專利名稱：磨細(xì)的焙干的咖啡的處理方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在制造可溶的或“速溶的”咖啡產(chǎn)品的過程中處理磨細(xì)的焙干的咖啡顆粒用的方法和裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種方法和裝置，其中水溶液和磨細(xì)的焙干的咖啡顆粒連續(xù)而逆向地流過處理區(qū)，其流動方式促進(jìn)液體和咖啡顆粒之間的接觸，以有利于完全潤濕咖啡顆粒，并在廣泛的接觸下從中提取可溶的固體。
本發(fā)明背景可溶的咖啡產(chǎn)品是通過用熱水(如150℃至180℃)從磨細(xì)的焙干的咖啡提取可溶的咖啡固體而生產(chǎn)的。生成的提取液經(jīng)受濃縮和干燥(例如通過噴霧干燥或冷凍干燥)而提供可溶的咖啡粉。這樣一種制造操作過程中的提取效率受許多因素的影響，包括咖啡的磨細(xì)、提取水的溫度、磨細(xì)咖啡的預(yù)潤濕、提取設(shè)備的設(shè)計(jì)以及提取液通過磨細(xì)咖啡顆粒的流速。
可溶咖啡產(chǎn)品的商業(yè)性生產(chǎn)通常是在逆流槽提取系統(tǒng)中進(jìn)行的，其中熱水在許多個(gè)串聯(lián)操作的提取柱的一端引入，使水通過一個(gè)柱流到另一個(gè)柱，并接續(xù)地接觸越來越新鮮的咖啡細(xì)粒。最后的柱包含最新鮮(或提取最少)的咖啡顆粒。商用槽提取系統(tǒng)通常具有從大約4個(gè)到10個(gè)或更多的提取柱，每個(gè)柱填充一個(gè)焙干并磨細(xì)的咖啡的床。在此種逆流提取系統(tǒng)中，在一端進(jìn)入系統(tǒng)的水當(dāng)其在接續(xù)的柱中逐漸地接觸更新鮮的咖啡顆粒時(shí)會成為越來越濃的含咖啡固體的溶液。在商業(yè)操作中，焙干并磨細(xì)的咖啡被填充入一個(gè)提取柱，并用提取液通常是水或咖啡提取液預(yù)潤濕。在提取系統(tǒng)中預(yù)潤濕焙干并磨細(xì)的咖啡已知有許多好處，如增加飲料香味和提高提取效率。但是，利用目前通用的工藝，很難獲得咖啡顆粒的均勻預(yù)潤濕?？Х阮w粒的不均勻預(yù)潤濕造成跨越提取柱的巨大壓力差，后者可以增加提取循環(huán)時(shí)間和減小產(chǎn)額。同樣，在咖啡顆粒與水接觸時(shí)放出的咖啡氣體妨礙咖啡顆粒的完全潤濕。
在系統(tǒng)中提取咖啡期間，當(dāng)磨細(xì)的咖啡與提取液接觸時(shí)同時(shí)放出咖啡氣體，放出的咖啡氣體隨后被捕集在提取柱的咖啡細(xì)粒的整體中。通常，被捕集的咖啡氣體以泡沫狀態(tài)存在并導(dǎo)致咖啡提取操作效率的普遍降低。這樣，柱中大量咖啡顆粒中泡沫狀氣體的存在對提取工藝產(chǎn)生有害影響，其原因是阻礙了提取液和咖啡細(xì)粒之間的良好接觸，增大了液體流過咖啡顆粒的阻力，并顯著地減小了提取液和咖啡細(xì)粒之間的質(zhì)量傳遞系數(shù)。此外，捕集的咖啡氣體使大量咖啡體漂浮在提取液上面，由此阻礙咖啡顆粒的完全潤濕并妨礙完全潤濕的顆粒從咖啡體中沉降出來。
由于在提取期間不能夠大部分獲得均勻地預(yù)潤濕的咖啡顆粒以及在大量咖啡顆粒中產(chǎn)生泡沫狀咖啡氣體造成的問題，因此到目前為止還沒有在商業(yè)規(guī)模上成功地開發(fā)出對磨細(xì)的焙干咖啡進(jìn)行連續(xù)逆流液相提取的工藝。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于發(fā)明一種用于在咖啡提取系統(tǒng)中對焙干并磨細(xì)的咖啡進(jìn)行均勻地預(yù)潤濕和脫氣的方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)磨細(xì)咖啡顆粒的床在處理區(qū)內(nèi)懸浮在通常為水或咖啡提取液的水溶液中，隨后懸浮床以有利于從咖啡顆粒床中除去放出的咖啡氣體的方式受到攪動，從而改善咖啡顆粒和水溶液之間的接觸。從懸浮床中除去放出的咖啡氣體有助于均勻地預(yù)潤濕咖啡顆粒并使完全潤濕的咖啡顆粒從懸浮的咖啡整體中沉降下來。新鮮的咖啡顆粒被引到懸浮床的上表面上，同時(shí)被潤濕和提取后的咖啡顆粒從處理區(qū)的底部移走，由此形成一種真正連續(xù)的系統(tǒng)。咖啡顆粒與水溶液成逆向地流過處理區(qū)，水溶液在處理區(qū)的底部引入。
本發(fā)明的裝置包括一個(gè)箱體，箱的底部有一個(gè)將水溶液引入箱中的入口，箱的上部有一個(gè)將提取液從箱中移走的排放通道。安裝在箱頂處在排放通道前的過濾網(wǎng)擋住咖啡顆粒隨提取液一起排放。在敞開的箱體上部上方安裝了一個(gè)咖啡料斗和進(jìn)料管，用于將磨細(xì)的焙干咖啡引入箱體的上部。箱中包括一個(gè)垂直的適于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的中心軸和配置在箱內(nèi)用于在中心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)攪動箱中咖啡顆粒懸浮床的攪動機(jī)構(gòu)。攪動機(jī)構(gòu)包括兩對垂直伸出的交錯(cuò)的葉片組合件，它們配置成相對逆向地轉(zhuǎn)動。每對葉片組合件均有一組間隔開的向下伸出的葉片部件和一組相對立的間隔開的向上伸出的葉片部件，其中一組葉片部件被安裝成可以轉(zhuǎn)動，而該組合件中相對立的一組葉片被安裝在一個(gè)固定支承件上。每組中的葉片部件安裝成一個(gè)平面陣列，與相對立的一組中的葉片部件配置成交錯(cuò)狀態(tài)，使得在相對轉(zhuǎn)動時(shí)葉片互相在間隙中通過。以這種方式，相對立的兩組葉片部件的作用是使箱中咖啡顆粒破碎松散而使懸浮床中捕集的咖啡氣體沿通道逸走。也就是，懸浮床中的咖啡顆粒在相對立的兩組葉片部件沿相反方向轉(zhuǎn)動時(shí)受到摩擦而擦去吸附在咖啡顆粒上的放出的咖啡氣體。懸浮床中葉片組合件的這種相反方向的轉(zhuǎn)動同時(shí)有利于對引入懸浮床中的新鮮細(xì)粒的沉浸和潤濕，并增強(qiáng)咖啡顆粒的溶解。
一個(gè)安裝在圓筒管內(nèi)中心軸上部的螺旋推進(jìn)器的作用是作為向下的推進(jìn)器，用以促進(jìn)咖啡顆粒沉入水溶液介質(zhì)。
完全而均勻地潤濕或提取的細(xì)粒由于重力而從咖啡顆粒懸浮床到達(dá)箱體底部，在那里通過安裝在箱體底部的傾斜的螺旋輸送機(jī)移走。第二個(gè)傾斜螺旋輸送機(jī)被安裝在箱體側(cè)部中間以便從懸浮床底部移走潤濕的顆粒，從而控制箱中咖啡顆粒懸浮床的高度。
在操作中，通過從常規(guī)的槽提取系統(tǒng)將熱水或咖啡提取液之類水溶液通過箱底的一個(gè)入口泵入箱內(nèi)，形成一個(gè)懸浮于水溶液中的焙干并磨細(xì)的咖啡顆粒床，隨后水溶液向上流過箱體并通過過濾網(wǎng)流入箱頂處的排放通道。焙干并磨細(xì)的咖啡從料斗送入到液體表面并部分潤濕。部分潤濕的細(xì)粉通過垂直取向的葉片組合件的相反轉(zhuǎn)動而沉入液體。此外，一部分細(xì)粉通過中心螺旋推進(jìn)器的轉(zhuǎn)動而被掃入中心的下導(dǎo)管并沉入液體中。
焙干并磨細(xì)的咖啡細(xì)粉含有咖啡氣體。當(dāng)細(xì)粉沉入水溶液時(shí)放出咖啡氣體，隨后這些氣體被吸附在咖啡顆粒的外部。由于咖啡氣體被吸附在顆粒上，顆粒就比液體輕并易于漂浮在液體頂部，從而形成咖啡顆粒的自然懸浮床。在本發(fā)明中，床中的咖啡顆粒受到葉片組合件的相反轉(zhuǎn)動的磨擦，從而擦去并釋放吸附的咖啡氣體。此外，由此釋放的咖啡氣體由于葉片組合件的轉(zhuǎn)動而從懸浮顆粒床中連續(xù)地沿通道逸走。也就是，垂直取向的互相交錯(cuò)的葉片部件的沿相反方向的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生通過咖啡顆粒懸浮床的許多動力學(xué)垂直通道，放出的咖啡氣體通過這些垂直通道逸走，由此擴(kuò)大了咖啡顆粒和水溶液之間的接觸。除了排出放出氣體外，動力學(xué)垂直通道也為潤濕的咖啡顆粒提供通過懸浮床沉降的通道。
當(dāng)沉入懸浮咖啡床的基體時(shí)，部分潤濕的咖啡顆粒被逐漸地潤濕并取決于操作條件而被部分地或完全地提取。潤濕的細(xì)粉變得比水溶液重并沉降到箱的底部，在那里被底部螺旋輸送機(jī)移走。但是，一些潤濕的細(xì)粉以較慢的速率從咖啡床沉降出來并在中點(diǎn)處從箱中移出，以防止它們阻礙以較快速率沉降的咖啡顆粒流。這些較慢沉降的咖啡顆粒例如通過一個(gè)中間的螺旋輸送機(jī)從箱中移走，該輸送機(jī)安裝在箱側(cè)中部處。這樣中間輸送機(jī)用于控制箱中懸浮床的高度。
本發(fā)明的工藝可以被用于預(yù)潤濕常規(guī)槽提取系統(tǒng)中的焙干和磨細(xì)的咖啡，并提供完全而均勻地預(yù)潤濕的咖啡顆粒。這樣獲得的預(yù)潤濕咖啡顆粒可以裝入逆流槽提取系統(tǒng)的一個(gè)提取柱中。根據(jù)另一種實(shí)施例，如果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，例如增加懸浮床的高度，增加細(xì)粒在箱中的停留時(shí)間，以及增加相對于引入箱中的咖啡細(xì)粒量的移去液體量，那么本工藝可以用于焙干和磨細(xì)咖啡的連續(xù)逆流提取。對于本技術(shù)的專業(yè)人員來說，此種調(diào)整很容易理解并且可以容易地做到。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明裝置的截面圖。
圖2是圖1裝置上部的部分放大截面。
圖3用圖解例示一種槽式提取系統(tǒng)，其中待提取的焙干和磨細(xì)的咖啡利用本發(fā)明的工藝和裝置進(jìn)行預(yù)潤濕。
對本發(fā)明的詳細(xì)描述參考圖1，本發(fā)明的裝置包括一個(gè)具有圓筒形外殼11的處理箱10，其上端12敞開，其底部14為截錐形。熱水或其它水溶液(如從常規(guī)的咖啡提取系統(tǒng)來的咖啡提取液)通過箱底部的入口管15泵入箱中并充滿處理箱。液體通過溢出上端而從箱中排出，流入圍繞處理箱上端的通道18。通道18中設(shè)有一或多個(gè)引出管線19，用于除去液體。圍繞圓筒形外殼11的上端12的周邊裝有過濾機(jī)構(gòu)，例如一個(gè)高度通常為10-20cm而網(wǎng)孔為約0.150至1.0mm的細(xì)絲濾網(wǎng)20，使得從箱中排出的液體將流過濾網(wǎng)，而在排入通道18之前受到過濾。濾網(wǎng)20的網(wǎng)孔非常小，足以阻止咖啡顆粒與液體一起排出。處理箱上方安裝了一個(gè)料斗16，其中存有待提取的焙干和磨細(xì)的咖啡，料斗與分配管17連通，磨細(xì)的咖啡通過分配管17從料斗排出。鄰近處理箱的分配管17的表面中設(shè)有許多個(gè)間隔的開孔，焙干和磨細(xì)的咖啡通過這些開孔像稀疏的簾子一樣分配到處理箱中水溶液的表面上。
處理箱包括一個(gè)垂直延伸的能夠旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的中心軸21，該軸大體上延伸超過處理箱的整個(gè)軸線長度。中心軸的上端連接到旋轉(zhuǎn)用的合適的電動機(jī)機(jī)構(gòu)上(未圖示)。箱內(nèi)安裝了攪動機(jī)構(gòu)22，用于攪動懸浮于箱內(nèi)水溶液中的磨細(xì)的咖啡顆粒床。攪動機(jī)構(gòu)22包括兩對垂直取向的交錯(cuò)的葉片組合件，也就是上葉片組合件24和下葉片組合件25。上葉片組合件24有一對大體上通過處理箱直徑伸出的上徑向臂26、27，兩臂固定在一個(gè)可以轉(zhuǎn)動地裝配在軸21上的中心接頭28上。從徑向臂26、27向下伸出許多個(gè)葉片29。在圖1和圖2例示的實(shí)施例中，沿處理箱的直徑設(shè)置了總共8個(gè)葉片29，軸21的兩側(cè)各安置4個(gè)葉片，形成大體上對稱的圖形。上葉片組合件24也包括許多個(gè)向上伸出的葉片33，后者的底部安裝在固定的徑向支承件30、31上，后者延伸經(jīng)過處理箱的直徑。支承件30、31的外端部安裝在處理箱的內(nèi)壁上，支承件30、31的內(nèi)端部固定在支承接頭32上，中心軸21穿過支承接頭32抻出。在圖示的實(shí)施例中，在軸21的兩側(cè)各安置4個(gè)葉片。
根據(jù)一種優(yōu)先實(shí)施例，葉片29和33為圓棒形狀，其底部分別固定在上徑向臂和中間支承件上。根據(jù)另一種實(shí)施例，葉片29和33具有扁平形狀和矩形截面，葉片的寬面垂直于通過處理箱直徑的平面并與其相交。
下葉片組合件25基本上是上葉片組合件24的鏡面映象，它包括許多個(gè)從固定的支承件30、31的下表面向下伸出的葉片34。葉片34的數(shù)目、形狀和配置與固定在支承件30、31上表面上的葉片33相同。下葉片組合件25也包括一對延伸經(jīng)過處理箱的直徑的下徑向臂35、36，兩臂固定在一個(gè)可以轉(zhuǎn)動地裝配在軸21上的中心接頭37上。從徑向臂35、36向上伸出許多個(gè)葉片38，其數(shù)目、形狀和配置與葉片29相同。
這樣，每對葉片組合件24、25中的向上和向下伸出的葉片形成一種交錯(cuò)的配置，使得在中心軸21轉(zhuǎn)動時(shí)葉片通過相對的兩組葉片的相鄰葉片之間的空間。也就是，當(dāng)軸21旋轉(zhuǎn)時(shí)，安裝在徑向臂26、27上的向下伸出的葉片29在安裝在固定的支承件30、31上的靜止葉片33之間通過，而安裝在徑向臂35、36上的向上伸出的葉片38在安裝在固定的支承件30、31上的靜止葉片34之間通過。這樣，在每一對葉片組合件中，垂直葉片的一個(gè)臂正在轉(zhuǎn)動，而該對中的另一個(gè)臂是靜止的。這種配置產(chǎn)生相對逆向轉(zhuǎn)動的效果，用來松散咖啡細(xì)粒而使其沉入液面下，后者是從料斗排放到箱中液體的表面上而進(jìn)入箱中懸浮咖啡細(xì)粒40的床中的。葉片組合件在咖啡顆粒懸浮床中的此種逆向轉(zhuǎn)動對咖啡顆粒施加一種磨擦作用，從而擦去吸附在顆粒表面上的咖啡放出的氣體，由此增加液體和咖啡顆粒之間的接觸，并增大液體和咖啡顆粒之間的質(zhì)量傳遞系數(shù)。此外，葉片組合件通過懸浮床的逆向轉(zhuǎn)動在懸浮的咖啡床中產(chǎn)生許多動力學(xué)垂直通道，用于逸走這樣放出的咖啡氣體。這樣形成的動力學(xué)垂直通道也為潤濕的咖啡顆粒提供通過顆粒懸浮床下沉的路徑。
為了有助于使細(xì)粉浸入液體，在垂直軸21的上半部分上在垂直設(shè)置的靜止套筒42內(nèi)安裝了一個(gè)起浸沒作用的螺旋推進(jìn)器41，用于向下推進(jìn)浸沒咖啡顆粒。根據(jù)一種實(shí)施例，在上葉片組合件24中，在鄰近套筒42的葉片29上固定了一個(gè)垂直的攪棒(未圖示)，幫助驅(qū)動液體表面上的一些咖啡細(xì)粒進(jìn)入下導(dǎo)管，通過螺旋推進(jìn)器41的轉(zhuǎn)動使細(xì)粒浸入整個(gè)浮床中。
潤濕的咖啡細(xì)粒由于重力而沉到箱底并由傾斜的螺旋輸送機(jī)43從箱的底部14移出。安裝在箱底部14中心軸21上的刮刀44有助于將潤濕的細(xì)粒掃入螺旋輸送機(jī)43中。潤濕的咖啡細(xì)粒從螺旋輸送機(jī)43的上端排放入合適的容器45中。
在圓筒形外殼11中靠近外殼下端處在鄰近箱中咖啡顆粒懸浮床40底部的一個(gè)位置(即低于處理箱上部邊緣約25至50cm處)設(shè)置了一個(gè)開孔46。在處理箱的開孔46處固定了一個(gè)由常規(guī)的電動機(jī)機(jī)構(gòu)(未圖示)驅(qū)動的中間傾斜螺旋輸送機(jī)47。因?yàn)橐徊糠譂櫇竦目Х燃?xì)粒以比其余部分較慢的速率沉降出來，該較慢的沉降細(xì)粒就通過開孔46從箱中移出，并從螺旋輸送機(jī)47的上部排入容器45中。通過中間螺旋輸送機(jī)47移去一部分咖啡細(xì)粒，也起將懸浮床高度控制在預(yù)定所要高度的作用。
在操作過程中，諸如溫度為約15°至100℃的水之類水溶液通過入口管15泵入處理箱10，使水充滿處理箱并從箱的上端部溢出。從處理箱上端部溢出的水通過濾網(wǎng)20進(jìn)入通道18。焙干并磨細(xì)的咖啡從料斗16送入分配管17并從該處通過管中一系列間隔的開孔像稀疏的簾幕一樣排放到箱中液體上。操作過程中咖啡顆粒和水是連續(xù)而逆向地流過處理箱的。也就是，從箱的底部連續(xù)引入的水溶液向上流過處理箱，而焙干并磨細(xì)的咖啡顆粒被連續(xù)地引入箱的頂部并向下通過上升的液體。中心軸21以大約20-40r.p.m.(轉(zhuǎn)/分鐘)的速度旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)的上下葉片組合件24、25和中央螺旋推進(jìn)器41的轉(zhuǎn)動，這些組合件和推進(jìn)器都安裝在軸21上。操作該裝置可產(chǎn)生約0.2-0.25的提取率，從而有效地實(shí)現(xiàn)完全而均勻地潤濕咖啡顆粒。
從分配管17排放的咖啡細(xì)粒被分布到懸浮咖啡床的頂部表面上并被部分潤濕。而后，通過上徑向臂26、27及附著于其上的葉片29的旋轉(zhuǎn)，部分潤濕的細(xì)粒被浸入懸浮床的主體容積中。葉片29的轉(zhuǎn)動也將咖啡床表面上的一部分細(xì)粒掃入中央下導(dǎo)管42中，在該處細(xì)粒被中央螺旋推進(jìn)器41的旋轉(zhuǎn)帶入懸浮床的主體容積中。當(dāng)咖啡細(xì)粒浸入水中時(shí)，放出咖啡氣體，氣體被吸附在咖啡顆粒的表面上，由此使咖啡細(xì)粒比液體輕，因而易于漂浮在處理箱頂部，形成天然的懸浮床。但是，咖啡床中放出氣體的存在阻礙水和咖啡細(xì)粒之間的良好接觸并顯著地減小水和咖啡細(xì)粒之間的質(zhì)量傳遞系數(shù)，此外還妨礙完全潤濕的咖啡顆粒沉到箱的底部。葉片組合件通過咖啡顆粒床的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生一種溫和的推摩或摩擦作用，這種作用擦去附著在咖啡顆粒上的放出氣體。此外，交錯(cuò)的上下葉片組合件的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生通過懸浮顆粒床的動力學(xué)垂直通道，咖啡放出的氣體就經(jīng)過這些通道逸走。這些動力學(xué)垂直通道也為潤濕的咖啡顆粒提供通過懸浮床沉降的路徑。
咖啡顆粒將在4-10分鐘的平均時(shí)間內(nèi)通過高度為25至50cm的懸浮床之后基本上脫氣和潤濕。比水重的潤濕顆粒沉到箱的底部并通過螺旋輸送機(jī)47從箱中移去。這樣移去的咖啡顆粒是充分而均勻地潤濕的，并可轉(zhuǎn)移到任何常規(guī)的咖啡提取系統(tǒng)中去。因?yàn)榭Х阮w粒是充分而均勻地潤濕的，所以在提取槽中避免了有害的壓力降。
本發(fā)明的裝置也可用作一個(gè)連續(xù)的逆流咖啡提取器。在將該裝置用作連續(xù)提取器時(shí)，需要較長的提取時(shí)間。此種較長的提取時(shí)間可以通過任何合適的步驟來避免，并可以很容易地為本技術(shù)專業(yè)人員所確定，例如通過增加箱中懸浮床的高度，將咖啡液的提取率提高到約3.0等等?？梢岳斫?，從咖啡顆粒表面除去咖啡放出的氣體(這一點(diǎn)利用葉片組合件通過懸浮床的逆向轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn))可以增大細(xì)粒中咖啡固體的溶解度。
圖3例示將本發(fā)明用于預(yù)潤濕焙干并磨細(xì)的咖啡的一種實(shí)施例，而后在常規(guī)的槽提取系統(tǒng)中提取咖啡。如圖中所示，提取系統(tǒng)包括三個(gè)提取槽51、52、53。槽51包含提取最充分的咖啡，而槽53包含提取最不充分的咖啡，逐漸降低從槽51向槽53提取的水準(zhǔn)。雖然圖3中只例示3個(gè)槽，但可以理解，如果需要，在提取系統(tǒng)中可以使用附加的槽。諸如水之類的提取液55被從槽51的底部引入，向上通過槽，在此過程中提取可溶性產(chǎn)物，在槽51的上端部流出，并接續(xù)地流過每個(gè)槽，直到提取液流過槽53，后者是最后一個(gè)槽并包含新鮮的潤濕的咖啡顆粒。在每一個(gè)提取循環(huán)后，包含被最充分提取后的咖啡的槽即槽51被排空，而引導(dǎo)槽54充滿新潤濕的咖啡顆粒，而在各槽合適地相互連接后，另一輪提取循環(huán)開始。
如圖3所示，從槽53排放的咖啡提取液流過一個(gè)合適的冷卻單元56，在冷卻單元中咖啡提取液的溫度從大約100℃降低到約15°-80℃。冷卻的提取液而后通過入口15引入處理箱11的底部，使流過處理箱的水溶液提取液與咖啡顆粒流成逆向流，咖啡顆粒流從料斗16和分配管17排放入處理箱的頂部。箱11是在完全潤濕焙干和磨細(xì)的咖啡顆粒的狀況下操作的，隨后潤濕的顆粒通過螺旋輸送機(jī)43和47排放并裝入槽54。
對于直徑為約74cm的箱11，在完全潤濕焙干和磨細(xì)的咖啡顆粒方面下述處理箱的條件是有效的懸浮咖啡床的高度30厘米焙干和磨細(xì)的咖啡進(jìn)料速率360公斤/小時(shí)流入水的速率720公斤/小時(shí)中心軸、中心螺旋推進(jìn)器和葉片組合件的轉(zhuǎn)動速度20-40轉(zhuǎn)/分鐘咖啡液的提取80-85公斤/小時(shí)平均潤濕時(shí)間4-5分鐘向上流動的提取液的大部分被吸收入咖啡細(xì)粒，而一小部分提取液逐漸地富集在被提取的咖啡固體中。
流過處理箱并溢入通道18的液體從該處撤回而用于進(jìn)一步處理，如液體的濃縮、冷凍干燥或噴霧干燥。
權(quán)利要求
1.一種用于連續(xù)地逆流處理焙干并磨細(xì)的咖啡顆粒的裝置，包括一個(gè)具有敞開的頂部和截錐形底部的箱體，該底部具有將水溶液引入箱體的入口機(jī)構(gòu)；位于箱體上方的料斗機(jī)構(gòu)和與其連通的排放機(jī)構(gòu)，料斗機(jī)構(gòu)用于放入焙干并磨細(xì)的咖啡顆粒，排放機(jī)構(gòu)用于將焙干并磨細(xì)的咖啡顆粒排放到箱中水溶液的表面上；一個(gè)垂直延伸的軸，位于上述箱體的中心并適合于被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；一個(gè)螺旋推進(jìn)器，安裝在靠近箱頂?shù)闹行妮S上，用于使咖啡顆粒沉入水溶液；位于上述箱體中的攪動機(jī)構(gòu)，用于在旋轉(zhuǎn)上述中心軸時(shí)進(jìn)行攪動操作，以便在箱中形成懸浮在水溶液中的咖啡顆粒床并從咖啡顆粒表面除去咖啡氣體；上述攪動機(jī)構(gòu)包括兩對安裝成相對逆向轉(zhuǎn)動的葉片組合件，兩對葉片組合件各有一組向下伸出的葉片部件和一組與向下伸出的葉片相交錯(cuò)的相對立地向上伸出的葉片部件，兩對葉片組合件中各有一組葉片部件可以轉(zhuǎn)動地裝配固定，而該對組合件中另一組葉片部件可以操作地安裝在中心軸上，用于與軸一起形成轉(zhuǎn)動；位于箱底的移出機(jī)構(gòu)，用于從箱中移出咖啡顆粒；輸送機(jī)構(gòu)，安裝在上述箱體的頂部和底部的中間箱側(cè)上，用于從懸浮床的底部移去咖啡顆粒，從而控制箱中懸浮床的高度；以及用于從上述箱體頂部移去水溶液的機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，兩對葉片組合件包括一對下葉片組合件和一對安裝在該下葉片組合件上方的上葉片組合件，上葉片組合件中的向下伸出的葉片和下葉片組合件中的向上伸出的葉片被可以操作地安裝在用于轉(zhuǎn)動的中心軸上。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，兩對葉片組合件中相對立的兩組葉片被配置成在轉(zhuǎn)動時(shí)互相具有空隙地穿過。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，兩對葉片組合件包括多個(gè)大體上通過箱體直徑伸出的徑向臂，這些臂可以轉(zhuǎn)動地安裝在中心軸上，而許多個(gè)葉片以在中心軸兩側(cè)上大體對稱的形狀安裝在上述徑向臂上。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，上述箱體有一個(gè)大體上圓筒形的側(cè)壁，靠近側(cè)壁底部有一個(gè)穿過側(cè)壁的開孔，上述輸送機(jī)構(gòu)通過該開孔與箱的內(nèi)部相連通。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，上述螺旋推進(jìn)器被安裝在一個(gè)垂直安置的靜止的筒體內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，上述移去水溶液用的機(jī)構(gòu)包括圍繞箱頂安裝的通道機(jī)構(gòu)和圍繞箱頂周邊安裝的過濾機(jī)構(gòu)。
8.一種用于連續(xù)地逆流處理焙干并磨細(xì)的咖啡的方法，包括將一種水溶液連續(xù)地從處理箱的底部引入，使其充滿該箱體，隨后液體通過箱體上升并從箱體的敞開的上端被排放出去；將焙干并磨細(xì)的咖啡顆粒連續(xù)地引入上述箱體的水溶液表面上；使咖啡顆粒沉入水溶液以形成懸浮在該水溶液中的咖啡顆粒床，由此咖啡顆粒被潤濕，從而被潤濕的咖啡顆粒放出氣體，放出的氣體又被吸附在這些咖啡顆粒上；使咖啡顆粒懸浮床相對逆向地轉(zhuǎn)動，以便除去吸附在咖啡顆粒上的放出氣體，并形成通過該懸浮床的動力學(xué)垂直通道，用于從咖啡顆粒逸走咖啡氣體；通過從懸浮床底部連續(xù)地移去預(yù)定量的咖啡顆粒來控制懸浮床的高度；從處理箱底部連續(xù)地移去潤濕的咖啡顆粒；回收溢出箱體上端的水溶液。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，懸浮床的高度是通過從床的底部移去顆粒來控制的，使得顆粒與液體保持接觸一段足以完全潤濕顆粒的時(shí)間，隨后完全潤濕的咖啡顆粒從箱的底部受到回收。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，懸浮床的高度為約25厘米至50厘米，而咖啡顆粒與箱中液體保持接觸一段約4至10分鐘的時(shí)間。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，控制咖啡顆粒的進(jìn)料速率和水溶液進(jìn)入箱中的進(jìn)料速率以保持形成0.2-0.25的提取比。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，從箱中回收的完全潤濕的咖啡顆粒被轉(zhuǎn)移到一個(gè)多槽咖啡提取系統(tǒng)的引導(dǎo)槽中。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，懸浮床的高度被控制成使顆粒與箱中液體保持接觸一段足以從顆粒提取可溶的咖啡固體的時(shí)間，隨后提取過的咖啡細(xì)粒從箱的底部移出，而咖啡提取液從箱的上端回收。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該方法包括使從箱中排放的液體通過一個(gè)濾網(wǎng)，該濾網(wǎng)的網(wǎng)孔小到足以將咖啡顆?；旧先勘Ａ粼谙渲小?br> 15.一種多槽咖啡提取方法，其特征在于，基本上不存在跨越槽間的有害的壓力降，該方法包括通過形成一個(gè)懸浮在咖啡提取液中的咖啡顆粒床而提供基本上均勻地預(yù)潤濕的焙干和磨細(xì)的咖啡顆粒，從而放出咖啡氣體并攪動懸浮床以便從那里除去放出的咖啡氣體，隨后完全而均勻地潤濕的咖啡顆粒從懸浮床中沉降出來；將一個(gè)上述潤濕的咖啡顆粒床裝入多槽咖啡提取系統(tǒng)的引導(dǎo)槽中；利用使水溶液通過部分提取過的焙干并磨細(xì)的咖啡而獲得的提取液來提取上述咖啡顆粒床。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，從上述潤濕的咖啡顆粒床得到的提取液被用于形成咖啡顆粒的懸浮床。
全文摘要
連續(xù)地逆流處理焙干并磨細(xì)的咖啡顆粒用的方法和裝置，其中咖啡顆粒床懸浮在水溶液中，而懸浮床以有利于從床中除去放出的咖啡氣體的方式受到攪動，從而實(shí)現(xiàn)咖啡細(xì)粒的完全而均勻的潤濕和(或)提取。裝置包括箱體(10)，水從其底部向上流出箱頂，而新鮮咖啡細(xì)粒從箱頂送到液體上。兩對交錯(cuò)的葉片組合件(24，25)裝在箱中，互相逆向轉(zhuǎn)動以使咖啡顆粒沉入水溶液并形成懸浮床。裝在箱中中心軸(21)上的螺旋推進(jìn)器(41)利于咖啡細(xì)粒沉入液體。兩對葉片組合件各有兩組交錯(cuò)的向下和向上的葉片部件，其中一組為靜止而另一組裝在中心軸上轉(zhuǎn)動。螺旋輸送機(jī)(47)裝在箱側(cè)以從懸浮床底部除去細(xì)粒從而控制懸浮床的高度。沉降到箱底的咖啡細(xì)粒用合適機(jī)構(gòu)移去。
文檔編號B01D35/02GK1109675SQ94190272
公開日1995年10月4日 申請日期1994年5月3日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月7日
發(fā)明者S·H·徐 申請人:雀巢制品公司