Brevet FR2002870A1 — publié le 19691031

La présente invention concerne un procédé de torréfaction et de refroidissement sous pression des grains, notamment de café. l'invention concerne également un dispositif de mise en 5 oeuvre du procédé. Le procédé suivant l'invention vise à conserver l'arôme lors de la torréfaction. Le procédé suivant l'invention est caractérisé par le fait que le produit à torréfier est échauffé dans un premier réci-10 pient ou dans un premier système de récipients fermés et est torréfié sous une pression croissante et que le" produit torréfié est ensuite transféré, ensemble avec toute la quantité de gaz échauffé, dans un second récipient ou dans un second système à récipients fermés où s'effectue la détente par refroi-15 dissement. Il devient ainsi possible d'éviter des pertes d'arôme du produit torréfié. Le dispositif suivant l'invention est caractérisé par le fait que l'on prévoit au moins un cyclone pour la séparation 20 d'impuretés dans le système de récipients et que la puissance de la soufflerie provoquant la circulation du gaz peut être modifiée par des moyens de commande. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins an-2 5 nexés. La fig. 1 est une élévation latérale du dispositif de torréfaction et de refroidissement de café. La fig. 2 est une élévation du dispositif, partie en coupe, en direction de la flèche A de la fig. 1 * 30 Le dispositif décrit ci-après est destiné à la torréfac tion de grains de café. Le dispositif présente deux cyclones doubles 1, 2 dont le cyclone 1 sert à la torréfaction de grains cLe café, tandis que le cyclone 2 est utilisé pour le refroidissement du produit torréfié échauffé. Dans le cyclone 35 de torréfaction 1 s'effectue en même temps une séparation des grains de café d'impuretés légères, telles que poussière ou pellicules, détachées des grains, étant donné que celles-ci produisent un effet nuisible sur le goût du produit torréfié. Dans le cyclone de refroidissement 2 s'effectue une séparation 69 04631 2 2002870 des impuretés lourdes, par exemple de pierres, de clous, etc. l'amenée du produit devant être torréfié s'effectue par une conduite tubulaire 3 dans laquelle se trouve une vanne sphé-rique 4 ou une vanne de fermeture d'un autre type. La con-5 duite tubulaire 3 débouche à l'intérieur du cyclone 1 dans lequel se trouve, en haut, une soufflerie 5 ou un ventilateur. Cette soufflerie 5 est entraînée par un moteur électrique 6 dont la vitesse de rotation peut être réglée, de façon continue, par des moyens de commande électriques. L'air 10 transporté par cette soufflerie 5 arrive dans une conduite tubulaire 7 et, de là, dans le tube à enveloppe 10, en vue de la circulation. Le passage d'échappement 8 est normalement fermé par une vanne sphérique 9 ou par un organe analogue. A l'intérieur du tube à enveloppe 10 se trouve un tube à 15 brûleur 22 qui est relié en bas avec un brûleur à mazout 14 et qui sert à 1'échauffement de l'air se trouvant dans le tube à enveloppe 10. Les gaz chauds montants sortant du brûleur 14 se déplacent, par conséquent, en sens contraire à l'air descendant à l'intérieur du tube à enveloppe 10. Cet air s'échauffe 20 alors sur l'enveloppe du tube à brûleur 22. Dans la partie inférieure du tube à enveloppe 10 est raccordé un coude 16 auquel est raccordé un injecteur 18. Cet injecteur 18 a pour but d'introduire les grains de café descendant par le tube incliné 20 dans le courant d'air chaud, de sorte que ces grains 25 sont entraînés par le courant de gaz ascendant à l'intérieur du tube vertical 22 et sont alors torréfiés. Les grains de café entraînés par cet air chaud ou ces gaz arrivent à présent, depuis le tube vertical 22, par un coude, dans le cyclone tan-gentiel 24. Celui-ci effectue une séparation entre les grains 30 de café et les pellicules détachées des grains et également entraînées par le courant d'air, de même que les autres impuretés, telles que la poussière, etc. Les grains de café qui sont notablement plus lourds que les pellicules suivent une trajectoire spirale dans ce cyclone tangentiel et s'accumulent fina-35 lement dans la partie inférieure 26. Les pellicules arrivent, au contraire, avec l'air dans un cyclone axial 31 se trouvant à l'intérieur par le fait qu'elles sont entraînées dans une fente annulaire centrale 28 et descendent en direction axiale le long d'un tube vertical central 30 pour se déposer enfin 69 04631 3 \ 2002870 dans l'entonnoir 32. L'accumulation d'impuretés peut être vidée de temps en temps par l'ouverture d'une vanne 34 montée sur le manchon du tube. Les grains de café qui.s'accumulent dans la partie.inférieure 26 glissent au contraire de nouveau 5 dans le tube 20 et continuent de cette façon leur circulation jusqu'à ce que le degré de. torréfaction désiré soit atteint, fer suite de cette circulation, on obtient un échauffement uniforme et également un processus de torréfaction régulier, la température à l'intérieur du système montant jusqu'à 300°C. Le pro-10 cessus de torréfaction peut être surveillé par line fenêtre d'observation, depuis l'extérieur, par l'opérateur, ou il peut être commandé par un appareil de mesure de couleurs 38 qui est disposé dans le tube 20. Le processus de torréfaction s'effectue sous pression dans 15 un système fermé, ce qui revient à dire que les vannes d'admission et de sortie restent fermées pendant 11 opération de torréfaction. Par suite de 1'échauffement de l'air et du produit à torréfier à l'intérieur du système, il se produit un établissement de pression pouvant varier entre 0 et 24 barres environ 2 0 pendant le processus de torréfaction. Afin d'obtenir une séparation correcte entre les grains de café et les pellicules ou les autres impuretés à l'intérieur du cyclone tangentiel 1, il est nécessaire de pouvoir varier la puissance de la soufflerie. Le poids spécifique de l'air en 2 5 circulation change fortement suivant la pression, la teneur d'eau et les gaz de torréfaction provenant de toutes façons du produit torréfié à l'intérieur du système. L'un autre côté, le poids des grains de café change également pendant le processus de torréfaction par l'extraction de l'eau contenue dans les 30 grains et par l'augmentation de leur volume. Pour que les grains de café entraînés par le courant de gaz suivent une trajectoire prédéterminée avec précision à 1'intérieur.du cyclone tangentiel, afin d'obtenir la séparation des pellicules .et autres impuretés, il est nécessaire de modifier la puissance de la souf-35 flerie en fonction de la pression régnant à l'intérieur du. système. On utilise à cet effet un appareil de mesure de la pression ou un appareil de mesure de la différence de pression 40 qui règle l'amenée du courant au moteur électrique 6, par l'intermédiaire d'organes de réglage électriques, pneumatiques, hy 69 04631 4 2002870 drauliques ou mécaniques,, en faisant ainsi varier la vitesse de rotation du moteur. Le changement de la puissance de la soufflerie pourrait être effectué -également par.voie mécanique par le réglage des ailettes- du rotor. le réglage de la puissance de 5 la soufflerie s'effectue de façon qu'une trajectoire aussi constante que possible soit obtenue à l'intérieur du cyclone tangen-tiel, ce qui permet l'obtention d'une séparation correcte entre les grains de café et les impuretés plus légères. L'humidité de l'air à l'intérieur du système est mesurée par un appareil de 10 mesure 41, tandis qu'une buse 43 permet l'injection d'eau ou d'autres liquides appropriés; la condensation de liquide est également possible par le refroidissement d'un bouchon de compression. Un volet 42 est commuté à la fin du processus de torréfaction et cette commutation s'effectue soit à la main, 15 soit par l'intermédiaire d'un appareil de mesure de couleurs 38 qui contrôle la couleur des grains de café. Ce volet 42 ferme, d'une part, la conduite 20 et ouvre, d'autre part, la conduite tubulaire 44 débouchant dans le cyclone de refroidissement 2. les grains de café torréfiés arrivent à présent par 20 le tronçon de conduite tubulaire 44 à l'intérieur du cyclone de refroidissement 2 où. ils sont refroidis. Dans ce cyclone se trouve, dans la partie inférieure, un volet, non représenté, qui se trouve tout d'abord dans line position telle que les grains de café arrivent depuis le tronçon de conduite tubulaire 44 25 dans la conduite tubulaire 46 et, de là, dans 1'injecteur 48. Celui-ci est d'une conformation analogue à celle de 1*injecteur 18. Les grains de café sont ensuitê entraînés vers le haut par un courant d'air refroidi à l'intérieur d'un tube 50, et arrivent, par l'intermédiaire d'un coude, dans un séparateur tan-30 gentiel dans lequel s'effectue une séparation des grains de café des impuretés plus lourdes que ces derniers, par exemple des pierres, des clous, etc., qui ne peuvent, par conséquent, jœ être séparées dans le premier cyclone. Le mode de fonctionnement de ce cyclone de refroidissement est analogue à celui du cyclone 35 tangentiel 24. La vanne sphérique 60 ou un organe analogue se trouvant à l'extrémité inférieure de la trémie 58 est ouverte à la fin du processus de refroidissement et le produit torréfié et refroidi peut être déchargé par un manchon de sortie 62. Les impuretés lourdes séparées, telles que les pierres, les 69 04631 5 2002870 clous, peuvent être enlevées par l'ouverture de la vanne 52, par l'intermédiaire du manchon tubulaire 54. Au lieu de déterminer le temps de torréfaction par tin appareil de mesure de couleurs, la commutation du volet 42 peut être effectuée éga-5 lement en fonction du temps, seulement à l'aide d'un appareil de mesure du temps. Suivant les besoins, il est possible de créer à l'intérieur du système de torréfaction et/ou du système de refroidissement un vide à l'aide d'une pompe à vide, à un moment déter-10 miné, suivi par l'admission d'un gaz inerte, d'un gaz de protection ou d'un gaz noble. le chauffage peut s'effectuer également au gaz, au mazout ou à l'électricité, le dispositif de refroidissement peut être actionné à l'air, à l'eau ou par un réfrigérant dans une machine 15 de réfrigération. La vitesse d'amenée du produit aux injecteurs peut être réglée par des étranglements. L'ensemble de l'installation peut être réalisé de façon à ce que celle-ci fonctionne automatiquement et les valeurs théoriques désirées peuvent être introduites par des .cartes 20 perforées, des cartes à enfichage, etc. 69 04631 6 2002870 RETEMDIC' AIIOMS 1 - Procédé de torréfaction et de refroidissement sous pression de grains, notamment de café, caractérisé en ce que le produit à torréfier est échauffé dans un premier récipient 5 ou dans un premier système de récipients fermés et est torréfié sous une pression croissante et le produit torréfié est ensuite transféré, ensemble avec toute la quantité de gaz échauffé, dans un second récipient ou dans un second système à récipients fermés où. s'effectue la détente par refroidissement. 10 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le produit torréfié est mis en circulation pour la torréfaction dans Tin premier système fermé à l'aide d'un courant de gaz circulant et que le produit circule ensuite dans un second système fermé pour le refroidissement. 15 3 - Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la vitesse du gaz est modifiée pendant le processus de traitement pour maintenir la trajectoire du produit torréfié constante, en vue de la séparation du produit torréfié des impuretés . 20 4 - Procédé suivant les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la vitesse du gaz est réglée en fonction de son poids spécifique ou en fonction de sa différence de pression à l'intérieur du système. 5 - Dispositif de mise en oeuvre du procédé suivant la re-2 5 vendication 1, caractérisé en ce que l'on prévoit au moins un cyclone pour la séparation d'impuretés dans le système de récipients et que la puissance de la soufflerie 5 provoquant la circulation du gaz peut être modifiée par des moyens de commande. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en 30 ce que le cyclone est une combinaison d'un cyclone tangentiel et d'un cyclone axial. 7 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise les cyclones 1, 2 disposés l'un à côté de l'autre et reliés l'un à l'autre par un tube de liaison 44 35 pouvant être fermé par un organe de fermeture 42,. l'un des cyclones servant à la torréfaction et l'autre au refroidissement. 8 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise un appareil de mesure de la pression ou un 69 04631 7 2002870 appareil de mesure de la différence de pression 40 pour la détermination continue du poids spécifique du gaz de torréfaction à l'intérieur du système, ainsi que dlautres moyens de commande pour le réglage de la puissance de la soufflerie, en 5 " fonction de la valeur mesurée. 9 - Dispositif suivant les revendications 5 et 8, caractérisé en ce que la vitesse de rotation du moteur d'entraînement de la soufflerie peut être réglée de façon continue par des appareils de réglage électriques.