WO2015027262A1 - Sojatoastanlage - Google Patents

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WO2015027262A1
WO2015027262A1 PCT/AT2014/050184 AT2014050184W WO2015027262A1 WO 2015027262 A1 WO2015027262 A1 WO 2015027262A1 AT 2014050184 W AT2014050184 W AT 2014050184W WO 2015027262 A1 WO2015027262 A1 WO 2015027262A1
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hot air
treated
hot
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Johann Steiner
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Johann Steiner
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    • 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
    • A23N12/083—Machines for cleaning, blanching, drying or roasting fruits or vegetables, e.g. coffee, cocoa, nuts for drying or roasting with stirring, vibrating or grinding devices
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for the heat treatment of a granular material to be treated with a conveyor screw receiving a conveyor tube, which downstream of a feed opening has a hot air connection for the application of hot air in countercurrent.
  • the invention is thus based on the object, a device of the type described in such a way that for the treated a predetermined temperature profile can be maintained both in the warm-up and in particular in the cooling phase.
  • the invention achieves the stated object in that the delivery pipe downstream of the hot air connection with a fresh air inlet and upstream of the Hot air connection is provided with an outlet for the hot and fresh air mixture.
  • the screw conveyor advantageously and easily controllable temperature profile, because not only hot air, but also fresh air is available for the regulation of temperature and humidity, wherein for the treated two treatment zones, namely from the feed opening to the hot air connection with ascending temperature profile and from the hot air connection to the fresh air inlet with decreasing temperature profile result.
  • the treatment parameters can be set individually for both treatment zones by temperature, humidity and amount of hot and fresh air supplied, the fresh air preheated by the item to be treated smoothes the temperature peak in the transition region between the two treatment zones in the hot air inlet.
  • Particularly simple design conditions result in this context when the fresh air is blown in via the discharge opening of the delivery pipe.
  • the screw conveyor can be equipped with carriers for loosening the material to be treated.
  • the supply of hot and fresh air can be advantageously controlled if between see fresh air and hot air connection as well as between hot air inlet and exhaust air outlet at least one temperature sensor is arranged.
  • temperature and other air parameters such as humidity at the air inlet and outlet openings and at the measuring points between these can be detected and used for control.
  • a particularly high efficiency is obtained for the treatment device when the delivery pipe upstream of the outlet for the hot and fresh air mixture has a at least a part of the exhaust air acted upon heat exchanger for preheating the treated material.
  • the heat of the exhaust air can already be used for preheating the abandoned material to be treated. It is also possible to recirculate at least part of the exhaust air. ren and after heating or cooling to use as hot or fresh air to further improve the energy efficiency of the device.
  • a rotary valve can be connected to the delivery pipe of the screw conveyor on the discharge side, whereby an air flow in the direction of the charging opening is ensured even without an additional fan for the exhaust air.
  • alternative construction measures can be taken, which on the discharge side have a substantial air leakage of the screw conveyor result, such as a discharge-collecting container with a removal screw for the material to be treated.
  • the screw conveyor for a compact design two in Row connected, juxtaposed and interconnected via a flow bridge part worms include, of which the task-side partial screw with hot air and the discharge side partial screw can be acted upon with fresh air.
  • the flow bridge has the hot air connection.
  • the flow bridge can be designed as a heat-insulated memory for the treated with a bypass for the fresh air.
  • the branch off of the preheated Fresh air in front of the heat-insulated storage prevents cooling of the cached material to be treated, without jeopardizing the good control conditions for the two treatment zones.
  • Another largely separate treatment zone can be created for the treatment good, if the memory for the material to be treated has a separate hot air connection for applying hot air to the intermediately stored material to be treated. Consequently, between a well-defined warm-up and cool-down phase, an intermediate treatment phase with a constant, higher or lower temperature and air humidity can be provided, whereby clumping of the material to be treated in the reservoir can be avoided by the separate admission of the stored material to be treated with hot air.
  • the temperature or humidity in the storage for the intermediate stored material can be detected via a sensor arranged in the memory and controlled by the supplied hot air. If the blown into the memory hot air is discharged with the common exhaust air, the resulting third treatment zone can also be operated without sacrificing the efficiency of the device.
  • FIGS. 1-3 each show a schematic representation of three embodiments of the device according to the invention.
  • a device according to the invention in the embodiment shown schematically in FIG. 1 comprises a screw conveyor 1 with a conveyor screw 3 surrounded by a conveyor tube 2, which is driven by an electric motor 4.
  • the delivery pipe 2 has a feed opening 5 for the specialistssgutstrom to be abandoned, downstream of a hot air connection 6 and further downstream a fresh air inlet 7.
  • the above the hot air connection 6 so- as the fresh air inlet 7 supplied hot and fresh air is discharged via a common outlet 8 for the hot and fresh air mixture, via a outlet 8 downstream heat exchanger 9, which coaxially surrounds the conveyor pipe 2 and a preheating of the treated material via the conveyor pipe 2 allows.
  • the material to be treated is removed from a container 10 via a metering device 11 and fed to the feed opening 5 of the screw conveyor 1.
  • a rotary valve 13 is connected to the discharge opening 12 of the screw conveyor 1.
  • a temperature sensor 14 is provided both between the fresh air and hot air connection and between the hot air inlet and the exhaust air outlet.
  • the embodiment of the invention shown in FIG. 2 differs from the described first embodiment in that the screw conveyor 1 comprises two series-connected, side-by-side and one-side
  • Flow bridge 15 interconnected partial screws 16, 17 includes.
  • the task-side partial screw 16 can be acted upon via a hot air connection 6 of the flow bridge 15 with hot air, the discharge side partial screw 17 via a fresh air inlet 7 with fresh air, both hot and fresh air via a common outlet 8 are deducted.
  • the material to be treated is discharged after passing through the two partial screws 16 and 17 via the discharge opening 12 into a collecting container 18.
  • Fig. 3 shows an embodiment similar to Fig. 2 of the invention, in which the flow bridge 15 is formed as a heat-insulated memory 19 for the material to be treated with a bypass 20 for the fresh air, thereby withdrawn from the memory 19 and after the memory 19 of the is added by the hot air inlet 6 incoming hot air, whereby cooling of the stored in the storage material can be avoided.
  • a separate hot air connection 21 is provided for feeding the intermediate material to be treated.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines körnigen Behandlungsgutes mit einem eine Förderschnecke (3) aufnehmenden Förderrohr (2) beschrieben, das stromabwärts einer Beschickungsöffnung (5) einen Heißluftanschluss (6) zur Gutbeaufschlagung mit Heißluft im Gegenstrom aufweist. Um einen vorteilhaften Temperaturverlauf zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das Förderrohr (2) stromabwärts des Heißluftanschlusses (6) mit einem Frischlufteinlass (7) und stromaufwärts des Heißluftanschlusses (6) mit einem Auslass (8) für das Heiß- und Frischluftgemisch versehen ist.

Description

Soiatoastanlaqe
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines körnigen Behandlungsgutes mit einem eine Förderschnecke aufnehmenden Förder- rohr, das stromabwärts einer Beschickungsöffnung einen Heißluftanschluss zur Gutbeaufschlagung mit Heißluft im Gegenstrom aufweist.
Stand der Technik
Zum Rösten von Kaffee ist es bekannt (EP 0183878 B1 ), die grünen Kaffeebohnen einem eine Förderschnecke aufweisenden Förderrohr aufzugeben, in das im Gegenstrom Heißgas eingeblasen wird, sodass die Kaffeebohnen in jedem Abschnitt der Förderschnecke in einer durchgasten Schicht gehalten werden. Nachteilig ist daran allerdings, dass der Temperaturverlauf der Kaffeebohnen während des Röstvorganges und insbesondere nach dem Austragen aus der Förderschnecke nur unzureichend vorgegeben werden kann. Beispielsweise zum Trocknen bzw. zum Toasten von Sojabohnen ist es allerdings von großer Bedeutung, vorgegebene Temperaturverläufe möglichst exakt einzuhalten, um einerseits eine ausreichende Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten und andererseits die Zerstörung wertvoller Enzyme und andere Eiweiße zu vermeiden.
Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass für das Behandlungsgut ein vorgegebener Temperaturverlauf sowohl in der Aufwärm- als auch insbesondere in der Abkühlphase eingehalten werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Förderrohr stromab- wärts des Heißluftanschlusses mit einem Frischlufteinlass und stromaufwärts des Heißluftanschlusses mit einem Auslass für das Heiß- und Frischluftgemisch versehen ist.
Zufolge dieser Maßnahmen ergibt sich in der Förderschnecke vorteilhafter und leicht steuerbarer Temperaturverlauf, weil zur Regulierung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit nicht nur Heißluft, sondern auch Frischluft zur Verfügung steht, wobei sich für das Behandlungsgut im Wesentlichen zwei Behandlungszonen, nämlich von der Beschickungsöffnung bis zum Heißluftanschluss mit ansteigendem Temperaturverlauf und vom Heißluftanschluss zum Frischlufteinlass mit absteigendem Temperaturverlauf ergeben. Die Behandlungsparameter können dabei für beide Behandlungszonen individuell durch Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Menge der zugeführten Heiß- und Frischluft eingestellt werden, wobei die vom Behandlungsgut vorgewärmte Frischluft die Temperaturspitze im Übergangsbereich zwischen den beiden Behandlungszonen beim Heißlufteinlass glättet. Besonders einfache Konstruktionsbedingungen ergeben sich in diesem Zusammen- hang, wenn die Frischluft über die Austragsöffnung des Förderrohres eingeblasen wird. Um eine gute Durchlüftung des Behandlungsgutes sicherzustellen, kann die Förderschnecke mit Mitnehmern zur Auflockerung des Behandlungsgutes ausgerüstet sein.
Die Zufuhr von Heiß- und Frischluft kann vorteilhaft geregelt werden, wenn zwi- sehen Frischluft- und Heißluftanschluss sowie zwischen Heißlufteinlass und Ab- luftauslass je wenigstens ein Temperatursensor angeordnet ist. Darüber hinaus können Temperatur und andere Luftparameter, wie beispielsweise Luftfeuchtigkeit an den Luftein- und auslassöffnungen sowie an den Messpunkten zwischen diesen erfasst und zur Regelung herangezogen werden. Ein besonders hoher Wirkungsgrad ergibt sich für die Behandlungsvorrichtung, wenn das Förderrohr stromaufwärts des Auslasses für das Heiß- und Frischluftgemisch einen zumindest mit einem Teil der Abluft beaufschlagten Wärmetauscher zum Vorwärmen des Behandlungsgutes aufweist. Dadurch kann die Wärme der Abluft bereits zum Vorwärmen des aufgegebenen Behandlungsgutes genützt werden. Auch ist es möglich, zumindest einen Teil der Abluft im Kreislauf zu füh- ren und nach einem Erwärmen oder Kühlen als Heiß- oder Frischluft einzusetzen, um die Energieeffizienz der Vorrichtung weiter zu verbessern.
Um eine Luftströmung im Förderrohr im Gegenstrom zum Behandlungsgut sicherzustellen, kann an das Förderrohr des Schneckenförderers austragsseitig eine Zellradschleuse angeschlossen sein, wodurch auch ohne einen zusätzlichen Lüfter für die Abluft eine Luftströmung in Richtung der Beschickungsöffnung gewährleistet wird. Zu diesem Zweck können allerdings auch alternative Konstruktionsmaßnahmen getroffen werden, die austragsseitig einen weitgehenden Luftab- schluss der Förderschnecke zu Folge haben, wie beispielsweise ein austragsseiti- ger Sammelbehälter mit einer Entnahmeschnecke für das Behandlungsgut.
Weil niedrige Behandlungstemperaturen zur Schonung des Behandlungsgutes insbesondere im Bereich von Lebensmitteln zur Sicherung des gewünschten Behandlungseffektes eine längere Verweildauer in den vorgegebenen Temperaturzonen erfordern und damit bei einer gleichbleibenden Lockerung des Behand- lungsgutes ein längerer Förderweg nötig ist, kann die Förderschnecke für eine kompakte Bauweise zwei in Reihe geschaltete, nebeneinander verlaufende und über eine Strömungsbrücke miteinander verbundene Teilschnecken umfassen, von denen die aufgabenseitige Teilschnecke mit Heißluft und die austragsseitige Teilschnecke mit Frischluft beaufschlagbar ist. Durch das vorsehen von zwei Teil- Schnecken kann auch etwaigen Volumenänderungen des Behandlungsgutes durch eine unterschiedliche Antriebsgeschwindigkeit der Teilschnecken Rechnung getragen werden.
Besonders vorteilhafte Konstruktionsbedingungen ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn die Strömungsbrücke den Heißluftanschluss aufweist. Um eine längere Verweildauer des Behandlungsgutes im Behandlungsluftstrom zu ermöglichen bzw. um die Behandlungstemperatur zwischen der Aufwärm- und der Abkühlphase über einen vorgegebenen Zeitraum konstant zu halten, kann die Strömungsbrücke als wärmeisolierter Speicher für das Behandlungsgut mit einem Bypass für die Frischluft ausgebildet sein. Das Abzweigen der vorgewärmten Frischluft vor dem wärmeisolierten Speicher verhindert dabei ein Abkühlen des zwischengespeicherten Behandlungsgutes, ohne dadurch die guten Regelungsbedingungen für die beiden Behandlungszonen zu gefährden.
Eine weitere weitgehend getrennte Behandlungszone kann für das Behandlungs- gut geschaffen werden, wenn der Speicher für das Behandlungsgut einen gesonderten Heißluftanschluss zum Beaufschlagen des zwischengelagerten Behandlungsgutes mit Heißluft aufweist. Demzufolge kann zwischen einer wohldefinierten Aufwärm- und Abkühlphase auch eine zwischenliegende Behandlungsphase mit gleichbleibender, höherer oder niedrigerer Temperatur sowie Luftfeuchtigkeit vor- gesehen werden, wobei durch die gesonderte Beaufschlagung des gespeicherten Behandlungsgutes mit Heißluft ein Verklumpen des Behandlungsgutes im Speicher vermieden werden kann. Die Temperatur bzw. Luftfeuchtigkeit im Speicher für das zwischengelagerte Behandlungsgut kann über einen im Speicher angeordnet Sensor erfasst und über die zugeführte Heißluft geregelt werden. Wird die in den Speicher eingeblasene Heißluft mit der gemeinsamen Abluft abgeführt, kann die sich ergebende dritte Behandlungszone ebenfalls ohne Einbußen hinsichtlich des Wirkungsgrades der Vorrichtung betrieben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Die Fig. 1 - 3 zeigen je eine schematische Darstellung dreier Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der in der Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsform umfasst einen Schneckenförderer 1 mit einer von einem Förder- rohr 2 umgebenen Förderschnecke 3, die über einen Elektromotor 4 angetrieben wird. Das Förderrohr 2 weist eine Beschickungsöffnung 5 für den aufzugebenden Behandlungsgutstrom, stromabwärts einen Heißluftanschluss 6 sowie weiter stromabwärts einen Frischlufteinlass 7 auf. Die über den Heißluftanschluss 6 so- wie den Frischlufteinlass 7 zugeführte Heiß- und Frischluft wird über einen gemeinsamen Auslass 8 für das Heiß- und Frischluftgemisch abgeführt, und zwar über einen dem Auslass 8 nachgeschalteten Wärmetauscher 9, der das Förderrohr 2 koaxial umgibt und ein Vorwärmen des Behandlungsgutes über das Förder- rohr 2 ermöglicht. Das Behandlungsgut wird aus einem Behälter 10 über eine Dosiereinrichtung 1 1 entnommen und der Beschickungsöffnung 5 des Schneckenförderers 1 zugeführt. Zur Verbesserung der Luftströmung innerhalb des Schneckenförderers 1 in Richtung des Auslasses 8 ist an die Austragsöffnung 12 des Schneckenförderers 1 eine Zellradschleuse 13 angeschlossen. Um den Temperaturver- lauf innerhalb des Schneckenförderers 1 überwachen bzw. in weiterer Folge regeln zu können, ist sowohl zwischen Frischluft- und Heißluftanschluss sowie zwischen Heißlufteinlass und Abluftauslass je ein Temperatursensor 14 vorgesehen.
Die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der beschriebenen ersten Ausführungsform dadurch, dass der Schneckenför- derer 1 zwei in Reihe geschaltete, nebeneinander verlaufende und über eine
Strömungsbrücke 15 miteinander verbundene Teilschnecken 16, 17 umfasst. Die aufgabenseitige Teilschnecke 16 kann über einen Heißluftanschluss 6 der Strömungsbrücke 15 mit Heißluft, die austragsseitige Teilschnecke 17 über einen Frischlufteinlass 7 mit Frischluft beaufschlagt werden, wobei sowohl Heiß- als auch Frischluft über einen gemeinsamen Auslass 8 abgezogen werden. Das Behandlungsgut wird nach dem Durchlaufen der beiden Teilschnecken 16 und 17 über die Austragsöffnung 12 in einen Sammelbehälter 18 abgeführt.
Die Fig. 3 zeigt eine der Fig. 2 ähnliche Ausführungsform der Erfindung, bei der die Strömungsbrücke 15 als wärmeisolierter Speicher 19 für das Behandlungsgut mit einem Bypass 20 für die Frischluft ausgebildet ist, die dadurch vor dem Speicher 19 abgezogen und nach dem Speicher 19 der durch den Heißluftanschluss 6 einströmenden Heißluft beigemischt wird, wodurch ein Abkühlen des im Speicher gelagerten Behandlungsgutes vermieden werden kann. Um das gespeicherte Behandlungsgut zusätzlich mit Heißluft beaufschlagen zu können, ist für den Spei- eher 19 ein gesonderter Heißluftanschluss 21 zum Beaufschlagen des zwischengelagerten Behandlungsgutes vorgesehen.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur Wärmebehandlung eines körnigen Behandlungsgutes mit einem eine Förderschnecke (3) aufnehmenden Förderrohr (2), das stromabwärts einer Beschickungsöffnung (5) einen Heißluftanschluss (6) zur Gutbeaufschlagung mit Heißluft im Gegenstrom aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderrohr (2) stromabwärts des Heißluftanschlusses (6) mit einem Frischlufteinlass (7) und stromaufwärts des Heißluftanschlusses (6) mit einem Auslass (8) für das Heiß- und Frischluftgemisch versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Frischluft- und Heißluftanschluss (7, 6) sowie zwischen Heißlufteinlass (6) und Ab- luftauslass (8) je wenigstens ein Temperatursensor (14) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderrohr (2) stromaufwärts des Auslasses (8) für das Heiß- und Frischluftgemisch einen zumindest mit einem Teil der Abluft beaufschlagten Wärmetauscher (9) zum Vorwärmen des Behandlungsgutes aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dass an das Förderrohr (2) austragsseitig eine Zellradschleuse (13) angeschlossen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecke (3) zwei in Reihe geschaltete, nebeneinander verlaufen- de und über eine Strömungsbrücke (15) miteinander verbundene Teilschnecken (16, 17) umfasst, von denen die aufgabenseitige Teilschnecke (16) mit Heißluft und die austragsseitige Teilschnecke (17) mit Frischluft beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strö- ungsbrücke (15) den Heißluftanschluss
(6) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsbrücke (15) als wärmeisolierter Speicher (19) für das Behandlungsgut mit einem Bypass (20) für die Frischluft ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (19) für das Behandlungsgut einen gesonderten Heißluftanschluss (21 ) zum Beaufschlagen des zwischengelagerten Behandlungsgutes mit Heißluft aufweist.
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