De Universiteit Geisenheim meet de elasticiteit van koffiebonen tijdens het brandproces

Energie-efficiënt en middelenbesparend: inline procescontrole voor het branden van koffie

De koffieboon wordt gescheiden van de koffiebes met verschillende methoden en in verschillende stappen, waarbij fouten mogelijk zijn en zaken verkeerd kunnen gaan. De groene boon moet uniform, onbeschadigd en vrij van partikels, microbiële en chemische verontreiniging zijn. De gebrande boon is uiteraard interessanter. Deze moet ook intact zijn en bovendien uniform gebrand zijn tot het juiste niveau om het gewenste aromaprofiel te ontwikkelen in de koffie (drank).

Het Instituut voor Voedselveiligheid aan de Universiteit Geisenheim werkt aan het project in samenwerking met Probat uit Emmerich, een toonaangevend fabrikant van koffiebrandsystemen. De onderzoekers registreren voornamelijk veranderingen in de kleur en de mechanisch-elastische eigenschappen van de koffiebonen tijdens het inline branden, meerbepaald in de machine tijdens het brandproces. De kleur van de bonen weerspiegelt het oppervlakkige brandproces. De elasticiteit van de bonen, die wijzigt tijdens het branden en bepaald wordt via geluidsmetingen met AI (artificiële intelligentie), levert informatie over de binnenkant van de bonen en dus het brandproces. Om de kloof tussen het geluidssignaal en de elastische eigenschappen te overbruggen, werden bij testmachinefabrikant ZwickRoell in Ulm, Duitsland, elasticiteitsmetingen uitgevoerd op bonen na verschillende behandelingen en brandniveau’s.

De reden hiervoor is duidelijk: tot nu toe werd het brandresultaat enkel gemeten op koffiebonen na het brandproces. Tijdens het brandproces wordt enkel een visuele controle uitgevoerd op de kleur van de boon. Ondanks de moderne brandprocestechnologie en de uitgebreide expertise van de meesterbranders, treden vaak fouten op “waardoor loten onbruikbaar worden of gemengd moeten worden, met hoge kosten tot gevolg,” legt Severin uit. In sommige gevallen leidt dit tot koffie van inferieure kwaliteit met gereduceerde marges.”

Severin: “Onze nauwkeurige inline procescontrole, tijdens het echte brandproces, laat toe koffie te produceren met de gewenste zintuiglijke kwaliteiten zonder dat producten afgekeurd hoeven te worden. Dankzij de metingen en een precieze processturing kunnen we een aanzienlijke reductie in CO2 uitstoot realiseren. Dit is een van de redenen waarom het Duitse federale milieufonds (DBU) het project steunt onder de naam “Energie-efficiënt en middelenbesparend koffiebranden,” vertelt Severin.

Elasticiteitsmeting: nieuwe besluiten rond het branden van koffie en geluid

Voor de tests bij ZwickRoell werden koffiebonen van de variëteiten Peru Arabica en India Robusta gemeten, beiden zowel in groene staat als bij verschillende brandniveau’s en voorbehandelingen (ongedroogd, gedroogd, brandduur, brandtemperatuur). De testresultaten toonden dat groene, ongeroosterde koffiebonen virtueel zonder een merkbare breuk geplet konden worden. De verschillen tussen de twee types koffie werden ook duidelijk: Voor India Robusta bonen waren hogere krachten nodig dan voor de Peru Arabica bij hetzelfde vervormingsniveau. Voor de verdere tests werden beide types koffiebonen gedroogd, waarna ze makkelijker braken en minder elastisch waren dan de groene koffiebonen. De gebrande koffiebonen braken echter snelst, en er werden bijkomende breukdetails zichtbaar bij verdere vervorming.

“De resultaten van de elasticiteitsmetingen leveren dus interessante inzichten voor de interpretatie van akoestische fenomenen tijdens het koffiebranden, en de veranderingen tijdens het brandproces,” vat Severin samen. Ze waren ook nuttig voor het beantwoorden van vragen rond de structuur en het brandproces in de koffieboon. Deze relaties zullen in toekomstige studies verder onderzocht worden.
Wat denkt de onderzoeker zelf over koffieconsumptie? Severin: “Ik ga akkoord met Honoré de Balzac, die ooit zei: “Enkel koffie is de zwarte olie die deze fantastisch werkende machine terug op gang krijgt." ‘s Avonds zet ik de machine echter uit en drink ik liever een goed glas Rheingau Riesling.”