaffeebohnen in Form einer dichten, fluidisierten, ständig zirkulierenden Masse dargestellt sind; und
Fig. 9 eine graphische Darstellung der Temperatur
der Kaffeebohnen in Abhängigkeit von der Zeit, während eines Röstvorgangs, aus welcher eine kurzzeitige
Temperaturerhöhung als Folge eines Pyrolysevorgangs ersichtlich ist.
In Fig. 1 bis 4 ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete,
chargenwiise arbeitende Kaffeeröstvorrichtung nach der Erfindung dargestellt, zu d.? vier Hauptteile
gehören, nämlich eine Rostkammer JJ; eine Heizeinrichtung 14, eine beheizbare Lufiverteilerkammer 15
und ein Gebläse 16. Zwar werden vorzugsweise zusätzlich weitere Teile benutzt, z. B. ein Zyklonabscheider
1«, eine Luftrückumwälzleitung 20 und eine Wärmeisolierung 22, doch handelt es sich hierbei nicht
um wesentliche Teile der Erfindung. In F" i g. 2 und 3 ist
eine Kaffeebohnencharge 24 zu erkennen, die gerade geröstet wird. Die Röstvorrichtung 10 kann so
bemessen sein, daß sie es ermöglicht, jeweils nur einige Kilogramm Kaffeebohnen zu rösten, oder man kann sie
so vergrößern, daß sie geeignet ist, chargenweise in Säcken angelieferte Kaffeebohnen auf kommerzieller
Basis zu rösten. Ohne Rücksicht auf die Größe der Vorrichtung bleiben die erfindungsgemäßen Grundgedanken
der Konstruktion und das Behandlungsverfahren im wesentlichen unverändert.
Bei der chargenweise arbeitenden Röstvorrichtung nach Fig. 1 bis 4 ist die Röstkammer 12 als
langgestrecktes, rechteckiges, kasteniihnliches Gehäuse 26 mit einer langen Vorderwand 28, einer äußeren
Rückwand 34, zwei kurzen Seitenwänden 30 und 32 sowie einer schwenkbar gelagerten Abdeckung 36, die
zum Beschicken der Vorrichtung geöffnet werden kann, ausgebildet. Zum Entleeren der Kammer 12 dient eine
an ihrem unteren Ende nach unten abschwenkbar gelagerte Entnahmetür 38, die sich über die ganze
Länge der Vorderwand 28 erstreckt und bündig mit einer Luftverteilerplatte 42 angeordnet ist. Die Entnahmetür
38 weist Seitenwände 39 auf, so daß sie eine Rutsche bildet, die ein schnelles Beschicken und
Entleeren der Röstkammer 12 ermöglicht. Oberhalb der
Enlr.ibmetür 38 befindet sich ein Schauglas 40. durch
das sich die Bewegung der Kaffeebohnen 24 und ihr Übergang von der grünen Farbe zu einer brsunen Farbe
während eines Trocknungs- und Röstvorgangs beobachten lassen.
Die gelochte Luftverteiler-Grundplatte 42 erstreckt sich im unteren Teil der Röstkammer über deren ganze
Länge, hat jedoch eine erheblich geringere Breite als die Seiten- oder Stirnwände 30 und 32. Gemäß F-' i jj. 3 ist die
Platte 42 gegen die Vorderwand 28 unter einem Winke1 von etwa 30" geneigt. Über die ganze Platte 42 sind
zahlreiche Öffnungen 44 in Abständen verteilt und so angeordnet, daß sie in der in F i g. 3 durch dünne Pfeile
angedeuteten Weise einen Luftstrom erzeugen, der sich im wesentlichen tangential zu der Vorderwand 28 und
der Eninahmclür 38 bewegt. Bei einer typischen
Ausführungsform haben die öffnungen 44 einen Durchmesser von mehr als etwa 4.8 mm, was der
üblichen Größe der kleinsten im Export gehandelten Kaffeebohnen von guter Qualität entspricht. Die
Öffnungsgröße wird jeweils so gewählt, daß ein wirtschaftlicher Abgleich zwischen der Hubkrnfl der
durch das Gebläse 16 geförderten Luft und dem Luftdurchsatz erreicht wird, der unmittelbar durch die
Standhöhe der grünen Kaffeebohnen in der Röstkammer 12 beeinflußt wird. Für den Fall, daß der gewählte
Durchmesser der öffnungen 44 sich der Größe der Kaffeebohnen 24 annähen oder sie überschreitet, kann
man auf der Verteilerplatte 42 ein Sieb 45 mit einer entsprechenden Maschenweite anordnen, um zu verhin- is
dem, daß sich Kaffeebohnen in den Öffnungen 44 festsetzen oder hindurchfallen, ohne daß der Luftstrom
übermäßig behindert wird.
An die Vcrteilerplatte 42 schließt sich längs ihres hinteren Randes eine geneigte innere Platte 46 an.
welche die innere Rückwand der Röstkammcr 12 bildet und sich so nach oben und in Richtung auf die äußere
Rückwand 34 erstreckt, daß sie gegenüber der Vorderwand 28 divergiert und bewirkt, daß der sich
nach unten bewegende Teil der zirkulierenden Kaffeebohnen 24 wieder dem Hubluftstrom nahe der
Oberseite der Vcrteilerplatte 42 zugeführt wird, so daß die Kaffeebohnen eine dichte, ständig zirkulierende,
fluidisierten Masse bilden. Die geneigte Luftverteilerplatte 46 ist längs ihres oberen Randes mit der äußeren
Rückwand 34 verbunden.
Die jeweilige Temperatur der Kaffeebohnen 24 wird durch ein in die linke Stirnwand 30 der Röstkammer 12
eingebautes Rundskalenthermonietcr 48 angezeigt. Das Thermometer 48 ist mit einer Thermoelementsonde 50
(Fig. 2) verbunden, die in die Röstkammer 12 waagerecht oberhalb der Verteilerplattc an einer Stelle
hineinragt, an der die fluidisierten Kaffeebohnen sehr dicht gepackt sind, sowie außerhalb des Luftstroms, so
daß die tatsächliche Temperatur der Kaffeebohnen -to innerhalb der sich bewegenden Masse 24 wahrend des
Röstens ständig angezeigt wird. Man könnte auch ein Registriergerät benutzen, um die Temperatur der
Kaffeebohnen während jedes Röstvorgangs aufzuzeichnen. Außerdem kann die Temperatursonde 50 so
geschaltet sein, daß die durch die Heizeinrichtung 14 erzeugte Temperatur automatisch thermostatisch geregelt
wird. In diesem Fall kann die Heizeinrichtung automatisch abgestellt werden, sobald die Kaffeebohnen
in der Röstkammer 12 eine vorbestimmte bzw. eingestellte Höchsttemperatur erreichen.
Das Röstkaminergehäuse 26 ist an seiner Basis mit der Heizeinrichtung 14 verbunden, zu der eine
Umschließung gehört, welche die beheizbare Luftkammer 15 bildet, mittels welcher die erhitzte Luft durch die
zahlreichen Öffnungen 44 der Verteilerplatte 42 geleitet wird. Die Heizeinrichtung 14 enthält ein Heizelement
52. das es ermöglicht, eine ausreichende Temperatursteigerung eines die Heizkammer passierenden Luftstroms
herbeizuführen, damit der Luftstrom die feo
Kaffeebohnen auf die gewünschte Rösttemperatur im Bereich von etwa 232 bis etwa 277°C erhitzt. Das
Heizelement 52 kann als elektrisches Heizelement 54 oder als dem Gebläse 16 vor- oder nachgeschalteter,
direkt gespeister Erdgasbrenner ausgebildet sein. Bei o5
kleineren Röstvorrichtungen wird die Verwendung eines dem Gebläse nachgeschalteten Heizelements 54
bevorzugt, während sich bei größeren Röstvorrichtungen für kommerzielle /wecke ein dem Gebläse
vorgeschalteter Gasbrenner als zweckmäßiger erweisen kann. Natürlich könnte man auch andere Heizelemente
benutzen, vorausgesetzt, daß keine uncrwünschten
Verbrcnniingsgase oder Kaffcereaktionsprodukte in Berührung mit den zu röstenden Kaffeebohnen 24
kommen. Die Abluft kann über den Luftkanal 20 erneut umgewälzt werden, um Wärme einzusparen. Gemäß
F i g. 2 ist der Umschließung für die Heizeinrichtung ein Thermometer 58 mit einem Temperaturfühler 60
zugeordnet, damit die Lufttemperatur in der Verteilerkammer jenseits des Heizelements ständig angezeigt
wird.
Die Heizeinrichtung 14 ist an ihrer Basis an das Gebläse 16 angeschlossen, das dazu dient. Luft von
unten nach oben an dem Heizelement 52 vorbei und durch die gelochte Luftverteilerplatte 42 der Röstkammer
12 mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit zuzuführen, daß die Kaffeebohnen 24 längs der
Vorderwand 28 in Form einer dichten, ständig zirkulierenden, fluidisierten Masse nach oben bewegt
werden. Fördert das Gebläse 16 die bevorzugte Luftmenge mit der bevorzugten Geschwindigkeit, um
diese Luft mittels der Platte 42 zu verteilen, bewirkt die zugeführte Luft, daß sich das Volumen des durch die
Kaffeebohnen 24 gebildeten Betts im Vergleich zu dem Volumen der in der Röstkammer vor und/oder nach
dem Rösten in Ruhe befindlichen Bohnen nur um etwa 20% bis 30% vergrößert. In der Praxis hat es sich
gezeigt, daß ein einstufiges, zahlreiche Schaufeln aufweisendes Schleudergebläserad 62. das in ein
Gehäuse 64 eingeschlossen ist und mit 3600 U/min betrieben wird, reichlich bemessen ist, um die gewünschte
Luftmenge bei dem gewünschten Druck zu fördern. Das Gebläserad 62 wird gewöhnlich durch einen
Elektromotor 66 angetrieben.
Mit der Röstkammer 12 ist am oberen Ende der rechten Seitenwand 32 ein Abl'jftkanal 68 verbunden,
der das Entweichen der noch warmen Luft nach dem Durchströmen der fluidisierten Kaffeebohnenmasse 24
ermöglicht. Die verbrauchte Luft kann zum Zweck des Einsparens von Wärme über einen Kanal 20 erneut
umgewälzt werden. Bei einer typischen Ausführungsform muß in die Einrichtung zum Abführen oder
erneuten Umwälzen der Luft ein Spreusammeizyklon 18 eingeschaltet sein, der auf bekannte Weise arbeitet und
nicht einen Gegenstand der Erfindung bildet. Die Röstkammer 12. die Luftverteilerkammer 15 und der
Rückumwälzkanal 20 sind auf der Außenseite mit einer Wärmeisolierung 22 versehen, die z. B. aus Glaswolle
besteht und dazu dient, die Wärmeverluste möglichst gering zu halten und so die Tmperatur aufrechtzuerhalten,
so daß sich Einsparungen an Brennstoffkosten erzielen lassen.
Im folgenden ist die Arbeitsweise der Röstvorrichtung
10 beschrieben. Zunächst wird die Beschickungsklappe 36 hochgeschwenkt, woraufhin eine Charge aus
grünen Kaffeebohnen 24 in die Röstkammer 12 geschüttet wird. Die Beschickungsklappe wird wieder
geschlossen, und das Gebläse 16 wird in Betrieb gesetzt,
woraufhin auch die Heizeinrichtung 14 in Betrieb gesetzt wird. Nunmehr strömt erhitzte Luft mit sich
fortschreitend erhöhender Temperatur über die Öffnungen 44 in die Röstkammer 12 ein, wie es in F i g. 3 durch
die dünnen Pfeile angedeutet ist, so daß die Kaffeebohnen 24 erhitzt werden, während sie gleichzeitig in Form
einer dichten, fluidisierten, ständig zirkulierenden Masse bewegt werden. Da sich die Verteilerplatte 42 unter
einem spit /in Wniki'l /u der Vorderhand 28 erstreckt,
wird die lu'ilU' l.ufi längs der Innenseite der
I nlnahiiietur !8 nach ohen geleilcl. so daß die
Kaffeebohnen nahe del Vorder«iinil 28 eine etwas
größere Siiindhohe en eichen. Die Kalfeebohneii rollen
linier der Wirkung ilei Schwerkraft aus dem Luftstrom
heriuis und bewegen stell in Richtung ίΐιιί die innere
Kiiekν. iintl 46. um diiiiii durch these Wand nach unten /ti
der (iiiuidplaiie 42 geleitet /ti werden, woraufhin die
Kaffeebohnen erneut in den hciHcn l.uflsirom eintreten
und wie /iiwir nach oben bewegt werden, womit ein
Kreislauf tier /.irkulalionsbcw egiing beendet ist.
Nu eh einer Kost/ei I μ
>n etwa IO bis 20 min. und wenn
die Kaffeebohnen eine I'emperiiiiir im Hereich von elw a
210 bis etwa 221 ( erreicht haben, die durch this
Kiiiulskiileiilhermomeler 48 angezeigt wird u\\i\ sich
danach richtet, ob die Kafleebohnen hell oder dunkel geröstet werden sollen, wird tier Röslvorhang durch
Abstellen tics I lei/elcmenls 52 beentlct. Hierauf wirtl
versehen und gemäß L ι g. 8 so angeordnet sind, daß sie
mit den Vorder« 'ändert 10!, 105 und 107 der
verschiedenen Sliifen jeweils einen spil/en Winkel
bilden.
Die unteren I eile der \ crschicdeiien Stufen 82,84 und
86 werden durch behei/bare l.uftkammern 112;/. 112/).
114,IHtI 116 gebildet, zu denen I inlässe IIU I \V\ 115
und 117 gehören, über die erhitzte Luft von einer Quelle
bekannter Art aus zugeführt wird. Die l.iiflkammern geben erhitzte Luft über die Vcrleilerplatlen 102. 104
und 106 an die zugehörigen Stufen mil einer geregelten Geschwindigkeit ab, die ausreicht, um die Kaffeebohnen
24 in einen Schwebezustand zu bringen, so daß sie ebenso wie bei der chargenweise arbeitenden Röstvorrichtung
10 eine dichte, ständig zirkulierende, fluidisierie
M.isse bilden. Die Irockenstufe 82 weist zwei getrennte,
nebeneinander angeordnete l.uftkammern Il2,i und 112/'ZiIiIi Zuführen von l.ufl zu tier Verteilcrplatle 102
aiii. Der ersten I .iif.kammer 112,7 kann verbrauchte
um ι line ties ν icniascs in Kinne lim aus tici wingcoiiMg
mehrere Minuten lang durch die Masse tier gerösteten
Kaffeebohnen geleitet, um ihre Temperatur bis auf die
Raumtemperatur zu senken, /ti diesem /weck können
die Kaffeebohnen auch mit Kühlwasser besprüht werden. Schließlich wird das (iebliise 16 stillgesel/l. Die
Kn ι nah met ür 38 wird nach unten geschwenkt, so dal! die
jet/l gerosteten und abgekühlten Kaffeebohnen aus der
Rüstkammer 12 heraiisgleiteu und von einem Transportbehälter
aufgenommen werden kotinen. Hierbei dienen die Seitcnwamlc W tier I'.ntnahmelür da/u, die
Kaffeebohnen aus tier Röstkammcr 12 abzuführen.
Γ : μ. "ι bis H /eigen eine cifiiidungsgemäße. konnnuierlich
arbeitentle Kaffceröstvorrichtung 80 mit drei
umeinander getrennten, einander kaskadenartig nachgeschiillelen
Stufen, und /war einer Trockenstufe 82. einer Roststufe 84 und einer Kühlstufe 86. Die
ungeröMetcn Kaffeebohnen 24.) werden der Trockenstufe
82 über einen Aiifgabebehaltcr b/w. Finlaß 88
zugeführt, während geröstete und gckuhllc Kaffeebohnen
24Λ Min tier Kiihistufe 86 über eine Rutsche 90
iibgegebcn werden, the über einem laufenden, waage
recht angeordneten I orderband 92 angeordnet ist. Gegebenenfalls kann man dem Aufgabehchältci 88 und
tier Abgahenitsche 90 drehbare Ventile zuordnen, um
an diesen Stellen durch die I rzeugiing von Luftdruckunterschieden
einen Abschluß zu bewirken.
Abgesehen um der Rcschickungsklappc 36 und tier
Lntnalimeiür 38 tier beschriebenen Chargen« eise
arbeilenden Röstvorrichtung 10 nach IΊ g. I bis 4
ähneln sämtliche Stufen 82.84 und 86 der kontinuierlich arbeitenden Röstvorrichtung 80 hinsichtlich ihrer
Konstruktion und Wirkungsweise weitgehend tier kasienähiilichcn Rüstkammer 12. In die Vorder« and
jeder der Stufen 82. 84 und 86 sind Schaugläser 94
eingebaut, um tier Bedienungsperson die Beobachtung der sich darin abspielenden Vorgänge zu ermöglichen.
Die Kammer jeder der drei Stufen ist gemäß Fig. 6
über ein Rohr 95 zum Entnehmen von Kaffeebohnenproben zugänglich. Ferner sind Temperaturanzeiger 96,
98 und 100 vorhanden, zu denen Thermoelementfühlcr 97,99 und 101 (F i g. 6) gehören, die in der Querrichtung
in die Kammern der verschiedenen Stufen hineinragen, so daß sich die Temperaturen, bei denen die
Kaffeebohnen behandelt werden, in alien Stadien ständig überwachen lassen. Die Böden der Kammern
der verschiedenen Stufen werden durch Luftverteilerplatten 102, 104 und 106 gebildet, die jeweils mit
zahlreichen in Abständen verteilten Öffnungen 108 \s»ttritO i.tili
aus zurückgeleitet wird, während man der zweilen
l.ullkainmer 112/j heiße Luft direkt von einer
Liliilzimgseinrichtung aus zufuhren kann. Aul diese
Weise werden die Kaffeebohnen allmählich auf die 1 rotknungsiempciatiir erhitzt, und durch die Rückiim
walzung von 1 rocknungsliifl wird Wärme gespart,
(etloch ist es nicht unbedingt erforderlich, zwei getrennte l.uftkammern vorzusehen, d.h. man könnte
sie auch durch eine einzige l.uftkammer ersetzen.
Wenn man die Größe und Verteilung tier Öffnungen 8 bei den Verteilelplatten 102, 104 und 106 sowie die
Geschwindigkeiten, mit denen erhitzte LuIt den l'inlässen 113.;. 11 lh, 115 und 117 tier l.uftkammcrn
zugeführt wirtl. entsprechend wählt, bewegen sich die
Kaffeebohnen 24 unter der Wirkung tier Schwerkrall in
tier l.ängsrichlung durch die verschiedenen Stufen 82,
84 und 86. wobei sie gleichzeitig in einer senkrechten Ibcne in Form eines dichten fluidisierien Hen«·
zirkulieren. Damit ein Vermischen ilei ..rilgcgcbenci;
Kaflecbohnencliargen zwischen der Abgäbest nc und
der l.inlriitsscite jeder Stufe möglichst weitgehend
vermieden wird, ist die Länge jeder Sliifc erheblich
großer als ihre Breite. Die Wahl eines Verhältnisses von etwa fi : 1 zwischen Länge und Breite hat sich als
zweckmäßig erwiesen Der nutete Teil tier Stirnwand
aul tier Abgabeseile jeder Stufe bildet ein j\bgabcwch:"
122 bzw 124 bzw. 126. und ein kontinuierliches St ι omen
um Kaffeebohnen in Richtung tier l.ängsaihsc jeder
Stufe stellt sich nur ein. wenn Kafleebohnen über ein bestimmtes Wehr mit tier gleichen Geschwindigkeit
abgeführt werden, wie Kaffeebohnen von der vorausgehenden Stufe oder dem Aiifgabebehältei au*· zugeführt
werden.
Die Trockenstufe 82 ist höher angeordnet als die Röststufe 84. die ihrerseits höher liegt als die Kühlstufe
86. Diese gestaffelte Anordnung ermöglicht ein durch die Schwerkraft herbeigeführtes Strömen der Kaffeebohnen
von Stufe zu Stufe über Verbindungsrutschen 116 und 118. Die die Trockenstlife mit der Röststufe
verbindende Rutsche 116 steht mit der Trockenkammer 82 an einer Abgabeöffnung oberhalb des Wehrs 122 und
mit der Röststufe 84 an einer Entrittsöffnung in Verbindung; die Rutsche 118 zwischen der Röststufe
und der Kühlstufe bildet eine ähnliche Verbindung. Alternativ könnte man die Kaffeebohnen von einer
Stufe zur nächsten auf bekannte Weise mit Hife mechanischer Einrichtungen, z. B. von Becherwerken,
transponieren.
25 Jl 390
I )ie K iihlsi life Hh kann nahe ihrer I um Ht sol I mi ng mil
einer I miielitung 120 /um Versprühen viui Wasser
versehen sein, damit die Kaffeebohnen si lincll ahgc
kiilill w erden können
I )ie sM imen. noch mein gerosteten Kallcebolincii 24,/.
die gewohnliili einen I cmhligkcHsgehall um I "ή Ins
Ii"'" haben, werden der I roi kenslulc H2 iibei den
Aiifg,il)elieli.i!'wf HH /iigel'ührl. Die iibei die eiste
I ullkiiuiiiier 112./ /ugeluhrle. erneut ttiiigew .il/le
wanne I nil briiigl die Kallcbohncn in einen Schwein·
/iistand und ei wannt ilie Kaffeebohnen, die snli
langsam π der Längsrichtung in den l.ultslroin hinein
bewegen, weither von der /weilen l.ullkamnicr 112/'
ahgcgebei. wird, und die su erhitzt wird, daß line
r.mtnltsiei,Ij)Ci alur elvva JiJ ( betragt. Wahrend der
Trocknung, die durchschnittlich 4 mm d.iueil. werden
die Kallecbohnen von der I lingebiingsieniperaiur auf
elvva JO") ( erwärmt, wobei sic Ii ihr I euch ι ig keil st.1 cha 11
auf elvv.i I'Ίι verringert. Am Abgaheciide der
Trockenstiife 82 bewegen sich die Kafleehohiien über
das /ugehonge Wehr 122 hinweg, um dann in d'c
Rutsche I lh /u fallen und der Koslstulc R4 /ugeliihrl /u
werden.
Die Temper;iliir der der I uflkammer I 14 /ugeluhi len
I.ufl isl höher als hei der "Iruikenstule und hegt
gewöhnlich im Uereich von etwa 2)2 bis etwa 2M) ( .
Das Tempci'aturprofil der Kalfeebohiien veil.mit
/wischen elvva 204 und elvva JIh ( . und dieses Profil
wird mit Hilfe des Thermometers 58 oder eines nicht
dargestellten Registriergerais bekannter Art über
vv acht, das an die Temperaturfühler 94 angeschlossen ist.
welche in der (Juci richtung in die dichte, zirkulierende
Masse aus lliiidisierlen Kaffeebohnen hineinragen und
in I .ängsabständen verteilt sind. Die Kalleebohnen
verbleiben nur auf die Dauer von etwa l.'iiiiin in der
Koststule. Wahrend dieser kurzen Rosi/eit i|uellen die
Kallecbohnen aiii, sie geben Spreuleilchen ab. und ihr
spezifisches Geweht gehl auf elvva die Hallte des
spezifischen Gewichts der grünen Dohnen zurück. Die
Spreu wird auf bekannte Weise mit Hilfe eines /\klons
beseitigt, vv ic es in I i g. J be/uglich der chargenvveise
arbeitenden Röstvorrichtung 10 dargestellt ist. an die
ein /vklon 18 angesihlussen isl. Da Spreuteilchen nur
vv ährend lies eigentlichen Röstvorgangs entstehen, fuhrt
bei der kontinuierlich arbeitenden Röstvorrii lining HO
das Vorhandensein von drei getrennten Stufen prak lisih zu einer Vereinfachung. Außerdem lassen sich die
lieliandliingstemperatiiren bei drei Stufen leichter
regeln als bei nur einer Stufe oder zwei Stufen. Am Auslrittsende der Röststufe 84 bewegen sich die
Kaffeebohnen über das zugehörige Wehr 124 hinweg, um dann durch die Rutsche 118 nach unten zu der
Kühlstufe 86 zu rieseln.
Am Einlaß der Kühlkammer 86 werden die gerösteten Kaffeebohnen mit Wasser besprüht, so daß
sie durch das Verdampfen von Wasser vom größlen Teil der in ihnen enthaltenen Wärme befreit werden. Die der
Liiftkammer 116 der Kühlstufe zugeführte, auf Umgebungstemperatur
befindliche Kühlluft bewirkt eine weitere Fluidisiening der Kaffeebohnen, so daß sich die
Kaffeebohnen während des Kühlvorgangs, dessen Dauer gewöhnlich etwa 5 min beträgt, auf etwa 38 C
abkühlen. Die Kühlwasserzufuhr kann durch die Bedienungsperson anhand eines Längstemperaturprofils
eingestellt werden, das mit Hilfe von Temperaturfühlern 101 au^enommsn wird dis IaH0S der KuM^^'f*1 S^
in Absländen verteilt und an Rundskalenthcrmometer
oder ein nicht dargestelltes Registriergerät angeschlossen sind ScIiIuIMk Ii bewegen sii h die abgekühlten
Kalfeebohiii'ii Sei das Wein 12h hinweg, um durch die
Abgabei iitsclie 40 dem I mdeibaiiil zugeführt zu
werden, das sie/η eiiui Verpackiiiigs odei Mahlslalimi
transponiert.
I ig.1) ν cransi h.üilii Iu in einer graphist hen D.ustcl
lung die n.u hvv eisb.n en I emper.iliii anstie::e. die inner
halb ledei Kalleelmhue .iiillielen. wenn sie u.ii Ii dein
eiTindiingsgemalli'U \eilahieii gerostet wird. I Iw.ι
wahrend der ersten IJ nun his l.ihil/ens der Kallee
bohnen 24 steigt die I cmpc: ,nur der Dohnen allmählich
und praktisch linear von enva W ( aiii etwa 2l)"i ( an.
Wahrend dieses Anl.iiu'sstadiunis weiden die Kallcc
bohnen gelnu knel. iidoch iincli iikhl geiosiel. Nach
dem Irieii hen einer lempeialiir von etwa JH) ( . bei
der es sich um die lalsaihlii he l!ohnenteni|)eralui
handelt, setzen iniierlialb leder Hohne p\rol>
tisme chemische Reaklioneti ein. und die ( iesi'hwindigkeil des
I emperaturailsliegs erhöht sich, su daß sich gemäß
I i g.c) die I empiMalurkurvenhocker \. Il und (
ergeben. Diese IVniperatiirkurvenhocker lassen sich
während des Rustvorgangs nachweisen, um eine genaue
Regelung der Kost/eil /u ermöglichen. Aulieidem hat es
sich gezeigt, daß die (!rolle der 'I'emperaturkurvenhrikker
ein Kenn/eichen lur die Art der zu röstenden
Kaffeebohnen und das Aroma des daraus schließlich hergestellten Cietränks ist.
Gemäß I" i g l) zeigte der aulge/eichnele 'Temperaturkiirvenhf'icker
\ .in. daß naß behandelte milde Kaffeesorten neuer f-rnte gerostet wurden. Der
Kurvenhöcker Wzeigle das Kosien von naß behandelten
milden Sorten älterer !".rillen an. Der Kurvenhöcker (
Ulli für trocken verarbeitete Hr.isilkafleesorten. wahrend
die Kurve P. die prakiisih keinen Hocker aufweist,
fiir trocken verarbeitete Kobusia Kalfeebohiien einer
geringeren Sorte gilt.
Wird der Köslvorgang vor dem Auftreten lies eine
Pvrolyse anzeigenden I emperaturkiuvenliockers been
del. haben die Kalfeebohiien ihr Aroma noch nicht im maximalen Ausmaß erreiihi. Wird die I-rhit/ung
innerhalb des lemperaiurkui vciiIiih kers beendet, einwickelt
sich das Aroma nur leilvveisc. Wird die
Ixhit/ung der Kalfeebohiien ti.κ Ii dem Verschwinden
des TemperaUirkurvenhöckers länger als elvv.i J min
fortgesetzt, werden die das Aroma und den (ieschmack
bestimmenden Aklehsde usvv ν ei ändert und ausgetrieben,
und man erhall dunkel gerostete Kalfeebohiien. denen bestimmte Aromaslolfe fehlen und die einen
entsprechenden (iesi hmack uesfietränks liefern.
Gemäß F'i g. 4 kann man längs der Kurve einen
zwischen den Punkten /: und /liegenden Punkt wählen,
an dem die Erhitzung der Kaffeebohnen beendet wird, um Geschmack und Aroma des fertigen Kaffee-Erzeugnisses
/ti regeln. Wird die Erhitzung an dem Punkt E beendet, ergibt sich eine leichte bis mittlere Röstung,
und wenn die Erhitzung an dem Punkt Fbeendet wird,
werden die Kaffeebohnen in der in Italien üblichen Weise dunkel geröstet.
Man kann ein Registriergerät an den Temperaturfühler
50 der chargenweise arbeitenden Röstvorrichtung 10 oder an die Temperaturfühler 99 der Röststufe 84 bei
der kontinuierlich arbeitenden Röstvorrichtung HO anschließen, so daß sich die in Fig. 9 graphisch
dargestellten Vorgänge fü" jede Bohnencharge dauerhaft
aufzeichnen lassen, und solche Aufzeichnungen sind von kommerziellem WerL da sie die Qualität des
gerösteten Kaffees und den Röstungsgrad nachzuweisen gestatten. Somit handelt es sich bei den Temperatur-
Il
on vcMliockein um Mci k:n.ilc. \"cklie die
<,)u.ilil.il des .!ΓϋιΐΓΜ Kaffees auf u issciisi li.ifii'clic mill (>h|ekli\e
Weise dokumentieren, was nil (icgensal/ /ii den his
lel/lall^eiiienifjehr.melilii lien subjcktivenC ;csc h macks
|ιιί"ιΓιιιιι!οιι suhl, ilk· sit Ii inn iiiiu-i ltdIIimi Srlmierit:
kl'ilL'll /IIVl'l IiISSl^ (IdklllHl'lltlCll'll IcISSL'M. WlC 1.1IWjIlMl.
sii'lu die (iriiHi.1 fli-s Γι·ιιΐ|κ ι,ιΐιιι kurvcnlHukcis in cmcr
illlcklcll iic/lcllUll^' /ll llclll :!C\\ IlllSclllfll \l(llll.l ik'S
K.illVcs. il. h. ιe liiilici ili-r Kin % ciihocki.'!' isl. ilcsln
besser sind (icsihinack und Λιοηι,ι Λν·>
Ιι·ιΐιμι·η
KiiHi'i' 1.1/1'111.1IUSSL1S. DiiiL'li d.is I iilileii mill Mν ·.■ ι-.11 ϊ«_"
reu der Ienipeiiiluieii der /iigcfiilirien I nil / I! mil
11 life eines .in den I eni|ier.ilui liihlei W) il· r ι li.ii L'eiiuei
se .!'heilenden Knsl vm ι κ Ιιιιιιιμ 10 .iiiltm l.losMiien
Kef.'islnei geiiils. lsi es nioglii ll. die lieli.iii.üiiii.^/eHell
iiiiii die iihniren lii-h.indlinif.'slH'diiii.'iiHf.'i-n ■■ ι /ι KL'elii.
dal! ii|iliiii.ile I r;!ehnisse er/iell u erden
!lier/ii .i HLiIt Z
Claims (1)
1. Vorrichtung zum Rösten von Kaffeebohnen, bestehend aus einer von einem Gehäuse umschlossenen
Röstkammer mit perforiertem Boden und aus einem mit einer Heizung versehenen Röstluft-Gebläse,
mittels welchem erhitzte Röstluft durch den perforierten Boden in die Röstkammer eingeblasen
wird, derart, daß die Bohnen eine Zirkulationsbewegung ausführen, indem sie entlang einer Wand
emporgehoben und nach seitlicher Ablenkung in Richtung auf die gegenüberliegende Wand wieder
herunterfallen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
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