Kaffeelagerung: Optionen für mittlere bis große Röstereien

Die Kaffeelagerung ist ein oft vergessener, aber unbesungener Held großartiger Kaffeeverarbeitungssysteme.

Die Lagerung von Kaffee für Prozessanlagen – ob grün, geröstete ganze Bohne oder gemahlen – erfordert eine gut durchdachte Technik und Implementierung. Dieser Artikel soll eine Ressource für mittlere bis große Röster sein, die nach Lösungen suchen, die die Frischeerhaltung, Entgasung, Integrität von Bohnen und Mischungen sowie einen optimalen Prozessablauf gewährleisten. Dieser Artikel ist umfassend; Beginnend mit einer Einführung in die Entladungsprinzipien und dann praktischen Beispielen für die folgenden Optionen:

• Kaffeebohnen-Silos
• Mobile Taschen
• Überspannungsbehälter

Dann wird die Technik oft mit den oben genannten Speichermöglichkeiten gepaart:

• Wägezellen
• Differentialdosierwaagen
• Entgasung

Grundsätze der Entlastung

Angenommen, Rohkaffee befindet sich in einem Silo oder Behälter und steht zur Verarbeitung bereit. Der Austrag des Kaffees ist tatsächlich komplizierter, als nur einen Trichter am Boden eines Silos zu installieren. Die Ingenieure von MPE zielen auf den Massenfluss in Kaffeebohnensilos und -behältern ab. Massenstrom ist, wenn der gesamte Kaffee in Bewegung ist, wenn er aus dem Trichter entnommen wird. Dies ist besonders wichtig, um den Bohnenfluss nach dem First-in-First-out-Prinzip aufrechtzuerhalten. Es ist auch besonders wichtig für Bohnenmischungen. Nur durch die richtige Technik kann ein Massenstrom erreicht werden. Wenn ein Silo oder Behälter keinen Massenfluss erreicht, haben die Bediener am Ende einen sogenannten Trichterfluss. Von einer Trichterströmung spricht man, wenn nicht der gesamte Kaffee während des Entleerens in Bewegung ist. Mit anderen Worten, ein Operator endet mit stagnierenden Bereichen. Stagnierende Regionen als Folge der Trichterströmung führen zu einem First-in-last-out-Bohnenfluss. Das folgende Diagramm veranschaulicht visuell den Unterschied zwischen Trichterfluss und Massenstrom.

Ein weiteres Problem, das sich aus der Trichterströmung ergibt, ist die Sichtung. Bei der Siebseigerung bewegen sich kleinere Bohnen während des Austrags mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten als größere Bohnen. Bei Bohnenmischungen ist dies höchst unerwünscht. Selbst bei der Verarbeitung von Kaffee in einzelnen Chargen führt die Trennung durch die Sichtung eine weitere Variable in Bezug auf die Produktkonsistenz ein. Die folgende Abbildung zeigt die Sichtung der Segregation in Aktion:

Wie erreichen die MPE-Ingenieure also einen Massenfluss – die vollständige Verhinderung des Trichterflusses und die Siebung von Entmischungen – in einem Silo oder Behälter während der Entleerung? Die Antwort ist eine Kombination aus den folgenden:

• Metallurgische Zusammensetzung
  • Edelstahl ist glatt und hat den Vorteil, dass er oxidationsbeständig ist. Edelstahl ist auch teuer. Kohlenstoffstahl bietet einen hohen Wert, ist aber in der Regel nicht so glatt – was, wenn er nicht richtig verarbeitet wird, ein Hindernis für den Massenfluss sein kann. Manchmal können Silos sowohl aus Stählen hergestellt werden, wobei die vertikalen Wände aus Kohlenstoffstahl und die abgewinkelten Trichterwände aus Edelstahl bestehen, was Kosteneinsparungen ermöglicht .
• Winkel der Trichterwände
  • Die Siloauslauftrichter müssen abgewinkelt werden, um einen Massenfluss zu erreichen. Dies ist keine einfache Einheitsgröße. Die Stahlsorten und die Frage, ob die Bohnen einen kontinuierlichen Fluss haben oder zur Ruhe gelassen werden, sind Faktoren, die diesen Wert beeinflussen.

• Glätte der Trichterwände
  • Die Glätte der Oberfläche ist für jedes Material von entscheidender Bedeutung, um den Massenfluss zu gewährleisten. Kurz gesagt, die Trichterwände müssen eine ausreichend geringe Reibung aufweisen, damit die Bohnen an ihnen entlangfließen können. Schweißspritzer müssen bündig geschliffen und Fertigungsfehler vermieden werden.
• Modulation der Entladung
  • Kurz gesagt, der Austrag wird moduliert, um sicherzustellen, dass das Produkt nicht überbrückt und der Massenfluss aufrechterhalten wird, wenn der Kaffee austritt. Die Durchflussmenge sollte mit einem Feeder und nicht mit einem Tor erreicht werden. Wichtig ist auch, dass der Durchmesser des Angusses. Der Tordurchmesser eines Silos muss größer sein als der Auslass. Klingt einfach, wird aber oft vernachlässigt.

Damit ist der Überblick über die Einleitungsgrundsätze abgeschlossen. Als nächstes werden im Folgenden die Arten von Lagereinheiten und die damit verbundenen Technologien untersucht.

Kaffee-Silos

Zusätzlich zu dem Bild des vorgestellten Artikels ist das obige Silo ein Beispiel für ein typisches Kaffeesilo für Rohkaffee. Silos können selbstverständlich auch für gerösteten und gemahlenen Kaffee ausgelegt werden. Ein Großteil des Inhalts in den oben genannten Entleerungsgrundsätzen gilt für Silos. Die MPE Systems Group ist in der Lage, Silos mit praktisch jeder Kapazität und jedem Verwendungszweck zu entwickeln. Bemerkenswert ist die Expertise von MPE bei der Entwicklung von Silos für den Einsatz von Kaffeemischungen und Rezeptursteuerungen. Mit der Implementierung von Drehein- und -auslassventilen verfügt ein Anlagenbetreiber über eine schlüsselfertige Automatisierung und Wiederholbarkeit für die Erstellung von Chargen von gemischtem Kaffee. Solche Systeme kombinieren dazu Wägezellen und Dosierer.

Mobile Tragetaschen

Mobile Behälter sind eine vielseitige Aufbewahrungslösung für jede mittelgroße Rösterei. Die flexible Platzierung und die einfache Handhabung mehrerer Chargen machen mobile Behälter zur besten Wahl für die oben genannte Anlage. Sie können aus Edelstahl oder Kohlenstoffstahl hergestellt werden. Sie können Kaffee in jeder Form aufnehmen: grün, geröstet und gemahlen.

Überspannungsbehälter

Vorratsbehälter bieten eine flexible Möglichkeit, den Kaffeefluss während jedes Prozesses vorübergehend zu halten und zu regulieren. Ein Bediener muss jeweils nur einen Prozess ausführen, was Energieverbrauch und Geräteverschleiß spart. Wie im obigen System dargestellt, kann ein Bediener Kaffee mahlen, während mobile Behälter an anderer Stelle verwendet werden.

Gewichtsverlust Feeder

Wie bereits erwähnt, sind Dosierer die geeignete Methode, um den Fluss des Kaffeeaustrags aus jedem Behälter oder Trichter zu modulieren. Der Versuch, einen Schieber zu verwenden, verhindert den Massenfluss und führt zu einer Siebentmischung. Der Vibrations-Tray-Feeder sitzt ebenfalls auf einer Bodenwaage (im Grunde genommen große Wägezellen), die die genaue Menge an Kaffee misst, die aus dem Behälter in den Tray-Feeder geleert wird. Dies alles ist Teil eines automatisierten, schlüsselfertigen Prozesssystems, das in der oben genannten Rösterei installiert ist.

Wägezellen

Stationäre Silos, wie oben abgebildet, befinden sich auf Wägezellen, die es dem Bediener ermöglichen, genau zu wissen, wie viel Kaffee in das Silo gegeben oder aus dem Silo ausgelassen wird. Diese Geräte senden diese Informationen an die SPS des Systems.

Entgasung

Entgasungssilos sind für die Extraktion von CO₂ aus frisch geröstetem Kaffee ausgelegt. Dieser Prozess kann in hermetisch kontrollierten Silos viel besser kontrolliert werden, die die Frische des Kaffees bewahren, indem sie ihn vor umgebendem O₂ schützen, das den Kaffee schal werden lässt. In jedem Silo befindet sich ein Entgasungsbaum, der das CO_{2 ansaugt}. MPE bietet proprietäre Designs an, die in führenden Röstereien auf der ganzen Welt eingesetzt werden.