步琦實(shí)驗(yàn)室設(shè)備貿(mào)易(上海)有限公司
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BUCHI NIR-Online
步琦在線近紅外檢測(cè)烘焙咖啡
近紅外應(yīng)用
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簡介
咖啡作為一種提神醒腦的飲品,在全世界有非常廣泛的受眾群體,了解咖啡制作流程有助于愛好者們更好地品味每一杯咖啡獨(dú)特的風(fēng)味。種植在熱帶和亞熱帶地區(qū)的咖啡樹的品種主要分阿拉比卡(Arabica)和羅布斯塔(Robusta),前者多生長在高海拔地區(qū),對(duì)氣候和降雨都有較高的要求,因此產(chǎn)量較低,后者則生長于低海拔地區(qū),適應(yīng)性更強(qiáng)產(chǎn)量也更高。
常規(guī)成熟采摘后的咖啡都要經(jīng)歷預(yù)處理、干燥、去殼、分選、烘焙這幾個(gè)環(huán)節(jié),其中烘焙是影響咖啡風(fēng)味、香氣和口感的關(guān)鍵環(huán)節(jié),烘焙前的咖啡豆通常都是綠色的,在整個(gè)烘焙過程中會(huì)根據(jù)時(shí)間分成五個(gè)階段,即干燥階段、黃化階段、第一爆裂階段、發(fā)展階段和第二爆裂階段。在干燥階段時(shí),隨著水分蒸發(fā),咖啡豆逐漸變干,隨后在第二階段轉(zhuǎn)變成黃色,并開始釋放出香氣,在兩次爆裂階段都能夠聽到咖啡豆爆裂時(shí)發(fā)出的聲響,第一次代表淺烘焙的開始,第二次則代表深度烘焙的開始,在兩次烘焙之間的階段就是形成具體風(fēng)味的關(guān)鍵時(shí)期,根據(jù)工藝或烘焙師的喜好進(jìn)行調(diào)整,從而烘焙出各種風(fēng)味獨(dú)特的咖啡豆。在烘焙結(jié)束后要短時(shí)間內(nèi)迅速冷卻咖啡豆中止烘焙過程,并保留其風(fēng)味,之后就存儲(chǔ)起來以便后續(xù)的運(yùn)輸或品嘗。
通常烘焙過程中,溫度控制在 160-300 ℃,時(shí)間則是 5-20 分鐘,最終決定咖啡豆風(fēng)味的影響因素非常復(fù)雜。對(duì)于批量加工咖啡豆的生產(chǎn)企業(yè),能夠?qū)崟r(shí)快速地定量檢測(cè)烘焙后咖啡豆,是確保其產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定的關(guān)鍵。通常需要對(duì)產(chǎn)品中的水分和顏色進(jìn)行測(cè)量來判斷烘焙是否充分,傳統(tǒng)檢測(cè)水分的方法是利用烘箱烘烤后稱重或是相對(duì)快速的卡爾費(fèi)休,顏色則是通過色度儀進(jìn)行檢測(cè),以上方法都需要取樣后離線進(jìn)行操作,并且也比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力,取樣的產(chǎn)品會(huì)被破環(huán),且檢測(cè)結(jié)果存在滯后性。而步琦在線近紅外可以安裝在冷卻后的生產(chǎn)線上,通過大光斑的照射實(shí)時(shí)且無損地檢測(cè)每一顆烘焙后的咖啡豆的成分信息,了解產(chǎn)品即時(shí)的狀態(tài)。
▲ 咖啡烘焙流程
2
測(cè)量準(zhǔn)備
▲ 步琦在線近紅外探頭
步琦在線近紅外探頭:X-Three (可見光+近紅外)
檢測(cè)波長范圍:400-1700 nm
測(cè)量方式:漫反射
安裝方式:焊接法蘭
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測(cè)量效果
針對(duì)不同來源和工藝的烘焙咖啡產(chǎn)品,建立不同的測(cè)量模型,效果如下表所示:
表1:各烘焙咖啡產(chǎn)品的模型效果
產(chǎn)品 | 參數(shù) | 范圍(%) | SEC |
阿拉比卡 咖啡豆 | 水分 | 3.8-5.7 | 0.02 |
顏色 | 55-88 | 0.22 | |
羅布斯塔 咖啡豆 | 水分 | 2.8-5.2 | 0.12 |
顏色 | 52-86 | 1.5 | |
咖啡粉 | 水分 | 1.6-6 | 0.03 |
顏色 | 46-86 | 0.29 |
4
結(jié)論
通過建模效果清晰表明步琦在線近紅外可以同時(shí)測(cè)量烘焙咖啡產(chǎn)品的多個(gè)指標(biāo),為烘焙工藝提供即時(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù),方便企業(yè)快速調(diào)整工藝參數(shù),從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定,提高生產(chǎn)效率。
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