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Kaffee gehört zu den beliebtesten Getränken weltweit, und der richtige Röstgrad ist entscheidend für den optimalen Geschmack. Das Institut für Lebensmittelsicherheit der Hochschule Geisenheim untersucht unter der Leitung von Hans Severin die mechanischen und elastischen Eigenschaften von Kaffeebohnen zu Beginn und während des Röstprozesses, um den Fortschritt der Röstung auch im Bohneninneren zu erfassen. Hierbei kommt die Einsäulen-Prüfmaschine Zwickiline Z5.0 von Zwick Roell zum Einsatz.
Die Hochschule bearbeitet das Projekt gemeinsam mit der Firma Probat, einem Hersteller von Kaffeeröstanlagen. Eine große Herausforderung für die Wissenschaftler bestand darin, die Eigenschaften der Kaffeebohne zu messen, die durch ihre heterogene Struktur und variierende Größe schwer zu normieren ist. Mit der Zwickiline konnten die Forscher dennoch präzise Elastizitätsmessungen durchführen. Sie zeichnen dabei hauptsächlich Veränderungen der Farbe und der mechanisch-elastischen Eigenschaften von Kaffeebohnen während der Röstung inline auf – also innerhalb der Maschine und während des Röstens.
Schallmessungen mit KI
Die Farbe der Bohnen gibt den oberflächlichen Röstfortschritt wieder. Informationen zum Bohneninneren und damit der Durchröstung liefert ihre Elastizität, die sich während der Röstung verändert und über Schallmessungen unter Nutzung von künstlicher Intelligenz ermittelt wird. Die Brücke zwischen dem Schallsignal und den elastischen Eigenschaften schlagen die Elastizitätsmessungen an Bohnen unterschiedlicher Behandlung und Röstgrade.
„Zwick Roell verfügt über modernste und – vor allem – automatisierte Prüfverfahren mit komfortablen Auswertetools. Da es sich beim Kaffee um ein Naturprodukt mit großer Streubreite der Eigenschaften handelt, ist eine Vielzahl von Messungen erforderlich, um ein statistisch relevantes Resultat zu erhalten. Die hohe Messfrequenz lässt die Methode geeignet erscheinen, um sie auch für die Prozesskontrolle einzusetzen“, erklärt Severin. Die Inline-Prozesskontrolle der Hochschule Geisenheim ermöglicht eine genauere Überwachung der tatsächlichen Durchröstung der Kaffeebohnen. Dies führt zu einer Produktion von Kaffee in der gewünschten sensorischen Qualität – ohne Ausschuss. Ein weiterer Vorteil: Durch die präzise Prozessführung wird der CO2-Ausstoß erheblich reduziert.
