JP3977785B2 - 焙煎装置 - Google Patents
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Description
このような焙煎装置としては、一例として特許文献1に記載されたものがある。特許文献1記載の焙煎装置は、燃焼排ガスの一部を熱風供給機構に戻し、焙煎用熱風の一部とするガス循環型であり、熱風によって焙煎室を熱して、内部に収容されている被焙煎物を攪拌しながら焙煎するものである。また、焙煎室の姿勢を焙煎時と排出時(または投入時)において切り換える姿勢切り換え機構を備えている。
しかし、このようなバッチ処理によって焙煎を行う焙煎装置は、処理効率が悪いために、例えば一日当たり数トンというような処理を行う大量生産には対応できない。
すなわち、焙煎時における被焙煎物周囲には、被焙煎物の加熱により蒸散した水分しかなく、しかもその水分は流通する熱風に取り込まれて減る一方であるので、焙煎の加減が極めて難しい。
本発明は、
LPガスまたは天然ガスを燃焼させて焙煎室内に水分を含む加熱ガスを循環させ、その雰囲気中に、通気可能な搬送載置部を有するコンベヤ装置を設け、下方から上方へ流通し循環する加熱ガスを熱源として被焙煎物を搬送載置部に載せて搬送しながら連続的に焙煎処理する焙煎装置であって、
下部通風室と、
下部通風室の上方側に位置する焙煎室と、
焙煎室の上方側に位置する燃焼室と、
燃焼室で生じた燃焼ガスを含む加熱ガスを燃焼室へ戻された加熱ガスと共に下部通風室へ送る通風路と、
被焙煎物を焙煎室内に連続して供給するための被焙煎物供給装置と、
を備えており、
焙煎室は、
焙煎室内に被焙煎物を導入する導入部と、
焙煎された被焙煎物を焙煎室外部へ排出する排出部と、
被焙煎物を導入部側から排出部側へ搬送するコンベヤ装置と、
を備えており、
コンベヤ装置は、通気可能な搬送載置部を有し、上下に所要間隔をおいて複数設けられ、排出部側に近い搬送載置部が、加熱ガスの上流側となる下方に位置しており、
焙煎室と燃焼室との間には、焙煎室から送られる加熱ガスを燃焼室へ案内して導入する上部通風室が設けてあり、
上部通風室には、導出口に加熱ガスを案内する案内板が下方側が末広がりになるよう設けてあり、被焙煎物を導入する導入部とは反対側に位置する案内板は、下部側の一部が通風路を構成する空間部に対応する部分に設けてある放熱板となっており、
燃焼室から送られた高熱の加熱ガスの熱を放熱板から上部通風室内に放熱することにより、上部側のコンベヤ装置の端部から下部側のコンベヤ装置上に落ちる被焙煎物を加熱するようにしてあり、
焙煎室の側壁部には、開閉可能で、開けたときには通気も可能な覗き窓部が所要数設けてあり、焙煎室内の水分量または湿度を調整するため各覗き窓部の開閉蓋は、全開と半開が可能となっている、
焙煎装置である。
すなわち、例えば燃焼による酸化反応により発生した水分が含まれている燃焼ガス等の加熱ガスが直接に被焙煎物個々を加熱するので、被焙煎物周囲に適度な水分が常時供給される。そして、これが被焙煎物からの過度な水分蒸散を防ぐ等、被焙煎物中の水分と雰囲気中の水分が相互に良好に作用するので、良質な焙煎を行なうことができる。
図2は上部通風室と送風装置の右側面図、
図3は上部通風室と燃焼室の左側面図、
図4は図1におけるA−A断面説明図、
図5はネットコンベヤに設けてある支持部材の構造を示し、(a)は上部側のネットコンベア、(b)は下部側のネットコンベヤの平面視説明図、
図6は上部通風室とネットコンベヤの位置関係を示す説明図、
図7は焙煎装置の背面側斜視図、
図8は導入部の構造を示す斜視説明図、
図9は排出部の構造を示す斜視説明図、
図10は被焙煎物供給装置の構造を示す斜視説明図、
図11は被焙煎物供給装置の振動フィーダの構造を示し、(a)は斜視説明図、(b)は概略説明図である。
焙煎装置Bは、焙煎室2内において、コンベヤ装置であるネットコンベヤ3、3aにより移動する被焙煎物を、下方から上方へ流通し循環する燃焼ガスを熱源として焙煎するものである。
図1、図7、図9を参照する。
焙煎装置Bの下部側第1段目には、下部通風室1が設けてある。下部通風室1は、平面視長方形の上部が開口した箱状である。
下部通風室1は、底部と四面の側部からなる金属製の外枠10を有している。外枠10の上部開口縁部には、接続用フランジ100が全周にわたり設けてある。また、外枠10の上部開口縁部のやや下方には、長手方向の両側部を連結するように、所要数(本実施例では三箇所)の補強ロッド(図示省略)が水平かつ互いに平行になるよう設けてある。
また、外枠10の内面には、キャスタブル耐火物11が所要の厚さでほぼ全面(接続口部材13とメンテナンス用扉15が設けてある部分を除く)に施工されている。
図1、図4、図7、図8、図9を参照する。
下部通風室1の上部には、焙煎室2が取り付けて設けてある。焙煎室2は、平面視長方形状で所要高さの筒状に形成されている。焙煎室2の上下開口縁部には、それぞれ接続用フランジ200、201が全周にわたり設けてある。焙煎室2の上部開口縁部のやや下方には、長手方向の両側部を連結するように、所要数(本実施例では二箇所)の補強ロッド203が水平かつ互いに平行になるよう設けてある。
焙煎室2の上部側の開口縁部は、下部通風室1の一端(図1において左側端部)からやや張り出すよう設けてある。この部分は後述する上部通風室4の端部からも張り出し、張り出し部の上部が開口して、被焙煎物を導入するための導入部21となる。また、導入部21の下方側は開口されて排出部22が設けてある。
また、各覗き窓部24は、焙煎室2内部の被焙煎物の状態の確認だけでなく、焙煎室2内の水分量(または湿度)を調整するため、または運転終了後の冷却のために空気を導入する機能を有している。上記開閉蓋241の全開と半開は、目的に合わせ適宜使い分けられる。
図1、図4、図5を参照する。
焙煎室2の内部には、ネットコンベヤ(金網チェーンコンベヤ、金網ネットコンベヤともいう)3、3aが上下に所要間隔をおいて二段に設けてある。なお、本実施例では二段に設けたが、三段以上設けることもできる。
ネットコンベヤ3、3aは、被焙煎物の搬送載置部(搬送部)である搬送ベルト30が金属製のネットで形成されているネットコンベヤである。ネットコンベヤ3、3aは、導入部21に導入された被焙煎物を排出部22へ搬送するものである。
なお、加熱ガス(燃焼ガスを含む)の流通方向は、下から上であるので、搬送方向において後述する排出部22に近い下部側のネットコンベヤ3aが、流通する加熱ガスの上流側に位置することになる。
支持部材31、31aによれば、上部側を移動する搬送ベルト30を摺動させることにより、搬送ベルト30自身の重量や被焙煎物の重量等による搬送ベルト30の波打ち、蛇行等が防止され、被焙煎物を確実に搬送できる。なお、図4に示す支持部材31、31aは、それらの間にある搬送ベルト30を省略しているので、重なって表されている。
そして、ネットコンベヤ3aの搬送ベルト30の排出側端部(図1において左側端部)は、上記排出部22の上方に位置している。
なお、ネットコンベア3、3aは本実施例では上下二段に配置したが、例えば搬送部が連続したコンベヤを排出側方向へ下り傾斜するよう設けることもできる。また、その場合は搬送経路がジグザグでもよいし、螺旋でもよい。
符号251はシュートである。
図1、図6を参照する。
焙煎室2の上部には、焙煎室2を通って送られる加熱ガスを燃焼室5へ案内して導入する上部通風室4が設けてある。上部通風室4は、平面視長方形状で所要高さの筒状に形成された外枠40を有している。
外枠40の下開口縁部には、接続用フランジ400が全周にわたり設けてある。上部通風室4は、焙煎室2の上部形状に合うよう設けてある下部側の接続用フランジ400を焙煎室2の接続用フランジ201にボルト・ナット(図示省略)により固定して取り付けてある。
案内板42、42aの上端部は、導出口41の口縁部に位置し、下端部は外枠40の下部開口縁部に位置している。案内板42、42aは、上部通風室4内の幅と同幅に設けてある。一方の案内板42は、全体が金属板で断熱材を挟んだ構造である。また、他方の案内板42aは、上部側の一部が案内板42と同様の構造であり、下部側の一部は金属板による一枚構造である放熱板420となっている。放熱板420は、図6に示すように後述する空間部47に対応する部分に設けてあり、燃焼室5から送られた高熱の加熱ガスの熱を上部通風室4内に放熱する。これにより、上部側のネットコンベヤ3の端部から下部側のネットコンベヤ3a上に落ちる被焙煎物(実施例においてはアーモンドR)を加熱することができる(図6参照)。
なお、外枠40のうち、案内板42、42aの上方側の口縁部(導出口41を除く部分)は、上面板45、45aで塞がれている。
なお、接続口部材44は一方の案内板42aの裏側に位置しており、案内板42、42aで案内される加熱ガスは、案内板42aで邪魔されて直接には接続口部材44に流れ込むことができない。また、外枠40の正面側の側部46のうち、案内板42aの裏側に対応する部分には接続口460が設けてある。接続口460には、後述する通風路8を構成する側部ダクト75の下端部が接続される。
図1、図3、図7を参照する。
上部通風室4の上部には、燃料を燃焼させる燃焼室5が設けられている。燃焼室5はほぼ円筒形状に形成されており、上記下部通風室1と同様、内面にはキャスタブル耐火物(図示省略)が施工されている。
燃焼室5の中央下部には、上部通風室4の導出口41が接続されている。これにより、下部通風室1から焙煎室2、上部通風室4を通ってきた加熱ガスを燃焼室5内部に導入して戻すことができる。
燃焼室5の一方の端部(図1において左側端部)には燃焼装置6が設けてあり、燃焼装置6の燃焼部(図示省略)は燃焼室5内部に気密に収容してある。
図1、図7を参照する。
燃焼装置6は、燃焼室5内部で混合ガスを燃焼させる。燃焼装置6は、燃料であるLPガスと空気を所要割合で混合する混合機を有する一般的な装置であるので、詳細な説明は省略する。なお、使用される燃料としては、LPガス(エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン、ブチレン等を含む)の他、天然ガスがあげられるが、燃焼によって水が生成されるものであれば、これらに限定されるものではない。
図1、図2を参照する。
燃焼室5の他端側には、円筒形状の通風管50が設けてあり、通風管50の端部には、送風装置7が設けてある。
送風装置7は、ファン室70を有している。ファン室70は通風管50に通風可能に接続されている。ファン室70内部には、耐熱型のラジアルファン71(径向き羽根を持つ遠心ファン)が回転軸72の軸線方向を水平にして設けてある。ラジアルファン71は、台フレーム73上に設けられたモータ74によりベルト駆動される。なお、駆動方式は、チェーン、直結駆動等、他の方式も採用できる。
また、上部通風室4の接続口部材44と下部通風室1の接続口部材13の間には、湾曲した角筒状に形成された通風ダクト80が接続されている。
なお、通風路8は、側部ダクト75、上部通風室4の案内板42a裏側の空間部47(図6に図示)、及び通風ダクト80により構成される。
図10、図11を参照する。
被焙煎物供給装置9は、被焙煎物を導入部21から焙煎室2内に連続して供給するものである。
被焙煎物供給装置9は、上記他の部分とは分離して設けてある。本実施例の被焙煎物供給装置9は、導入部21へ被焙煎物を送り出す振動フィーダ94、94aと、振動フィーダ94、94aへ被焙煎物を送るホッパー92と、ホッパー92に被焙煎物を投入する投入容器96を一体に設けたものである。
なお、被焙煎物供給装置9は一体的に設けることもできるし、特に大量生産を行う場合等は、被焙煎物供給装置を工場の施設に作り付けて使用することもできる。
この構造により、ホッパー92の下部排出口93から供給された被焙煎物は、トレー941の振動によって導入部21からネットコンベヤ3に順次供給される。
なお、導入部21へ被焙煎物を送り出す(供給する)装置は、本実施例のような振動フィーダ94、94aに限定するものではなく、例えばラバースプリングタイプの緩衝装置等を採用することもできる。
本実施例の焙煎装置Bの作用を図1ないし図10を参照して、被焙煎物としてのアーモンドを焙煎する場合を例にとり説明する。
(1)燃焼装置6に点火し、送風装置7を始動する。また、ネットコンベヤ3、3a及び排出コンベヤ25を始動する。送風装置7によって、加熱ガス(燃料の燃焼または熱分解によって発生する燃焼ガスを含む)は、燃焼室5→ファン室70→側部ダクト75→通風ダクト80→下部通風室1→焙煎室2→上部通風室4→燃焼室5の順で循環する。加熱ガスの循環により、導入部21からは外気も導入されるので、酸素が燃焼室5へ送られ、燃焼室5内での燃焼温度を高温に保つことができる。
なお、燃焼装置6の火力(またはカロリー)、送風装置7の風量、ネットコンベヤ3、3a、排出コンベヤ25の速度、及び焙煎装置Bの運転時間等は、被焙煎物であるアーモンドの焙煎に合わせて予め設定されている。また、上記設定、制御を自動化せず、手動で行うこともできる。
上部のネットコンベヤ3の搬送ベルト30上に載ったアーモンドRは、搬送ベルト30の速度が遅い場合、均し部材26の手前側で溜まって盛り上がるが、均し部材26によって一層(粒の厚さ)に均される。これにより、アーモンドRは均し部材26の後では、搬送ベルト30上で山状に盛り上がることはないので、加熱ガスが通り抜けやすくなる。
更に、下方から上方へ流通している加熱ガスは、排出側に近い下段のネットコンベヤ3a上のアーモンドをまず加熱するので、上部側のネットコンベヤ3を経て水分の含有率が少なくなったアーモンドは、特に表面が効果的に加熱され、良質な焙煎が行われる。
1 下部通風室
10 外枠
100 接続用フランジ
11 キャスタブル耐火物
12 側部
13 接続口部材
130 接続用フランジ
14 側部
15 メンテナンス用扉
2 焙煎室
21 導入部
22 排出部
23 側部
24 窓部
240 窓口部材
241 開閉蓋
242 固定具
243 固定具
25 排出コンベヤ
250 モータ
251 シュート
26 均し部材
27 側部
200 接続用フランジ
201 接続用フランジ
203 補強ロッド
3、3a ネットコンベヤ
30 搬送ベルト
31、31a 支持部材
310 丸パイプ
32 軸受
33 回転軸
34 軸受
35 回転軸
36、37 モータ
360、370 減速機
4 上部通風室
40 外枠
400 接続用フランジ
41 導出口
42 案内板
42a 案内板
420 放熱板
43 側部
44 接続口部材
440 接続用フランジ
45、45a 上面板
46 側部
47 空間部
460 接続口
5 燃焼室
50 通風管
6 燃焼装置
7 送風装置
70 ファン室
71 ラジアルファン
72 回転軸
73 台フレーム
74 モータ
75 側部ダクト
8 通風路
80 通風ダクト
9 被焙煎物供給装置
90 フレーム
91 キャスタ
92 ホッパー
93 下部排出口
94、94a 振動フィーダ
940 振動機
941 トレー
95 投入容器
Claims (1)
- LPガスまたは天然ガスを燃焼させて焙煎室(2)内に水分を含む加熱ガスを循環させ、その雰囲気中に、通気可能な搬送載置部(30)を有するコンベヤ装置(3,3a)を設け、下方から上方へ流通し循環する加熱ガスを熱源として被焙煎物を搬送載置部(30)に載せて搬送しながら連続的に焙煎処理する焙煎装置であって、
下部通風室(1)と、
下部通風室(1)の上方側に位置する焙煎室(2)と、
焙煎室(2)の上方側に位置する燃焼室(5)と、
燃焼室(5)で生じた燃焼ガスを含む加熱ガスを燃焼室(5)へ戻された加熱ガスと共に下部通風室(1)へ送る通風路(8)と、
被焙煎物を焙煎室(2)内に連続して供給するための被焙煎物供給装置(9)と、
を備えており、
焙煎室(2)は、
焙煎室(2)内に被焙煎物を導入する導入部(21)と、
焙煎された被焙煎物を焙煎室(2)外部へ排出する排出部(22)と、
被焙煎物を導入部(21)側から排出部(22)側へ搬送するコンベヤ装置(3,3a)と、
を備えており、
コンベヤ装置(3,3a)は、通気可能な搬送載置部(30)を有し、上下に所要間隔をおいて複数設けられ、排出部(22)側に近い搬送載置部(30)が、加熱ガスの上流側となる下方に位置しており、
焙煎室(2)と燃焼室(5)との間には、焙煎室(2)から送られる加熱ガスを燃焼室(5)へ案内して導入する上部通風室(4)が設けてあり、
上部通風室(4)には、導出口(41)に加熱ガスを案内する案内板(42,42a)が下方側が末広がりになるよう設けてあり、被焙煎物を導入する導入部(21)とは反対側に位置する案内板(42a)は、下部側の一部が通風路(8)を構成する空間部(47)に対応する部分に設けてある放熱板(420)となっており、
燃焼室(5)から送られた高熱の加熱ガスの熱を放熱板(420)から上部通風室(4)内に放熱することにより、上部側のコンベヤ装置(3)の端部から下部側のコンベヤ装置(3a)上に落ちる被焙煎物を加熱するようにしてあり、
焙煎室(2)の側壁部には、開閉可能で、開けたときには通気も可能な覗き窓部(24)が所要数設けてあり、焙煎室(2)内の水分量または湿度を調整するため各覗き窓部(24)の開閉蓋(241)は、全開と半開が可能である、
焙煎装置。
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