Vorwärmung

Vorwärmung von Rohkaffee

In Zeiten hoher Rohstoff- und Energiekosten müssen sich die Kaffeeröster nicht nur Gedanken um die Qualität ihrer Röstprozesse machen, sondern diese vor allem in Hinsicht auf Energieeinsparung und Kostensenkung optimieren. Meist bringt nur eine Kombination verschiedener Maßnahmen eine nennenswerte Reduktion der Energiekosten. Eine effiziente Möglichkeit, Energie zu sparen, ist die Rohkaffee-Vorwärmung.

Kaffee rösten erfordert nach physikalischen Gesetzen eine Wärmeenergie von etwa 700-750 kJ pro Kilogramm Bohnen. Der Hitzetransfer in die Bohne findet durch verschiedene thermodynamische Prozesse statt:

  • Konduktiv (Wärmeübertragung durch Kontakt mit erhitzter Oberfläche
  • Konvektiv (Wärmeübertragung durch Heißluft)
  • Strahlungswärme

Die Methoden sind abhängig von der Art der Röstmaschine und vom gewählten Röstverfahren. Die unterschiedlichen Röstmaschinen und ihre Wärmeübertragung verursachen Abgastemperaturen von etwa 250 bis 450°C, abhängig vom Röstprozess und der Abgasreinigungsmethode. Diese Wärmeenergie der Röstabluft kann durch Vorwärmung des Rohkaffees vor dem Röstvorgang zurück gewonnen werden. Das Prinzip der Rohkaffee-Vorwärmung funktioniert so: Vor dem eigentlichen Röstvorgang wird die Rohkaffee-Charge in einer Vorwärmkammer auf eine Temperatur knapp unter oder um 100 °C vorgewärmt, bevor sie in die Röstkammer gegeben wird. Die in den Bohnen gespeicherte Wärmeenergie kann nicht nur den anschließenden Röstvorgang verkürzen, auch die aufgewendete Energiemenge beim Rösten sinkt dadurch, was wiederum zu einer Reduzierung des CO2-Ausstoßes führt. 

Die Vorwärmsysteme können zu einen die Energiekosten um bis zu 25% senken, zum anderen auch die CO2-Emission um etwa ein Viertel reduzieren. Durch die Vorwärmmaßnahme werden aber nicht nur Kosten und Emissionen gesenkt, auch die Kapazität der Röstmaschinen kann dadurch um bis zu 20% gesteigert werden.

Die Höhe der Einsparungseffekte hängt zum einen von der Röstdauer ab. Je länger die Röstzeit, desto mehr Hitze kann zur Vorwärmung wieder eingebracht werden. Zum anderen spielt die Temperatur der Abgase eine Rolle.

Sinnvoll und effizient ist die Vorwärmtechnik allerdings erst ab einer Röstdauer von mehr als vier Minuten, damit sich die positiven Effekte bemerkbar machen können. Ab einer Röstleistung von 500 kg pro Stunde lohnt sich die Anschaffung beziehungsweise Nachrüstung mit einem Rohkaffee-Vorwärmsystem.

Bis jetzt nutzen nur wenige Röster diese Möglichkeit, Energie einzusparen. Der Röstmaschinen- und Anlagen-Hersteller Neuhaus Neotec geht allerdings davon aus, dass Rohkaffeevorwärmung bei der Errichtung neuer Röstanlagen schon bald zum Technikstandard gehören wird.

Die Ersparnis hängt ab von:

1. Röstzeit (je länger, desto mehr Energie kann rückgewonnen werden)
2. Der Ablufttemperatur

Neuhaus Neotec bietet zwei Varianten an:

Option 1:
Reinluftvorwärmung (Umgebungsluft wird über einen Wärmetauscher erwärmt)

Option 2:
Abluftvorwärmung (Die Abluft ist in direktem Kontakt mit den Rohkaffeebohnen, wodurch sich eine höhere Effektivität ergibt)