Это что за покемон?

Long time ago in a galaxy far far away...

Когда-то давно, работая в компании Harvest Coffee, ныне почившей, я столкнулся с таким явлением, как Турецкие ростеры. Мы были дистрибьюторами компании Kuban Makina, которая начинала с производства кофемолок.

Незадолго до моего прихода в компанию было принято решение купить новую, только вышедшую модель ростера Kuban Supreme.

Очень быстро выяснилось, что спроектирован он откровенно хуево:

• очень большие теплопотери;

• отсутствие возможности перекрыть шелухоприемник на циклоне для чистки;

• отсутствие люка для чистки циклона и очень длинная улитка, которая, видимо, по задумке должна была помогать шелухе закручиваться в вихрь, но по факту являлась местом самого частого горения;

• соединения узлов не рассчитаны на постоянное обслуживание, в силу чего крепления выходят из строя;

• плохая тяга, т. к. не было просчетов вент.потоков, что приводило к пожарам в самых неожиданных местах;

• плохо спроектированный барабан, от чего кофе налипал и периодически вылетали «черныши»;

• алюминиевый охладительный стол, который долго держал тепло, и кофе остывал с каждым циклом все дольше;

• плохое качество металла (например, узел для регулировки зазора барабана очень быстро «слизался» от родного ключа, впрочем, как и ключ);

• атмосферная горелка малой мощности была выведена очень близко к передней стенке барабана, и прямо под ней, над охладителем, светила большая дыра. Все это приводило к тому, что пламя в передней части горелки подсасывало, и оно доходило почти до места, где кофе загружается. Следствием этого стала горящая шелуха в мече под барабаном, а в некоторых случаях её ещё и засасывало в охладитель, от чего всё это дело очень весело тлело.

• кривой софт, с которым решили вообще не церемониться и просто поставили ручную панель;

• ублюдская пневма, которая жутко пылила и толкала кофе воздушным потоком вверх в бункер с кофе (с каждым разом количество кофе, застрявшее в трубах, увеличивалось);

• кабель-порно, думаю, в Турции никто не слышал про кабель-менеджмент;

• неудобный доступ к узлам, которые нужно обслуживать.

Перечислять можно бесконечно, поэтому буквально сразу было принято решение купить «проверенную временем» базовую модель, которую Kuban выпускали уже лет 10.

Модель Base была сильно проще в своем исполнении, и благодаря этому действительно неплохо справлялась с задачей хорошо жарить кофе.

Некоторые проблемы там тоже присутствовали, общие на оба ростера, но в данном случае можно было закрыть на них глаза, т. к. машина была более стабильной, послушной и простой в обслуживании. Собственно, она и стала рабочей лошадкой, на которой жарилось всё, немного уравновесив мои впечатления о сумрачном турецком инжиниринге

Так тлеет пыль в старом Supreme

Даже в глубинах Казад-Дума

А так выглядит пожар в циклоне без возможности его потушить

Перебитый кабель

Уже исправленный циклон с люком и срезанной лишней спиралью.

Кофейный чак-чак, житель циклона

Горелка над охладительным столом

---

Примерно через полгода работы в Harvest компания SFT Trading привезла в Россию первую партию турецких ростеров Besca. Я заинтересовался в силу того, что визуально и по описанию ростеры выглядели достойно. Через неделю после привоза удалось выбраться посмотреть ростер вживую.

Качество сборки отличалось в лучшую сторону, как и исполнение узлов, но вопросы в целом тоже были. Видно, что это был не просто копипаст, а всё же вдумчивый подход к изготовлению. Софт визуально понятный, и что приятно — наличие инженерного меню для более тонкой настройки узлов. Можно было поставить ограничения мощности горелки, скорости вращения вентилятора и барабана и пр. Те же приколы с пневмой, но уже с встроенными весами, так что в целом это создавало гораздо более приятное впечатление, чем Kuban.

И вот спустя несколько лет я столкнулся с беской вживую на своей новой работе. Из отзывов на старте было:

• скорчинг, фейсинг, типпинг;
• пожары в циклоне (на выходе из ростера и на входе в циклон);
• отсутствие контроля в конце обжарки;
• плохая повторяемость;
• очень долгое остывание и перегрев ростера;
• кофе забивался под обод охладителя;
• черныши из барабана.

С этим всем нужно было что-то делать, тем более что, как мы все знаем, — плохому танцору что-то да мешает делать хорошо)

Так выглядит тление внутри циклона - снаружи

---

Первым делом я решил пройтись по стандартной процедуре: Снять дверцу барабана и установить вместо неё орг. стекло, чтобы посмотреть, насколько хорошо перемешиваются зерна в конкретно этом барабане. Рекомендованные производителем обороты – 52-55, и, к сожалению, кофе перемешивается так себе, адекватные обороты – 62.5-64.5. Конструкция лопастей не позволяет адекватно перемешивать кофе при более низких оборотах, что ведет к неравномерной обжарке и дефектам; при более высоких – возникает эффект центрифуги.

Море барабановращения

Параллельно с этим я решил настроить газовые клапана, которые отвечают за минимум и максимум мощности в горелке, и почистить саму горелку. С максимумом всё понятно: горелка достаточно мощная для такого объема ростера, и в целом максимум можно порезать программно, либо просто не давать 100% газа, а вот минимум, к сожалению, слишком мощный, но я сделал всё возможное (ниже горелка просто тухнет).

Горелка требущая чистки

Здесь я хотел бы сделать отступление и поговорить о такой вещи, как качество входящих данных.

Представим ситуацию:

Ваши упаковщики постоянно недо- или перегружают заказы покупателям, и вам хотелось бы иметь над этим больший контроль, чтобы не засыпать свою почту рекламациями клиентов. Помимо того, что вы ищете и решаете проблемы в самом устройстве процесса, вы устанавливаете камеры, и тут есть 2 варианта:

1. Камеры низкого разрешения;
2. Камеры высокого разрешения.

Обычно с камерами не заморачиваются и ставят их для того, чтобы играть в большого брата и прочие психологические триллеры с линейным персоналом:

• звук пишется – говори тише;
• жулик – не воруй и т.д., соответственно, на них экономят.

Вот у вас случилась рекламация: клиент говорит, что ему не доехал кофе, вы просматриваете камеры и видите такую картину – фасовщик берет пачку кофе и кладет её в коробку, вы отматываете назад, делаете зум, и перед вами: Степень сжатия по шкале ебучих шакалов – 10.

Акелла промахнулся, и выяснить, что же попало в коробку, а что нет, на деле не предоставляется возможным. Естественно, будь у вас более качественные и дорогие камеры – зум был бы не помехой, и отследить подобные огрехи было бы проще простого. Все это разговор о Low и High Quality Data. Теперь вернемся к нашим барабанам.

Термопара — это датчик температуры, состоящий из двух проводов из разных металлов, сваренных вместе на одном конце, называемом горячим спаем. Когда на этот спай воздействует температура, он генерирует электрическое напряжение, пропорциональное этой температуре.

Смотря на то, как крутится кофе, я так же обратил внимание на частую проблему – место, где стоит термопара.

По умолчанию установлены 2 термопары:

1. Температуру среды или ET (Environment Temp);
2. Температуру зерна или BT (Bean Temp).

Первый датчик стоял в трубе на выходе из ростера, что достаточно странное решение, потому что само местоположение как бы намекает на то, что это Outlet, то есть температура выходящего воздуха. Датчик зерна стоял на достаточно большом удалении от эпицентра обжарки, в районе 8:30-9 часов (если рассматривать барабан как циферблат часов), у окошка, через которое можно смотреть, как волнуется кофейное море в буре барабановращения.

Это тоже достаточно странное решение, ведь датчик показывает прежде всего собственную температуру, и от выбора места установки он либо более, либо менее погружен в измеряемую среду. Было видно, что дольше всего кофе находится у дверцы выгрузки из барабана, примерно на 6:30.

Та самая точка

Помимо места установки, заводские термопары достаточно толстые (4 мм), от чего они обладают инертностью, долгим откликом и ШАКАЛЯТ ДАННЫЕ. Если сравнивать график обжарки одного и того же кофе с установленными термопарами разной толщины, будет заметно, что более тонкая быстрее отзывается на изменения, от чего принятие решений обжарщиком может быть точнее и оперативнее.

Разница в термопарах

Через неделю, когда мне приехало всё нужное, я высверлил отверстие и установил датчик через термостойкую изоляцию, чтобы не снимать температуру с толстой дверцы.

Очень доволен исполнением заказанных термопар. Во-первых, 3 мм толщина — ощутимо быстрее, чем 4 мм. Во-вторых, то, как сделан крепеж. Обычно резьбовое соединение спаяно с датчиком, и выкручивая датчик, крутится и провод в оплетке, от чего есть ОЧЕНЬ большая вероятность перебить провод. Здесь же резьба не спаяна с датчиком, а вращается свободно, от чего можно не бояться повреждения кабеля.

Исполнение термопары

Что ж, температурные точки сместились, стал понятен реальный (ну или скажем более точный) прирост в градусах. Следом я решил поменять расположение датчика ET, перенеся его с задней части ростера в более традиционное место.

Новая точка ET

Тем не менее, реальное представление о том, насколько хорошо прогрет/охлажден ростер во время обжарки, всё ещё не было достигнуто, но обжарка стала более качественной, без прошлого дымного отпечатка, и это определенно прогресс.

Вскоре меня осенило, и я вспомнил, чего не хватало во всей этой истории. А имя этой недостающей детали – Inlet термопара, а именно температура входящего воздуха.

Отклик инлета на регулировки горелки

Когда я жарил образцы на таких ростерах, как Ikawa или Roest, Inlet термопара всегда сообщает температуру, которая поступает в камеру обжарки. В обычных случаях её игнорируют (нам ваш интернетлет и нахой ненужен), но в случае с конкретно этими двумя ростерами по этой термопаре выстраиваются наиболее точные и повторяемые профиля.

Данные датчики встречаются на барабанных ростерах нечасто (Diedrich, Probat P12III), а вот на воздушных ростерах они встречались ещё 20 лет назад: тот же Sievetz, Typhoon для обжарки семечек и орехов (ещё до кофе), Loring. Суть сводится к тому, что шкала мощности горелки 0-100% или давление газа в милибарах – это не очень точная метрика.

Условные 100% или 25 мбар на пустом/полном баллоне, или холодном/обогретом – это разные 100%, что данная термопара очень наглядно показывает.

Разница одинаковых регулировок на пустом\полном баллоне

Было решено взяться за старое доброе сверло и выяснять всё-таки “ЧТО ПРОИСХОДИТ?!”

GIF

Сверло по металлу, метчик на М6, павший смертью храбрых в толстом слое стали, ещё метчик, победитовая коронка – и вуаля. За толстой стеной металла меня ждала минеральная вата и тонкий слой, отделяющий всё это добро от камеры обжарки.

Все встало на свои места, и без показаний датчика было ясно, почему ростер так сильно греется.

Мне повезло, что ростер оказался в комплектации Full Automat, и покупали мы его с дожигателем, который не используем. Так как дожигатель работает от ростера, температура внутри дожигателя выведена на приборную панель, и её также можно вывести на компьютер. Собственно, этот слот я и использовал для подключения новой термопары; приятным бонусом стало, что ещё можно подключить как минимум 2 дополнительных датчика (итого 4), т.к. для их подключения есть слоты, но уже без вывода информации в заводскую панель.

Для теста я включил заводской протокол прогрева, прогрел ростер 30 минут и загрузил первый батч, потом второй и остудил ростер. Теперь с помощью HQ Data нам стали видны:

• Динамика прогрева ростера;
• РЕАЛЬНАЯ мощность горелки;
• То, как хорошо минвата в круг держит тепло;
• То, что считать теплоемкость/теплопотери/воздушные потоки – ВАЖНО, АЛЛО;
• Как теперь со всем этим добром работать.

Всего одна капля этого средства, и у вас термопара в правильном месте открыла полную картину происходящего.

• Теперь было видно, как ростер реагирует на регулировки газа и как лучше выстраивать профиля для наилучшего контроля обжарки (особенно в конце);
• Как выстраивать протокол между обжарками, а главное – его автоматизировать;
• Как лучше всего прогревать ростер (без перегрева);
• В целом открылся путь к построению автоматизации профилей и левел-апу обжарщика из крутильщика крутилок во вдумчивого оператора, свободного от постоянного нажимания кнопок.

Следующим и немаловажным шагом была замена целого узла – крыльчатки циклона вместе с улиткой. Под данный ростер, используя оригинальные чертежи для соответствия посадочных мест, изготовили ВНАТУРЕ ТУРБИНУ. Зачем?

• Теперь шелуха, которая могла остаться на выходе из ростера и на входе в циклон, – ТЕЛЕПОРТИРУЕТСЯ В НЕБЫТЬЕ.

Путь шелухи в KuliBesca

• Межбатч с ≈ 5 минут сократился до ≈ 2 минут.

2 минуты назад было 5

• Шум и износ двигателя уменьшился, т.к. для достижения одного и того же разряжения уменьшилось количество оборотов, нужных для этого.

Новая турбина

Из мелочей, которые были сделаны:

• Доп. болты для фиксации обода охладителя, чтобы кофе не ломался и не забивался в зазоры;
• Установлены клипсы для гофры, чтобы кабель от двигателя циклона не соприкасался с горячим металлом и не плавился;

Клипсы

• Спилена длинная кочерга в форме вопросительного знака внутри трубы в ростере, которая предназначалась для того, чтобы шелуха не забивалась в диф. манометр (проверено – не забивается и без неё);
• Заменена некоторая проводка для удобства, вроде кабеля, что подключает дестонер, чтобы его было удобно перемещать.

Конечно, теперь это уже не Пикачу Besca BSC-15 Gen 1, а KuliBesca, потому что кулибинскими усилиями мы сделали из неё кайфовый ростер.

Хотелось бы, конечно, ещё убрать часть мин. ваты, поменять лопатки и барабан с нержи на высокоуглеродистую сталь, порезать минимум горелки, поменять исполнение заслонки, которая перекрывает шелухоприемник, но это уже совсем другая история.

Ростер в сборе

To be continued… (возможно).

---

P.S.

Мне часто доводилось видеть, как обжарщики строят теории о своих действиях, отталкиваясь от низкокачественной информации или её недостатка, или, ещё лучше, – не пользуются обширной картиной в угоду своих представлений.

• тут воздуха поддам – будет больше конвекции;
• тут я скинусь, чтобы не было флика;
• ооо, 240°C ростер прогрет, надо остудить и грузиться.

К сожалению, качество образования оставляет желать лучшего, а входной порог в профессию по-прежнему остаётся достаточно низким. Художник и физик, смотря на одно и то же, сделают разные выводы о происходящем.

Ровно столько же я вижу интересных историй про воздушные ростеры, вроде:

• коммерция – да, спешелти – нет;
• воздух не для фильтра;
• кофе хлебный, запечёный;
• на воздухе не получить такого тела напитка.

Не так давно меня поразил комментарий в чате профессионального сообщества в споре о плюсах и минусах оборудования: “В чем инновационность вашего оборудования, если под него нужно переучиваться?” Аргумент профессионального луддита. Сразу представляю себе недовольство водителя гужевой повозки или тройки лошадей на появление машин – надо учиться давить на педали и ПДД.

У любого оборудования есть свои плюсы и минусы: какие-то обусловлены качеством сборки, какие-то – неудачными инженерными решениями, какие-то – отсутствием своевременного техобслуживания, но в большинстве случаев, если хорошенько подумать, можно придумать решение, которое сделает пользовательский опыт (как потребителя, так и оператора ростера) более качественным и приятным, не говоря уже о том, что оборудование нужно подбирать под конкретный запрос. Даже на самом херовом оборудовании можно делать хороший продукт – дело только в приложенных усилиях и их конечной стоимости для вас как производителя (нервы, время и пр.).

Работа обжарщика – это безусловно творческий процесс, но это также и монотонный труд оператора станка, со всеми вытекающими требованиями и последствиями. Стабильность и качество – вещи, друг без друга теряющие в цене, потому что стабильно хреново и случайно хорошо – в целом неприемлемо для любого уважающего себя производства или бизнеса. Да, человеческого фактора и ошибок не избежать, но жарить кофе как слепой котёнок в то время, когда технологии позволяют делать это лучше, – странный выбор.

Мой канал в телеграме