Ochrana pražení a aroma pro plný zážitek z kávy

Během průmyslového pražení kávy může hladina oxidu uhelnatého prudce stoupnout. Neustálé sledování koncentrace CO zajišťuje bezpečnost provozu a může také poskytnout informace o stupni pražení. Analýza plynu hraje také roli v balení, aby se zabránilo ztrátě aroma. Společnost Endress+Hauser přispívá k výrobě kávy měřicími aplikacemi pro monitorování procesních parametrů relevantních pro bezpečnost a kvalitu.

Káva je všeobecně oblíbený nápoj, který se v posledních letech enormně zlepšil, pokud jde o rozmanitost chutí, škálu výrobních metod a kvalitu zrn. Už neexistují jen velcí producenti kávy, ale i stále více malých pražíren kávy, kteří se snaží uspokojit prudce rostoucí poptávku zákazníků. Vzhledem k velkému rozdílu v požadovaném průtoku kávových zrn existují odpovídajícím způsobem různé velikosti pražíren kávy. Některé mají velikost auta, jiné celým procesem zaplní velkou tovární halu.

Proces pečení je však podobný.

Během tohoto procesu existuje vysoké riziko náhlého nárůstu oxidu uhelnatého (CO), což představuje bezpečnostní riziko. Pro pražírnu kávy je proto velmi důležité velmi rychle odhalit takové náhlé zvýšení CO, aby bylo možné v odpovídajícím krátkém čase přijmout opatření.

Při pečení je nutná maximální koncentrace. Při průmyslovém pražení se teploty pohybují mezi 200 a 280 °C v závislosti na výrobku, stupni pražení a požadované barvě pražení.  Při sušení kávových zrn se během pražení uvolňuje CO₂ a CO2 spolu s vodou a oleji.

Během pražení kávových zrn vzniká CO, který se vyskytuje v nízkých koncentracích pouze na začátku pražícího cyklu, ale během procesu exponenciálně roste. CO tedy může, pokud není dodržena, překročit dolní mez výbušnosti, čemuž se provozovatel snaží za každou cenu zabránit. Toto bezpečnostní riziko je eliminováno monitorováním CO. Nastavením nízkých alarmových prahů lze proces pražení včas zastavit, aby se výbušná atmosféra vůbec nevytvořila. Vzhledem k rychlému nárůstu koncentrace CO je nezbytné včasné měření. Pergamenové slupky kávových zrn a voskové látky poletující během procesu mohou rychle ucpat jakýkoli filtr nebo jiná zařízení na úpravu plynu a je velmi obtížné je odstranit.

Přesné měření koncentrace CO však může sloužit i jinému účelu: V některých metodách zpracování kávy se obsah CO používá také jako indikátor správného stupně pražení a následně požadovaného aroma.

Analyzátor plynu GM901 měří oxid uhelnatý opticky přímo v kanálu s korelací plynového filtru a vypočítává koncentraci CO v mg/m3 nebo ppm – zvýšení koncentrace CO je tak detekováno v nejkratším čase (přibližně 10 sekund).

Proplachovací vzduchová jednotka chrání optická rozhraní na vysílací a přijímací jednotce před prachem a nečistotami. Díky slupkám kávových zrn a voskovitým látkám v procesu se v tomto bodě osvědčila technologie in situ. In situ nemá přímý kontakt s těmito velmi lepkavými látkami, které je obtížné oddělit v systému čištění plynu.

Krátké doby odezvy, které jsou výsledkem rychlého měření in situ, a minimální nároky na údržbu činí z analyzátoru plynů GM901 jasnou volbu:

• Monitorování emisí: Kontinuální měření koncentrací CO pro optimalizaci procesů
• Zajištění bezpečnosti: Nepřetržité monitorování hladin CO pomocí GM901 zabraňuje překročení dolní meze výbušnosti koncentrací CO. Pokud jsou překročeny limitní hodnoty, je vydáno včasné varování.
• Hygiena a spolehlivost: Díky technologii in-situ se žádná část analyzátoru nedotýká voskovitých látek ani slupek kávových zrn uvolňovaných během procesu.

Plný chuťový profil je také ovlivněn obalem: Aby se zachovalo aroma kávy uvnitř obalu, musí být z obalu odstraněn kyslík, protože chuť se nevyhnutelně ztratí, pokud je obsah kyslíku příliš vysoký.

Inertizace je snazší díky rychlému a přesnému měření kyslíku laserem pomocí laserového převodníku TRANSIC100LP. Obsah kyslíku se měří přímo u balicího stroje a jako inertní plyn se přidává dusík.

Dusík je drahý – ruční nastavování systému s nepřesnými měřeními je velmi neefektivní a nákladné. V ideálním případě by měl být proces monitorován, aby mohl být vhodně řízen. Toho lze dosáhnout pouze tehdy, když proces měření kyslíku poskytuje rychlé a přesné výsledky. 

Ve srovnání s elektrochemickými měřicími celami dosahuje TRANSIC100LP s laserovou technologií vynikajících výsledků. Robustní laserový převodník kyslíku se snadno integruje. O₂ se měří přesně bez znatelných časových zpoždění, chyb nebo alarmů. Rychlé zobrazení naměřených hodnot zajišťuje spolehlivou, automatickou a bez nutnosti dalších manuálních přerušení regulaci dusíku, zatímco procesu měření s elektrochemickou celou bylo nutné věnovat mnohem větší pozornost.

S TRANSIC100LP lze ušetřit dusík a snížit náklady na údržbu. Převodník je odolný proti opotřebení, neobsahuje žádné mechanické části a funguje bez spotřebního materiálu. Kromě toho se vyznačuje vynikající těsností, což znamená, že se lze vyhnout nesprávným měřením.

• Rychlé měření přímo v procesu
• Snadná instalace a provoz
• Autodiagnostika s indikátorem údržby
• Žádná křížová citlivost na částice, vibrace ani změny průtoku
• Nízké provozní náklady: minimální spotřební materiál a žádná spotřeba proplachovacího plynu
• Dlouhodobá stabilita; necitlivý na vlhkost a teplotu