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Dans les grandes lignes, les dispositifs connus de grillage de denrées alimentaires telles que café. cacao, cacahuètes. malt, etc.,. se - subdivisent en quatre catégories. Dans les procédés les plus'anciens. les denrées en question sont soumises au grillage dans des tambours rotatif s.
Le chauffage a lieu dans ce cas. soit exclusivement par voie indirecte. soit par amenée d'air chaud ou de gaz neutres par rapport à la denrée à- griller. Ces procédés ont un inconvénient. en ce sens que le temps de chauf- fage est très long. de telle sorte que l'on ne peut jamais empêcher entiè- rement la formation de produits de décomposition nuisant à la saveur des denrées mêmes De plus. consécutivement à la durée du traitement. il se- présente une perte de poids importante. portant pour une part relativement élevée sur les constituants ayant précisément la plus grande valeur (les huiles éthérées)o
Une deuxième catégorie de procédés de grillage, qui n'a été ap- pliquée jusqu'à présent qu'à la torréfaction du café, consiste à amener la chaleur par rayonnement, principalement par rayons infra-rouges.
Etant don- né que. dans le cas de ce procédé,. la chaleur est produite dans la denrée même. il est très difficile. sinon impossible, en pratique, d'éviter la formation de noyaux surcuits. Il est pratiquement impossible d'obtenir un produit grillé de façon parfaitement homogène et sans taches brûlées; pour cette raison, il est d'usage d'offrir ces grils en vente, couplés avec un moulin de sorte que les taches brûlées ne paraissent pas à la vue. On est obligé, de plus. de travailler avec des appareils à rayonnement. chauffés à l'électricité.
Comme il faut. pour le grillage, des quantités de chaleur élevées, cette méthode ne permet pas de construire de grandes installations d'un fonctionnement économiqueo
Un troisième groupe d'installations de grillage, servant surtout à traiter le café et le cacao, consiste à appliquer au grillage le procédé dit du "fluidized bed" (lit fluidisé). Etant donné que. dans ce procédé. le lit fluidisé se constitue sur une grille, point n'est possible d'empêcher le contact direct de la denrée à griller avec les barreaux de grille ou une plaque perforée, ce qui rend aussi le surchauffage inévitable pour la raison que l'air de grillage doit être chauffé beaucoup au-dessus de la température de grillage.
De plus, le poids spécifique des fèves de café change considérablement pendant le processus de grillage, de sorte qu'il est nécessaire de régler constamment les gaz. Ce réglage entraîne de grosses difficultés.
Le quatrième groupe d'installations de grillage se compose de claies sur lesquelles la denrée à griller est entassée en couches et à travers lesquelles passe, de bas en haut. un courant d'air chaud. Ces installations ont l'avantage d'exclure avec certitude le surchauffage de la denrée mais elles ne permettent pas de travailler à des températures relativement élevées, ce qui fait qu'en pratique, on ne les emploie que pour le séchage du malt. Un autre inconvénient réside dans le grand encombrement que nécessitent ces installations et dans le faible rendement m3/heure.
La présente invention décrit une installation et un procédé pour le grillage et la réfrigération de café. cacao, cacahuètes. malt. etc.. qui. tout en évitant les inconvénients décrits, offre de grands avantages au double point de vue technique et économique. Le procédé consiste en une variante profonde du lit fluidisé. La phase fluidisante est maintenue en un réacteur dont la section va croissant du bas vers le haut et dans lequel les différences de poids spécifique de la denrée qui se présentent en cours de grillage, peuvent être compensées. Du fait que l'angle d'ouverture du réacteur est conçu sous forme de tube Venturi, on arrive à conserver la denrée en suspension tout en maintenant au strict minimum sa surface de contact avec les pièces chauffées de 1'appareil.
On peut ainsi se passer tout à fait d'une grille, laquelle occasionnerait en premier lieu du surchauffage
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La forme élancée du récipient de réaction permet aussi une vidange très rapide de sorte que l'on peut maintenir très strictement de courtes durées de grillage. Cette possibilité de vidange rapide permet aussi de passer, en un minimum de temps. la denrée grillée à l'installation de réfrigération, nécessaire aussi quand on emploie le principe du lit fluidisé. Cette con- ception permet une réfrigération si rapide que les pores de la denrée se ferment beaucoup plus vite que dans tous les autres procédés connus, ce qui est avantageux surtout pour le traitement de café et de cacao.
Par là. on empêche les constituants aromatiques de s'échapper, ce qui n'était pas le cas dans aucun des anciens procédéso Du fait de la durée de grillage ex- traordinairement courte. il n'y a pas craquelures. et le rendement est, pour une qualité meilleure. de 3 à 5% plus élevé que dans les procédés con- nuso
On obtient. par le procédé qui fait l'objet de l'invention, avec un rendement jamais atteint, un produit grillé de façon homogène, sans taches surcuites ou incultes, d'une teneur maximum en matières aromatiques. sans produits de mauvaise saveur et dont les pores sont tellement bien fer- més qu'il ne perd pas son arome même s'il subit un emmagasinage prolongé.
L'installation et le procédé selon lequel elle fonctionne sont décrits à l'aide du croquis annexé valant pour la torréfaction du café.
La partie servant au grillage se compose des évasements genre diffuseur 1. 2. 3 et 4 d'un tube Venturi. Le choix exact de l'angle d'ou- verture Ó de la partie 1 revêt ici une importance particulière. Si cet angle est trop petit, le mouvement des fèves de café devient trop vio- lent et il y a broyage; s'il est trop grand, par contre, le courant gazeux ne se répartit plus uniformément sur toute la section et il y a danger de formation de dépôts brûlés à la paroi du diffuseur. Il a été constaté que ces inconvénients se présentent toujours si on sort des limites 3 à 12 et souvent si on sort des limites 3 à 12 et souvent si on sort des limites 5 à 7 ; un angle d'ouverture 0( de 6 est donc celui qui, en général. convient le mieux.
Sur la partie 1 se trouvent superposées les parties 2, 3. 4. avec. respectivement, angles d'ouverte N et 5. chacun d'eux plus grand que son précédente Le choix de ces angles d'ouvertures ss. y . est libre jusqu'à un certain point; toutefois, il convient que l'angle le plus grand @ ne dépasse pas 45. sinon il y aurait, à nouveau, danger d'agglomération à la paroi et de commencement de brûlage.
Les angles d'ouverture sont fonction de la hauteur des diverses sections et le volume total du diffuseur est choisi tel qu'il y ait un volume déter- miné par kilo de café se trouvant dans l'appareil. Un volume de 5 à 15. particulièrement de 10 litres par kilo de café a été trouvé particulière- ment favorable.
Sous la partie 1 se trouve l'admission d'air 5. Poussées par un ventilateur 7, les fèves de café arrivent, par voie pneumatique, du ré- cipient 6 par un réservoir haut 8 de genre cyclone pourvu d'une fermeture à double côneo L'air aspiré par le ventilateur 9, est dans l'échangeur thermique 10 et au moyen d'un brûleur 11, amené à la température nécessai- re, et. par une soupape 12, il entre en 13 dans une boite à vent 14. Cette boîte à vent peut être fermée en son bas par une soupape à cône 15. L'air de grillage quitte l'appareil en 16 après avoir traversé une zone de frei- nage 17 et passé de préférence par une chicane 18 qui empêche la aortie de fèves de café éventuellement projetées vers le haut. Le cyclone 19 élimine les peaux détachées des fèves vertes de café.
L'air sortant en 20 peut, selon des méthodes connues, soit être employé à la production de caféine, soit être traité pour en récupérer la chaleur sensible. Le contrôle du grillage peut se faire par prise d'échantillons en 24.
Sous le système de grillage proprement dit se trouve le réfri-
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gérateuro Celui-ci se compose d'une partie 22 à lit fluidisé et conicité inverses et fermée en son bas par une grille ou une plaque perforée 23. Au- dessus de cette partie 22. il y a. à nouveau,, une zone de freinage 21. L'air froid est aspiré en 25. par le ventilateur 26. dans la conduite 27 et le cy- clone 28o A ce cyclone 28 est raccordée en outre une conduite 29 avec sou-- pape 30 qui donne par un tube d'aspiration 31 dans le lit fluidisé à refroi- diro En ouvrant la soupape 30. on peut, la réfrigération étant terminée. aspirer la charge par le cyclone 28 dans le réservoir 32.
Celui-ci se vide par la roue multicellulaire 33 et délivre son produit sur un transporteur non représenté au croquis ou à la station d'emballage directement.
L'installation décrite permets comme déjà dits de maintenir avec précision des durées de torréfaction et de réfrigération extrêmement courteso Le temps de torréfaction nécessaire dépende en premier lieu, de la température de torréfaction et en outres du degré de torréfaction vou- luo Si. par exemples on maintient une température de torréfaction moyenne de 220 C. les mélanges usuels de cafés donnentpour une durée de torréfac-- tion de 100" un produit répondant au goût moyen des Allemands. De plus lon- gues durées de torréfactions 105-110". donnent les fèves foncées et huileu- ses telles que les préfèrentpar exemples Français et Italiens.
Une durée de torréfaction de 95" donne les fèves plus claires qui ont. par exemple, la préférence des Américainso Mais il est possible aussi,, bien entendu,, de torréfier à des températures autres que 220 ; la température dépassant 220 . il faut des temps de torréfaction plus courts encoreo Il ne convient pas, en générale de descendre sous 170 C et si on dépasse 280 C. on arrive à des durées de torréfaction si courtes qu'il est difficile de les maintenir exactemento Par température de torréfactions on entend non pas la température de l'air chaud entrant mais bien la température moyenne du lit fluidisé. prise à la section 2.
Cette température change en cours de procédés passant d'un chiffre initial assez élevé à un minimum puis remontant légèrement vers la fine Les chiffres donnés plus haut se rapportent à la moyenne de cette température relevée à différents moments et en différents endroitso
Deux facteurs déterminent le choix de la quantité d'air.
D'abord la vitesse dans le goulot 34 du tube Venturi doit être de minimum 25 à 30 m/sec.. rapportée à O C et 760 m/m Hgo Si cette vitesse n'est pas atteinte. le maintien d'une libre suspension n'est plus garanti de sorte qu'on ne profite plus de l'avantage de la torréfaction sans grille; si par contre, elle est fortement dépassées il y a broyage des fèveso
De plus,,, la quantité d'air doit être mesurée telle que sa chaleur sensible utilisable suffise pour l'opération de torréfaction. Il a été trouvé que, par kilo de café bruts il faut, en générais 180 à 200 kcalo
La torréfaction même terminées on coupe un petit moment l'arrivée d'air en fermant la soupape 12 et on ouvre la fermeture 15.
Sous l'influence de la pesanteur et du ventilateur aspirant 26. le café torréfié tombé. en un temps très courts dans le réfrigérateur et y est soulevé par l'air froide La température de l'air entrant étant de 20 C. on arrive en 90" à ramener à 25 C les fèves torréfiées en utilisant 300 m3 d'air froid par kilo de café brut. Il est possible ainsi de contrôler la torréfaction et la réfrigération de manière à ce que les deux opérations prennent le même temps et à ce que,, toujours,, une charge soit en cours de réfrigération pendant que la suivante est en cours de torréfaction.
Le mouvement des organes de commande 12. 15 et 30 ainsi que des fermetures à cône 8 peut être commandé automatiquement, à la manière connue. d'autant mieux quela quantité et la température de l'air de torréfaction et de l'air de refroidissement étant maintenues constantes. le processus de torréfaction et de réfrigération s'accomplit en des temps très exactement constants.
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La description très détaillée ci-avant d'un exemple d'exécution présente naturellement un grand nombre de détails qui sont certes recomman- dables mais pas absolument nécessaireso Il est possible par exemple de con- struire l'appareil de torréfaction en plus ou moins que 4 parties coniques d'angle d'ouverture différent ou aussi en une seule partie avec angle d'ou- verture croissant sur toute la hauteur.
D'autre part, la soupape à cône 15 ainsi que tous autres organes d'arrêt peuvent être remplacés par une autre fermeture appropriée; le chauffage da l'air de torréfaction peut se faire non pas par échange thermique avec des gaz de combustion chauds mais aussi d'une autre manière, à l'électricité par exemple ; lecyclone 19 n'est pas nécessaire, surtout si on n'a pas l'intention de traiter l'air de torréfac- tion ; la décharge du réservoir 32 peut se faire autrement que par roue mul- ticellulaire. Et ce ne sont là que quelques-unes des variantes possibles.
En outre, l'air de réfrigération et l'air de torréfaction peuvent être préa- lablement épurés.. humidifiés ou séchés. L'appareil, moyennant de'légers changements,, peut servir à la torréfaction et à la réfrigération continues du produit.
REVENDICATIONS.
1 - Installation pour le grillage et le séchage de denrées alimentaires par traitement du produit brut avec des gaz chauds en suspension, caractérisé par le fait que la partie-grillage proprement dite est composée d'une cuve à conicité inverse avec angle d'ouverture à la base de minimum 3 et maximum 12 . de préférence de 5 à 7 , cuve conque sous forme dé tube Ven- turi à l'endroit d'admission des gaz chauds et sur laquelle est superposée au moins une autre partie ayant un angle d'ouverture plus grand.