JP4304629B2 - コーヒー豆の脱穀研磨装置 - Google Patents

Description

この発明は、コーヒー豆の脱穀研磨方法及びその装置に関するものである。

コーヒー豆は、パーチメント及びシルバースキン（これらを総称して「被覆皮」と言う）が付いた状態で、コーヒー豆生産国から消費国に輸入されている。そして、該消費国で「コーヒー豆の脱穀研磨装置」を用いて前記被覆皮を取り除き、きれいなコーヒー生豆（きまめ）にしている。

従来、前記「コーヒー豆の脱穀研磨装置」として、次の様な装置が用いられている。
（１）コーヒー豆を研磨機内部の筒状の金網内に送り込み、ウレタン樹脂の回転アームでコーヒー豆を前記金網内表面に押し付けて研磨する装置（例えば、特許文献１、参照）。

（２）有孔研磨筒内に回転自在に設けた軸に、周面に多数の線材を植設してブラシに形成した研磨転子を軸装し、前記ブラシを前記軸方向に対して放射線状に配設した複数個の仕切板により区画した装置（例えば、特許文献２、参照）。
（３）精白米の研磨装置をコーヒー豆の脱穀研磨装置として用いる（例えば、特許文献３、参照）。

特開２００５−１５９号公報 特開平５−１６１４８８号公報 特許第１２９３９３１号公報

前記被覆皮のうち、パーチメントは、果肉（パルポ）とシルバースキンとの間にある柔らかい内果皮であり、シルバースキン(銀皮)は、種子の外表面に密着して該種子を覆う薄い種皮であるが、前記パーチメントは剥がしやすい。しかし、シルバースキンは前記パーチメントに比べ剥がしにくいので、脱穀研磨してもシルバースキンが残ることがある。

前記シルバースキンがコーヒー生豆に残っていると、該生豆を焙煎して挽き粉にし、該挽き粉を湯で浸出してコーヒー飲料にした場合、渋味や雑味等が含まれ、澄んだ美味しいコーヒーが得られない。

そこで、脱穀研磨作業を効率良く、しかもシルバースキンを完全に剥離できるように前記装置を運転すると、コーヒー豆が割れてしまうことがある。また、コーヒー豆が割れないように運転すると、時間がかかり、前記作業効率が悪くなってしまう。

この発明は、上記事情に鑑み、コーヒー豆が割れないようにしながら完全に被覆皮を除去することを目的とする。他の目的は、脱穀研磨作業の効率化を図ることである。

前記課題を解決するための手段は、次の通りである。

この発明は、脱穀研磨ロールを内蔵する脱穀研磨室を有する、脱穀研磨手段を備えたコーヒー豆の脱穀研磨装置において； 前記脱穀研磨手段は、複数段状に配設されており、上段の脱穀研磨手段は、一回通し式脱穀研磨機であり、
前記脱穀研磨室には、コーヒー豆が投入される供給口と、コーヒー豆と剥離皮が排出される出口とが設けられ、前記出口側には、脱穀研磨圧力を調整する抵抗手段が設けられており、最下段の脱穀研磨手段は、一回通し式脱穀研磨機であり、前記脱穀研磨室には、コーヒー豆が投入される供給口と、吸引室と連通し、コーヒー豆から剥離された剥離皮を排出する除殻網と、コーヒー豆を排出する出口とが設けられ、前記出口側には、前記抵抗手段の脱穀研磨圧力よりも小さな圧力値を設定する抵抗手段が設けられていることを特徴とする。

この発明の最下段の脱穀研磨手段の供給口は、風選別手段を介して上段の脱穀研磨手段の出口に連通していることを特徴とする

この発明は、脱穀研磨ロールを内蔵する脱穀研磨室を有する、脱穀研磨手段を備えたコーヒー豆の脱穀研磨装置であって；前記脱穀研磨手段は、循環式脱穀研磨機であり、前記脱穀研磨室には、ホッパと連通する供給口と、垂直脱穀研磨部を介して前記ホッパに連通する出口と、吸引室に連通し、剥離皮を排出する除殻網とが設けられ、前記脱穀研磨室の出口側には、脱穀研磨圧力を調整する補助抵抗手段が設けられていることを特徴とする。

この発明の効果は、次の通りである。

この発明は、以上のように構成したので、コーヒー豆は、剥離皮混送行程と剥離皮分離行程とを経て脱穀研磨が行われる。

前記剥離皮混送行程では、脱穀研磨室内でコーヒー豆から剥がされた被覆皮は、加圧攪拌され砕かれながら出口に向かって進行し、前記コーヒー豆と一緒になって該出口から排出される。そのため、剥がされた被覆皮（「剥離皮」という）は、前記脱穀研磨室内において未剥離の被覆皮を除く働きをすると共に、クッションの働きもするので、コーヒー豆の割れを防止できる。

又、剥離皮分離行程では、脱穀研磨圧力が前段脱穀研磨行程における圧力値よりも小さく、除殻網からは脱穀研磨室内の剥離皮が排出される。そのため、前記脱穀研磨室の出口から排出されるコーヒー豆は、割れていない、きれいなコーヒー生豆となる。

この発明の第１実施の形態を図１〜図５により説明する。
フレーム１には、段状、即ち、上下方向に所定の間隔をおいて３台の一回通し式脱穀研磨機Ａ、Ｂ、Ｃが、重なるようにしながら配設されている。

前記脱穀研磨機Ａは最上段に配設され、例えば、コーヒー豆Ｇの被覆皮全体の４０％を剥離する。この脱穀研磨機Ａは、円筒状の脱穀研磨室３Ａを備えているが、この脱穀研磨室３Ａは、水平状に配設され、その内部には、脱穀研磨ロール５が設けられている。前記ロール５は、送穀ロール部５ａと脱穀研磨翼５ｂとを備えているが、前記脱穀研磨翼５ｂは、該送穀ロール部５ａの先端部に連続して設けられている。なお、この脱穀研磨翼５ｂは、図４，図５に示すように、送穀ロール部５ａの中間部に配設しても良い。

脱穀研磨室３Ａの一端側には、供給口７が設けられ、その他端には出口９が設けられている。前記供給口７は、ホッパ１１に連通しており、又、前記出口９の近傍には、抵抗手段１３が設けられている。前記抵抗手段１３は、前記脱穀研磨室３Ａ内の脱穀研磨圧力（抵抗力）を調整するものである。この抵抗手段１３は、図示しない操作パネルに設けられた、ダイヤルにより操作され、該ダイヤルを回すことにより、抵抗板１３ａが前記出口９に離接し、抵抗力の大きさを変化させる。

図において、１４は脱穀研磨ロール５を駆動せしめるロール駆動プーリであり、右側の主モータ１７により回転する。前記主モータ１７は基台１５に固定されている。

前記脱穀研磨機Ｂでは、中段に配設され、例えば、コーヒー豆Ｇの被覆皮全体の４０％を剥離する。この脱穀研磨機Ｂは、前記脱穀研磨機Ａの下方に、平行に配設されているが、水平方向における向きは、前記脱穀研磨機Ａと反対である。即ち、脱穀研磨機Ａの出口９側には、脱穀研磨機Ｂの供給口７が位置している。

該供給口７は、落下案内路１９を介して前記脱穀研磨機Ａの出口９に連通している。前記脱穀研磨機Ａ，Ｂは、同一構造である。
なお、脱穀研磨機Ｂのロール駆動プーリ１４は、左側の主モータ２１により回転する。該モータ２１は基台１５に固定されている。

前記脱穀研磨機Ｃは、最下段に配設され、例えば、コーヒー豆Ｇの被覆皮全体の２０％を剥離する。この脱穀研磨機Ｃは、前記脱穀研磨機Ｂの下方に平行に配設されているが、水平方向の向きは、前記脱穀研磨機Ｂと反対である。
この様に、３台の脱穀研磨機Ａ、Ｂ、Ｃの向きを調整し、重ねるようにすると、水平に並列に配設する場合に比べ、小型化し、配設スペースを少なくすることができる。又、上方の脱穀研磨機の出口から排出されるコーヒー豆は、自重により下方の脱穀研磨機の供給口に落下するので、エレベータ等の揚穀手段を設ける必要がない。

該脱穀研磨機Ｃの構造は、前記脱穀研磨機Ａ、Ｂの構造とほぼ同一であるが、下記の点で相違している。
（１）脱穀研磨機Ｂの出口９と脱穀研磨機Ｃの供給口７とを連通せしめる落下案内路１９に、風選別部２３が設けられていること。
この風選別部２３において、コーヒー豆より比重の軽い、剥離皮は、風力によりコーヒー豆から分離されるので、前記脱穀研磨機Ｃの供給口には、コーヒー豆だけが供給されるようになる。

（２）脱穀研磨室３Ｃの周壁は、除殻網２５となっていること。この除殻網２５は打抜き孔状のスクリーンにより形成されるが、前記長孔の大きさは、例えば、短径1.2mm、長径12〜15mmに形成される。なお、前記スクリーンは、ラス状網でも良い。
（３）脱穀研磨室３Ｃが、吸引室２７により囲まれており、該吸引室２７は前記風選別部２３及びサイクロン３０に連通していること。
なお、３２は吸引ファン、３３はコーヒー生豆が流下する仕上排出樋、３５はベルト調節プーリ、をそれぞれ示す。

次に、本実施形態の作動について説明する。
運転準備；
操作パネルを操作し、脱穀研磨機Ａ、Ｂ、Ｃの運転時間を設定するとともに、ダイヤルを回して脱穀研磨圧力の大きさ（圧力値）を設定する。

この圧力値は、脱穀研磨機Ａ、Ｂは同一に設定され、例えば、被覆皮全体の４０％程度脱穀できる様な値に設定され、又、脱穀研磨機Ｃは、脱穀研磨圧力より小さい値、例えば、被覆皮全体の２０％程度脱穀できる様な値に設定され る。

両主モータ１７，２１の回転速度は、3台の脱穀研磨機Ａ、Ｂ、Ｃとも同一に設定され、例えば、コーヒー豆の送り速度が５０〜１００ｃｍ／秒になるように設定される。

運転開始：
主電源をオンにし、主モータ１７，２１を始動させると、各脱穀研磨ロール５が回転し、ホッパ１１内のコーヒー豆Ｇが供給口７から脱穀研磨室３Ａ内に流下する。そして、該コーヒー豆Ｇは、該脱穀研磨室３内で加圧攪拌され、被覆皮を剥がされながら出口９に向かって進行する。

この時、コーヒー豆Ｇの被覆皮のうち、主としてパーチメントが剥離され、その剥離されたパーチメント（剥離皮）ｋはコーヒー豆Ｇと一緒になって脱穀研磨ロール５により加圧攪拌されるので、該剥離皮ｋは砕けながら更に未剥離の被覆皮を剥がす効果が得られる。そのため、抵抗手段１３の抵抗値を必要以上に大きくしなくとも、良好な剥離効果を得ることができる。

前記出口９に向かうコーヒー豆Ｇと剥離皮ｋは、該出口９から排出される。この時、コーヒー豆を覆う被覆皮全体の約４０％が剥離される。

前記出口９から排出されたコーヒー豆Ｇと剥離皮ｋは、落下案内路１９内を落下し、脱穀研磨機Ｂの供給口７に入る。この脱穀研磨機Ｂにおいて、前記脱穀研磨機Ａと同様な要領でコーヒー豆Ｇの脱穀研磨が行われる。この脱穀研磨機Ｂでは、コーヒー豆を覆う被覆皮全体の約４０％が剥離されるので、コーヒー豆Ｇは、この段階では、被覆皮全体の約８０％、剥離された状態でとなり、この状態で該脱穀研磨機Ｂの出口９から排出される。

前記出口９から排出されたコーヒー豆Ｇと剥離皮ｋは、落下案内路１９内を落下して脱穀研磨機Ｃの供給口７に入るが、落下の途中において風選別部２３により風選別を受け、剥離皮ｋは、コーヒー豆Ｇと分離されて吸引室２７に吸引される。そのため、脱穀研磨機Ｃの供給口７には、コーヒー豆Ｇのみを供給することができる。

前記コーヒー豆Ｇは、脱穀研磨室３Ｃ内で回転する脱穀研磨ロール５により被覆皮を剥離されながら出口９に向かって進行するが、脱穀研磨圧力が前記脱穀研磨機Ａ、Ｂの圧力値より小さいので、コーヒー豆Ｇは割れることがない。

ここで剥離された被覆皮は、除殻網２５を通って吸引室２７に吸い込まれた後、サイクロン３０に送られる。そして、前記剥離皮は、サイクロン３０内で空気と分離された後、殻受け４８に収容される。

この脱穀研磨機Ｃでは、コーヒー豆を覆う被覆皮全体の約２０％が剥離されるので、コーヒー豆Ｇは、被覆皮全体の１００％（全部）、剥離された状態で、該脱穀研磨機Ｃの出口９から仕上排出樋３３に排出される。そのため、シルバースキンの無い、きれいなコーヒー生豆G1を得ることができる。

この発明の第２実施の形態を図６、図７により説明するが、図１〜図５と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施の形態では、一回通し式脱穀研磨機の代わりに、循環式脱穀研磨機Ｄが用いられる。この脱穀研磨機Dのホッパ１１は、脱穀研磨室３Dの供給口７に連通している。この脱穀研磨室３Dは、出口９側が上向きに傾斜している傾斜型脱穀研磨室であるが、その傾斜角度は必要に応じて適宜選択される。

前記脱穀研磨室３D内には、送りロール部５ａと脱穀研磨翼５ｂとを備えた脱穀研磨ロール５が内蔵されている。このロール５は、主モータ１７により駆動される。

送りロール部５ａの下方側の脱穀研磨室３Dには、コーヒー生豆出口３７が設けられている。この出口３７は、前記脱穀研磨室３Dの後端部に設けられ、ダンパ３９により開閉される。前記脱穀研磨室３の周壁は、除殻網４１で形成され、該除殻網４１の外周は、網カバー４５により覆われている。この網カバー４５は、例えば、図７に示すように、一対の断面半弧状のカバー片４５ａ、４５ｂから構成され、その上端は回動自在に支持されている。従って、この網カバー４５は開閉自在に設けられている。

前記脱穀研磨室３Dとホッパ１１の底部との間には、吸引風通路４２が設けられ、該除殻網４１の下方側には、吸引室４３が設けられている。この吸引室４３はホース４４を介してサイクロン４６に連通している。前記サイクロン４６の出口４６ａは、殻受け４８内に位置している。前記脱穀研磨室３Dの出口９は、ホッパ１１内の垂直脱穀研磨部５０に連通している。

なお、５２は、補助抵抗装置であり、必要な脱穀研磨圧力を得られない場合に補助的に使用される。５４は供給ロールで、ホッパ１１内のコーヒー豆Ｇを円滑に供給口７へ供給するために用いられる。５６は吸引ファンモータ、５８は操作パネル、をそれぞれ示す。

次に、本実施の形態の作動について説明する。
運転準備：
操作パネル５８を操作し、運転時間及び閉鎖されている網カバー４５を開く時間を設定する。この運転時間は、例えば、コーヒー豆が３回循環できる時間とし、又、網カバー４５の開く時間は、コーヒー豆が脱穀研磨室３Ｄを２回循環し終った時とする。吸引ファンモータ５６も前記網カバー４５が開いた時に始動するように設定する。

運転開始：
主電源を入れ、主モータ１７を始動させると、脱穀研磨ロール５が回転し、ホッパ１１内のコーヒー豆Ｇが供給ロール５４の規制を受けながら、供給口７内に流下する。そして、該コーヒー豆Ｇは、脱穀研磨室３D内で被覆皮（主として、パーチメント）を剥離されながら出口９に向かって上昇する。

この時、脱穀研磨室３Dの出口９が、上向きに傾斜しているので、ホッパ１１内及び垂直脱穀研磨部５０内に存在しているコーヒー豆の重量が、該出口９にかかるので、あたかも脱穀研磨圧力を調整する抵抗手段により圧力が加えられている状態となり、脱穀研磨室３D内の脱穀研磨圧力は、剥離に必要な適切な圧力となる。なお、剥離に必要な圧力を得られない場合には、補助抵抗装置５２によりその圧力を調整することができる。

前記脱穀研磨室３D内では、コーヒー豆Ｇの被覆皮（主として、パーチメント）が剥離され、その剥離された被覆皮（剥離皮）ｋはコーヒー豆と一緒に加圧攪拌されるので、該剥離皮ｋが、更に未剥離の被覆皮を除去する効果が得られる。

出口９に向かうコーヒー豆と剥離皮ｋは、該出口９から垂直脱穀部５０に吐き出され、該垂直脱穀研磨部５０内を上昇しながらホッパ１１に戻る（第１回目の循環）。

ホッパ１１に戻ったコーヒー豆Ｇと剥離皮ｋは、前記と同様な要領により脱穀研磨される。即ち、前記コーヒー豆Gと剥離皮ｋは、供給ロール５４に規制されながら再び供給口７に入り、前記脱穀研磨室３D内で脱穀研磨され、垂直脱穀研磨部５０を通りホッパに戻る（第2回目の循環）。

第2回目の循環が終わると、第3回目の循環が開始され脱穀研磨が行なわれる。この時、図７の一点鎖線で示すように、網カバー片４５a、４５ｂが、回転移動し、網カバー４５が開くとともに、吸引ファンモータ５６が駆動する。

そのため、前記供給口７にコーヒー豆Gと一緒に供給された剥離皮ｋと該脱穀研磨室３D内で剥離された被覆皮ｋは、除殻網４１を通って吸引室４３に吸引され、更に、ホース４４を通ってサイクロン４６に入り、空気と分離された後、殻受け４８内に落下する。

この３回目の循環によりシルバースキンは完全に取り除かれ、割れていない、きれいなコーヒー生豆G1となる。モータ１７、５６が止まり、運転が停止される。

ダンパ３９を開けると、コーヒー生豆出口３７からコーヒー生豆G1がコーヒー生豆受け４０に流下する。

この第２実施の形態では、網カバーを設けたが、循環式脱穀研磨機では、運転の仕方によっては前記網カバーを省略することができる。その理由は、初期段階で剥離された被覆皮（剥離皮）ｋは、大部分が除殻網の目より大きいので、吸引されない限り前記除殻網４１を通り抜けることができないからである。従って、初期循環段階では、ファンモータ５６を駆動せず、最終循環段階、例えば、第3回目の循環開始以降、で該ファンモータ５６を駆動させることにより、前記と同様な効果を得ることができる。

なお、前記第２実施の形態では、傾斜式脱穀研磨室を有するコーヒー豆の循環式脱穀研磨装置を用いたが、傾斜式脱穀研磨室の代わりに、水平式脱穀研磨室を用いても良い。この水平式脱穀研磨室は、該脱穀研磨室及び脱穀研磨ロールが水平なので、傾斜型に比べ脱穀研磨圧力が小さい。従って、必要な脱穀研磨圧力が得られない場合には、出口近傍に設けた補助抵抗装置を用いて前記圧力を調整する。

第１実施の形態を示す縦断面図である。 図１の側面図である。 図１の脱穀研磨ロールの拡大図である。 図３と異なる脱穀研磨ロールを示す拡大図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 第２実施の形態を示す縦断面図である。 脱穀研磨室の縦断面拡大図である。

符号の説明

３Ａ 脱穀研磨室
３Ｂ 脱穀研磨室
３Ｃ 脱穀研磨室
３Ｄ 脱穀研磨室
５ 脱穀研磨ロール
７ 供給口
９ 出口
１１ ホッパ
１３ 抵抗手段
Ａ 一回通し式脱穀研磨機
Ｂ 一回通し式脱穀研磨機
Ｃ 一回通し式脱穀研磨機
Ｄ 循環式脱穀研磨機
Ｇ コーヒー豆
Ｇ１ コーヒー生豆
ｋ 剥離皮

Claims (3)

1. 脱穀研磨ロールを内蔵する脱穀研磨室を有する、脱穀研磨手段を備えたコーヒー豆の脱穀研磨装置において；
   前記脱穀研磨手段は、複数段状に配設されており、
   上段の脱穀研磨手段は、一回通し式脱穀研磨機であり、
   前記脱穀研磨室には、コーヒー豆が投入される供給口と、コーヒー豆と剥離皮が排出される出口とが設けられ、
   前記出口側には、脱穀研磨圧力を調整する抵抗手段が設けられており、
   最下段の脱穀研磨手段は、一回通し式脱穀研磨機であり、
   前記脱穀研磨室には、コーヒー豆が投入される供給口と、吸引室と連通し、コーヒー豆から剥離された剥離皮を排出する除殻網と、コーヒー豆を排出する出口とが設けられ、前記出口側には、前記抵抗手段の脱穀研磨圧力よりも小さな圧力値を設定する抵抗手段が設けられていること、
   を特徴とするコーヒー豆の脱穀研磨装置。
2. 前記最下段の脱穀研磨手段の供給口は、風選別手段を介して上段の脱穀研磨手段の出口に連通していることを特徴とする請求項１記載のコーヒー豆の脱穀研磨装置。
3. 脱穀研磨ロールを内蔵する脱穀研磨室を有する、脱穀研磨手段を備えたコーヒー豆の脱穀研磨装置であって；
   前記脱穀研磨手段は、循環式脱穀研磨機であり、
   前記脱穀研磨室には、ホッパと連通する供給口と、垂直脱穀研磨部を介して前記ホッパに連通する出口と、吸引室に連通し、剥離皮を排出する除殻網とが設けられ、
   前記脱穀研磨室の出口側には、脱穀研磨圧力を調整する補助抵抗手段が設けられていることを特徴とするコーヒー豆の脱穀研磨装置。

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