● 施增辉



The paper introduces the coffee reclaim, a new means in allusion to the treating of the coffee dreg at present, in order to reduce the losing of coffee liquid and relax the pressure of sewage purification.

1.引言
众所周知，咖啡豆碾磨后再经过处理就能制成咖啡，在这个过程中会产生一些咖啡渣液，以往咖啡生产厂家大多将这些咖啡渣液直接排到污水处理站，不仅大大增加了污水处理成本，也浪费了咖啡渣液中具有回收价值的咖啡清液。如何降低成本，减少浪费，已成为咖啡生产厂家迫切需要解决的问题。因此，设计一套可回收咖啡清液的系统变得十分必要。
2.速溶咖啡的生产流程及咖啡渣液的产生
（1）速溶咖啡的生产流程
剥离：从咖啡果中剥离出咖啡豆；
烘焙：对咖啡豆进行烘焙，以培养咖啡豆的口味和甘醇；
碾磨：将咖啡豆研磨成颗粒状；
萃取和香气保存：去除咖啡渣，提取有效成分，保存咖啡的香醇；
蒸发：去除部分水份；
干燥：将咖啡浓缩雾化制成咖啡粉；
填充和包装。
（2）咖啡渣液的产生
在将咖啡豆研磨成颗粒状后，通过离心机将咖啡渣和可溶性的咖啡清液分离，然后将分离后的咖啡清液泵入原液罐储存，而咖啡渣则被排往污水处理站。但由于离心分离技术本身的问题，在将咖啡渣去除的同时，还会带出少量的咖啡清液，形成了含10%～15%固体颗粒的咖啡渣液。
3.咖啡回收的原理
该系统安装在离心机和原液罐之间，离心机将原来直接排到污水处理系统的具有回收价值的咖啡渣液泵入沉淀罐，通过重力分离与过滤分离方法将咖啡渣液中的可利用物质回收到原液罐重新利用，这样不仅大大减少了咖啡清液的损失和污水处理的压力，提高了经济效益，又达到了保护环境的目的。
本系统生产流程设有四道工序：收集咖啡渣液、沉淀分离咖啡渣液、提取咖啡清液和排渣。
（1）收集咖啡渣液
将离心机排出的咖啡渣液收集到收集罐，再利用泵连续输送到沉淀罐。当一个沉淀罐中的物料达到设定值时，将其设为沉淀状态，不再进料，咖啡渣液将收集到另一个沉淀罐。
（2）沉淀分离咖啡渣液
当沉淀罐处于沉淀状态时，物料通过一定时间的静置，利用重力分离方法将咖啡清液和渣进行分离。
（3）提取咖啡清液
由于咖啡豆经过碾磨后不仅会产生颗粒状的咖啡渣，同时还会产生一些不可溶的咖啡粉末，这部分粉末不能通过沉淀来分离，而且由于它是不可溶的，不去除将直接影响速溶咖啡的质量。所以本系统将沉淀分离出来的咖啡清液泵入200目的过滤器进一步过滤分离掉细小的咖啡粉末，然后再输送到原液罐。
（4）排渣
当提取咖啡清液结束后，用0.6Mpa压力的清水冲散咖啡渣并形成漩涡，打开排渣阀，从清洗球喷射热水，使排渣能够十分顺畅并完成罐的清洗。
4.咖啡回收系统的主要组成
咖啡回收系统由收集罐、沉淀罐、过滤器、管路系统和操作平台以及电控系统组成，详见下图。
（1）收集罐：
将离心机排出的咖啡渣液收集起来，以便咖啡渣固液混合物能够连续、稳定地被输送。收集罐由不锈钢板制成，底部为圆弧形，内壁抛得十分光滑，并与水平面呈倾斜角度，以便于物料的下滑输送。盖板组件的大口径排气管，使离心机排料时的巨大冲力得以卸压，尽可能减少对设备(尤其是对离心机)的撞击破坏。出口处装有液位开关。另外，由于咖啡渣具有热粘性，所以为了便于后面的输送，在收集罐的顶部加了一条冷水喷管，当离心机将咖啡渣液排放到收集罐时喷冲冷水对咖啡渣液进行降温。
（2）沉淀罐：
根据咖啡渣液混合物的物料性质和沉淀效果，设计采用了两个沉淀罐，当其中一个罐处于进料状态时，另一个罐则处于沉淀、抽清液(回收液)、排渣、清洗和等待状态中的某一状态。两个罐交替进料、沉淀、抽清液(回收液)、排渣及清洗。
沉淀罐用不锈钢板制成，附有上、下限位的液位开关和罐顶清洗球。罐底为60°锥封，以便于排渣和清洗。上液位开关能为控制系统的选罐进料程序提供信号以便决定沉淀罐是否可以继续进料，下液位开关用来控制抽清液泵和相应阀门的开关。进料(冲渣进水)管位于沉淀罐底部，并与锥封相切，其作用为：① 抽渣时进料用，② 当抽清液程序结束后，可使0.6Mpa压力的清水沿切线方向进入，打散沉淀下来结块的咖啡渣并形成漩涡。
（3）过滤单元
由于沉淀分离出来的清液中还有一些十分微小的不可溶固体粉末，因此系统中采用过滤单元进一步分离出这些粉末，提高回收液的品质。过滤单元由两个200目的袋式过滤器和相关阀门组成，两个过滤器交替使用，保证回收系统的连续工作。根据现场运行情况确定过滤器交替使用的时间间隔。
（4）管路系统
由咖啡液进料管路、咖啡清液管路、排渣管路、进原液罐管路及冷热水管路组成，除了排渣管路以外，其它均采用卫生级阀门管件。
（5）操作平台
用于支撑固定两个沉淀罐，充分利用生产车间内狭窄的空间。
（6）电控系统
采用可编程控制器对电路进行自动控制，利用相应的检测开关检测物料的量和阀门的开（关），实现自动识别完成物料的收集、沉淀分离、抽清液、排渣和清洗等。