NL8006585A - Werkwijze voor het met hoge snelheid roosten van koffie. - Google Patents

Description

* -1- •ί VO 1275'

Werkwijze voor het met hoge snelheid roosten van koffie.

De uitvin dag heeft: het rekking op een onderbroken twee-trapswerkwijze voor het roosten van koffie, -waarbij het gerooste koffieprodukt een lage dichtheid en een hoge opbrengst heeft.

Verse koffie wordt geroost voor het produceren van de 5 gewenste donkerbruine kleur en voor het veranderen van de in de verse bonen aanwezige natuurlijke elementen voor het verschaffen van de aromatische kwaliteiten en smaak- of geurwaarden, wenselijk in een vers gezette koffiedrahk.Een bekende techniek voor het ononderbroken roosten van koffie is geopenbaard in het Amerikaanse octrooischrift 10 3.572.235. Hierbij worden de koffiebonen eerst blootgesteld aan stoom in een voorverwarmingszone en vervolgens geleidelijk als een geflul-diseerd bed bewogen door een roostzone, waarin de voorverwarmde bonen in aanraking worden gebracht met een heet roostgas op een temperatuur in het bereik van 232°C-302°C* De bonen worden dan gedroogd door aan-15- raking met een omgevingsluchtstroom.

Het is algemeen bekend dat de prijs van koffie de laatste jaren in aanzienlijke mate is verhoogd. Om economische redenen is het wenselijk de opbrengst per volume verse koffiebonen te vergroten aannemende dat de kwaliteit van de koffie kan worden gehandhaafd.

20 In- het Amerikaanse octrooischrift lék is een twee- traps roostwerkwij ze met gefluidiseerd bed geopenbaard voor het vormen van een uitstekend geroost produkt met een lage dichtheid en een hoog gehalte aan oplosbare vastestoffen. In de geopenbaarde voorkeurswerkwijze worden de koffiebonen in de eerste trap geroost op een 25 temperatuur van 232°C-2H3°C, waarbij zij in de tweede trap worden geroost op ongeveer 282°C met een diepte van het gefluidiseerde bed van ongeveer 5 cm.

Hetiis een doel van de uitvinding een ononderbroken met hoge snelheid plaatsvindende roostwerkwijze te verschaffen, waarbij 30 de gewenste geur- en aromaeigenschappen uit de verse koffiebonen worden ontwikkeld voor het produceren van een geroost koffieprodukt met een lage dichtheid en een hoge opbrengst aan oplosbare vastestoffen.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: 35 figuur 1 schematisch de inrichting toont, die geschikt is 8006585 -2- voor het uitvoeren van de onderhavige ononderbroken roostwerkwijze, figuur 2 een doorsnede is volgens de lijn II-II in figuur 1 en figuur 3 een doorsnede is volgens de lijn III-III in 5 figuur 2.

In het algemeen is de onderhavige werkwijze, gericht op een met hoge snelheid plaatsvindende tveetraps roostverkvij ze, die wordt uitgevoerd onder omstandigheden voor het vormen van een geroost koffieprodukt met een lage dichtheid en eeh hoge opbrëngst aan oplos-10 bare vastestoffen. De bonen worden geleidelijk en ononderbroken be-wogen..ea geroerd door de twee roosttrappen in een gefluidiseerd bed en daarna gekoeld en gemalen voor het vormen van het eindprodukt.

In het bijzonder verwijzende naar de eerste trap of zone van de tweetraps roostverkwijze, worden verse koffiebonen blootge-15 steld aan een verwarmd roostgas met een hoge snelheid voor het tot stand brengen van althans een gedeeltelijk roosten van de koffiebonen. Gebleken is, dat door het regelen van de omstandigheden in deze eerste zone, de cellulaire structuur van de koffiebonen wordt uitgezet.. De roost gassen worden in de koffiebonen geleid in de vorm van 20 stromen roostgas met een hoge snelheid, die in voldoende mate door het bodembed gaan voor het opwekken van fluldisatie van de bonen in een bed voor het vers chaff en van een regelmatig verwarmen van de bonen.

Zoals hiervoor uiteengezet, worden de vervarmingsomstan-25 digheden in de eerste zone in stand gehouden voor het verschaffen van een uitzetting van de cellulaire structuur van de koffiebonen. Dit produceert op zijn beurt een gescheurde of enigszins opgeblazen toestand van de bonen, hetgeen poreuze openingen of doorgangen vormt vanaf het oppervlak van de bonen naar het inwendige daarvan. Deze uit-30 gezette structuur maakt een zeer doeltreffend binnendringen of binnengaan van roostgassen in de koffiebonen gedurende het roosten mogelijk en verschaft tevens gemakkelijker toegang tot het gehalte oplosbare vastestoffen van de bonen door de inwerking van verwarmd water gedurende het zetten van de koffiedrank. Op deze wijze wordt de opbrengst 35 van het produkt vergroot.

Een belangrijk voordeel van de onderhavige werkwijze ten opzichte van die volgens het Amerikaanse octrooischrift k.169.l6h is 8006585 * ar -3- een.‘belangrijke vermindering in de totale verblijfstijd in de eerste en tweede roostkamers tot ongeveer 3-b minuten. Dit beeft een aanzienlijke vergroting tot gevolg van de koffieopbrengst uit dezelfde _ - roostinrichting. Verrassenderwijze wordt dit resultaat tot stand ge- 5 bracht- door bet gelijktijdig wijzigen van de temperatuur en de bed-diepte van gefluxdiseerde koffiebonen gedurende de roostwerkwijze.

Een beddiepte, die geschikt is voor bet tot stand brengen van de gewenste mate van verwarming in de eerste en tweede trappen in een met hoge snelheid plaatsvindende werkwijze is van ongeveer 6,35 mm 10 tot ongeveer 25,b mm en bij voorkeur in de orde van 12,7 mm.

De temperatuur van bet roostgas wordt geregeld voor aanpassing- aan de kleinere diepte en dus hogere snelheid. Passende gas-temperaturen voor beide zones zijn in de orde van 288°C tot 299°C, bij voorkeur rond 293°C met een temperatuursverschil tussen de eer-15 ste en tweede zones van niet meer dan ongeveer 2,8°C.

De stromingssnelheid van bet roostgas op deze temperatuur van een bepaalde verblijfstijd en beddiepte bepaalt de warmte-invoer naar de bonen. Een passende luchtstroming in deze trap is in de orde van ongeveer 532 tot 588 m^ per minuut.

20 Ha de doorgang door de eerste trap of zone beweegt bet gefluidiseerde bed koffiebonen in de tweede zone in een bed met een gelijkblijvende diepte. In de tweede zone worden de roostomstandig-heden aanzienlijk veranderd. Hier wordt bet roosten voltooid onder omstandigheden voor bet stabiliseren van de open poreuse structuur 25 van de bonen en voor bet zonder branden tot de gewenste donkerbruine kleur donker maken daarvan. Bovendien worden de omstandigheden geregeld voor bet vormen van een geroost koffieprodukt met' een lage dichtheid en een hoge opbrengst aan oplosbare vastestoffen. Het is wenselijk de roostgassnelheid zodanig te verlagen, dat de totale 30 warmteinvoer naar de koffiebonen in de tweede trap onvoldoende is voor bet doen branden. Een pas-sende roostsnelheid is minder dan ongeveer 50b m per minuut, en bij voorkeur in de orde van b76 ur per minuut of minder.

Ha bet voltooien van bet roosten in de tweede zone, wordt 35 een ononderbroken stroom gerooste koffiebonen snel gekoeld door een passend koeltechniek voor bet tot stilstand brengen van de roostwer-king en bet handhaven van de open cellulaire poreuse structuur van de koffiebonen..

8006585 *· ·' -ij-

Een passende techniek voor een dergelijk snel koelen is door het leiden (bijv. door het doen stromen of door zuigen) van een omgevings-luchtstroom door een gefluldiseerd bed van het gerooste koffieprodukt. Het koelen wordt gewoonlijk voltooid in een betrekkelijk korte spanne 5 tijds, lopende van'0,5 tot 10 minuten en in het algemeen van 0,5 tot 2 minuten. Een dergelijkckoelen wordt bij voorkeur uit gevoerd door toepassing van stromen omgevingslucht met een hoge snelheid, die met een voldoende snelheid door de gerooste bonen gaan voor het fluxdiseren daarvan op een soortgelijke wijze als bij de gefluidiseerde roost-10 werkwijze in de eerste en tweede zones. Het koelen op deze wijze wordt uitgevoerd in minder dan ongeveer 2 minuten.

Figuur 1 toont schematisch een voorbeeld van de inrichting voor het uitvoeren van de onderhavige ononderbroken roostwerk-wijze. Verse koffiebonen worden bij 10 in het stelsel gebracht naar 15 een passende toevoertrechter 12, en op een hellende goot of toevoerlij geleid met als gevolg, dat de bonen door zwaartekracht gedwongen in de tweetraps roost eenheid 16 worden gevoerd..

De roostinrichting 16 is werkzaam voor het verschaffen van een geregelde osyderende warmtebehandeling van de verse koffie— • 20 bonen. Stromen verwarmd roost gas met een hoge snelheid zijn werkzaam voor het fluidiseren van de bonen in de roost eenheid 16 en het zodoende verschaffen van een gelijkmatige en regelmatige warmtebehandeling. De roostinrichting bevat een voor gas ondoorlaatbare, bedvor-mende plaat 20, die voor schuiftrilbewegingen met betrekking tot het 25 hoofdhuis 22 is gemonteerd door middel van parallellogramverbindingen 2ij, die draaibaar zijn verbonden met het draaggestel 26. De plaat 20 wordt op een gebruikelijke wijze getrild door een draaiexcentriek 28 dat wordt aangedreven door een motor 30, die met de plaat is verbonden door middel van een verbinding 32. De inrichting is van de in 30 het genoemde Amerikaanse octrooischriffc 3.572.235 weergegeven soort.

Hij bevat een patroon mondstukken of pijpen 3ij, opgehangen aan een tussenwand 36, die een bovenste drukkamer in het huis van de roostinrichting scheidt van een afvoerkamer h-0. Meer in het bijzonder verwijzende naar figuur 3, is de drukkamer verdeeld in een eerste roost-35 zone h-0 en een tweede roostzone b2 door een ondoordringbare tussen wand Ijk, die zich vanaf de bovenkant naar de onderkant van de roost-kamer in vertikale richting uitstrekt voor het verschaffen van een 8006585 4' -5- wering tegen een lucht stroming tussen de zones kO en k2. De twee zones zijn op deze wijze in figuur 3 aangegeven.

Verwijzende naar de tweede roostzone b2, zijn ventilatoren of hlaastoestellen U6 aangebracht aan weerszijden vah de zone voor - 5 het regelen van de luchtstroming in de bovenste drukkamer en door de pijpen 3b voor het verkrijgen van een straalwerking met hoge snelheid onder elke pijp, af geheeld bij U8, hetgeen dient voor het suspenderen van de koffiebonen in een gefluidiseerde toestand wanneer zij voortbewegen door de roostinrichting. Zoals in het voomoemde 10 Amerikaanse octrooischrift is beschreven, wordt de fluldisatiewer-king bereikt door het in straal vorm, naar beneden richten van de roostgassen op de voor gas ondoorlaatbare plaat 20 tegelijkertijd met een snel naar boven verwijderen van de gassen door bijv. de blaaseenheden, zoals aangegeven door de pijlen 50 en 52. Hoofdgedeel-15 ten van de gehercirculeerde gassen worden teruggevoerd naar de pijpen 3k, zoals aangegeven door de pijlen 5^»· waarbij een gedeelte van de gassen tegelijkertijd uit de roostinrichting wordt verwijderd door afvoerleidingen 56, zoals aangegeven door de pijlen 58* Zoals af geheeld in figuur 1, worden de blaaseenheden op passende wijze aange-20 dreven door motoren en dergelijke aandrijf eenheden 60, die kunnen worden geregeld voor het verschaffen van de gewenste gassnelheden in de pijpen 3½. Verwijzende naar figuur 3 zijn onafhankelijke ventilatoren of blaaseenheden 62 aangebracht aan weerszijden van de druk-kaoer Ho van de eerste trap, welke eenheden worden aangedreven door 25 een motor 6k van een soortgelijke uitvoering als voor de ventilatoren of hlaastoestellen ^6.

Weer terugkerende naar de eerste zone worden de circulerende gassen verwarmd voor het tot stand brengen van de gewenste warmtebehandeling voor het roosten. Het verwarmen van de roostgassen 30 kan tot stand worden gebracht door willekeurige passende middelen.

Zoals afgebeeld in de figuren 2 en 3, worden de roostgassen direkt verwarmd door het inspuiten en verbranden van een stookgas in de drukruimte van de roosteenheid 16. Een inrichting voor dit doel is weergegeven in de vorm van inspuitmondstukken 66 aan weerszijden 35 van de tussenwand W·. Het verbranden van het stookgas (d.w.z. aardgas, propaan en dergelijke) in de drukruimte wordt tot stand gebracht door het inbrengen van brandbare mengsels van het gas met verbrandingslucht door elk der mondstukken 66. Het verbrandingsgas -6- wordt verdeeld ia afzonderlijke onafhankelijke stromen in de eerste en tweede drukroostzones 40 en 1*2, gescheiden door de tussenwand kk.

Op deze wijze worden verschillende roost gas snelheden in elk der twee roostzones gehandhaafd.

5 Ha het roosten in de roostinrichting 16, worden de hete gerooste honen afgevoerd vanaf het einde van de bedvormende plaat 20 in de koeleenheid 70, zoals weergegeven in figuur 1. De bonen worden opgenomen op een goot of toeloopplaat 72, die in constructie soortgelijk is aan de toevoergoot 1U voor de roosteenheid 16. De gehele 10 koeleenheid kan in constructie soortgelijk zijn aan de roosteenheid waarbij het toeloopvlak 72 deel uitmaakt van een in de koelinrichting getrilde, voor gas ondoorlaatbare plaat 7^· De plaat 7^ wordt gedragen door het gestel 76» verbonden door soortgelijke parallellogram-verbindingen, die de verbindingen 78 bevatten. Ha het koelen in de 15 eenheid 70» worden de bonen opgevangen in een passende bak 80 voor daaropvolgende behandelingen in eenheden, zoals het malen en verpakken. Koelgassen (d.w.z. omgevingslucht) kunnen worden gecirculeerd in de koeleenheid door een ventilator of blaastoestel, werkzaam voor het naar beneden leiden van koellucht door pijpen op dezelfde wijze 20 als in de roostinrichting.

Tijdens een gebruikelijke werking, worden de bonen tot op de invoer-plaat 1U voortbewogen met een zodanige snelheid, dat het voortbewegen van de bonen door beide trappen van de roostinrichting tot stand wordt gebracht binnen een tijdsduur vanongeveer 3-1* minuten met gelijke 25 verblijfstijden in elke trap. De bonen worden geleidelijk bewogen met een gelijkblijvende fluldisatietoestand, opgewekt door de circulerende roostgassen voor het verschaffen van een gefluldiseerd bed met een diepte in de orde van 12,7 mm. Een passende toevoersnelheid kan in de orde van 1+500 kg koffie per uur zijn. In de eerste roost zone ligt 30 een gebruikelijke temperatuur in de orde van 293°C bij een roostgas- stromingssnelheid, opgewekt door de ventilator, van ongeveer 560 m? per minuut. Hierbij wordt het eerste verwarmen van de bonen tot de roost-temperatuur tot stand gebracht terwijl de cellulaire structuur van de bonen wordt uitgezet voor het verschaffen van een netwerk onderling 35 verbonden poriën.

In de tweede zone van het roosten onder de drukkamer i+2 blijft de temperat-ur van het roostgas in hoofdzaak gelijk op ongeveer 8006585 -7- 293°C "bij een verlaagde stromingssnelheid in de orde van kj6 w? per - - minuut. De gerooste honen blijven de gewenste donkere bruine kleur verder ontwikkelen zonder branden en zonder de uitgezette poreuse cellulaire structuur, gevormd in de eerste zone, te verliezen. Daar-5 - na wordt de koffie geleid door de koeleenheid 70, in een gefluidi- seerd bed met dezelfde diepte. Hier worden de bonen blootgesteld - - aan een gasstroom met een stromingssnelheid, soortgelijk aan die in - de roosteenheid voor het verschaffen van een snel koelen. Een gebruikelijke verblijfstijd voor een voldoende koelen ligt in de orde 10 -van 0,5-2 minuten. Gemeend wordt, dat een dergelijk snel koelen helpt bij het handhaven van de open cellulaire poreuse structuur van de koffiebonen.

• Het gerooste koffieprodukt, geproduceerd door de voorgaande werkwijze, heeft een lage massadichtheid (ongeveer 0,36-15 0,37 g/cm.3), vergelijkbaar met het produkt, geproduceerd door de in het Amerikaanse octrooischrift k.l69.l6k beschreven werkwijze.

De techniek, gebruikt voor het meten, bestaat uit het aftappen van 3 een maatglas van 250 cm , dat 50 g bevat van een monster voor 250 slagen* De dichtheid van het afgetapte volume wordt bepaald door het 20 delen van de 50 g door het in het maatglas achtergebleven volume.

Het produkt van de onderhavige werkwijze heeft tevens een hoog gehalte aan oplosbare vastestoffen, vergelijkbaar met het Amerikaanse octrooischrift k.169.16k.

De onderhavige werkwijze produceert een produkt, dat 25 vergelijkbaar is met dat van het Amerikaanse octrooischrift k.169.16k, maar met een aanzienlijk verhoogde roostsnelheid (k500 kg/ h, vergeleken met 32k0 kg/h) een kortere verblijfstijd (3-k minuten, vergeleken met 5-10 minuten).

8006585

Claims (5)

1. Met hoge snelheid plaatsvindende, ononderbroken werkwijze voor het droog roosten van verse koffiebonen, gekenmerkt door de stappen van het geleidelijk en ononderbroken bewegen en roeren van 5 droge verse koffiebonen in een gefluldiseerd bed, achtereenvolgens door eerste en tweede gescheiden roostkamers, waarbij de beddiepte in beide kamers beneden ongeveer 2,5 cm wordt gehouden, de bonen in de eerste kamer regelmatig in aanraking worden gebracht met een droge roost gas stroom met hoge snelheid, die de bonen fluidiseert, welk gas 10 zich op een temperatuur bevindt van ongeveer 288°C tot 299°C, en het gas althans een gedeeltelijk roosten tot stand brengt van de bonen en het uitzetten van de cellulaire structuur van de bonen, waarna de bonen door een tweede kamer worden geleid, waarin de bonen regelmatig in aanraking worden gebracht met een onafhankelijke droge 15 roost gas stroom, die de bonen fluidiseert voor het voltooien van het roosten, welke onafhankelijke gasstroom een lagere snelheid heeft dan en in hoofdzaak dezelfde temperatuur als de gasstroom in de eerste kamer, en het dan koelen van de bonen voor het vormen van een geroost koffieprodukt met een lage dichtheid en een hoge opbrengst 20 aan oplosbare vastestoffen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de temperatuur van de gasstromen in de eerste·'en tweede kamers met niet meer dan ongeveer 2,8°C verschilt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 25 temperatuur van de gasstromen in de eerste en tweede kamers in de orde van 293°C is.

4. Werkwijze volgens --conclusie 1, met het kenmerk, dat de beddiepte in de eerste en tweede kamers ongeveer 12,7 mm is.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 30 de totale verblijfstijd in de eerste en tweede kamers van ongeveer 3-4 minuten is. 8006585