La Geisenheim University misura l'elasticità dei chicchi di caffè per determinare il processo di tostatura

Efficienza energetica e risparmio di risorse: controllo del processo in linea per la torrefazione del caffè

Il chicco di caffè viene isolato dalla ciliegia attraverso una serie di metodi e fasi di lavorazione differenti, durante i quali è possibile cadere in errore. Il chicco verde deve essere uniforme, non danneggiato e privo di particelle o contaminazioni microbiche e chimiche. Il chicco tostato è, ovviamente, più interessante: deve essere intatto e, soprattutto, tostato in modo uniforme secondo il grado richiesto per sviluppare il profilo aromatico desiderato nel caffè (bevanda).

L’Institute for Food Safety presso la Geisenheim University sta lavorando al progetto in collaborazione con Probat di Emmerich, un produttore leader di sistemi di tostatura del caffè. I ricercatori registrano principalmente i cambiamenti nel colore e nelle proprietà meccanico-elastiche dei chicchi di caffè durante la tostatura in linea, cioè all'interno della macchina e durante il processo di tostatura. Il colore dei chicchi riflette il progresso della tostatura sulla superficie. L'elasticità dei chicchi, che cambia durante la tostatura e viene determinata tramite misurazioni sonore con l'AI (intelligenza artificiale), fornisce informazioni sull'interno dei chicchi e quindi sul processo di tostatura. Per colmare il divario tra il segnale sonoro e le proprietà elastiche, sono state eseguite, presso la sede ZwickRoell a Ulm, in Germania, misurazioni dell'elasticità su chicchi sottoposti a diversi trattamenti e gradi di tostatura.

Il motivo di questo metodo è chiaro: fino ad oggi, il risultato della tostatura dei chicchi di caffè è stato determinato solo dopo la tostatura. Durante il processo di torrefazione, viene effettuato solo un controllo visivo casuale del colore del chicco. Nonostante la tecnologia moderna e la grande esperienza dei maestri torrefattori, si verificano spesso errori di tostatura, portando in alcuni casi a un “caffè di qualità inferiore con margini ridotti”.

“Il nostro accurato controllo di processo in linea, che include il procedimento di tostatura vero e proprio, ci permette di produrre un caffè della qualità sensoriale desiderata senza scarti. Grazie a queste operazioni e alla precisione dei nostri processi, siamo in grado di ottenere una significativa riduzione delle emissioni di CO2. Questo è uno dei motivi per cui la fondazione federale tedesca per l'ambiente Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) sta finanziando il progetto “Tostatura del caffè efficiente dal punto di vista energetico e a risparmio di risorse”, spiega Mr. Severin.

Misurazione dell'elasticità: nuovi risultati sulla tostatura e sull'acustica dei chicchi di caffè

Durante i test eseguiti presso ZwickRoell, sono stati misurati chicchi di caffè delle varietà Arabica del Perù e Robusta dell'India, sia allo stato verde che con diversi gradi di tostatura e pretrattamenti (non essiccati, essiccati, durata della tostatura, temperatura di tostatura). I risultati hanno mostrato quanto segue: i chicchi di caffè verdi non tostati potevano essere praticamente schiacciati senza mostrare rotture evidenti. Sono emerse anche differenze tra i due tipi di caffè: i chicchi di India Robusta hanno richiesto forze maggiori rispetto ai chicchi di Perù Arabica per lo stesso livello di deformazione. Per ulteriori analisi, entrambi i tipi di caffè sono stati essiccati, il che ha dimostrato che i chicchi si rompevano più facilmente ed erano meno elastici rispetto ai chicchi di caffè verdi. Tuttavia, i più veloci a rompersi sono stati i chicchi di caffè tostati, per i quali è stato possibile osservare nuovi dettagli di frattura durante l'ulteriore deformazione.

“I risultati della misurazione dell'elasticità offrono quindi spunti interessanti per l'interpretazione dei fenomeni acustici nella tostatura del caffè e dei cambiamenti durante il processo di tostatura”, riassume Severin. Potrebbero anche essere utilizzati per rispondere a domande sulla struttura e sull'andamento della tostatura all'interno del chicco di caffè. Queste correlazioni saranno approfondite in studi futuri.
Cosa pensa il ricercatore stesso del consumo di caffè? Severin: “Sono d'accordo con Honoré de Balzac, che una volta disse: ‘Il caffè è l'olio nero che da solo fa funzionare questa meravigliosa macchina da lavoro’. La sera, però, spengo la macchina e bevo un buon Riesling del Rheingau.