[發明專利]一種咖啡豆加壓烘焙系統及工藝

有效

• 申請號: 202010342200.0
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111406960B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 陳榮
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01D11/02
• 分類號: B01D11/02;A23N12/08;A23N12/12;A23F5/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 盧倩

1.一種咖啡豆加壓烘焙工藝，其特征在于：采用咖啡豆加壓烘焙系統進行，咖啡豆加壓烘焙系統包括咖啡豆烘焙爐、銀皮分離罐、氣體加熱罐和二氧化碳氣體儲罐；

所述咖啡豆烘焙爐具有咖啡生豆進口、咖啡熟豆出口、熱氣流進口和混合氣流出口；所述氣體加熱罐具有空氣進口、二氧化碳氣體進口、熱氣流出口和回流氣體進口；所述銀皮分離罐具有帶銀皮氣流進口、銀皮排出口、氣體排出口和回流氣體出口；

所述咖啡豆烘焙爐的熱氣流進口與氣體加熱罐的熱氣流出口連通，所述咖啡豆烘焙爐的混合氣流出口與銀皮分離罐的帶銀皮氣流進口連通，所述銀皮分離罐的回流氣體出口與氣體加熱罐的回流氣體進口連通，所述二氧化碳氣體儲罐的排氣口與氣體加熱罐的二氧化碳氣體進口連通；

咖啡豆加壓烘焙系統還包括咖啡熟豆冷卻罐和二氧化碳冷卻罐；所述咖啡熟豆冷卻罐具有熱咖啡熟豆進口、冷咖啡熟豆出口、冷流體進口、混合流體出口和二氧化碳氣體第一出口；所述咖啡豆烘焙爐的咖啡熟豆出口與咖啡熟豆冷卻罐的熱咖啡熟豆進口連通，所述咖啡熟豆冷卻罐的冷流體進口與二氧化碳冷卻罐連通，所述咖啡熟豆冷卻罐的二氧化碳氣體第一出口與二氧化碳氣體儲罐連通；

咖啡豆加壓烘焙工藝包括如下步驟：

S101、將咖啡生豆加入咖啡豆烘焙爐中，向咖啡豆烘焙爐中通入熱空氣，熱空氣與咖啡生豆進行熱交換后，流回氣體加熱罐吸熱后再循環加熱咖啡豆；

S102、咖啡豆豆體溫度達到170℃以上時，將熱空氣改為二氧化碳熱氣流，繼續循環加熱咖啡豆；

S103、咖啡豆豆體溫度達到190℃以上時，將咖啡豆烘焙爐內壓力提高1～3bar，并持續通入二氧化碳熱氣流加熱，使咖啡豆豆體溫度達到工藝設定溫度，至結束烘焙；

S104、咖啡豆烘焙結束后，咖啡熟豆經咖啡熟豆出口排出至咖啡熟豆冷卻罐中，即刻向咖啡熟豆冷卻罐中通入低溫二氧化碳流體冷卻咖啡熟豆，冷卻過程中，吸熱恢復氣體特性的二氧化碳氣體經咖啡熟豆冷卻罐的二氧化碳氣體第一出口排出；

S105、咖啡熟豆冷卻完成后，開啟保壓恒溫，調節保壓恒溫的壓力和時間，使二氧化碳流體選擇性的萃取咖啡熟豆中的咖啡因及咖啡組分，保壓恒溫結束后，開啟混合流體出口，包含咖啡因及咖啡組分的二氧化碳流體經咖啡熟豆冷卻罐的混合流體出口流入咖啡組分分離罐中，降壓吸熱后二氧化碳流體恢復氣體特性與咖啡因及咖啡組分分離，咖啡熟豆通過咖啡熟豆冷卻罐的冷咖啡熟豆出口排出，完成咖啡豆加壓烘焙。

2.根據權利要求1所述的咖啡豆加壓烘焙工藝，其特征在于：所述銀皮分離罐包括罐體、振動器和過濾網；所述過濾網傾斜安裝在罐體中，并將罐體的內腔分隔成銀皮分離室和氣體儲存室，所述振動器的輸出端與過濾網連接，所述帶銀皮氣流進口設置于銀皮分離室的頂端，所述銀皮排出口位于銀皮分離室的底端，并與過濾網的底端相配合，所述氣體排出口和回流氣體出口均設置于氣體儲存室，所述氣體排出口處、回流氣體出口處和銀皮排出口處均安裝有閥門。

3.根據權利要求1所述的咖啡豆加壓烘焙工藝，其特征在于：還包咖啡組分分離罐，所述咖啡組分分離罐具有混合流體進口、二氧化碳氣體第二出口和咖啡組分排出口；所述咖啡熟豆冷卻罐的混合流體出口與咖啡組分分離罐的混合流體進口連通，所述咖啡組分分離罐的二氧化碳氣體第二出口與二氧化碳氣體儲罐連通，所述二氧化碳氣體第二出口處和咖啡組分排出口處均安裝有閥門。

4.根據權利要求1所述的咖啡豆加壓烘焙工藝，其特征在于：所述咖啡熟豆冷卻罐還具有冷流體回流口，所述冷流體回流口與二氧化碳冷卻罐連通，所述冷流體回流口處安裝有閥門。

5.根據權利要求1所述的咖啡豆加壓烘焙工藝，其特征在于：所述咖啡豆烘焙爐的咖啡生豆進口處和咖啡熟豆出口處均安裝有閥門；所述氣體加熱罐的空氣進口處、二氧化碳氣體進口處、熱氣流出口處均安裝閥門；所述咖啡熟豆冷卻罐的冷咖啡熟豆出口處、冷流體進口處、混合流體出口處、二氧化碳氣體第一出口處均安裝有閥門。

6.根據權利要求1所述的咖啡豆加壓烘焙工藝，其特征在于：所述氣體加熱罐的熱氣流出口與咖啡豆烘焙爐的熱氣流進口之間安裝有熱氣流加壓泵，所述二氧化碳冷卻罐與咖啡熟豆冷卻罐的冷流體進口之間安裝有冷流體加壓泵。