Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen der Samenschale von pflanzlichem Samen.

Pflanzliche Samen, wie etwa Reis, Nüsse, Erdnüsse, Man- dein, Hülsenfrüchte, Leinsamen, Sojabohnen, ölsaaten und Kaffeebohnen sind von Samenschalen eingeschlossen, die eine Stärke von unter .1 mm besitzen. Beim Verzehr und bei der Weiterverarbeitung sind diese Samenschalen meist un¬ erwünscht und müssen entfernt werden. Dies erfolgt im allgemeinen dadurch, daß die Samenschalen mechanisch durch Reiben, Bürsten oder Walzen abgerieben werden. Durch die mechanische Bearbeitung werden die Samenschalen nicht vollständig abgetragen und der eigentliche Kern des Samens beschädigt. Nach dieser Verfahrensweise ist es in der Regel nicht möglich, eine vollständige Entfernung der Samenschalen aus dem Prod ktionsström zu erreichen.

Bei anderen pflanzlichem Samengut, etwa bei Kaffeebohnen, wird zwar eine Vorreinigung in den Erzeugerländern vorge- nommen, die festhaf enden Siiberhäutchen auf den Kaffee¬ bohnen werden jedoch nur unvollständig entfernt. Die Sii¬ berhäutchen wurden bisher bei der Rohkaffeeveredelung

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und bei der Röstbehandlung des Kaffees mit weiterverar¬ beitet. Hierbei treten jedoch Probleme auf. Bei der Ver¬ edelung von Rohkaffee können die nicht entfernten Silber- häutchen die Leitungen verstopfen, Filterprobleme hervor- rufen und Extraktionen erschweren. Beim Rösten des Kaf¬ fees können die noch vorhandenen Häutchen ein erhebli¬ ches Sicherheitsrisiko und Umweltproblem mit sich bringen. Durch den Röstvorgang können sich durch die vorhandenen Häutchen Glutnester in den Zyklonen bilden. Ferner verun- reinigen die angekohlten Silberhäutchen die Umluft der Röster und die Abluft und sich mit Ursache für einen unangenehmen .Geruch. Sie tragen damit zur aufwendigen Nachverbrennung der Röstabluft bei.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Bereit¬ stellung eines Verfahrens, durch das die vorstehend-be¬ schriebenen Nachteile vermieden werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfer- nung von Samenschalen von pflanzlichem Samengut, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Randzonen des pflanzlichen Samengutes mit Dampf anquillt und dadurch die Samenschalen anreißt, danach das Samengut durch schnelles Trocknen schrumpft und die sich dabei ablösen- den Samenschalen gleichzeitig und/oder in einem späte¬ ren Verfahrensschritt entfernt.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren eine restlose und schonende Entfernung der Samenschalen möglich ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einer er¬ sten Stufe das Samengut kurzzeitig mit Dampf benetzt und somit die Randzonen angequollen. Durch die Quellung tritt eine Volumenvergrößerung des pflanzlichen Samens

auf, wodurch die Samenschalen aufplatzen bzw. anreißen. Der beim Quellvorgang eingesetzte Dampf ist im allge¬ meinen Wasserdampf. Daneben kann auch Dampf von Lösungs¬ mitteln, deren Gemische oder ein Gemisch aus Lösungsmit- teldampf und Wasserdampf, verwendet werden. Besonders bevorzugt ist Wasserdampf, der gesättigt bis leicht überhitzt vorliegt. Naßdampf kann verwendet werden, bringt jedoch im allgemeinen keine besonderen Vorteile. Die Dampfbehandlungsdauer hängt von der Quellfähigkeit des zu behandelnden Samengutes ab. Bei Behandlung von Rohkaffee ist eine Dampfbehandlungsdauer von 2 bis 10 Minuten zweckmäßig. Der Dampfzustand und die Dampfbehandlungsdauer beeinflussen die Quellwirkungen und damit den Ablöseef¬ fekt der anhaftenden Samenschale. Bei zu langer Behandlung ist neben wirtschaftlichen Nachteilen eine vollständige

Ablösung nicht mehr gewährleistet, da infolge .verstärkter Kondensation von Wasserda pf sowie dann austretender, klebriger SameninhaltsStoffe eine Verklebung gefördert wird.

Ferner können bei zu langer Behandlung wertvolle Samenin- haltsstoffe verloren gehen, was im allgemeinen vermieden werden muß.

Durch den Quellvorgang reißt zwar die Samenschale des pflanzlichen Gutes an, bleibt jedoch zunächst noch an der Oberfläche haften.

In der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher das angequollene pflanzliche Gut einer schnel¬ len Trocknung unterzogen. Durch den kurzzeitigen Trock¬ nungsvorgang wird die Oberfläche von dem Wasser- bzw. Lösungsmittelfilm befreit, das Samengut schnell ge¬ schrumpft und die Samenschale dabei abgelöst. Die Trock- nung mit gleichzeitiger Entfernung der Samenschale er¬ folgt vorzugsweise in Konvektionstrocknern unter Zufuhr

von aufbereiteter Luft, wobei die Behandlungszeit, die Luftgeschwindigkeit und die Temperatur mit der Maßgabe aufeinander abgestimmt werden, daß keine Taupunkt- Unterschreitung eintritt und eine restlose Entfernung der Samenschalen erfolgt. Unter "Behandlungszeit" ist die Zeit der Behandlung mit Luft, unter "Luftgeschwin- digkeit" bzw. "Temperatur" diejenige der zur Trocknung eingesetzten Luft zu verstehen. Eine Taupunkt-Unter¬ schreitung, d. h. ein Zustand, bei dem unter den an- gegebenen Temperaturbedingungen die Sättigungskonzen- tration überschritten wird, würde neben der Verhinderung der Trocknung zu einer Kondensation von Wasser bzw. Lösungsmittel in den nachgeschalteten Anlageteilen, ins¬ besondere der Zyklone führen, so daß Verstopf ngsproble- me durch die ausgetragenen, an den Wandungen anhaften¬ den Samenschalen auftreten können. Die Aufnaiimefähigkeit der Luft für Wasser bzw. Lösungsmittel hängt außer von der Temperatur auch von der Anfangskonzentration ab. Bei hoher Ausgangskonzentration sind entweder große Luft- mengen oder lange Behandlungszeiten erforderlich. Da jedoch das Schrumpfen des pflanzlichen Gutes schnell vor sich gehen muß, sind Maßnahmen für kurze Behandlungszei¬ ten erforderlich, um den gewünschten Ablöseeffekt zu erreichen. Im allgemeinen wird dies durch Vorwärmer und/oder Trocknung der Luft vor Eintritt in den Trock¬ ner erreicht. Die Behandlungszeit beträgt 2 bis 30 Minuten bei Temperaturen von 10 bis 150°C. Vorzugsweise wird zur Trocknung des pflanzlichen Gutes Luft mit. einer Temperatur von 60 bis 90°C 5 bis 10 Minuten lang eingesetzt.

Die Trocknung erfolgt vorzugsweise in einem Fließbett¬ trockner, der mit pulsierendem Trockenmittel arbeitet. Durch das pulsierende Trockenmittel wird das Produkt kurzzeitig in ungeordnete Bewegung versetzt und dabei

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neben der Trocknung die Samenschalen ausgetragen. Durch diese Verwirbelung entsteht zusätzlich ein intensiver Reinigungseffekt.

Alternativ kann die Trocknung in einem Trommeltrockner erfolgen. Daneben ist auch eine Trocknung durch Brüden¬ abzug aus Kontakt- und/oder Strahlungstrockner möglich.

Durch die Quellbehandlung mit Wasserdampf wird der Feuchtigkeitsgehalt des pflanzlichen Samengutes auf 2 bis 6 % über den Feuchtigkeitsgehalt des nichtge- quollenen Gutes eingestellt. Beispielsweise liegt der Feuchtigkeitsgehalt der Kaffeebohnen vor der Quellbe¬ handlung mit Wasserdampf bei etwa 12 %. Durch den Quell- Vorgang erhöht sich die Feuchtigkeit je nach Behand¬ lungsdauer auf etwa 15 bis 17 %. Bei Kaffeebohnen ist es nun bevorzugt, daß durch den TrocknungsVorgang der Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 1 bis 2 % über dem Feuch¬ tigkeitsgehalt des Originalzustandes nach Entfernung der Silberhäutchen eingestellt wird.

In der dritten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beim Trocknungsvorgang abgelösten Samen¬ schalen entfernt. Gemäß der bevorzugten Ausführungs- form der Erfindung werden die Samenschalen während des Trocknungsvorganges durch das einströmende aufbereite¬ te Trockenmittel, das besonders in Form von pulsieren¬ dem Trockenmittei vorliegt, aus dem Trockner heraus¬ getragen und über Zyklone von dem Trockenmittel abge- trennt. Eine Abtrennung der Samenschalen vom Samengut kann jedoch generell auch außerhalb des Trockners in geeigneten Anlagenteilen erfolgen, wie z. B. in Wind- sichtern.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur schonen-

den und restlosen Entfernung der Samenschalen von pflanz¬ lichem Samengut. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren bei der Entfernung der Silberhäutchen von Rohkaffe verwendet. Die hierbei auftretenden Vorteile sind nachfolgend zusammengestellt.

1) Verbesserung der Veredelung- des Kaffees durch Ver¬ meidung fest anhaftender Häutchenreste.

2) Vermeidung von Filterproblemen, die durch die Silberhäutchen hervorgerufen werden.

3) Erleichterung und Verbesserung der Lösungsmittel- extraktion bei der Entcoffeinierung und der Entfer- nung wachsartiger Auflagerungen, wobei keine Ver- klebungsprobleme mehr auftreten, eine gleichmäßige¬ re Durchströmung des Lösungsmittels durch die Kaffee- schüttung gewährleistet ist und die Randgängigkeit vermindert wird.

4) Keine Verstopfung von Leitungen, Öffnungen, Zyklonen, Vakuumanlagen und Förderpumpen.

Auch bei der Herstellung von Röstkaffee liefert das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Produkt die folgenden Vorteile:

) Tmmissionsverminderung von Schadstoffen gegenüber üblichen Anlagen.

2) Verminderung des Aufwandes der Abluftreinigung durch Reduzierung des belästigenden Geruches, der durch Verbrennung der Häutchen beim Röstvorgang hervorge¬ rufen wird.

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3) Einsparung von Energie, da die Häutchen, die etwa 0,3 bis 0,8 Gew.-% der Kaffeebohne ausmachen, nicht mitgeröstet zu werden brauchen.

4) Vermeidung von aus Samenschalenresten entstandenem Kaffeestaub, der zu Staubexplosionen führen kann.

5) Erhöhen der Betriebssicherheit durch Verhinderung von Glutnestern, die in den Zyklonen durch die angekohlten Häutchen gebildet werden können.

6) Keine Beeinträchtigung des Kaffeearomas durch Ver¬ kohlung der Silberhäutchen, was zu einem scharfen und bitteren Geschmack des Kaffees führen kann.

Im Nachfolgenden wird eine Vorrichtung zur Durchführung der bevorzugten Ausführungsform des erfiridungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Anlage zur Durchführung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2a zeigt ein Dämpfungsrohr mit Einfüllbehälter in Schnittansicht,

Fig. 2b zeigt ein Dämpfungsrohr in der Draufsicht,

Fig. 3 zeigt einen Fließbett-Trockner mit Pulsator,

Fig. 4 zeigt einen Trommeltrockner.

Das zu behandelnde Gut, beispielsweise gereinigter Roh¬ kaffee, wird in einen Einfüllbehälter 1 eingebracht. Das Gut rutscht in ein Dämpfungsrohr 2, in dem das

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Pflanzengut mit Wasserdampf behandelt wird. Der Wasser- da pf wird aus einer Wasserdampfaufbereitungsanlage ge¬ liefert und über einen Verteiler 3, Leitungen 4.1; 4.2 und 4.3 und Reduzierventile 5.1; 5.2; usw. in das Dämpfungsrohr eingeführt. Die Dampfbeaufschlagung fin¬ det an drei verschiedenen Stellen des Dämpfungsrohrs 2 statt, um eine möglichst rasche und gleichmäßige Be¬ netzung des Pflanzengutes zu ermöglichen. Die ausrei¬ chende Bedampfungszeit zur Anquellung der Samen wird durch die Absperr- und Dosiereinrichtungen 6,7 einge¬ stellt. Über diese Armaturen gelangt das Samengut in einen Trockner 8. In den Trockner wird nun aufberei¬ tete Luft eingeblasen. Die aufbereitete Luft durchströmt einen Lufttrockner und/oder Luftvorerwärmer 10, der über eine Leitung 11 mit einem Ventilator 12 und über eine

Leitung 13 mit dem Trockner 8 verbunden ist. Die Samen¬ schalen werden zusammen mit der Luft über die Leitung 15 in einen Zyklon 14 ausgetragen, in dem eine Tren¬ nung der Samenschalen von der Luft erfolgt. Die im Zyk- Ion 14 abgetrennten Samenschalen werden durch eine

Schleuse 16 in einen Sack 17 ausgetragen. Die Luft kann über einen zusätzlichen Ventilator 18 angesaugt werden. Das getrocknete und nun schon weitgehend von Samen¬ schalen befreite Samengut gelangt in einen Windsichter 19, aus dem mit Luft die restlichen Samenschalen über die Leitung 21 in einen Zyklon 20 ausgetragen werden. Nach Abtrennung der restlichen Samenschalen im Zyklon 20 werden sie über eine Schleuse 22 in einem Sack 23 aufgefangen. Die gereinigte Abluft strömt über den Ven- tilator 24 nach außen. Das von Samenschalen befreite

Produkt wird über eine Schleuse 25 aus dem Windsichter 19 in einen Auffangbehälter 26 ausgetragen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Vorrichtung liegt der Trockner 8 in Form eines

Fließbett-Trockners 42 vor, der mit einem Pulsator 43 zur Erzeugung eines pulsierenden Luftstroms verbunden ist. Durch die kurzzeitigen Verwirbelungen des Pro¬ dukts entsteht ein intensiver Reinigungseffekt. Als Trockner 8 kann auch ein Trommeltrockner 44 verwendet werden, der aus einer Trommel 45, einer Öffnung 46 für den Zutritt des zu trocknenden Gutes und zum Ab¬ führen der Abluft, einer Luftzulaßleitung 47, einer Austrittsöffnung 48 für das getrocknete Gut und einem Antrieb 49 für die Trommel besteht.

Die Dämpfeinrichtung besteht vorzugsweise aus einem Einfüllbehälter 1 mit Tragpratzen 30, einem Dämpfungs¬ rohr 2, Lanzetten 31, 32, 33 für die Dampfbeaufschla- gung, Dampfeinlaßventile 34, 35, 36, einem Einfüll¬ stutzen 37, einem Auslaßstutzen 38 mit einer Regenhaube 39, einem Anschlußstutzen 40 zur Füllstandsmessung und einer Auslaßöffnung 41.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet im kontinu¬ ierlichen und im Chargenbetrieb.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

In der vorstehend beschriebenen Anlage wurde eine Charge von 8 Tonnen Kaffee verarbeitet. Der Anfangs- feuchtigkeitsgehalt der Kaffeebohnen lag bei 12,1 %

H ₂ 0. Der Kaffee wurde dann mit 390 kg Wasserdampf bei einer Temperatur von 148°C und einem Druck von 4 bar im Dämpf ngsrohr behandelt. Der angequollene Kaffee verläßt das Dämpf ngsrohr mit etwa 60°C und die Bohnen wiesen einen Feuchtigkeitsgehalt von 16,1 % auf. Die

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angequollenen Kaffeebohnen wurden zum Trockner 8 geför¬ dert, in den aufbereitete, pulsierende Luft eingeblasen wurde. Vor Eintritt in den Trockner betrug die Luft¬ temperatur 80°C und die relative Luftfeuchtigkeit ca. 3,0 %. Die Behandlungsdauer war 8 Minuten. Der Häutchen¬ anfall im Hauptabscheider betrug 22,9 kg und im Wind- sichter 1,3 kg, d. h. zusammen 24,2 kg.

Bei den angegebenen Bedingungen erfolgte keine Taupunkt- Unterschreitung, und es konnte eine vollständige Ent¬ fernung der Häutchen erreicht werden. Der nach dem er¬ findungsgemäßen Verfahren erhaltene Kaffee wurde wie üb¬ lich geröstet und organoleptisch geprüft. Die Prüfung ergab, daß die Tassenqualität gegenüber üblich verarbei- tete Kaffee verbessert war. Außerdem wurde eine be¬ sonders gleichmäßige Röstfarbe der Bohnen erhalten.

Beispiel 2

In der vorstehend beschriebenen Anlage wurde eine

Charge von 6 Tonnen Kaffeebohnen verarbeitet. Die An- fangsfeuchte des Kaffees betrug 11,6 %. Der Kaffee wurde im Verdampfungsrohr mit 290 kg Wasserdampf bei einem Druck von 3,5 bar und einer Temperatur von 140°C behandelt. Der Kaffee verließt das Dämpfungsrohr mit einer Temperatur von etwa 55°C. Die Feuchtigkeit der Kaffeebohne hatte auf 15,4 % zugenommen. Die ange¬ quollenen Kaffeebohnen wurden anschließend in einem Trockner mit pulsierender Luft behandelt. Die z geführ- te Luft hatte eine Temperatur von 85°C und besa3 eine relative Luftfeuchtigkeit von ca. 2,0 %. Die Behand¬ lungsdauer war 5 Minuten. Bei den angegebenen Bedingun¬ gen gab es keine Taupunkt-Unterschreitung, so daß es auch keine Probleme bei der Entfernung der Häutchen in den nachfolgenden Anlagen gab. Der Häutchenanfall im

Hauptabscheider betrug 20,3 kg und im Windsichter 0,9 kg. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene Kaffee hatte eine verbesserte Tassenqualität gegenüber üblich verarbeitetem Kaffee und eine gleichmäßige Röstfarbe.

Beisp —iel 3

In einer vorstehend beschriebenen, kleintechnischen Anlage wurde eine Charge von 1 kg Mandeln verarbeitet. Die Mandeln wurden im Verdampfungsröhr mit Wasserdampf bei einem Druck von 2,2 bar und einer Temperatur von 126°C behandelt. Die angequollenen Mandeln wurden an¬ schließend in einem Trommeltrockner unter Zufuhr von aufbereiteter Luft getrocknet. Die Luft besaß eine Temperatur von 70°C und eine relative Luftfeuch¬ tigkeit von ca. 6,0 %. Die Behandlungsdauer war 9 Mi¬ nuten. Der Samenschalenanfall im Hauptabscheider be¬ trug 41 g und in einem nachgeschalteten Windsichter ca. 5 g. Die Samenschalen waren vollständig von den Mandeln abgetrennt und die Mandeln wiesen keinerlei Be¬ schädigungen auf.

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