DE3116723C2

DE3116723C2 - Vorrichtung zum Wirbelschicht-Rösten und anschließenden Kühlen von kleinstückigen Naturprodukten, insbesondere Kaffeebohnen

Info

Publication number: DE3116723C2
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 2000 Norderstedt De; Neotec Gesellschaft Fuer Nahrungsmittelverfahrenstechnik Mbh & Co Kg 2000 Norderstedt; Uhde 5800 Hagen GmbH; Uhde GmbH
Current assignee: Neuhaus Neotec Maschinen- und Anlagenbau 277 GmbH
Priority date: 1981-04-28
Filing date: 1981-04-28
Publication date: 1984-11-29
Also published as: DE3116723A1

Abstract

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, wobei man am Ende der Röstzeit den Röstgasstrom auf recht erhält und an der Röstzone im Nebenschluß vorbeileitet.

Description

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halten. Besonders einfach ist es, wenn die Ventileinrich- aus der Röstkammer 3 übernommen wurde, auf eine

tung nur je ein in dem Röstgas-Einlaß der Röstkammer gewünschte Produkt-Endtemperatur gekühlt werden,

und in der NebenschluBleitung angeordnetes Absperr- Aus der Kühleinrichtung kann dann das fertige Produkt

ventil aufweist Auf diese Weise kann mit nnr zwei Ven- in einen Produkt-Sammelbehälter abgegeben werden,

tilen die gewünschte Umschaltung zwischen Rost- und 5 Das fct in der Figur nicht dargestellt

Nebenschlußbetrieb verwirklicht werden. Die Ventile An den Röstgas-Kreislauf ist eine Abgasleitung 57

können einfach als Klappenventile ausgeführt sein; das angeschlossen, aus der kontinuierlich ein Überschuß des

macht die Anlage einfach, robust und wenig störanfällig. Röstgases zu einem Auslaß 59 abgeleitet wird. Dieser

Im Vergleich zu vorbekannten Wirbelschicht-Röstvor- Überschuß-Strom 61 entsteht im wesentlichen dadurch,

richtungen mit Röstgas-Kreislauf, jedoch ohne Neben- to daß in der Flamme 31 ständig gasförmige Produkte in

Schluß, ist nur ein unwesentlicher, nicht ins Gewicht fal- den Röstgas-Kreislauf eingeführt werden. Durch den

lender Mehraufwand an Platz und Bauteilen für die Ne- kontinuierlichen Zustrom frischen Gases in der Flamme

benschlußleitung und die Ventileinrichtung erforderlich. 31 und einen dementsprechenden kontinuierlichen Ab-

Die Ventileinrichtung und die im Gut-Auslaß der strom 61 wird dafür gesorgt, daß in dem Rost-Kreislauf Röstkammer vorgesehene Absperreinrichtung können 15 die Konzentration an gasförmigen Röstprodukten nicht

ohne weiteres miteinander synchronisiert, fernbetätig- über eine gewisse Gleichgewichtskonzentration hinaus

bar und automatisch steuerbar ausgeführt werden, so ansteigen kann. Bei der dargestellten Ausführungsform

daß die ganze Vorrichtung sehr leicht und mit geringem ist die Abgasleitung 57 an die Nebenschlußleitung 13

Aufwand automatisiert werden kann. Entwrrf und Aus- stromauf von dem darin befindlichen Absperrventil 39

legung der dafür erforderlichen Einrichtungen sind dem 20 angeschlossen. Dadurch ist die Abgasleitung 57 sowohl

einschlägigen Fachmann ohne weiteres möglich, so daß im Normalbetrieb wie auch im Nebenschluß-Betrieb

auf eine nähere Beschreibung hier verzichtet werden wirksam, und die Nebenschlußleitung 13 wird mit als

kann. Teil der Abgasleitung 61 genutzt. Das ist baulich ein-

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Aus- fach.

führungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung nä- 25 Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Ab-

her beschrieben. gasleitung 5Γ eine Druckhalteeinrichtung 63 auf. Diese

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung eine er- sorgt dafür, daß in dem Röstgas-Kreislauf ein ge-

findungsgemäße Vorrichtung. wUnschter Überdruck aufrechterhalten wird. Im ein-

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung hat eine die fachsten Fall kann als Druckhalteeinrichtung eine Dros-Röstzone 1 verkörpernde Röstkammer 3, die einen 30 sei vorgesehen sein. Das ist bei der dargestellten Aus-Röstgas-Einlaß 5, einen Röstgas-Auslaß 7, einen Gut- führungsform der Fall. Eine Abdeckplatte 63 steht mit Einlaß 9 und einen Gut-Auslaß 11 aufweist. Zwischen geringem Abstand vor der Mündung der Abgasleitung dem Röstgas-Einlaß 5 und dem Röstgas-Auslaß 7 ver- 57. Der dadurch gebildete verhältnismäßig schmale läuft eine die Röstkammer 3 umgehende Nebenschluß- Auslaß 59 wirkt als Drossel. Als Druckhalteeinrichtung leitung 13. Der Röstgasstrom 15 wird aus dem Auslaß 17 js kann aber auch ein druckgesteuertes Ventil vorgesehen eines Gebläses 19 geliefert. Nach dem Passieren der sein; dieses ermöglicht eine genauere Einstellung des Röstkammer 3 oder der Nebenschlußleitung 13 wird der gewünschten Überdrucks mit weitgehender Unabhän-Röstgasstrom über einen Windsichter 21 geleitet, in gigkeit vom Röstgas-Durchsatz im Kreislauf,
welchem mitgerissene Feststoffteilchen, insbesondere Bei der dargestellten Ausführungsform sind noch wei-Kaffeebohnen-Hgutchen, aus dem Röstgasstrom abgc- 40 tcre Klappenventile vorgesehen, so im Einlaß des Getrennt werden. Diese Feststoffteilchen können über eine biases 19 ein steuerbares Klappenventil 65, das zur Ein-Zellenradschleusc 23, die von einem steuerbaren Motor stellung des Röstgas-Durchsatzes im Kreislauf dienen 25 angetrieben wird, von Zeit zu Zeit entnommen wer- kann. Weiter ist ein Klappenventil 67 in einer Entlüfden. Aus dem Windsichter 21 gelangt der Röstgasstrom tungsleitung 69 angeordnet, die stromab von dem Winddurch eine Heizzone 27 zurück zum Einlaß 29 des Ge- 45 sichter 21 zu dem schon beschriebenen Abgas-Auslaß biases 19. Das somit im Kreislauf geführte Röstgas wird 59 führt. Als Gegenstück dazu ist in der Abgasleitung 57 in der Heizzone 27 auf die erforderliche Temperatur ein Ventil 71 vorgesehen. Mit Hilfe der Ventile 67, 71 gebracht. Bei dei dargestellten Ausführungsform dient kann wahlweise statt der Abgasleitung 57 auch die Entdazu eine Flamme 31, die aus Gas- und Luftleitungen 33, lüftungsleitung 69 als Abgasleitung benutzt werden.
35 gespeist wird. Es können aber auch andere Heizein· so In der Figur ist eine Steuereinrichtung 73 symbolisch richtungen vorgesehen sein. angedeutet, von welcher aus über Leitungen 75 die ein-

Die Ventileinrichtung, mit der der Röstgasstrom 15 zelnen Antriebe der Ventile der Vorrichtung synchron

wahlweise durch die Röstkammer 3 oder durch die Ne- steuerbar sind, und zwar vorzugsweise automatisch,

benschlußleitung 13 geleitet werden kann, enthält bei Das Ende der Röstzeit kann durch ein Temperatur-Zeit-

der dargestellten Ausführungsform je ein in dem Rost- 55 integral bestimmt werden, das mit Hilfe eines in der

gas-Einlaß 5 der Röstkammer 3 und in der Neben- Röstkammer 3 angeordneten Temperaturfühlers gebil-

schlußleitung 13 angeordnetes Absperrventil 37 bzw. 39. det wird. Diese und ähnliche Einrichtungen, die dem

Diese Absperrventile werden von Antrieben 41 bzw. 43 Stand der Technik entsprechen, sind in der Figur nicht

fernsteuerbar betätigt. In dem Gut-Einlaß 9 und dem dargestellt.

Gut-Auslaß 11 der Röstkammer 3 sind Absperreinrich- so

tungen in Form von Absperrventilen 45 bzw. 47 vorge- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

sehen, die von Antrieben 49 bzw. 51 fernsteuerbar beta-

tigbar 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 bs
an den Einlaß einer Kühleinrichtung 55 angeschlossen,
die in der Figur nur bruchsiückhaft angedeutet ist. In
der Kühleinrichtung 55 kann fertig geröstetes Gut, das

Claims

1 2 kreislauf eine erhebliche Wärmekapazität hat, insbeson- Patentansprüche: dere infolge der darin vorzusehenden Feststoff-Ab scheideeinrichtungen, dauern das Abkühlen und das

1. Vorrichtung zum Wirbelschicht-Rösten und an- Wiederaufheizen des Gasstromes verhältnismäßig lang, schlieSenden Kühlen von kleinstückigen Naturpro- 5 so daß zwischen den einzelnen Röstperioden verhältnisdukten, insbesondere Kaffeebohnen, mit einer eine mäßig lange Zeiträume liegen, die nicht zum Rösten Röstzone (I) verkörpernden Röstkammer (3), die ei- genutzt werden.

nen Röstgas-Einlsß (SX einen Röstgas-Auslaß (7), ei- Es ist ferner eine Röstvorrichtung bekannt (Prospekt nen Gut-Einlaß (9) und einen Gut-Auslaß (11) auf- »Aerotherm« der Firma LURGIX bei der das Abkühlen weist, einer Kühleinrichtung (55), die einen mit dem io und Wiederaufheizen des Rösigasstromes dadurch ver-Gut-Auslaß (11) der Röstkammer (3) in Verbindung mieden wird, daß am Ende einer Röstperiode der Röststehenden Kühlgut-Einlaß aufweist, und einer zwi- gasstrom über eine Nebenschlußleitung an der Röstschen dem Röstgss-Einlaß (5) und dem Röstgas-Aus- kammer vorbeigeleitet und in dem Nebenschluß auflaß (7) verlaufenden Kreislauf-Verbindung zur rechterhalten wird. Infolge des Wegfalls des tragenden Kreislaufführung des Röstgases, gekcnnzeich- 15 Röstgasstromes in der Röstkammer fällt das in dem net durch eint Röstgas-Nebenschlußeinrichtung Wirbelbett befindliche geröstete Gut nach unten durch zum Umgehen der Röstkammer (3) unter Aufrecht- einen zwischen dem Gut-Auslaß der Röstkammer und erhaltung des Kreislaufes, wobei die Nebenschluß- einem Kühlgut-Einlaß einer Kühleinrichtung vorgeseeinrichtung eine zwischen dem Röstgas-Einlaß (5) henen freien Durchgang in eine Kühleinrichtung. Dort und dem Röstgas-Auslaß (7) verlaufende Röstgas- 20 wird das Gut gekUhlt und schließlich in einen Auffang-Nebenschlußleitung (13) und eine diese wahlweise in behälter abgelassen. Diese bekannte Vorrichtung arbei-Wirksamkeit setzende Ventileinrichtung (37.39) auf- tet jedoch nicht mit Kreislaufführung des Röstgases, so weist und in dem Gut-Auslaß (U) der Röstkammer daß die Aufrechterhaltung des Röstgasstromes wäh-(3) eine Absperreinrichtung (47) vorgesehen ist rend der Röstpausen unwirtschaftlich ist. Das gilt beson-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 ders deshalb, weil bei der bekannten Vorrichtung die zeichnet, daß die Ventileinrichtung je ein in dem Röstpausen jeweils die volle Abkühlzeit der in die Kühl-Röstgas-Einlaß (5) der Röstkammer (3) und in der einrichtung abgegebenen gerösteten Charge einschlie-Nebenschlußleitung (13) angeordnetes Ventil (37, Ben; erst nach Beendigung der jeweiligen Abkühlzeit 39) aufweist, und daß eine Abgasleitung (57) an die kann der heiße Röstgasstrom wieder durch die Röst-Nebenschlußleitung (13) vor dem Ventil (39) angc- 30 kammer geleitet und eine neue Charge zu röstenden schlossen ist. Gutes über eine Schleuse eingefüllt und von dem Röst-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- gasstrom in der Röstkammer gehalten werden,
zeichnet, daß die Abgasleitung (57) eine Druckhalte· Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, einrichtung (63) aufweist. eine chargenweisc zu betreibende Wirbelschicht-Röst-

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- 35 vorrichtung zu schaffen, die mit geringem Energieverzeichnet, daß die Druckhalteeinrichtung (63) als brauch und kurzen Röstpausen auskommt

Drossel ausgebildet ist. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4. dadurch der Vorrichtung nach dem Anspruch 1.
gekennzeichnet, daß die Druckhalteeinrichtung als Bei der erfindungsgemäßen Röstvorrichtung wird das druckgesteuertes Ventil ausgebildet ist 40 zuletzt beschriebene Nebenschluß-Prinzip bei einem im

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6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Kreislauf geführten Röstgasstrom angewandt, und es

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil- kann mit Hilfe der zwischen dem Gut-Auslaß der Rost-

I- einrichtung Klappenventile aufweist. kammer und dem Kühlgut-Einlaß der Kühleinrichtung

A vorgesehenen Absperreinrichtung am Ende einer Rost·

J 45 periode die Röstkammer sofort nach dem Ablassen der

^ fertig gerösteten Charge von der Kühleinrichtung ge-

trennt und erneut mit dem heißen Röstgasstrom und

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem einer neuen Charge zu röstenden Gutes beaufschlagt

Oberbegriff des Anspruchs 1. werden. Es ist deshalb zwischen dem Rösten zweier

Bekannte Röstvorrichtungen der angegebenen Art 50 Chargen nur eine sehr kurze, die Abkühlzeit nicht ent-

(DE-OS 25 31 390) arbeiten mit verhältnismäßig gerin- haltende Röstpause mit Nebenschluß-Betrieb erforder-

' gern Energieverbrauch, weil der heiße Röstgasstrom, Hch, so daß die Röstkammer wie auch die anderen Teile

der für die Erzeugung der Wirbelschicht eine beträchtli- des Röstgas-Kreislaufes sich in den Röstpausen nicht

ehe Intensität haben muß, im Kreislauf geführt wird. merklich abkühlen und das Rösten der neu eingefüllten

^{ Soweit bei diesen bekannten Röstvorrichtungen eine 55 Charge sofort mit der richtigen Rösttemperatur begon-

gesonderte Kühleinrichtung verwendet wird, strömt nen werden kann. Es ergibt sich also nicht nur eine

* kontinuierlich fertig geröstetes Gut als Überlauf aus beträchtliche Energieeinsparung, sondern auch eine

dem Wirbelbett der Röstkammer in die Kühleinrich- Verkürzung der Röstzeit und eine Vergleichmäßigung

tung. Dabei gelangt unvermeidlich ein großer Teil des des Röstergebnisses. Die Ausnutzung der Vorrichtung,

heißen Röstgasstromes in die Kühleinrichtung und geht ω d. h. der mit einer gegebenen Vorrichtung erzielbare

entweder verloren oder gibt zumindest einen Teil seines Durchsatz an geröstetem Gut, ist erhöht, die spezifi-

Wärtneinhalts an die Kühleinrichtung ab, so daß ent- sehen Röstkosten sind entsprechend niedriger.

sprechende Energieverluste auftreten. Bei einer ande- Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sehr einfach

ren Ausführungsform der bekannten Vorrichtung, die aufgebaut und bedarf ersichtlich nur einer sehr cinfa-

chargenweise arbeitet, ist vorgesehen, daß am Ende ei- b5 chcn Vcntileinrichtung, um in der gewünschten Weise

ner Röstperiode die Röstgas-Heizung abgestellt und zwischen den einzelnen Röstperioden den Röstgas-

das geröstete Gut in der Röstkammer mit dem allmäh- strom an der Röstkammer vorbei durch die Neben-

lich erkaltenden Gasstrom abgekühlt wird. Da der Gas- schlußlcitung zu leiten und den Kreislauf aufrechtzuer-