Quest M3: Messungen

Diskutiere Quest M3: Messungen im Vom Rohkaffee zum Selbströster Forum im Bereich Rund um die Bohne; Ich habe mir die Trommel des Quest M3s bestellt, da meine Versuche meine bestehemde Quest-Trommel zu modifizieren kläglich gescheitert sind. Ziel...

  1. Gaggia

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    Ich habe mir die Trommel des Quest M3s bestellt, da meine Versuche meine bestehemde Quest-Trommel zu modifizieren kläglich gescheitert sind.
    Ziel ist es endlich ein wenig mehr Energie zu den Bohnen zu bekommen und nicht um die Trommel herum in die Abluft.
    Um den aktuellen Zustand zu dokumentieren, habe ich ein paar simple Messreihen gemacht.
    Vielleicht helfen die ja mal jemandem etwas.
    Mein Röster ist modifiziert mit Löchern unter den Heizelementen (zu sehen hier), der originale Lufteinlass ist verschlossen.
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    [​IMG]


    BT ist rechts unten bei der "normalen" Messstelle gemessen, ET mit einem 1 mm Mantel-Thermolelement durch die obere rechte Inbus-Schraube (gebohrt) ca. in der Mitte der Trommel)
    Ich habe immer gewartet bis sich die Temperaturen möglichst im steady-state befunden haben.
    Alles natürlich ohne Bohnen.

    Die ET verhält sich ziemlich brav linear zur abgegebenen Leistung. Das ist doch mal nett.
    Hingegen die Stromanzeige stimmt nicht wirklich bzw. hat einen rechten Offset. Jetzt wo ichs mir überlege, könnte man das Ampèremeter vermutlich verstellen. Ich habe aber sowieso ein Leistungsmessgerät in der Steckdose. Das ist einfacher.

    Die ET-Abnahme mit gesteigerten Ventilator ist auch noch spannend. Logischerweise wirds kälter wenn mehr Luft aufgeheizt werden muss (bei gleicher Leistung), aber entweder macht der Venti ab Stufe 6 nicht mehr viel mehr Wind, oder die Luft geht woanders durch, wo ich nicht messe.

    Jetzt bin ich mal gespannt wie sich das Ganze verändert mit der neuen Trommel.
     
  2. Gaggia

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    Noch als Ergänzung:

    Kaffeebohnen haben eine spezifische Wärmekapazität von (je nach Literatur) ca. 2.5 kJ/kg*K

    Wenn ich also 250g Bohnen von 20 °C auf 210 °C in 12 Minuten aufheize (als Beispiel) bräuchte ich eine theoretische Leistung von 165 W (bei 100% Effizienz)
    Ich brauche aber mit meinem Quest eher im Schnitt > 800W.
    Die Effizienz des Wärmetauschs ist also unter 20%. Das muss besser gehen. Und wenn ich nur auf 25% komme, würde das im Beispiel die Röstzeit um 2 Minuten verkürzen.
    Der Quest hat mehr als genug Leistung.

    Immer ungeachtet irgendwelcher Reaktionen die stattfinden, d.h. konstantes c.

    Die Mehrkonvektion durch die verkürzte und hinten gelochte Trommel sollte helfen.
     
  3. #3 gunnar0815, 19.01.2017
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    Vielleicht muss ja die Leistung vom Ventilator wie mein Licht zum Quadrat hin ansteigen um die doppelte Luft zu befördern? (das ist Quatsch)
    Sieht finde ich wie eine Quadratkurve aus.
    Hab mir jetzt nicht alles durchgelesen die Kurve von Ventilatoren sieht wohl aber so komisch aus
    https://de.wikipedia.org/wiki/Ventilatorkennlinie
    Der Gegendruck macht es wohl
    Gunnar
     
  4. #4 gunnar0815, 19.01.2017
    Zuletzt bearbeitet: 19.01.2017
    gunnar0815

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    Wenn ich Röste brauche ich nicht zu Heizen die Effizienz eines Rösters ist wohl nicht gerade toll.
    20 % kommt vielleicht hin.
    Der Gene hat 1300 W für 220-300 g Bohnen und braucht ca. 16-18 Min.
    Der Hottop hat glaube ich auch nur 750 W.
    Gunnar
     
  5. Gaggia

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    Hmmm... Der Gene hat ja eine gelochte Trommel. Da wird wohl die Effizienz herkommen.

    Aber Du hast recht irgendwo ist der Wärmeübergang Luft-Bohne vermutlich limitierend.

    Hatte mal einen grossen semifluidisierenden Haselnussröster (eigentlich pure Konvektion) zu betreuen und gleichzeitig einen alten Kugelröster. Beide für 250 kg Batches. Beide hatten ca. gleich lang, nur dass der Kugelröster ca. 9 Nm3/h Gas gezogen hat und der Konvektionsröster um die 20 Nm3/h.

    Alle Erfahrungen von Anderen sprechen aber für eine Verbesserung... ich hoffe weiter. ;-)

    Ach und ja Du hast natürlich recht. Die Kennlinie von einem Radiallüfter wie im Quest wird nach oben flacher (bzw. zur Seite, je nach Zeichnungssrichtung)
     
  6. #6 gunnar0815, 20.01.2017
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    Meintest den Hottop oder?
    Das würde Gene 1300W zu Hottop 750W erklären.

    Gunnar
     
  7. Gaggia

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    ähhh... genau! Peinlich!:oops:

    Ja, vermutlich. Bei dem puren Konvektionsröstern wurde mit einem Überschuss an heisser Luft geröstet, dafür konnte man aber die Lufttemperatur tiefer halten, was dann wieder die empfindlichen Öle in den Nüssen gefreut hat.

    Die klassischen Trommelröster bieten eigentlich einen Mix aus Konduktion und Konvektion, je nach Einstellung des Gebläses mehr oder weniger.
    Der Quest mit seinem eher knappen Spaltmass an der Rückseite der Trommel, ist (hoffentlich schon bald war) eher konduktionslastig. So jedenfalls meine Erfahrung.
     
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  8. UliD

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    Schöne Zusammenstellung! :)
     
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  9. Gaggia

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    Sooo... heute das erste Mal mit der neuen Trommel geröstet.

    Ich bilde mir ein das Ramping nach dem TP jetzt schneller geht, bzw. ich die Luftklappe früher schliessen kann und trotzdem in passabler Zeit rösten kann.
    Dazu muss ich mal mit beiden Trommeln versuchen die gleichen Bedingungen zu schaffen. Dafür hatte ich heute noch keine Lust. Musste erst wieder das Gefühl entwickeln.

    Ab FC muss ich jetzt massiv Leistung zurücknehmen, damit der Anstieg gebremst wird. Da hilft die neue Trommel und ev. auch meine Lufteinlässe durchaus. Sogar bei nur 650 W mit 250g und vollem Lüfter ists fast immer noch zuviel.

    Üben, üben...
     
  10. Stefan

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    Das ist vielleicht etwas mißverständlich ausgedrückt - Luft wirkt per se eher als Isolator, mit ihr als Medium zur Wärmeübertragung muß man einen gewissen offset berücksichtigen bzw. mit einer höheren Temperatur arbeiten als bei einem Trommelröster mit Konvektionsbeheizung. Selbst professionelle Fluid bed-Röster arbeiten je nach Röstgrad mit Temperaturen zwischen 230 und 240°C. Dieser offset ist beim Rösten mit Kontaktwärme, bzw. mit traditionellen Trommelröstern geringer. Man sollte dann noch einwerfen daß moderne Trommelröster mit Luftmengensteuerung aus technischer SIcht eher mit einer Mischung aus Kontakt- und Konvektionswärme arbeiten.
     
  11. Gaggia

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    Hmm... Ich muss fairerweise sagen, dass ich Kaffee Fliessbettröster nicht aus eigener Erfahrung kenne. Der erwähnte Röster war für Haselnüsse und Mandeln.

    Zum Wärmeübergang Konduktion vs. Konvektion:
    Ja, ohne die Daten genau zu kennen, ist der Wärmeübergang Stahl-Kaffeebohne (das konduktive Element) ziemlich sicher grösser als der Luft-Kaffeebohne(konvektiv), wobei das genaue Ausmass noch ein bisschen abhängig von der Feuchte der Heissluft ist (gibt Röster mit Dampfeinlass).

    Insgesamt ist ein Heissluftröster aber de fakto ein sehr grosser Wärmetauscher. Deshalb gilt meine Aussage im Prinzip schon: je höher der Luftstrom, desto tiefer kann ich dessen Temperatur wählen um zum gleichen Ergebnis zu kommen. Mit höherem Luftstrom erhöht sich die mittlere Temperaturdifferenz Luft-Röstgut (der erwähnte Offset) und damit die übertragene Wärme.

    Ich bin nicht sicher ob der erwähnte Offset (der jetzt eher gering ist, wenn man annimmt, die Bohnen müssen auf 200-210°C) wenn er denn tiefer sein könnte, nicht aus wirtschaftlichen Gründen so ist. Wie im original post erwähnt ist diese Vorgehensweise ja eben recht ineffizient.

    Weniger, dafür heissere Luft ist effizienter, halt eben weil ein hohes Delta-T den Wärmeübergang am meisten pusht, wobei das eben nicht immer gewollt ist. So von wegen schonend rösten.

    Zu den Luft- vs. Trommelröstertemperatur: die Trommel ist ja auch recht heiss(effektive Werte kenne ich nicht) Dort ist die Kontaktzeit dafür durch die Trommelbewegung limitiert.

    Und eben: genau den erwähnten variablen Mix aus Konduktion und Konvektion strebe ich beim Quest an um die erwähnten Effekte zur Steuerung des Röstprofils zu nutzen.
     
  12. #12 cafesolo, 29.01.2017
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    Die Trommeln in den kleinen Heimröstern sind nicht vergleichbar mit den Trommeln großer Trommelröster. Die Materialstärke ist recht dünn und die Hitze/Wärme wird sehr schnell an die Bohnen gegeben. Bei guten Trommelröstern ist dies nicht der Fall, da wird die Wärme über entsprechendes Material bzw. Materialstärke viel langsamer und schonender an die Bohnen gegeben. Mansche Trommeln bestehen deshalb auch aus mehreren Schichten um diesen Effekt zu erzielen und gleichzeitig Material zu sparen.
     
  13. UliD

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    Ja, das kenne ich. Bohnenabhängig - es gibt die, die im FC dazu neigen zu crashen und dann steil hochgehen, und es gibt die, die von vorneherein kaum zu bändigen sind. Und dann gibt es noch... ;)
    Ich stelle mal ein Profil von kaum-zu-bändigen ein. Es ist nicht als Vorbild gedacht; ich hätte den Temperaturanstieg im FC lieber flacher. Du kannst aber einfach mal meine Einstellungen und Werte ansehen und vielleicht Schlüsse für dich daraus ziehen.
    [​IMG]
    Ich habe den Eindruck, dass man nicht mit zu niedrigen Energieeinstellungen in den FC gehen darf, da er sonst eher unmotiviert vor sich hin plätschert (und der Kaffee danach genauso schmeckt). Volle Luft zieht Energie, die möglicherweise gegen Ende des FC fehlt, um die Temperatur nicht stagnieren zu lassen. Daher stelle ich nur kurz zu Beginn des FC auf volle Luft, um Wasserdampf abzuziehen und Energie von außen in die Trommel zu ziehen.
    Das sind nur Gedanken und Versuche, nicht das Richtige. Vielleicht denke ich in zwei Monaten wieder ganz anders - geht mir meistens so.
     
  14. UliD

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    So, wie du das schreibst, erinnert es mich gerade an Gusseisen- und Edelstahlpfannen. :)
     
  15. #15 cafesolo, 29.01.2017
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    Moin Uli, ja denke das ist schon gut vergleichbar.
     
  16. Gaggia

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    Absolut! Braucht aber Erfahrung mit Bohne und Maschine um weder zu früh noch zu spät auf die Bremse zu treten. Da ich jetzt grad offensichtlich an Heizeffizienz gewonnen habe, muss ich jetzt wieder das Gefühl fürs Bremsen bekommen.
    Meiner Meinung nach war der Quest sehr konduktionslastig und der Lüfter hat primär Hitze rausgesaugt, d.h. die konvektive Hitze wurde gar nicht richtig genutzt, sondern der Lüfter hat nur die konduktive Hitze gebremst indem er kalte Luft von draussen angesogen hat, ohne diese anständig aufzuheizen und durch die Bohnen zu führen.
    Das (bessere) Aufheizen habe ich versucht mit den Löchern unter den Heizelementen zu erreichen (gefühlt hat das etwas gebracht) und mit der verkürzten Trommel besteht die Chance, dass die heisse Luft nun nicht einfach um die Trommel herum im Abzug verschwindet, sondern hoffentlich durch die Trommel (und die Bohnen) weht.
    Ein Indiz, dass das bei mir in diese Richtung geht, ist der Umstand, dass ich den Lüfter voll aufdrehen kann im FC und die Röstung nicht verhungert. Jedenfalls bei dem Brasilianer, mit dem ich die ersten Gehversuche gemacht habe...
     
  17. Gaggia

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    Danke für das Röstprofil!

    [​IMG]
    Das der dritte Versuch von gestern. Irgendwie sind alle Ereignisse bis auf eines weg. Immerhin sieht man, wo ich den Lüfter hochgedreht hatte um zu bremsen...
     
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Quest M3: Messungen

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