Технология производства кофе и ее технико-экономическая оценка

Производство сырого кофе представляет собой процесс получения плодов, их первичную обработку, сортировку и хранение.

Качество кофе и его товарный вид в значительной степени зависят от первичной обработки кофейных плодов, которая производится сразу после сбора кофе на плантациях и состоит из двух операций: отделение семян от плодовой мякоти и оболочек и сушки. Очистка кофе от плодовой оболочки осуществляется сухим или мокрым способами.

При мокром способе обработки плоды кофе помещают в специальные вращающиеся с различной скоростью терочные барабаны, куда под давлением подается вода, которая смывает снятую плодовую мякоть. Сушат мытые зерна естественным или искусственным путем до влажности 12%. Процесс сушки существенно влияет на интенсивность протекания биохимических процессов, которые определяют качество готового напитка.

Сухой способ обработки состоит из сушки плодов в естественном состоянии или в сушилках с последующим механическим освобождением от оболочек при помощи специальных обдирочных машин. Кофе мокрой обработки при прочих равных условиях ценится на мировом рынке выше.

При длительном хранении и транспортировании (особенно при трансконтинентальных перевозках) кофе необходимо поддерживать оптимальные условия — температурно-влажностный режим и вентилирование. Оптимальными условиями являются: температура в пределах 10—15 °С и относительная влажность воздуха на уровне 70%. Это обеспечивает стабильную равновесную влажность зерен на уровне 12%. При повышении влажности до 15% начинается развитие микробиологических процессов, следствием которых является приобретение затхлого, плесневелого запаха, не исчезающего и после обжаривания. Еще большую опасность представляет образование афлои микотоксинов, содержание которых должно жестко контролироваться при оценке качества сырого кофе перед обжаркой.

Производство кофе натурального жареного в зернах и молотого состоит из следующих операций: приемка, сепарация, обжаривание, фасовка (для кофе жареного в зернах), размол, просеивание обжаренного полуфабриката, смешивание компонентов и фасовка молотого порошка. Поступающее сырье принимают по его фактической массе по видам и сортам в соответствии с рецептурой вырабатываемой продукции. Сырье засыпают в завальную яму, откуда оно поступает на сепарацию. Сепарирование представляет собой отделение примесей путем аспирации, просеивания и магнитоулавливания. Данная процедура не приводит к каким-либо механическим повреждениям тканей зерна, температура, влажность и количество сухих веществ также остаются без изменений.

Обжарку сырых зерен кофе осуществляют при температуре 160−220 °С в течение 14−60 мин до получения легкоразламывающихся зерен коричневого цвета с выраженным кофейным ароматом. Влажность обжаренного кофе не более 4%. При обжаривании образуется сложный комплекс веществ, обусловливающих вкус, аромат кофе и цвет кофейных зерен.

На стадии ароматизации обжаренного кофе его выдерживают внутри обжарочного аппарата с выключенными горелками. При этом температура снижается до 45 °C. Затем кофе доохлаждают при перемешивании в чаше и подают на фасовку.

Ароматообразующие вещества кофе нестабильны даже при хранении без доступа воздуха. Из-за нестойкости аромата кофе стараются обжаривать непосредственно перед реализацией либо на размол.

Степень обжарки кофе может быть различной, от чего во многом зависят цвет, аромат и вкус напитка. За границей принята обжарка от слабой (английский способ), придающей кисловатый вкус напитку, до высшей степени (французский, испанский) и эспрессо (итальянский, индийский) — на грани обугливания зерен, придающий приятный «паленый» оттенок напитку.

При производстве кофе молотого с добавлением цикория размолотые, просеянные и очищенные от металлопримесей зерна и цикорий загружают в смесительный аппарат, медленно перемешивают в течение 3−5 мин и направляют на фасовку. Рекомендуется упаковывать жареный кофе как в зернах, так и молотый прежде всего в водои кислородонепроницаемую тару с герметически сваренными швами. Такая упаковка гарантирует полное сохранение аромата кофе в течение 6 мес. Еще лучший эффект дает заполнение вакуума внутри тары азотом или другими инертными газами. Однако малейшее нарушение вакуума вызывает изменение состава продукта.

Растворимый кофе — это экстракт натурального кофе. В последнее время он приобрел широкую популярность. По-разному можно относиться к напиткам на его основе, однако, бесспорно, у него есть свои приверженцы. При изготовлении растворимого кофе решающее значение имеет качество используемых сортов.

Прежде всего, тщательно обжариваются зерна, при режимах, обеспечивающих максимальное накопление водорастворимых экстрактивных веществ. Оптимальным режимом обжаривания являются температура 200−210 ⁰С и продолжительность 13−16 мин. Кофе обжаривают в аппаратах различных конструкций. Зерна засыпают в барабан при достижении в нем температуры 185−225 ⁰С. В конце обжаривания в барабан подают воду для более быстрого охлаждения кофе и уменьшения образования мелкой фракции при последующем измельчении. Для сохранения аромата обжаренный кофе выдерживают в барабане с выключенными горелками.

Обжаренные полуфабрикаты охлаждают до температуры 35−40 0С потоком холодного воздуха при перемешивании в охладительной чаше. Затем пневмотранспортом подают в бункер с попутным аспирационным отделением камней в камнеотборнике, взвешивают на весах и по пневмопроводу направляют через циклон-загрузитель в бункер. При достижении необходимой степени обжарки зерна из бункеров поступают в гранулятор на измельчение. Измельченный кофе транспортируют в подвесной промежуточный бункер-весы и оттуда порциями загружают в экстракторы, где из порошка кофе извлекают растворимые компоненты. Для этого за основу берут процесс, аналогичный процессу приготовления кофе в домашних условиях, т. е. кофе заливается горячей водой. Последний этап приготовления растворимого кофе — извлечение кофейного концентрата. Для этого существует два способа: метод выпаривания и криогенный.

Выпаривание экстракта кофе. В этом случае экстракт кофе извлекается в стальной многосекционной башне под потоком горячего воздуха. При этом вода испаряется, а жидкий кофе превращается в порошок и охлаждается. В нижней секции башни остается готовый растворимый кофе.

Замораживание экстракта кофе (криогенный метод). Жидкий экстракт кофе быстро замораживается при температуре около — 40 ⁰С. Подаваемый на поверхность металлической чаши или металлического барабана экстракт превращается в ледяной слой, отделяется и крошится. Затем лед засыпается в чаши и вводится в камеру сушки. Здесь кристаллы льда исчезают: лед испаряется без перехода в жидкое состояние. Весь процесс происходит в вакууме и с соблюдением специальной процедуры нагрева, режимы которого поддерживаются автоматически и с высочайшей точностью.

Блок-схема производства кофе.