Защита от пережаривания и сохранение аромата для лучшего вкуса кофе

В процессе промышленной обжарки кофе уровень оксида углерода может быстро повышаться. Непрерывный мониторинг концентрации CO обеспечивает безопасность производства, а также позволяет оценить степень обжарки. Анализ газов также играет важную роль на этапе упаковки, помогая предотвратить потерю аромата кофе. Компания Endress+Hauser вносит свой вклад в производство кофе, предлагая измерительные решения для контроля технологических параметров, влияющих на безопасность и качество продукции.

Кофе — это напиток, пользующийся всеобщей популярностью. За последние годы он значительно улучшился с точки зрения разнообразия вкусов, спектра методов производства и качества кофейных зерен. Сегодня на рынке присутствуют не только крупные производители кофе, но и всё больше мелких кофеобжарочных предприятий, которые стремятся удовлетворить резко возросшие запросы потребителей. В связи с большим разбросом по требуемой пропускной способности кофейных зёрен существуют кофеобжарочные установки соответствующих размеров. Некоторые из них размером примерно с автомобиль, другие же занимают целый производственный цех, где проходит весь технологический процесс.

Тем не менее процесс обжарки одинаков.

В ходе этого процесса существует высокий риск внезапного повышения концентрации окиси углерода (CO), что представляет угрозу безопасности. Поэтому для производителя кофе чрезвычайно важно очень быстро обнаруживать такие внезапные скачки концентрации CO, чтобы можно было принять соответствующие меры в кратчайшие сроки.

При обжарке требуется максимальная концентрация. В промышленных процессах обжарки температура колеблется в пределах от 200 до 280 °C в зависимости от продукта, степени обжарки и желаемого цвета кофейных зёрен. Когда кофейные зёрна высушиваются в процессе обжарки, наряду с водой и маслами выделяются CO₂ и CO.

В процессе обжарки кофейных зерен образуется CO, концентрация которого в начале цикла обжарки остается низкой, но в ходе процесса растет экспоненциально. Таким образом, если не следить за уровнем CO, его концентрация может превысить нижний предел взрывоопасности, чего оператор установки стремится избежать любой ценой. Этот риск для безопасности устраняется за счет мониторинга уровня CO. Установив низкие пороговые значения аварийного сигнала, можно своевременно остановить процесс обжарки, чтобы взрывоопасная атмосфера не образовалась вовсе. В связи с быстрым ростом концентрации CO крайне важно своевременно принять необходимые меры. Пергаментная оболочка кофейных зерен и воскообразные вещества, разлетающиеся в процессе, могут быстро забить любой фильтр или другие средства очистки газа, и их очень трудно удалить.

Однако точное измерение концентрации CO может служить и другой цели: при некоторых методах обработки кофе содержание CO также используется в качестве показателя правильной степени обжарки и, следовательно, желаемого аромата.

Газоанализатор GM901 измеряет содержание окиси углерода с помощью метода оптической корреляции с газовым фильтром непосредственно в канале и рассчитывает концентрацию CO в мг/м³ или млн/мл, благодаря чему повышение концентрации CO обнаруживается в кратчайшие сроки (около 10 секунд).

Устройство продувки воздухом защищает оптические интерфейсы на передатчике и приемнике от пыли и грязи. Ввиду наличия в технологическом процессе шелухи кофейных зерен и воскообразных веществ технология «in-situ» отлично зарекомендовала себя в данном случае. Технология не вступает в прямой контакт с этими очень липкими веществами, которые трудно отделить в системе очистки газа.

Благодаря короткому времени отклика, которое обеспечивается благодаря быстрым измерениям на месте эксплуатации, а также минимальным требованиям к техническому обслуживанию, газоанализатор GM901 становится очевидным выбором:

• Мониторинг выбросов: непрерывное измерение концентрации CO для оптимизации технологического процесса
• Обеспечение безопасности: постоянный мониторинг уровня оксида углерода с помощью прибора GM901 предотвращает превышение концентрации угарного газа до нижнего предела взрываемости. В случае превышения предельных значений выдается предупредительный сигнал.
• Гигиена и надежность: благодаря технологии «in-situ» ни одна деталь анализатора не соприкасается с воскообразными веществами или шелухой кофейных зерен, выделяющейся в ходе процесса.

На полноту и насыщенность вкуса также влияет упаковка: чтобы сохранить аромат кофе внутри упаковки, необходимо удалить из неё кислород, поскольку при слишком высоком содержании кислорода вкус неизбежно ухудшится.

Процесс инертизации упрощается благодаря быстрому и точному измерению кислорода с помощью лазерного измерительного преобразователя TRANSIC100LP. Содержание кислорода измеряется непосредственно на упаковочной машине, после чего в качестве инертного газа добавляется азот.

Азот — ресурс дорогостоящий, поэтому ручная настройка системы, основанная на неточных измерениях, является крайне неэффективной и затратной. В идеале этот процесс следует постоянно контролировать, чтобы обеспечить надлежащий контроль за ним, а это возможно только в том случае, если процесс измерения содержания кислорода дает быстрые и точные результаты. 

По сравнению с электрохимическими измерительными ячейками прибор TRANSIC100LP, оснащенный лазерной технологией, демонстрирует выдающиеся результаты. Надежный лазерный измерительный преобразователь кислорода легко интегрировать в систему. Измерение содержания O₂ осуществляется точно и без заметных задержек, погрешностей или срабатываний аварийных сигналов. Быстрое отображение результатов измерения обеспечивает надежный и автоматический контроль содержания азота без необходимости дополнительных ручных вмешательств, в то время как процессу измерения с использованием электрохимической ячейки требовалось уделять гораздо больше внимания.

Использование преобразователя TRANSIC100LP позволяет уменьшить расход азота и снизить затраты на техническое обслуживание. Преобразователь не подвержен износу, в нем отсутствуют механические детали, и он работает без расходных материалов. Кроме того, он отличается превосходной герметичностью, что позволяет избежать получения неверных результатов измерений.

• Быстрое измерение непосредственно в технологическом процессе
• Простой монтаж и эксплуатация
• Функция самодиагностики с индикатором необходимости технического обслуживания
• Отсутствие перекрестной чувствительности к частицам, вибрациям или изменениям расхода
• Низкие эксплуатационные расходы: меньшее потребление расходных материалов и отказ от использования продувочного газа
• Долгосрочная стабильность; нечувствительность к влажности и температуре