Kaffee und Sonnenlicht: eine natürliche Kombination
Kaffeebohnen mithilfe von Solarenergie rösten
„Wir sind auf dem richtigen Weg. Genau so läuft das Kaffeerösten ab“, sagte Michael Sweeney an einem klaren Herbsttag in New Mexico, während er in der National Solar Thermal Test Facility der Sandia National Laboratories Kaffeebohnen mit Sonnenenergie röstete. „Es läuft hervorragend, und wir haben genau die richtige Temperatur.“
Kate Sweeney von Michael Thomas Coffee schüttet Kaffeebohnen aus, die im Rahmen einer Vereinbarung über kooperative Forschung und Entwicklung mit Hilfe der Wärme aus einem thermischen Teststand bei den Sandia National Laboratories geröstet wurden.
Photo by Craig Fritz
Sweeney, der Inhaber und Betreiber von Michael Thomas Coffee in Albuquerque ist, arbeitet im Rahmen eines staatlich geförderten Programms mit Sandia zusammen, um seine Kaffeeröster mit Solarenergie zu beheizen.
Die von Sandia entwickelte Technologie speichert die von Photovoltaikmodulen erzeugte Energie in einem Gesteinsbett, das die Wärme anschließend an den Röster abgibt und dabei Temperaturen von bis zu 600 Grad Celsius erreicht.
„Gib noch ein bisschen mehr Wärme ab“, sagte Sweeney während des Tests zu Luke McLaughlin, Maschinenbauingenieur bei Sandia. In der Nähe steuerte McLaughlin, wie viel Wärme aus dem Gesteinsbett abgegeben werden sollte.
„Hierbei handelt es sich um indirekte Solarheizung, da die Sonnenenergie elektrothermisch in ein radiales Festbettspeichersystem eingespeist wird, das die Wärme anschließend an eine Trommel abgibt, um Kaffee zu trocknen und zu rösten“, erklärte Ken Armijo, Systemingenieur bei Sandia, der das Projekt mitleitet.
Zahlreiche Vorteile
Die „Technology Readiness Gross Receipts Initiative“ (TRGR) des Bundesstaates New Mexico finanziert die Arbeiten. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer nachrüstbaren Lösung für bestehende, mit Erdgas betriebene Röstanlagen, die es ermöglicht, gespeicherte solarthermische Energie zu nutzen – mit Speicherzeiten, die mehrere Tage betragen können.
„Man muss sich nicht in eine neue Röstmaschine einarbeiten. Man arbeitet mit dem eigenen, bereits bestens bekannten Röster weiter und passt ihn lediglich an eine andere Energiequelle an“, sagte Sweeney und verwies dabei auf die 300 Sonnentage in Albuquerque. „Dadurch werde ich das Rösten buchstäblich in einem anderen Licht betrachten und mein Handwerk aus einer anderen Perspektive betrachten können.“
Die Vorteile des Projekts gehen über die Einsparungen im Vergleich zum Kauf eines neuen elektrischen Rösters hinaus.
„Wir wollen die Effizienz, Qualität und Produktivität ihrer derzeitigen, eher traditionellen Röstverfahren verbessern“, sagte Armijo. „Unsere Arbeit wird es Michael Thomas Coffee ermöglichen, auf ihrem Parkplatz ein nahezu geschlossenes Kreislaufsystem zu installieren und Solarmodule auf dem Dach ihres Gebäudes zu nutzen, um heiße Luft aus dem thermischen Energiespeichersystem zuzuführen und so das industrielle Rösten zu erleichtern.“
Testphase
Während des Experiments in der National Solar Thermal Test Facility rösteten Sweeney und seine Töchter Kaffeebohnen für helle, mittlere und dunkle Röstgrade.
„Bei der dunklen Röstung verkürzte sich die Röstzeit um einige Minuten. Das entspricht in etwa dem, was wir beim Rösten von grünen Chilis beobachtet haben. Die Röstzeit halbierte sich durch den Einsatz von Solarenergie, und die Röstungen waren gleichmäßiger als beim herkömmlichen Röstverfahren mit Gas“, sagte Armijo und bezog sich dabei auf das Experiment aus dem Jahr 2022, bei dem Propangas durch Solarenergie ersetzt wurde, um grüne Chilischoten zu rösten.
Sweeney fügte hinzu, dass sich der Röster während des Kaffeetests schneller vorheizen und abkühlen ließ, was einen höheren Durchsatz ermöglichte, da die nächste Röstung früher beginnen konnte – so konnten in kürzerer Zeit mehr Chargen produziert werden.
Die Kunst des Kaffeeröstens
Auf die Frage, was eine großartige Tasse Kaffee ausmacht, waren sich Sweeney und seine Töchter, die bei der Führung des Unternehmens helfen, das nun auch in den Großhandel expandiert, einig, dass es viele Facetten und Faktoren gibt.
„Die Geschichte des Kaffees ist komplex. Es ist so leicht, dabei Fehler zu machen, und so schön, wenn wir es richtig hinbekommen“, sagte Kate Sweeney. „Was uns auszeichnet, ist, dass wir bereit sind zu lernen, bereit sind, Fehler zu machen, und bereit sind, uns weiterzuentwickeln.“
Die Familie erklärte, dass für den Einzelnen das persönliche Ritual den Kaffee zu etwas Besonderem macht. Aus handwerklicher Sicht beginnt guter Kaffee mit der Beschaffung hochwertiger Bohnen und dem Wissen, woher sie stammen. Michael Thomas bezieht Kaffee aus Kleinserien von Bäuerinnen in Guatemala und bietet mehr als 30 Sorten an.
„Außerdem müssen wir sicherstellen, dass wir den Kaffee nach besten Kräften rösten“, sagte Kate.
Die Zusammenarbeit mit Sandia im Rahmen einer Vereinbarung zur gemeinsamen Forschung und Entwicklung war für Michael Thomas Coffee eine naheliegende Entscheidung. Die Werte des Unternehmens basieren auf Beständigkeit, Gemeinschaft und Qualität.
„Das Solarprojekt hilft uns wirklich dabei, im weiteren Sinne eine Verbindung zur gesamten Kaffeeindustrie herzustellen“, sagte Michael.
Mehr als nur Kaffeeröstung
Für Sandia besteht das Endziel darin, die Technologie auf andere Anwendungsbereiche auszuweiten und sie zu patentieren, damit neue Lösungen für den kurzfristigen kommerziellen Einsatz auf den Markt kommen können.
Hier kommt Bob Sleeper ins Spiel. Er ist Spezialist für Lizenzierung und Geschäftsentwicklung bei Sandia.
„Mein Ziel ist es, dieses industrielle Wärme- und Energiespeichersystem in die Hände von jemandem zu bringen, der es kommerzialisieren kann“, sagte Sleeper. Um dies zu erreichen, arbeitet Sandia mit lokalen Lebensmittelverarbeitungsunternehmen und Start-up-Studios wie dem „Boost-Programm“ des Energieministeriums zusammen, um ein unternehmerisches Team zu finden, das etwas bewirken kann. „Das Speichersystem ermöglicht es, das System an einem Tag aufzuladen und die Wärme dann nachts oder sogar Tage später noch zu nutzen.“
Das System ist das jüngste Beispiel für Sandias Fähigkeit, die natürlichen Ressourcen New Mexicos so zu nutzen, dass die Gemeinschaft davon profitiert und geschäftliche Innovationen vorangetrieben werden.
„Dieses Projekt wird die Grenzen dessen, was wir leisten können, erweitern und Unternehmen Geld sparen – insbesondere in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie“, sagte Armijo, der aus einer Familie mit langer Tradition in der Landwirtschaft in New Mexico stammt. „Wir können Getreide für Bier rösten, und wir können auch Schokolade rösten.“
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