Motor V2 und die Umdrehungen pro Minute
Nachdem wir mit den alten Motoren schnell an die Grenze der Belastbarkeit kamen, haben wir uns entschlossen einen größeren Typ Motor zu verbauen. Wohlwissend, dass das nicht spurlos an unserem Gehäuse vorbeigehen wird. Für den Umbau haben wir einige Kunststoffteile entfernen müssen und ebenso die Halterung für den Motor überarbeiten. Ich denke, das lässt sich leicht ableiten, wenn man den neuen Motor (rechts im Beitragsbild) anschaut.
Wir haben in letzter Zeit immer mehr Probleme beim Anlaufen der Trommel nach dem Einfüllen des Rohkaffees gehabt. Dabei stotterte die Trommel bedenklich, bis sie schlussendlich nicht mehr anlief. Sicherlich wurde die Belastung des Motors gesteigert, da die Trommel V2 um 2 cm im Durchmesser zugelegt hat. Da uns aber die neue Trommel bisher gut gefallen hat, wollen diese nicht wieder hergeben und haben entschlossen, dass ein neuer Motor eingebaut wird.
Der neue Motor hat im Vergleich zum alten Motor 10 Umdrehungen pro Minute mehr, sowie eine Leistung von 14 Watt (statt vorher 6 Watt). Ebenso ist das Drehmoment des Motors höher, sodass das Anlaufen der Trommel nun problemlos klappt. Die Trommel läuft auch deutlich runder, da der Motor mit der Masse der umherfliegenden Bohnen besser umgehen kann. Über die Langlebigkeit werden wir später mehr berichten, wenn wir es selbst wissen.
Die Trommelgeschwindigkeit
Die Trommelgeschwindigkeit ist eine wichtige Größe beim Rösten. Über die Geschwindigkeit wird geregelt, wie die Bohnen sich in der Trommel verhalten. Dadurch wird das Maß der konduktiven bzw. konvektiven Wärmeübertragung bestimmt. Wenn die Trommel zu langsam dreht, haben die Bohnen zu lange Kontakt zur heißen Trommel und verbrennen an der Außenseite. Die Steigerung der Umdrehungen pro Minute erhöht damit die konvektive Wärmeübertragung und verringert gleichzeitig die konduktive Übertragung. Dies hat zur Folge, dass die Bohnen kürzere Kontaktzeiten zur heißen Trommel haben und mehr Wärme über die heiße Luft übertragen wird. Eine ideale Einstellung der Umdrehungen pr Minuten führt zu einem gleichmäßigeren Röstbild und einem besseren Röstergebnis. Die Verteilung der Wärmeübertragung sollte ungefähr im Verhältnis 70/30 sein (70% konvektiv, 30% konduktiv).
Für alle die selbst am überlegen sind, eventuell mal ihre Trommelgeschwindigkeit anzupassen: Wir haben dazu eine schöne Formel für die Berechnung gefunden. Mit dieser kann man berechnen, ab wann die Bohnen sich nicht mehr von der Trommelwand lösen würden, und damit am Rand „kleben“ würden. Von diesem errechneten Wert zieht man dann 10 – 25% ab und hat damit einen idealen Bereich für die Umdrehungen pro Minute der Trommel. Der Wert ist logischerweise hauptsächlich vom Radius/Durchmesser der Trommel abhängig.
Die Formel
Formel: 30 / PI * Wurzel aus (9,81 m/s² / Radius der Trommel in Meter)
In unserem Fall: 30 / 3,14 * Wurzel (9,81 / 0,07) = 113 U/min
Als obere Grenze (-10%): 102 Umdrehungen pro Minute, untere Grenze (-25%): 85 Umdrehungen pro Minute.
Leider haben wir lediglich die Auswahl zwischen 110 und 60 Umdrehungen pro Minute bei dem Motor gehabt und haben uns daher für einen nicht ganz optimalen Wert von 60 entschieden.
Vielleicht finden wir in Zukunft einen noch passenderen Motor oder schaffen es sogar eine variable Geschwindigkeit zu ermöglichen. Wir werden es sehen…
Link zum Dokument: https://folk.ntnu.no/skoge/prost/proceedings/aiche-2005/topical/pdffiles/T9/papers/600b.pdf
