DE2065028A1

DE2065028A1 - Vorrichtung zum Mischen von gemahlenem Kaffee. Ausscheidung aus: 2022353

Info

Publication number: DE2065028A1
Application number: DE19702065028
Authority: DE
Inventors: Otto C Villa Park IH. Krolopp (V.StA.). A22c 25-14
Original assignee: Blaw Knox Co
Current assignee: Blaw Knox Co
Priority date: 1969-05-06
Filing date: 1970-05-06
Publication date: 1972-02-17
Also published as: US3610540A; DE2022353A1; NL7006650A

Description

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vln/ffo München-Pullach, 29. Juli 1971

BLAW KNOX ΟΟΜΡΑΝΪ, 500 6 th Avenue, Pittsburgh, Pennsylvania,

Vorrichtung 2um Mischen von gemahlenem Kaffee

Ausscheidung aus Patentanmeldung P 20 22 $53.4-16 vom 6. Mai 1070

Di-- Erfindung; be br i. ff b eine Vorrichtung zum Mischen von gemahlenem KaffOf.?, bestehend aus einer Mischkammer mit einer Rühre inrioh bang.

Kaffeebohnen v/erden gewöhnli ch für den Verbraucher vorbereitfcb und dies geschieht durch Rösten der Kaffeebohnen, Mahlen in einer Kaffeemühle, und Mischen der granulierten Teilchen auf pt ine gewünschte Dichte und Ersehe imtngyform, Behandeln in einem diebni^chanismus, um zu große Teilchen zu entfernen, und Einfüllen lea gemahlenen und gemischten Gutes in eine Verpackung.

Er ist bereits ein Gerät zum Mahlen und zum Mischen von Kaffee bekannt geworden, und bei diesem bekannten Gerät gibt eine MahLeinrichtung den gemahlenen Kaffee an einen horizontal angeordneten rohrförmigen Mischer ab. Der granulierte Kaffee wird in dem Mischer umgerührt, um die leicht gefärbte dpreu durch Absorbieren von kleinen Mengen von Öl des. Kaffees zu verdecken. Diesjist erforderlich, da sonst

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die leicht gefärbte Spreu dem Kaffeeprodukt ein unerwünschtes Aussehen verleihen würde.

Man hat Anstrengungen unternommen, um die Kapazität und den Wirkungsgrad einer Granulier-Mischeinrichtung zu verbessern, und zwar unter Beibehaltung der wünschenswerten Normgrößen, wie Aussehen und Qualität des Kaffeeproduktes. Ein lediglich es Erhöhen der Größe und GeschwihdigKeit einer solchen Einrichtung ist nicht vollständig zufriedenstellend, da es erforderlich ist, sorgfältig die Ölmenge, die vom Kaffee abgegeben wird, zu steuern, ebenso den Grad der Dichte oder Kompaktheit des Kaffeeproduktes. Ebenso ist es wünschenswert, daß der Temperaturanstieg während des MischVorganges auf einem niedrigen Wert gehalten wird, um die Ölfreigabe zu steuern und um die zum Abkühlen erforderliche Zeit zu reduzieren bevor der Kaffee verpackt werden kann. Die bekannte Vorrichtung zum Mischen von gemahlenem Kaffee besteht lediglich aus einer Mischkammer mit einer Rühreinrichtung, die jedoch dem Kaffee keine axiale Bewegungskomponente also in Richtung der Längsachse der Mischkammer erteilt (USA-Patentschrift 2 323

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zum Mischen von gemahlenem Kaffee zu schaffen, die eine optimale Ölabsorption in der Spreu ermöglichb, wobei gleichzeitig die Temperaturerhöhung während des Mischvorganges reduaierb werden soll, um die Menge der Feine in dem Kaffee zu reduzieren und um die Dichte im Sinne eines verbesserten Kaffeeproduktes zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Rühreinrichtung aus einem Mischrotor mit einer Vielzahl von Mischschaufeln besteht, die den gemahlenen Kaffee in einer Richtung fördern, und aus einer Einrichtung besteht, die dem

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gemahlenen Kaffee eine dieser Richtung entgegengesetzte Bewegungskomponente zur Bildung eines Staudruckes erteilt. Eine Mischeinrichtung mit den zuvor aufgeführten Merkmalen führt zu einer verbesserten Mischwirkung und Mischvorgang, wobei die KMf eespreu durch Entwickeln eines Staudruckes oder ochwerkraftdruckes auf den Kaffee während des Mischvorganges umgewandelt wird. Die Kaffeeteilchen werden dabei umgerührt, die -Spreu zerlegt, die sich dann aufgrund von Absorption von aus den Kaffeeteilchen unter Druck in den Mischer abgegebenen Öl färbt.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Mischkammer senkrecht aufgestellt und erhält den ^u mischenden Kaffee bzw. das Kaffeegranulat am unteren Ende und gibt das gemischte Kaffeeprodukt am oberen Ende ab, wobei die Einrichtung zum Vorsehen eines Staudruckes am oberen Ende der Kammer vorgesehen ist, um die nach oben gerichtete Bewegung oder Strömung des Kaffeegranulats zum Entwickeln eines Staudruckes innerhalb der Kammer zu drosseln.

In vorteilhafter Weise können die Mischschaufeln aus einer Vielzahl von Schaufelgruppen bestehen, die im axialen Abstand längs dem Rotor angeordnet sind, wobei jede Schaufelgruppe eine Vielzahl anSchaufeln aufweist, die in geeigneter Weise den Kaffee vermischen und ihn innerhalb der Kammer nach oben drücken. Zweckmäßig sind dabei die Schaufeln axial geneigt ausgebildet und zwar in einer Richtung geneigt, so daß sie den Kaffee bei Drehung des Rotors nach oben drücken. Eine zusätzliche Mischwirkung kann auch dadurch erreicht werden, daß eine Vielzahl von Rührfingern in der Mischkammer angeordnet sind und sich radial in die Bahn der Kaffeeströmung nahe den Mischschaufeln erstrecken. Dadurch wird die Bildung von toten Zonen effektiv vermieden.

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Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, daß die Einrichtung zum Drosseln der Kaffeeströmung oder -stromes aus wenigstens einem Schaufelsatz besteht, der für eine Drehung mit dem Rotor am Abgäbeende der Kammer vorgesehen ist. Es kann eine Vielzahl an Drosselschaufeln vorgesehen sein, die axial geneigt verlaufend ausgebildet sind und effektiv die Abgabe des Kaffees während der Drehung des Rotors zur Unterstützung des Staudruckes begrenzen. Der Staudruck kanu dadurch hervorgerufen werden, daß die Mischschaufeln eine axiale Neigung aufweisen, die der axialen Neigung der Drosselschaufeln entgegengesetzt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Mischen von gemahlenem Kaffee nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 1, wobei der Übersichtlichkeit halber Elemente entfernt sind; und

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Misch-Rotors nach der vorliegenden Erfindung»

In Figur 1 ist die Mischvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit 10 bezeichnet und besteht aus einem Schneckenförderer 14, einer Mischeinrichtung 16, deren Abgabeöffnung mit 18 bezeichnet ist.

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Gemahlener Kaffee gelangt über die Bahn 26 in das Eingangsende des Förderers 14. Der Förderer 14 empfängt also den gemahlenen Kaffee von einer Mahlmaschine und bewegt dann den Kaffee in axialer Richtung zum unteren Ende der Mischvorrichtung 16 beispielsweise mit Hilfe einer Schnecke oder Schraube 28, die innerhalb dem Gehäuse 30 angeordnet ist und durch einen geeigneten Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Ein Kühlmantel oder Kühlgehäuse 32 kann um das Ge- " häuse des Förderers angeordnet sein und es kann in diesem Mantel ein Kühlmedium zirkulieren, wie z.B. Wasser, um das gemahlene Gut zu kühlen.

Der Förderer 14 führt zur Mischvorrichtung 16 und zwar bevorzugt durch eine seitliche Abgabe zu einer Öffnung 34 (Figur 2), die am unteren Ende der Mischkammer 36 vorgesehen ist. Die genaue Lage der Übergabestelle zur Mischkammer ist unwesentlich, sie kann beispielsweise am Boden der Kammer bzw. in der Bodenwand 38 vorgesehen sein, sie sollte jedoch so angeordnet sein, daß die Mischvorrichtung vom unteren Abschnitt her gespeist wird, um eine nach oben gerichtete Bewegung des zu mischenden Gutes zu ermöglichen. Es wurde festgestellt, daß der hierbei eintretende Schwerkraftstaudruck auf das Material einen günstigen Einfluß ausübt, so daß man optimale Mischeigenscbaften erhält, wie dies noch näher erläutert werden soll.

Die Mischkammer 36 weist in bevorzugter Weise eine zylindrische Form auf, so daß eine Rotoranordnung 40 drehbar in dieser angeordnet werden kann. Die Rotoranordnung 40 besteht aus einer Vielzahl von radial abstehenden Schaufeln oder Flügeln 42, die in geeigneter Weise befestigt sind, wie z.B. durch eine Keilnabe 43 auf der Welle 44, so daß sieh diese Anordnung im wesentlichen um eine vertikale Achse innerhalb der Misch-

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kammer drehen kann. Die Rotoranordnung kann, koordiniert mit dem Förderer 14, durch eine geeignete Einrichtung, wie z.B. einem Elektromotor und einer Antriebsanordnung angetrieben werden (nicht gezeigt), die an den Wellenfortsatz 45 angeschlossen ist, der nach unten durch eine Lagerabstützung 47 in der Bodenwand 48 ragt.

W Die Mischschaufeln 42 sind axial längs einer Welle 44 angeordnet und zwar in Gruppen, wobei vier Schaufeln in jeder Gruppe an der Wellennabe und mit 90° Abstand zwischen den , Schaufeln, in axialer Richtung gesehen, befestigt sind. Es sind fünf im Abstand angeordnete Schaufelgruppen 46, 48, 50, 52, 54 dargestellt, obwohl es auch möglich ist, die Zahl der Schaufeln, die zum Mischen erforderlich sind, und ebenso die Anzahl der Schaufeln in jeder Gruppe zu variieren, je nach Gegebenheit und je nach gewünschter Strömungskapazität der Mischvorrichtung. Wie Figur 2 veranschaulicht, können abwechselnd Schaufelgruppen zu anderen Schaufeln versetzt angeordnet werden, wenn man in axialer Richtung sieht, um einen einheitlichen Mischvorgang zu erzielen, obwohl man auch

r diese Schaufelanordnung oder Lagen verändern kann, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

An den Wänden der Kammer 36 sind eine "Vielzahl von radial abstehenden und nach innen ragenden stationären Rührfingern vorgesehen. Die Finger 56 sind stabförmig ausgebildet dargestellt, obwohl sie auch flach ausgebildet sein können, und die Aufgabe dieser Finger besteht darin, daß sie einen Widerstand der Drehbewegung entgegensetzen und den Umrührvorgang bei der Drehung der Schaufeln unterstützen und erhöhen. Dies ist erforderlich, da sonst das Material dazu neigen würde, sich lediglich mit den Schaufeln zu drehen, ohne daß*dabei die Spreu zerkleinert werden würde und dieFarbbedeckeigenschaften erzielt werden würden. Die genaue Zahl und Lage

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dieser Finger kann variiert werden, wie dies gerade erforderlich ist.

Die Schaufeln 42 sind in jeder Gruppe axial geneigt, so daß bei Drehung der Welle 44 der Kaffee sowohl gemischt als auch emporgehoben oder emporgeschleudert wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schaufeln geneigt und zwar für eine Drehung der Welle 44 im Uhrzeigersinn, wenn man von oben blickt, obwohl dies auch umgekehrt sein kann, entsprechend einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn. Die Neigung der Schaufeln kann geändert werden, wie z.B. von 15 bis 35°» was von der Auslegung für einen speziellen Anwendungsfall abhängig ist.

Zur Erzielung eines Staudruckes oder einer Drosselung der Strömung ist eine Gruppe an Schaufeln 58 an der Welle 44 an einer Stelle angeordnet, die einen axialen Abstand von den oberen Mischschaufelngruppen 46 - 54 aufweist. Die Schaufeln 60, wie gezeigt, sind dies vier der Gruppe 58 haben eine umgekehrte Neigung und zwar gegenüber den Mischschaufeln 42, so daß die nach oben gerichtete Strömung des Kaffeematerials innerhalb der Kammer 36 etwas gedrosselt wird. Der Winkel dieser Neigung kann innerhalb des Bereiches von 5 bis 20° liegen. Diese Drosselung bewirkt einen zusätzlichen Staudruck auf das zu mischende Material, ermöglicht jedoch trotzdem dem Material zum Abgabeende 18 mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu strömen. Obwohl eine Gruppe von Drosselschaufeln gezeigt ist, kann man auch selbstverständlich eine Vielzahl derartiger Gruppen vorsehen, was von dem gewünschten Grad des Staudrukkes in Verbindung mit einer speziellen Mischer- oder Mischkonstruktion abhängig ist. Die Schaufeln können flach ausgebildet sein, können aber auch gekrümmt oder gewunden ausgebildet sein.

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Es wurde festgeatellt, daß die Steuerung des Staudrückgrades, der auf das Material in der Mischkammer ausgeübt und beibehalten wird und zwar als eine Funktion der Eingangsstromungsgeachwindigkeit, der Rotorgeschwindigkeit und der Größe der Auslaßdrosselung, eine dementsprechende Steuerung der Spreu-Zerkleinerung, ölfreigabe aus dem Eaffee und Qualität des fe Kaffeeproduktes zur Folge hat. Ein übermaßiger Staudruck erzeugt sehr unerwünschte feine im Endprodukt, da der Kaffee zusammen mit der Spreu zerkleinert wird. Ein zu geringer Staudruck hat eine nicht ausreichendeVerkleinerung;-der Spreu und eine unerwünschte, leicht gefärbte Spreu-Flocke zu Folge, die im Endprodukt sichtbar wird. Ebenso bewirkt der Misehvörgang ein Abstoßen oder Abbrechen von Ecken von großen Kaffeeteilchen und ein Zusammendrängen oder Verbinden von kleinen Teilchen in kohärenten Massen, so daß man eine verbesserte Dichte erhält.

Der Staudruck in der Mischkammer kann zusätzlich durch üegulieren der Materialströmungsfolge oder Strömungsgeschwindig- * keit am Auslaßende der Mischkammer 36 gesteuert werden, wie z.B. mit Hilfe eines einstellbaren Überlaufes am Auslaß (nicht gezeigt) um die Materialhöhe, die innerhalb der Kammer beibehalten wird, zu regeln.

Eine Steuerung des Staudruckes ergibt ebenso einen geringeren Temperaturanstieg in dem Produkt während des Mi sch Vorganges. Bei einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung erhielt man einen Temperaturanstieg von 5 bis 10° F, wa-s sehr viel niedriger ist, als vergleichsweise bei herkömmlichen derartigen Einrichtungen. Im Endergebnis erhält man einen geringeren Verlust oder Freigabe des KaffeeÖls, was andererseits entscheidend das Endprodukt beeinflußt, sowohl in geschmacklicher Richtung als auch in der Verarbei-

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tungsqualität. Auch bei der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung muß der Kaffee für eine bestimmte Zeitdauer festgehalten werden, bevor er verpackt wird, um die Möglichkeit zu reduzieren, daß Kaffeekannen explodieren können und zwar aufgrund der durch Wärme erzeugten Gase. Durch die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird diese Festhaltezeit beträchtlich reduziert.

Im Betrieb wird durch den Schneckenförderer Kaffee zum Boden gefördert und die Drehung des Rotors 40 erteilt dem Kaffee eine nach oben gerichtete Bewegung in der Mischkammer, wobei die obere Schaufelgruppe dieser nach oben gerichteten Bewegung einen Widerstand entgegensetzt. Die Kaffeeteilchen quellen über den oberen Abschnitt der Mischerleitwand 62 und zwar für eine darauffolgende Behandlung bevorzugt auf einen vibrierenden Schirm (nicht gezeigt), der am oberen oder Abgabeende des Mischers 16 angeordnet sein kann. Ein oberer Abstricharm 64, der sich mit der Rotorwelle 44 dreht, kann dazu verwendet werden, um den Kaffee seitlich auf den Vibrationsschirm, der die Leitwand 62 umgibt, abzustreichen und um die zu großen Teilchen zu zerstreuen. Ein nach oben ragender Schirm oder Rand 66, der an der Mischerleitwand befestigt ist, kann die leuchen von einer Abgabeöffnung in dem Vibrierschirm (nicht gezeigt), die für zu große Teilchen gedacht ist, ablenken. Die Feine und die normalen Teilchen, die durch den Schirm oder Sieb gelangen, können mit Hilfe geeigneter Mittel an die Verwendungsstelle für eine weitere Handhabung und Verpackung übergeben werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

11. Vorrichtung zum Mischen von gemahlenem Kaffee, bestehend aus einer Mischkammer mit einer Rühreinrichtung, dadurch ^ gekennzeichnet, daß die Rühreinrichtung aus einem Mischrotor (Figur 3) mit einer Vielzahl von Mischschaufeln (46, 48, 50, 52, 54) besteht, die den gemahlenen Kaffee in einer Richtung fördern, undjaus einer Einrichtung (58, 60) besteht, die dem gemahlenen Kaffee eine dieser Richtung entgegengesetzte Bewegungskomponente zur Bildung eines Staudruckes erteilt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (16) in senkrechter Anordnung den zu mischenden Kaffee am unteren Ende aufnimmt und am oberen Ende abgibt, und daß die Einrichtung (58, 60) am oberen Ende der Kammer (16) vorgesehen ist, um die nach oben gerichtete Bewegung oder Strö-

fc mung des Kaffees zum Entwickeln eines Staudruckes innerhalb der Mischkammer (16) zu drosseln.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschaufeln (46, 48, 50, 52, 54) aus einer Vielzahl von Schaufelgruppen (42) bestehen, die im axialen Abstand längs dem Rotor (40) angeordnet sind, wobei jede Sehaufelgruppe (42) eine Vielzahl an Schaufeln aufweist, die in geeigneter Weise den Kaffee vermischen und ihn innerhalb der Kammer (16) nach oben drücken.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Schaufeln (46, 48, 50, 52, 54) axial geneigt ausgebildet sind und zwar in einer Richtung geneigt, so daß sie den Kaffee bei Drehung des Rotors (40) nach oben drücken.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von fiührfingern (56) in der Mischkammer (16) angeordnet sind und sich radial in die Bahn der Kaffeeströmung nahe den Mischschaufeln (46, 48, 50, 52, 54) erstrecken.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Drosseln der Kaffeeströmung oder -stromes aus wenigstens einem Schaufelsatz (58, 60) besteht, der für eine Drehung mit dem Rotor (40) am Abgabeende der Kammer (16) vorgesehen ist»
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Drosselschaufeln (58, 60) vorgesehen ist, die axial geneigt verlaufend ausgebildet sind und effektiv die Abgabe des Kaffees während der Drehung des Rotors (40) zur Unterstützung des Staudruckes begrenzen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschaufeln (46, 48, 50» 52, 54) eine axiale Neigung aufweisen, die der axialen Neigung der Drosselschaufeln (58, 60)entgegengesetzt ist.

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