WO2007085215A1 - Verfahren zum rösten einer charge von kaffeebohnen in einem röster für kleinmengen - Google Patents

Verfahren zum rösten einer charge von kaffeebohnen in einem röster für kleinmengen Download PDF

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WO2007085215A1
WO2007085215A1 PCT/DE2006/002098 DE2006002098W WO2007085215A1 WO 2007085215 A1 WO2007085215 A1 WO 2007085215A1 DE 2006002098 W DE2006002098 W DE 2006002098W WO 2007085215 A1 WO2007085215 A1 WO 2007085215A1
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WO
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temperature
roasting
hot air
coffee beans
differential
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PCT/DE2006/002098
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Inventor
Harald Munk
Original Assignee
Novoroaster Gmbh
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23F—COFFEE; TEA; THEIR SUBSTITUTES; MANUFACTURE, PREPARATION, OR INFUSION THEREOF
    • A23F5/00—Coffee; Coffee substitutes; Preparations thereof
    • A23F5/04—Methods of roasting coffee
    • A23F5/046—Methods of roasting coffee with agitation or transportation of the beans by gases; Fluidised-bed roasting or fluidised-bed cooling after roasting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23N—MACHINES OR APPARATUS FOR TREATING HARVESTED FRUIT, VEGETABLES OR FLOWER BULBS IN BULK, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PEELING VEGETABLES OR FRUIT IN BULK; APPARATUS FOR PREPARING ANIMAL FEEDING- STUFFS
    • A23N12/00—Machines for cleaning, blanching, drying or roasting fruits or vegetables, e.g. coffee, cocoa, nuts
    • A23N12/08—Machines for cleaning, blanching, drying or roasting fruits or vegetables, e.g. coffee, cocoa, nuts for drying or roasting
    • A23N12/10—Rotary roasters

Definitions

  • the invention relates to a method for roasting a batch of coffee beans in a small-volume roaster according to the preamble of claim 1.
  • roasting of coffee beans is nowadays usually in large roasting plants, in which hundreds of tons of raw coffee are roasted every day.
  • small volume roasters for example, set up in restaurants or coffee shops, and capable of roasting coffee beans in batch quantities of about 200-1,000 g.
  • small household roasters are known, the roast quality but leaves much to be desired.
  • a coffee bean roaster with a programmable control unit is also known from US Pat. No. 6,053,093, in which the parameters roasting time and roasting temperature are stored as selectable data sets in the control unit.
  • the invention has for its object to provide a method for roasting a batch of coffee beans in a roaster for small quantities, its operation over the prior art is greatly simplified, and nevertheless good Roast bits shows. Furthermore, the invention has for its object to provide a device for carrying out a method according to claim 1, which is easy to handle with a simple structure and provides good roasting results.
  • the inventive method uses a roaster with a vertically oriented roasting chamber, the unroasted coffee beans are supplied batchwise and removable therefrom, wherein the roasting is carried out by means of hot air flowing through the roasting chamber and the roasting is controllable by means of a programmable control unit.
  • the hot air temperature and the coffee bean temperature are detected during the roasting and the roasting is carried out until the differential temperature between hot air temperature and coffee bean temperature has reached a preselected differential temperature end value.
  • the roasting is carried out almost exclusively temperature controlled. Only the hot air temperature and the coffee bean temperature are recorded and it is roasted until the temperatures of the hot air and the coffee beans have approached to a preselected differential temperature end value.
  • the method according to the invention requires no adjustment of the roasting time, the humidity, or the volume flow, so that the method can be handled very easily. In this way, a device operating according to this method can also be constructed considerably less expensively, so that it becomes possible to use such a roaster into the private sphere.
  • the volume flow of the hot air is reduced in proportion to the decrease in the differential temperature after reaching a predetermined minimum differential temperature. This allows on the one hand the required hot air energy on the other hand reduce the noise level and furthermore achieve a more gentle roasting at high temperature of the coffee beans.
  • the temperature of the hot air is about 200 - 28O 0 C.
  • the volume flow of the hot air is reduced approximately proportional to the further decrease of the difference. The roasting is stopped as soon as the temperature of the diffuser has reached ⁇ 2O 0 C.
  • the hot air temperature is raised in several stages when the coffee bean temperature has fallen below a difference temperature value.
  • the raising of the temperature of the hot air can also be continuous as soon as a certain minimum differential temperature is reached.
  • the course of the increase in the hot air temperature can be selected so that the increase in the coffee bean temperature follows a desired curve until the coffee bean temperature has reached a certain maximum temperature, or until the difference between coffee bean temperature and hot air temperature has reached the differential temperature end value.
  • the respective hot air temperature is adjusted so that the difference between the hot air temperature and coffee bean temperature above a temperature range of coffee beans of about 200 0 C does not exceed certain difference values, on the one hand to avoid local overheating of coffee beans, but on the other hand, the duration of the roast not to be too big.
  • the hot air temperature is lowered after reaching the differential temperature end value to a temperature below the current coffee bean temperature, preferably a fourth stage, so that at this time already a Cooling of the coffee beans begins
  • the further cooling of the coffee beans can then be done in a known manner after transfer of the coffee beans in a cooling container by supplying fresh air.
  • the device according to the invention is characterized in that two sensors are present, namely a first sensor for detecting the temperature of the hot air and a second sensor for detecting the coffee bean temperature.
  • a programmable control unit constantly calculates the differential temperature between the temperatures of the first and the second temperature sensor. Once the differential temperature ⁇ a minimum differential temperature. the volume flow of the hot air is reduced in proportion to the further decrease in the differential temperature and the roasting is terminated when the differential temperature has reached or fallen below a preselected differential temperature end value.
  • the invention requires neither timing devices. nor the metrological detection of the volume flow. There are only the temperatures of the supplied hot air and the temperature of the coffee beans to determine and to form the differential temperature. This determines indirectly the duration of the roasting and at the same time, when a minimum temperature is exceeded, the reduction of the volume flow of the hot air.
  • the roasting is preferably carried out by blowing the hot air from a plenum into the roasting chamber by distributed over the circumference of the roasting chamber arranged nozzles whose discharge direction is directed tangentially and obliquely down to a thought in the roasting cylinder extending cylinder cam track.
  • the bottom of the roasting chamber is preferably cone-shaped with the tip directed upwards, so that the beans, when not blown, are annular in the roasting chamber and can then be whirled around in a ring.
  • the bottom of the roasting chamber is preferably raised by means of a lifting magnet when the batch of roasted coffee beans is to be removed from the roasting chamber.
  • the first temperature sensor is arranged in the air duct for supplying the hot air to the roasting chamber and the second temperature sensor is located in the region of the coffee bean charge introduced into the roasting chamber.
  • the second temperature sensor should not touch the coffee bean trays, but have a close coupling thereto.
  • an infrared sensor can be used for this purpose, which can determine the temperature from a certain distance from the coffee beans.
  • the air compressor is a frequency-controlled side channel compressor, wherein the differential temperature controls the frequency of the side channel compressor.
  • the invention is simple and can be controlled in a simple manner.
  • the roasting parameters, d. H. the difference temperature values to be determined are essentially determined by the type of coffee to be roasted, so that with an appropriate allocation of coffee bean type and temperature data, the operator only has to specify the coffee bean type and possibly the quantity and / or a correction specification (stronger / weaker) on an input panel. Further specifications are not required.
  • FIG. 1 is a perspective view of a device for roasting coffee beans
  • Fig. 2 is a partially sectioned cross-sectional view through a roasting chamber
  • Fig. 3 is a diagram showing the course of the temperatures in the roaster and fan speed.
  • the device shown in Fig. 1 is formed as a frame 1 with four wheels, which includes a side channel compressor 2 in the lower region, which is connected via air ducts with the .eigent roasting device.
  • a control panel 3 is located in the upper area of the frame 1.
  • a roasting chamber 4 designed as a glass cylinder can be filled via the inlet hopper 8 with a batch of coffee beans.
  • the plenum 5 is arranged, to which the hot air is supplied via a hot device, not shown. From the plenum, the hot air is passed through individual nozzles 7, not shown, in the roasting chamber, in which the hot air roasts the coffee beans introduced therein. After completion of the roasting, the coffee beans can be transferred via a lowerable bottom through the outlet 6 in a cooling container.
  • Fig. 2 shows the device for roasting and swirling the coffee beans in cross-sectional view.
  • the cylindrical roasting chamber 4 is placed on the inner edge of the plenum 5, in which the hot air is injected and from which the hot air is injected via nozzles 7, which are directed obliquely downwards inside, in the roasting chamber.
  • the Düsenausblasraum runs approximately tangentially an imaginary cylinder line, so that the filled into the roasting chamber beans that store in the annular lowered bottom portion 10, are cyclically caused by the blown hot air in a vortex.
  • the inner cone portion 9 of the bottom can be raised via a lifting rod 11, which is actuated by the lifting magnet 12, so that the coffee beans located in the roasting chamber can be removed from the roasting chamber via the outlet 6.
  • a first temperature sensor is located in the plenum in order to be able to detect the temperature of the hot air supplied as close to the outlet as possible.
  • a second temperature sensor is intended to detect the temperature of the filled coffee beans, so that it can be arranged, for example, at the tip of the conical bottom or arranged as an infrared sensor at a distance of several centimeters.
  • Fig. 3 shows the course of the temperatures of the hot air and the coffee beans.
  • the temperature profile with respect to the roasting time is indicated, the curve 14 representing the temperature profile of the hot air and the curve 13 the temperature profile of the coffee beans.
  • the hot air is at a first stage 15 held at about 220 ° until the coffee beans have reached a temperature of about 180 °.
  • the temperature difference is about 4O 0 C.
  • the temperature of the hot air is raised to a second stage 16, ie 24O 0 C, until the temperature of the coffee beans has again reached a differential temperature of 40 0 C.
  • the temperature of the supply air is raised again by 20 ° to a third stage 17 of 260 0 C and it is further roasted until the differential temperature 19 between the air temperature and the coffee bean temperature is only 2O 0 C. Then, the roasting is terminated by either the heating is completely turned off, or (fourth step 18) to a lower temperature is lowered, which is below the coffee beans temperature about 2O 0 C is below the temperature of coffee beans. As a result, there is no abrupt cooling of the coffee bean temperature, but an initially slow drop in temperature. Thereafter, the bottom of the roasting chamber is opened and the coffee beans fall from the flow of the roasting chamber in a cooling container, where they are cooled by means of cooling air to a use temperature.
  • Fig. 3 also shows that the speed 20 of the duct compressor is reduced at about the time when the hot air temperature is raised from the stage 16 to the stage 17 to reduce the volume flow of the hot air to protect the coffee beans. This reduces the fan noise at the same time. The operator can already recognize that the roasting of the coffee beans will be completed shortly.
  • the illustrated temperature values relate only to a preferred embodiment.
  • the temperature values can be changed, in particular in that a table used in the control unit establishes an association between the temperature profile and the type of coffee bean so that the operator only has to set a specific type of coffee bean on the control panel.
  • the amount of imported coffee beans can be selected, although the roasting can also independently of an adjustment to the amount of filled coffee beans automatically lead to the desired roasting result.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Rösten einer Charge von Kaffeebohnen in einem Röster für Kleinmengen, mit einer vertikal gerichteten Röstkammer, der ungeröstete Kaffeebohnen chargenweise zufügbar und daraus entnehmbar sind, wobei die Röstung mittels die Röstkammer durchströmende Heißluft erfolgt und die Röstung mittels einer programmierbaren Steuereinheit steuerbar ist. Erfindungsgemäß werden während der Röstung wenigstens die Heißlufttemperatur und die Kaffeebohnentemperatur erfasst und die Röstung so lange durchgeführt, bis die Differenztemperatur zwischen der Heißlufttemperatur und der Kaffeebohnentemperatur einen vorgewählten Differenztemperatur-Endwert erreicht hat.

Description

Verfahren zum Rösten einer Charge von Kaffeebohnen in einem Röster für Kleinmengen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rösten einer Charge von Kaffeebohnen in einem Röster für Kleinmengen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Röstung von Kaffeebohnen erfolgt heutzutage üblicherweise in Großröstereien, in denen täglich Hunderte von Tonnen an Rohkaffee geröstet werden. Es sind auch Röster für kleine Mengen bekannt, die beispielsweise in Restaurants oder Kaffeeverkaufsgeschäften aufgestellt sind, und in der Lage sind, Kaffeebohnen in Chargenmengen von etwa 200 - 1000 g zu rösten. Daneben sind kleine Haushaltsröster bekannt, deren Röstqualität jedoch zu wünschen übrig lässt.
Aus der DE 102 29 269 B3 ist ein Verfahren zur Röstung kleiner Mengen von Kaffeebohnen in einer vertikal gerichteten zylindrischen Röstkammer bekannt, wobei die Röstung mittels eines die Röstkammer durchströmenden Heißluftstroms erfolgt. Die Röstung und Abkühlung der Kaffeebohnen erfolgt mittels einer programmierbaren Steuereinheit, wobei Kombinationen wenigstens der Parameter Röstdauer, Rösttemperatur und Volumenstrom der Röstheißluft als wählbare Datensätze in der Steuereinheit gespeichert sind und wobei der Heißluftstrom mittels eines frequenzgesteuerten Seitenkanalverdichters steuerbar ist.
Speziell sind bei diesem Verfahren eine Vielzahl von Parametern einzeln einstellbar, um ein optimales Röstergebnis zu erhalten, jedoch ist die Parametereinstellung entweder fest vorgegeben oder sie muss von qualifiziertem Bedienungspersonal festgelegt werden, um gute Röstergebnisse zu erzielen.
Auch aus der US 6,053,093 ist ein Kaffeebohnenröster mit einer programmierbaren Steuereinheit bekannt, bei dem die Parameter Röstdauer und Rösttemperatur als wählbare Datensätze in der Steuereinheit gespeichert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Rösten einer Charge von Kaffeebohnen in einem Röster für Kleinmengen anzugeben, dessen Bedienung gegenüber dem Stand der Technik stark vereinfacht ist, und der gleichwohl gute Röstergebisse zeigt. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 anzugeben, welche bei einfachem Aufbau einfach handhabbar ist und gute Röstergebnisse liefert.
Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren sowie die in Anspruch 12 angegebene Einrichtung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet einen Röster mit einer vertikal gerichteten Röstkammer, der ungeröstete Kaffeebohnen chargenweise zuführbar und daraus entnehmbar sind, wobei die Röstung mittels die Röstkammer durchströmender Heißluft erfolgt und die Röstung mittels einer programmierbaren Steuereinheit steuerbar ist. Erfindungsgemäß werden während der Röstung wenigstens die Heißlufttemperatur und die Kaffeebohnentemperatur erfasst und die Röstung so lange durchgeführt, bis die Differenztemperatur zwischen Heißlufttemperatur und Kaffeebohnentemperatur einen vorgewählten Differenztemperatur-Endwert erreicht hat.
Durch diese Maßnahme wird die Röstung praktisch ausschließlich temperaturgesteuert durchgeführt. Es werden lediglich die Heißlufttemperatur und die Kaffeebohnentemperatur erfasst und es wird so lange geröstet, bis die Temperaturen der Heißluft und der Kaffeebohnen sich bis auf einem vorgewählten Differenztemperatur-Endwert angenähert haben. Das Verfahren gemäß der Erfindung erfordert keine Einstellung der Röstdauer, der Feuchtigkeit, oder des Volumenstroms, so dass das Verfahren sehr einfach gehandhabt werden kann. Damit lässt sich auch eine nach diesem Verfahren arbeitende Einrichtung erheblich kostengünstiger aufbauen, so dass es möglich wird, einen derartigen Röster bis in den Privatbereich hinein zu verwenden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Volumenstrom der Heißluft nach Erreichen einer vorgegebenen Mindestdifferenztemperatur proportional zur Abnahme der Differenztemperatur verkleinert wird. Hierdurch lässt sich einerseits die erforderliche Heißluftenergie verkleinern, andererseits die Geräuschstärke verringern und femer eine schonendere Röstung bei hoher Temperatur der Kaffeebohnen erreichen.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt die Temperatur der Heißluft etwa 200 - 28O0C. Zu einem Zeitpunkt, zu dem die Kaffeebohnentemperatur etwa 40° unterhalb der Heißlufttemperatur liegt, wird der Volumenstrom der Heißluft etwa proportional zur weiteren Abnahme der Differen∑temperatur verkleinert. Die Röstung wird beendet, sobald die Differe/iztemperatur < 2O0C erreicht hat.
Insbesondere kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass bis zum Erreichen der Mindestdifferenztemperatur die volle Leistung des Volumenstroms eingeschaltet ist und bei weiterer Verminderung der Differenztemperatur der Volumenstrom auf bis zu 60% des maximalen Volumenstroms reduziert wird.
In einer weitergehenden Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Heißlufttemperatur in mehreren Stufen angehoben wird, wenn die Kaffeebohnentemperatur jeweils einen Differenztemperaturwert unterschritten hat. Die Anhebung der Temperatur der Heißluft kann auch kontinuierlich erfolgen, sobald eine gewisse Mindestdifferenztemperatur erreicht ist. Der Verlauf des Anstiegs der Heißlufttemperatur kann so gewählt werden, dass der Anstieg der Kaffeebohnentemperatur einem gewünschten Kurvenlauf folgt, bis die Kaffeebohnentemperatur eine bestimmte Maximaltemperatur erreicht hat, bzw. bis die Differenz zwischen Kaffeebohnentemperatur und Heißlufttemperatur den Differenztemperatur-Endwert erreicht hat. Es ist von besonderem Vorteil, wenn die jeweilige Heißlufttemperatur so eingestellt wird, dass die Differenz zwischen der Heißlufttemperatur und Kaffeebohnentemperatur oberhalb eines Temperaturbereichs der Kaffeebohnen von etwa 2000C bestimmte Differenzwerte nicht überschreitet, um einerseits eine lokale Überhitzung von Kaffeebohnen zu vermeiden, um aber auf der anderen Seite die Zeitdauer der Röstung nicht zu groß werden zu lassen.
Vorzugsweise wird die Heißlufttemperatur nach Erreichen des Differenztemperatur- Endwertes auf eine Temperatur unterhalb der aktuellen Kaffeebohnentemperatur abgesenkt, vorzugsweise eine vierte Stufe, so dass zu diesem Zeitpunkt bereits eine Kühlung der Kaffeebohnen beginnt Die weitere Kühlung der Kaffeebohnen kann dann auf bekannte Weise nach Überführung der Kaffeebohnen in einen Kühlbehälter durch Zufuhr von Frischluft erfolgen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei Sensoren vorhanden sind, nämlich ein erster Sensor zur Erfassung der Temperatur der Heißluft und ein zweiter Sensor zur Erfassung der Kaffeebohnentemperatur. Eine programmierbare Steuereinheit errechnet dabei ständig die Differenztemperatur zwischen den Temperaturen des ersten und des zweiten Temperatursensors. Sobald die Differenztemperatur < einer Mindestdifferenztemperatur ist. wird der Volumenstrom der Heißluft proportional zur weiteren Abnahme der Differenztemperatur verringert und die Röstung wird beendet, sobald die Differenztemperatur einen vorgewählten Differenztemperatur-Endwert erreicht oder unterschritten hat.
Die Erfindung erfordert weder Zeitsteuereinrichtungen . noch die messtechnische Erfassung des Volumenstroms. Es sind lediglich die Temperaturen der zugeführten Heißluft sowie die Temperatur der Kaffeebohnen festzustellen und daraus die Differenztemperatur zu bilden. Diese bestimmt mittelbar die Dauer der Röstung und zugleich bei Überschreiten einer Mindesttemperatur die Reduzierung des Volumenstroms der Heißluft.
Die Röstung erfolgt vorzugsweise durch Einblasen der Heißluft aus einem Plenum in die Röstkammer durch auf dem Umfang der Röstkammer verteilt angeordnete Düsen, deren Ausblasrichtung tangential und schräg nach unten zu einer in der Röstkammer gedacht verlaufenden Zylinderkurvenbahn gerichtet ist. Dadurch lässt sich eine ringförmige Durchwirbelung der Kaffeebohnen erreichen, ohne dass Bereiche der Röstkammer entstehen, die unterschiedliche Temperaturwerte aufweisen.
Der Boden der Röstkammer ist vorzugsweise kegelförmig mit nach oben gerichteter Spitze ausgebildet, so dass die Bohnen in nicht angeblasenem Zustand ringförmig in der Röstkammer liegen und dann ringförmig herumgewirbelt werden können. Der Boden der Röstkammer wird vorzugsweise mittels eines Hubmagneten angehoben, wenn die Charge gerösteter Kaffeebohnen aus der Röstkammer entfernt werden soll.
Zur Erfassung der Temperatur der Heißluft ist der erste Temperatursensor im Luftkanal zur Zufuhr der Heißluft zur Röstkammer angeordnet und der zweite Temperatursensor befindet sich im Bereich der in die Röstkammer eingeführten Kaffeebohnencharge. Zur Vermeidung einer Störung der Durchwirbelung der Kaffeebohnen sollte der zweite Temperatursensor die Kaffeebohnenbahnen nicht berühren, jedoch eine enge Kopplung dazu aufweisen. Optimal kann zu diesem Zweck auch ein Infrarotsensor verwendet werden, der die Temperatur aus einer gewissen Entfernung von den Kaffeebohnen feststellen kann.
Vorzugsweise ist der Luftverdichter ein frequenzgesteuerter Seitenkanalverdichter, wobei die Differenztemperatur die Frequenz des Seitenkanalverdichters steuert.
Die Erfindung ist einfach aufgebaut und lässt sich in einfacher Weise steuern. Die Röstparameter, d. h. die festzulegenden Differenztemperaturwerte, sind im Wesentlichen durch die zu röstende Kaffeesorte bestimmt, so dass bei geeigneter Zuordnung von Kaffeebohnensorte und Temperaturangaben die Bedienungsperson auf einem Eingabepanel lediglich die Kaffeebohnensorte und ggf. die Menge und/oder eine Korrekturangabe (stärker/schwächer) anzugeben hat. Weitere Vorgaben sind nicht erforderlich.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung zürn Rösten von Kaffeebohnen,
Fig. 2 eine teilgeschnittene Querschnittsansicht durch eine Röstkammer, und
Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs der Temperaturen im Röster sowie Lüfterdrehzahl. Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung ist als Rahmengestell 1 mit vier Laufrädern ausgebildet, das im unteren Bereich einen Seitenkanalverdichter 2 enthält, der über Luftführungskanäle mit der .eigentlichen Rösteinrichtung verbunden ist. Im oberen Bereich des Gestells 1 befindet sich ein Bedienpanel 3. Eine als Glaszylinder ausgebildete Röstkammer 4 lässt sich über den Einfalltrichter 8 mit einer Charge an Kaffeebohnen befüllen. Am unteren Rand der Röstkammer 4 ist das Plenum 5 angeordnet, dem die Heißluft über eine nicht gezeigte Heißeinrichtung zugeführt wird. Aus dem Plenum wird die Heißluft über einzelne nicht dargestellte Düsen 7 in die Röstkammer geleitet, in der die Heißluft die darin eingeführten Kaffeebohnen röstet. Nach Beendigung der Röstung lassen sich die Kaffeebohnen über einen absenkbaren Boden durch den Auslass 6 in einen Kühlbehälter überführen.
Fig. 2 zeigt die Einrichtung zum Rösten und Durchwirbeln der Kaffeebohnen in Querschnittsansicht. Die zylinderförmige Röstkammer 4 ist auf den inneren Rand des Plenums 5 aufgesetzt, in das die Heißluft eingeblasen wird und aus dem die Heißluft über Düsen 7, die schräg nach unten innen gerichtet sind, in die Röstkammer eingeblasen wird. Die Düsenausblasrichtung verläuft etwa tangential einer gedachten Zylinderlinie, so dass die in die Röstkammer eingefüllten Bohnen, die im ringförmig abgesenkten Bodenbereich 10 lagern, durch die ausgeblasene Heißluft ringförmig in Wirbelung versetzt werden. Nach der Beendigung der Röstung kann der innere Kegelbereich 9 des Bodens über eine Hubstange 11, die vom Hubmagneten 12 betätigt wird, angehoben werden, so dass sich die in der Röstkammer befindlichen Kaffeebohnen über den Auslass 6 aus der Röstkammer entfernen lassen.
Ein erster Temperatursensor befindet sich im Plenum, um die Temperatur der zugeführten Heißluft möglichst nahe am Ausgang erfassen zu können. Ein zweiter Temperatursensor soll die Temperatur der eingefüllten Kaffeebohnen erfassen, so dass dieser beispielsweise an der Spitze des kegelförmigen Bodens angeordnet sein kann oder als Infrarotsensor in einigen Zentimetern Abstand angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt den Verlauf der Temperaturen der Heißluft und der Kaffeebohnen. Es ist der Temperaturverlauf gegenüber der Röstdauer angegeben, wobei die Kurve 14 den Temperaturverlauf der Heißluft darstellt und die Kurve 13 den Temperaturverlauf der Kaffeebohnen. Zu Beginn der Röstung wird die Heißluft auf eine erste Stufe 15 bei etwa 220° gehalten, bis die Kaffeebohnen eine Temperatur von etwa 180° erreicht haben. Die Temperaturdifferenz beträgt dabei etwa 4O0C. Nun wird die Temperatur der Heißluft auf eine zweite Stufe 16, d.h. 24O0C angehoben, so lange, bis die Temperatur der Kaffeebohnen erneut eine Differenztemperatur von 4O0C erreicht hat. Nun wird die Temperatur der Zuluft erneut um 20° auf eine dritte Stufe 17 von 2600C angehoben und es wird weitergeröstet, bis die Differenztemperatur 19 zwischen der Lufttemperatur und der Kaffeebohnentemperatur nur noch 2O0C beträgt. Dann wird die Röstung beendet, indem entweder die Heizung vollständig abgeschaltet wird oder aber auf eine niedrigere Temperatur (vierte Stufe 18) gesenkt wird, die unterhalb der Kaffeebohnentemperatur liegt, die etwa 2O0C unterhalb der Kaffeebohnentemperatur liegt. Dadurch erfolgt keine abrupte Abkühlung der Kaffeebohnentemperatur, sondern ein zunächst langsames Absinken der Temperatur. Danach wird der Boden der Röstkammer geöffnet und die Kaffeebohnen fallen aus dem Ablauf der Röstkammer in einen Kühlbehälter, wo sie mittels Kühlluft auf eine Benutzungstemperatur abgekühlt werden.
Fig. 3 zeigt auch, dass die Drehzahl 20 des Kanalverdichters etwa zu dem Zeitpunkt, zu dem die Heißlufttemperatur von der Stufe 16 auf die Stufe 17 angehoben wird, verringert wird, um dem Volumenstrom der Heißluft zur Schonung der Kaffeebohnen zu verringern. Dadurch reduziert sich gleichzeitig das Lüftergeräusch. Die Bedienungsperson kann daran bereits erkennen, dass die Röstung der Kaffeebohnen in Kürze beendet sein wird.
Die dargestellten Temperaturwerte betreffen nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. In Abhängigkeit von der Bohnensorte können die Temperaturwerte verändert werden, insbesondere dadurch, dass eine in der Steuereinheit verwendete Tabelle eine Zuordnung zwischen Temperaturverlauf und Kaffeebohnensorte herstellt, so dass die Bedienungsperson am Bedienungspanel lediglich eine bestimmte Kaffeebohnensorte einzustellen hat. Als weiterer Parameter kann auch die Menge der eingeführten Kaffeebohnen gewählt werden, obgleich die Röstungen auch unabhängig von einer Anpassung an die Menge der eingefüllten Kaffeebohnen selbsttätig zum gewünschten Röstergebnis führen kann. Bezugszeichen
Gestell
Seitenkanalverdichter
Bedienpanel
Röstkammer
Plenum
Auslass
Auslassdüse
Einfülltrichter
Kegelbereich
Bodenbereich
Stange
Hubmagnet
Temperaturverlauf
Temperaturverlauf erste Stufe zweite Stufe dritte Stufe vierte Stufe
Differenztemperatur
Drehzahl

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Rösten einer Charge von Kaffeebohnen in einem Röster für Kleinmengen, mit einer vertikal gerichteten Röstkammer (4), der ungeröstete Kaffeebohnen chargenweise zufügbar und daraus entnehmbar sind, wobei die Röstung mittels die Röstkammer (4) durchströmende Heißluft erfolgt und die Röstung mittels einer programmierbaren Steuereinheit steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet. dass während der Röstung wenigstens die Heißlufttemperatur und die Kaffeebohnentemperatur erfasst werden und die Röstung so lange durchgeführt wird, bis die Differenztemperatur (19) zwischen der Heißlufttemperatur (14) und der Kaffeebohnentemperatur (13) einen vorgewählten Differenztemperatur-Endwert erreicht hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom der Heißluft nach Erreichen einer vorgegebenen Mindestdifferenztemperatur proportional zur Abnahme der Differenztemperatur verkleinert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißlufttemperatur zwischen 200 - 28O0C beträgt, und dass bei Erreichen einer Mindestdifferenztemperatur von < 400C der Volumenstrom der Heißluft proportional zur Abnahme der Differenztemperatur verkleinert wird, und dass die Röstung nach Erreichen eines Differenztemperatur-Endwerts von < 200C die Röstung beendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom der Heißluft bis zum Erreichen der Mindestdifferenztemperatur 100% des maximalen Volumenstroms beträgt und bei weiterer Verringerung der Differenztemperatur auf bis zu 60% des maximalen Volumenstroms reduziert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Heißlufttemperatur konstant 2400C beträgt und die Röstung bei Erreichen eines Differenztemperatur-Endwerts von < 200C beendet wird. .
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißlufttemperatur am Beginn der Röstung auf einer ersten Stufe (15) so lange gehalten wird, bis , die Kaffeebohnentemperatur einen ersten Rösttemperaturwert erreicht hat, dass die Heißlufttemperatur danach auf eine zweite Stufe (16) angehoben wird und die Röstung fortgesetzt wird, bis die Kaffeebohnentemperatur einen zweiten Rösttemperaturwert erreicht hat,, und dass die Heißlufttemperatur schließlich auf eine dritte . Stufe (17) angehoben wird, so lange bis die Kaffeebohnentemperatur einen dritten Rösttemperaturwert erreicht hat, bei dem der Differenztemperatur-Endwert erreicht oder unterschritten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stufe
(15) 2200C und der erste Rösttemperaturwert 18O0C beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stufe
(16) 240°C und der zweite Rösttemperaturwert 200°C beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Stufe
(17) 26O0C und der dritte Rösttemperaturwert 24O0C beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschuss an das Erreichen des dritten Rösttemperaturwertes die Heißlufttemperatur auf eine vierte Stufe (18) abgesenkt wird, die unterhalb der ersten Stufe (15) der Heißlufttemperatur liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der vierten Stufe 200° C beträgt.
12. Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer vertikal gerichteten Röstkammer (4) mit einem Röstplenum (5), wobei einer in die Röstkammer (4) eingefüllten Charge an zu röstenden Kaffeebohnen von einem Luftverdichter zugeführte Heißluft zuführbar ist, damit die Kaffeebohnen in der Röstkammer während der Röstung ständig durchwirbelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Temperatursensor zur Erfassung der Heißlufttemperatur und ein zweiter Sensor zur Erfassung der Kaffeebohnentemperatur vorgesehen sind, dass eine programmierbare Steuereinheit die Differenztemperatur (19) zwischen den Temperaturen des ersten und des zweiten Temperatursensors errechnet, und dass der Voiumenstrom der Heißluft proportional zur Abnahme der Differenztemperatur verringert wird, sobald die Differenztemperatur < einer Mindestdifferenztemperatur ist, und dass die Röstung beendet wird, sobald die Differenztemperatur einen vorgewählten Differenztemperatur-Endwert erreicht oder unterschritten hat.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchwirbelung der Kaffeebohnen durch Einblasen der Heißluft aus dem Plenum (5) in die Röstkammer (4) durch auf dem Umfang der Röstkammer verteilt angeordnete Düsen (7) erfolgt, deren Ausblasrichtung tangential und schräg nach unten zu einer in der Röstkammer gedacht verlaufenden Zylinderkurvenbahn gerichtet ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (9) der Röstkammer kegelförmig mit nach oben gerichteter Spitze ausgebildet ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperatursensor im Luftkanal zur Zufuhr der Heißluft zur Röstkammer angeordnet ist, und dass der zweite Temperatursensor sich im Bereich der in die Röstkammer eingefüllten Bohnencharge befindet.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperatursensor ein auf die Charge an Kaffeebohnen gerichteter Infrarotsensor ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftverdichter ein frequenzgesteuerter Seitenkanalverdichter (2) ist, und dass die Differenztemperatur (19) die Frequenz (20) des Seitenkanalverdichters steuert.
8. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Röstkammer mittels eines Hubmagneten (12) anhebbar ist, um die Charge gerösteter Kaffeebohnen aus der Röstkammer entfernen zu können.
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