Tam bir kahve deneyimi için kavurma ve aroma koruması

Endüstriyel kahve kavurma işlemi sırasında karbon monoksit seviyeleri hızla yükselebilir. CO konsantrasyonunun sürekli izlenmesi, tesisin güvenliğini sağlar ve aynı zamanda kavurma derecesi hakkında da bilgi verebilir. Gaz analizi, paketlemede aroma kaybını önlemek açısından da önemli bir rol oynar. Endress+Hauser, güvenlik ve kaliteyle ilgili proses parametrelerini izlemeye yönelik ölçüm uygulamalarıyla kahve üretimine katkıda bulunuyor.

Kahve, dünya çapında sevilen bir içecektir ve son yıllarda lezzet çeşitliliği, üretim yöntemlerinin çeşitliliği ve çekirdeklerin kalitesi açısından büyük bir gelişme kaydetmiştir. Sektörde artık yalnızca büyük kahve üreticileri yoktur, aynı zamanda müşterilerin hızla artan taleplerini karşılamaya çalışan küçük kahve kavurma işletmelerinin sayısı da her geçen gün artmaktadır. Kahve çekirdekleri için gerekli işleme kapasitesindeki büyük farklılıklar nedeniyle, buna bağlı olarak çeşitli büyüklüklerde kahve kavurma tesisleri bulunmaktadır. Bazıları bir araba kadar büyüklüğündedir, diğerleri ise tüm üretim prosesini barındıran büyük bir fabrika salonunu kaplar.

Bununla birlikte, kavurma prosesi hepsinde benzerdir.

Bu proseste, karbon monoksit (CO) seviyesinde ani bir artış yaşanma riski yüksektir ve bu durum bir güvenlik riski oluşturmaktadır. Bu nedenle, kahve kavurma tesisi için bu tür ani CO artışlarını çok hızlı bir şekilde tespit etmek ve buna bağlı olarak kısa sürede önlem alabilmek büyük önem taşımaktadır.

Kavurma işlemi sırasında azami konsantrasyon gereklidir. Endüstriyel kavurma proseslerinde, sıcaklıklar ürüne, kavurma derecesine ve istenen kavurma rengine bağlı olarak 200 ile 280 °C arasında değişir. Kavurma prosesi sırasında kahve çekirdekleri kurutulurken, su ve yağların yanı sıra CO_₂ ve CO gazları da ortaya çıkar.

Kahve çekirdeklerinin kavrulması sırasında CO oluşur; bu gaz, kavurma döngüsünün başlangıcında yalnızca düşük konsantrasyonlarda görülür, ancak proses boyunca katlanarak artar. Bu nedenle, CO, izlenmediği takdirde alt patlama sınırını aşabilir; bu da tesis işletmecisinin ne pahasına olursa olsun önlemek istediği bir durumdur. Bu güvenlik riski, CO seviyesi izlenerek ortadan kaldırılır. Düşük alarm eşikleri belirlenerek, kavurma prosesi zamanında durdurulabilir ve böylece patlayıcı bir ortamın oluşması önlenebilir. CO konsantrasyonundaki hızlı yükseliş nedeniyle, erken yanıt veren bir ölçüm hayati önem taşır. Kahve çekirdeklerinin parşömen kabukları ve proses sırasında etrafta uçuşan balmumu benzeri maddeler, filtreleri veya diğer gaz şartlandırma sistemlerini hızla tıkayabilir ve bunların temizlenmesi oldukça zordur.

Bununla birlikte, CO konsantrasyonunun hassas bir şekilde ölçülmesi başka bir amaca da hizmet edebilir: Bazı kahve işleme yöntemlerinde, CO içeriği aynı zamanda doğru kavurma derecesinin ve dolayısıyla istenen aromanın bir göstergesi olarak da kullanılır.

GM901 gaz analizörü gaz filtresi korelasyonu yoluyla karbon monoksiti doğrudan kanalda optik olarak ölçer ve CO konsantrasyonunu mg/m³ 3 veya ppm cinsinden hesaplar; böylece CO konsantrasyonundaki artışlar en kısa sürede (yaklaşık 10 saniye) tespit edilir.

Bir temizleme havası ünitesi, verici ve alıcı ünitelerdeki optik arayüzleri toz ve kirden korur. Proses sırasında ortaya çıkan kahve çekirdeği kabukları ve balmumu benzeri maddeler nedeniyle, in-situ teknoloji bu noktada kendini kanıtlamıştır. İn-situ sistem, gaz arıtma sistemlerinde ayrıştırılması zor olan bu son derece yapışkan maddelerle doğrudan temas etmez.

Hızlı ve in-situ ölçüm sayesinde elde edilen kısa cevap süreleri ve minimum bakım gereksinimleri, GM901 gaz analizörünü en uygun seçenek haline getirir:

• Emisyon İzleme: Proses optimizasyonu için CO konsantrasyonlarının sürekli ölçümü
• Güvenliğin Sağlanması: GM901 ile CO seviyelerinin sürekli izlenmesi, CO konsantrasyonlarının alt patlama sınırını aşmasını önler. Sınır değerleri aşıldığında erken uyarı verilir.
• Hijyen ve güvenilirlik: İn-situ teknolojisi sayesinde, analizörüm hiçbir parçası, proses sırasında ortaya çıkan balmumu benzeri maddelerle veya kahve çekirdeği kabuklarıyla temas etmemektedir.

Zengin aroma profili ambalajlamadan da etkilenir: Oksijen miktarının çok yüksek olması durumunda tat kaçınılmaz olarak kaybolacağından, ambalaj içindeki kahve aromasını korumak için oksijenin kahve ambalajından uzaklaştırılması gerekir.

TRANSIC100LP lazer transmiteri kullanılarak yapılan lazerle yüksek hassasiyetli ve hızlı oksijen ölçümü sayesinde inertleştirme işlemi daha kolay hale gelir. Oksijen içeriği paketleme makinesinde doğrudan ölçülür ve inert gaz olarak azot eklenir.

Azot pahalıdır. Hatalı ölçümlerle sistemi manuel olarak ayarlamak son derece verimsiz ve maliyetlidir. İdeal olarak, prosesin uygun şekilde kontrol edilebilmesi için izlenmesi gerekir. Bu, ancak oksijen ölçüm prosesi hızlı ve doğru sonuçlar verdiğinde gerçekleştirilebilir. 

Elektrokimyasal ölçüm hücreleriyle karşılaştırıldığında, lazer teknolojisine sahip TRANSIC100LP olağanüstü bir performans sergiler. Güçlü lazer oksijen transmiteri kolayca entegre edilebilir. O₂ gözle görülür zaman gecikmeleri, hatalar veya alarmlar olmadan doğru bir şekilde ölçülür. Hızlı ölçüm değeri göstergesi, azotun güvenilir, otomatik ve herhangi bir ek manuel müdahaleye gerek kalmadan kontrol edilmesini sağlar, oysa elektrokimyasal hücre ile yapılan ölçüm prosesine çok daha fazla özen gösterilmesi gerekir.

TRANSIC100LP ile azot tasarrufu sağlanabilir ve bakım maliyetleri düşebilir. Transmiter aşınmaya maruz kalmaz, herhangi bir mekanik parçaya sahip değildir ve sarf malzemesi gerektirmeden çalışır. Buna ek olarak, olağanüstü sızdırmazlık özelliğine sahiptir; bu sayede hatalı ölçümler önlenebilir.

• Proses sırasında doğrudan ve hızlı ölçüm
• Kolay montaj ve kullanım
• Bakım göstergesiyle otomatik hata teşhisi
• Parçacıklara, titreşimlere veya akış hızındaki değişikliklere karşı çapraz duyarlılık yoktur
• Düşük işletme maliyetleri: minimum sarf malzemesi kullanılır ve tahliye gazı tüketimi yoktur
• Uzun vadeli stabilite; nem ve sıcaklıktan etkilenmez