Виробництво Кави

На світовому ринку кава посідає позицію № 2 (після мінеральної олії).

 В джутових мішках або контейнерах сирі зерна кави потрапляють на контрольні ваги, а потім на сортувально-очисні машини, де здійснюються операції механічного очищення зерен кави від пилу, бруду та інших сторонніх домішок.

Зерна кави зберігаються в силосах на 150 тонн.

Залежно від їхньої кількості, на підприємстві може зберігатися до 5 000 тонн кави. Вимірювання рівня заповнення силосів проводиться безперервно за допомогою рівнемірів WIKA, а для захисту від переповнення використовуються граничні вимикачі WIKA.

    Для розвитку характерного кавового аромату, зерна кави обсмажуються за атмосферного тиску з поступовим збільшенням температури обсмажування (від 100°С до 200°С). Температуру продукту вимірюємо за допомогою термометрів опору WIKA TR-10, або біметалічних термометрів WIKA R52. Волога, що міститься в зернах, випаровується і об'єм зерен збільшується вдвічі. Зовнішня оболонка зерен кави руйнується, і зерна набувають темно-коричневого кольору. Під час обсмажування зерен втрата ваги досягає 20%.

    Обсмажування зерен проводиться в бункері циліндричної форми, що обертається у вертикальному положенні. У центральній частині бункера технологічний газ інтенсивно змішується із зернами кави. Кількість зерен, температура технологічного газу, його об'єм і тривалість циклу можуть регулюватися, і якість готової кави визначає саме ці параметри. Температура технологічного газу має контролюватися з високою точністю (за допомогою прецизійних електронних термометрів WIKA).

Цикл обсмажування завершується процедурою дозованого зрошення зерен водою, що має певну температуру та протягом певного часу.

Після охолодження дрібні сторонні домішки видаляються шляхом просіювання.

    Транспортування обсмаженої кави в бункери, контейнери, зважувальні пристрої, млини та пакувальні машини здійснюється за допомогою стрічкового конвеєра, шнекових живильників або пневматичних систем, обладнаних спеціальними датчиками, що сигналізують про припинення подачі зерен. Бункери для зберігання обсмаженої кави мають дуже крихку конструкцію і зазвичай армуються сталевими тросами. Безперервне вимірювання рівня (ступеня заповнення) бункерів проводиться тільки за допомогою завадостійких ультразвукових систем.  

Дроблення обсмажених зерен зазвичай забезпечується в млинах, продуктивність яких досягає 6 т/год. Фасування в банки або пакети здійснюється за допомогою вакуумної машини або в атмосфері вуглекислого газу, азоту чи їхньої суміші.
    Проблема своєчасної реалізації швидкопсувних продуктів успішно вирішується завдяки технології сушіння під час глибокого заморожування, застосування якої дає змогу видалити з продукту вологу (зазвичай воду).

    Незважаючи на те, що всі переваги процесу сушіння під час глибокого заморожування відомі вже понад 50 років, більшість регулювальних процедур до теперішнього часу виконуються вручну. Автоматизація цього процесу вимагає нових методик визначення параметрів "готовності" продукту. Найважливішим із цих параметрів є точний момент часу завершення процесу сушіння. Наявність аналізатора, що дає змогу зареєструвати момент часу, коли з продукту відбулося повне видалення вологи, має величезне значення для підвищення продуктивності сушарки, оскільки дає можливість точно визначити момент завершення процесу сушіння.

    Коли продукт містить велику кількість води, за допомогою аналізаторів водяної пари можна отримати дані, що свідчать про завершення процесу. Навіть у тому випадку, коли необхідно видалити суміш органічних розчинів і води, використання цих аналізаторів дає змогу визначити відносну еталонну точку, яка свідчить про те, що розчин видалено.

Збільшення терміну зберігання часто розглядається як збереження певних фізичних і хімічних властивостей продукту при видаленні вологи. Таким чином, перший етап процесу полягає в заморожуванні продукту з метою збереження його структури. Оскільки різні хімічні компоненти продукту можуть мати різні температури замерзання, температура заморожування (тобто температура, до якої охолоджується продукт) має бути заздалегідь нижчою за температуру замерзання найбільш "стійкого" компонента.

    Після досягнення температури заморожування починається фаза сушіння, під час якої пари води "витягають" вакуумним насосом і конденсуються при температурі -40°С на поверхні конденсації, розміщеній біля продукту.

    Цей процес, званий головним циклом сушіння, може тривати від кількох годин до кількох днів.  При цьому вода безперервно "витягується" з продукту з постійною інтенсивністю, що реєструється аналізатором, і при постійній температурі (зазвичай температура точки роси лежить в діапазоні -35°С...-65°С). Якщо вологу з продукту вдається видалити повністю, то контейнер із продуктом запаковують і видаляють із камери. В іншому разі продукт піддається процедурі вторинного сушіння. Контроль циклу вторинного сушіння також може здійснюватися за допомогою аналізатора вологи (природно, з урахуванням типу продукту і повторюваності результатів).

    Думка про використання аналізатора вологи для контролю процесу сушіння під час глибокого заморожування може здатися "лежачою на поверхні". Однак, для надійного функціонування датчиків протягом усього процесу необхідно застосовувати спеціальні адаптери. Їхнє застосування зумовлене тим, що процес складається з великої кількості циклів. Оскільки після обробки кожної партії продуктів необхідно забезпечити стерилізацію камери парою, для виявлення водяної пари в камері використовується відповідні датчики. Вплив високотемпературної пари та висока концентрація вологи можуть вивести датчик з ладу. Щоб унеможливити це, розроблено систему захисту датчика, що забезпечує вибірковий режим реєстрації.

    Для збереження стерильних умов передбачено біологічний бар'єр, стерилізація якого може бути проведена в межах системи. Оскільки момент завершення процесу необхідно тільки зареєструвати, датчик піддається впливу несприятливих умов протягом завершальної стадії процесу (приблизно 1/3 від тривалості всього процесу).

    Таким чином, істотно скорочується час впливу на датчик хімічно активних речовин, що містяться в деяких технологічних розчинах. По завершенні процесу і до наступного циклу вимірювання датчик ізолюється спеціальною заслінкою.