Skyddar rostning och arom för en fulländad kaffeupplevelse

Vid industriell kafferostning kan kolmonoxidhalten stiga snabbt. Kontinuerlig övervakning av kolmonoxidhalten säkerställer en säker anläggningsdrift och kan även ge information om rostningsgraden. Gasanalys spelar också en viktig roll vid förpackning av kaffe genom att förhindra att aromen går förlorad. Endress+Hauser bidrar till kaffeproduktionen med mätapplikationer för övervakning av processparametrar som är avgörande för säkerhet och kvalitet.

Kaffe är en populär dryck världen över och under de senaste åren har utvecklingen inom kaffeproduktion, smakvariation och bönkvalitet varit betydande. Det är inte längre bara de stora kaffeproducenterna, utan också allt fler små kafferosterier, som försöker möta de kraftigt ökade kundkraven. Eftersom kapacitetsbehovet varierar kraftigt finns det kafferostningsanläggningar i många olika storlekar. Vissa är ungefär lika stora som en personbil, medan andra fyller en hel fabrikshall med hela produktionsprocessen.

Trots detta är rostningsprocessen i stort sett densamma.

Under denna process finns det en hög risk för en plötslig ökning av kolmonoxidhalten (CO), vilket utgör en säkerhetsrisk. Därför är det mycket viktigt för kafferosterier att snabbt upptäcka plötsliga ökningar av kolmonoxidhalten, så att lämpliga åtgärder kan vidtas utan dröjsmål.

Vid kafferostning krävs full koncentration. Vid industriell kafferostning varierar temperaturen mellan 200 och 280 °C beroende på produkt, rostningsgrad och önskad rostningsfärg. När kaffebönorna torkas under rostningsprocessen avges, förutom vatten och oljor, även koldioxid och kolmonoxid.

Vid rostning av kaffebönor bildas kolmonoxid. I början av rostningscykeln förekommer den endast i låga koncentrationer, men under processens gång ökar koncentrationen exponentiellt. Om kolmonoxidhalten inte övervakas kan den överskrida den nedre explosionsgränsen, något som anläggningsoperatören till varje pris vill undvika. Denna säkerhetsrisk elimineras genom övervakning av kolmonoxidhalten. Med lågt inställda larmgränser kan rostningsprocessen stoppas i tid, vilket förhindrar att en explosiv atmosfär bildas. På grund av den snabba ökningen av kolmonoxidhalten är det avgörande att mätningen reagerar snabbt. Kaffebönornas pergamentskal och de vaxartade ämnen som frigörs under processen kan snabbt sätta igen filter och andra gasbehandlingssystem, samtidigt som de är mycket svåra att avlägsna.

En exakt mätning av kolmonoxidhalten kan dock också användas för ett annat ändamål: I vissa metoder för kaffebearbetning används kolmonoxidhalten som en indikator på rätt rostningsgrad och därmed även den önskade aromen.

Gasanalysatorn GM901 mäter kolmonoxid optiskt med hjälp av gaskorrelationsteknik direkt i kanalen och beräknar kolmonoxidkoncentrationen i mg/m³ eller ppm. Det innebär att ökningar av kolmonoxidkoncentrationen upptäcks redan inom cirka 10 sekunder.

En spolluftsenhet skyddar de optiska gränssnitten på sändar- och mottagarenheten mot damm och smuts. Tack vare kaffebönornas pergamentskal och de vaxartade ämnen som frigörs under processen har in-situ-tekniken visat sig vara särskilt effektiv. Vid in situ-mätning kommer mätutrustningen inte i direkt kontakt med dessa mycket klibbiga ämnen, som är svåra att avskilja i ett gasbehandlingssystem.

De korta svarstiderna tack vare den snabba in-situ-mätningen och det minimala underhållsbehovet gör gasanalysatorn GM901 till det självklara valet:

• Utsläppsövervakning: Kontinuerlig mätning av kolmonoxidkoncentrationer för processoptimering
• Säkerställer säkerheten: Kontinuerlig övervakning av kolmonoxidhalten med GM901 förhindrar att kolmonoxidkoncentrationen överskrider den nedre explosionsgränsen. En tidig varning utfärdas om gränsvärdena överskrids.
• Hygien och driftsäkerhet: Tack vare in-situ-tekniken kommer ingen del av analysatorn i kontakt med de vaxartade ämnen eller kaffebönornas pergamentskal som frigörs under processen.

Den fulla smakprofilen påverkas även av förpackningen. För att bevara kaffets arom i förpackningen måste syret avlägsnas ur kaffeförpackningen, eftersom smaken oundvikligen försämras om syrehalten är för hög.

Inertering underlättas tack vare snabb och noggrann mätning av syrehalt med laserspektroskopi med lasertransmittern TRANSIC100LP. Syrehalten mäts direkt vid förpackningsmaskinen, och kväve tillsätts som inertgas.

Kväve är en kostsam resurs – att justera systemet manuellt med hjälp av onoggranna mätvärden är både ineffektivt och kostsamt. Processen bör helst övervakas så att den kan regleras på ett optimalt sätt. Detta är endast möjligt om mätningen av syrehalt ger snabba och noggranna mätresultat. 

Jämfört med elektrokemiska mätceller erbjuder TRANSIC100LP med laserteknik överlägsen prestanda. Den robusta lasertransmittern för syrehaltsmätning är enkel att integrera. Syrehalten mäts noggrant utan märkbara tidsfördröjningar, mätfel eller fellarm. Den snabba visningen av mätvärden säkerställer att kvävet regleras tillförlitligt och automatiskt, utan behov av manuella ingrepp. Till skillnad från elektrokemiska mätceller kräver processen därför betydligt mindre övervakning.

Med TRANSIC100LP kan kväveförbrukningen minskas och underhållskostnaderna sänkas. Transmittern är slitstark, har inga mekaniska delar och kräver inga förbrukningsmaterial. Dessutom har den mycket hög täthet, vilket bidrar till att förhindra felaktiga mätresultat.

• Snabb mätning direkt i processen
• Enkel installation och drift
• Självdiagnostik med underhållsindikering
• Ingen tvärkänslighet för partiklar, vibrationer eller förändringar i flödeshastigheten
• Låga driftskostnader: minimalt behov av förbrukningsmaterial och ingen förbrukning av spolluft
• Långtidsstabilitet: okänslig för luftfuktighet och temperatur