DE4028112C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermindern der bei der Kühlung von Röstkaffee oder ähnlichen Röstprodukten mit Luft anfallenden geruchs- und schadstoffbeladenen Emissionen in der Abluft sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Verfahren und Vorrichtungen zum Kühlen von Kaffee sind aus den VDI-Richtlinien VDI 3892 - Entwurf - (März 1988) bekannt. Die Kühlung von Röstkaffee erfolgt bei diesen bekannten Verfahren bzw. mit diesen bekannten Vorrichtungen durch eine Vorkühlung mit Wasseraufgabe und/oder in einem dem Röstapparat folgenden Nach- Kühlaggregat, welches als Plattenbandkühler, Drehtrommel- oder Wirbelschichtapparat ausgebildet sein kann. Wenngleich die dabei anfallende Kühlluft stark mit Geruchs- und Schadstoffen verun­ reinigt ist, war bislang nur die Reinigung der bei der Wasserauf­ gabe entstehenden Kühlgase, nicht jedoch eine gesonderte Reinigung der gesamten bei der Luftkühlung anfallenden Kühlab­ gase bei Kaffeeröstereien erforderlich auch wenn in einigen Fällen auf eine Vorkühlung mit Wasser verzichtet und der gesamte Kühlvorgang mit Luft durchgeführt wurde.

Im Hinblick auf die gestiegenen Anforderungen an den Umweltschutz ist es jedoch notwendig, die Schadstoff- bzw. Geruchsstoff­ konzentration der gesamten Kühlabgase zu mindern, d. h. auch die bei der Kühlung mit Luft entstehenden Kühlabgase. Hierbei lassen sich im Prinzip die in den VDI-Richtlinien VDI 3892 aufgeführten Verfahren, die bislang nur zur Reinigung der Röstabgase ein­ gesetzt worden sind, auch zur Reinigung der Kühlluftabgase anwenden, wobei hauptsächlich katalytische und/oder thermisch arbeitende Abgasreinigungsverfahren in Frage kommen. Bei einer dem Röstprozeß nachgeschalteten Abgasreinigung kann analog wie bei der Reinigung von Röstgasen die zu reinigende Abluft auf etwa 400°C aufgeheizt und einem katalytisch arbeitenden Abgasreiniger zugeführt werden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil hoher Investitions- und Betriebskosten. Es ist auch vorgeschlagen worden, biologisch arbeitende Abgasfilter einzusetzen, die sich jedoch wegen der geringen zulässigen Durchströmungsgeschwindig­ keit und der dadurch bedingten großen Bauvolumina nicht durch­ gesetzt haben.

Aus der DE 24 24 142/B2 ist ein Vortrocknungsverfahren für Rohkaffee bekannt, welches dem eigentlichen Röstprozeß vor­ geschaltet ist. Bei diesem Verfahren wird das Trockengas als ganzes erfaßt und davon ein Teilstrom in die Atmosphäre abge­ führt, wobei dieser Teilstrom durch Regelklappen eingestellt wird. Die Zusammensetzung des in die Atmosphäre abgeführten Teilstromes und des rezirkulierten Teilstromes sind gleich, es erfolgt keine Trennung nach unterschiedlichen physikalisch/ chemischen Eigenschaften, wie z. B. der unterschiedlichen Schadstoffkonzentration. Bei diesem von der Aufgabenstellung her gänzlich anderem Verfahren wird die Aufteilung des Abgasstromes nicht zum Zwecke der Reduzierung des Abgasreinigungsaufwandes vorgenommen, sondern zur Ausnutzung der Restwärme und zur Verbesserung des Verfahrens während der Röstung.

Alle bislang bekannten Verfahren und Vorrichtungen basieren auf dem Vorurteil, daß bei der Erfassung der entstehenden Abgase nicht unterschieden wird nach dem unterschiedlichen Anfall während des Prozesses und damit nach der unterschiedlichen Schadstoffbehandlung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem der Kostenaufwand für die Reinigung und Desodorierung der bei der Nachkühlung bzw. bei einer Kühlung ausschließlich mit Luft entstehenden Kühlgase erheblich ver­ mindert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher ein Verfahren gemäß Hauptanspruch vorgeschlagen, wobei bevorzugte Ausführungsformen in den Unteransprüchen erwähnt sind. Ferner wird aufgabengemäß eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahren vorgeschlagen, die gemäß Anspruch 4 ausgebildet ist.

Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung beruht darauf, daß nur ein Teil der bei der Luftkühlung entstehenden Kühlabluft, nämlich der erste Teil derselben, einer Gasreinigung unterworfen wird, weil sich überraschenderweise gezeigt hat, daß die bei der Röstkaffeekühlung anfallenden Schadstoffe überwiegend in einer ersten Kühlphase auftreten, in welcher der Röstkaffee noch Temperaturen oberhalb von etwa 65°C besitzt. Die restliche Kühlluft ist nur noch wenig mit Schad- und Geruchsstoffen belastet und kann u. a. ohne Nachbehandlung in die Atmosphäre abgelassen werden. Dadurch, daß man nur den Teilstrom aus der ersten Luftkühlphase separat abführt und diesen der Abgas­ reinigung unterwirft, kann der zu reinigende Kühlabluftstrom und damit der Aufwand zur Desodorierung bis zu 75% reduziert werden. Anstelle der Abgasreinigung kann die Abluft aus der ersten Luft- Kühlphase auch der Brenn- oder Röstkammer des Röstprozesses zugeführt werden oder gemeinsam mit der gegebenenfalls bei der Wasservorkühlung entstehenden Abluft entsorgt werden.

Bei den in der kontinuierlichen Kaffeeröstung üblichen Platten­ bandkühlern wird das Verfahren dadurch realisiert, daß man die Luft zwischen Röstkaffeeaufgabe und Verteilerpflug getrennt absaugt und desodoriert; bei anderen Kühlaggregaten wird analog vorgegangen.

Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren und die hierzu geeigneten Vorrichtungen anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert werden; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines Plattenbandkühlers;

Fig. 2 eine analoge Darstellung des Verfahrens mit einem Drehtrommelkühler;

Fig. 3 eine ähnliche Darstellung des Verfahrens mit einem Wirbelschichtkühler mit zwangsgeführter Gutbewegung.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Schema eines Plattenbandkühlers tritt der heiße und durch vorherige Wasserkühlung auf etwa 100 bis 150°C vorgekühlte und befeuchtete Röstkaffee bei 1 in den Kühler ein, durchläuft die erste Kühlzone 3 und die spätere Kühl­ zone 4 und verläßt bei 2 den Kühler mit einer Temperatur von etwa 30 bis 35°C. Die erste Kühlzone, in welcher die Luftschadstoffe und Geruchsstoffe anfallen, ist durch ein Trennblech 9 von der restlichen Kühlzone getrennt. Über die Ventilatoren 5 und 7 wird die Kühlluft der ersten Zone der Desodorierung zu- bzw. ab­ geführt. Je nach vorhandenen Druckverlusten kann auch der Ventilator 5 entfallen. Die Ventilatoren 6 und 8 fördern den überwiegenden Teil der Kühlluft zum Dachkamin.

Bei dem in Fig. 2 und 3 gezeigten Drehtrommelkühler bzw. Wirbelschichtkühler verläuft die Kühlung und die Abluftführung analog, demzufolge wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Die Anwendung des Verfahrens beschränkt sich nicht nur auf die hier beschriebenen Kühlverfahren, auch bei anderen Kühlverfahren - wie z. B. bei reiner Luftkühlung ohne Wasserkühlung - kann das Röstprodukt z. B. nur mit Luft gekühlt werden und die erfin­ dungsgemäße vorteilhafte Teilstromabsaugung zu einer erheblichen Reduzierung des Energieaufwandes zur thermischen Abgas­ desodorierung und zur Verminderung der Baugröße der Anlagenkom­ ponenten führen.

Eine sinngemäße Anwendung des beschriebenen Verfahrens bei einer absatzweisen Kaffeeröstung geschieht dadurch, daß man in der ersten Phase der Kühlzeit die Kühlabgase über die Abgasreinigung laufen läßt und in der restlichen Kühl- bzw. Konditionierungszeit das Kühlabgas direkt dem Kamin zuführt. Eine Umschaltung kann durch eine zeitabhängige Klappensteuerung erfolgen.

Bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Plattenbandkühler nach Fig. 1 wurde in dem gesamten Abgasstrom von 5300 m³/h eine Geruchsbeladung von 2200 Geruchs­ einheiten durch olfaktometrische Messungen gefunden. Nachdem man in der beschriebenen Weise im ersten Drittel des Plattenbandes nahe der Röstkaffeeaufgabe einen separaten Teilstrom von 1000 m³/h absaugte, lieferte die olfaktometrische Messung im Restvolu­ menstrom nur noch eine Geruchsbeladung von etwa 400 Geruchsein­ heiten oder weniger. Diese geringe Restbeladung bedarf keiner Desodorierung mehr, so daß durch die Anwendung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens nur noch etwa 20% der ursprünglichen Abluftmenge der energie-intensiven Nachbehandlung unterworfen werden müssen, was einer Kostenminderung von 80% entspricht.

Claims (5)

1. Verfahren zum Vermindern der bei der Kühlung von Röstkaffee oder ähnlichen Röstprodukten mit Luft anfallenden geruchs- und schadstoffbeladenen Emissionen der Abluft, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kühlabluft aus der ersten Kühlphase, bei der das Röstgut entweder ohne Wasservorkühlung von einer Temperatur im Bereich von 200 bis 300°C oder mit vorgeschalteter Wasserkühlung von einer Temperatur im Bereich von 100-150°C auf etwa 60 bis 90°C gekühlt wird, getrennt von der Kühlabluft späterer Kühlphasen einer Abgas­ reinigung zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlabluft aus der ersten Kühlphase als Verbrennungsluft in die Brennkammer des Röstverfahrens, als Zusatzluft der Röstkammer zugeführt oder gemeinsam mit der gegebenenfalls bei der Wasservorkühlung entstehenden Abluft behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kühlkreislauf der ersten Kühlphase von dem der späteren Kühlphase trennt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3 bestehend aus einem dem Röstapparat nachgeschalteten Kühlaggregat, wie einem Fließbettkühler, Plattenbandkühler, Wirbelschichtkühler oder Karusssellkühler und einer oberhalb des Kühleraggregates befindlichen Abdeckhaube mit Abluftvor­ richtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein als erste Kühlzone (3) ausgebildet Bereich der Aufgabekammer bzw. der ersten Kühlkammern von dem als spätere Kühlzone (4) ausgebildeten Bereich der weiteren Kühl- oder Konditionierungskammern durch eine Trennwand (9) getrennt ist und daß getrennte Kühlluftzu­ fuhrvorrichtungen (5, 6) und getrennte Abluftvorrichtungen (7, 8) für die jweiligen Bereiche A und B vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftleitung aus dem Bereich der ersten Kühlzone (3) an eine Rückführleitung zur Brenn- oder zur Röstkammer und die Abluftleitung aus dem Bereich der weiteren Kühlzone (4) an einen in die Atmosphäre führenden Kamin angeschlossen ist.