Specialty Coffee Association

IRAN
 

انواع ماشین های برشته کاری قهوه Coffee Roasting Machine Design


انواع ماشین های برشته کاری قهوه  Coffee Roasting Machine Design


یک ماشین برشته کن یک آون خاص است که انتقال حرارت به دانه های قهوه را توسط جریان هوای داغ به همراه هم زدن پیوسته دانه ها به منظور برشته شدن یکنواخت انجام می دهد. امروزه انواع مختلفی از این ماشین های برشته کن در صنعت قهوه وجود دارد که شامل برشته کن های استوانه ای قدیمی،. برشته کن های استوانه ای با حرارت غیر مستقیم، برشته کن های بستر سیال، برشته کن هایی با سیستم گردش هوای داغ و انواع دیگر می باشد. در برشته کن های با سیستم گردش هوای داغ، مقدار زیادی از خوای خروجی به محفظه مشعل برگردانده می شود که کمک به تولید حرارت در برشته کن می نماید. در اینجا اصطلاح تک مسیر برای ماشین هایی که سیستم گردش هوای داغ را ندارند استفاده میکنم. هر نوع برسته کن دارای مزایا و معایب خاصی است. هیچ مدل جدیدی نتوانسته است محبوبیت مدل های قدیمی را داشته باشد و طراحی برشته کن ها تغییر چندانی در قرن اخیر نداشته است.

برشته کن های قدیمی استوانه‌ایClassic Drum
یک برشته کن قدیمی دارای استوانه، شامل یک سیلندر استوانه از استیل یا آهن است که به صورت افقی دور یک محور مرکزی میچرخد و همچنین دارای یک شعله باز در زیر استوانه است. شعله هم استوانه  و هم هوای کشیده شده از داخل استوانه را گرم می کند.
یک فن هوای گرم را از مشعل کشیده و از داخل دانه عبور داده و سرانجام دود، بخار و تمامی ضایغات حاصل از برشته کردن را از طریق یک لوله عمودی خارج میکند.
در این برشته کن ها دانه ها با هم برخورد میکنند در حالیکه حرارت را از طریق هدایت با برخورد مستقیم با دیواره استوانه و از طریق جا به جایی با جریان هوای گرم دریافت میکنند.
در پایان برشته کردن، برشته کن درب ماشین را باز کرده و دانه ها را داخل محفظه خنک کن تخلیه می کند که از طریق یک فن قوی با تزریق هوای اتاق دانه ها را سریعا خنک میکند.
بهترین مدل برشته کن های استوانه‌ای، آنهایی هستند که دارای دولایه استوانه فلزی داخل هم هستند که فاصله این دو استوانه حدود چند میلی متر است. در این نوع برشته کن ها به دلیل تماس غیر مستقیم استوانه داخلی با مشعل، استوانه بیردنی گرم و استوانه داخلی سرد باقی میماند. این طراحی باعث کاهش انتقال حرارت از طریق هدایت شده و خطر انواع سوختگی های سطحی دانه را کاهش می دهد.
نکته : اگر شما میخواهید برشته کن استوانه ای قدیمی بخرید، پیشنهاد می شود که حتما از نوع استوانه دوجداره باشد.

مزایای این طراحی :
تک مسیر بودن هوا در این برشته کن ها سبب پاکیزه گی محیط اطراف ماشین شده و استوانه برشته کن به عنوان یک سیستم حرارتی بسیار کارآمد، انتقال حرارت را از طریق هدایت به ویژه در چند دقیقه اول برسته کردن انجام میدهد.

معایب :
گرم کردن بیش از حد استوانه فلزی به راحتی میتواند باعث سوختگی سطح دانه های قهوه شود.

برای کاهش هزینه برخی از سازندگان به جای استفاده از دو استوانه، تنها یک صفحه فلزی محافظ بین شعله و استوانه نصب کرده اند.  علی رغم اینکه این سازندگان ادعا می کند که برشته کن های تک دیواره ای  با صفحه محافظ معادل برشته کن های دو جداره است.  اما مشکل این است که صفحه محافظ  به دلیل موقعیت ثابت و تماس دائم با شعله   بیش از اندازه داغ می شود.  درحالیکه در دوجداره،  چرخش استوانه خارجی مانع از افزایش حرارت به این صورت میشود.  به عنوان مثال حرارت صفحه محافظ در یک برشت معمولی  با حرارت سنج مادون قرمز حدود ۵۱۰ درجه سانتی گراد بود.  حرارت زیاد صفحه محافظ سبب اختلال در کنترل برشته کردن توسط برشته کن به دلیل انتقال زیاد حرارت  با تابش می شود حتی در زمانی که مشعل خاموش باشد.

برشته کن های استوانه ای غیر مستقیمIndirectly Heated Drum
ماشینهای برشته کن استوانه‌ای با حرارت دهی غیر مستقیم،  هوای داغ را از محفظه احتراق به داخل استوانه میفرستد.  این طراحی استوانه را از تماس مستقیم با مشعل محافظت می کند  و به برشته کن  این امکان را می دهد  تا از دماهای بالاتر بدون سوختگی سطحی دانه ها استفاده کند.  همانند برشته کن های قدیمی در این برشته کن ها نیز هم زدن دانه ها به منظور برشته شدن یکنواخت و همچنین تخلیه در محفظه خنک سازی در پایان برشته کردن انجام می شود.



مزایا
حرارت دهی غیر مستقیم استوانه  به پاکیزگی محیط برشته کن،  امکان برشت سریع در دماهای بالاتر،  کاهش خطر سوختگی سطحی  نسبت به برشته کن های قدیمی

معایب
این طراحی کارایی سوخت کمی کمتر از انواع قدیمی دارد.

بستر سیالFluid-Bed
برشته کن های بستر سیال متکی به جریان هوای زیادی هستند تا دانه را در هوا معلق نگه داشته و در محفظه برشته کن بچرخاند.  به دلیل کاهش دانسیته دانه با پیشرفت برشته شدن،  برای حفظ معلق بودن دانه،  در این ماشین ها ابتدا از جریان هوای زیاد و با پیشرفت برشته کردن جریان هوا کاهش می یابد.  بیشتر برشته کن های بستر سیال دارای محفظه خنک کننده مستقل مانند طرح های قبلی نیستند و به جای آن،  هوای محیط در انتهای برشت به داخل محفظه برشته کن فرستاده شده و دانه را خنک می کند.
این سیستم خیلی ایده‌آل نیست چون سطح محفظه هنوز داغ است و مانع خنک کردن سریع دانه برشته شده میشود.  بیشتر مصرف کنندگان برشته کن های بستر سیال،  معمولاً یک محفظه خنک کننده مستقل خریداری و استفاده می کند.



مزایا
این برشته کن ها قابل اعتماد و مقرون به صرفه هستند،  سطح کاملا سالم دانه بدون هیچ تغییری و احتمال سوختگی سطحی بسیار کمی دارند.



معایب
جریان هوای زیاد سبب تخریب طعم و کاهش راندمان سوخت می شود.
برشته کن باید تعادل بین گاز و جریان هوا را به منظور ایجاد بوی مطلوب  و دلخواه و غوطه وری مناسب دانه تنظیم نماید.
برشته کن های بستر سیال، انتقال حرارت را کاملا از طریق جابجایی انجام می دهد.  هوا در محفظه احتراق گرم شده و از محفظه برشته کن عبور می کند و سپس برشته کن  را از طریق دودکش ترک میکند.  در حالی که پوسته ها در سیکلون جمع می‌شوند. دانه ها از طریق دریچه ای وارد  برشته کن میشوند،  از طریق جریان هوای گرم به حالت معلق در می آیند و از طریق درب تخلیه می شود.

سیستم های دارای گردش هوای داغRecirculation
در مقایسه با برشته کن های تک جریان که قبلا توضیح داده شد،   سیستمهای دارای گردش،  مقداری از هوای داغ خروجی برشته کن را به  محفظه احتراق برای بازیافت انرژی برمی‌گردانند  که این سبب کاهش مصرف سوخت در فرایند برشته کردن می شود.  اخیراً این ماشین ها محبوبیت بسیاری را در بین دوستداران محیط زیست پیدا کرده‌اند،  زیرا دارای سوخت پایین،  ممانعت از سوختگی سطحی بوده و شرایط برشته کردن خیلی ثابت،  مرطوب و تکرار پذیری را فراهم می کنند.  محیط ثابت مزایای جانبی زیادی را برای بهبود قابلیت نرم‌افزار برشته کردن خودکار  به منظور انجام برشته کردن بر اساس پروفایل تعریف شده  فراهم می آورد.  تنها اشکال قابل توجه در این طراحی،  بالای بوی سوختگی به دلیل مجاورت دانه‌ها با هوای گرم حاوی دود است.


 
مزایا:
سیستم گردش هوای گرم سبب افزایش راندمان سوخت و برشته کردن سریع می شود.
حداقل خطر سوختگی سطحی دانه ها،  تسهیل عملکرد نرم‌افزار برشته کردن خودکار در صورت هر گونه استفاده


معایب:
برشته کنندگان گاهی ایجاد بوی دود را در محصول گزارش کردند.
این برشته کن های گردشی بیشتر هوای داغ خروجی را به داخل استوانه برشته کن برمی‌گردانند و انتقال حرارت تقریباً به طور کامل توسط جابجایی انجام شود.  در این طراحی ها مشعل کار افتربرنر را نیز  انجام می دهد  یعنی سوزاندن ذرات معلق در هوای خروجی قبل از اینکه از دودکش خارج شوند.

روند پیشرفته برشته کردن
برشته کن ها  تمایل دارند بیشتر بر ابتدا و انتهای یک برشت متمرکز شوند . این مراحل شرایطی دارند که اگر بیش از حد ساده انگاشته شوند ممکن است باعث برداشت اشتباه از فرایند برشته شدن شوند.  در ادامه متوجه خواهید شد که تمام منحنی برشته شدن  تاثیر بر مرحله خشک شدن و توسعه در طول برشته کردن دارد.

 

نویسنده : اسکات راوو

ترجمه :آیسان خاور میانه کالا 

بازنویسی : خانه قهوه تخصصی


x