【应用】BUCHI NIR-Online步琦在线近红外检测烘焙咖啡

简介

咖啡作为一种提神醒脑的饮品，在全世界有非常广泛的受众群体，了解咖啡制作流程有助于爱好者们更好地品味每一杯咖啡独特的风味。种植在热带和亚热带地区的咖啡树的品种主要分阿拉比卡（Arabica）和罗布斯塔（Robusta），前者多生长在高海拔地区，对气候和降雨都有较高的要求，因此产量较低，后者则生长于低海拔地区，适应性更强产量也更高。

常规成熟采摘后的咖啡都要经历预处理、干燥、去壳、分选、烘焙这几个环节，其中烘焙是影响咖啡风味、香气和口感的关键环节，烘焙前的咖啡豆通常都是绿色的，在整个烘焙过程中会根据时间分成五个阶段，即干燥阶段、黄化阶段、第一爆裂阶段、发展阶段和第二爆裂阶段。在干燥阶段时，随着水分蒸发，咖啡豆逐渐变干，随后在第二阶段转变成黄色，并开始释放出香气，在两次爆裂阶段都能够听到咖啡豆爆裂时发出的声响，第一次代表浅烘焙的开始，第二次则代表深度烘焙的开始，在两次烘焙之间的阶段就是形成具体风味的关键时期，根据工艺或烘焙师的喜好进行调整，从而烘焙出各种风味独特的咖啡豆。在烘焙结束后要短时间内迅速冷却咖啡豆中止烘焙过程，并保留其风味，之后就存储起来以便后续的运输或品尝。

通常烘焙过程中，温度控制在 160-300 ℃，时间则是 5-20 分钟，最终决定咖啡豆风味的影响因素非常复杂。对于批量加工咖啡豆的生产企业，能够实时快速地定量检测烘焙后咖啡豆，是确保其产品品质稳定的关键。通常需要对产品中的水分和颜色进行测量来判断烘焙是否充分，传统检测水分的方法是利用烘箱烘烤后称重或是相对快速的卡尔费休，颜色则是通过色度仪进行检测，以上方法都需要取样后离线进行操作，并且也比较费时费力，取样的产品会被破环，且检测结果存在滞后性。而步琦在线近红外可以安装在冷却后的生产线上，通过大光斑的照射实时且无损地检测每一颗烘焙后的咖啡豆的成分信息，了解产品即时的状态。

测量准备

• 步琦在线近红外探头：X-Three （可见光+近红外）

• 检测波长范围：400-1700 nm

• 测量方式：漫反射

• 安装方式：焊接法兰

测量效果

针对不同来源和工艺的烘焙咖啡产品，建立不同的测量模型，效果如下表所示：

表1：各烘焙咖啡产品的模型效果

结论

通过建模效果清晰表明步琦在线近红外可以同时测量烘焙咖啡产品的多个指标，为烘焙工艺提供即时的检测数据，方便企业快速调整工艺参数，从而保证产品质量的稳定，提高生产效率。

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