咖啡储存:适用于大中型烘焙店的选择

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BY Edmund Sinnott | 8 2 月, 2018 | 个案研究 , 咖啡 工艺系统
 

咖啡储存是伟大的咖啡加工系统中经常被遗忘但无名的英雄。

用于工艺系统的咖啡储存(无论是生咖啡、烘焙全豆咖啡还是磨碎咖啡)都需要经过深思熟虑的工程设计和实施。本文旨在为大中型烘焙商提供资源,帮助他们寻找能够实现保鲜、脱气、咖啡豆和混合咖啡豆的完整性以及最佳工艺流程的解决方案。这篇文章很全面;从 放电原理 的入门开始,然后是以下选项的真实示例:

  • 咖啡豆筒仓
  • 移动手提袋
  • 缓冲箱

然后技术通常与上述存储选项搭配使用:

  • 称重传感器
  • 失重式喂料机
  • 脱气

Discharge Principles

假设生咖啡在筒仓或手提袋中准备加工;咖啡的排放实际上比仅仅在筒仓底部安装一个漏斗要复杂得多。MPE 工程师的目标是咖啡豆筒仓和手提袋内 的质量流动 。质量流量是指所有咖啡都运动时,只要有咖啡从料斗中取出。这对于保持先进先出的 bean 流尤其重要。这对于混合咖啡豆也尤其重要。只有通过适当的工程设计才能实现质量流。如果筒仓或周转箱无法实现质量流,作员最终会得到所谓的 漏斗流。漏斗流是指在卸货过程中 并非所有 咖啡都处于运动状态。换句话说,运算符最终会得到停滞区域。由于漏斗流导致的停滞区域会导致先入后出的豆流。下图直观地展示了漏斗流和质量流之间的区别。

A visual representation of funnel vs mass flow.

漏斗流导致的另一个问题是 筛选分离。筛分分离是指在卸料过程中,较小的咖啡豆与较大的咖啡豆以不同的速度移动。对于混合咖啡豆,这是非常不可取的。即使对于单批次咖啡加工,筛分分离也会在产品一致性方面引入另一个变量。下图显示了筛选分离的实际作:

Visual representation of sifting segregation.

那么,MPE 工程师如何在卸货过程中 实现筒仓或周转箱内的质量流,从而完全防止 漏斗流和筛分呢?答案是以下各项的组合:

  • 冶金成分
    • 不锈钢光滑,具有抗氧化的 优点。不锈钢也很昂贵。碳钢 具有很高的价值,但通常不那么光滑——如果制造不当 ,可能会阻碍质量流动。有时 可以使用两种钢材制造筒仓;其中垂直壁由碳钢制成,倾斜的料斗壁由不锈钢制成 ,这节省了 成本。
  • 料斗壁的角度
    • 筒仓卸料斗必须倾斜以实现质量流量。这不是 一个简单的一刀切的角度。钢材类型以及咖啡豆是 连续流动还是留置在静止状态是影响该值的 因素。
  • 料斗壁的光滑度
    • 表面光滑度对于任何材料确保质量 流动都至关重要。简而言之,料斗壁必须提供足够 低的摩擦力,以便豆子沿着它们流动。焊接飞溅物必须与地面齐平 ,并防止制造缺陷。
  • 放电调制
    • 简而言之,排放是经过调节的,以确保产品不会 桥接,并在咖啡排出时保持质量流量。流速 应使用进料器而不是浇口来完成。同样重要的是门 的直径。筒仓的浇口直径必须大于 出口直径。这听起来很简单,但经常被忽视。

这样就完成了卸料原理的概述。接下来,下面将探讨存储单元的类型和相关技术。


Coffee Silos

Coffee silos above hold green coffee and have load cells and slide gates as part of an automated system.

除了特色文章图片外,上面的筒仓还举例说明了生咖啡的典型咖啡筒仓。筒仓当然可以设计用于烘焙咖啡和研磨咖啡。上述排放原则中的大部分内容都适用于筒仓。MPE Systems Group 可以设计几乎任何容量和预期用途的筒仓。值得注意的是,MPE 在设计用于咖啡混合和配方控制的筒仓方面的专业知识。通过实施旋转式进气阀和出料阀,系统作员拥有了创建批量混合咖啡的交钥匙自动化和可重复性。这种系统将称重传感器和给料机相结合来实现这一目标。


Mobile Totes

Mobile totes for coffee.

移动手提袋是任何中型烘焙厂的多功能存储解决方案。灵活的放置和易于处理的多个批次使移动周转箱成为上述设施的最佳选择。它们可以由不锈钢或碳钢制成。它们可以容纳任何形式的咖啡:生咖啡、烘焙咖啡和研磨咖啡。

Surge Bins

Surge bins installed on a mezzanine serve to hold (whole bean) coffee prior to grinding and then hold (ground) coffee prior to discharge into mobile totes.

缓冲箱提供了一种灵活的方式来临时容纳和调节咖啡在每个过程中的流量。作员一次只需运行一个过程,从而节省能耗和设备磨损。此外,如上面的系统所示,作员可以在其他地方使用移动手提袋时研磨咖啡。


Loss In Weight Feeders

如前所述,喂食器是调节咖啡从任何手提袋或料斗中排出的适当方式。尝试使用滑动闸门会阻止质量流动并导致筛分。振动托盘进料器也位于平台秤(基本上是大型称重传感器)上,用于测量从手提袋倒入托盘进料器的咖啡的确切量。这都是上述烘焙厂配备的自动化交钥匙工艺系统的一部分。


Load cells

Load cells on which coffee silos sit.

如上图所示的固定筒仓位于称重传感器上,使作员能够准确了解向筒仓添加或从筒仓中排出的咖啡量。这些设备将此信息发送到系统的 PLC。


Degassing

Degassing silos as part of a coffee process system.

脱气筒仓设计用于从新鲜烘焙的咖啡中提取 CO2 。这个过程可以在密封控制的筒仓内更好地控制,通过保护咖啡免受周围的 O 2 的影响来保持咖啡的新鲜度,O2 会使咖啡变质。每个筒仓内部都有一个脱气树,用于提取 CO2。MPE 提供用于全球领先烘焙厂的专有设计。