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咖啡烘焙工厂生产技术介绍 之 Probat工厂概念

[导读] 引言PROBAT公司坚持在研发和制造咖啡烘焙设备和烘焙工厂技术两方面不遗余力地进行着革新。这与PROBAT公司力争使每一个咖啡豆都处于巅峰状态的目标是密不可分的。我们为我们

引言

PROBAT公司坚持在研发和制造咖啡烘焙设备和烘焙工厂技术两方面不遗余力地进行着革新。这与PROBAT公司力争使每一个咖啡豆都处于巅峰状态的目标是密不可分的。

我们为我们所拥有的几十年的传统经验以及独一无二的咖啡烘焙机与加工设备深感自豪。诚然,由于对烘焙及研磨有着正确深入的理解,我们对咖啡的魅力做出了不可忽略的贡献。然而,您的认识及酷爱却更赋予了咖啡令人趋之若鹜的长存魅力。

由于我们所提供的技术支持使您的技术和专业知识得到帮助,为此我们十分荣幸。可以这样说,我们所认可的烘焙技术应该是:无论存在任何困难与限制,我们都能尽力迎合您的希望及要求。

 


 

工厂概念

基于对烘焙理念的深入研究,今天,我们所拥有的专业知识,使得向客户提供关于烘焙工厂整体设计安装的梦想变成了现实。
在以下的内容中,您将会看到PROBAT在世界各地的一些工厂案例图片。

 


 

生咖啡豆处理系统

 CARRIER系列(接收)

生豆接收包含了从生豆工厂接收处到生豆储存罐的所有操作步骤:

生豆接收装置

生豆接收装置可以接收单个大袋形式包 装,或是以堆放于托盘上的60公斤/袋的包装形式,更甚至于装载超大袋的形式或集装箱内袋装形式,或卡车上。无论哪种形式,生豆接收系统都可以应对。您只 需要选用不同的装置,或从托盘上,或从卡车上,都方便卸载。当所有运输袋被清空,比照样品,生豆的质量也已检测完毕。您可以选择手工或者自动的方式。同时 生豆的水分含量也已被检测。

 

 

CARRIER系列(输送)

无论是生豆,熟豆还是咖啡粉,咖啡在生产过程中被多次从一处输送到另一处,为了确保最终产品的质量,输送环节是非常重要的.
根据场地条件,Probat可以设计一个定制的输送系统。客户可以在机械输送和气动输送中选择。
机械输送系统通常比较简单,但不够灵活。由于模块化的建造,在现场搭建,所有施工地的条件成本比较关键。一般来说机械输送的投资成本较低。特别是短而直的输送路径。
气动输送是将产品通过高压/低压传送。原则上,输送一直在一个密闭的管道中完成。气动输送的优点在于灵活,不受场地的限制,可以任意增加工作点。

 

 

CLEANER系列

收到的生豆无可避免地会参杂灰尘和一些如沙,小的金属器件,麻袋线等各种小而轻的固体,这就需要清理。
空气清洁器
圆形滤网清洁器
金属检测器
吸尘单元
颜色甄别器

 

 

CONTROLLER系列

在烘焙前,有些配方需要预先从不同的咖啡储存罐中称取一定量的生豆进行混合,这种称重我们称为配方称重。 混合后的生豆通过气动输送系统运输到烘焙设备处。

 

 

BROKER系列

典型的筒仓式设计的存储站用于存储烘焙后好的咖啡豆,此存储站为圆柱形多容腔结构,所有的容腔都是围绕中心轴环形分布的。
多容腔存储站的存储量为1~100吨,这取决于将存储的产品的尺寸以及种类数量。
长方形的筒仓式容器的分布为一个挨着一个,空间被优化利用,非常适用于大容量存储。生咖啡豆和烘焙好的咖啡豆根据种类不同,分别存储在单独的单元中。
容腔的填料使用一个特殊的装置:一个旋转式管状分配器,带有多个输出端,可以分配至一个进料端

标准多单元筒仓
筒仓系统
烘焙好的咖啡豆的料罐和料罐组

 

ECOLOGIST系列

研发背景
通常情况下咖啡烘焙后的剩余热量经由管道排放至户外。在烘焙工厂,废气温度可达320℃到860℃之间,具
体温度主要视具体废气处理单元而定。这些能量未充分利用便已被排至户外。
节能减排不仅成为了节约日益增长的能源成本、满足日趋严格的环境保护要求的当务之急,同时也符合经济合理性的需求。
如何巧妙利用剩余能源呢?
剩余热量一方面可以使用换热器再次将其投入烘焙过程进行重复利用加热,亦可用于其他方面(烧水,供暖)。
然而:
- 使用热换器所需保养维护费用高昂
- 并非所用剩余能源均可再利用
- 夏天并不须要烧水或供暖此类功能
PROBAT已研发出生豆预热系统,可利用剩余热量进一步烘焙。
生豆预热系统与烘焙机上游相连接,无需供热但仅能用于分批烘焙机。
功能描述
以离心式烘焙机型号RZ…/1-LT为例描述(具备热导预清理功能及触煤功能)

供气
管道系统将经废气处理净化后的热气抽出送至预热仓。
预热
预热仓中将生豆预热至一定温度(通常<100℃)。
然后通过机械搅拌从而均匀预热产品。
当咖啡豆达到预热至要求温度时,热气由旁通管道导出。
废气
用于预热生豆的剩余废气由抽风机排出预热仓。同普通废气流汇合前,剩余废气需先经独立气旋将剩余废气中的固体成分分离净化(如外壳及灰尘等)。


提升烘焙效率
使用生豆预热系统后,烘焙机烘焙效率可提高达25%,主要通过减短烘焙周期达到效率提升。

产量不变,减短烘焙周期
使用生豆预热系统后,烘焙周期可减短至多20%,从而保证烘焙产量不变,所需时间减短。

弥补长时间烘焙造成的生产力损失
深度烘焙及长时间烘焙导致烘焙机器无法达到名义生产力的100%。通过生豆预热可以最大程度上减少生产力损失,理想情况下甚至可完全弥补生产力的损失。

降低能耗
由于生豆在烘焙机中已经过预热,所以咖啡烘焙过程所需热能减少。能耗可降低20%,烘焙时间、烘焙度、生豆质量等均会对能耗产生影响。我们的一位客户提供的测量数据显示,实际热能可节约多达25%。

减少二氧化碳排放
由于能耗降低,化石燃料燃烧相应减少,二氧化碳排放也随之降低,可减少达25%。因而生豆预热在提升经济效益的同时也有利于保护环境。


改善烘焙均匀性
预热仓中,缓慢地加热生豆直至一定温度,为更均匀的烘焙打下基础。

对咖啡风味无负作用
经PROBAT实验室咖啡杯品证实,使用咖啡生豆预热不会咖啡风味产生任何负作用。已使用生豆预热系统的客户先后在PROBAT技术中心所做的测试烘焙也分别确证了这一点。

如何解释此类优势?
当一批咖啡豆在烘焙鼓内进行烘焙的同时,另一批咖啡豆则在预热仓内通过废气余热将生豆余热至一定温度(约100℃)。该温度以下时,主要进行咖啡豆内部干燥——之后才会进行实际烘焙。

以下图解展示的是两条典型的烘焙鼓/烘焙仓内的温度曲线对比图,充分体现了使用生豆预热的上述优势。

烘焙机加热至一定温度后,将仍处于大气温度且内含标准水分的生豆倒入烘焙鼓/烘焙仓内。由于咖啡豆吸取了大量热量,烘焙机内温度急剧下降,因而必需再投入大量热能对咖啡豆进行加热干燥。

若使用咖啡生豆预热功能,则咖啡豆进行烘焙之前便已预热,即早已开始干燥,从而减少了咖啡豆从倒入烘焙鼓/烘焙仓到咖啡豆发生反应与散发香味所需时间。

 


 

烘焙单元

NEPTUNE 系列 (鼓式烘焙机)

将能量传递入咖啡豆中的最适调整如下
调整至最适的烘焙滚筒直径能最理想地搅拌咖啡豆从而使得烘焙均匀
采取最适的搅拌系统,优化搅拌叶板布局
确保能源供应完善

达到理想风味、均匀烘焙的最佳热传递与烘焙方法如下
注意控制咖啡豆表及咖啡豆核心温度保持细微差异,从而达到理想热传递
妥善运用双层烘焙仓

丰富的经验
销售逾1300台鼓式烘焙机
超過130年经验的成熟技术
生命週期
经由使用长久且仍在运行的机器证明
PROBAT烘焙机内部承载产品烘焙的构件历久弥新,经实践证明“牢不可破”,运转周期超逾50年的大有所在。
即使使用时间已达多年,流通的备品零件仍然符合目前的技术标准
世界上平均每十杯咖啡中的七杯咖啡由RPOBAT相关烘焙设备烘焙而成
全球20大烘焙工厂均使用PROBAT装置设施。

烘焙机
机器架构精密-烘焙机主体包含所有必需元件
安装占用面积极小
咖啡豆温度即时测量

滚筒驱动
使用商用无线电动螺丝刀紧急排放

燃烧器及加热管
最先进的燃烧机技术
大规模调整幅度的优化
模块化且不断变化

水淬火
通过水淬火控制烘焙终结与否
滚筒内紧急使用水淬火
控制风味的闸门=旁通
即将结束烘焙前,控制滚筒内外流通的通风量,由此可影响咖啡的品质
深度烘焙
此处旁通减缓咖啡反应
小心控制调节滚筒内空气量从而降低废气浓度


控制系统
新近开发的全自动控制系统;使用以个人电脑为平台的控制台及/或触摸屏进行一般检验

维修保养
几乎无需备用配件
稳定,低磨耗,使用周期长
成熟的燃烧器技术

适用于需长时间温和烘焙的各类咖啡豆种,尤适于极品咖啡与espresso咖啡
适用于所有咖啡生豆品种
生产卓越的咖啡烘焙产品
高度均匀的烘焙处理
提高产出风味

烘焙容量 每小时最多烘焙480kg咖啡生豆
烘焙时间 8 – 20  分钟
批量大小 80 - 120 kg
加热方式 天然气 (灵活可调整的燃烧器)
液态气体 (灵活可调整的燃烧器)

 

进料斗
咖啡生豆批次称重后运输至进料斗。填料闸门位于送料仓的底部。假如烘焙机内温度达到,气动控制填料闸门滑动。受重力作用,每批咖啡生豆就会直接从进料仓进入烘焙仓。

烘焙机
烘焙机的核心是一个水平圆筒形、旋转模式的烘焙滚筒。烘焙滚筒中有许多叶片,以斜插的方式环状连接至中心轴。叶片频繁搅动、混合咖啡豆从而确保均匀地热传递。
  热传递
加热炉中,鼓风机燃烧器的火焰释放热量。根据烘焙滚筒温度可自动控制燃烧。烘焙热气流通过后方环形区域传输至烘焙仓中并将热量传递至咖啡豆中。
  烘焙气旋
烘焙机风扇的烘焙气流通过正对的进料侧填充轴被吸入烘焙的气旋。气旋中,咖啡外壳及灰尘受离心力影响分离并被排出烘焙气体。
  废气净化
烘焙空气一部分通过气旋中机械净化被排出户外另一种净化方式则通 过补燃器或者热导、触煤方式做清净处理。 RV型式的补燃器,可用增加温度及减少排出气体接触燃烧机火焰的方式减少排放物及一些特定的产出气体。排出的烘焙气体中含水量取决于天气状态。使用补燃器 型号TVR/NVK的触煤可以减少更多的排出量。另一个优点是可以除去特定的废料及明显的废气排出。这种废气处理方式排出碳量一般少于50mg/m3
  冷却
通过烘焙滚筒内水淬火方式可以急速结束烘焙并达到预冷烘焙产品的作 用。刚刚烘焙结束的豆子通过气动方式开启滚筒盖子倾倒出后,冷却器的搅拌支臂将烘焙过得豆子均匀地送到水平过滤器底部。冷却抽风机透过烘焙过的豆子及过滤 器的底部吸收周围的空气。通过这种方式,烘焙过的产品释放热量至空气之中。空气随后被传送到使用离心力将灰尘颗粒分离的冷却气旋中。已净化的废气透过排气 管排出。冷却过程在一定时间内控制完成,随后,气动控制的冷却器出口开启或可手动倾倒出已烘好的咖啡豆。
  强力抽风机
冷却器的清空讯号与抽风机的启动时间几乎同时。依靠切换这两个 间隔的闸门,冷却器抽风机通过已开启的闸门将空气抽进靴型管及收料仓中。在靴型管中,咖啡滑落至化形闸门的倾斜过滤器上。一部分气流被过滤器吸到上方。已 烘过得熟豆在气流中被运输至启动滑门直到第二次可调节的气流被吸到上方。随后将咖啡豆运送至收料仓。碎石及颗粒因为密度较高而被视为重物不会快速地在过滤 器中旋转,而是集中在过滤器的底部。冷却排风扇传输抽风机的空气到使用离心力分离咖啡豆及灰尘的冷却气旋中。这些用吴丽华净化的空气透过管路再排出户外。 接下来,烘焙过的熟豆被输送到收料仓底部的气动滑门。
控制咖啡风味的闸门
图1是一般地烘焙流程。 P110闸门时关闭的且H116的手动闸门在安装过程中需要根据所需空气量做调整。主要的气流时流过滚筒送至咖啡烘焙的中心。通过燃烧器,滚筒的外层经下 方的烘焙接触点完成加热。 图2是假设P110闸门被打开的模式。打开的角度时在安装时决定的,主要依据客户的需求及具体产品而定。这个角度可以依据特定产品去作调整,可应用在烘焙 结束时去减少补充咖啡的热度-就是所谓的旁通。这可以产出品质较高的咖啡。第二个过程在触煤排气的段落中有所描述。 深度烘焙更可以通过庞统的方式去减缓咖啡风味的流逝。此外,烘焙排气过程会产生更多的氧气进来减少触煤的使用。
  控制系统
全自动的烘焙机控制系统包含以PC为基准运作及观测的平台。借 此,数据及实际温度及所有相关参数,如:烘焙时间都可以显示。持续烘焙也可以通过烘焙产品曲线去检视。所有产品相关资料像是走势及批次资料也可以存储。为 了满足更多产品的需求,烘焙配方管理可以记忆999组的烘焙法。这烘焙配方在于它的每一个模式中可以储存至多20组的温度值也可以再针对需增加温度的温度 及连续烘焙曲线作调整、预冷的水量、净空烘焙机的时间、冷却时间及冷却器清空的时间。烘焙配方管理让机器可以更领过的根据烘焙产品所需去做最合适的调整。

 

SATURN 系列 (离心式烘焙机)

凭借SATURN系列烘焙机,PROBAT再次证明了其产品的多功能性及烘焙机在实际烘焙过程中取得的喜人效果。SATURN系列烘焙机充分展示了 其强大的性能,尤其在持续高产量烘焙不同豆种时更体现了其卓越的性能。批量烘焙机运用范围极其广泛,能确保始终如一的烘焙质量,灵活应对各种需求。同切线 式烘焙机与鼓式烘焙机一样,离心式烘焙机在Emmerich的历史不可谓不久远。早在上世纪七十年代初,第一台离心式烘焙机的问世便成为了成功的典范,而 2008年的新一代离心式烘焙机(SATURN 型号2)的引入更续写并延续了这一辉煌。

离心式烘焙流程
SATURN烘焙机通过离心力使烘机内烘焙产品进行缓慢移动。PROBAT为此特别设计了带有烘焙碗和烘焙盖子的烘焙仓。 转动形成的离心力可以使咖啡均匀的分配到碗壁上。烘焙气体从碗中心输入运动中的咖啡层,从而能够彻底烘焙所有豆子。通过这种方式就能均匀分布豆子并完全加 热。在烘焙仓预冷之后(通过水淬火),环形冷却器(型号 1)与冷却床(型号 2)进一步冷却产品。最终达到均匀温和的烘焙效果。若选择使用生豆预热系统时,能耗可最多降低25%,容量可增大至多25%。

精益求精的现代工艺技术
SATURN系列烘焙机的显著特征是温和烘焙的同时确保日常运行的高处理量。SATURN在烘焙不同种类的生豆方面 显示了极其强大的性能。凭借其高度可变性,SATURN系列烘焙机完全可以在确保高品质前提下烘焙多种品种的生豆,甚至能够在同一批次进行混合烘焙。以下 为SATURN系列烘焙机产品特点:

独家使用离心力,烘焙均匀,豆子分布模式完美。
改善能源平衡,通过直通管道与短管使用热能从而使得设施更具有现代化也更具备经济效益。
可适应多种不同烘焙参数,通过对烘焙时间,产品温度及烘焙气流的调节对烘焙造成不同的效果。
简洁明了易于操作的PILOT ROASTER控制系统帮助
操作者进行日常操作。
新一代 SATURN亮点 (型号2):
通过自动间隙调整烘焙各种等级豆种
直接使用燃烧器——无热气通风管道
烘焙时间范围广

系统特性——实例
使用现代化的PROBAT控制系统, SATURN离心式烘焙机操作简单,以个人电脑为操作平台的现代控制系统进行全自动监控。PROBAT PILOT 卓越型烘焙机所采用的控制系统是所有PROBAT系统中要求最高最为高端的控制系统。部分型号机器可升级自动反射烘焙。凭此可以自动进行复制烘焙,最大程 度保证了烘焙质量、成本效益与进一步优化烘焙的潜能。智能配方管理则更有利于顺畅的生产流程。

PROBAT很久以前就已将环境问题纳入自身发展考量范围之内。取得成果之一即为ECOLOGIST Proforte废气处理系统。该系统不仅保护环境且系统本身极具能源效益。
同时还有许多其他的控制系统组件可供SATRUN系列使用。(具体见表格)
PROBAT也十分乐意为您进行单独指导。

 

JUPITER 系列 (切线式烘焙机)

烘焙机
封闭且保温的烘焙仓能够烘焙一些所谓的问题豆,如那种很小或碎裂的豆子。
机器首批烘焙就可达到稳定的运行状态。
豆子色泽、水分含量高度一致性。
使用规定水量水淬终止烘焙过程且同时预冷产品

将热量传递至咖啡豆的最佳热传递方式与完美的烘焙方式
由特定的搅拌机构将咖啡烘焙气流与豆子密集搅拌且分布均匀。
烘焙气流可以完全接触所有豆表。
豆表与豆子核心间的热传递理想,表皮与核心温差极小。

控制与管理
按照预设时间或温度节点结束烘焙
使用温度感应器记录烘焙供气与产品的温度
电机可调功率范围极大,可调整鼓风机与燃烧机功率从而确保达到指定烘焙气流温度

环境保护与环境安全
安全装置十分全面——远超法律规定要求
通过再循环烘焙气体减少废气排放并降低能耗
废气净化系统的部件结构——完全适应法律要求
温度较低时可使用触媒反应净化废气
通过气旋进行机械清理,将豆壳与灰尘分离 (烘焙/冷却气旋)

灵活性
分离两大烘焙部件能够更多样化地影响咖啡的自我激发,正如每一台PROBTA/Gothot机器所遵循的原则一样:
热气作为能源供应
通过机械运动烘焙产品
所有品种的生豆都可以混合加工; 完全可以频繁更换豆种

保养与维护
使用知名合伙人的高质量材料与相关组件

稳固、耐磨且使用年限长
即使使用时间已达多年,流通的备品零件仍然符合目前的技术标准

丰富经验
销售了远超130台切线式烘焙机(包括 Gothot)
世界上平均每十杯咖啡中的七杯咖啡由RPOBAT相关烘焙设备烘焙而成
全球20大烘焙工厂均使用PROBAT装置设施.

 

BASIC系列

机型 烘焙能力 批次处理量 烘焙时间
BASIC 1000 900公斤/小时 150-200公斤 10-20分钟
BASIC 2000 2000公斤/小时 350-400公斤 10-20分钟
PROBAT烘焙世界的开始
PROBAT BASIC受市场喜爱的关键是它的质量以及效率。在烘焙界几十年的经验使得设计上更为简洁。
从生产角度来说,PROBAT始终站在客户的角度来考虑烘焙,安装以及工厂技术的解决方案。在新一代性价比极高的烘焙设备中,BASIC提供了极佳的烘焙技术。
BASIC提供了两种不同的输出量(1000以及2000公斤/小时),并且拥有以下特性:
稳固的构造 – 较低的维护成本
烘焙废气的回收及利用
淬水满足了烘焙终端的需求
全自动操作控制
多重安全防护措施,例如紧急淬水,烘焙鼓及冷却筛的人工紧急制动。

选项
附加的远程PC可安装在任何位置,例如控制室。

紧急淬水单元保证了在断水或断电的情况下的安全及质量

蓄电单元保证了突然断电情况下的短时间运作
不锈钢制的冷却筛
废气回收系统降低了排放

型号 BASIC 1000 BASIC 2000
标准烘焙量(公斤/小时) 900 2,000
批量 (公斤) 150-200 350-450
烘焙时间 (分钟) 8-20 8-20
尺寸(毫米)
A
B
C
D
E
D
G
H
I
J
5,300
3,800
4,600
2,750
4,400
5,000
2,750
4,950
1,700
2,200
6,800
4,800
5,600
3,000
5,000
6,000
3,050
5,950
1,700
2,400
电功率 (千瓦) 19.5 36
BASIC代表了最新的PROBAT鼓式烘焙技术。在我们看来,设备的设计进一步优化了产品。 对品质的注重使得您的投资得到回报
我们的BASIC系列采用传统工艺,且超越传统工艺。烘焙时间在10到20分钟内,咖啡被精心的放置在双层墙的炉子内进行烘焙。通过热气流将热能传送如咖啡豆内。为节能,废气可通过补燃器用于咖啡豆的加热
通过旋流分离器可分离出银皮

烘焙机
一贯的稳定构造
用于燃烧器以及旋流分离器
双层的炉壁防止了豆子的焦化
多重安全防护装置,例如紧急自动淬水,烘焙鼓以及冷却筛/搅拌桨的人工制动
螺杆安装在旋流分离器下方,使得产品中25% - 30%的银皮渣块排出。因此无需其他辅助挤压系统
针对废气排放的标准装置。从而降低了排放。产品所产生的异味会随着废气一起排出。附加的废气处理系统作为可选项。
BASIC 特有的两级淬水使得鼓式烘焙的预冷以及制冷都可在精确地时间点完成。随着外部空气的介入,使得咖啡豆在排除之后得到更有效的冷却。除石系统使得熟豆与比其重的杂质有效地分离。
通过触摸屏可全自动控制这一设备。

烘焙及冷却系统
用于减少杂质的防冷凝系统
根据烘焙气体的温度自动调节

旋离器以及其连接管道是不锈钢制的

两级淬水使得鼓式烘焙的预冷以及制冷都可在精确地时间点
完成
用外部气体对产品进行有效的冷却

控制
通过触摸屏实现全自动控制
20种烘焙表面的设置
便于使用的菜单管理
历史记忆功能
您的利益
诱人的价格
通过循环系统节省了能源
高品质的组件
全自动的控制系统使得操作简易
PROBAT 的质量,服务以及支持

 

NOVA 系列 (加糖咖啡烘焙)

加糖咖啡烘焙,即Torrefacto,在其他地区也许看来十分奇怪,但在南方国家,却由来已久了。此种咖啡的特殊之处在于烘焙时外面需要包裹糖衣。

出于这种特殊需要,PROBAT专门研发了CN烘焙机。CN烘焙机适用于晶体糖或液体糖(糖浆)。当咖啡烘焙时,豆子呈黄色时,咖啡便开始进行焦糖 化的过程。在烘焙过程结束阶段,通过强力空气制冷避免咖啡结块。同时使用自动清理系统清除Torrefacto沉淀物从而保证了烘焙机的性能。

NOVA系列设备简介

 

型号 焦糖咖啡烘焙量 普通咖啡烘焙量 批量大小
CN-120A 360公斤/小时 480公斤/小时 120公斤/小时
CN-120R 360公斤/小时 480公斤/小时 120公斤/小时
CN-300A 900公斤/小时 1200公斤/小时 300公斤/小时
CN-300R 900公斤/小时 1200公斤/小时 300公斤/小时
CN-500A 1500公斤/小时 2000公斤/小时 500公斤/小时
CN-500R 1500公斤/小时 2000公斤/小时 500公斤/小时

 

 

 

 

 

 


 
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