概述
在工业级咖啡烘焙过程中,一氧化碳浓度可能迅速升高。持续监测一氧化碳浓度可确保工厂安全,同时反映烘焙度信息。此外,气体分析也应用于包装过程,旨在防止香气流失。通过提供监测安全与质量相关工艺参数的测量解决方案,Endress+Hauser助力咖啡生产迈向新高度。
咖啡是一种广受欢迎的饮品。近年来,无论是在口味广泛性、生产工艺还是咖啡豆品质方面,咖啡产业都取得了长足进步。如今,市场上不仅有大型咖啡生产商,还涌现出越来越多的小型咖啡烘焙商,致力于满足消费者日益增长的需求。由于咖啡豆的处理量要求各不相同,咖啡烘焙设施的规模存在巨大差异:有些仅相当于一辆汽车的大小,另一些则会占据一座大型厂房来提供完整的生产流程。
尽管如此,它们采用的烘焙工艺是相似的。
在烘焙过程中,存在一氧化碳浓度突然升高的风险,这会构成安全隐患。因此,迅速检测到这一异常对咖啡烘焙商很有帮助,以便能够及时采取相应措施。
挑战:兼顾咖啡烘焙的安全与品质
厂商需要高度关注烘焙过程。在工业级烘焙过程中,温度通常在200°C至280°C之间波动,具体取决于产品种类、烘焙度及预期烘焙色泽。咖啡豆在烘焙过程中脱水干燥时,除水分和油脂外,还会释放二氧化碳和一氧化碳。
咖啡豆烘焙过程中会产生一氧化碳,虽然在烘焙初期浓度较低,但会随过程推进呈指数级增长。因此,若不加以监测,一氧化碳浓度可能超过爆炸下限——这是工厂运营方极力避免发生的情况。监测一氧化碳浓度可以消除这一安全隐患。通过设定低报阈值,便能在爆炸性环境形成之前及时停止烘焙。由于一氧化碳浓度上升迅速,部署能够及早响应的测量仪表至关重要。此外,烘焙过程中飞散的咖啡豆内果皮和蜡状物质极易堵塞过滤器或其他气体处理装置,且难以清除。
然而,精确测量一氧化碳浓度还有另一用途:在某些咖啡加工工艺中,一氧化碳含量也被用作判断烘焙度是否适宜(进而决定最终香气品质)的指标。
更低维护需求,更高可靠性:一氧化碳原位测量的优势
GM901气体分析仪利用气体滤波相关红外吸收法,直接在管道内测量一氧化碳,并计算出以mg/m³或ppm为单位的一氧化碳浓度——因此可在短时间内(约10秒)检测到一氧化碳浓度的升高。
吹扫空气装置可保护发射单元和接收单元的光学接口,使其免受粉尘和污染物的影响。由于工艺过程中会产生咖啡豆皮和蜡状物质,原位测量技术的优势在此尤为突出。原位测量能够避免接触这些在气体处理系统中难以分离的高粘附性物质。
快速原位测量带来短响应时间和低维护需求,使GM901气体分析仪成为不二之选:
- 排放监测:连续测量一氧化碳浓度,助力工艺优化
- 确保安全:使用GM901持续监测一氧化碳浓度,防止其超过爆炸下限。一旦超过限值,系统即发出预警。
- 卫生与可靠性:得益于原位测量技术,分析仪的任何部件均不会接触工艺过程中释放的蜡状物质或咖啡豆皮。
在工艺过程中测量氧气其实非常简单:TRANSIC100LP 是一款坚固耐用的变送器,利用激光光谱技术(TDLAS – 可调谐二极管激光吸收光谱法)可靠测量氧气。
如何保持包装内的咖啡香气
咖啡的整体风味也受包装环节影响:想要保持包装内的咖啡香气,就必须去除包装中的氧气,因为氧气含量过高必然会导致风味流失。
利用TRANSIC100LP激光变送器快速精确地进行激光氧气测量,使得惰化处理更加简便。氧气含量直接在包装机处测量,并充入氮气作为惰性气体。
氮气非常昂贵——如果测量精度低且依赖人工调节系统,不仅效率低下,还会耗费巨大的成本。理想情况下,应对工艺过程进行监测,以便进行适当控制。只有当氧气测量过程提供快速精准的结果时,才能实现这一目标。
与电化学测量池相比,采用激光技术的TRANSIC100LP表现出色。这款坚固耐用的激光氧气变送器易于集成,能够精确测量氧气含量,且无明显的测量延迟、误差或误报警。测量值显示迅速,确保了氮气控制的可靠性与自动化,无需额外人工干预;相比之下,使用电化学测量池则需要投入更多人力。
使用TRANSIC100LP不仅能节省氮气,还能降低维护成本。变送器无活动部件,不存在机械磨损,且无需使用耗材。同时具备出色的密封性能,从而避免出现错误测量结果。
激光光谱技术(TDLAS)用于氧气测量的优势
- 直接在工艺过程中快速测量
- 安装和操作简便
- 支持自诊断功能及维护提示
- 不受颗粒物、振动或流量变化影响(无交叉敏感性)
- 运行成本低:几乎不使用耗材,无需吹扫气
- 长期稳定性;不受湿度和温度影响