Nech žijú kapsule! – unikátny projekt Entry Engineering

Tento projekt má pomerne zložitý názov: „Výskum a vývoj viacúčelového automatizovaného plniaceho zariadenia s produkčným softvérom a jednorazovými kapsulami z plne biologicky rozložiteľného materiálu na princípoch cirkulárnej ekonomiky.“ Ale kolegovia z Entry Engineering Member of Matador Group, ktorí za ním stoja, mu hovoria jednoducho „kapslovač“.

Na začiatku bol nápad a výsledkom je nový produkt – a keď to domyslíme ešte ďalej… lahodná káva.

Projekt bol podporený z programu OP TAK – APLIKÁCIA – Výzva I.

O tom, čo kapslovač presne dokáže a aká bola jeho cesta k prvému využitiu, sme sa rozprávali s vedúcim projektu Ing. Michalom Amrichom.

Čo je výsledkom práce celého tímu? Čo kapslovač dokáže – aké je jeho praktické využitie a technické parametre?

To vám určite nepoviem jednou vetou. Výstupov v rámci realizácie projektu je totiž viacero. Jednak konštrukčný návrh a realizácia pilotného stroja na spracovanie praženej kávy – tento už využíva projektový partner Nordbeans. A tiež návrh a výroba vlastných tvarov kapsule typu Nespresso, vrátane kompaundácie materiálovej zmesi s plne rozložiteľnou polymérnou matricou (rozložiteľnou v podmienkach domáceho kompostovania – čo je dôležité; a na inej báze než PLA, ktoré pre domáce kompostovanie nefunguje). Kompaundovaná zmes navyše obsahuje organickú prímes (odpadový produkt z procesu praženia kávy – taká blankovitá „celulózová“ šupka nazývaná „šafr“, ktorej majú pražiari celé vrecia). Táto šupka je rozomletá a primiešaná do polymérnej matrice v hmotnostnom podiele niekoľkých percent, tuším asi 2 %. Základný návrh a overenie vyrobiteľnosti riešilo Entry; kompaundáciu materiálu partner projektu TUL (Technická univerzita v Liberci). Formálnym výstupom je úžitkový vzor tejto zmesi s naším 50% podielom. A potom nesmiem zabudnúť na konštrukčný návrh a realizáciu produkčného stroja na spracovanie praženej kávy. Tento aktuálne dokončujeme a s minimálnymi úpravami by sme ho mali zaviesť do sériovej výroby.

Pre akých klientov je zariadenie určené?

Zariadenie je určené pre malé a stredné pražiarne, ktoré si chcú rozšíriť svoje produktové portfólio kávy (zrnkovej, mletej a ďalších produktov odvodených od kávy) o kapsulovanú kávu, o ktorú celosvetovo rastie záujem. Nejde o bežnú priemernú kávu, ale o výberové druhy, ktoré produkujú špičkové pražiarne, ktoré si zakladajú na tom, že majú celý výrobný proces pod kontrolou. A presne to náš stroj

umožňuje. Stroj je primárne postavený na kapsule veľkosti Nespresso original (vyhotovenie z Al a plastu); so zmenou zásobníkov a zakladacích misiek je možné prejsť aj na iné veľkosti kapsúl (napr. Dolce Gusto). V procese je implementovaný mlyn na zrnkovú kávu, medzizásoba mletej kávy, dávkovač s dotlakom, váženie a manipulátory pre zakladanie kapsúl a viečok (viečka vo forme výsekov, ale súčasne vyvíjame aj konštrukciu výsekového zariadenia na spracovanie návinu cievky).

Spracovávame aj konštrukciu na výsekovú hlavu, aby bolo možné ako predlohu viečok používať cievku s návonom. Ďalej je v konštrukcii integrovaná termická zváracia hlava a inkjetová tlač.

Ešte niečo bližšie k procesu spracovania kávy?

Celý proces spracovania kávy prebieha od vstupného zásobníka až po zatavenie viečok pod inertnou atmosférou (dusíkovou), ktorá zabraňuje nežiadúcej oxidácii kávy a zhoršovaniu jej kvality. Jednotlivé výrobné kroky monitoruje množstvo senzorov (optických, kapacitných, tenzometrických, teplotných a ďalších). Niektoré hodnoty slúžia len na potvrdenie, že daný krok bol úspešne dokončený predtým, než kapsula postúpi ďalej. Ďalšie parametre však vstupujú do produkčného záznamu (dôležitého práve pre pražiarov), vďaka čomu je možné pre konkrétnu odrodu a stupeň praženia optimalizovať a opakovane presne vyrábať kapsule najvyššej kvality. Nejde o náhodné výsledky – kvalitu kávy produkovanej na našom stroji posudzuje certifikovaný odborník – Q-grader (niečo ako someliér v káve). V Čechách pôsobia len dvaja, a máme šťastie, že jeden z nich pracuje práve u partnera v libereckom Nordbeans.

Kde má celý „príbeh“ začiatok? Prečo ste sa v Entry do projektu pustili a čo bol prvý impulz?

Príbeh začal víziou Pavla Paickra, ktorý chcel prepojiť regionálny výskum (TUL), technologický vývoj (Entry) a produktovú výrobu (Nordbeans). Potravinárske stroje sú stále trendy, a správne formulované projekty zapadajú do strategických plánov EÚ, národných aj regionálnych stratégií (cirkulárna ekonomika, rozložiteľné materiály, Industry 4.0 atď.). Vďaka udržiavaniu priateľských vzťahov s univerzitami máme prístup k ich know-how a vieme, ako prispieť k spoločnej realizácii projektov. Tak tomu bolo aj v tomto prípade: (úsmev) Šéf prišiel z TUL s plastovými vzorkami s rôznymi prírodnými prímesami (pohánka, ľan, kávová usadenina) a povedal, aby sme s tým niečo vymysleli. V tej chvíli ešte nebolo jasné, že pôjde práve o tento projekt. Ale po návšteve pražiarne Nordbeans, kde sa riešilo využitie odpadového materiálu z praženia, sa začali rysovať konkrétne obrysy. Diskutovalo sa aj o ich nadšení pre kontrolu výrobného procesu – bolo jasné, že ak by sme spolupracovali, muselo by ísť o spracovanie odpadu na výrobok a výrobný stroj by musel byť plne riaditeľný s opakovateľnou presnosťou. Že pôjde o kapslovacie zariadenie na Nespresso kapsuly sa ukázalo až neskôr, keď sa otvorila téma kapslovania na zákazku vo veľkých centrách – kde pražiarne strácajú kontrolu nad procesom a zároveň dochádza k degradácii kávy.

Ako by ste popísali cestu k cieľu?

Cesta začala klasicky analýzou: partneri projektu, príprava projektovej žiadosti, definovanie jednotlivých výstupov a úloh, určenie rozpočtov – čerpanie na materiál, pracovný tím – úväzky riešiteľov a ich mzdy, marketingová štúdia, ktorá potvrdila, že zámer má reálne opodstatnenie.

Mala cesta nejaké míľniky?

Projekt bol rozdelený na dve ročné etapy – 1. etapa riešila pilotný stroj a materiálovú zmes, 2. etapa sa venovala produkčnému stroju a formálnemu prototypu kapsuly z plne rozložiteľnej zmesi.

Čo sa ukázalo ako najnáročnejšie na zvládnutie?

Nájsť priestor medzi komerčnými projektmi na riešenie tohto výskumno-vývojového projektu.

Aký tím sa na príprave projektu podieľal?

Prípravný tím projektu je kľúčový pre získanie dotácie. Líder projektu formuluje všetky technické pasáže a dohliada, aby boli správne informácie poskytnuté do projektovej žiadosti. Celý projekt štruktúruje a kompletizuje – túto úlohu zabezpečovala a stále zabezpečuje Gabriela Lencová. Technickú stránku za Entry riešil Michal Amrich, za konštrukciu Roman Hruška a za elektro a softvér Michal Němeček. Materiálové inžinierstvo zo strany TUL (Technická univerzita Liberec) zabezpečovali Jiří Bobek, Martin Seidl a Jiří Habr. Za NB (Nordbeans) potom Jiří Krispin ako technológ a Radek Kolombo ako Q-grader. V neposlednom rade bratia Kozlovci, majitelia pražiarne Nordbeans. Rovnaký tím sa podieľa aj na samotnej realizácii projektu – niekedy je to jednoduché, inokedy náročnejšie, ale musím konštatovať, že nikto sa neodklonil od zámerov popísaných v projektovej žiadosti a verím, že aj po ukončení projektu si budeme schopní pozrieť sa navzájom do očí a hovoriť o ďalšej spolupráci.

V akej fáze je projekt teraz – ako sa mu darí u prvého zákazníka?

Formálne zatiaľ prvý zákazník nie je. Nordbeans je partner projektu a v súčasnosti zariadenie testuje v prevádzke a zároveň zbiera praktické skúsenosti s vlastnou produkciou kapsúl. S prevádzkou stroja sú spokojní. Pripomienky z pilotnej prevádzky boli na produkčnej verzii stroja doladené. Po ukončení projektu sa bude riešiť obchodné prevzatie alebo setrvanie stroja v Nordbeans.

Ďalším potenciálnym zákazníkom je partnerská pražiareň v Jablonci nad Nisou. Projekt je aktuálne vo svojej záverečnej fáze – validácie a testovania produkčného stroja.

A veľmi dôležité: Pre akých ďalších klientov je stroj vhodný?

Kapacita stroja je navrhnutá na čerstvé spracovanie malých a stredných dávok kávy o veľkosti 10–25 kg, čo pri maximálnom výkone náš stroj spracuje za 5 hodín. Takéto dávky sú typické pre pražiarne veľkosti Nordbeans. Reálnych potenciálnych zákazníkov, o ktorých vieme v rámci ČR, sú nižšie desiatky. Ako s projektom obchodne najlepšie naložiť, detailne popisuje plán komercializácie. Príležitosti, ktoré v kávovom biznise existujú, podrobne analyzuje aktualizovaná marketingová štúdia – a to nielen z hľadiska použitia nášho stroja, ale aj z pohľadu možných akvizícií a budúcich investícií. Koniec koncov, káva je vo svete v lepšej situácii ako ropa – navyše lepšie vonia a chutí.

Otázka navyše Koľkokrát sa vám o projekte snívalo?

Toto nie je ten typ projektu, o ktorom by sa vám snívalo. Naopak, mám pocit, že je to práve ten typ projektu, ktorý chce každý technik riešiť. Kombinuje na prvý pohľad jednoduché úlohy ako dávkovanie, váženie, zváranie – ale za všetkým sa skrýva množstvo drobných detailov a rôznych „ale“. Na prvý pohľad by vás ani nenapadlo, že káva je rôzne mastná, že pri rôznych stupňoch mletia tvorí mosty v násypke, že viečka sa pri manipulácii krútia a že je potrebné ich precízne privariť na okraj kapsule. Aj preto je nesmierne dôležité, aby bol projekt správne naplánovaný a počítal s fázu dolaďovania, kde sa „veľkí chlapci“ môžu pohrať a vyriešiť problémy.