Специалисты университета Гайзенхайма измеряют упругость кофейных зерен для определения степени обжарки

Энергоэффективность и экономия ресурсов: интегрированный контроль процесса обжарки кофе

Кофейное зерно извлекают из плода кофейного дерева с помощью различных методик и нескольких технологических операций. При этом многое может пойти не так. Зеленое зерно должно быть однородным, цельным, свободным от частиц или микробных и химических загрязнений. Разумеется, больший интерес вызывает обжаренное зерно: Оно также должно быть цельным и, самое главное, равномерно обжаренным до нужной степени, чтобы создать желаемый вкусовой профиль кофе (напитка).

Институт продовольственной безопасности университета Гайзенхайма работает над проектом в сотрудничестве с фирмой Probat из г. Эммерих, ведущим производителем систем для обжарки кофе. Исследователи регистрируют изменение цвета и механико-упругих свойств кофейных зерен во время обжарки, т.е. внутри машины и в процессе обжарки. Цвет зерен отражает степень поверхностной обжарки. Информацию о внутреннем состоянии зерен и, следовательно, о степени прожарки предоставляет упругость зерен, которая меняется в процессе обжарки и определяется с помощью акустических измерений с использованием искусственного интеллекта. Чтобы преодолеть разрыв между акустическим сигналом и упругими свойствами, на испытательной машине фирмы ZwickRoell в г. Ульм были проведены измерения упругости зерен различной обработки и степени обжарки.

Причина такого подхода очевидна: До сих пор результат обжарки кофейных зерен определялся только после самой обжарки. Во время обжарки проводится только выборочный визуальный контроль цвета зерен. Несмотря на современные технологии и огромный опыт мастеров обжарки, все еще случаются ошибки. «Некоторые из методов обжарки непригодны для использования, или их приходится кропотливо комбинировать», - объясняет доктор Северин. В некоторых случаях результатом этой работы становится «кофе низкого качества, продаваемый со скидкой“.

Доктор Северин: „Наш точный интегрированный технологический контроль с учетом фактической обжарки позволяет производить кофе желаемого качества без брака. Благодаря этому и точному управлению процессом достигается значительное снижение выбросов CO2. Это одна из причин, по которой Немецкий федеральный фонд окружающей среды (DBU) финансирует проект под названием «Энергоэффективная и ресурсосберегающая обжарка кофе»“, - говорит доктор Северин.

Измерение упругости: новые данные по обжарке и акустике кофейных зерен

Для проведения испытаний на оборудовании фирмы ZwickRoell были использованы кофейные зерна сортов Перу Арабика и Индия Робуста, как в зеленом состоянии, так и в различной степени обжарки и предварительной обработки (невысушенные, высушенные, разные сроки и температуры прожарки). Результаты испытаний: зеленые необжаренные кофейные зерна можно практически раздавить без появления заметного разрушения. Также были выявлены различия между обоими сортами кофе: для идентичной деформации зернам сорта Индия Робуста потребовалось больше усилия, чем зернам сорта Перу Арабика. Для дальнейших исследований зерна обоих сортов кофе высушили, вследствие чего они разрушались быстрее и стали менее упругими, чем зеленые зерна. Однако быстрее всего разрушались обжаренные кофейные зерна, и во время дальнейшей деформации можно было наблюдать дополнительные явления разрушения.

„Таким образом, результаты измерений упругости дают захватывающее представление об интерпретации акустических явлений обжарки кофе, а также об изменениях в процессе обжарки“, - резюмирует Северин. Это также позволило ответить на вопросы о структуре и процессе обжарки кофейных зерен. Эти взаимосвязи будут и дальше исследоваться.
А как относится к кофе сам исследователь? Северин: „Я согласен с Оноре де Бальзаком, который однажды сказал: „Кофе - это мазут, который в одиночку поддерживает эту фантастическую рабочую машину.“ Однако вечером я выключаю машину и пью хороший рислинг из Рейнгау“.