21 世纪的智能磨削技术

正如许多咖啡专家所同意的那样，一杯完美的咖啡需要完美研磨的咖啡豆。现代工艺设备公司总裁 Daniel Ephraim 讨论了研磨咖啡的新创新和进步。

最早的咖啡研磨机由手工“捣碎”在一起的石头组成，以研磨咖啡豆。后来，在南北战争期间，士兵们实际上用他们的步枪枪托研磨咖啡，制成一种通常被称为“烈性足以漂浮子弹”的咖啡。

从那时起，咖啡研磨技术不断发展，以满足冲泡技术的不断发展。

在 20 世纪，我们经历了从渗滤器式到滴灌式冲泡法的演变。现在，在 21 世纪，我们看到了豆荚、胶囊和其他复杂酿造技术的演变。

为了满足这些新技术的发展和需求，咖啡研磨技术也得到了发展。磨削领域的一些新进展概述如下：

实时、智能、非接触式咖啡研磨：这种全面的研磨机自动化技术不仅包括监测和测量咖啡研磨的各个方面，包括密度和温度，还包括调整研磨机以自动保持所需的规格。

超细研磨：超细研磨的最新技术，当然不使用石头来生产土耳其式研磨。

双峰或多峰研磨：这项最新的技术允许研磨两种研磨，每种研磨都具有理想的平均粒径，从而优化与细研磨和粗研磨相关的咖啡萃取的特定和单独功能。

实时、智能、非接触式研磨：“智能造粒机”旨在生产优于人工作的咖啡粉。这是通过在咖啡粉离开研磨机时不断测量研磨咖啡来实现的，而不是等待作员随机检查研磨。智能造粒机不仅可以测量研磨粒度和密度，还可以立即做出智能反应，以根据需要保持所需的研磨粒度。

随着最新冲泡方法的冲泡时间缩短，从历史上的 8 分钟的 perc/urn 风格到今天的 30 秒以下的豆荚和胶囊，对研磨精度的需求也随之增加。从视觉上看，如图 1 所示。

图 2 – 研磨比较说明了与不断发展的酿造技术相关的越来越高的要求。

对研磨机上产生的研磨进行监测、测试和调整的传统方法如下：

运行一定量的咖啡，停止研磨机，检查研磨，重新调整研磨机，检查研磨，然后重复。

调整研磨机的总时间：10 – 60 分钟 – 研磨精度：85 – 95%。

实时或智能研磨是通过在研磨机运行时由激光分析仪持续检查咖啡，并根据需要自动调整以适应最佳研磨规格来实现的。

总时间：不到一分钟 – 研磨精度：99.5%。

监测、测试和调整研磨机上产生的咖啡粉密度的传统方法如下：

运行一定量的咖啡，停止研磨机，检查密度，重新调整均质器，运行研磨机，重复。

调整研磨机的总时间：10 – 30 分钟 – 研磨精度：85 – 95%。

通过在研磨机运行时不断检查咖啡，并且 PLC 根据需要自动调整以适应最佳密度规格，实现实时致密化控制。

总时间：不到一分钟 – 研磨精度：99.5%。

其他研磨参数，包括产品温度、进出水冷温度、产能等，也可以由智能造粒机监控。如图 3 所示。

总之，智能造粒机的出现使我们能够：

·更好地控制和一致研磨咖啡颗粒大小和密度。

·› 快速、轻松、连续地达到所需的粒径和密度。

·› 监测并记录颗粒大小和密度随时间的变化。

超细研磨：作为背景，几个世纪以来，直到 1990 年代，土耳其咖啡研磨都是通过使用石制研磨机实现的。随着现代土耳其造粒机的发展，产品质量和一致性得到了极大的提高。

图 4 说明了传统石材/板材研磨机与现代研磨机的预期研磨产量。使用 FT 型研磨机，通过产生更均匀的研磨来优化理想土耳其产品所需的颗粒（研磨）。

图 5 显示了石/板式土耳其研磨机与现代 FT 研磨机的升温对比。现代水冷研磨机消除了咖啡研磨过程中的温度增加因素。

研磨分布已从 125 微米的平均粒径变为 100 微米至 70 微米，再到现在的 50 微米。我们预计到明年，我们将实现低至 35 微米的颗粒尺寸（大约一个咖啡细胞的大小！

“圆润土耳其”：由于石磨机的一个特点是它使用的研磨类型（换句话说，咖啡不断“加工”以实现咖啡研磨），其质地有一定的“圆度”，当饮用土耳其咖啡饮料时，这成为一个理想的属性。为了复制这一特性，通常在现代研磨机上产生的尖锐颗粒（图 6）通过后研磨“滚圆过程”（图 7）进行滚圆。通过集成到土耳其造粒机中的这种新的“滚圆工艺”技术，咖啡在舌头上具有与石磨咖啡相同的形状、质地和“感觉”。

双峰或多峰研磨：有时，产生多峰粒度分布或研磨是有利的，其中较细的颗粒增强了暴露的提取表面（化学需求），而较粗的颗粒允许水流（物理需要）。这方面的一个例子是在浓缩咖啡中，其中 20 微米型颗粒的浓度对于生产理想的浓缩咖啡至关重要。

这种愿望可能适用于各种咖啡应用，包括筒式、豆荚式和任何其他需要平衡较细颗粒（增加暴露的萃取表面）和较粗颗粒（允许水流动）的冲泡方法。

图 8 显示了此类应用可能需要的颗粒分布，因为它不仅包括相对定义的颗粒分布，还包括以增强咖啡分布过程的较小颗粒为主。

图 9 显示了 EFT 造粒机的双峰方法，该方法在产生规定数量的较细颗粒的同时，还能产生占主导地位的初级模态研磨。这使得物理特性得以持续，同时引入较小颗粒的化学特性。

这两种模式在研磨机内瞬间自然混合，如图 10 所示。这种混合实现了上述应用所需的多峰粒径分布，例如浓缩咖啡、豆荚、卡式瓶输送系统等。