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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kaffenbohnen-Röstvorrichtung zum
Rösten von Kaffeebohnen und ähnlichem.
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Beim Erhitzen und Veredeln von Kaffeebohnen werden gutes/-er Aroma, Geruch
und ähnliches des Kaffees im allgemeinen erreicht, indem die Kaffeebohnen
rasch abgekühlt werden, nachdem sie erhitzt (geröstet) worden sind. In diesem
Fall sind die wichtigsten Faktoren, wie die Rösttemperatur und -zeit,
Kühlungsmerkmale nach dem Rösten und ähnliches eingestellt werden, um die
Qualität der gerösteten Kaffeebohnen zu verbessern.
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Eine Kaffeebohnen-Röstvorrichtung mit stabartigen Heizkörpern zum Erhitzen
von Kaffeebohnen wird in der japanischen
Gebrauchsmusteranmeldungsveröffentlichung Nr. JP-Y-63-17,356 (geprüftes
Gebrauchsmuster) geoffenbart. Eine weitere Kaffeebohnen-Röstvorrichtung,
worin Kaffeebohnen auf eine Seite in einer Rösttrommel versetzt und geröstet
werden, ist in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldungsveröffentlichung
Nr. JP-Y-60-41,117 (geprüftes Gebrauchsmuster) geoffenbart.
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Bei diesen Vorrichtungen nach dem Stand der Technik werden Kaffeebohnen jedoch
im allgemeinen in einer Rösttrommel unzureichend umgeschaufelt, sodaß sie
weniger Bestrahlung von Heizgeräten ausgesetzt sind. Im Fall der versetzten
Kaffeebohnen in der Trommel ist das Rösten so unzureichend, daß zum
vollständigen Rösten eine übermäßig lange Zeit notwendig ist.
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Bei diesen Vorrichtungen nach dem Stand der Technik ist es, da die
Heizeinrichtungen stabförmige Heizgeräte sind, schwierig, die Kaffeebohnen
von ihrem Umfang gleichmäßig und ohne Ausnahme zu erhitzen. Es ist weiters
schwierig, die Kaffeebohnen ausreichend der Konvektionswärme in der Trommel
auszusetzen.
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Um Kaffeebohnen in der Trommel ausreichend umzuschaufeln, um für ein
gleichmäßig verlaufendes Rösten zu sorgen, ist vorgeschlagen worden,
Rührschaufeln in der Form dünner Platten an inneren Umfangswänden der Trommel
vorzusehen. Die Kaffeebohnen werden durch Bestrahlung von Infrarotheizgeräten
geröstet, während sie von den Schaufeln auf diese Art umgeschaufelt werden.
jedoch verbeißen sich, da die Schaufeln im allgemeinen aus gelochten Platten
bestehen, wie in Fig. 1 gezeigt, deren Kanten 8 Kerben 8a aufweisen, die
Kerben 8a der Schaufeln in die Kaffeebohnen, die von den Schaufeln
umgeschaufelt werden. Daher werden manche Kaffeebohnen von den Kerben
gespalten, und die von den Kerben gehaltenen Bohnen werden überhitzt und
verbrannt, was Rauchen und Feuer verursacht.
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Bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik werden Verbrennungsgase,
die in einer Trommel erzeugt werden, durch Umlüfter oder durch natürlichen
Zug durch Auslaßöffnungen, die mit dem Inneren der Trommel kommunizieren,
aus der Vorrichtung abgesaugt.
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Bei der Vorrichtung, bei welcher der Umlüfter verwendet wird, ist eigens
eine Einrichtung zum Regulieren der Rotationsgeschwindigkeitehn des Umlüfters
erforderlich, sodaß die Vorrichtung kompliziert und teuer wird. Bei der
Vorrichtung, bei welcher der natürliche Zug verwendet wird, können die Mengen
der Abgase nicht eingestellt werden, sodaß geröstete Kaffeebohnen nach Rauch
riechen. Darüberhinaus machen, für den Fall, daß Kaffeebohnenhülsen in der
Trommel verbleiben, derartige Rückstände die gerösteten Kaffeebohnen häufig
rauchig.
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Im allgemeinen ist es darüberhinaus, wenn der Unterdruck in der Rösttrommel
gering ist, wahrscheinlich, daß die Verbrennungsgase in der Rösttrommel
verbleiben und abgeschälte Hülsen neigen dazu, in den gerösteten Kaffeebohnen
zu verbleiben, sodaß die gerösteten Kaffeebohnen häufig rauchig werden.
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Andererseits wird, wenn die Abgase in der Trommel intensiv abgesaugt werden,
der Unterdruck in der Trommel höher. Als Ergebnis wird der gute Geruch und
das gute Aroma der Kaffeebohnen von den Abgasen, die aus der Vorrichtung
gezwungen werden, weggetragen.
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Bei der bisher verwendeten Vorrichtung wird darüberhinaus, wenn das Rösten
abgeschlossen worden ist, weiteres Fortschreiten des Röstens nur durch das
Abschalten der Wärmequellen zum Stillstand gebracht, wie in den offengelegten
japanischen Patentveröffentlichungen JP-A-56-72,678 und JP-A-56-72,679
geoffenbart. Bei einer weiteren Vorrichtung wird ein Röstabschnitt von einem
Kippmechanismus gekippt, um die gerösteten Kaffeebohnen in einen externen
Abkühlungsabschnitt abzuladen, um das Abkühlen der gerösteten Kaffeebohnen
zu fördern, wie im offengelegten japanischen Patent Nr. JP-A-61-199,777
geoffenbart.
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Bei einer solchen bisher verwendeten Vorrichtung, deren Wärmequellen so
ausgebildet sind, daß sie abgeschaltet werden, wenn das Rösten abgeschlossen
ist, besteht das Risiko, daß das Rösten aufgrund von Wärmeträgheit in einem
Ofen ungewollt fortschreitet, nachdem das Rösten abgeschlossen ist. Bei der
Vorrichtung, deren Röstabschnitt so ausgebildet ist, daß er gekippt wird,
gibt es Unregelmäßigkeiten beim Fortschreiten des Röstens, und ein
Antriebsmechanismus ist erforderlich, um den Röstabschnitt zu kippen, was
die Vorrichtung kompliziert macht.
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Die FR-A-1451184 zeigt einen Kaffeebohnenröster mit den im ersten Teil von
Anspruch 1 dargelegten Merkmalen. Einige dieser Merkmale werden oben
geoffenbart. Die FR-A-1092890 offenbart einen Temperatursensor in einem
Kafferöster.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik kann die Erfindung eine verbesserte
Kaffeebohnen-Röstvorrichtung schaffen, die fähig ist, die Wärmeaufnahmewirkung
von Kaffeebohnen zu verbessern, indem sie bewirkt, daß ein Teil der
Kaffeebohnen in einer Rösttrommel nach oben fließt und die verbleibenden
Kaffeebohnen axial gleichmäßig ausgebreitet und verteilt werden,
Strahlungswärme von Heizeinrichtungen gemeinsam mit Konvektionswärme an die
Kaffeebohnen abzugeben, indem Heizeinrichtungen vorgesehen sind, welche die
Rösttrommel umgeben, und den gerösteten Kaffee rasch durch eine Kühltrommel
abzukühlen, die unter der Rösttrommel vorgesehen ist, wodurch gleichmäßig
geröstete Kaffeebohnen ohne jegliche Unregelmäßigkeit durch Rösten für einen
kurzen Zeitraum erhalten werden.
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Die Erfindung kann auch eine Kaffeebohnen-Röstvorrichtung schaffen, die
Rührschaufeln aufweist, die sich nicht in die Kaffeebohnen verbeißen, um
Spalten der Bohnen, Rauchen und Brennen zu vermeiden, und die fähig sind,
Kaffeebohnen in Trommeln ausreichend umzuschaufeln, um gleichmäßiges Rösten
in Verbindung mit Strahlungswärme von der Heizeinrichtung zu fördern.
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Die Erfindung kann auch eine Kaffeebohnen-Röstvorrichtung schaffen, die fähig
ist, die Absaugmengen von Verbrennungsgasen in der Rösttrommel durch die
Verwendung von Einrichtungen mit einfacher Konstruktion einzustellen, um
geröstete Kaffeebohnen mit gutem Aroma, Geruch und ähnlichem und weniger
Geruch nach Rauch zu erhalten.
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Weiters kann die Erfindung eine Kaffeebohnen-Röstvorrichtung schaffen, die
fähig ist, den Fortschritt des Röstens von Kaffeebohnen durch einen
Temperatursensor zu ermitteln und den Fortschritt durch primäres Abkühlen
mit Wassersprühung einzudämmen, um geröstete Kaffeebohnen ohne
Unregelmäßigkeit beim Rösten zu erhalten.
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Die Kaffeebohnen-Röstvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist in Anspruch
1 dargelegt.
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Bei dieser Anordnung wird ein Teil der Kaffeebohnen in der Rösttrommel nach
oben bewegt, die die Form eines Zylinders mit einem geschlossenen Ende hat
und mit kleinen Öffnungen ausgebildet ist, während die verbleibenden
Kaffeebohnen axial gleichmäig ausgebreitet und verteilt werden, sodaß die
Kaffeebohnen wirksam von oben Strahlung von den Infrarotheizgeräten
unterworfen werden, die die Röststrommel umgeben. In der Rösttrommel wird
durch ein Sauggebläse Unterdruck erzeugt, um Wärmekonvektion zu fördern,
sodaß das Rösten der Kaffeebohnen gleichmäßig für einen kurzen Zeitraum
bewirkt wird. Die gerösteten Kaffeebohnen werden dann in der Kühltrommel
abgekühlt, die unter der Rösttrommel vorgesehen ist und die ebenfalls in
der Form eines Zylinders mit einem geschlossenen Ende und kleinen Öffnungen
vorliegt.
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Darüberhinaus sind die inneren Umfangskanten der in den Trommeln vorgesehenen
Rührschaufeln so ausgebildet, daß sie glatt sind, sodaß die Kanten der
Schaufeln nicht in die Kaffeebohnen eindringen, wenn diese von den Schaufeln
umgeschaufelt werden. Daher werden die Kaffeebohnen in axialen Richtungen
der Trommeln hin- und herbewegt und werden ausreichend umgeschaufelt.
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Nach dem Stand der Technik verbeißen sich Rührschaufeln oft in Kaffeebohnen,
sodaß sie diese spalten, und die von den in sie eingedrungenen Schaufeln
gehaltenen Bohnen werden überhitzt und verbrannt, wodurch Rauchen und
Verbrennen verursacht wird. Gemäß vorliegender Erfindung können jedoch solche
Probleme, Spaltung, Verbrennen, Rauchen, Brennen und ähnliches, ausgeschaltet
werden. Daher kann gleichmäßiges Rösten von Kaffeebohnen durch das
ausreichende Umschaufeln der Kaffeebohnen in Verbindung mit der von der
Heizeinrichtung ausgesandten Strahlung durchgeführt werden.
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Gemäß der Erfindung wird der Druck in der Rösttrommel durch
Druckreguliereinrichtungen auf der Basis von Druckunterschieden zwischen
den von einem Drucksensor ermittelten Druckwerten und dem atmosphärischen
Druck reguliert. Daher kann der Druck in der Rösttrommel entsprechend den
Arten von Kaffeebohnen und dem Röstgrad festgelegt werden.
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Demgemäß wird es möglich, den Druck in der Rösttrommel nach dem Röstgrad
einzustellen, um geröstete Kaffeebohnen mit gutem Aroma, Geruch und ähnlichem
und weniger Rauchgeruch zu erhalten.
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Darüberhinaus wird gemäß vorliegender Erfindung die Rösttemperatur von
Kaffeebohnen in der Rösttrommel durch einen Temperatursensor ermittelt, und
eine Wasserzufuhreinrichtung wird auf der Basis der ermittelten Temperatur
betätigt, um von der Sprühdüse gesprühtes Wasser über die Kaffeebohnen in
der Rösttrommel zu spritzen. Die gerösteten Kaffeebohnen werden so gleichmäßig
und rasch abgekühlt.
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Ein solches primäres Abkühlen dient dazu, die äußeren Oberflächen der
gerösteten Kaffeebohnen zu verschließen, um die gute Qualität der Bohnen,
wie Aroma, Geruch und ähnliches beizubehalten und um das Aussehen der Bohnen,
wie Farbton, Glanz und ähnliches, zu verbessern. Daher wird die Qualität
der Kaffeebohnen nach dem primären Kühlen durch das folgende zweite Abkühlen
weiter verbessert.
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand von Beispielen in der folgenden
detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den bei liegenden Zeichnungen
detaillierter beschrieben.
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Fig. 1 ist eine Ansicht, die eine Rührschaufel nachdem Stand der Technik
darstellt;
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Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß vorliegender Erfindung schematisch darstellt;
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Fig. 3 ist ein Aufriß der Vorrichtung, in der durch einen Pfeil III gezeigten
Richtung gesehen;
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Fig. 4 ist eine Draufsicht der Vorrichtung, in der durch einen Pfeil IV
gezeigten Richtung gesehen;
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Fig. 5 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform der bei der
erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Schaufeln schematisch darstellt;
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Fig. 6 ist eine Ansicht, die eine zweite Ausführungsform der Schaufeln
schematisch darstellt;
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Fig. 7 ist eine Ansicht, die eine dritte Ausführungsform der Schaufeln
schematisch darstellt;
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die Figuren 8 und 9 sind schematische Schnittansichten, die einen Drucksensor
und Teile um diesen herum, wie in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet,
darstellen;
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Fig. 10 ist eine perspektivische Teilansicht, die eine
Druckreguliereinrichtung darstellt, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendet wird;
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Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform
der Druckreguliereinrichtung darstellt, die einen Hauptteil im Schnitt zeigt;
und
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Fig. 12 ist eine schematische Ansicht, die ein Zufuhrsystem zum Zuführen
von Wasser zum Sprühen aus der Wassersprühdüse darstellt.
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Wie in den Figuren 2-4 gezeigt, die eine Ausführungsform der Erfindung
darstellen, umfaßt eine Kaffeebohnen-Röstvorrichtung einen Trichter 2, der
an einem oberen Abschnitt eines Rahmens 1 der Vorrichtung angeordnet ist,
um eine Charge zu erhitzender Kaffeebohnen zuzuführen. Ein Durchgang des
Trichters 2, der durch seine inneren Umfangsoberflächen gebildet wird, verengt
sich von der Mitte des Durchgangs nach unten, und sein unteres Ende 2a ist
mit einem oberen Ende 3a eines Kaffeebohnendurchgangs 3 verbunden.
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Der Kaffeebohnendurchgang 3 erstreckt sich vertikal über eine bestimmte Länge,
ist aber in der Mitte gebogen, um einen geneigten Durchgang 3b zu bilden,
dessen unteres Ende sich an einer Ofenendöffnungsfläche 10a eines später
beschriebenen Heizofens 10 öffnet. Andererseits zweigt ein Absaugdurchgang
5 vom Kaffeebohnendurchgang 3 an seinem oberen Ende ab und erstreckt sich
horizontal nach hinten (auf der linken Seite in Fig. 2). Eine Verschlußklappe
6 ist durch einen Verschlußklappenhebel 6a um einen Drehpunkt 7 schwenkbar
gelenkig mit einem Verzweigungsabschnitt verbunden, um selektiv zwischen
zwei Arbeitsgängen des Einladens von Kaffeebohnen und Absaugens von Gasen
zu wechseln.
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Im Heizofen 10 ist eine Rösttrommel 13 in der Form eines Zylinders mit einem
geschlossenen Ende vorgesehen, der so angeordnet ist, daß seine Rotationsachse
horizontal verläuft. Das offene Ende 14 der Rösttrommel 13 ist so angeordnet,
daß es der Ofenendöffnungsfläche 10a des Heizofens 10 zugewandt ist und mit
einem Zwischenraum dazu parallel verläuft. Der Zwischenraum ist beispielsweise
in einem Bereich von 1-2 mm eingestellt. Die Einstellung wird so vorgenommen,
daß die Kaffeebohnen daran gehindert werden, durch den Zwischenraum zu fallen,
wenn die Kaffeebohnen vom geneigten Durchgang 3b durch die
Ofenendöffnungsfläche 10a und das offene Ende 14 in die Rösttrommel 13
zugeführt werden.
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Der zylindrische Körper 15 der Rösttrommel 13 besteht aus einem gelochten
Metall, das mit einer Anzahl kleiner Öffnungen 43 ausgebildet ist,
beispielsweise kreisförmiger Öffnungen mit Größen, durch welche die
Kaffeebohnen nicht hindurchgelangen können. Die Bodenscheibe 16 der
Rösttrommel 13 besteht aus einer gelochten Metallscheibe, die mit einer Anzahl
kleiner Öffnungen 43 ausgebildet ist, die das A ußere mit dem Inneren der
Trommel 13 verbinden. Das Öffnungsverhältnis zwischen den kleinen Öffnungen
43, die im zylindrischen Körper 15 aufgebildet sind, und der Bodenscheibe
16 liegt in einem Bereich von 20-70%. Der Grund, weshalb ein solches
Öffnungsverhältnis verwendet wird, besteht darin, daß, während das Erhitzen
der Kaffeebohnen gefördert wird, bewirkt wird, daß die Wärme durch die kleinen
Öffnungen hindurchgeht, um das Erhitzen der Kaffeebohnen einzustellen, um
zu verhindern, daß Oberflächen dem Kaffeebohnen aufgüund übermäßiger
Bestrahlungwärme von den Infrarotheizgeräten 12 hart werden, die
plattenartige Heizelemente aus Nichromdraht, eingebettet in ein
Keramikelement, aufweisen, bevor Feuchtigkeit und Kohlendioxidgas vollständig
aus den Kaffeebohnen ausgetrieben wurden.
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Zwei Zufuhrschaufeln 30a und 30b in der Form dünner Streifen mit einer
vorherbestimmten Breite sind spiralförmig an einer inneren Umfangswand des
zylindrischen Körpers 15 in Positonen angeordnet, die bezogen auf eine Achse
der Trommel 13 um 180º zueinander verschoben sind, um die durch die
Öffnungsfläche 14 zugeführten Kaffeebohnen gegen die Endscheibe 16 hin
zuzuführen, wenn die Trommel 13 gedreht wird. Darüberhinaus sind zwei
Rückführschaufeln 31a und 31b in der Form dünner Streifen an der inneren
Umfangswand des zylindrischen Körpers 15 in Richtungen angeordnet, die sich
mit den Zufuhrschaufeln 30a und 30b schneiden, um die in die Trommel 13
zugeführten Kaffeebohnen zum offenen Ende 14 hin zuzuführen, wenn die Trommel
13 gedreht wird. Die Zufuhrschaufeln 30a und 30b und die Rückführschaufeln
31a und 31b sind mit einer Anzahl kleiner Öffnungen ausgebildet.
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Eine Antriebswelle 17, die sich in die Rösttrommel 13 erstreckt, ist an einem
Vorsprung 16a der Bodenscheibe 16 der Rösttrommel 13 befestigt. Die
Antriebswelle 17 ist an einem Mittelabschnitt mit Speichen 18 versehen, die
sich radial erstrecken und äußere Enden aufweisen, die an einer äußeren
Peripherie des zylindrischen Körpers 15 befestigt sind. Die Rösttrommel
13 ist so durch die Speichen 18 an der Antriebswelle 17 befestigt und wird
von ihr gestützt.
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Die an der Rösttrommel 13 befestigte Antriebswelle 17 geht durch eine Öffnung
10c der Ofenendverschlußfläche 10b hindurch und ist drehbar durch Lager 19
und 20 gestützt. Ein äußeres Ende der Antriebswelle 17 ist mit einen Kettenrad
21 außerhalb vom Lager 20 versehen. Das Kettenrad 21 wird durch eine Kette
22 angetrieben, die sich um das Kettenrad 21 und ein Kettenrad 23 erstreckt,
das von einem Antriebsmotor 24 angetrieben wird.
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Eine Anzahl der Infrarotheizgeräte 12 ist auf einer inneren Umfangsoberfläche
des Heizofens 10 angeordnet, sodaß sie die Rösttrommel umgeben. Jedes der
Heizgeräte 12 weist ein plattenartiges Heizelement auf, daß sich in einer
axialen Richtung des Heizofens 10 erstreckt und einen Nichromdraht in einem
Keramikelement eingebettet aufweist.
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Die Heizgeräte 12 sind so angeordnet, daß sie in etwa die oberen zwei Drittel
der Rösttrommel 13 umgeben, ohne den unteren Abschnitt der Rösttrommel 13
zu umgeben. Der Grund, weshalb kein Heizgerät unter der Rösttrommel 13
angeordnet ist, ist der, zu vermeiden, daß Schoten und Hülsen der Kaffeebohnen
durch die Öffnungen des gelochten Metalls auf die Heizgeräte fallen, und
Verunreinigung der Infrarotheizgeräte mit den heruntergefallenen Schoten
und Hülsen und unangenehmen Geruch zu vermeiden, der aus ihrem Verbrennen
auf den Heizgeräten resultiert.
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Wenn die Infrarotheizgeräte 12 betätigt werden, werden die Kaffeebohnen durch
die kleinen Öffnungen der rotierenden Rösttrommel 13 in Verbindung mit der
Umschaufelwirkung der Rührschaufeln ausreichend der Infrarotstrahlung
ausgesetzt. In den meisten Fällen besteht die Tendenz, daß Feuchtigkeit
und Kohlendioxidgase, die von den Kaffeebahnen erzeugt werden, wenn das
Erhitzen fortschreitet, Grenzschichten an Oberflächen der Kaffebohne bilden,
sodaß ihre inneren Abschnitte in einem nichtgerösteten Zustand verbleiben.
Gemäß vorliegender Erfindung kann da die Infrarotstrahlung ausreichend auf
die Kaffeebohnen wirkt, während sie umgeschaufelt werden, eine solche Bildung
der Grenzschicht und der nichtgeröstete Zustand vollständig verhindert werden.
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Der Heizofen 10 ist unmittelbar angrenzend an seine Ofenendöffnungsfläche
10a mit einem Temperatursensor 35 an einer inneren Ofenendwand versehen,
die der Öffnungsfläche 14 der Rösttrommel 13 gegenüberliegt.
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Der Erwärmungsofen 10 ist an einem unteren Abschnitt der Ofenendöffnungsfläche
10a auch mit einer Entleerungsöffnung 60 zum Ausleeren der Kaffeebohnen
versehen, die geröstet worden sind. Eine Entleerungstür 61 ist gelenkig mit
der Entleerungsöffnung 60 verbunden, sodaß sie durch einen Hebel 62 um eine
Schwenkachse 61a schwenkbar geschlossen und geöffnet wird. Eine nach unten
geneigte Entleerungsrutsche 65 ist an der Außenseite der Entleerungsöffnung
60 befestigt, um die gerösteten Kaffeebohnen in eine später beschriebene
Kühltrommel 25 zuzuführen.
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Die Kühltrommel 25 ist unmittelbar unter der Rösttrommel 13 positioniert
und in einem Gehäuse 44 angeordnet, dessen Achse parallel zur Achse der
Kühltrommel 25 verläuft. Die Kühltrommel 25 hat eine ähnliche Konstruktion
wie die Rösttrommel 13 und weist Zufuhrschaufeln 46a und 46b und
Rückführschaufeln 47a und 47b darin auf. Wenn die Kühltrommel 25 gedreht
wird, führen die Zufuhrschaufeln 46a und 46b die Kaffeebohnen in Fig. 1
gesehen nach links zu, und die Rückführschaufeln 47a und 47b führen die Bohnen
nach rechts zu. Die Kühltrommel 25 wird durch die Antriebswelle 17 über eine
Antriebswelle 58, ein Kettenrad 48 und eine Kette 49 angetrieben.
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Das Gehäuse 44 ist durch einen Schlauch 50 mit einem Sauggebläse 51 verbunden
und öffnet sich an einer Absaugöffnung 53 (Fig. 4). Ein
Rohrleitungsumschaltventil 54 ist in der Nähe einer Saugöffnung des
Sauggebläses 51 vorgesehen.
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Wenn das Rohrleitungsumschaltventil 54 auf eine Kühlungsseite umgeschaltet
wird, wird die Luft im Gehäuse 44, in dem die Kühltrommel 25 untergebracht
ist, durch den Schlauch 50 und die Absaugöffnung 53 aus der Vorrichtung
gesaugt. In diesem Fall wird im Gehäuse 44 Unterdruck bewirkt, sodaß Schoten
und Hülsen von Kaffeebohnen, die durch Öffnungen der Kühltrommel 25 auf eine
Bodenplatte des Gehäuses 44 gefallen sind, aufgesaugt und ausgeblasen werden.
Darüberhinaus dient ein solches Saugen auch zum Kühlen der Kaffeebohnen.
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Andererseits steigen, wenn das Rohrleitungsumschaltventil 54 auf eine
Rösttrommelseite umgeschaltet wird, Abgase, die beim Rösten in der Rösttrommel
13 erzeugt werden, durch das offene Ende 14 entlang dem geneigten Durchgang
3b, den Kaffeebohnendurchgang 3 und den daran angeschlossenen
Austragsdurchgang 5. Die Abgase werden dann von einem Gebläse 51 angesaugt,
das stromabwärts vom Austragsdurchgang 5 vorgesehen ist, und aus der
Vorrichtung ausgeblasen.
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Der Betrieb der Vorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform
wird nun erklärt.
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In den Trichter 2 zugeführte Kaffeebohnen werden durch den
Kaffeebohnendurchgang 3, den geneigten Durchgang 3b und die Öffnungsfläche
10a in die Rösttrommel 13 zugeführt. Wenn die Rösttrommel 13 gedreht wird,
werden die Kaffeebohnen in der Rösttrommel 13 durch die Strahlung von den
Infrarotheizgeräten 12 erhitzt oder geröstet, während sie von den
Zufuhrund Rückführschaufeln 30a, 30b, 31a und 31b umgeschaufelt werden.
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Während dieses Vorgangs wird bewirkt, daß ein Teil der Kaffeebohnen in der
Rösttrommel 13 im Raum in der Trommel umherfliegt, und der verbleibende
Teil der Charge wird durch die Zufuhrschaufeln 30a und 30b auf die Seite
der Bodenscheibe 16 und gleichzeitig durch die Rückführschaufeln 31a und
31b zur Seite des offenen Endes 14 bewegt. Daher werden die Kaffeebohnen
in axialen Richtungen der Trommel hin- und herbewegt, sodaß sie gleichmäßig
umgeschaufelt und verteilt werden, während ein Teil der Charge nach oben
bewegt wird, sodaß die Kaffeebohnen ohne Schwierigkeiten gleichmäßig der
Strahlung von den Infrarotheizgeräten ausgesetzt werden. Demgemäß wird das
Rösten der Kaffeebohnen gleichmäßig für einen kurzen Zeitraum erreicht.
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Nach dem Beenden des Röstens wird der Hebel 61 in eine in Fig. 1 in
angedeuteten Linien gezeigte Position bewegt, sodaß die Kaffeebohnen, die
in der Rösttrommel 13 geröstet worden sind, durch die Entleerungsöffnung
60 und entlang der Entleerungsrutsche 65 in die Kühltrommel 25 transportiert
werden.
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Die durch das Gehäuse 44 von der Atmosphäre außerhalb der Vorrichtung
getrennten Kaffeebohnen in der Kühltrommel 25 werden teilweise dazu
gebracht, im Raum in der Kühltrommel 25 umherzufliegen und werden durch die
Zufuhr- und Rückführschaufeln 46a, 46b, 47a und 47b gleichmäßig in axialen
Richtungen der Kühltrommel 25 verteilt. Während dieses Vorgang fallen Schoten
und Hülsen, die in den gerösteten Kaffeebohnen verbleiben, durch die kleinen
Öffnungen in der Trommel auf die Bodenplatte 56. Derartige Schoten und Hülsen
auf der Bodenplatte 56 werden mit der Hilfe der Saugkraft des Sauggebläses
51 aus der Vorrichtung gezwungen. Darüberhinaus wird die strömende Luft durch
die Rührschaufeln umherbewegt oder die Wärme der Kaffeebohnen, die axial
verteilt sind, wird von der strömenden Luft absorbiert, die dann durch den
Schlauch 50, das Gebläse 51 und die Absaugöffnung 53 aus der Vorrichtung
ausgeblasen wird. Daher werden die Kaffeebohnen ohne Saugen und Kontakt
milder Atmosphäre rasch abgekühlt, sodaß Feuchtigkeit und unangenehmer Geruch
in der Atmosphäre kaum an Oberflächen der Kaffeebohnen adsorbiert werden.
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Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung, wie in Fig. 5 gezeigt, ist
jede der Zufuhrschaufeln 30a und 30b und Rückführschaufeln 31a und 31b an
ihrer inneren Umfangskante mit einem kreisförmigen Profilstab versehen, sodaß
von den Kaffeebohnen verursachte Stöße gemildert werden, um zu verhindern,
daß sich die Klingen in die Kaffeebohnen verbeißen. Daher werden die
Kaffeebohnen ausreichend umgeschaufelt, um Backen, Rauchen und Brennen zu
vermeiden.
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Fig. 6 veranschaulicht einen Aufbau einer Zufuhrschaufel oder einer
Rückführschaufel gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser
Ausführungsform ist eine gelochte Platte 90 zur Verwendung für die Schaufel
mit Ausnahme eines Bereichs 90a in der Nähe einer inneren Umfangskante mit
einer Anzahl von Öffnungen ausgebildet. Der Bereich 90a ohne Öffnungen hat
eine Breite 1. Eine Kante 90b des Bereich 90a ist so weich, daß sie nicht
in die daran anprallenden Kaffeebohnen eindringt.
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Fig. 7 veranschaulicht einen Aufbau einer Zufuhrschaufel oder einer
Rückführschaufel gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser
Ausführungsform ist eine innere Umfangskante einer gelochten Platte 95 auf
sich selbst gefaltet, um einen gefalteten Abschnitt 95a zu bilden. Der
gefaltete Abschnitt 95a bildet eine glatte gekrümmte Oberfläche 95b, sodaß
die Kante nicht in die daran anprallenden Kaffeebohnen eindringt. Bei dieser
Ausführungsform wird die Verhinderung des Eindringens der Klingen in die
Kaffeebohnen durch einen einfachen Biegevorgang der inneren Umfangskante
der gelochten Platte 95 erreicht.
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Gemäß der Erfindung ist, wie in den Figuren 8 und 9 gezeigt, der Heizofen
10 unmittelbar unter seiner Ofenendöffnungsfläche 10a mit einem Drucksensor
35' wie einem Pilotrohr an der inneren Ofenendwand gegenüber dem offenen
Ende 14 der Rösttrommel 13 versehen, um den Druck in der Rösttrommel 13 zu
ermitteln. Zwecks Klarheit ist der Drucksensor in Fig. 1 weggelassen. Das
bei der Ausführungsform verwendete Pilotrohr besteht aus einem
wärmebeständigen rostfreien Stahl und hat ein Außenende, das mit einem Ende
eines Druckrohrs 36' verbunden ist, dessen anderes Ende mit einem
Differentialdruckmesser 37 verbunden ist.
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Der Drucksensor kann anstelle des Pilotrohres jeder Typ von Drucksensor sein,
und kann am geneigten Durchgang 3b, dem Kaffeebohnendurchgang 3 oder dem
Austragsdurchgang 5 angeordnet sein, aber nur so, daß Druckwerte in
Abhängigkeit von den Druckwerten in der Rösttrommel ermittelt werden können.
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Darüberhinaus ist in einem Rohr stromaufwärts vom Gebläse 51 im
Austragsdurchgang 5 eine Druckreguliereinrichtung 51 vorgesehen. Wie in Fig.
10 gezeigt, umfaßt die Druckreguliereinrichtung einen Teil eines Rohres,
das den Austragsdurchgang 5 darstellt, der mit einer Öffnung 39 ausgebildet
ist. Ein Abdeckelement oder Deckel 40 ist so vorgesehen, daß es/er durch
eine Stellschraube 41 am Rohr befestigt ist, um die Einstellung der
Öffnungsfläche der Öffnung 39 zu ermöglichen. Eine Bedienperson bewegt den
Deckel 40, um die Öffnung 39 entsprechend den Druckwerten, die im
Differentialdruckmesser 37 gemessen werden, und der Röstzustände der
Kaffeebohnen einzustellen. Die Abgase werden auf diese Art geeignet abgesaugt,
um den Druck in der Rösttrommel 13 einzustellen.
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Eine Öffnung zur Montage eines Probensammlers kann in einer Wand des Heizofens
10 ausgebildet sein, um einen Probensammler abnehmbar zu montieren, um
Röstungsgrade der Kaffeebohnen in der Rösttrommel 13 zu überwachen.
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Anstatt der in Fig. 10 dargestellten kann eine Druckreguliereinrichtung,
wie in Fig. 11 gezeigt, vorgesehen sein. Bei dieser Ausführungsform ist ein
Teil eines Rohres, das den Austragsdurchgang 5 bildet, mit einem
Lufteinlaßdurchgang 90 versehen, in dem ein drehbarer Dämpfer 91 zum
Einstellen der Luftmengen vorgesehen ist, die in den Austragsdurchgang
einzubringen sind. In diesem Fall kann der Dämpfer 91 durch einen (nicht
gezeigten) Antriebsmotor bewegt werden, um die Größe der Fläche 90a auf Basis
von Ausgangsgrößen des Differentialdruckmessers 37 einzustellen.
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Der Temperatursensor 35 ist unmittelbar unter der Öfenendöffnungsfläche 10a
auf der inneren Ofenendwand vorgesehen, die der Öffnungsfläche 14 der
Rösttrommel 13 gegenüberliegt, wie bereits erwähnt. Darüberhinaus ist in
der inneren Ofenendwand in Symmetrie mit dem Temperatursensor 35 eine
Wassersprühdüse 36 vorgesehen.
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Der Temperatursensor 35 ermittelt die Rösttemperatur der Kaffeebohnen in
der Rösttrommel 13 zum Einstellen des Zeitpunkts des Wassersprühens durch
die Wassersprühdüse 36. Der Temperatursensor 35 umfaßt beispielsweise ein
ummanteltes Thermoelement aus einem Chromel-Alumel-Draht. Spitzenenden des
Temperatursensors 35 sind so konstruiert, daß Kaffeebohnen auch durch die
Berührung mit den Spitzenenden nicht beschädigt werden.
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Der am Ofenende gemäß vorliegender Erfindung vorgesehene Temperatursensor
35 kann anstelle eines Thermoelements selbstständlich jeder andere Typ sein.
Darüberhinaus kann der Sensor 35 in jeder geeigneten Position entsprechend
dem Durchmesser und der Umdrehungen pro Minute der Rösttrommel 13 und den
Mengen und Rührzuständen der Kaffeebohnen und ähnlichem vorgesehen sein.
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Wie in Fig. 12 gezeigt, ist die Wassersprühdüse 36 an der inneren Ofenendwand
10d des Heizofens 10 montiert, und ihr stromaufwärts gelegenes Ende ist durch
eine Leitung 45 mit einem Wassertank 46 verbunden. An ein stromaufwärts
gelegenes Ende des Wassertanks 46 sind ein Wassrrohr 47 mit einem Magnetventil
49 und ein Luftrohr 48 mit einem Magnetventil 50 angeschlossen. Wenn das
Magnetventil 49 des Wasserrohres 47 geöffnet ist, wird Wasser in den
Wassertank 46 zugeführt. Wenn das Magnetventil 49 geschlossen ist und das
Magnetventil 50 geöffnet ist, wird Druckluft durch das Luftrohr 48 in den
Wassertank 46 zugeführt, um den Druck im Tank zu erhöhen. Der erhöhte Druck
im Tank 46 bewirkt, daß das Wasser durch die Leitung 45 zur Düse 36 gelangt,
um daraus in die Rösttrommel 17 gesprüht zu werden. Die Richtung und die
Position der Düse 36 und der Sprühdruck sind so festgelegt, daß das gesprühte
Wasser von der Düse 36 als Nebel gespritzt und gleichmäßig über die
Kaffeebohnen in der Trommel 13 gesprengt wird. Der Luftdruck durch das
Magnetventil 50 beträgt vorzugsweise 4-6 kg/cm². Die Kaffeebohnen werden
gleichmäßig abgekühlt, indem das Sprühwasser in Form eines ausreichenden
Nebels in Verbindung mit dem Umschaufeln der Kaffeebohnen durch die Drehung
der Trommel 13 aufgesprengt wird.
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Nun werden der Betrieb des Temperatursensors 35 und der Wassersprühdüse 36
erklärt. Vor dem Beenden des Röstens wird das Magnetventil 49 geöffnet, um
die Zufuhr von Wasser in den Wassertank 46 in Gang zu setzen. Nachdem eine
Wassermenge zugeführt worden ist, die der Menge der Kaffeebohnen entspricht,
wird das Magnetventil 49 geschlossen.
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Wenn der Temperatursensor 35 eine Rösttemperatur in der Trommel ermittelt
hat, beispielsweise 210ºC, wird das Luftmagnetventil 50 als Ergebnis eines
Auswertungssignals vom Temperatursensor 35 geöffnet, sodaß Druckluft mit
4-6 kg/cm² sofort durch das Luftrohr 48 in den Wassertank 46 zugeführt wird.
Als Ergebnis wird eine Mischung aus der Luft und dem Wasser im Tank 46 durch
die Leitung 45 in die Düse 36 zugeführt, von wo die Mischung als Nebel auf
die Kaffeebohnen in der Rösttrommel 13 gesprüht wird.
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Als Ergebnis des Sprühens des Wassers auf die Kaffeebohnen fällt die
Temperatur der Kaffeebohnen in der Rösttrommel 13 auf eine Temperatur,
beispielsweise von 160ºC, sodaß die Temperatur der Kaffeebohnen rasch
verringert wird, um jegliches übermäßige Rösten der Kaffeebohnen zu
verhindern. Ein primäres Abkühlen wird auf diese Art abgeschlossen.
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Durch das Sprühen des Wassers wird in der Rösttrommel 13 Dampf oder Dunst
erzeugt. Durch das Öffnen der Verschlußklappe 6 steigt der Dampf durch die
Öffnungsfläche 14, den geneigten Durchgang 3b und den Kaffeebohnendurchgang
3 und geht durch den Austragsdurchgang 5, der mit dem Kaffeebohnendurchgang
3 verbunden ist. Daraufhin wird der Dampf durch das Saugen des Gebläses 52
aus der Vorrichtung ausgeblasen.
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Wie oben beschrieben, kann der Temperatursensor gemäß vorliegender Erfindung
die Rösttemperatur der Kaffeebohnen mit verläßlicher Wiederholbarkeit
ermitteln, und das primäre Abkühlen wird durch das Wassersprühen aus der
Düse 35 auf Basis der ermittelten Temperatur durchgeführt. Daher wird das
Weiterrösten der Kaffeebohnen schnell eingedämmt. In Verbindung mit der
Wirkung des Kühltrommel kann die zum Abkühlen erforderliche Zeit auf die
Hälfte oder zwei Drittel der Zeit verkürzt werden, die nach dem Stand der
Technik erforderlich ist.
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Wie aus der obigen Beschreibung zu ersehen, werden bei der erfindungsgemäßen
Kaffeebohnen-Röstvorrichtung die Kaffeebohnen durch die Wirkung der
Rührschaufeln gleichmäßig ausgebreitet und verteilt und teilweise nach oben
bewegt, sodaß die Kaffeebohnen wirksam der Strahlungswärme von
Infrarotheizgeräten, die die Kaffeebohnen umgeben, und Konvektionswärme in
der Rösttrommel ausgesetzt werden. Daher kann in kurzer Zeit ein
gleichförmiges Rösten der Kaffeebohnen ohne jegliche Ungleichmäßigkeit beim
Rösten und ohne Verlust von Aroma und Geruch durchgeführt werden.
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Darüberhinaus werden die Kaffeebohnen in der Kühltrommel, die geröstet worden
sind, im Raum in der Kühltrommel bewegt und werden durch die in der
Kühltrommel vorgesehenen Rührschaufeln in den axialen Richtungen hin- und
herbewegt, sodaß die gleichmäßig verteilten Kaffeebohnen rasch und wirksam
durch eine endotherme Wirkung von Strömungsluft durch Sauggebläse abgekühlt
werden, sodaß die Qualität der Kaffeebohnen nach dem Rösten, wie Aroma und
Geruch, weiter verbessert werden kann.
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Gemäß der Erfindung werden die inneren Umfangskanten der in den Trommeln
vorgesehenen Rührschaufeln so ausgebildet, daß sie glatt sind, sodaß die
Kanten nicht in die Kaffeebohnen eindringen, auch wenn die Kaffeebohnen gegen
die Kanten der Schaufeln anprallen, wodurch verhindert wird, daß die
Kaffeebohnen, in die sich die Schaufeln verbeißen, verbrannt werden, was
zu Dberhitzung und Rauchentwicklung führt. Daher werden die Kaffeebohnen
von den Schaufeln in den Trommeln ausreichend umgeschaufelt, sodaß das Rösten
der Kaffeebohnen wirksam in Verbindung mit der Wirkung der Strahlungswärme
von der Heizeinrichtung durchgeführt wird, sodaß die Qualität der
Kaffeebohnen, wie Aroma, Geruch und ähnliches, verbessert wird.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird darüberhinaus der Druck in der Rösttrommel
auf der Basis von ermittelten Signalen vom Drucksensor nach dem Abschluß
des Röstens eingestellt. Daher wird es möglich, den Druck in der Rösttrommel
entsprechend der bestehenden Röstzustände auf einen optimalen Druck
festzulegen, sodaß die Unregelmäßigkeit im Röstausmaß verringert wird.
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Demgemäß kann die vorliegende Erfindung die Qualität von gerösteten
Kaffeebohnen, wie nicht nur Aroma und Geruch, sondern auch Aussehen, wie
Farbton und Glanz, verbessern.
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Wenn das Rösten ein gewisses Ausmaß erreicht hat, ist es im allgemeinen
wahrscheinlich, daß sich die Hülsen von Kaffeebohnen abschälen, die, wenn
sie in der Trommel bleiben, verbrannt werden und Rauch oder Brandgeruch
erzeugen. In diesem Fall wird der Druck in der Rösttrommel gemäß vorliegender
Erfindung so eingestellt, daß die Abgase aus der Vorrichtung gezwungen werden,
um das Verbrennen, Rauchen und Brennen einzudämmen, sodaß das Fortschreiten
des Röstens in einem geeigneten Ausmaß beibehalten wird. Wenn eine
Bedienperson aufgrund des Geruchs den Eindruck hat, daß das Rösten
unzureichend ist, wird der Druck in der Rösttrommel erhöht, um es zu fördern,
um richtig geröstete Produkte zu erhalten.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird darüberhinaus auf der Basis der ermittelten
Signale des Temperatursensors eine geeignete Wassermenge als Nebel aus der
Wassersprühdüse gesprüht und über die gerösteten Kaffeebohnen verteilt, sodaß
das primäre Abkühlen nach dem Rösten rasch bewirkt werden kann, mit dem
Ergebnis, daß die Außenflächen der gerösteten Kaffeebohnen verschlossen
werden, sodaß das Aussehen der Bohnen, wie Farbton, Glanz und ähnliches,
und die Qualität der Bohnen, wie Aroma, Geruch und ähnliches, verbessert
werden.
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Darüberhinaus wird, da die gerösteten Kaffeebohnen durch das Sprühen abgekühlt
werden, das Fortschreiten des Röstens durch Wärmeträgheit vollständig zum
Stillstand gebracht. Daher kann die gute Qualität der Kaffeebohnen
unmittelbar nach dem Abschluß des Röstens beibehalten werden, und der zweite
Kühlvorgang kann in der Kühltrommel in geeigneter Weise durchgeführt werden,
wodurch die Qualität der gerösteten Kaffeebohnen weiter verbessert wird.