DE2341099A1

DE2341099A1 - Einrichtung zur waerme-, kaelte- und/oder stoffbehandlung

Info

Publication number: DE2341099A1
Application number: DE19732341099
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dege; Gerhard Jansen; Roland Dipl Ing Schabbel
Original assignee: GIMBORN PROBAT WERKE; Probat-Werke Von Gimborn and Co KG
Current assignee: GIMBORN PROBAT WERKE; Probat-Werke Von Gimborn and Co KG
Priority date: 1973-08-14
Filing date: 1973-08-14
Publication date: 1975-02-20
Also published as: IT1018326B; JPS5713259B2; JPS5042077A; NL7410785A; FR2240766A1; BR7406680D0; DE2341099C2; FR2240766B1; ES429239A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Teickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Probat-Werke von Gimborn & Co. KG-, 4240 Emmeri ch ,Mennonit ens tr.

Einrichtung zur Wärme-, Kälte- und/oder Stoffbehandlung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Wärme-, Kälte- und/oder Stoffbehandlung eines körnigen, rieselfähigen Gutes, insbesondere zum Rösten von Kaffee, Kakao oder Nüssen, mit einem mit senkrechter Achse angeordneten, sich nach unten verjüngenden Behälter, in dem das Gut einem im wesentlichen nach oben gerichteten Behandlungsstrom ausgesetzt ist, wobei der Behälter die Form einer Schale mit im Bereich der Achse nicht oder flach und mit zunehmendem Abstand zunehmend steiler ansteigender Innenwand hat und mit solcher Geschwindigkeit drehend antreibbar ist, daß das Gut unter der Fliehkraftwirkung über den Hand des Behälters hinaus gefördert wird, wobei weiterhin oberhalb des Behälters in gegenüber den Abmessungen des Gutes geringem Abstand vom Rand des Behälters ein Deckel angeordnet ist und der Deckel auf seiner Unterseite bogenförmige Rippen trägt, die einen Bogen von zumindest annähernd 90° beschrtjeiben und deren radial äußeren Enden oberhalb des Randes des Behälters zumindest annähernd tangential zu diesem in Gegenrichtung zu dessen Drehrichtung verlaufen und wobei die Zufuhr des Behandlungsstromes durch ein sich durch den Deckel hindurch in den Behälter hinein erstreckendes koaxial zum Behälter verlaufendes R<5hr erfolgt, nach Patent (Patentanmeldung P 21 03 ^81.5). /

Bei der in der Hauptpatentanmelduiig (P 21 φ 281 ο5)""beschriebenen Einrichtung erfolgt die Zufuhr des\Bejaandl4ngsstromes durch ein

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zentrales Rohr, welches jedoch nicht in der Höhe verstellbar und somit den Betriebsverhältnissen nicht anpaßbar ist. Außerdem endet dieses Rohr mit ziemlich großem Abstand über dem Boden des Behälters, so daß das von oben herabfallende Gut durch den in den Behälter eintretenden Behandlungs strom nach unten mitgenommen wird, so daß hier im wesentlichen ein Gleichstromprinzip verwirklicht ist. Durch die Mitnahme des bereits nach unten fallenden Gutes durch den nach unten gerichteten Behandlungsstrom wird· das Gut mit erhöhter Geschwindigkeit gegen den Boden beschleunigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Umwälzung des Gutes und die Intensität der Behandlung des Gutes durch den Behandlungsstrom zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohr zum Einführen des Behandlungsstromes in seiner.Länge einstellbar ist und mit seiner Unterkante bis nahe an den Boden des Behälters reicht. Durch diese Anordnung des Rohres für die Zuführung des Behandlungsstromes, tritt dieser unter dem nach unten gerichteten und am Boden des Behälters umgelenkten Gutes aus, so daß dieser Behandlungsstrom ein gewisses Polster für das herabfallende Gut bildet und den Umlauf beschleunigt. Außerdem durchquert der eintretende Behandlungsstrom die umlaufende Gutsschicht an der untersten Stelle des Behälters in der Nähe des unteren Endes des Rohres sowie im Bereich der Austrittsstelle für den Behandlungsstrom, die üblicherweise im Deckel des Behälters vorgesehen ist.. Durch dieses Durchkreuzen des Gutsstromes durch den Behandlungsstrom nach Art eines Kreuzstromes zusätzlich zu der über einen großen Teil der Bewegungsbahn des Gutes erfolgenden Gleichstrombehandlung im Bereich der aufsteigenden Bewegungsbahn, wird eine gleichmäßige und intensive Behandlung sämtlicher Gutsteilchen teilweise in Fließbettform erreicht.

Bei der in der Hauptpatentanmeldung (P 21 OJ> 281.5) beschriebenen Einrichtung ist der mit einem zylindrischen Wandbereich

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ausgebildete Deckel bündig in bezug auf den oberen Rand des Behälters aufgesetzt, so daß das durch die Fliehkraft nach außen gedrängte Gut über den Spalt zwischen Behälter und Deckel streicht und gegen die Kante des Deckelrandes gedrückt wird, wodurch Reibungsverluste eintreten und eine präzise Ausführung der abdichtenden Elemente erforderlich 1st.

Die Vermeidung dieser Nachteile und eine Vervollkommnung der Lösung der eingangs gestellten Aufgabe, nämlich die Umwälzung des Gutes und die Intensität der Behandlung des Gutes durch den Behandlungsstrom zu verbessern, wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Innendurchmesser des Behälters an seinem oberen Rand geringer ist als der Innendurchmesser des zylinderförmig ausgebildeten Deckels und daß die von der Innenwand des Deckels ausgehenden bogenförmigen Rippen die sich aus dem Durchmesserunterschied ergebende Stufe übergreifen, in Richtung auf ihre radial innenliegenden Enden, mit den Innenbogenflachen gegen den Behälterboden geneigt, leicht drallverwunden und an den freien Enden abgerundet sind. Beim Umlauf des Gutes springt dieses über die so gebildete Stufe und wird von den die Stufe übergreifenden Rippen aufgenommen und nach innen gelenkt, so daß die bisher an dem Dichtspalt auftretenden Reibungsverluste entfallen und eine weniger präzise Ausführung des Dichtspaltes möglich ist. Da die Rippen leicht drallverwunden und an ihren Enden abgerundet sind, wird der Gutsstrom aufgefächert, wodurch die einzelnen Partikel einen besseren Kontakt mit der Warmluft erfahren. Ohne die Verwindung der Rippen und die Abrundung am Ablaufende des Gutes wäre der Gutsstrom kompakt.

Bei der Einrichtung nach der Hauptanmeldung (P 21 03 281.5) ist die Kühleinrichtung für das behandelte Gut üblicherweise unterhalb dem Behandlungsbehälter angeordnet, so daß sich eine große Bauhöhe ergibt. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung

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ist um den Behälter ein kreisringförmiges drehbares Kühlsieb vorgesehen und mit einem feststehenden Abstreifer entleerbar. Durch diese Maßnahme wird der Raumbedarf in der Höhe auf die durch den Behälter bedingte Bauhöhe beschränkt.

Eine besonders günstige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Abstreifer durch einen nach innen verschwenkbaren Wandabschnitt einer das Kühlsieb umgebenden feststehenden Haube gebildet ist. Hierdurch wird auch jede Fehlbedienung vermieden, da der Abstreifer nur dann wirksam ist, wenn die Haube geöffnet ist.

Damit auch das durch das Kühlsieb hindurchfallende Gut vollständig ausgetragen werden kann, ist unterhalb des kreisringförmigen Kühlsiebes eine Auffangschale und eine mit dem Kühlsieb umlaufende zum Kehren der Auffangschale dienende Bürste vorgesehen.

Zur Entnahme des behandelten Gutes aus dem Behälter kann dieser in seinem zylindrischen Wandbereich einen nach außen verschwenkbaren Wandabschnitt aufweisen, an dem die diesem Bereich zugeordneten Rippen befestigt sind. Hierdurch wird nach dem Ausschwenken des entsprechenden Wandbereiches des Deckels das behandelte Gut aufgrund der Fliehkraftwirkung nach außen getragen.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können auf einer gemeinsamen Welle zwei oder mehrere Behälter angeordnet sein, wodurch die Behandlung des Gutes in mehreren Stufen erfolgen kann.

Um den Anforderungen an einen umweltfreundlichen Betrieb gerecht zu werden, sind bei Verwendung von Luft zur Behandlung des Gutes in der Luftführung für die Abluft aus dem Behälter ein Zyklon, ein Gebläse und ein Nachbrenner sowie eine Mischstation für einen Teil der gereinigten heißen Abluft mit Frisch-

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luft vorgesehen. In dem nachgeschalteten Zyklon werden die durch die Abluft mitgeführten Teilchen ausgeschieden, während im Nachbrenner die rauch- und geruchsbildenden Stoffe verbrannt werden. Durch die Beimischung der in dieser Weise gereinigten Abluft zu der in den Behälter einzuführenden Frischluft wird der Wärmehaushalt günstig beeinflußt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine als Kaffeeröstemaschine dienende Einrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit Zusatzeinrichtungen für die Aufbereitung des Behandlungsstromes ;

3?ig. 2 einen Teilschnitt durch die Röstmaschine iia vergrößerten Maßstab;

Fig. 3 einen ,Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4- eine andere Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung; und

Fig. 5 eine Einzelheit der Röstmaschine.

Die in Fig. 1 dargestellte Kaffeeröstmaschine weist einen mit senkrechter Welle 1 rotierenden Behälter 2 auf, der die Form einer Schale, und zwar eines Rotationsparaboloids, mit im Bereich der Achse 1 nicht oder flach und mit zunehmendem Abstand zunehmend steiler ansteigender Innenwand hat. Der Behälter 2 wird durch einen Getriebemotor 3 angetrieben, der innerhalb einer Stützkonstruktion 4· zur Lagerung der Welle 1 vorgesehen ist.

Der Behälter 2 ist durch einen Deckel 5 mit zylindrischer Wandung 6 abgedeckt, deren Unterkante während des Betriebs nur einen geringen Abstand zur Oberkante des Behälters aufweist. Der Innendurchmesser des Behälters 2 ist an seinem oberen Rand 7

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geringer als der Innendurchmesser der zylindrischen Wand des Deckels 5, so daß eine Stufe 8 entsteht. An der Unterseite des Deckels 5 sind bogenförmige Rippen 9 vorgesehen, deren Verlauf genauer aus Fig. j5 erkennbar ist. Die radial äußeren Enden der Rippen 9 verlaufen tangential zur zylindrischen Wand 6 des Deckels 5 und reichen bis zu dieser Wand heran, so daß sie die Stufe 8 übergreifen. Die auf Grund öer Fliehkraftwirkung über den Rand 7 des Behälters hinausgeförderten Kaffeebohnen überspringen die Stufe 8 und werden durch die Rippen 9 nach innen geleitet. Die einzelnen Kaffeebohnen können somit nicht an der Unterkante der Wand 6 des Deckels 5 aufprallen. In Richtung auf die radial innenliegenden Enden sind die bogenförmigen Rippen 9 derart leicht drallverwundea;,, daß die Innenbogenflachen gegen den Behälterboden geneigt sind. Die freien Enden der Rippen, an denen das Gut nach ini&en und unten abläuft, sind abgerundet.

Die Zufuhr des Behandlungsstromes - laier eines Heißluftstromes - erfolgt durch ein senkrecht durch den Deckel 5" hindurch in den Behälter 2 sich hineinerstreckendes Rohr 10, das innerhalb des Behälters koaxial zur Antriebswelle 3 nach unten gerichtet ist. Im unteren Bereich ist das Rohr 10 zweiteilig ausgeführt, wobei der zweite Rohrteil, welcher mit 11 bezeichnet ist, über den ersten Rohrteil 10 greift und gegenüber diesem durch eine Verstelleinrichtung bestehend aus einer mit einem Handgriff 12 versehenen Stange I3, die durch eine Klemmvorrichtung 14 festgeklemmt und von.außerhalb des Deckels bedienbar ist. Hierdurch ist der untere Rohrteil 5 bis nahe an den Boden des Behälters 2 einstellbar, so daß die Luft aus einem verhältnismäßig kleinen Spalt 15 austritt und das von oben entlang dem Rohr herabfallende Gut, im vorliegenden Falle Kaffeebohnen, nach Art eines Kreuzstromes durchsetzt. Dabei wird die Luft im wesentlichen in Richtung der Wand des Behälters nach oben gelenkt und gelangt über Öffnungen l6 im Deckel 5 in eine Luftführung 17 für die Abluft.

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Dabei wird der nach innen durch die Rippen 9 geförderte Gutsstrom nochmals von der Luft durchsetzt. Ein Teil der Luft durchströmt den Innenraum 18 des Behälters nach dem Durchqueren der Gutsschicht im unteren Bereich des Behälters, ohne dem Gutsstrom entlang der Behälterwand zu folgen. Dieser Luftanteil durchquert vor dem Austritt durch die Öffnungen 16 ebenfalls den nach innen gelenkten Gutsstrom.

Die Zuführung der zu röstenden Kaffeebohnen erfolgt über einen in das Rohr 10 einmündenden Trichter 19, der durch einen Schieber 20 absperrbar ist.

Mit einem Hubzylinder 21 kann der Behälter 2 über ein Gestänge 22 und eine Druckplatte 23, auf der der Behälter mittels eines Lagers 24 abgestützt ist, abgesenkt werden, so daß der Spalt zwischen dem Behälterrand 7 und der Unterkante des Deckels vergrößert wird. Aus diesem vergrößerten Spalt gelangt das durch die Fliehkraft nach oben geförderte Gut auf ein Kühlsieb 25, das kreisringförmig ausgebildet ist und am radial innenliegenden Rand mit einer zylindrischen Wand 26 verbunden ist. Diese zylinderförmige Wand 26 ist durch Rollen 27 abgestützt und wird nach Beendigung des Kühlvorganges durch einen Motor 28 und ein Vorgelege 29 in Drehung versetzt. Die feststehende Haube 64 ist an ihrem unteren Rand gegenüber dem Kühlsieb durch eine nicht dargestellte Gleitringdichtung abgedichtet. Ein nach innen schwenkbar ausgebildeter Wandabschnitt J>0 der feststehenden Haube 64 dient als Abstreifer für das gekühlte Gut. Die gekühlten Kaffeebohnen gelangen nach dem Abstreifen von dem Kühlsieb in einen Behälter 31, der einen Hochsaugetrichter 32 aufweist, von dem aus ein Steigrohr 33 ausgeht, das die gekühlten Kaffeebohnen zu einem nicht dargestellten Auffangbehälter weiterbefördert. Unter dsm Kühlsieb 25 ist eine kreisringförmige Auffangschale 34 vorgesehen, auf die eventuell feinkörnige Gutsteilchen fallen. Eine mit dem Kühlsieb 25 mitlaufende Bürste 35 kehrt diese feinen Gutsteilchen wiederum in den Behälter 3¹·

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Die Kühlung erfolgt dadurch, daß durch ein Gebläse 65 Luft von unten durch das Kühlsieb 25 hindurchgesaugt und aus dem von der Haube 64 begrenzten Raum über eine Leitung J>6 abgesaugt wird.

Die in die Luftführung 17 gelangende Abluft wird durch ein Gebläse 57 durch einen Zyklon 38 hindurchgesaugt, der über ein Zellenrad 39 die Feststoffanteile austrägt. Nach dem Zyklon 58 gelangt die so gereinigte Luft in einen aus Brenner 40 und Brennkammer 41 bestehenden Nachbrenner, In dem alle Dunst- und Geruchsstoffe bei entsprechender Temperatur verbrannt und über ein Auslaßrohr 42 mit einer Regelklappe hj> in die Atmosphäre abgeführt werden. Eine von dem Auslaßrohr 42 abzweigende Leitung 44 führt zu einer Mischstation, in welcher über Klappen 45 und 46 das Mischungsverhältnis zwischen der heißen Abluft und der über eine Leitung 47 eintretende Frischluft eingestellt wird. Von dieser Mischstation aus gelangt die Luft in das Rohr

In Fig. 4 ist in schematischer Weise die Anordnung von zwei Behältern 48 und 49 auf einer gemeinsamen Welle 51 dargestellt, die durch einen Motor 50 angetrieben ist- Nach Entleeren des oberen Behälters 48 gelangt das behandelte Gut über eine Schurre 52 in den unteren Behälter 49, in welchem die Behandlung des Gutes in zweiter Stufe fortgesetzt wird. Die Zuführungen für das Behandlungsmedium sind mit 55 und 54-, während die Abführungen mit 55 und 56 bezeichnet sind.

In Fig. 5 ist in schematischer Weise eine andere Entleerungsvorrichtung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform weist der zylindrische Rand 57 eines Deckels einen nach oben um einen Angelpunkt 58 verschwenkbaren Wandbereich 59 auf, der mittels eines pneumatischen oder hydraulischen Zylinders 60 verschwenkbar ist. Damit das in dem Behälter auf Grund der Fliehkraft hochgeförderte Gut über die durch den abgeschwenkten Wandbereich 59

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freigegebene öffnung 6l austreten kann> sind In diesem Bereich die bogenförmigen Rippen 62, welche während des Betriebes das umlaufende Gut nach innen lenken, an dem abschwenkbaren Wandbereich 59 befestigt und zusammen mit diesem nach oben schwenkbar. Nach dem Hochschwenken des Wandbereiches 59 tritt das Gut in Richtung der Pfeile 65 aus.

- Patentansprüche -

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Claims

- 10 Patentansprüche

(Ji/ Einrichtung zur Wärme-, Kälte- und/oder Stoffbehandlung eines körnigen, rieselfähigen Gutes, insbesondere zum Rösten von Kaffee, Kakao oder Nüssen, mit einen mit senkrechter Achse angeordneten, sich nach unten verjüngenden Behälter, in dem das Gut einem im wesentlichen nach oben gerichteten Behandlungsstrom ausgesetzt ist, wobei der Behälter die Form einer Schale mit im Bereich der Achse nicht oder flach und mit zunehmendem Abstand zunehmend steiler ansteigender Innenwand hat und mit solcher Geschwindigkeit drehend antreibbar ist, daß das Gut unter der Fliehkraftwirkung über den Rand des Behälters hinaus gefördert wird, wobei weiterhin oberhalb des Behälters in gegenüber den Abmessungen des Gutes geringem Abstand vom Rand des Behälters ein Deckel angeordnet ist und der Deckel auf seiner Unterseite bogenförmige Rippen trägt, die einen Bogen von· zumindest annähernd 90° beschreiben und deren radial äußeren Enden oberhalb des Randes des Behälters zumindest annähernd tangential zu diesem in Gegenrichtung zu dessen Drehrichtung verlaufen und wobei die Zufuhr des Behandlungs stromes durch ein sich durch den Deckel hindurch in den Behälter hinein erstreckendes koaxial zum Behälter verlaufendes Rohr erfolgt, nach Patent . ... ...

(Patentanmeldung P 21 0j5 281.5), dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (10, 11) zum Einführen des Behandlungsstromes in seiner Lage einstellbar ist und mit seiner Unterkante bis nahe an den Boden des Behälters (2) reicht.
2. Einrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Behälters (2) an seinem oberen Rand (7) geringer ist als der Innendurchmesser des zylinderförmig ausgebildeten Deckels (5) und daß die von der Innenwand (6) des Deckels (5) ausgehenden bogenförmigen Rippen (9) die sich aus dem Durchmesserunterschied ergebende Stufe (8) übergreifen, in Richtung auf ihre radial innenliegenden Enden, mit den Innenbogenflachen gegen den Behälterboden geneigt, leicht drallverwunden und an den freien Enden abgerundet sind.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß um den Behälter (2) ein kreisringförmiges drehbares Kühlsieb (25) vorgesehen und mit einem feststehenden Abstreifer entleerbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer durch einen nach innen verschwenkbaren Wandabschnitt (30) einer das Kühlsieb (25) umgebenden feststehenden Haube (64 ) gebildet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des kreisringförmigen Kühlsiebes (25) eine Auffangschale (34-) und eine mit dem Kühlsieb (25) umlaufende zum Kehren der Auffangschale dienende Bürste (35) vorgesehen sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel in seinem zylindrischen Wandbereich (57) einen nach außen verschwenkbaren Wandabschnitt (59) auf v/eist, an dem die diesem Bereich zugeordneten Eippen (62) befestigt sind,
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer gemeinsamen Welle (51) zwei oder mehrere Behälter (48, 49) angeordnet sind.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Luft zur Behandlung des Gutes in der Luftführung (17) für die Abluft aus dem Behälter (2) ein Zyklon (38) ein Gebläse (37) und ein Nachbrenner (40, 41) sowie eine Mischstation (45, 46) für einen Teil der gereinigten heißen Abluft mit Frischluft vorgesehen sind.

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