Archiv pro rubriku: Pražírny kávy

new1

Laboratorní pražírna FZ94

Rád bych představil úplnou novinku na poli laboratorních pražíren FZ94 od Coffee-techu.

Některé finesy již známe z laboratorních pražíren po celém světě (Probat BRZ, Diedrich,San Franciscan SF-1), ovšem některé parametry v procesu pražení jsou světovou novinkou, v tomto případě dovedené k sériové výrobě a již se nemohu dočkat prvního kusu v ČR k možnosti vyzkoušení všech faktorů majících vliv na proces pražení, tak jak je popisuje výrobce, to vypadá, že si budu hrát a hrát a jestli neumřu, tak si budu hrát i zítra…

FZ-94  byla navržena s pomocí pražičů po celém světě. Jejich připomínky dovolily vzniknout jedinečné pražírně kávy, která  nabízí úplnou kontrolu nad procesem pražení při zachování uživatelsky přívětivých operací, disponuje malým rozměrem, funkčním designem a vynikajícími výsledky pražení v daném kapacitním rozsahu. Pražící výkonový rozsah u FZ-94 je něco od 100 gramů do 2,4 kg. S tímto strojem budete schopni experimentovat v celém spektru pražících faktorů. FZ-94 využívá unikátní metody pražení – infračervené záření, kondukce a konvekce – to vše ve stejném okamžiku a v tom samém bubnu. Výrobce u FZ-94 implantoval proměnné otáčky nejen u pražícího bubnu, ale
taktéž u odvzdušňovacího dmychadla. Tyto funkce dovolují uživateli, aby ty nejjemnější úpravy v pražení  s použitím digitálních frekvenčních měničů, dotáhl do úspěšného chuťového konce. Tři silné, individuálně ovládané el. odporové spirály produkují čistý, stabilní a konzistentní vytápění . Individuální kontrola nad každým ze tří topných těles
umožňuje použít široké spektrum energie pro všechny dané podmínky a kapacity.
Regulace teploty se realizuje díky třem individuálním digitálním sondám a PID kontrolerům umístěným:
– v prostoru pražícího bubunu, kde se aktivují / deaktivují odporové spirály
– u výfuku spalin pro sledování teploty vzduchu
– v prostoru pražených zrn,k zjištění aktuální teploty zrna v každém okamžiku

Třešničkou na dortu je možnost zapojení s PC roasting management softwarem, vyvinutým  samotným výrobcem, odtud už jenom stačí nahraná data o nejlepším možném nastavení všech parametrů přesunout třeba do R-45 a rázem vznikne industriální provoz odladěný v laboratoři.

 

Praktické výsledky pražení přinesu v dalším článku o tomto zařízení, jeho konstrukce přímo vybízí k zamyšlení typu: jak se projeví proměnná rovnováha mezi kondukcí a zářením, jak měnící se otáčky pražícího bubnu – pomaleji otáčející se buben dovolí zrnu delší kontakt s materiálem bubnu, rychleji otáčející se buben zase dovolí zrnu kontakt s horkým vzduchem. Pražení se tedy stane ještě o kousek zábavnější a nezbývá tedy než zkoušet, testovat a ochutnávat výsledky.

Ghibli R15 bez afterburneru

Coffee-tech Ghibli R

Ve druhé polovině prosince loňského roku jsem měl příležitost osahat si 15kg pražírnu nejnovější konstrukce od Coffee-tech, která dle vyjádření výrobce přinese vyšší dimenzi v pražení kávy. Zlepšená konstrukce tkví především v  kvalitnějších materiálech na různých částech pražírny jako jsou bezúdržbová vysokoteplotní ložiska, zlepšený systém lopatek v pražícím bubnu, plynulá elektronická regulace odtahu tepla z pražírny,ale vůbec největším posunem v oblasti předávání tepla z bubnu pražírny do zrn považuji použití mědi mezi pláty bubnu. Předávání tepla do a z bubnu se již výrobce věnuje dlouhou dobu, vyrábí známé ruční pražírny FZRR70 (http://www.coffeesource.eu/pra/ru/rucni-prazirna.html), jejichž konstrukce se od roku 1920 prakticky nezměnila, ale kde použitím mědi při výrobě bubnu dosahuje výborných chuťových dimenzí. Měď se, nejen kvůli svým tepelně vodivým vlastnostem, ale i dopadem na chuť výsledného produktu, používá při výrobě piva Pilsner-Urquell, nebo třeba také indického posvátného nápoje Bhang, její využití v gastro vybavení je všeobecně známo. Bylo tedy jen otázkou času, kdy tento materiál dosadí i do svých větších modelů pražíren Coffee-tech jako je Torrefattore, Solar, ale především Ghibli.

Ghibli se vyrábí v několika velikostech od 15kg až po 120kg na jeden batch. Největší z rodiny je už samozřejmě industriálním provozem s dopravníky zelené kávy, afterburnerem, chafterem,lisem na oddělené šlupky apod. My se dnes zaměříme na benjamínka z řady Ghibli  – na model R15.  Jak už vyplývá z  označení, jedná se o stroj s max.kapacitou 15kg na jeden batch, lze tedy pražit i menší množství kávy – z mé zkušenosti je minimum 5kg, pod tuto hranici již lze hovořit o plýtvání plynem. Konstrukčně si Ghibli odnáší to nejlepší od svých předchůdců, plamen není přímo v kontaktu s kávou,ale ohřívá přes keramickou desku prostor pod bubnem, dosahuje se tak kvalitní  a rovnoměrné distribuce tepla v pražícím prostoru. Celkem má pražírna 5 tří-fázových motorů k otáčení bubnu, odtahu tepla z pražírny jedním ventilátorem za bubnem a jedním před vstupem do komína, chlazení a míchání napražené kávy o celkovém výkonu nepřesahujícím 2kW.  Pražírna je osazena hořákem GAS X1CE o celkovém max. výkonu 50 Mcal/h či chcete-li 58kW. Tento hořák bych nazval srdcem Ghibliho, je schopen pracovat v neuvěřitelném teplotním rozmezí -15/+40°C, při zvukovém doprovodu o síle 59 dB a výše zmíněném výkonu vystačí 10kg Pb láhev na celkem 15 batchů,což v kombinaci s nízkou spotřebou el.energie posouvá tento stroj za pomyslnou hranici ekonomického provozu. Lze na něm nastavit jak délku, tak intenzitu plamene díky přimíchání vzduchu nebo sytosti směsi pomocí vstupního tlaku plynu. Jste tak schopni nastavit si ideální plamen v konkrétních podmínkách na libovolném místě na zeměkouli (rozdíly tlaků, vlhkostí a teplot jsou někdy až zarážející) . V Praze máme tedy hořák nastaven naprosto odlišně než na poušti u Tel Avivu, abychom dosáhli stejného „vzhledu“ a intenzity tolik důležitého plamene.

Ovládací panel na Ghibli R15 obsahuje ještě jednu důležitou věc, jedná se o elektronický termoregulační panel, který vypíná hořák na požadované teplotní úrovni, zpětně ho sepne při poklesu 5°C pod její úrovní.  Setrvačnost sepnutí je +/- 10°C. U starého typu R15 bez možnosti elektronické plynulé regulace odtahu byl růst teploty větší než 1°C/sec. s jejím poklesem se dalo vyhrát pomocí klapky umožnující přimíchávat okolní vzduch, přičemž  hodnota odtahu byla na podobné úrovni jako teplotní nárůst tj.okolo 1°C/sec. Dle testů má nová generace R15 s plynule regulovaným odtahem rychlost změny teploty 0°C/sec. až 2°C/sec.což má za následek mnohem větší komfort při ovládání procesu pražení a docílení tak lepších chuťových výsledků.

V následující galerii přibližuji alespoň částečně kontrukci Ghibli R15 a R45. Druhá jmenovaná je mým tichým profesním přáním, na prvně jmenovaném typu jsme již napražili úctyhodné množství kávy překvapující kvality.

coffeetech banner

PID regulace teploty pražení

Izraelská společnost Coffee-tech vyrábí již pár let praktické automatické pražírny bez nutnosti zásahu člověka do procesu pražení. Jak to vlastně funguje? Zapnete pražírnu,nasypete zelenou kávu a těsně před spálením Vám zahlásí,abyste kávu vysypali? Nebo musíte u pražírny stát a kontrolovat pražící cyklus i přes to, že je řízená automaticky,tudíž pražíte vlastně Vy a všechny výhody tohoto stroje vyjdou vniveč?

Problém je samozřejmě trochu složitejší, pojďme se tedy trochu blíže seznámit s problematikou PID regulace nejen pražícího procesu,ale v podstatě čehokoliv od čeho očekáváme změnu procesu v čase.

Představte si, že jste regulátor a máte za úkol napustit vanu akorát po okraj. Takže přijdete do koupelny a vidíte, že vana je prázdná. Pustíte tedy vodu. A naplno, ať je to co nejdřív. Voda ve vaně přibývá a vy vidíte, že už bude plná. Kohoutek trochu přibrzdíte, protože máte strach, aby voda nepřetekla. Jenže zapomněli jste dát do vany špunt, takže hladina začne klesat. Takže zase přidáte. (Ten špunt tam nedáte, protože jste regulátor, který to neumí). A už ta vana bude plná. Uberete jen malinko. Voda začíná přetékat. Tak uberete víc. Hladina pomaloučku klesá, tak už jen malinko přidáte.Výsledek je ten, že vana je pořád plná, i když není zašpuntovaná, a stále do ní přitéká voda. Průtok vody je však nastaven tak, aby hladina nestoupala ani neklesala. Jako regulátor tedy fungujete velice dobře.

Druhý příklad, již trochu technicky, ať pochopíme, co to vlastně je PID. Regulátor má za úkol regulovat teplotu v pražícím bubnu. Regulátor bude dodávat výkon (v podobě elektrické energie do odporových spirál v pražírně) a aby věděl, jak velký výkon má dodávat, bude měřit teplotu. Ještě jednu důležitou věc regulátor musí vědět, to je teplota, na jakou má pražírnu roztopit. To bude tedy požadovaná teplota. Tuto teplotu si všichni uživatelé „dochytávají“ sami dle lokálních podmínek jako je vnější teplota okolí,tlak vzduchu, míra odtahu tepla z pražírny (v závislosti na výšce a průměru komína), ale samozřejmě také vlhkost  a hustota zrna. Všechny tyto parametry jsou zcela zásadní pro pražící proces a jejich změna má za následek velkou změnu ve výsledku pražení,ovšem automatické dorovnávání PID regulace zajišťuje při neměnnosti vstupních parametrů stále stejnou (nastavenou) kvalitu pražení.

Proporcionální složka regulátoru

To je to první písmenko v názvu PID regulátoru.Regulátor odečte změřenou teplotu od požadované a rozdíl – budeme mu říkat odchylka – vynásobí konstantou. Výsledek je výkon, jakým bude pražírna topit(třeba v procentech). Takže pokud bude změřená teplota o hodně nižší než požadovaná, bude výkon velký. Čím víc se bude změřená teplota blížit k požadované, tím bude výkon nižší, pokud bude změřená teplota stejná jako požadovaná, výkon bude nulový. Proporcionální složka je tedy vysvětlená.Pohrajme si nyní s nastavením proporcionální složky regulátoru. Bylo zmíněno,že odchylku regulátor vynásobí konstantou. Pokud má konstanta proporcionální složky hodnotu nula, nebude tato složka fungovat. Výkon bude nulový, ať jeodchylka velká, jak chce. Nastavíme konstantu na hodnotu 1. Když bude rozdílteplot třeba 10 stupňů, výkon bude 10 procent. Nastavíme konstantu na hodnotu100. Teď z toho máme termostat. Když je změřená teplota o jeden stupeň nižší, bude topit na 100 procent, když bude odchylka nulová, nebude topit.

Integrační složka regulátoru

Je to druhé písmenko v názvu PID regulátoru. Integrační regulátor vezmeodchylku, vynásobí ji konstantou a přičte si ji ke své složce. Znamená to, žepokud bude změřená hodnota nižší než požadovaná, integrační složka se budezvyšovat. Pokud změřená teplota bude vyšší než požadovaná, bude se integrační složka snižovat. Čím bude odchylka vyšší, tím rychleji se integrační složkabude měnit. Pokud bude regulátor pouze integrační, bude topit nejdříve málo,výkon se bude zvyšovat a po dosažení požadované teploty a jejím překročení sebude výkon snižovat. Po ustálení teploty na požadované hodnotě bude integrační složka nastavená na výkon, který je třeba pro udržení ustálené teploty (dodáváme stejný výkon, jakým se pražírna ochlazuje).
Nastavení konstanty pro integrační složku. Pokud bude konstanta nulová, neprojeví se integrační složka v regulátoru vůbec. Pokud bude moc velká, výkon po dosažení požadované teploty bude velký a teplota příliš překročí požadovanou hodnotu. Pokud bude nastavená optimálně, překročí teplotu, ale překmit bude jen jeden.

Derivační složka regulátoru

Je to třetí písmenko v názvu PID regulátoru. Derivační regulátor vezme rychlost změny odchylky a vynásobí ji konstantou. Když tedy teplota klesá, derivační složka zvyšuje výkon. Čím rychleji teplota klesá, tím vyšším výkonem bude derivační regulátor topit. Pokud bude teplota stoupat, derivační regulátor bude výkon snižovat. To se projeví velmi dobře právě v okamžiku,když začneme s rozehřátou pražírnou topit. Teplota se najednou začne snižovat a derivační složka na to může okamžitě reagovat zvýšením výkonu. Na druhou stranu, když teplota začne růst příliš rychle, výkon bude snižovat. Pokud bude konstanta pro derivační složku moc velká, bude se teplota dostávat na požadovanou hodnotu celkem pomalu, zato reakce na změnu se projeví velmi prudce na výkonu. Pokud bude konstanta pro derivační složku nízká, bude regulátor pomaleji reagovat na změny teploty.

To je zevrubný náhled, jak funguje pražírna Coffee-tech k dosažení ustálených výsledků pražení.PID funguje už od 70.let minulého století v automatizační technice od tepelné regulace po regulaci procesní. Jeho nasazení v pražících technologiích považuji za velký přínos pro pohodlí obsluhy na barech a v kavárnách,k diskusi ovšem zůstává jeho přínos emoční – uvaří lépe jídlo bezchybný kuchař robot nebo silná osobnost plná chyb,rozporů a nálad? Toto posouzení ponechám již na chuťových buňkách hostů a jejich aktuálního rozpoložení.