Обзор и модификация “Домашнего” ростера для кофейных зёрен Kitfort КТ-7162.
Привет, дорогие любители кофе и кофейных гаджетов, с вами Андрей!
Сегодня у нас будет достаточно необычный обзор: мы будем разбираться с ростером, то есть машиной для обжарки кофе Kitfort. Это домашний вариант, информации по нему в интернете я толком не нашёл, так что нам предстоит понять, что это такое, как сделано и стоит ли вообще эта штука того, чтобы обращать на неё внимание.
Это текстовая версия обзора ростера для кофейных зёрен Kitfort КТ-7162. Подробное видео доступно по ссылкам: VK, Youtube.
С чем будем сравнивать
Часто я обжариваю образцы кофе на самодельном ростере, который сделал на основе попкорницы. И у него для этой задачи есть ряд неоспоримых преимуществ. У него есть точное управление по профилю обжарки. То есть мы можем легко управлять температурой и силой воздушного потока. Он быстро нагревается, охлаждается. То есть, когда вам приходит большое количество образцов, вы можете буквально жарку за жаркой быстро обжаривать. Из-за маленькой массы он практически не накапливает тепло и также быстро остывает.
Минусы тут тоже есть. Первый из которых это относительно небольшой размер бача. То есть для того, чтобы оптимально обжаривать, сюда нужно засыпать примерно 50 грамм за один раз. Этого хватит на пару-тройку чашек и на этом все. Второй минус это относительно невысокая надежность этого гаджета, потому что там спиральный нагреватель, который временами перегорает, вентилятор без подшипников. То есть это такая штука, которая имеет не очень продолжительный цикл жизни. Хотя, учитывая стоимость попкорницы и время, которое нужно для ее модификации, это не такая уж и большая проблема.
Способ теплопередачи в данном случае называется конвективным. То есть, когда в основная часть тепла и энергии передается с помощью проходящего через кофе воздушного потока. Особенности обжарки таким способом это чистая округлая чашка, деликатная, немного сниженная кислотность, хорошая экстрактивность, то есть кофе хорошо заваривается и имеет округлый ровный вкус. Из-за того, что в процессе не накапливается дым, хорошая частота чашки. При обжарке в попкорнице из-за высокого воздушного потока самостоятельно отделяется шелуха.
То есть попкорница, в нашем случае, может служить базовой линией для сравнения.
А теперь перейдем к нашему герою обзора.
Для каких целей я его купил
Ростер я купил за свои деньги на маркетплейсе. Во‑первых, меня заинтересовала низкая цена: со скидкой он стоил 12 тысяч рублей, что достаточно интересно для гаджета такого веса и габарита. Во‑вторых, в интернете довольно мутная информация: если и есть ролики или статьи, то явно не от тех людей, которые разбираются в обжарке кофе, так что проще было самому купить и разобраться.
Базово мне интересно было получить ответ на несколько вопросов: можно ли на нём качественно обжаривать кофе в светлую и среднюю обжарку, сколько можно эффективно пожарить за один раз и подходит ли он для обжарки образцов. Вообще, чтобы оценить данный гаджет, нужен достаточно большой опыт и знания в технологии обжарки, но я постараюсь снабдить вас необходимыми деталями, чтобы вы понимали, о чём идёт речь.
Конструкция и теплопередача
Для начала устройство концептуально представляет из себя бетономешалку с ТЭНами снаружи: есть барабан с ковшами, в котором происходит перемешивание, и всё это греется снаружи электрическими ТЭНами.
С первого взгляда такая конструкция напоминает взрослые промышленные ростеры: там тоже есть барабан, однако задняя часть обычно перфорируется, туда запускается воздух, который проходит через барабан и вытягивается дальше через циклон - чтобы появилась дополнительная конвективная теплопередача и попутно вытягивались шелуха и дым.
В данном случае барабан закрыт полностью, и шелуха остаётся внутри, а дым может выходить только пассивно из верхнего отверстия для загрузки кофе.
Основной принцип теплопередачи от нагревателя к кофе происходит при контакте стенок барабана с кофейными зёрнами и зёрен друг с другом - такой принцип теплопередачи называется кондуктивным.
Немножко поясню, чем принципиально отличается конвективная и кондуктивная теплопередача применительно к обжарке кофе. Конвективная теплопередача у лучше проступает внутрь зерна, поэтому кофе у вас будет более прожаренный. Также тепло поступает более равномерно ко всем зернам. Соответственно обжарка будет более равномерная.
С другой стороны, кондуктивной теплопередаче требуется больше времени для того, чтобы передать тепло через стенки зерна внутрь, и она менее равномерная, потому что прогревается только та часть зерна, которая контактирует с барабаном и более горячим зерном. Основной теплоноситель тут - это стенки барабана.
Особенности кондуктивной теплопередачи - высокая эффективность в первой половине обжарки и сниженная эффективность во второй половине обжарки, потому что сначала зерно сухое и хорошо принимает тепло, потом оно начинает выделять влагу, особенно когда происходит первый крэк. Контактному теплу требуется больше времени для того, чтобы проникнуть в сердцевину зерна, поэтому в процессе появляется определённый температурный градиент, который делает центр зерна менее прожаренным, и это создает более кислотную, более деликатную, тонкую, яркую чашку с комплексным вкусом.
В нашем случае барабан является открытым, поэтому часть дыма и лишней влажности отсюда всё‑таки выходит, но шелуха остаётся внутри до конца обжарки, до самой выгрузки. Низкая скорость вращения и особенности конструкции лопаток создают тоже некоторые проблемы, которые в основном сказываются на сниженной равномерности обжарки. У этого ростера есть куча особенностей и недостатков, с которыми пришлось разобраться, и с каждым из них я вас отдельно познакомлю дальше, когда будем разбирать и жарить кофе.
Управление и внешний вид
Чтобы качественно и повторяемо жарить кофе раз за разом, необходимо как минимум две вещи: хорошая управляемость машины и наличие датчиков, которые показывают температуру зерна и температуру внутри барабана, чтобы можно было делать повторяемые условия.
Домашняя обжарка — это круто, но на практике она обычно отнимает много времени и сил. А мы обжариваем кофе каждый день — поэтому если не хотите возиться, просто выберите свежеобжаренный кофе у нас в каталоге.
Тут ни первой, ни второй принцип не присутствует, поэтому машина изначально вообще не склонна к тому, чтобы качественно и одинаково раз за разом жарить кофе.
Начнём с внешности: внешность, кстати, прикольная. Ростер сделан из пластика, достаточно теплостойкого снаружи. Меня удивило, что штука, которая греется до 250 градусов, сделана из пластика, но он выдерживает эти температуры.
На верхней крышке расположены дисплей и кнопки. Кнопки плюс и минус отвечают за изменение температуры обжарки до начала обжарки и за изменение времени уже в процессе обжарки. Кнопка play/pause отвечает за начало вращения и остановку барабана. Кнопка «выгрузка» отвечает за смену направления вращения барабана, потому что выгрузка реализована через смену направления вращения.
Спереди есть крышка для загрузки/выгрузки кофе, которая снимается. Загрузка кофе происходит через загрузочное отверстие, которое в процессе обжарки остаётся открытым.
У данного ростера также есть недостаток: у него нет никаких термодатчиков, которые находятся внутри барабана, поэтому обжарка с постоянным профилем без добавления датчика внутри не представляется возможной.
Передняя плита снимается с откручиванием двух прижимных элементов. Внимательный читатель наверняка уже задался вопросом: если тут есть дверца выгрузки, то куда выгружается зерно? Всё правильно: оно будет выгружаться на стол или в ту ёмкость, которую вы подставите.
Добавлю ещё одно правило эффективной, повторяемой обжарки: то зерно, которое вы обжарили, нужно как можно быстрее охладить.
Охладителя тут нет, но мы придумали его самостоятельно: взяли сито для теста, взяли канальный вентилятор, смоделировали и распечатали адаптеры к нему - получился самодельный охладитель. Но пока остается еще один недостаток: зерно выгружается с шелухой.
Доработки и прошивка
Когда я получил ростер и сделал пару жарок, я понял, что потенциал в принципе есть, но в том виде, в котором он работает из коробки, он очень слабо управляется, а главное - неудобно. В стоке управление работает так: вы выставляете температуру ТЭНов, нажимаете старт и устанавливаете таймер обжарки. Когда таймер заканчивается, зерно автоматически начинает выгружаться. В процессе обжарки температуру менять нельзя, можно только нажать на выгрузку в любой момент времени.
Можно быстро успеть нажать выгрузку и, пока дверца не открылась, поставить новую температуру и нажать кнопку обжарки - тогда можно продолжить обжарку на другой температуре. Если немного замешкаться, то часть кофе успеет выгрузиться.
Сначала нужно было понять, что происходит внутри барабана в процессе обжарки, поэтому я просверлил переднюю плиту и установил термодатчик, чтобы замерять температуру внутри барабана.
Он измеряет по большей части температуру воздуха, чем зерна, потому что доступа к зерну практически нет (оно постоянно находится в ковшах барабана), но это минимальная модификация, с которой можно жить. Также я спроектировал и сделал охладитель и навес для вытяжки дыма.
Дальше я разобрал ростер и обнаружил, что исполнительная плата и плата управления разделены. Я измерил уровни сигналов на разъёме, подключил анализатор и записал передачи данных при разных действиях. Так разобрался, какие сигналы отвечают за нагрев, вентилятор охлаждения корпуса, направление вращения барабана и измерение температуры.
Поняв, что к чему, я заменил логическую плату контроллером Arduino, на который написал прошивку, позволяющую управлять всеми функциями и передавать температуру в логгер - софт для записи профилей обжарок.
Так как мы в Coffeewave разработали профессиональный сервис для управления обжаркой кофе Coffeewave Plus, в ход пошёл и он: профили обжарки записывались и сразу загружались в облако для дальнейшего анализа соответствия профилей обжарки вкусу.
Дальше стало интересно, можно ли перенести эту прошивку на родную плату управления.
При анализе я выяснил, что там стоит контроллер STM32, так что задача показалась решаемой: можно было задействовать родной экранчик и кнопки. Правда, при попытке скачать прошивку с родной платы я случайно её стёр, так что назад пути уже не было - пришлось разбираться с контроллером экрана, кнопочной панелью, датчиками и так далее, то есть проводить полный реверс‑инжиниринг родной платы и писать на неё прошивку. Также не обошлось без пайки: для подключения температурного датчика пришлось подпаяться к родной плате.
Вишенкой на торте стал дополнительный контроллер ESP32, который служил для подключения ростера к логеру через Wi‑Fi, то есть без использования проводов. Логика работы такая: если ростер не подключен к сети, он создаёт точку доступа, затем отправляет пользователя на страницу с настройкой интернет‑соединения. Там нужно выбрать Wi‑Fi сеть и настроить подключение. Далее ростер перезагружается, соединяется с сетью, выводит свой IP‑адрес на экран и поднимает сетевую версию протокола Modbus, в регистры которого публикуются данные обжарки и получаются управляющие команды из логгера. Ну и не обошлось без кастомного приветственного экрана загрузки.
Внутренности и охлаждение корпуса
Теперь посмотрим, что у него под капотом. Вскрывается ростер достаточно просто: отщёлкиваются защёлки внутри корпуса, крышка снимается, и тут плата управления. Плата управления содержит микроконтроллер и обвязку, которая управляет дисплеем, замеряет температуру и управляет направлением вращения барабана и температурой ТЭНов.
В стоковом исполнении, когда мы задаём температуру перед обжаркой, задаётся температура, которая измеряется датчиком‑термосопротивлением где‑то в районе ТЭНов. То есть мы не знаем температуру внутри барабана: мы только можем устанавливать температуру нагревателя, и это не очень хорошо вяжется с логикой качественной обжарки, потому что необходимо управлять именно температурной кривой самого зерна. Чтобы хотя бы как‑то обжаривать с таким методом управления, нужно несколько раз в течение обжарки менять установку температуры около ТЭНов, что всё равно неудобно.
Теперь самое интересное: как разогретый до 250 градусов барабан может находиться внутри пластикового контейнера? Ответ оказался интересным: тут есть так называемый «парник» - дополнительный кожух снаружи барабана, который удерживает часть тепла, но сам греется и рано или поздно поплавит стенку корпуса. Чтобы этого не происходило, тут есть вентилятор, который нагнетает воздух внутрь этого пространства, и он выходит с наружных отверстий - происходит отвод лишнего тепла с внешней части барабана и вывод его наружу.
Чтобы это стало «супер‑убер‑ультимейт» ростером, по‑хорошему нужно добавлять более сильный вентилятор на заднюю стенку, нагнетать ещё больше тепла, часть отверстий закрывать, перфорировать заднюю часть этого «парника» и перфорировать барабан. Тогда у вас будет airflow через барабан; непонятно, насколько это будет равномерно, но, по крайней мере, у вас отсюда будет вылетать шелуха, которую надо будет чем‑то улавливать
Wi‑Fi, Modbus и Artisan
По Wi‑Fi и Modbus это всё обменивается данными с Artisan. Реализованы команды смены направления движения барабана: drum roast, drum drop (команда барабана на загрузку/обжарку и на выгрузку), а также кнопка отключения вращения барабана.
Показания температурных датчиков передаются в Artisan.
Реализованы два алгоритма управления. Первый - управление по сетпойнту: мы его используем, например, для преднагрева, и когда устанавливаем температуру, ростер с помощью PID‑алгоритма греет нагреватели до установленной температуры. Второй - управление мощностью ТЭНов: мощность регулируется с помощью Широтно-импульсной модуляции с частотой в одну секунду от 100% до нуля.
Зачем, нужен датчик внутри барабана.
Например, при преднагреве ростера, если температура нагревателя стабилизировалась около 140 градусов, то температура внутри барабана будет очень долго расти, пока практически не сравняется с температурой снаружи.
Так как в стоковом варианте мы управляем по внешней температуре, мы не имеем информации о настоящем состоянии прогретости барабана. А с внутренним датчиком хотя бы можно выводить машину в одинаковое стартовое положение перед началом обжарки.
Обжарка, дегустация и выводы
За две недели, пока я разбирался с этим ростером, я успел обжарить приличное количество батчей - в светлой и средней степени - и всё это продегустировать: провести каппинги и сравнить результат с воздушной обжаркой на моей протюнингованной попкорнице.
Для примера дальше покажу, как проходит обжарка одного батча с модификациями ростера: я жарил образец зелёного кофе от Green Coffee - Колумбия, в натуральной обработка.
По размерам батча для этого ростера я нашёл, что оптимально для него — между 50 и 150 граммами: если жарить больше 150, кофе будет запекаться, потому что ему не будет хватать температуры.
Он отрубает барабан, если температура выходит выше 250 градусов, и с такой максимальной температурой у вас будет слишком сильно затягиваться вторая часть обжарки, если вы будете жарить больше 150 грамм.
Для первоначального прогрева ему нужно хотя бы минут 20.
При обжарке темнее самой светлой степени будет выделяться большое количество дыма из барабана, и чем больше размер батча, тем больше дыма.
Пользоваться им нужно либо на улице, либо под вытяжкой: в нашем случае мы сконструировали вытяжную систему из колпака и вытяжного вентилятора, который выводит дым в окно.
Жарил батч 100 грамм. В начале выставил преднагрев 140 градусов и мощность нагревателя 80%.
Примерно на пятой минуте кофе начал желтеть и перешёл к обжарке — мы сбавили мощность с 80% до 60%. Перед первым крэком сделали ещё одну регулировку: на седьмой минуте пошёл небольшой дымок, стало понятно, что кофе скоро дойдёт до крэка, и мы сбросили мощность ещё немного.
Цели две: не залететь в предохранитель по температуре внутри барабана и дать такой режим, чтобы кофе примерно за минуту развился до нужной степени обжарки. На восьмой с половиной минуте кофе дошёл до первого крэка.
Обзорность кофе тут не очень хорошая: во время обжарки желательно наблюдать, как кофе меняет цвет.
Небольшой плюс этого ростера — крэк слышно хорошо, потому что сам ростер работает достаточно тихо.
Примерно через минуту пятнадцать с начала первого крэка мы выключили ТЭНы и поставили барабан на выгрузку. Выгрузка происходит довольно долго, и чем больше батч, тем дольше вы будете выгружать; дальше кофе сгрузили и поставили на охладитель.
Чем больше кофе вы жарите, тем дольше его нужно студить (или тем мощнее нужен охладитель). В нашем случае охладитель оптимально справляется: за минуту с небольшим остужает кофе, а 100–150 грамм — уже предел; больше мы просто не сможем остудить этим охладителем, нужно что‑то мощнее.
После выгрузки видно: средняя равномерность, есть зёрнышки, которые пожарены сильнее, и которые пожарены слабее, и большое количество шелухи в батче.
Чтобы отделить шелуху уже от обжаренного батча, мы спроектировали и напечатали адаптер, который надевается на сито‑охладитель и на пылесос
Результат после очистки батча от шелухи.
После обжарки, когда ТЭНы выключены, ростер будет остывать 20–30 минут.
Для обжарки образцов он подходит не очень хорошо: когда мы жарим образцы, необходим быстрый цикл обжарка‑загрузка, обжарка‑загрузка, а тут нужно ждать минут 15 хотя бы, чтобы он стабилизировался до температуры, на которой можно загружать кофе.
Сравнение с модифицированной попкроницей
В сравнении с воздушной обжаркой, кондуктивная обжарка из Kitfort получается: кислотность более сочная, но более кислая. Вкусовой профиль более флоральный: можно сказать, энзимных и цветочных нот больше; если есть овощные, цветочные, травянистые, менее спелые, более зелёные нотки - они будут выражены лучше. Я думаю, это связано с большим градиентом во время обжарки: зерно изнутри прожаривается слабее, чем при конвективной обжарке.
У Kitfort есть небольшой посторонний вкус, общий на все обжарки: слегка дымное, немного «кусающее язык». Думаю, он связан с тем, что дым не выводится из барабана в процессе обжарки.
Плюсы, минусы и что в итоге
Вот основные плюсы и минусы, которые я выделил в ходе работы
Плюсы
Минусы
- Для первоначального прогрева нужно хотя бы минут 20.
Вывод
За свою цену это интересный гаджет, но без глубокой модификации, на мой взгляд, он довольно бессмысленен. При этом даже с доработками в любом случае останется несколько недостатков, которые полностью не убрать. Ещё здесь большой габарит относительно того веса, который он жарит, и слабая управляемость. Если нужна просто «домашняя обжарка без заморочек», можно обойтись другими способами; а за стабильной, качественной обжаркой можете перейти в наш каталог.