JP3676159B2 - Continuous roasting equipment and roasting pot - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焙煎をおこなう材料の投入から焙煎処理工程及び製品の取り出しまでを自動的におこなうことが可能な連続焙煎装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来,焙煎装置には、焙煎釜が円形断面のものや楕円形断面のものが知られている。
<乾燥・焙煎工程>
円形断面の焙煎釜の場合、焙煎釜内に回転翼を取り付け、焙煎時に回転翼を回転させて被焙煎物を焙煎するもの(特公平4−17623号、特公平5−5463号)が知られている。
【0003】
また、焙煎釜の内周壁面に所定間隔で撹拌翼を多数突出形成し、この撹拌翼により焙煎釜の底部にたまった被加熱物をすくい上げ、その撹拌翼が上方に至ったときに被焙煎物を下方に落下させるようにしたもの(実公平7−26951号)が知られている。
【0004】
楕円形の焙煎釜の場合、楕円形ドラムの底部に溜まった被加熱物を上部まで持ち上げて落下させ、被加熱物を十分に撹拌させることで均一な乾燥・焙煎を行うものも知られている(特公平3−56726号)
また、いずれの方式も焙煎釜への焙煎原料の投入、排出作業はオペレータが焙煎釜の開口部の蓋部を開閉させて手動で行っていた。
<浸漬工程>
また、焙煎前の浸漬工程において、定量タンク装置が用いられるが、オペレータが前もってこの定量タンク装置内に穀物と水を流し込み、定量タンク装置にて浸漬させ、十分に浸漬された後に、定量タンクの底部を開き、焙煎装置の焙煎釜内部に穀物を流し込むなどの作業を行っていた。
<冷却工程>
焙煎工程が終了すると、オペレータは焙煎釜から焙煎製品を吸引機等でトレイ状に取り出し、自然冷却後、破砕工程や製品仕上げ工程へと送っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,従来の焙煎装置を用いて焙煎原料物の浸漬工程から焙煎工程までの作業を自動化するには、次のような問題がある。
<浸漬工程について>
(1) 浸漬工程では、定量タンク内に備えられた焙煎原料収納用の網袋の端部の紐を解いて、焙煎釜内に焙煎原料を流し込む作業があるが、この作業は作業者の手作業によって行われているため、人手や処理時間がかかると共に、焙煎釜の熱の影響のために作業場内の室温が高いという厳しい作業環境のために自動化が望まれている。
(2) また、定量タンクと焙煎釜とが離れていて距離がある場合、浸漬された焙煎原料を定量タンクから取り出した後に、外部に撒き散らすことなく、焙煎釜の開口部に向けて滞りなく流し込む必要があるため、定量タンクと焙煎釜との取付位置や構造及び流し方に注意が必要であった。
(3) さらに、焙煎工程を経た場合、含水率6パーセント製品におけるでんぷんのα化度は、30〜40パーセント程度であり、そのまま飲用する健康食品やドリンク用としてはα化度が低く、このため消化を良くするためには、α化度を向上させる必要があった。特に、玄米の場合、消化性が悪くα化度の向上が望まれていた。
<乾燥・焙煎工程について>
(4) 穀物を数時間にわたり長時間かけて黒焼き状態になるまで焙煎する必要がある場合、強火加熱では表面のみが焦げて内部に火が通りにくく、均一加熱が出来にくい。このため、弱火加熱や火力制御が必要となってくるが、外部加熱によるガス加熱では、安全性、信頼性や制御性に劣る問題がある。
(5) 焙煎釜から製品を取り出す場合、電動機で回転翼又は回転釜を焙煎時の逆方向に回転させて、焙煎釜の一端の排出口から製品を取り出す方法がとられるが、円形断面の焙煎釜では、被加熱物が円形の焙煎釜の周辺一部を滑るだけであり、製品取り出し中に撹拌が行われないので、焙煎釜内壁に接触している部位及びその近傍の加熱が促進される一方、焙煎釜内壁から離れている部分は加熱されないため、均一な焙煎が行われ難い問題がある。
【0006】
また、楕円形断面の焙煎釜の場合、均一な焙煎は可能であるものの、回転翼の装着が出来ない。特に、炉内部は高温になるため、電動機や油圧機器類の駆動部を装着することも不可能である。従って、作業者の手作業による製品の取り出しが行われるため、時間がかかる。また、取り出し作業中には焙煎釜は回転が停止しているので、焙煎釜内部に溜まっている焙煎製品が余分に加熱され、焙煎むらの発生や省力化の障害或いは処理時間の増大などの問題があった。
(6) また、焙煎工程において、含水率が3〜14%程度の通常焙煎の場合、焙煎時間は20〜45分と比較的短時間である。この場合、焙煎釜を介して釜外部から加熱するので、熱伝達も悪く、このため焙煎時間が長くなり、製品の熱劣化により製品品質が低下するという問題がある。
(7) また、焙煎工程において、焙煎釜の回転数の違いや釜への投入量による被焙煎物の撹拌状況の違いや、焙煎工程の初期、中期、後期における穀物の含水率の異なり等により、製品の均一性に差異が生じていた。さらに、焙煎時間が1回当たり30分ほど要し、生産性が低いため、品質の低下を来すことなく生産性を向上することが望まれていた。
(8) また、焙煎終了時の判定は従来タイマーなどによる焙煎時間の設定により決定されていたが、外気の温度・湿度や原料の浸漬状況及び1日の焙煎工程のうち初期か後期かなどの影響で製品の仕上がり含水率が異なり、均一な製品が出来ないという問題があった。
(9) 焙煎温度の測定につき、管体構造をもつ回転軸の他端に温度センサーを設け、焙煎釜内の蒸気を穴を開けた回転軸を通して焙煎温度を測定する方法が用いられているが、管体の肉厚が厚い場合、回転軸が加熱され、焙煎が終了しても温度が低下しないため、連続運転時の温度測定に支障を来し、問題があった。
(10) また、焙煎終了時には、オペレータが焙煎釜から焙煎製品を吸引機等でトレイ状に取り出し、製品をトレイ上に拡げたり、攪拌するなどして手動による自然冷却に頼っており、特に焙煎度の高い焙煎製品のときには、排出したとき酸化して品質を劣化させたり、燃焼させてしまうなどの問題があり、品質向上や生産性向上の面から最適な冷却方法が望まれていた。
【0007】
本発明にかかる連続焙煎装置は、この様な事情に鑑みてなされたものであり、焙煎原料の浸漬、焙煎釜内への搬入、焙煎釜からの製品取り出しの各工程を自動化して作業環境を向上すると共に、一連の工程を短時間に行って、焙煎処理以外の作業工程における焙煎釜の熱の影響を少なくすることにより、均一の焙煎を行うとともに、焙煎原料の種類や状態に応じた焙煎処理を制御できるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項1の連続焙煎装置は、焙煎原料の収納口並びに排出口を備えた定量タンクと、この定量タンクに前記焙煎原料を供給する第1の搬送手段と、非円形断面を有すると共に、前記定量タンクから前記焙煎原料を受け入れる開口部及び該開口部の蓋部を備え、水平な回転軸を中心に回転可能な焙煎釜と、前記蓋部を開閉する開閉機構と、前記焙煎釜を加熱するための加熱手段と、前記焙煎釜から排出される焙煎済みの焙煎製品を受け取る第2の搬送手段と、前記定量タンクから前記焙煎釜に前記焙煎原料を移動させるときに、前記開口部が上に向くように前記焙煎釜を停止させて前記蓋部を開け、前記定量タンクの排出口を開いて前記焙煎原料を前記焙煎釜に移動させた後に前記蓋部と前記定量タンクの排出口とを閉じ、前記焙煎原料の焙煎度合いに応じて前記焙煎釜の回転と前記加熱手段の加熱とを制御した後、前記開口部が下に向くように前記焙煎釜を停止させて前記蓋部を開けるように、前記焙煎釜及び前記開閉機構並びに前記加熱手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
本発明の請求項2の連続焙煎装置は、請求項1の連続焙煎装置において、前記焙煎釜の回転軸に同軸で相対回動可能に設けられた回転体の回動により前記蓋部を開閉する開閉機構を備えていることを特徴とする。
【0010】
本発明の請求項3の連続焙煎装置は、請求項1、2のいずれかの連続焙煎装置において、前記焙煎釜内に電気ヒータを設けるとともに、この電気ヒータを耐熱性管体で覆い、前記回転軸に前記電気ヒータに通電する通電手段を設けたことを特徴とする。
【0011】
本発明の請求項4の連続焙煎装置は、請求項1〜3のいずれかの連続焙煎装置において、前記焙煎釜内部であって前記焙煎釜が回転するときに前記焙煎原料が流動する領域内に、前記焙煎原料の温度を検知する検知手段を設け、前記回転軸の前記焙煎釜外側の部位に、前記検知手段に通電する通電手段を設けたことを特徴とする。
【0012】
本発明の請求項5の連続焙煎装置は、請求項1〜4のいずれかの連続焙煎装置において、前記焙煎釜の回転数を計測する手段が設けられていることを特徴とする。
【0013】
本発明の請求項6の連続焙煎装置は、請求項5の連続焙煎装置において、前記焙煎釜を回転駆動するモータは、前記焙煎釜内部の焙煎原料の含水率に対応する適正回転数を指示するプログラム制御手段を備えていることを特徴とする。
【0014】
本発明の請求項7の連続焙煎装置は、請求項6の連続焙煎装置において、前記焙煎釜の直上を避けた横の位置に前記定量タンクを配置し、前記定量タンクと前記焙煎釜とが横方向に延びる第3の搬送手段により接続されていることを特徴とする。
【0015】
本発明の請求項8の連続焙煎装置は、請求項1〜請求項7のいずれかの連続焙煎装置において、前記第2の搬送手段は、前記焙煎釜から排出される前記焙煎製品を搬送するコンベアと、このコンベア上の前記焙煎製品を冷却する冷却手段とを備えていることを特徴とする。
【0016】
本発明の請求項9の媒染釜は、請求項1〜請求項8のいずれかの連続焙煎装置に用いられる焙煎釜であって、前記焙煎釜の回転軸に同軸で相対回動可能に設けられた回転体の回動により前記蓋部を開閉する開閉機構を備えていることを特徴とする。
【0017】
本発明の請求項10の焙煎釜は、請求項9の焙煎釜であって、前記焙煎釜内に電気ヒータを設けるとともに、この電気ヒータを耐熱性管体で覆い、前記回転軸に前記電気ヒータに通電する通電手段を設けたことを特徴とする。
【0018】
本発明の請求項11の焙煎釜は、請求項9、10のいずれかの焙煎釜において、前記焙煎釜内部であって前記焙煎釜が回転するときに前記焙煎原料が流動する領域内に、前記焙煎原料の温度を検知する検知手段を設け、前記回転軸の前記焙煎釜外側の部位に、前記検知手段に通電する通電手段を設けたことを特徴とする。
【0019】
本発明の請求項12の焙煎釜は、請求項9〜11のいずれかの焙煎釜において、前記焙煎釜の回転数を計測する手段が設けられていることを特徴とする。
【0020】
請求項1の連続焙煎装置によれば、第1の搬送手段から定量タンクに搬送される焙煎原料を所定量確保する工程と、定量タンクでの焙煎原料を水に浸漬する工程と、焙煎釜に搬入した後の焙煎工程と、焙煎後の搬送工程とを自動的に行うことができ、温度等の厳しい作業環境における運搬・焙煎チェック・制御等の労働を軽減でき、長時間の焙煎処理を連続して行うことが出来る。
【0021】
請求項1の連続焙煎装置において、前記焙煎釜が非円形断面の筒体形状(例えば、6角形、楕円等)を有すると、焙煎原料の攪拌が行われやすく均一な焙煎が行われやすい。また、焙煎釜を適正な回転速度で回転させることにより、焙煎釜内部の穀物を大きく攪拌することが出来る。即ち、角速度を遅くすると、穀物が焙煎釜内壁に沿って滑るように移動し、角速度を過度に速めると、遠心力によって穀物が楕円断面の長径部分に位置したまま回転してしまうが、適正な角速度で焙煎釜を回転させると、長径部分に貯まった焙煎原料は上部に位置したときに、落下することを繰り返す。このため、焙煎釜内部の焙煎原料は常時攪拌されることとなり、焙煎処理が均一に行われることとなる。
【0022】
また、第1の搬送手段により焙煎原料を定量タンクに連続して供給することが可能となる。定量タンクに水流により焙煎原料を搬送する場合には、洗浄と浸漬とが行われやすく、焙煎前の工程の時間の短縮化が可能である。定量タンクに水に濡れていない焙煎原料を供給し、定量タンクに焙煎原料を洗浄する手段を設ける場合には、定量タンク内に焙煎原料を送るコンベアの洗浄や防菌・防かび等の処理が顕著に少なくなり、メンテナンスが容易である。
【0023】
定量タンク内の水に浸漬された焙煎原料に予め加温する場合には、含水率が高まり、焙煎処理においてα化度を向上させた焙煎を行うことが可能である。定量タンクに蒸気管及び排気管を設けて、定量タンクに供給された焙煎原料の加熱・浸漬を行っても良い。
【0024】
請求項2の連続焙煎装置によれば、回転体を回転軸に対して相対回動可能に設けることにより、炉内部の高温から避けた操作や焙煎釜外部から大きな駆動力を得ることができ、焙煎釜回転時に蓋部が内部の焙煎原料を支える力を確保できる。
【0025】
請求項3の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備することにより、内部から焙煎原料を加熱でき、短時間に焙煎原料の均一な焙煎を行うことができる。請求項3の通電手段は、回転軸内に配電線を設け、回転軸の焙煎釜外側の端部にリング状のスリップリングと接触子を設けることにより、構成可能である。
【0026】
また、請求項3の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備し、この電気ヒータに通電する通電手段を設けたことにより、電気ヒータによって焙煎釜の内側から加熱が出来るので、熱効率が高く、しかも、安全性・信頼性・制御性の良い焙煎を行うことが出来る。
【0027】
電気ヒータとして、赤外線ヒータ、或いは、遠赤外線ヒータを使用すると、対流伝熱から放射伝熱に変わる。遠赤外線エネルギーは被加熱体の内部に浸透しやすく、穀物内部から加熱がはかれるため、熱伝達が早まり、短時間で加熱・焙煎が可能となると共に、発熱体温度を下げて使用できるので、穀物の栄養成分の損壊を更に低減できる。
【0028】
また、電気ヒータの外側を耐熱性管体で覆うことにより、焙煎原料に遠赤外線が照射され易く、内部まで熱が浸透しやすいので、原料の表面と内部とが均一に加熱されやすく、質の高い焙煎を行うことができる。
【0029】
なお、耐熱性管体の焙煎原料に接触する表面を遠赤外線物質(例えば、琺瑯、セラミック等)で覆うと、遠赤外線が放射されやすくなり、更に均一な加熱を行うことが可能となる。
【0030】
また、例えば、バーナーにより焙煎釜の外側から加熱するのみならず、電気ヒータによる内部加熱を行う場合、加熱源が外部と内部の両面から加熱するので、短時間、均一に加熱焙煎できると共に、二カ所から加熱するので、加熱量を分割でき、穀物加熱時の加熱温度を下げることが出来る。その結果、穀物の栄養成分の損壊を低減できる。このときに、バーナーによる加熱の時には通常の外部加熱となる。電気ヒータによる加熱のみの時には内部加熱となる。
【0031】
更に、焙煎釜内部で焙煎原料が絶えず上から下に落下するので、内部の電気ヒータに穀物が衝突し、電気ヒータに傷を与える虞がある。しかも、定量タンクで水に浸漬された穀物原料は加熱による水分蒸散により、電気ヒータの絶縁が低下することがあり得る。しかし、電気ヒータを耐熱性管体により覆うことによって、このような問題を解消できる。
【0032】
請求項4の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内の焙煎原料が流動する領域に焙煎原料の温度を検知する検知手段が設けられているので、適正な焙煎の制御行うことができると共に、回転軸に通電手段が設けられているので、焙煎釜の回転に係わらず検知手段に給電することができる。焙煎原料表面でなく焙煎原料の内部の温度を電気的に検知することが出来、正確な焙煎処理制御を行うことが出来る。また、温度センサは焙煎後直ちに温度の低下しやすい場所に取付が自由に出来るので、連続運転の温度計測が支障なくできる。
【0033】
請求項5の連続焙煎装置によれば、焙煎原料の違い並びに焙煎の程度の違いに応じて焙煎釜の回転数を制御することができる。また、焙煎釜内部の焙煎原料の回転と、焙煎釜の回転との同期がとれるので、焙煎処理工程の初期・中期・後期における含水率の変化にあわせて焙煎を行うことが出来、製品の均一性が向上する。
【0034】
請求項6の連続焙煎装置によれば、プログラム制御により焙煎を行うので、連続焙煎において自動化が容易である。また、製品仕上がりの含水率は焙煎原料の温度により判明しているので、焙煎の程度をプログラム制御で行う際に焙煎原料の温度や回転数等を設定することにより、焙煎初期や焙煎後期における仕上がりの不均一が解消される。
【0035】
請求項7の連続焙煎装置によれば、焙煎釜から上昇する熱気が定量タンクに直接あたりにくくなり、定量タンクでの予期しない加熱を避けることにより、適正な原料の浸漬工程を行うことができ、定量タンク内において焙煎原料の成分が流出しにくい。
【0036】
請求項8の連続焙煎装置によれば、コンベアにより焙煎後の焙煎製品が移動しながら搬送されるとともに、冷却手段により冷却するので、焙煎製品が一カ所に山積みにならず、焙煎製品において焙煎が更に進行することが防止される。
【0037】
請求項8の連続焙煎装置によれば、焙煎釜が焙煎製品を排出する時にコンベアを移動するように、コンベアを無端ベルト(例えばメッシュ状のベルト、或いは、穴開きプレートの連結体)と吸引ファン等により構成すると、焙煎釜にて焙煎した製品に送風することにより焙煎製品が均一に冷やされるために、焙煎終了後にも更に焙煎が進行することを防止できる。
【0038】
請求項9の焙煎釜によれば、回転体を回転軸に対して相対回動可能に設けることにより、炉内部の高温から避けた操作や焙煎釜外部から大きな駆動力を得ることができ、焙煎釜回転時に蓋部が内部の焙煎原料を支える力を確保できる。
【0039】
請求項10の焙煎釜によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備することにより、内部から焙煎原料を加熱でき、短時間に焙煎原料の均一な焙煎を行うことができる。
【0040】
請求項11の焙煎釜によれば、焙煎釜内の焙煎原料が流動する領域に焙煎原料の温度を検知する検知手段が設けられているので、適正な焙煎の制御行うことができると共に、回転軸に通電手段が設けられているので、焙煎釜の回転に係わらず検知手段に給電することができる。
【0041】
請求項12の焙煎釜によれば、焙煎原料の違い並びに焙煎の程度の違いに応じて焙煎釜の回転数を制御することができる。
【0042】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施形態にかかる連続焙煎装置を図面に基づいて説明する。
[第1の実施の形態]
図1乃至図18は第1の実施の形態にかかる連続焙煎装置を示す。この連続焙煎装置は、焙煎原料(例えば、玄米、麦、豆等の穀類、コーヒー、ゴマ、茶、植物等)を貯蔵する定量タンク1と、定量タンク1の焙煎原料2を焙煎する焙煎機構3と、焙煎機構3にて焙煎された製品を取り出す搬出機構4と、定量タンク1及び焙煎機構4及び搬出機構4を制御する制御装置5とを備えている。
【0043】
定量タンク1は、図3、図4に示すように、例えば、矩形断面の平面形状を有しており、上部側壁部1A、1Bには、水と穀物からなる原料を供給する供給管6(第1の搬送手段)と水を排出する排出管7とが接続されており、図示しないポンプで供給される。定量タンク1には蒸気配管1C、排気配管1Dが配置され、蒸気により原料の水を加熱したり、焙煎穀物を蒸したりする事ができるようになっている。この蒸気配管1Cには配管途中において、供給管6と排出管7の位置高さよりも高い状態で、定量タンク1内に供給された水がこの箇所1Cから外部へ排水することが防止されている。
【0044】
定量タンク1内の上部側壁部1A、1Bの下部には底部の開いた網袋8が定量タンク1の内壁に沿って張り巡らされている。網袋8は焙煎原料の穀物を通過させない大きさの編み目を有しており、焙煎原料を浸漬する水を抜くことが出来るようになっている。定量タンク1の下部内側には、網袋8の底部を支えられるように一対の底板部9、9が配置されている。
【0045】
定量タンク1の内部下部には、一対の底板部9、9の支持フレーム10を支持する回転軸11がそれぞれ取り付けられている。支持フレーム10の上部には連結棒12を介して底板部9が固定されている。支持フレーム10の自由端部は定量タンク1の内側に位置しており、支持フレーム10の自由端部にエアシリンダ13のシリンダロッド14に連結されたリンク15が連結ピン16により軸支されて連結されている。
【0046】
定量タンク1の底部は上部が広く下部が狭い角錐形状に形成され、底部の開口部の縁部にフランジ17が外側に向けて水平に突出している。このフランジ17には、蓋部18が水平方向に回動可能に接触しており、通常は蓋部18が底部の開口部を塞いでいる。
【0047】
定量タンク1の下部外側周壁部に突出固定されたブラケット19には、図5に示す円筒部20が下方に突出するように(図5では上下を反対に表示)、固定されており、円筒部20の中心部に中心軸21が固着されている。中心軸21の下端部(図5において上端部)には、ストッパフランジ22が取り付けられている。中心軸21には、弾発付勢力を有するコイルスプリング23と、円筒状の蓋部取付部24と、リング状のレバー取付部25とが装着されている。コイルスプリング23は、円筒部20の下端部と蓋部取付部24との間に介在している。蓋部取付部24の下端部にはレバー取付部25と噛み合うリング状のフランジ部26が形成されている。蓋部取付部24とレバー取付部25はコイルスプリング23によりストッパフランジ22に押し付けられている。レバー取付部25と蓋部取付部24とは、図6に示すカム機構30を構成している。
【0048】
このカム機構30は、蓋部取付部24側に形成された係合穴26と傾斜面27、及び、レバー取付部25に形成された係合突起28と傾斜突起部29とによって構成されている。カム機構30はレバー取付部25と蓋部取付部24の周方向の対称位置に一対形成されている。
【0049】
レバー取付部25は、図6の矢印A方向に移動するとき、係合穴26の壁面26Aに係合突起28が当たって蓋部取付部24を矢印A方向に回動させる。これによって、蓋部取付部24に取り付けられた蓋部18が矢印A方向に回動して、定量タンク1の底部の開口部が開かれる。
【0050】
また、レバー取付部25は、図6の矢印B方向に移動するとき、傾斜面27と傾斜突起部29とが当たって、蓋部18が定量タンク1の底部の開口部を閉鎖する方向に回動する。そして、蓋部18の閉塞位置を決めるためにフランジ17に設けられた図示しないストッパに対して蓋部18が当たると、傾斜突起部29が傾斜面27を乗り越え、レバー取付部25の下面部25Aが蓋部取付部24の上面部24Aに乗り上げる。これによって、コイルスプリング23を圧縮して蓋部18が定量タンク1の底部の開口部をきつく閉鎖する。なお、係合突起28が突出する高さは、傾斜突起部29が突出する高さより低く設定され、傾斜突起部29が傾斜面27を乗り越えてゆく途中で、係合突起28が係合穴26の開口部より高い位置に位置するようになっている。また、傾斜突起部29が傾斜面27に当たって、蓋部18が定量タンク1の底部開口部を閉鎖する動作をするとき、係合突起28は係合穴26の縦壁面26Bには当たらないで、係合突起28の図6における左側への移動を許容する。
【0051】
蓋部取付部24と蓋部18との間には蓋部18を下から支えるブラケット31が溶接固定されている。
【0052】
レバー取付部25には、蓋部18を開閉するためのレバー32が突出形成されており、このレバー32の先端部には電動シリンダ33のシリンダロッド(図示せず)が連結されている。電動シリンダ33は連続焙煎装置のフレームに固定されている。
【0053】
蓋部18の下方には、円錐状の底部34が一体に取り付けられており、円錐状底部34が蓋部18と一体になって定量タンク1の底部開口部を開けることにより、定量タンク1内の焙煎原料が落下可能になる。円錐形状部34には、定量タンク1内の焙煎原料を浸漬していた水を排水するドレンパイプ35が接続されており、ドレンパイプ35の途中には定量タンク1内の水分の量を調整するバルブ36が設けられている。ドレンパイプ35は蓋部34と一体に回動するため、ドレンパイプ35の底部34の反対側の端部はたとえばゴムやプラスチックチューブ等の弾性変形可能な可撓性のあるチューブにより、壁面等に固定されたパイプに接続されており、湾曲可能になっている。
【0054】
焙煎機構3は、焙煎釜40と、バーナ41と、焙煎釜40内に配置された電気ヒータ71と、焙煎釜40の蓋部42を開閉する開平機構43とにより概略構成されている。
【0055】
焙煎釜40及びバーナ41を格納するケース44は、箱体形状に形成されている。外装ケース44の一対の側壁部44A、44Bの外側にはそれぞれ、ブラケット46、47が取り付けられている。側壁部44Aに突出設置されたブラケット46にはモータ48、軸受け台座49が搭載されており、軸受け台座49に軸受け50が固定されている。また、側壁部44Bに突出設置されたブラケット47には軸受け51が固定されている。軸受け50,51には焙煎釜40を貫通する回転軸52が回転自在に装着されている。回転軸52の軸受け50側の端部にはスプロケット53が固定され、スプロケット53は電動モータ48の出力軸のスプロケット54とチェーン55により連結されている。
【0056】
回転軸52の軸受け50側の部位には、図7に示すように、開閉機構43の主要構成をなす固定リング56と、釜開閉リング57と、釜開閉リンク60,61が設けられている。固定リング56は回転軸52に一体に固定されている。固定リング56の周面には、図8にも示すように、電動シリンダ58の一端部が連結され、電動シリンダ58の他端部は釜開閉リング57の連結突起59に連結されている。釜開閉リング57は回転軸52に対して回転自在とされ、電動シリンダ58と連結されていることにより、回転軸52と同時回転可能となっているが、電動シリンダ58の伸縮により、回転軸52に対して相対的に回動する。
【0057】
釜開閉リング57は、回転軸52に取り付けられた焙煎釜40の蓋42,42を開閉するものである。釜開閉リング57は、図7に示すように、釜開閉リンク60,61を介して蓋42,42に連結されている。釜開閉リンク60,61には蓋42,42を開閉する際に微調整を行うスプリング62が設けられている。
【0058】
焙煎釜40は、回転軸52を直角に横断する断面において楕円形状を有する筒体形状に形成されており、定量タンク1から焙煎原料を搬入する開口部63を有する。この開口部63の縁部に、ヒンジを介して蓋部42,42がそれぞれ軸支されている。蓋部42,42は、釜開閉リンク60,61により、開口部63を閉鎖する方向に付勢されて、取り付けられている。
【0059】
回転軸52の焙煎釜40内部に位置する部位には、半楕円形の筒体からなる放熱ケース70、70(耐熱性管体)が一対取り付けられている。放熱ケース70の外側周面には遠赤外線放射物質(たとえば、アルミナ、セラミック)が層をなすように溶射により被覆されている。放熱ケース70の内部には石英ヒータなどからなる電気ヒータ71が設置されている。放熱ケース70の中央部には回転軸52に装着固定する円形の凹部72が形成されており、一対の放熱ケース70,70は楕円形状に組み合わせられて回転軸52に固定される。
【0060】
回転軸52のケース44の外側であって軸受け50,51近傍の部位には、一対の電気ヒータ71、71に給電するためのスリップリング73,74が取り付けられている。スリップリング73,74は、接触子75及び導線75Aを介して電気ヒータ制御回路75に接続されている。また、回転軸52内部にはスリップリング73と電気ヒータ71とスリップリング74とを接続する導線75B、75Cが設けられている。
【0061】
また、焙煎釜40の内壁には焙煎釜40の内壁の温度を計測する温度センサ76が設けられており、焙煎釜40の焙煎原料2が流動する領域には焙煎原料2の温度を計測する温度センサ77が設けられ、更に、放熱ケース70の周面には放熱ケース70の温度を計測する温度センサ78が設けられている。
【0062】
回転軸52の側壁部44Bの外側であって軸受け51側の部位には、スリップリング79〜81が取り付けられている。スリップリング79〜81は導線79A〜81Aを介して温度センサ76〜78に接続され、接触子82〜84及び導線82A〜84Aを介して温度測定回路82に接続されている。
【0063】
温度測定回路82は判定回路83に接続され、判定回路83は電気ヒータ制御回路75と燃焼器制御回路84に接続されている。温度測定回路82は、温度センサ76〜78に所定電圧の電流を供給し、温度センサ76〜78からの電流変化又は電圧降下により、温度センサ76〜78の検知している温度を判定回路83に出力する。
【0064】
判定回路83は、焙煎原料2を所定の含水率及びα化度に到達させるために必要熱量を得るための目標温度が設定変更可能とされており、焙煎原料2の目標温度と、焙煎釜40の外側の目標温度と、放熱ケース70の目標温度が設定できるようになっている。
【0065】
判定回路83は、温度センサ78から判定回路82を介して得られる出力を電気ヒータ71の目標温度と比較し、目標温度より高い場合に電気ヒータ71への給電を停止するように電気ヒータ制御回路75に出力する。電気ヒータ制御回路75は判定回路83からの制御信号により送電線85からの給電を断続する。
【0066】
また、判定回路83は、温度センサ77からの計測温度が温度測定回路82を介して入力され、温度センサ77による焙煎原料2の温度が、焙煎原料の加熱目標温度以下である時に、電気ヒータ75への給電を行う。なお、温度センサ77の焙煎原料2の温度が焙煎原料のための目標温度より低く、温度センサ78の放熱ケース70の温度が目標温度より高い場合には、焙煎原料2の温度を優先させて電気ヒータ71への通電を行う。
【0067】
更に、判定回路83には、温度センサ76から温度測定回路82を介して焙煎釜40の外周面の温度が入力される。焙煎釜40の外側の温度が焙煎釜自身の目標温度より低い場合は、バーナ41を燃焼させる。バーナ41が点火していない場合には、イグナイタを作動させ、ガスを供給し、バーナ41がすでに点火している場合には、ガスを供給することはいうまでもない。焙煎釜40の温度が目標温度より高くなった場合には、バーナ41へのガス供給を停止する。
【0068】
ケース44の下部には吸気口90が形成され、ケース44の上部には排気口91が形成されている。ケース44の上部であって定量タンク1の底部開口部の下の位置には、焙煎原料2を投入するための投入口93が設けられている。投入口93には蓋部94が水平回転可能に設けられている。ケース44の投入口93の縁部には固定軸95が突出して形成されており、この固定軸95の周りに円筒部96が回動可能に挿通されている。円筒部96には蓋部94と水平に突出するレバー97とが一体に溶接固定されている。レバー97には、電動シリンダ98のシリンダロッドが連結されており、シリンダロッドの進退動作により蓋部94が開閉する。
【0069】
ケース44の下方内側には、傾斜面部99が一対形成されており、この傾斜面部99,99にバーナ41が多数設けられている。バーナ41は、LPガスを燃焼させるものであるが、都市ガスでもよい。
【0070】
図12(A)、図12(B)に示すように、水平な壁面100にバーナ41を垂直に立てた場合には、バーナ41のガス吹き出しノズル101から噴出するガスが発火すると、ガス吹き出し穴102からのびる火炎103は垂直上方に延びる。
【0071】
図13(A)(B)に示すように、互いに向き合うように傾斜する傾斜壁面99、99にバーナ41,41を直立させて設けると、両側のバーナ41からの火炎103,103は外側に広がり易くなり、焙煎釜40の下部全体に熱が伝わり易くなる。
【0072】
さらに、図14(A)(B)のように、傾斜壁面99に対してバーナ41がやや外向きに倒れていると、図12(A)(B)よりも、両側からの火炎103、103同士が焙煎釜40の中心部に向かって集まりやすくなり、燃焼効率を高めることができる。
【0073】
図15は、バーナ41へのガスの供給経路を概略して示している。図1に示す左右の傾斜壁面99,99にはそれぞれガス管104、104が接続されている。左右のガス管104,104には、ガスの供給量を手動で調整するための手動調整弁105と、強火と弱火とを電気的に切り替える切替電磁弁106と、安全確保のための安全遮断弁107とが接続されている。安全遮断弁107にはLPガス管112が接続されている。切替電磁弁106は、図11の燃焼制御回路84により電気的に制御される。燃焼制御回路84には、バーナ41に着火するイグナイタ109と炉内温度センサ110と立ち消え温度センサ111とが、それぞれ接続されている。
【0074】
炉内温度センサ110はケース44内部に設けられるもので、ケース44内部の温度が焙煎に不十分な低温領域にある場合と、ケース44内部の温度が焙煎には適した適温領域にある場合を検知し、不十分な低温領域にあるときに切替電磁弁106をガス供給量大に切り替え、適温領域にあるときに切替電磁弁106をガス供給量小に切り替え、異常に高温になった時に、安全遮断弁107を遮断する。
【0075】
立ち消えセンサ111は、バーナ41の近傍に配置されるもので、バーナ41にガスが供給されているにもかかわらず、バーナ41の温度が上昇しない場合に、安全遮断弁107を遮断する。立ち消えセンサ111が作動した場合には、安全遮断弁107を遮断した状態で、オペレータがガス漏れのないことを確認した上で手動により、安全遮断弁107を開き、燃焼制御回路84をリセットする。
【0076】
ケース44の内面下部には、焙煎釜40が回転して開口部63が真下を向いたときに、蓋部42,42に案内されて落下する焙煎済みの製品を受け止める搬送路120が設けられている。搬送路120は焙煎釜40の長手方向に延びており、搬送路120の外側には、冷却のための冷風又は外気の送風設備が設けられている。
【0077】
焙煎釜40にて加熱されて排出された焙煎製品2の温度は通常150°C〜200°Cである。この温度帯を数十分保持すると、製品のビタミン、タンパク質などの栄養成分は変質し始める。このため、出来るだけ早く搬送路120に搬出された製品温度を下げるために、バーナ41から離し、バーナ41からの伝導・対流・放射による熱を防止する。このため、搬送路120の側壁は極力長くとってある。また、冷風又は外気により搬送路120を冷却し、更に、搬送路120に設けたスクリュー121により素早く搬出することにより、製品の搬出時の温度を60°C〜80°Cに下げることが出来る。
【0078】
スクリュー121はケース44の下部外側に設けられた電動モータ122の出力軸に接続されており、焙煎製品を搬送路120に接続されたシュート124に搬送する。シュート124には図示しない別のスクリューが配備されており、シュート121内に搬送された焙煎製品を取り出すことができるようになっている。
【0079】
次に、この連続焙煎装置の動作を説明する。
【0080】
初期状態においては、定量タンク1は空になっており、電動シリンダ33は蓋部18により定量タンク1の底部開口部を閉じ、電動シリンダ13は収縮状態となって、定量タンク1内の底板部9,9は水平状態とされている。焙煎釜40は原料投入用の開口部63を上に位置させて停止し、蓋部42、42は開口部63を閉じ、また、蓋部94は投入口93を閉鎖している。焙煎釜40内の電気ヒータ71、及びバーナ41は消えており、電動モータ122は停止している。
【0081】
焙煎作業の開始には、供給管6から水及び焙煎穀物からなる焙煎原料を原料として、定量タンク1内に貯留されると、図示しない定量センサ(例えばロードセル)が原料の重量を検知してプログラムコントローラ130(制御手段並びにプログラム制御手段)に設定した目標重量と比較し、原料の重量が目標重量に到達したら、供給管6からの原料供給を停止する。プログラムコントローラ130は焙煎釜40の近傍に配置される。このとき余分な水は排水管7から排水され、穀物のみが定量タンク1の網袋8内に貯留される。
【0082】
原料を定量タンク1に供給したら、原料の穀物を浸漬し始めると同時に、プログラムコントローラ130に設定した燃焼器制御回路84から点火を行う信号を出力し、バーナー41を点火すると共に、同じくコントローラ130から電気ヒータ制御回路75に加熱を始めるための信号を出力し、電気ヒータ71を徐々に加熱させ、焙煎釜40を温める。
【0083】
これにより、焙煎釜40が加熱され始めたら、プログラムコントローラ130から電動シリンダ58にシリンダロッドを伸ばす信号を出力し、電動シリンダ58のシリンダロッドを伸ばして蓋部42,42を開けると共に、プログラムコントローラ130から電動シリンダ98に命令を出力してそのシリンダロッドを収縮させて蓋部94を開け、原料の受け入れ準備をする。
【0084】
プログラムコントローラ130は、電動シリンダ58、98の蓋部開放命令の出力後に時間の経過を確認し、原料が浸漬に要する所定時間(30分)経過して焙煎機側の原料受け入れ準備が完了したら、バルブ36を開き、定量タンク1内の水を排出し、排出が終わると、バルブ36を元のように閉じる。次に、電動シリンダ33を収縮させて蓋部34を開いて定量タンク1の底部の開口部を開け、電動シリンダ13のシリンダロッド14を伸ばして底板部10を開く。これによって、網袋8に入っていた原料は網袋8の底の開口部及び投入口93及び開口部63を通して焙煎釜40内に投入される。
【0085】
プログラムコントローラ130は、底板部10を開いて所定時間経過したら、電動シリンダ13のシリンダロッド14を収縮させて底板部10、10を水平に保ち、網袋8の底を塞ぐと共に、電動シリンダ33のシリンダロッドを伸ばして蓋部34により定量タンク1の底部開口部を塞ぐ。
【0086】
定量タンク1の底部開口部の閉鎖後、プログラムコントローラ130は、焙煎釜40を回転させる電動モータ48を回転させる。焙煎釜40の回転数は、焙煎釜40の近傍に配置した音センサ(図示省略)により計測する。音センサは、焙煎釜40内部を移動する焙煎原料の発生音を検知するものであり、焙煎原料が曲率の高い長径側内壁から曲率の低い短径側内壁に移動するときに、周期的に発生する音を検知し、プログラムコントローラ130に出力する。
【0087】
ここで、釜内部の穀物の挙動について説明する。釜内部の焙煎原料の穀物は、釜の回転数の差異により次のような挙動を起こし変化する。
すなわち、図18(A)に示すように、回転数が遅く、釜長径部の下部にある穀物は釜の回転にあわせて上部へ移動し、穀物が頂点に達したときに、穀物の上部表面に沿いながら下方向へ移動し攪拌される。すなわち、釜内部と穀物上表面との間で穀物は循環されて攪拌される。この場合、穀物は釜底部の接触時間が長くなり、一部の穀物が加温されやすく、焦げやすくなり、不均一な加熱になりやすい。音としては「ざーーーー」という音で、音センサには定値の連続出力となる。
【0088】
また、釜の軸上に取り付け、軸への衝撃力、圧力を測定する振動センサにも音センサと同様に若干の波は生じるが、ほぼ定値の連続出力となる。
【0089】
図18(B)では、焙煎釜40の回転数が適正であり、釜長径部の下部にある穀物は、釜40の回転にあわせて上部に移動し、更にそこから斜め上方向に向けて穀物は投げ出され、放物線軌跡を描いて落下する。落下した穀物は回転してきた釜長径部に落ち込み、回転を続け、再び上部へ移動したときに投げ出される。このようにして、穀物は大きく循環し、攪拌される。この結果、穀物は焦げることなく、適正に加熱・焙煎される。音としては、「ザッ、ザッ、ザッ・・・」という音で音センサには定値の不連続出力となる。
【0090】
また、振動センサには音センサと同様に大きな波が周期的に生じる不連続出力となる。
【0091】
図18(C)では、回転数が早く、釜長径部の下部にある穀物は、釜の回転にあわせて上部へ移動し、しかも穀物は早い回転数で、遠心力が大きくなるため、上部の穀物は落下しなくなり、常に釜長径部に密着して回転をし続けることとなる。音としては無音になる。また、振動センサには音センサと同様に無振動となり出力がなくなる。
【0092】
このように、適正な回転数に制御する。なお、本装置に音センサが存在しない場合には、目安の回転数として、焙煎釜40の電動モータ48は、焙煎初期状態では、高速回転時の単位時間当たりの回転速度Nの約半分の回転速度1/2・Nで回転させ、焙煎中期には3/4・Nの回転速度で回転させ、焙煎後期には回転速度Nで回転させる。これにより、焙煎原料は焙煎釜40内で適度に均一に焙煎される。
【0093】
焙煎釜40が回転しているときに、図11の温度センサ76,77,78は検知温度をプログラムコントローラ130に設定した温度測定回路82に出力し、同じくプログラムコントローラ130に設けた判定回路83及び燃焼器制御回路84を介して、バーナー41の電磁弁106の制御を行うと共に、電気ヒータ制御回路75を介して電気ヒータ71の制御を行う。即ち、焙煎する原料の量及び焙煎程度に応じて加熱エネルギーを計算・設定可能であるので、その目標温度及び時間と比較して、電気ヒータ71への供給電力の制御並びにバーナー41の燃焼エネルギーの増減を制御する。
【0094】
なお、焙煎作業日において初めて連続焙煎装置を稼働する場合には、焙煎釜40を加熱する時間が必要であるので、プログラムコントローラ130の炉内温度センサ110の検知温度により、稼働初期であるか連続焙煎状態かを判定し、稼働初期であれば、焙煎釜40の予備加熱を行った後に、焙煎釜40の蓋部42を開けるようにする。また、連続焙煎状態のときは、焙煎釜40内の焙煎原料に余分な熱が加わって不均一な焙煎が行われることを防止するために、電気ヒータ71への給電を停止する。更に、焙煎釜40の焙煎原料の焙煎仕上がり温度を温度センサ76により検知する場合、連続回転時でもほぼ検知可能であるが、正確な検温のためには、電動モータ48を一旦停止し、焙煎仕上がり温度に到達しなければ、再度電動モータ48を回転する。
【0095】
焙煎原料の温度センサ76が焙煎目標温度に到達したら、焙煎釜40の開口部63を真下に向けるように、電動モータ48を回転させ、真下検知スイッチにより焙煎釜40の開口部63が真下を向いたら、電動モータ48を停止させると共に、電動モータ122を回転させると共に、冷風を排出溝120の中及び外壁並びにシュート124の内外に吹きかけると同時に、電気ヒータ71及びバーナ41を切る。
【0096】
なお、電動モータ48により開口部63が真上に向けるか真下に向けるかの角度を決めるために、例えば、釜開閉リング57の円周面などに、真上検知用の突起と真下検知用の突起とを突設し、台座49に真上検知用及び真下検知用のマイクロスイッチをそれぞれ設けておく。
【0097】
次に、電動シリンダ58のシリンダロッドを伸ばして蓋部42,42を開き、焙煎原料を搬送路120内に搬出し、所定時間電動モータ122を回転して排出溝120内の焙煎原料をシュート124に搬送完了させると共に、電動シリンダ58のシリンダロッドを収縮させて蓋部42を閉じて、焙煎工程を完了させる。
【0098】
なお、焙煎釜40が焙煎処置を行っている最中に、定量タンク1内には所定量の原料を供給管6から再び搬入して貯留することで穀物を浸漬し、焙煎工程に入る準備をしている。ここで、焙煎工程及び排出工程が終わり、焙煎釜40の開口部63が真上を向いたら、前述のように、電動シリンダ98のシリンダロッドを収縮させて蓋部94を開け、電動シリンダ33のシリンダロッドを収縮させて蓋部34を開け、電動シリンダ13のシリンダロッドを伸ばして底板部10を開く。これにより、新たな焙煎原料が焙煎釜40内に搬入される。以下、焙煎釜40の蓋部42,42を閉じ、蓋部94,34,並びに底板部10を閉じて、焙煎釜40を再び回転し、バーナ41を点火し、電気ヒータ71に通電して次の焙煎作業を行う。
【0099】
次に、定量タンク1内に蒸気配管を設置した場合のα化度を向上させる手順について説明する。
【0100】
従来の焙煎処理方法では、水と穀物からなる原料を定量タンク1に投入後、浸漬水温度10°C〜20°Cで30分浸漬し、焙煎処理に入る。
【0101】
しかし、定量タンク1内に蒸気配管1Cを設置した場合の焙煎方法では、水と穀物からなる原料を定量タンク1に投入した後に、蒸気配管1Cに蒸気を供給して浸漬水を35°Cに加温し、原料を15分間浸漬する。供給された蒸気は排気管1Dから排気される。
【0102】
次に、原料の浸漬後バルブ36を開にして排水する。排水後は蒸気配管1Cに160°Cの蒸気を通し、穀物を15分間蒸す。このときの穀物の仕上がり温度は90°C〜100°Cとする。穀物を蒸した後に焙煎処理に入る。
【0103】
従来方法での浸漬後の含水率は、20パーセント程度で、一方改善したこの方法では蒸し工程後の含水率は26パーセント程度になる。この原料を30分間焙煎し、更に粉砕した後のα化度は、従来方法の場合、焙煎後のα化度は30%〜40%、粉砕後は50%〜60%である。定量タンク1内において蒸気を供給する改善方法の場合、焙煎後のα化度は50%〜60%、粉砕後のα化度は70%〜80%となり、焙煎穀物の粉砕後の粉を健康ドリンクの素材として適用でき、飲用しても消化性の良いものとすることができる。
[第2の実施の形態]
図19、図20は本発明の第2の実施の形態にかかる連続焙煎装置200を示したものである。この連続焙煎装置200は、焙煎原料(例えば、玄米粒、或いは大豆粒)を水に濡らさない状態で定量タンク201〜204に送ることにより、定量タンク201〜204までの搬送経路の洗浄・滅菌・防黴等の手間を少なくするとともに、定量タンク201〜204を焙煎釜205の真上位置から横に離間して配置することにより定量タンク201〜204内の浸漬された焙煎原料の蒸れ等を防止し、更に、焙煎終了後の焙煎製品を取り出して放熱冷却させるようにしたものである。
【0104】
即ち、乾燥した若しくは濡れていない焙煎原料を投入する原料供給タンク206の下部供給口207は、縦長矩形断面で定量タンク201〜204の配列方向に延びるコンベアハウジング208の受入口209に臨んで開口している。コンベアハウジング208の内部には長手方向に延びるチェーンコンベア210(第1の搬送手段)が配備されている。チェーンコンベア210には受入口209から取り入れられた焙煎原料を定量タンク201〜204の配列方向に移送するための搬送板211が多数形成されている。チェーンコンベア210はコンベアハウジング207の両端部に設けられたスプロケット212、213により駆動され、片方のスプロケット212はモーター214により回転する。
【0105】
コンベアハウジング208の下部であって定量タンク201〜204の上方には、焙煎原料の投入口215がそれぞれ開口しており、各投入口215の下部には定量タンク201〜204への焙煎原料の投入をコントロールする蓋板216が設けられている。蓋板216は、定量タンク201〜204に所定量の焙煎原料が供給されるまで投入口215を開き、それ以外は閉じているように、図示しないエアシリンダにより開閉制御される。
【0106】
定量タンク201〜204の下部にも同様に蓋板217が設けられている。蓋板217は、通常定量タンク201〜204に焙煎原料並びに水を投入するとき並びに所定時間浸漬するときに、下部開口部を閉鎖しており、所定時間浸漬が行われた後に、開いて浸漬した焙煎原料をスクリューコンベア218(第3の搬送手段)内に導入する。
【0107】
定量タンク201〜204の下部には、図21に示すように、焙煎原料219と水とを分離するメッシュ状の筒体220が設けられており、メッシュ状筒体220の周りに排出される水を排水口221に導く円筒部222が形成されている。円筒部222の下部には蓋板217が開閉可能に設けられている。
【0108】
定量タンク201〜204は、浸漬するための水を供給する図示しない給水用ノズル、洗浄用シャワー、攪拌のための給水ノズル、及びオーバーフロー排水口並びに給水用レベルセンサを備えている。浸漬用給水用ノズルは定量タンク201〜204の上部に設けられている。洗浄用シャワーは定量タンク201〜204の上部内壁面に設けられ、攪拌用給水ノズルは内壁下部から斜め上方に向かって延びており、定量タンク201〜204の上部に向かって投入された焙煎原料を渦流により攪拌して洗浄するようになっている。オーバーフロー排水口は所定水位以上の水を定量タンク201〜204に隣接する排水配管(図示省略)に排水する。
【0109】
定量タンク201〜204は、スクリューコンベア218によって焙煎釜205の真上の位置から横にずれた位置に配置されている。スクリューコンベア218の焙煎釜205に臨む開口部は図示しない蓋部により開閉される。
【0110】
焙煎釜205及び焙煎釜205の蓋の開閉機構並びに焙煎釜205を回転させる駆動機構の構成は、第1の実施の形態にて説明した焙煎釜40及び蓋42の開閉機構及び駆動機構の構成と同様であるので、その説明を援用する。
【0111】
焙煎釜205の上部には、バーナ223の熱及び焙煎釜205の熱が上方に移動することを規制して、定量タンク201〜204内部の焙煎原料に熱が加わることを防止するためのフード228が設けられている。
【0112】
焙煎釜205の下部には、棒状に延びるガス噴出口を有するラインバーナ223(図20参照)が配備されている。ラインバーナ223の下部には焙煎済みの製品を搬送するコンベア224(第2の搬送手段)が配置されている。コンベア224は焙煎済み製品を支持可能な隙間を有するメッシュ状搬送板を多数連結したものからなり、吸引ファン225により焙煎済み製品から熱を奪うことが出来るようになっている。226は吸引ファン225に空気を導く案内板である。
【0113】
コンベア224の焙煎製品搬送先には、焙煎済み製品を収納するホッパー227が配置されており、コンベア224が運んできた焙煎済み製品がホッパー227内に蓄積されるようになっている。
【0114】
第2の実施の形態にかかる連続焙煎装置の動作は、第1の実施の形態にかかる連続焙煎装置と略同様であり、原料供給タンク206からチェーンコンベア210に供給された乾燥焙煎原料はチェーンコンベア210により搬送されて、定量タンク201〜204内に投入され、所定量焙煎原料が投入されたら蓋板216が閉鎖される。定量タンク201〜204内部では焙煎原料投入後に水が供給され、焙煎原料の洗浄及び浸漬がなされる。所定時間の浸漬が完了したら、蓋板217及び排水口221を閉鎖するバルブが開いて定量タンク201〜204の水が排水される。排水後は、蓋板217が開いて定量タンク201〜204の焙煎原料がスクリューコンベア218内に移送され、スクリューコンベア218により焙煎釜205に移送される。その際には、焙煎釜205の蓋板42が開閉されることは言うまでもない。焙煎釜205の回転及びバーナー223の発火は第1の実施の形態と略同様であるので、その説明を援用する。所定時間の焙煎の完了後には、焙煎釜205の排出口が下向きになり、蓋板42,42が開いてコンベア224上に排出される。コンベア224は焙煎製品をホッパー227側に移動させるように回転するが、そのときに、吸引ファン225が回転してコンベア224上の焙煎製品を放熱させ、焙煎が過度に進行しないようになっている。
【0115】
この場合、メッシュ状のコンベア上に焙煎製品を搭載し、コンベアの下部から吸引する。吸引される空気は搭載された製品間を均一に流れるので、製品温度は内部の製品まで均一に冷却することが出来る。
【0116】
その他の動作は第1の実施の形態にかかる連続焙煎装置と同様であるので、その説明を援用する。
【0117】
【発明の効果】
本発明の請求項1〜請求項8の連続焙煎装置によれば、焙煎原料の浸漬、焙煎釜内への搬入、焙煎釜からの製品取り出しの各工程を自動化して作業環境を向上すると共に、一連の工程を短時間に行って、焙煎処理以外の作業工程における焙煎釜の熱の影響を少なくすることにより、均一の焙煎を行うとともに、焙煎原料の種類や状態に応じた焙煎処理を制御できるようにすることができる。
【0118】
特に、本発明の請求項1の連続焙煎装置によれば、第1の搬送手段から定量タンクに搬送される焙煎原料を所定量確保する工程と、定量タンクでの焙煎原料を水に浸漬する工程と、焙煎釜に搬入した後の焙煎工程と、焙煎後の搬送工程とを自動的に行うことができ、温度等の厳しい作業環境における運搬・焙煎チェック・制御等の労働を軽減でき、長時間の焙煎処理を連続して行うことが出来る。
【0119】
請求項1の連続焙煎装置において、前記焙煎釜が非円形断面の筒体形状(例えば、6角形、楕円等)を有すると、焙煎原料の攪拌が行われやすく均一な焙煎が行われやすい。また、焙煎釜を適正な回転速度で回転させることにより、焙煎釜内部の穀物を大きく攪拌することが出来る。即ち、角速度を遅くすると、穀物が焙煎釜内壁に沿って滑るように移動し、角速度を過度に速めると、遠心力によって穀物が楕円断面の長径部分に位置したまま回転してしまうが、適正な角速度で焙煎釜を回転させると、長径部分に貯まった焙煎原料は上部に位置したときに、落下することを繰り返す。このため、焙煎釜内部の焙煎原料は常時攪拌されることとなり、焙煎処理が均一に行われることとなる。
【0120】
また、第1の搬送手段により焙煎原料を定量タンクに連続して供給することが可能となる。定量タンクに水流により焙煎原料を搬送する場合には、洗浄と浸漬とが行われやすく、焙煎前の工程の時間の短縮化が可能である。定量タンクに水に濡れていない焙煎原料を供給し、定量タンクに焙煎原料を洗浄する手段を設ける場合には、定量タンク内に焙煎原料を送るコンベアの洗浄や防菌・防かび等の処理が顕著に少なくなり、メンテナンスが容易である。
【0121】
定量タンク内の水に浸漬された焙煎原料に予め加温する場合には、含水率が高まり、焙煎処理においてα化度を向上させた焙煎を行うことが可能である。定量タンクに蒸気管及び排気管を設けて、定量タンクに供給された焙煎原料の加熱・浸漬を行っても良い。
【0122】
また、焙煎釜が楕円断面を有するように構成すると、焙煎釜を適正な回転速度で回転させることにより、焙煎釜内部の穀物を大きく攪拌することが出来る。即ち、角速度を遅くすると、穀物が焙煎釜内壁に沿って滑るように移動し、角速度を過度に速めると、遠心力によって穀物が楕円断面の長径部分に位置したまま回転してしまうが、適正な角速度で焙煎釜を回転させると、長径部分に貯まった焙煎原料は上部に位置したときに、落下することを繰り返す。このため、焙煎釜内部の焙煎原料は常時攪拌されることとなり、焙煎処理が均一に行われることとなる。
【0123】
請求項2の連続焙煎装置によれば、回転体を回転軸に対して相対回動可能に設けることにより、炉内部の高温から避けた操作や焙煎釜外部から大きな駆動力を得ることができ、焙煎釜回転時に蓋部が内部の焙煎原料を支える力を確保できる。
【0124】
請求項3の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備することにより、内部から焙煎原料を加熱でき、短時間に焙煎原料の均一な焙煎を行うことができる。請求項3の通電手段は、回転軸内に配電線を設け、回転軸の焙煎釜外側の端部にリング状のスリップリングと接触子を設けることにより、構成可能である。
【0125】
また、請求項3の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備し、この電気ヒータに通電する通電手段を設けたことにより、電気ヒータによって焙煎釜の内側から加熱が出来るので、熱効率が高く、しかも、安全性・信頼性・制御性の良い焙煎を行うことが出来る。
【0126】
電気ヒータとして、赤外線ヒータ、或いは、遠赤外線ヒータを使用すると、対流伝熱から放射伝熱に変わる。遠赤外線エネルギーは被加熱体の内部に浸透しやすく、穀物内部から加熱がはかれるため、熱伝達が早まり、短時間で加熱・焙煎が可能となると共に、発熱体温度を下げて使用できるので、穀物の栄養成分の損壊を更に低減できる。
【0127】
また、電気ヒータの外側を耐熱性管体で覆うことにより、焙煎原料に遠赤外線が照射され易く、内部まで熱が浸透しやすいので、原料の表面と内部とが均一に加熱されやすく、質の高い焙煎を行うことができる。
【0128】
なお、耐熱性管体の焙煎原料に接触する表面を遠赤外線物質(例えば、琺瑯、セラミック等)で覆うと、遠赤外線が放射されやすくなり、更に均一な加熱を行うことが可能となる。
【0129】
また、例えば、バーナーにより焙煎釜の外側から加熱するのみならず、電気ヒータによる内部加熱を行う場合、加熱源が外部と内部の両面から加熱するので、短時間、均一に加熱焙煎できると共に、二カ所から加熱するので、加熱量を分割でき、穀物加熱時の加熱温度を下げることが出来る。その結果、穀物の栄養成分の損壊を低減できる。このときに、バーナーによる加熱の時には通常の外部加熱となる。電気ヒータによる加熱のみの時には内部加熱となる。
【0130】
更に、焙煎釜内部で焙煎原料が絶えず上から下に落下するので、内部の電気ヒータに穀物が衝突し、電気ヒータに傷を与える虞がある。しかも、定量タンクで水に浸漬された穀物原料は加熱による水分蒸散により、電気ヒータの絶縁が低下することがあり得る。しかし、電気ヒータを耐熱性管体により覆うことによって、このような問題を解消できる。
【0131】
また、電気ヒータによって焙煎釜の内側から加熱が出来るので、内部加熱が出来るので、ガス加熱よりも熱効率が高く、しかも、安全性・信頼性・制御性の良い焙煎を行うことが出来、長時間に亘って弱火焙煎を行って穀物を黒焼き状態にする長時間弱火焙煎が可能となる。また、バーナーにより焙煎釜の外側から加熱するのみならず、電気ヒータによる内部加熱を行うことにより、加熱源が外部と内部の両面から加熱できるので、短時間、均一に加熱焙煎できると共に、二カ所から加熱するので、加熱量を分割でき、穀物加熱時の加熱温度を下げることが出来る。その結果、穀物の栄養成分の損壊を低減できる。
【0132】
電気ヒータとして、赤外線ヒータ、更には、遠赤外線ヒータを使用すると、対流伝熱から放射伝熱に変わる。遠赤外線エネルギーは被加熱体の内部に浸透しやすく、穀物内部から加熱がはかれるため、熱伝達が早まり、短時間で加熱・焙煎が可能となると共に、発熱体温度を下げて使用できるので、穀物の栄養成分の損壊を更に低減できる。
【0133】
また、例えば、バーナーにより焙煎釜の外側から加熱するのみならず、電気ヒータによる内部加熱を行う場合、加熱源が外部と内部の両面から加熱するので、短時間、均一に加熱焙煎できると共に、二カ所から加熱するので、加熱量を分割でき、穀物加熱時の加熱温度を下げることが出来る。その結果、穀物の栄養成分の損壊を低減できる。このときに、バーナーによる加熱の時には通常の外部加熱となる。
【0134】
請求項4の連続焙煎装置によれば、焙煎釜内の焙煎原料が流動する領域に焙煎原料の温度を検知する検知手段が設けられているので、適正な焙煎の制御行うことができると共に、回転軸に通電手段が設けられているので、焙煎釜の回転に係わらず検知手段に給電することができる。焙煎原料表面でなく焙煎原料の内部の温度を電気的に検知することが出来、正確な焙煎処理制御を行うことが出来る。
【0135】
請求項5の連続焙煎装置によれば、焙煎原料の違い並びに焙煎の程度の違いに応じて焙煎釜の回転数を制御することができる。また、焙煎釜内部の焙煎原料の回転と、焙煎釜の回転との同期がとれるので、焙煎処理工程の初期・中期・後期における含水率の変化にあわせて焙煎を行うことが出来、製品の均一性が向上する。
【0136】
請求項6の連続焙煎装置によれば、プログラム制御により焙煎を行うので、連続焙煎において自動化が容易である。また、製品仕上がりの含水率は焙煎原料の温度により判明しているので、焙煎の程度をプログラム制御で行う際に焙煎原料の温度や回転数等を設定することにより、焙煎初期や焙煎後期における仕上がりの不均一が解消される。
【0137】
請求項7の連続焙煎装置によれば、焙煎釜から上昇する熱気が定量タンクに直接あたりにくくなり、定量タンクでの予期しない加熱を避けることにより、適正な原料の浸漬工程を行うことができ、定量タンク内において焙煎原料の成分が流出しにくい。
【0138】
請求項8の連続焙煎装置によれば、コンベアにより焙煎後の焙煎製品が移動しながら搬送されるとともに、冷却手段により冷却するので、焙煎製品が一カ所に山積みにならず、焙煎製品において焙煎が更に進行することが防止される。
【0139】
請求項8の連続焙煎装置によれば、焙煎釜が焙煎製品を排出する時にコンベアを移動するように、コンベアを無端ベルト(例えばメッシュ状のベルト、或いは、穴開きプレートの連結体)と吸引ファン等により構成すると、焙煎釜にて焙煎した製品に送風することにより焙煎製品が均一に冷やされるために、焙煎終了後にも更に焙煎が進行することを防止できる。
【0140】
請求項9の焙煎釜によれば、回転体を回転軸に対して相対回動可能に設けることにより、炉内部の高温から避けた操作や焙煎釜外部から大きな駆動力を得ることができ、焙煎釜回転時に蓋部が内部の焙煎原料を支える力を確保できる。
【0141】
請求項10の焙煎釜によれば、焙煎釜内部に電気ヒータを配備することにより、内部から焙煎原料を加熱でき、短時間に焙煎原料の均一な焙煎を行うことができる。
【0142】
請求項11の焙煎釜によれば、焙煎釜内の焙煎原料が流動する領域に焙煎原料の温度を検知する検知手段が設けられているので、適正な焙煎の制御行うことができると共に、回転軸に通電手段が設けられているので、焙煎釜の回転に係わらず検知手段に給電することができる。
【0143】
請求項12の焙煎釜によれば、焙煎原料の違い並びに焙煎の程度の違いに応じて焙煎釜の回転数を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる連続焙煎装置の側面側の概略図
【図2】図1の連続焙煎装置の正面側の概略図
【図3】図1の定量タンクの概略図
【図4】図3の定量タンクの平面的な概略図
【図5】定量タンクの底部開口部の蓋部を開閉する機構の概略斜視図
【図6】図5のカム形状を示す図
【図7】焙煎釜の蓋部を開閉する電動シリンダの取り付け状態を示す模式図
【図8】図7の電動シリンダと焙煎釜の取り付け状態を示す模式図
【図9】図1の電気ヒータの模式的斜視図
【図10】図9の電気ヒータの模式的側面図
【図11】図1の焙煎釜の温度センサ及び制御システムの概略図
【図12】(A)(B)はガスバーナのノズルの向きにより火炎の方向を示す概念図
【図13】(A)(B)はガスバーナのノズルの向きにより火炎の方向を示す概念図
【図14】(A)(B)はガスバーナのノズルの向きにより火炎の方向を示す概念図
【図15】バーナへのガス供給経路及び制御回路のブロック図
【図16】この実施の形態の連続焙煎装置を制御するプログラムコントローラへの接続状態を示すブロック図
【図17】焙煎釜の低速回転モード、中速回転モード、高速回転モードを示すグラフ
【図18】(A)は焙煎釜の低速回転時の穀物の動き、(B)は適正な回転時の穀物の動き、(C)は遠心力により穀物が底部に貯留してしまう高速回転時の穀物の動きを示す説明図
【図19】本発明の第2の実施の形態にかかる連続焙煎装置の主要構成を示す図
【図20】図19にかかる連続焙煎装置を焙煎釜の回転軸方向から見た主要構成を示す図
【図21】図19の定量タンクの底部の排水構造を示す図
【符号の説明】
1 定量タンク
6 原料の供給管
8 網袋
10 水平板
13 電動シリンダ
33 電動シリンダ
34 蓋部
40 焙煎釜
41 バーナ
42 蓋部
57 釜開閉リング
58 電動シリンダ
71 電気ヒータ
76、77、78 温度センサ
120 搬送路
121 スクリュー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous roasting apparatus capable of automatically performing from roasting material input to roasting process and product removal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a roasting device having a circular cross section or an elliptic cross section is known as a roasting apparatus.
<Drying and roasting process>
In the case of a roasting pot having a circular cross section, a rotating blade is mounted in the roasting pot, and the roasting object is roasted by rotating the rotating blade during roasting (Japanese Patent Publication No. 4-17623, Japanese Patent Publication No. 5-5463). No.) is known.
[0003]
Also, a large number of stirring blades are formed at predetermined intervals on the inner peripheral wall surface of the roasting pot, and the stirring object scoops up the heated object that has accumulated on the bottom of the roasting pot, and when the stirring blade reaches the top, A roasted product is allowed to fall downward (No. 7-26951).
[0004]
In the case of an elliptical roasting pot, it is also known that the heated object accumulated at the bottom of the elliptical drum is lifted to the top and dropped, and the heated object is sufficiently agitated to perform uniform drying and roasting. Yes (Japanese Patent Publication No. 3-56726)
In any of the methods, the operation of charging and discharging the roasting raw material to the roasting pot is manually performed by the operator by opening and closing the lid of the opening of the roasting pot.
<Immersion process>
In addition, a metering tank device is used in the dipping step before roasting, but the operator pours grain and water into the metering tank device in advance, immerses in the metering tank device, and after being sufficiently immersed, the metering tank The bottom part of the roasting machine was opened and the grain was poured into the roasting pot of the roasting device.
<Cooling process>
When the roasting process is completed, the operator takes out the roasted product from the roasting pot in a tray shape with a suction machine or the like, and after natural cooling, sends it to the crushing process and the product finishing process.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, there are the following problems in automating the operation from the roasting raw material dipping process to the roasting process using a conventional roasting apparatus.
<About the immersion process>
(1) In the dipping process, there is an operation of unwinding the string at the end of the net bag for storing the roasting raw material provided in the metering tank and pouring the roasting raw material into the roasting pot. Automation is desired because of the harsh work environment in which the room temperature in the workplace is high due to the influence of the heat of the roasting kettle, and because it is performed manually by a person.
(2) Also, if the metering tank and the roasting pot are separated from each other and have a distance, after the immersed roasting raw material is taken out from the metering tank, it is directed to the opening of the roasting pot without being scattered outside. Therefore, it was necessary to pay attention to the mounting position and structure of the metering tank and the roasting kettle, and the way of pouring.
(3) Furthermore, when the roasting process is performed, the gelatinization degree of starch in a product with a moisture content of 6% is about 30 to 40%, and the degree of alphaization is low for health foods and drinks to be used as they are. Therefore, in order to improve digestion, it was necessary to improve the degree of alpha. In particular, in the case of brown rice, digestibility is poor and an improvement in the degree of gelatinization has been desired.
<Drying and roasting process>
(4) When it is necessary to roast the grain until it becomes black-baked over a long period of time for several hours, only the surface is scorched by high heat heating, and it is difficult for the fire to pass through the inside, making uniform heating difficult. For this reason, although low heat heating and thermal power control are needed, the gas heating by external heating has a problem which is inferior to safety, reliability, and controllability.
(5) When taking out the product from the roasting pot, the method of taking the product from the outlet at one end of the roasting pot by rotating the rotary blade or rotary pot in the reverse direction at the time of roasting with an electric motor is taken. In the cross-sectional roasting pot, the heated object only slides around the circular roasting pot, and stirring is not performed during product removal, so the area in contact with the inner wall of the roasting pot and its vicinity However, since the portion away from the inner wall of the roasting pot is not heated, there is a problem that uniform roasting is difficult to be performed.
[0006]
In addition, in the case of a roasting pot with an elliptical cross section, although uniform roasting is possible, it is not possible to mount a rotary blade. In particular, since the inside of the furnace becomes high temperature, it is impossible to mount a drive unit of an electric motor or hydraulic equipment. Therefore, it takes time because the product is manually taken out by the operator. In addition, since the roasting kettle stops rotating during the take-out operation, the roasted product accumulated inside the roasting kettle is excessively heated, resulting in occurrence of roasting irregularities, labor-saving obstacles, or processing time. There were problems such as an increase.
(6) In the roasting process, in the case of normal roasting with a moisture content of about 3 to 14%, the roasting time is 20 to 45 minutes, which is a relatively short time. In this case, since it heats from the outside of the pot through the roasting pot, heat transfer is also poor, and therefore the roasting time becomes long, and there is a problem that the product quality is lowered due to the thermal deterioration of the product.
(7) Also, in the roasting process, the difference in the rotational speed of the roasting pot, the difference in the stirring status of the material to be roasted depending on the amount charged to the pot, and the moisture content of the grains in the early, middle and late stages of the roasting process Differences in product uniformity were caused by differences in product quality. Further, since the roasting time is about 30 minutes per time and the productivity is low, it has been desired to improve the productivity without deteriorating the quality.
(8) In addition, the determination at the end of roasting was determined by setting the roasting time using a conventional timer or the like. There was a problem that the finished water content of the product was different due to the above, and a uniform product could not be made.
(9) For the measurement of the roasting temperature, a method is used in which a temperature sensor is provided at the other end of the rotating shaft having a tubular structure, and the roasting temperature is measured through the rotating shaft with a hole in the roasting pot. However, when the tube is thick, the rotating shaft is heated, and the temperature does not decrease even after the roasting is completed. This causes a problem in temperature measurement during continuous operation.
(10) At the end of roasting, the operator relies on manual natural cooling by taking out the roasted product from the roasting kettle in a tray shape with a suction machine, etc., and spreading the product on the tray or stirring it. In particular, in the case of a roasted product with a high roasting degree, there is a problem that it is oxidized when it is discharged and the quality deteriorates or burns, so an optimal cooling method is desired in terms of quality improvement and productivity improvement. It was rare.
[0007]
The continuous roasting apparatus according to the present invention has been made in view of such circumstances, and automates the steps of immersing the roasting raw material, carrying it into the roasting pot, and taking out the product from the roasting pot. In addition to improving the work environment, performing a series of processes in a short time and reducing the influence of the heat of the roasting pot in work processes other than the roasting process makes uniform roasting and roasting raw materials The purpose is to be able to control the roasting process according to the type and state of the food.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a continuous roasting apparatus according to
[0009]
The continuous roasting apparatus according to
[0010]
A continuous roasting apparatus according to a third aspect of the present invention is the continuous roasting apparatus according to any one of the first and second aspects, wherein an electric heater is provided in the roasting pot, and the electric heater is covered with a heat resistant tube. The rotating shaft is provided with energizing means for energizing the electric heater.
[0011]
The continuous roasting apparatus according to
[0012]
The continuous roasting apparatus according to claim 5 of the present invention is characterized in that in the continuous roasting apparatus according to any one of
[0013]
The continuous roasting apparatus according to
[0014]
A continuous roasting apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the continuous roasting apparatus according to the sixth aspect, wherein the metering tank is disposed in a horizontal position avoiding a position directly above the roasting pot, and the metering tank and the roasting The shuttle is connected to the hook by third transport means extending in the lateral direction.
[0015]
The continuous roasting apparatus according to
[0016]
The mordant pot according to
[0017]
A roasting pot according to claim 10 of the present invention is the roasting pot according to
[0018]
The roasting pot according to claim 11 of the present invention is the roasting pot according to any one of
[0019]
The roasting pot according to claim 12 of the present invention is characterized in that, in the roasting pot according to any one of
[0020]
According to the continuous roasting apparatus of
[0021]
2. The continuous roasting apparatus according to
[0022]
In addition, the roasting raw material can be continuously supplied to the metering tank by the first conveying means. When the roasting raw material is conveyed to the metering tank by a water flow, cleaning and immersion are easily performed, and the time for the process before roasting can be shortened. When supplying a roasting raw material that is not wet with water to the metering tank and providing a means for cleaning the roasted raw material in the metering tank, cleaning of the conveyor that sends the roasting material into the metering tank, antibacterial / antifungal, etc. This process is remarkably reduced and maintenance is easy.
[0023]
In the case where the roasting raw material immersed in the water in the metering tank is preliminarily heated, it is possible to perform roasting with an increased water content and an improved degree of alpha in the roasting process. A steam pipe and an exhaust pipe may be provided in the metering tank, and the roasting raw material supplied to the metering tank may be heated and immersed.
[0024]
According to the continuous roasting apparatus of
[0025]
According to the continuous roasting apparatus of
[0026]
Further, according to the continuous roasting apparatus of the third aspect, the electric heater is provided inside the roasting pot and the energizing means for energizing the electric heater is provided, so that the electric heater can heat the inside of the roasting pot. Therefore, it is possible to perform roasting with high thermal efficiency and good safety, reliability and controllability.
[0027]
When an infrared heater or a far-infrared heater is used as the electric heater, convective heat transfer is changed to radiant heat transfer. Far-infrared energy easily penetrates into the heated body and is heated from the inside of the grain, so heat transfer is accelerated, heating and roasting are possible in a short time, and the heating element temperature can be lowered and used. It is possible to further reduce damage to the nutritional components of grains.
[0028]
In addition, by covering the outside of the electric heater with a heat-resistant tube, far-infrared rays are easily irradiated to the roasting raw material, and heat easily penetrates into the inside, so the surface and the inside of the raw material are easily heated uniformly, and the quality High roasting can be performed.
[0029]
If the surface of the heat-resistant tube that is in contact with the roasting raw material is covered with a far-infrared substance (for example, firewood, ceramic, etc.), the far-infrared radiation is easily emitted, and it becomes possible to perform more uniform heating.
[0030]
In addition, for example, when not only heating from the outside of the roasting pot with a burner but also internal heating with an electric heater, the heating source is heated from both the outside and inside, so that heating and roasting can be performed uniformly in a short time. Because it is heated from two places, the amount of heating can be divided and the heating temperature during grain heating can be lowered. As a result, damage to the nutritional components of the grains can be reduced. At this time, when heating by the burner, normal external heating is performed. When heating only by an electric heater, internal heating is used.
[0031]
Furthermore, since the roasting raw material constantly falls from the top to the bottom inside the roasting pot, there is a possibility that the grains collide with the electric heater inside and damage the electric heater. In addition, the grain raw material immersed in water in the metering tank may cause the insulation of the electric heater to decrease due to moisture evaporation due to heating. However, such problems can be solved by covering the electric heater with a heat-resistant tube.
[0032]
According to the continuous roasting apparatus of
[0033]
According to the continuous roasting apparatus of the fifth aspect, the number of rotations of the roasting pot can be controlled according to the difference in the roasting raw material and the degree of roasting. In addition, since the rotation of the roasting raw material inside the roasting kettle and the rotation of the roasting kettle can be synchronized, roasting can be performed in accordance with the change in the moisture content in the initial, middle and late stages of the roasting treatment process. And the uniformity of the product is improved.
[0034]
According to the continuous roasting apparatus of the sixth aspect, since roasting is performed by program control, automation in continuous roasting is easy. Since the moisture content of the finished product is known from the temperature of the roasting raw material, the initial roasting and Non-uniform finish in the late roasting period is eliminated.
[0035]
According to the continuous roasting apparatus of claim 7, it is difficult for the hot air rising from the roasting pot to directly hit the metering tank, and an appropriate raw material dipping process can be performed by avoiding unexpected heating in the metering tank. This makes it difficult for the ingredients of the roasting raw material to flow out in the quantitative tank.
[0036]
According to the continuous roasting apparatus of the eighth aspect, since the roasted product after roasting is transported while being moved by the conveyor and is cooled by the cooling means, the roasted products are not piled up in one place. Further roasting of the roasted product is prevented.
[0037]
According to the continuous roasting apparatus of
[0038]
According to the roasting pot of
[0039]
According to the roasting pot of
[0040]
According to the roasting pot of the eleventh aspect, since the detecting means for detecting the temperature of the roasting raw material is provided in the region where the roasting raw material flows in the roasting pot, it is possible to perform proper roasting control. In addition, since the energizing means is provided on the rotating shaft, power can be supplied to the detecting means regardless of the rotation of the roasting pot.
[0041]
According to the roasting pot of the twelfth aspect, the number of rotations of the roasting pot can be controlled according to the difference in the roasting raw material and the degree of roasting.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the continuous roasting apparatus concerning preferable embodiment of this invention is demonstrated based on drawing.
[First Embodiment]
1 to 18 show a continuous roasting apparatus according to a first embodiment. This continuous roasting apparatus roasts a roasting raw material (for example, grains such as brown rice, wheat, beans, etc., coffee, sesame, tea, plants, etc.) and a roasting
[0043]
As shown in FIGS. 3 and 4, the fixed-
[0044]
A
[0045]
A rotating shaft 11 that supports the
[0046]
The bottom of the
[0047]
The
[0048]
The
[0049]
When the
[0050]
Further, when the
[0051]
A
[0052]
A
[0053]
A
[0054]
The
[0055]
The
[0056]
As shown in FIG. 7, a fixing
[0057]
The pot opening /
[0058]
The roasting
[0059]
A pair of
[0060]
Slip rings 73 and 74 for supplying electric power to the pair of
[0061]
Further, a
[0062]
Slip rings 79 to 81 are attached to a portion on the
[0063]
The
[0064]
The
[0065]
The
[0066]
The
[0067]
Further, the temperature of the outer peripheral surface of the roasting
[0068]
An
[0069]
A pair of
[0070]
As shown in FIGS. 12 (A) and 12 (B), when the
[0071]
As shown in FIGS. 13 (A) and 13 (B), when the
[0072]
Furthermore, as shown in FIGS. 14A and 14B, when the
[0073]
FIG. 15 schematically shows a gas supply path to the
[0074]
The in-
[0075]
The extinguishing sensor 111 is disposed in the vicinity of the
[0076]
A lower surface of the inner surface of the
[0077]
The temperature of the
[0078]
The
[0079]
Next, operation | movement of this continuous roasting apparatus is demonstrated.
[0080]
In the initial state, the
[0081]
At the start of the roasting operation, when a roast raw material made of water and roasted grains is stored as raw materials from the
[0082]
When the raw material is supplied to the
[0083]
Accordingly, when the roasting
[0084]
The
[0085]
When the
[0086]
After closing the bottom opening of the
[0087]
Here, the behavior of the grain inside the pot will be described. The grain of the roasting raw material inside the kettle changes due to the following behavior due to the difference in the rotational speed of the kettle.
That is, as shown in FIG. 18 (A), the rotation speed is slow, and the grain at the lower part of the pot long diameter part moves to the upper part with the rotation of the pot, and when the grain reaches the top, the upper surface of the grain While moving along, move downward and stir. That is, the grain is circulated and agitated between the inside of the pot and the top surface of the grain. In this case, the grain has a longer contact time at the bottom of the pot, and a part of the grain is likely to be heated, easily burnt, and unevenly heated. The sound is a “zao-o” sound, and a constant value is output continuously to the sound sensor.
[0088]
The vibration sensor, which is mounted on the shaft of the hook and measures the impact force and pressure on the shaft, produces a slight wave as in the case of the sound sensor, but has a substantially constant continuous output.
[0089]
In FIG. 18 (B), the number of rotations of the roasting
[0090]
Further, the vibration sensor has a discontinuous output in which a large wave is generated periodically like the sound sensor.
[0091]
In FIG. 18 (C), the rotation speed is fast, and the grain at the lower part of the hook long diameter part moves to the upper part in accordance with the rotation of the hook, and the grain is fast and the centrifugal force increases. Grain stops falling and always keeps rotating in close contact with the long diameter portion of the hook. The sound is silent. In addition, the vibration sensor has no vibration and no output, like the sound sensor.
[0092]
In this way, the rotation speed is controlled to an appropriate number. When no sound sensor is present in the present apparatus, the
[0093]
When the roasting
[0094]
Note that when the continuous roasting apparatus is operated for the first time on the roasting work day, it takes time to heat the roasting
[0095]
When the
[0096]
In order to determine the angle at which the
[0097]
Next, the cylinder rod of the
[0098]
While the roasting
[0099]
Next, a procedure for improving the degree of alpha conversion when a steam pipe is installed in the
[0100]
In the conventional roasting treatment method, a raw material consisting of water and grains is put into the
[0101]
However, in the roasting method when the steam pipe 1C is installed in the
[0102]
Next, after the material is immersed, the
[0103]
The water content after immersion in the conventional method is about 20 percent, while in this improved method, the water content after the steaming step is about 26 percent. In the case of the conventional method, the gelatinization degree after roasting this raw material for 30 minutes and further pulverizing is 30% to 40% after roasting and 50% to 60% after pulverization. In the case of the improved method of supplying steam in the fixed
[Second Embodiment]
19 and 20 show a
[0104]
In other words, the
[0105]
A roasting raw material inlet 215 is opened at the lower part of the
[0106]
Similarly, a
[0107]
As shown in FIG. 21, a mesh-
[0108]
The fixed
[0109]
The fixed-
[0110]
The configuration of the
[0111]
In order to prevent heat from being applied to the roasting raw material inside the
[0112]
A line burner 223 (see FIG. 20) having a gas jet port extending in a rod shape is provided at the lower portion of the
[0113]
A
[0114]
The operation of the continuous roasting apparatus according to the second embodiment is substantially the same as that of the continuous roasting apparatus according to the first embodiment, and the dry roasting raw material supplied from the raw
[0115]
In this case, the roasted product is mounted on a mesh-shaped conveyor and sucked from the lower part of the conveyor. Since the sucked air uniformly flows between the mounted products, the product temperature can be uniformly cooled to the internal product.
[0116]
Since other operations are the same as those of the continuous roasting apparatus according to the first embodiment, the description thereof is cited.
[0117]
【The invention's effect】
According to the continuous roasting apparatus of
[0118]
In particular, according to the continuous roasting apparatus of
[0119]
2. The continuous roasting apparatus according to
[0120]
In addition, the roasting raw material can be continuously supplied to the metering tank by the first conveying means. When the roasting raw material is conveyed to the metering tank by a water flow, cleaning and immersion are easily performed, and the time for the process before roasting can be shortened. When supplying a roasting raw material that is not wet with water to the metering tank and providing a means for cleaning the roasted raw material in the metering tank, cleaning of the conveyor that sends the roasting material into the metering tank, antibacterial / antifungal, etc. This process is remarkably reduced and maintenance is easy.
[0121]
In the case where the roasting raw material immersed in the water in the metering tank is preliminarily heated, it is possible to perform roasting with an increased water content and an improved degree of alpha in the roasting process. A steam pipe and an exhaust pipe may be provided in the metering tank, and the roasting raw material supplied to the metering tank may be heated and immersed.
[0122]
If the roasting pot has an elliptical cross section, the grains inside the roasting pot can be greatly stirred by rotating the roasting pot at an appropriate rotation speed. In other words, if the angular velocity is slowed down, the grain moves so as to slide along the inner wall of the roasting pot, and if the angular velocity is increased excessively, the centrifugal force causes the grain to rotate while being located in the major axis portion of the elliptical cross section. When the roasting pot is rotated at a high angular velocity, the roasting raw material stored in the long diameter portion repeats dropping when positioned at the upper part. For this reason, the roasting raw material inside the roasting pot is constantly stirred, and the roasting process is performed uniformly.
[0123]
According to the continuous roasting apparatus of
[0124]
According to the continuous roasting apparatus of
[0125]
Further, according to the continuous roasting apparatus of the third aspect, the electric heater is provided inside the roasting pot and the energizing means for energizing the electric heater is provided, so that the electric heater can heat the inside of the roasting pot. Therefore, it is possible to perform roasting with high thermal efficiency and good safety, reliability and controllability.
[0126]
When an infrared heater or a far-infrared heater is used as the electric heater, convective heat transfer is changed to radiant heat transfer. Far-infrared energy easily penetrates into the heated body and is heated from the inside of the grain, so heat transfer is accelerated, heating and roasting are possible in a short time, and the heating element temperature can be lowered and used. It is possible to further reduce damage to the nutritional components of grains.
[0127]
In addition, by covering the outside of the electric heater with a heat-resistant tube, far-infrared rays are easily irradiated to the roasting raw material, and heat easily penetrates into the inside, so the surface and the inside of the raw material are easily heated uniformly, and the quality High roasting can be performed.
[0128]
If the surface of the heat-resistant tube that is in contact with the roasting raw material is covered with a far-infrared substance (for example, firewood, ceramic, etc.), the far-infrared radiation is easily emitted, and it becomes possible to perform more uniform heating.
[0129]
In addition, for example, when not only heating from the outside of the roasting pot with a burner but also internal heating with an electric heater, the heating source is heated from both the outside and inside, so that heating and roasting can be performed uniformly in a short time. Because it is heated from two places, the amount of heating can be divided and the heating temperature during grain heating can be lowered. As a result, damage to the nutritional components of the grains can be reduced. At this time, when heating by the burner, normal external heating is performed. When heating only by an electric heater, internal heating is used.
[0130]
Furthermore, since the roasting raw material constantly falls from the top to the bottom inside the roasting pot, there is a possibility that the grains collide with the electric heater inside and damage the electric heater. In addition, the grain raw material immersed in water in the metering tank may cause the insulation of the electric heater to decrease due to moisture evaporation due to heating. However, such problems can be solved by covering the electric heater with a heat-resistant tube.
[0131]
In addition, because it can be heated from the inside of the roasting pot with an electric heater, it can be heated internally, so it is more efficient than gas heating, and can be roasted with good safety, reliability, and controllability. Low-temperature roasting for a long time is possible by performing low-temperature roasting for a long time to make the grains black. In addition to heating from the outside of the roasting pot with a burner, by performing internal heating with an electric heater, the heating source can be heated from both the outside and the inside, so it can be heated and roasted uniformly in a short time, Since it heats from two places, the amount of heating can be divided and the heating temperature at the time of grain heating can be lowered. As a result, damage to the nutritional components of the grains can be reduced.
[0132]
If an infrared heater or a far-infrared heater is used as the electric heater, the convective heat transfer is changed to the radiant heat transfer. Far-infrared energy easily penetrates into the heated body and is heated from the inside of the grain, so heat transfer is accelerated, heating and roasting are possible in a short time, and the heating element temperature can be lowered and used. It is possible to further reduce damage to the nutritional components of grains.
[0133]
In addition, for example, when not only heating from the outside of the roasting pot with a burner but also internal heating with an electric heater, the heating source is heated from both the outside and inside, so that heating and roasting can be performed uniformly in a short time. Because it is heated from two places, the amount of heating can be divided and the heating temperature during grain heating can be lowered. As a result, damage to the nutritional components of the grains can be reduced. At this time, when heating by the burner, normal external heating is performed.
[0134]
According to the continuous roasting apparatus of
[0135]
According to the continuous roasting apparatus of the fifth aspect, the number of rotations of the roasting pot can be controlled according to the difference in the roasting raw material and the degree of roasting. In addition, since the rotation of the roasting raw material inside the roasting kettle and the rotation of the roasting kettle can be synchronized, roasting can be performed in accordance with the change in the moisture content in the initial, middle and late stages of the roasting treatment process. And the uniformity of the product is improved.
[0136]
According to the continuous roasting apparatus of the sixth aspect, since roasting is performed by program control, automation in continuous roasting is easy. Since the moisture content of the finished product is known from the temperature of the roasting raw material, the initial roasting and Non-uniform finish in the late roasting period is eliminated.
[0137]
According to the continuous roasting apparatus of claim 7, it is difficult for the hot air rising from the roasting pot to directly hit the metering tank, and an appropriate raw material dipping process can be performed by avoiding unexpected heating in the metering tank. This makes it difficult for the ingredients of the roasting raw material to flow out in the quantitative tank.
[0138]
According to the continuous roasting apparatus of the eighth aspect, since the roasted product after roasting is transported while being moved by the conveyor and is cooled by the cooling means, the roasted products are not piled up in one place. Further roasting of the roasted product is prevented.
[0139]
According to the continuous roasting apparatus of
[0140]
According to the roasting pot of
[0141]
According to the roasting pot of
[0142]
According to the roasting pot of the eleventh aspect, since the detecting means for detecting the temperature of the roasting raw material is provided in the region where the roasting raw material flows in the roasting pot, it is possible to perform proper roasting control. In addition, since the energizing means is provided on the rotating shaft, power can be supplied to the detecting means regardless of the rotation of the roasting pot.
[0143]
According to the roasting pot of the twelfth aspect, the number of rotations of the roasting pot can be controlled according to the difference in the roasting raw material and the degree of roasting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of a continuous roasting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of the front side of the continuous roasting apparatus of FIG.
FIG. 3 is a schematic view of the metering tank of FIG.
4 is a schematic plan view of the metering tank of FIG.
FIG. 5 is a schematic perspective view of a mechanism for opening and closing the lid of the bottom opening of the metering tank.
6 is a view showing the cam shape of FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a schematic view showing an attachment state of an electric cylinder that opens and closes the lid portion of the roasting pot.
FIG. 8 is a schematic diagram showing an attachment state of the electric cylinder and roasting pot of FIG.
9 is a schematic perspective view of the electric heater of FIG.
10 is a schematic side view of the electric heater of FIG.
11 is a schematic diagram of the temperature sensor and control system of the roasting pot of FIG.
FIGS. 12A and 12B are conceptual diagrams showing the direction of the flame depending on the direction of the nozzle of the gas burner.
FIGS. 13A and 13B are conceptual diagrams showing the direction of the flame depending on the direction of the nozzle of the gas burner.
FIGS. 14A and 14B are conceptual diagrams showing the direction of the flame depending on the direction of the nozzle of the gas burner.
FIG. 15 is a block diagram of a gas supply path to a burner and a control circuit.
FIG. 16 is a block diagram showing a connection state to a program controller that controls the continuous roasting apparatus according to this embodiment;
FIG. 17 is a graph showing a low-speed rotation mode, a medium-speed rotation mode, and a high-speed rotation mode of a roasting pot
FIGS. 18A and 18B show the movement of grains during low-speed rotation of the roasting pot, FIG. 18B shows the movement of grains during proper rotation, and FIG. 18C shows high-speed rotation in which grains are stored at the bottom due to centrifugal force. Explanatory diagram showing the movement of grains at the time
FIG. 19 is a diagram showing a main configuration of a continuous roasting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
20 is a diagram showing a main configuration of the continuous roasting apparatus according to FIG. 19 as viewed from the rotation axis direction of the roasting pot.
21 is a view showing the drainage structure at the bottom of the metering tank in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Metering tank
6 Raw material supply pipe
8 Net bag
10 Horizontal plate
13 Electric cylinder
33 Electric cylinder
34 Lid
40 Roasting pot
41 Burner
42 Lid
57 Retractable ring
58 Electric cylinder
71 Electric heater
76, 77, 78 Temperature sensor
120 Transport path
121 screw
Claims (12)
この定量タンクに前記焙煎原料を供給する第1の搬送手段と、
非円形断面を有すると共に、前記定量タンクから前記焙煎原料を受け入れる開口部及び該開口部の蓋部を備え、水平な回転軸を中心に回転可能な焙煎釜と、
前記蓋部を開閉する開閉機構と、
前記焙煎釜を加熱するための加熱手段と、
前記焙煎釜から排出される焙煎済みの焙煎製品を受け取る第2の搬送手段と、
前記定量タンクから前記焙煎釜に前記焙煎原料を移動させるときに、前記開口部が上に向くように前記焙煎釜を停止させて前記蓋部を開け、前記定量タンクの排出口を開いて前記焙煎原料を前記焙煎釜に移動させた後に前記蓋部と前記定量タンクの排出口とを閉じ、前記焙煎原料の焙煎度合いに応じて前記焙煎釜の回転と前記加熱手段の加熱とを制御した後、前記開口部が下に向くように前記焙煎釜を停止させて前記蓋部を開けるように、前記焙煎釜及び前記開閉機構並びに前記加熱手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする連続焙煎装置。A metering tank equipped with a roasting raw material storage port and discharge port;
First conveying means for supplying the roasting raw material to the metering tank;
A roasting pot having a non-circular cross section, including an opening for receiving the roasting raw material from the metering tank and a lid for the opening, and rotatable about a horizontal rotation axis;
An opening and closing mechanism for opening and closing the lid,
Heating means for heating the roasting pot;
A second conveying means for receiving the roasted product discharged from the roasting pot;
When moving the roasting raw material from the metering tank to the roasting kettle, the roasting kettle is stopped so that the opening faces upward, the lid is opened, and the metering tank outlet is opened. After the roasting raw material is moved to the roasting pot, the lid and the discharge port of the metering tank are closed, the rotation of the roasting pot and the heating means according to the roasting degree of the roasting raw material Control means for controlling the roasting pot, the opening / closing mechanism, and the heating means so as to stop the roasting pot and open the lid so that the opening faces downward. When,
A continuous roasting apparatus characterized by comprising:
前記第2の搬送手段は、前記焙煎釜から排出される前記焙煎製品を搬送するコンベアと、このコンベア上の前記焙煎製品を冷却する冷却手段とを備えていることを特徴とする連続焙煎装置。In the continuous roasting apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The second conveying means includes a conveyor that conveys the roasted product discharged from the roasting pot, and a cooling means that cools the roasted product on the conveyor. Roasting equipment.
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