Caffè e luce del sole: un connubio naturale
La collaborazione con Sandia utilizza l'energia solare per tostare i chicchi di caffè
«Siamo sulla strada giusta. È così che funziona la torrefazione del caffè», ha affermato Michael Sweeney in una limpida giornata autunnale nel New Mexico, mentre tostava i chicchi di caffè utilizzando l’energia solare presso il National Solar Thermal Test Facility dei Sandia National Laboratories. «Stiamo andando alla grande e siamo proprio alla temperatura giusta».
Kate Sweeney, della Michael Thomas Coffee, svuota i sacchi contenenti chicchi di caffè tostati utilizzando il calore generato da un banco di prova termico presso i Sandia National Laboratories, nell’ambito di un accordo di ricerca e sviluppo cooperativo.
Photo by Craig Fritz
Sweeney, proprietario e gestore della Michael Thomas Coffee di Albuquerque, collabora con Sandia nell’ambito di un programma finanziato dallo Stato volto a utilizzare l’energia solare per riscaldare i suoi torrefattori.
La tecnologia sviluppata da Sandia immagazzina l’energia generata dai pannelli fotovoltaici in un letto di rocce, che poi disperde il calore per alimentare la torrefattrice, raggiungendo temperature fino a 600 gradi Celsius.
«Rilascia un po’ più di calore», ha detto Sweeney all’ingegnere meccanico di Sandia Luke McLaughlin durante il test. Lì vicino, McLaughlin controllava la quantità di calore da rilasciare dal letto di rocce.
«Si tratta di riscaldamento solare indiretto perché l’energia solare carica il calore elettrotermicamente in un sistema di accumulo di energia a letto compatto radiale, che poi lo scarica in un tamburo per essiccare e tostare il caffè», ha spiegato Ken Armijo, ingegnere di sistemi del Sandia, che sta contribuendo a guidare il progetto.
Numerosi vantaggi
L’iniziativa «Technology Readiness Gross Receipts» (TRGR) del New Mexico sta finanziando il lavoro. Il progetto mira a sviluppare una soluzione integrabile per le torrefattrici esistenti alimentate a gas naturale che consenta loro di utilizzare l’energia solare termica immagazzinata, con una durata di accumulo che può arrivare a diversi giorni.
«Non si tratta di imparare a usare una nuova macchina per la torrefazione. Si tratta di lavorare con la propria torrefattrice attuale, che si conosce estremamente bene, adattandola semplicemente a una fonte energetica diversa», ha affermato Sweeney, sottolineando i 300 giorni di sole di Albuquerque. «Questo mi permetterà di considerare la torrefazione letteralmente sotto una luce diversa e di guardare al mio mestiere da una prospettiva diversa».
I vantaggi del progetto vanno oltre il risparmio rispetto all’acquisto di una nuova torrefattrice elettrica.
«Vogliamo migliorare l’efficienza, la qualità e la produttività dei loro attuali processi di torrefazione, più tradizionali», ha affermato Armijo. «Il nostro lavoro consentirà a Michael Thomas Coffee di installare un sistema a ciclo quasi chiuso nel proprio parcheggio e di utilizzare pannelli solari sul tetto dell’edificio per pompare aria calda dal sistema di accumulo di energia termica, al fine di facilitare la torrefazione industriale».
Fase di sperimentazione
Durante l’esperimento presso il National Solar Thermal Test Facility, Sweeney e le sue figlie hanno tostato chicchi di caffè per ottenere una tostatura leggera, media e scura.
«Ha ridotto il tempo di torrefazione di alcuni minuti per la tostatura scura. È simile a quanto abbiamo osservato con la torrefazione del peperoncino verde. Il tempo di torrefazione si è dimezzato con l’energia solare e la tostatura è risultata più uniforme rispetto a quella tradizionale a gas», ha affermato Armijo, riferendosi all’esperimento del 2022 in cui il propano è stato sostituito con l’energia solare per la torrefazione del peperoncino verde.
Sweeney ha aggiunto che durante il test sul caffè, la tostatrice poteva essere preriscaldata e raffreddata più rapidamente, il che significa una maggiore produttività grazie all’avvio anticipato della tostatura successiva, consentendo di ottenere più lotti in meno tempo.
L’arte del caffè
Alla domanda su cosa renda eccezionale una tazza di caffè, Sweeney e le sue figlie, che lo aiutano a gestire l’attività, ora in espansione nel settore all’ingrosso, hanno convenuto che vi sono molteplici sfaccettature e fattori.
«La storia del caffè è complessa. È così facile sbagliare, e così bello quando lo facciamo bene», ha detto Kate Sweeney. «Ciò che ci rende bravi è che siamo disposti a imparare, siamo disposti a sbagliare e siamo disposti a crescere».
La famiglia ha spiegato che, per ogni persona, è il proprio rituale personale a rendere speciale il caffè. Dal punto di vista artigianale, un buon caffè inizia con l’approvvigionamento di chicchi di qualità e la conoscenza della loro provenienza. Michael Thomas acquista caffè in piccoli lotti da coltivatrici del Guatemala e offre più di 30 varietà.
«Si tratta anche di assicurarci di tostarlo al meglio delle nostre capacità», ha aggiunto Kate.
La collaborazione con Sandia, attraverso un Accordo di Ricerca e Sviluppo Cooperativo, è stata una scelta naturale per Michael Thomas Coffee. I valori dell’azienda sono radicati nella coerenza, nella comunità e nella qualità.
«Il progetto solare ci sta davvero aiutando a entrare in contatto, in senso più ampio, con l’industria del caffè nel suo complesso», ha affermato Michael.
Oltre alla torrefazione del caffè
Per Sandia, l’obiettivo finale è espandere la tecnologia ad altre applicazioni e brevettarla, in modo che nuove soluzioni possano entrare nel mercato per un uso commerciale a breve termine.
È qui che entra in gioco Bob Sleeper, specialista in licenze e sviluppo commerciale presso Sandia.
«Il mio obiettivo è far arrivare questo sistema industriale di accumulo di calore ed energia nelle mani di qualcuno in grado di commercializzarlo», ha dichiarato Sleeper. Per raggiungere questo obiettivo, Sandia sta collaborando con aziende locali di trasformazione alimentare e incubatori di startup come il programma Boost del Dipartimento dell’Energia, alla ricerca di un team imprenditoriale in grado di lasciare il segno. «Il sistema di accumulo consente di caricare il sistema durante il giorno e di utilizzare il calore durante la notte o anche giorni dopo».
Il sistema è l’ultimo esempio della capacità di Sandia di utilizzare le risorse naturali del New Mexico in modi che apportino benefici alla comunità e stimolino l’innovazione aziendale.
«Questo progetto amplierà i confini di ciò che siamo in grado di fare e consentirà alle aziende di risparmiare denaro, in particolare nel settore alimentare e delle bevande», ha affermato Armijo, che proviene da una famiglia con una lunga tradizione agricola nel New Mexico. «Possiamo tostare i cereali per la birra e possiamo anche tostare il cioccolato».
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Altre notizie dal dipartimento scienza
