Szkoła wyższa Geisenheim mierzy elastyczność ziaren kawy, aby określić postęp palenia

Energooszczędność i oszczędność zasobów: Inline kontrola procesu palenia kawy

Ziarna kawy izoluje się z wiśni kawowca za pomocą różnych procesów i kilku etapów procesu. Przy tym wiele można zrobić błędnie. Zielone ziarno powinno być jednolite, nienaruszone, wolne od cząstek oraz zanieczyszczeń mikrobiologicznych i chemicznych. Oczywiście bardziej interesująca jest prażone ziarno: Powinno być również nienaruszone, a przede wszystkim mieć równomierne wypalenie z pożądanym stopniem wypalenia, aby w kawie (napoju) wykształcił się pożądany profil aromatu.

Instytut Bezpieczeństwa Żywności Uniwersytetu w Geisenheim pracuje nad projektem we współpracy z firmą Probat z Emmerich, wiodącym producentem systemów do palenia kawy. Badacze rejestrują głównie zmiany barwy i właściwości mechaniczno-sprężystych ziaren kawy podczas palenia inline, czyli wewnątrz maszyny oraz w trakcie palenia. Kolor ziaren odzwierciedla powierzchowny postęp palenia. Informacji o wnętrzu ziaren, a tym samym o procesie palenia, dostarcza ich elastyczność, która zmienia się podczas palenia i jest określana na podstawie pomiarów dźwiękowych z wykorzystaniem sztucznej inteligencji (AI). W celu zbudowania pomostu pomiędzy sygnałem dźwiękowym a właściwościami sprężystymi przeprowadzono pomiary elastyczności ziaren o różnej obróbce i stopniu wypalenia u producenta maszyn wytrzymałościowych ZwickRoell w Ulm.

Powód takiego podejścia jest oczywisty: Do tej pory wynik palenia ziaren kawy określano dopiero po wypaleniu. Podczas palenia przeprowadzana jest jedynie wyrywkowa, wizualna kontrola koloru ziaren. Pomimo nowoczesnej technologii procesu i dużego doświadczenia mistrzów palenia, ciągle dochodzi do nieprawidłowego palenia, „niektóre z nich nie nadają się do użytku lub trzeba je mozolnie wymieszać” – wyjaśnia Severin. W niektórych przypadkach prowadzi to do „kawy złej jakości i obniżonych marż”.

Severin: „Nasza dokładna kontrola procesu inline, w tym samego palenia, pozwala na produkcję kawy o pożądanej jakości sensorycznej bez odpadów. To, w połączeniu z precyzyjną kontrolą procesu, pozwala na znaczną redukcję emisji CO2. To jeden z powodów, dla których Niemiecka Federalna Fundacja ds. Środowiska (DBU) wspiera projekt pod nazwą „Energooszczędne i oszczędzające zasoby palenie kawy” – mówi Severin.

Pomiar elastyczności: nowe spojrzenie na palenie ziaren kawy i akustykę

Do badań w ZwickRoell mierzono ziarna kawy odmian Peru Arabica i India Robusta, zarówno w stanie zielonym, jak i w różnym stopniu wypalenia i obróbki wstępnej (niesuszone, suszone, czas palenia, temperatura wypalania). Testy wykazały: Zielone, niepalone ziarna kawy można praktycznie zmiażdżyć, nie wykazując żadnych zauważalnych uszkodzeń. Wyraźne stały się również różnice pomiędzy tymi dwoma rodzajami kawy: Ziarna India Robusta wymagały większych sił do takiego samego odkształcenia niż ziarna Peru Arabica. W celu dalszych badań oba rodzaje kawy poddano suszeniu, które wykazało, że łamały się szybciej i były mniej elastyczne niż zielone ziarna. Jednakże najszybciej pękały ziarna kawy palonej, gdzie podczas dalszego odkształcania można było zaobserwować dodatkowe zjawiska pękania.

„Wyniki pomiarów elastyczności oferują ekscytujący wgląd w interpretację zjawisk akustycznych podczas palenia kawy, a także zmian zachodzących podczas procesu palenia” – podsumowuje Severin. Można to również wykorzystać do odpowiedzi na pytania dotyczące struktury i postępu palenia ziaren kawy. Zależności te będą dalej badane w przyszłych badaniach.
A co sam badacz sądzi o piciu kawy? Severin: „Zgadzam się z Honoré de Balzac, który kiedyś powiedział: „Kawa to czarny olej, dzięki któremu ta fantastycznie działająca maszyna działa.” Wieczorem jednak wyłączam maszynę i piję dobrego Rheingau Riesling“.