Proces praženia malého množstva kávových zŕn - NOVOPACK MASCHB GMBH
Proces praženia malých množstiev kávových zŕn vo vertikálne smerujúcej valcovej pražiacej komore (4), do ktorej sa môžu pražené kávové zrná dávkovať v dávkach a vyberať z nich po ukončení procesu praženia, pričom sa praženie vykonáva prúdom horúceho vzduchu prúdiacim cez pražiacu komoru (4) a následne pražené kávové zrná. Odstránenie z pražiacej komory je možné ochladiť prúdom studeného vzduchu, vyznačujúci sa tým, že praženie a chladenie kávových zŕn je možné riadiť pomocou programovateľnej riadiacej jednotky, pričom v riadiacej jednotke sa ukladá aspoň kombinácia parametrov doba praženia, teplota praženia a objemový prúd horúceho pražiaceho vzduchu ako voliteľné súbory údajov s nastaviteľnými parametrami. a tok horúceho vzduchu je možné regulovať pomocou frekvenčne riadeného kompresora s bočným kanálom.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že súbory dát navyše obsahujú parametre objemového toku chladiaceho vzduchu a doby chladenia.
3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že dátové záznamy ďalej obsahujú parametre stupňa sčernania kávových zŕn, množstva náplne a/alebo teploty odvádzaného vzduchu.
8. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa časovou obmenou prevádzkových a/alebo medzných parametrov dátových záznamov.
Vynález sa týka spôsobu praženia malého množstva kávových zŕn podľa úvodnej časti nároku 1.
Je známe, že na prípravu obzvlášť aromatickej a čerstvej kávy sa pražia kávové zrná iba bezprostredne pred tým, ako sú zrná pomleté a uvarené. To zabraňuje odparovaniu anomálnych látok pri dlhodobom skladovaní. Aj keď je tiež známe dlhodobé skladovanie mletej kávy vo vákuových baleniach, má to tiež vplyv na arómu.
Je preto žiaduce, aby bolo možné používať čerstvo praženú kávu, ako je to možné.
Známe sú pražiarne na zrnkovú kávu, ktoré sa dajú použiť v domácnosti. Je však ťažké zabezpečiť parametre procesu vhodné na praženie fazule v podmienkach domácnosti.
Vyššia úroveň kvality pražiacich zariadení sa však dá ekonomicky využiť v maloobchodných predajniach, čím sa dá tiež veľmi skrátiť čas medzi pražením a spotrebou. Pražiareň kávových zŕn vhodná na tieto účely je známa z EP 0 288 870 B1. V tomto zariadení sa používa valcová pražiaca komora, do ktorej sa dodáva horúci vzduch takým spôsobom, že sa v pražiacej komore vytvára fluidné lôžko, v ktorom sa kávové zrná pražia rovnomerne. Niekoľko minút po pražení možno vychladené kávové zrná zomlieť a po uvarení pripraviť obzvlášť čerstvý a aromatický kávový nápoj.
Na obsluhu a riadenie procesných parametrov tohto zariadenia je potrebné dôkladné zaškolenie obsluhy, aby sa dosiahli profesionálne výsledky. Obsluha zariadenia zákazníkom preto nie je možná.
Stroj na praženie kávových zŕn s programovateľnou riadiacou jednotkou je známy z US 6 053 093, v ktorom sú parametre doby praženia a teploty praženia uložené ako voliteľné súbory údajov v riadiacej jednotke.
Samotné nastavenie času a teploty praženia však neprináša optimálny výsledok praženia.
Vynález si kladie za cieľ určiť spôsob praženia malých množstiev kávových zŕn pražiarom kávových zŕn, najmä vyššie uvedeného druhu, pri ktorom je prevádzkové úsilie minimalizované, ale súčasne je možné dosiahnuť vysoko kvalitné výsledky praženia.
Tento cieľ sa dosahuje znakmi uvedenými v nároku 1. Výhodné uskutočnenia vynálezu sú uvedené v závislých nárokoch.
Vynález je založený na spôsobe praženia malých množstiev kávových zŕn vo vertikálne orientovanej valcovitej pražiacej komore, do ktorej sa môžu pražené kávové zrná dávkovať v dávkach a z nich po ukončení procesu praženia odvádzať, pričom sa praženie uskutočňuje prúdom horúceho vzduchu prúdiacim pražiacou komorou a pražených kávových zŕn po vybratí. byť ochladené z pražiarne prúdom studeného vzduchu. Podľa vynálezu je možné praženie a chladenie kávových zŕn riadiť pomocou programovateľnej riadiacej jednotky, pričom sa najmenej kombinácia parametrov doby praženia, teploty praženia a objemového prietoku horúceho pražiaceho vzduchu ukladá ako voliteľné súbory údajov s nastaviteľnými parametrami v riadiacej jednotke a prúd horúceho vzduchu je ovládateľný pomocou frekvenčne riadeného kompresora s bočným kanálom.
Výberom vopred definovaného súboru údajov na riadiacej jednotke je preto možné, aby operátor dosiahol vysoko kvalitné výsledky praženia v závislosti od požadovaného výsledku praženia alebo dostupných pražených kávových zŕn bez toho, aby musel mať akékoľvek špeciálne znalosti o strojno-technických podmienkach a ďalších parametroch pražených kávových zŕn, ktoré ovplyvňujú výsledok praženia. požadované sú.
Pražič na zrnkovú kávu prevádzkovaný spôsobom podľa vynálezu môžu preto obsluhovať aj neškolení operátori, čím je tiež možné, aby si zákazníci pražičku na zrnkovú kávu spustili a sprevádzkovali sami, takže zásah vyškolených obsluhujúcich pracovníkov je potrebný iba na účely údržby a čistenia . To umožňuje značné zníženie manipulačných nákladov na takúto pražičku na kávové zrná.
Parametre súborov dát, ktoré je možné použiť, je možné nastaviť individuálne programom a je možné ich prispôsobiť dostupným typom, množstvám a pražiču zrnkovej kávy pri prvom alebo neskoršom nastavení pražiča zrnkovej kávy.
Základné parametre praženia prednostne definujú aj parametre objemového prietoku chladiaceho vzduchu a doby chladenia, takže chladenie pražených kávových zŕn je možné nastaviť aj jednotlivo.
Ako ďalšie parametre dátových záznamov je možné do záznamov údajov pridať farbu praženia alebo stupeň sčernania kávových zŕn, množstvo náplne, teplotu odpadového vzduchu a v prípade potreby ďalšie parametre, ktoré ovplyvňujú výsledok praženia.
Parametre ovplyvňujúce praženie je možné nastaviť v príslušných medzných hodnotách ako funkciu času, takže parametre je možné navzájom závisieť alebo prispôsobiť procesu praženia.
Pretože prúdenie horúceho vzduchu na praženie kávových zŕn je regulované pomocou regulácie otáčok kompresora s bočným kanálom, je možné výrazne znížiť hluk pražiča kávových zŕn, pretože plný objemový prúd horúceho vzduchu je potrebný iba na krátky čas.
Vynález je ďalej podrobnejšie vysvetlený pomocou príkladu uskutočnenia. Ukazuje:
1 je bočný pohľad na pražiareň kávových zŕn a
2 je čelný pohľad na pražiareň kávových zŕn.
Použitím vynálezu je možné prevádzkovať plne automatický pražiaci stroj na praženie kávy. Ručne sa vykonáva iba plnenie zelených nepražených zŕn a vyberanie pražených kávových zŕn.
Podľa vynálezu sú kroky procesu ohrevu, praženia a chladenia programovo riadené vo všetkých pražiacich programoch. Výhodne sa v pražiarni používa PLC (programovateľný logický radič), známy z iných priemyselných zariadení. Toto umožňuje sprístupnenie niekoľkých pamäťových miest programu. Tieto umiestnenia programovej pamäte obsahujú minimálne nasledujúce, premenlivé parametre praženia:
- - čas praženia
- - Teplota praženia (ktorá sa môže meniť v priebehu celkového času praženia)
- - Objemový prietok horúceho pražiaceho vzduchu (môže sa meniť v priebehu celkového času praženia
Pretože množstvo zelenej kávy a jednotlivé vlastnosti kávy určujú energetickú potrebu praženia, musia sa parametre praženia pamäťových miest programu prispôsobiť šarži, ktorá sa má pražiť. Rôzne stupne praženia zelenej kávy sa dajú pražiť aj korekciou energetického príkonu v rámci programu alebo výberom iného programu s rôznym energetickým príkonom.
Na uskutočnenie pečenia nie sú v každom prípade potrebné všetky vyššie uvedené parametre. Ak je to žiaduce, môžu sa použiť ďalšie parametre, ktoré môžu mať vplyv na riadenie procesu praženia alebo prevádzku pražiarne kávových zŕn, ako napríklad objemový prietok chladiaceho vzduchu, doba chladenia, farba alebo stupeň čiernosti kávových zŕn, množstvo náplne, nízka teplota odvádzaného vzduchu. Parametre procesu môžu predstavovať požadované alebo limitné hodnoty a je možné ich v priebehu času meniť. Napríklad kávové zrná, ktoré ešte spočiatku neboli pražené, majú relatívne vysoký podiel pražiacej vlhkosti, ktorá je zodpovedná za veľké premiešanie v pražiacej komore. Aby zodpovedalo tejto fáze, môže byť nastavená veľmi vysoká počiatočná teplota pražiaceho stroja alebo môže byť zodpovedajúcim spôsobom zvolený vysoký objem pražiaceho vzduchu. Pomocou parametrov je možné nastaviť príslušné spínacie zariadenia, ako napr B. kúrenie alebo ventilátor na nastavenie alebo ovládanie. S cieľom umožniť vysoko kvalitnú reguláciu sú vo vhodných miestach pražiarne kávových zŕn k dispozícii senzory, ktoré určujú riadiace premenné na určovanie parametrov procesu.
Pražič na zrnkovú kávu znázornený na obrázku 1 obsahuje kryt 1, ktorý je navrhnutý najmä ako rámový kryt so sklenenými stenami, aby zákazník mohol vidieť stroj. Kryt zároveň chráni stroj pred prevádzkovým hlukom. Základnú štruktúru uvedeného pražiča kávových zŕn možno nájsť už v EP 0 288 870 B1.
Určité množstvo kávových zŕn je možné do stroja privádzať pomocou voliteľne otočného plniaceho lievika 2. Kávové zrná padajú do valcovitej, priehľadnej pražiacej komory 4, v ktorej sa pražia vo fluidnom lôžku privádzaním stredného prúdu horúceho vzduchu potrubím 7. Po ukončení procesu praženia sa cez hydraulickú, pneumatickú alebo elektricky ovládanú spodnú klapku 5 prevedú do chladiacej nádoby 6, cez ktorú prúdi studený vzduch potrubím 8 na ochladenie pražených kávových zŕn.
Koža a plevy vyrobené počas praženia sa oddelia od prúdu odpadného vzduchu v cyklóne 11 a zhromažďujú sa v zbernej nádobe 3. Prúd vzduchu opúšťajúci cyklón 11 je komínom 9; ktorým predchádza katalyzátor 10 na dodatočné spaľovanie a výhrevná vložka 13 na opätovný ohrev odpadového vzduchu vypúšťaného do životného prostredia.
Pražiaca komora 4 môže byť vyprázdnená pod kontrolou programu. Ak sú plniaci lievik a/alebo zberná nádoba otočné, môže sa otáčanie uskutočňovať aj pod kontrolou programu. Pre plne automatickú prevádzku procesu praženia je teda potrebné iba vložiť určité množstvo kávových zŕn do plniaceho lievika 2 a po ukončení procesu praženia ich vybrať z chladiacej nádoby 6. Z tohto dôvodu je potrebné dodržať nasledujúci postup: Chladiaca nádoba 6 môže byť tiež navrhnutá tak, aby po vyklopení z krytu 1 bolo možné na spodnú stranu chladiacej nádoby 6 upnúť zberný vak, aby sa pražená kávová zrna mohla preniesť priamo do zberného vaku.
Obrázok 2 zobrazuje pražičku kávových zŕn z obrázka 1 v čelnom pohľade. Na obrázku 2 je okrem už spomenutých prvkov pražiča kávových zŕn tiež znázornený najmä ventilátor 12, ktorý je vytvorený ako kompresor s bočným kanálom. Toto generuje prúd stlačeného vzduchu na praženie kávy cez rúrku 7 a prúd nasávaného vzduchu cez rúrku 8 na ochladenie zŕn. Množstvo vzduchu možno zvýšiť alebo znížiť zmenou frekvencie kompresora. To má vplyv na proces praženia a miešanie fazule, ako aj na emisie hluku stroja prostredníctvom rýchlosti prúdenia vzduchu. To umožňuje znížiť množstvo vzduchu po fáze praženia a tým vysušiť pôvodne zelené kávové zrná, aby sa tiež znížili emisie hluku. Krátko pred koncom praženia je potrebné ďalšie zníženie množstva vzduchu, pretože úbytok hmotnosti kávových zŕn je taký veľký, že v prúde odpadného vzduchu bolo možné odstrániť malé zrná. Preto je pracovná frekvencia dúchadla bočného kanála nastavená na veľmi malú hodnotu, takže emisia hluku je veľmi nízka.
Súčasne so znížením frekvencie dúchadla s bočným kanálom je možné postupne znižovať aj teplotu praženia.
Keď sa zrná naplnia v pražiacej komore, pražená káva sa vyprázdni do chladiacej nádoby a vyprázdni sa nádoba na kutikulu, kompresor bočného kanála sa úplne vypne. To sa dá urobiť automaticky vhodnými spínacími prvkami, keď sa aktivuje príslušná nádoba. To má tiež za následok výhodu, že je možné úplne upustiť od vzduchových klapiek, ventilov alebo posúvačov. To tiež výrazne zjednodušuje a obmedzuje práce pri čistení a údržbe.
Výsledkom vynálezu je plne automaticky ovládaná pražička kávových zŕn na malé množstvá, ktorá sa môže použiť najmä v maloobchodných predajniach. Definícia parametrov praženia, ktorá je špecifická pre daný program, umožňuje výber určitých kombinácií procesov. Napríklad niektoré druhy kávových zŕn môžu vyžadovať výber určitej kombinácie parametrov. Napríklad pre kávové zrná z proveniencie A bude možno potrebné zvoliť úroveň prepínania 1 stlačením tlačidla. Pre obsluhu stroja z. B. Do lievika sa naplní 1 000 g zelenej kávy a po výbere úrovne 1 sa stlačí štartovacie tlačidlo. Pečenie potom prebieha automaticky podľa výberu programu. Po ukončení procesu praženia je možné praženú kávu vybrať z voliteľne vyklopenej chladiacej nádoby.
Ak sa ukáže, že pevný program pre určitú provenienciu neprináša optimálny výsledok praženia, možno parametre kombinácie parametrov ľahko zmeniť na programovacej úrovni prístroja. Techniky zmeny programov sú dobre známe.
1 Kryt 2 Plniaci lievik 3 Zberná nádoba 4 Pražiaca komora 5 Spodná klapka 6 Chladiaca nádoba 7 Potrubie 8 Potrubie 9 Komín 10 Katalyzátor 11 Cyklón 12 Ventilátor 13 Vykurovacia vložka