DE3116723A1

DE3116723A1 - "verfahren und vorrichtung zum roesten von kleinstueckigen naturprodukten, insbesondere kaffeebohnen"

Info

Publication number: DE3116723A1
Application number: DE19813116723
Authority: DE
Inventors: Gustav Dipl.-Ing. 2000 Wedel Lührs; Gerhard 2102 Hamburg Weilandt
Original assignee: Neotec Gesellschaft fur Nahrungsmittelverfahrenstechnik Mbh & Co KG; NEOTEC GES fur NAHRUNGSMITTEL; Neotec Gesellschaft Fuer Nahrungsmittelverfahrenstechnik Mbh & Co Kg 2000 Hamburg
Current assignee: Neuhaus Neotec Maschinen- und Anlagenbau 277 GmbH
Priority date: 1981-04-28
Filing date: 1981-04-28
Publication date: 1982-12-23
Also published as: DE3116723C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Rösten von
kleins tückigen Naturprodukten, insbesondere Kaffeebohnen Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Rösten von kleinstückigen Naturprodukten, insbesondere Kaffeebohnen, bei dem man das zu röstende Gut in einer Röstzone mit einem im Kreislauf geführten heißen Röstgasstrom verwirbelt und nach Ablauf einer gewählten Röstzeit auf eine gewünschte-Produkt-Endtemperatur kühlt.
Das beschriebene Röstverfahren ist bekannt (DE-OS 25 31 390) und bietet vor allem gegenüber älteren Röstverfahren mit ruhendem Gut den Vorteil, daß der Röstvorgang in dem aufgewirbelten Gut wesentlich rascher und gleichmäßiger vor sich geht. Es lassen sich auf diese Weise Röstzeiten von wenigen Minuten verwirklichen, so daß mit einer gegebenen Anlage ein sehr hoher Gut-Durchsatz erzielt werden kann. Am Ende der Röstzeit wurde der Röstgasstrom abgestellt, und das fertig geröstetet Gut wurde auf die gewünschte Produkt-Endteinperatur abgekühlt und dann in einen Sammelbehälter weitergeleitet.
Die dadurch bedingten Unterbrechnungen des Röstbetriebes, einschließlich der zum Wieder-Anfahren des Röstgasstromes und zum Wieder-Einstellen des thermischen Gleichgewichts in der Anlage erforderlichen Zeiträume, wurden als unvermeidlich angesehen und in Kauf genommen.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Rösten von kleinstückigen Naturprodukten, insbesondere Kaffeebohnen, zu schaffen, mit denen mit geringem Aufwand ein noch größerer Durchsatz unter Beibehaltung der für das Wirbelschi&ht-Rösten typischen guten Qualität des gerösteten Produkts erzielt werden kann.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß man am Ende der Röstzeit den Röstgasstrom aufrechterhält und an der Röstzone im Nebenschluß vorbeileitet.
Boi dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die ins Gleichgewicht gekommenen thermischen Zustände des Röstgas-Kreislajus nicht durch Betriebsunterbrecllalge3l gestört; es kann deshalb das Rösten der nächsten Charge begonnen werden, ohne daß erst die Einstellung eines neuen thermischen Gleichgewichts im Röstgas-Kreislauf abgewartet werden muß. Die Röstzone selbst stellt im allgemeinen nur einen verhältnismäßig geringen Teil des gesamten Röstgas-Kreislaufs dar; ihre vorübergehende Herausnahme aus dem Kreislauf stellt für den Kreislauf nur eine verhältnismäßig geringe Störung dar, und nach dem erneuten Einschalten der Röstzone in den Kreislauf wird die Röstzone rasch und ohne lange Wartezeiten wieder auf den zum Rösten erforderlichen Temperaturzustand eingestellt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen, bei denen der Röstgasstrom jeweils am Ende der Röstzeit abgestellt und zu Beginn einer neuen Röstzeit wieder angestellt wird, der Durchsatz um 30 bis 50 erhöht werden. Bei gegebener Anlagengröße ist also die Ausnutzung der Anlage erheblich besser, und die spezifischen Röstkosten sind entsprechend geringer. Außerdem ist auch die Qualität des Röstguts verbessert, weil über mehrere Chargen hinweg ein im wesentlichen gleichmäßiger Temperaturzustand im Röstgas-Kreislauf aufrechterhalten werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beträchtlich weiter dadurch verbessert werden, daß man während des Nebenschluß-Betriebes das geröstete Gut aus der Röstzone rasch in eine von der Röstzone räumlich getrennte Kühlzone überführt und dort kühlt. Die Kühlzone steht deshalb sofort nach dem Entleeren des gerösteten Guts wieder zum Befüllen mit einer neuen Charge zu röstenden Guts zur Verfügung; da sie nicht zum Kühlen verwendet wurde, sind die in ihr befindlichen Apparate teile nur geringfügig ausgekdlilt, und die neue Röstzeit kann sofort bei einer entsprechend höheren Temperatur in der Röstzone beginnen. Es leuchtet ein, daß bei dieser Ausführungsform die Schwanlcungen im thermischen Zustand des Röstgas-Kreislaufs und der Röstzone von Charge zu Charge besonders gering sind.
Zweckmäßigerweise wird während des Nebenschlußbetriebes die Röstzone mit frischem zu röstendem Gut beschickt. Es ist deshalb zwischen dem Rösten zweier Chargen nur eine einzige verhältnismäßig kurze Nebenschluß-Periode erforderlich, innerhalb welcher das geröstete Gut aus der Röstzone entnommen und frisches zu röstendes Gut in die Röstzone eingeführt wird.
Zur Durchführung des Verfahrens dient erfindungsgemäß eine Vorrichtung mit einer eine Röstzone verkörpernden Röstkammer, die einen Röstgas-Einlaß, einen Röstgas-Auslaß, einen Gut-Einlaß und einen Gut-Auslaß aufweist; diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine zwischen dem Röstgas-Einlaß und dem Röstgas-Auslaß verlaufende, die Röstkammer umgehende Röstgas-Nebenschlußleitung und eine Ventileinrichtung, mit der der Röstgasstrom wahlweise durch die Röstkammer oder durch die Nebenschlußleitung geleitet werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sehr einfach aufgebaut und bedarf ersichtlich nur einer sehr einfachen Ventileinrichtung3 um in der gewünschten Weise am Ende der Röstzeit und bis zum Beginn einer neuen Röstzeit den Röstgasstrom an der Röstzone vorbeizuleiten und aufrechtzuerhalten. Die Ventileinrichtungen können ohne weiteres fernbetätigbar und automatisch steuerbar ausgeführt werden, so daß die ganze Vorrichtung sehr leicht und mit geringem Aufwand automatisiert werden kann. Gegenüber herkömmlichen Anlagen ist durch die zusätzlich vorzusehende Nebenschlußleitung nur ein unwesentlicher, nicht ins Gewicht fallender Mehraufwand an Platz und Bauteilen erforderlich.
Besonders einfach ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, wenn die Ventileinrichtung nur je ein in dem Röstgas-Einlaß der Röstkammer und in der Nebenschlußleitung angeordnetes Absperrventil aufweist. Auf diese Weise kann mit nur zwei Ventilen die gewünschte Umschaltung zwischen Durchströmung der Röstkammer und Umgehung der Röstkammer verwirklicht werden. Die Ventile können einfach als Klappen ausgeführt sein; das macht die Anlage einfach, robust und wenig störanfällig.
Im Sinne der eingangs beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zweckmäßig, wenn der Gut-Auslaß der Röstkammer über eine wahlweise zu öffnende Absperreinrichtung mit einem Gut-Einlaß einer Kühleinrichtung verbunden ist. Dadurch kann nach dem Ende der Röstzeit das fertig geröstete Gut rasch in die lÇiihleinriclltung überführt und dort, also außerhalb der Röstzone, gekühlt werden. Unmittelbar danach kann die Röstkammer wieder mit frischem zu röstendem Gut gefüllt werden; deshalb ist zweckmäßigerweise der Gut-Einlaß der Röstkammer über eine wahlweise zu öffnende Absperreinrichtung mit einem Auslaß eines Gut-Vorratsbehälters verbunden. Wenn die Ventileinrichtung mit der Absperreinricht-wng synchronisiert ist, kann man leicht zu einem vollautomatischen Betrieb der Vorrichtung kommen. Dafür sind dann Steuereinrichtungen vorzusehen, die selbsttätig veranlassen, daß am Ende der Röstzeit der Röstgasstrom über den Nebenschluß geleitet, die Röstkammer in die KiEleinrichtung entleert und die Röstkammer mit einer frischen Charge zu röstenden Guts gefüllt wird. Entwurf und Auslegung der beschriebenen AusperrZ einrichtungen, die zweckmäßigerweise ebenfalls in Form einfacher Klappenventile ausgeführt sind, und der beschriebenen Steucreinrichtungen sind dem einschlägig tätigen Fachmann ohne weiteres möglich, so daß auf eine nähereBeschreibung hier verzichtet werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung naher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung nach Art eines Fließdiagramms eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
Die in der Figur dargestellte Vorrichtung hat eine die Röstzone 1 verkörpernde Röstkammer 3, die einen Röstgas-Einlaß 5, einen Röstgas-Auslaß 7, einen Gut-Einlaß 9 und einen Gut-Auslaß 11 aufweist. Zwischen dem Röstgas-Einlaß 5 und dem Röstgas-Auslaß 7 verläuft eine die Röstkammer 3 umgehende Nebenschlußleitung 13.
Der Röstgasstrom 15 wird aus dem Auslaß 17 eines Gebläses 19 geliefert. Nach dem Passieren der Röstkammer 3 oder der Nebenschlußleitung 13 wird der Röstgasstrom über einen Windsichter 21 geleitet, in welchem mitgerissene Feststoffteilchen, insbesondere Kaffeebohnen-Häutchen, aus dem Röstgasstrom abgetrennt werden. Diese Feststoffteilchen können über eine Zellenradschleuse 23, die von einem steuerbaren Motor 25 cvngetrieben wird, von Zeit zu Zeit entnommen werden. Aus dem Windsichter 21 gelangt der Röstgasstrom durch eine Heizzone 27 zurück zum Einlaß 29 des Gebläses 19. Das somit im Kreislauf geführte Röstgas wird in der Heizzone 27 auf die erforderliche Temperatur gebracht. Bei der dargestellten Ausführungsform dient dazu eine Flamme 31, die aus Gas- und Luftleitungen 33, 35 gespeist wird. Es können aber auch andere Heizeinrichtungen vorgesehen sein.
Die Ventileinrichtung, mit der der Röstgasstrom 15 wahlweise durch die Röstkammer 3 oder durch die Nebenschlußleitung 13 geleitet werden kann, enthält bei der dargestellten Ausührungsform je ein in dem Röstgas-Einlaß 5 der Röstkammer 3 und in der Nebenschlußleitung 13 angeordnetes Absperrventil 37 bzw. 39.
Diese Absperrventile werden von Antrieben 41 bzw. 43 fernsteuerbar betätigt. In dem Gut-Einlaß 9 und dem Gut-Auslaß 11 der Röstkammer 3 sind Absperreinrichtungen in Form von Absperrventilen45 bzw. 47 vorgesehen, die von Antrieben 49 bzw. 51 fcrnsteuerbar betätigbar sind. Der Gut-Einlaß 9 der Röstkammer 3 ist an einen Gut-Vorratsbehälter 53 für zu röstendes Gut angeschlossen. Der Gut-Auslaß 11 der Röstkammer 3 ist an den Einlaß einer Xühleinrichtung 55 angeschlossen, die in der Figur nur bruchstckhaft angedeutet ist. In der Kühleinrichtung 55 kann fertig geröstetes Gut, das aus der Röstkammer 3 übernommen wurde, auf eine gewünschte Produkt Endtemperatur gekühlt werden. Aus der Kühleinrichtung kant dann das fertige Produkt in einen Produkt-Sammelbehälter abgegeben werden. Das ist in der Figur nicht dargestellt.
An den Röstgas-Kreislauf ist eine Abgasleitung 57 angeschlossen, aus der kontinuierlich ein Überschuß des Röstgases zu einem Auslaß 59 abgeleitet wird. Dieser Überschuß-Strom 61 entsteht im wesentlichen dadurch, daß in der Flamme 31 ständig gasförmige Produkte in den Röstgas-Kreislauf eingeführt werden. Durch den kontinuierlichen Zustrom frischen Gases in der Flamme 31 und einen dementsprechenden kontinuierlichen Abstrom 61 wird dafür gesorgt, daß in dem Röstgas-Kreislauf die Konzentration an gasförmigen Röstprodukten nicht über eine gewisse Gleichgewichtskonzentration hinaus ansteigen kann. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Abgasleitung 57 an die Nebenschlußleitung 13 stromauf von dem darin befindlichen Absperrventil 39 angeschlossen. Dadurch ist die Abgasleitung 57 sowohl im Normalbetrieb wie auch im Nebenschluß-Betrieb wirksam, und die Nebenschlußleitung 13 wird mit als Teil der Abgasleitung 61 genutzt. Das ist baulich einfach.
Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Abgasleitung 57 eine Druclchalteeinrichtung 63 auf. Diese sorgt dafür, daß in dem Röstgas-Kreislauf ein gewünschter Überdruck aufrechterhalten wird. Im einfachsten Fall kann als Druckhalteeinriclltung eine Drossel vorgesehen sein. Das ist bei der dargestellten Ausführungsform der Fall. Eine Abdeckplatte 63 steht mit geringem Abstand vor der Mündung der Abgasleitung 57. Der dadurch gebildete verhältnismäßig schmale Auslaß 59 wirkt als Drossel. Als Druckhalteeinricitung kann aber auch ein druckgesteuertes Ventil vorgesehen sein; dieses ermöglicht eine genauere Einstellung deß gewünschten Überdrucks mit weitgehender Unabhängiglçeit vom Röstgas-Durchsatz im Kreislauf.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind noch weitere Klappen ventile-vorgesehen, so im Einlaß des Gebläses 19 ein steuerbares Klappenventil 65, das zur Einstellung des Röstgas-Durchsatzes im Kreislauf dienen kann. Weiter ist ein Elappenventil 67 in einer Entlüftungsleitung 69 angeordnet, die stromab von dem Windsichter 21 zu dem schon beschriebenen Abgas-Auslaß 59 führt. Als Gegenstück dazu ist in der Abgasleitung 57 ein Ventil 71 vorgesehen.
Mit Hilfe der Ventile 67, 71 kann wahlweise statt der Abgasleitung 57 auch die Entlüftungsleitung 69 als Abgasleitung benutzt werden.
In der Figur ist eine Steuereinrichtung 73 symbolisch angedeutet, von welcher aus über Leitungen 75 die einzelnen Antriebe der Ventile der Vorrichtung synchron steuerbar sind, und zwar vorzugsweise automatisch. Das Ende der Röstzeit kann durch ein Temperatur-Zeitintegral bestimmt werden, das mit Hilfe eines in der Röstkammer 3 angeordneten Temperaturfühlers gebildet wird. Diese und ähnliche Einrichtungen, die dem Stand der Technik entsprechen, sind in der Figur nicht dargestellt.

Claims

A n s p r ü c h e : 1. Verfahren zum Rösten von kleinstückigen Naturprodukten, insbesondere Kaffeebohnen, bei dem man das zu röstende Gut in einer Röstzone mit einem im Kreislauf geführten heißen Röstgasstrom verwirbelt und nach Ablauf einer gewählten Röstzeit auf eine gewünschte Produkt-Endtemperatur kühlt, dadurch gekennzeichnet, daß man am Ende der Röstzeit den Röstgasstrom aufrechterhält und an der Röstzone im Nebenschluß vorbeileitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Nebenschlußbetriebes das geröstete Gut aus der Röstzone rasch in eine von der Röstzone räumlich getrennte Kühlzone überführt und dort kühlt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Nebenschlußbetriebes die leere Röstzone mit frischem zu röstendem Gut beschickt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Vorfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer eine Röstzone (1) verkörpernden Röstkammer (3), die einen Röstgas-Einlaß (5), einen Röstgas Auslaß (7),einen Gut-Einlaß (9) und einen Gut-Auslaß (11) aufweist, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Röstgas-Einlaß (5) und dem Pöstgas-Auslaß (7) verlaufende, die Röstkammer (3) Lungehende Röstgas"NelDenschlußleitung (13) und eine Ventileinrichtung (37, 39), mit der der Röstgasstrom (15) wahlweise durch die Röstkammer (3) oder durch die Nebenschlußleitung (13) geleitet werden kann.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung je ein in dem Röstgas-Einlaß (5) der Röstkammer (3) und in der Nebenschlußleitung (13) angeordnetes Absperrventil (37, 39) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Abgasleitung (57), die an die Nebensohlußleitung (13) stromauf von dem darin befindlichen Absperrventil (39) angeschlossen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (57) eine Druckhalteeinrichtung (63) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckhalteeinrichtung eine Drossel aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckhalteeinrichtung ein druckgesteuertes Ventil aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrventile Klappen aufweisen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gut-Auslaß (11) der Röstkammer (3) über eine wahlweise zu betätigende Absperreinrichtung (49) mit einem Gut-Einlaß einer Kühleinrichtung (55) verbunden ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gut-Einlaß (9) der Röstkammer (3) über eine wahlweise zu öffnende Absperreinrichtung (45) mit einem Auslaß eines Gut-Vorratsbehälters (53) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (37, 39) mit der Absperreinrichtung (45, 49) synchronisiert ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (73), die selbsttätig veranlaßt, daß am Ende der Röstzeit der Röstgasstrom (15) durch die Nebenschlußleitung (13) geleitet, -die Röstkammer (3) in die Kühleinrichtung (55) entleert und die Röstkammer (3) mit einer frischen Charge zu röstenden Guts gefüllt wird.