Сложность.

Этим дегустаторским термином определяют кофейные напитки, различные вкусовые ощущения от которых постоянно изменяются, чередуются, сдвигаются и даже наслаиваются. Такие напитки имеют сложный вкусовой состав, доставляя удовольствие вкусовыми оттенками.

Технологическая схема процесса.

Учитывая основные стадии технологического процесса производства растворимого кофе, составим технологическую схему его получения из сырых кофейных зерен.

Схема изображена на рисунке 3. (стр. 35)

 

Рисунок 3. Технологическая схема производства растворимого кофе

2. Материальный баланс производства растворимого кофе на единицу выпускаемой продукции.

Расчет материального баланса является важнейшим этапом проектирования. На основании материального баланса рассчитываются:

· оборудование, необходимое для выполнения производственного плана (количество и производительность);

· потребность предприятия в сырье, полуфабрикатах и вспомогательных материалах;

· определяется эффективность использования оборудования;

· определяется выход годной продукции, производственные и непроизводственные потери;

· осуществляются экономические расчеты, он также является основой для расчета себестоимости продукции;

· позволяет выбрать наиболее оптимальный вариант технологии;

· служит основой для определения влияния технологического процесса на экологию и расчета мощности очистительных сооружений.

Материальный баланс в данной работе выполнен в единицах массы – килограммах. К расчетам материального баланса следует отнести определение основного и побочных продуктов, расходных коэффициентов по сырью, производственных потерь. Только определив материальные потоки, можно произвести конструктивные расчеты производственного оборудования, оценить экономическую эффективность и целесообразность производственного процесса. Составление материального баланса необходимо как при проектировании нового, так и при анализе работы действующего производства.

Технологический процесс складывается из нескольких технологических операций (стадий). Каждая операция осуществляется в отдельном аппарате или нескольких аппаратах при одних и тех же условиях. Материальный баланс рассчитывается по операциям или по всему процессу в целом.

Основой материального расчета является фундаментальный закон сохранения массы вещества, на котором основаны все наши представления о протекающих технологических процессах.

Рассмотрим расчет материального балансапроизводства растворимого кофе. Для упрощения расчетов будем считать, что процесс производства растворимого кофе состоит из следующих операций (стадий):

· Приемка и сепарация сырья;

· Обжаривание и измельчение (грануляция) кофе;

· Экстракция водой и концентрация;

· Сушка экстракта;

· Расфасовывание.

На каждой из представленных стадий возможно возникновение технологических потерь. Причины потерь определяются опытным путем или путем анализа результатов работы аналогичных производств. Эти потери приведены в таблице 6.

 

Таблица 6. Технологические потери при производстве растворимого кофе.

Наименование технологической операции	Потери, %
Приемка и сепарация сырья
Обжаривание и измельчение (грануляция) кофе
Экстракция водой и концентрация
Сушка экстракта
Расфасовывание	0,3

 

Произведем расчет материального баланса, на производство 1000 кг растворимого кофе.

Расфасовка

Расход	Приход
Продукция на выходе	кг	%	Потери	кг	%	Продукция на входе	кг	%
Фасованный растворимый кофе		99,7	На просыпание		0,3	Кофе растворимый

Сушка

Расход	Приход
Продукция на выходе	кг	%	Потери	кг	%	Продукция на входе	кг	%
Кофе растворимый			На выпаривание			Экстракт жидкий концентрированный

 

Экстракция

Расход	Приход
Продукция на выходе	кг	%	Потери	кг	%	Продукция на входе	кг	%
Экстракт жидкий концентрированный			На выделение сухого вещества			Крупка (гранулированный кофе)

 

Измельчение

Расход	Приход
Продукция на выходе	кг	%	Потери	кг	%	Продукция на входе	кг	%
Крупка (гранулированный кофе)			На отсеивание			Обжаренные зерна кофе

 

 

Сепарация сырья

Расход	Приход
Продукция на выходе	кг	%	Потери	кг	%	Продукция на входе	кг	%
Обжаренные зерна кофе			Удаление примесей и некачественного сырья			Сырые кофейные зерна (сырье)

 

Вывод: для производства 1000 кг растворимого кофе необходимо обработать 2418 кг сырых кофейных зерен.

 

3. Техническая характеристика обжарочных аппаратов.

3.1 Обжарка кофейных зерен..

Обжарка кофе является одним из самых важных факторов образования вкуса, цвета, аромата и крепости (содержание кофеина) в кофе.

Существует несколько степеней обжарки кофе:

· Cinnamon – (корица) - Светлые с коричневым оттенком, слегка увеличенные в размере зерна, пахнут свежем хлебом – данная обжарка используется очень редко, так как она очень светла и в связи с чем в зернах повышенное содержание кофеина.

· Light – (легкая) - Зерна этой степени обжарки светло-коричневые, не имеют признаков маслянистости, с гладкой поверхностью. Эту степень обжарки еще называют - континентальной.

· Medium (средняя) - Цвет зерен данной степени обжарки близок к коричневому, каштановому. Поверхность зерен гладкая, маслянистости нет, либо попадаются единичными маслянистые точки.

· City (городская еще называют венской) - Зерна темно-коричневого цвета, с небольшим количеством масел на гладкой поверхности зерен.

· Full City (еще называют – сиэтловской) - Темно-коричневые иногда с красноватым оттенком зерна, с умеренной маслянистостью.

· Dark (темная) - Зерна черные, маслянистые.

· Italian (итальянская) - Сильно маслянистые темные, черные зерна. Эта степень обжарки, особенно применяется на юге Италии.

· French (французская) - Цвет зерен темно-красноватый, черный с большим количеством масел, является одной из самых темных степеней обжарки.

 

Естественно чем темнее обжарка, тем меньше содержание кофеина в зернах. Но нужно понимать, что необжареные кофейные зерна - не содержат кофеина, кофеин в зернах проявляется в процессе обжарки, во время которой в самом зерне происходит более одной тысячи химических процессов.

Многие считают, что маслянистость зерен зависит от степени обжарки - на самом деле это не так. После того как кофе обжарили его охлаждают, если этого не сделать, зерна просто напросто сгорят.

Очень часто можно встретить в нашей стране, итальянский кофе - слегка горелый, это значит, что охлаждения зерен после обжарки происходило дольше, хотя сама по себе южно-итальянская обжарка, подразумевает легкую горелость зерен.

Что касается маслянистых зерен, это значит что после обжарки кофе охлаждали быстро, из-за чего масла конденсировали наружу, и естественно для того что бы добиться сильной маслянистости зерен - нужно охлаждать быстро.

 

Как правило, быстрое охлаждение ни кто не делает, так как при этом можно потерять почти все масла и аромат зерен.[6].

Существуют различные аппараты для обжаривания кофейных зерен. Техническая характеристика некоторых обжарочных аппаратов представлена в Таблице 7.

 

Таблица 7. Техническая характеристика обжарочных аппаратов.

Показатель	ПГ – 150М	«Пробат»	ТНА-240
Производительность, кг/ч по кукурузным хлопьям по зерновым по кофе	- -	- -	-
Единовременная загрузка, кг	-		7…8
Потребление теплоты, кДж/ч
Установленная мощность, кВт	2,2
Габаритные размеры, мм	6920×2300×2560	5000×3090×3450	4500×4500×4500
Масса, кг

 

3.2.Описание обжарочного аппарата типа «Пробат».

Обжарочный барабан «Пробат» предназначен для обжаривания кофе и устанавливаются в линиях производства натурального и растворимого кофе. Аппаратная схема «Пробата» изображена на рисунке 2 (страница 41).

Аппарат состоит из корпуса с вращающимися внутри обжарочным барабаном 1, охлаждающей чаши 4 диаметром 2,5 м, камнеотборника 3 и бункера 2 для обжаренного кофе.

В корпусе предусмотрены люки для наблюдения за работой горелок и проветривания топочного производства после окончания работы.

В верхней части корпуса находится вентилятор для отвода газов из барабана. На корпусе установлен бак для воды с регулирующим устройством. В топочном пространстве расположена газовая горелка, имеющая три зоны сгорания газа в зависимости от его количества.

Внутри барабана закреплены лопасти, размещенные по винтовой линии, которые служат мешалкой, а по оси барабана проходит полая труба для подачи воды в барабан.

 

С одной стороны (с торца) барабан оборудован глухой стенкой с окном, в котором смонтирован краник для отбора пробы обжаренного кофе и размещен термометр для контроля температуры дымовых газов. С другой стороны стенка барабана сетчатая. Обжаренный кофе автоматически выгружается из барабана в охлаждающую чашу через щель, образующуюся между барабаном и торцевой крышкой. Дно чаши изготовлено из перфорированной стали. Внутри чаши размещены мешалки. Кофе охлаждается воздухом, который подается вентилятором через слой зерен сверху и отбирается внизу чаши, что не создает условий для образования псевдоожиженного слоя.

Камнеотборник установлен в пневмотрубопроводе. В последнем имеется выдвижная сетка, а сбоку сделаны щели, размер которых регулируется вручную заслонкой. При закрытых щелях камни не отделяются.

Отрегулированный размер щелей уменьшает поток воздуха через сетчатое дно, благодаря чему захватываются только зерна кофе, а камни остаются на сетке. Сетчатое дно периодически вынимают для очистки от камней.[7]

 

3.3.Инженерные расчеты.

 

Расход теплоты в обжарочных аппаратах складывается из отдельных статей.

Расход теплоты на нагрев продукта Q₁ (кДж/с):

Q₁=Gc(t₄ - t₃),

где G – производительность печи по сырью, кг/с;

с – удельная теплоемкость продукта, кДж/(кг∙К);

t₃ и t₄ – начальная и конечная температура продукта, ⁰С.

Расход теплоты на испарение влаги при обжаривании Q₂ (кДж/с):

Q₂=0,01Gx_иr,

где x_и – истинный процент ужарки;

r – теплота испарения, кДж/кг;

 

Расход теплоты на нагрев сеток Q₃ (кДж/с):

Q₃=(G/G_пр)G_кc₁(t₂ - t₀),

где G_пр – масса продукта в одной сетке, кг;

G_к – масса одной сетки (G_к =3…6 кг);

c₁ – удельная теплоемкость стали, кДж/(кг∙К);

t₂ – средняя температура активного слоя масла, ⁰С;

t₀ – начальная температура сеток, ⁰С.

Расход теплоты на нагревание доливаемого масла Q₄ (кДж/с):

Q₄=0,01GМс₂(t₂ - t₁),

где М – расход масла на обжаривание сырья, % к массе сырья;

с₂ – удельная теплоемкость масла, кДж/(кг∙К);

t₁ – начальная температура масла, ⁰С;

t₂ – средняя температура активного слоя масла, ⁰С;

Расход теплоты на нагрев охлаждающей воды Q₅ (кДж/с):

Q₅=Gc_вВ(t₆ – t₅),

где c_в – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг∙К);

В – удельный расход охлаждающей воды, кг на 1 кг сырья;

t₅ и t₆ – начальная и конечная температура охлаждающей воды, ⁰С.

Потери теплоты в окружающую среду путем конвекции и лучеиспускания Q₆ (кДж/с):

Q₆=F_aα₀(t₇ – t_в),

где F_a – площадь поверхности аппарата, м²;

α₀ – суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и лучеиспусканием, кВт/(м²∙К);

t₇ – температура на поверхности аппарата, ⁰С;

t_в – температура воздуха, ⁰С.

 

Общий расход теплоты Q_общ (кДж/с):

Q_общ= Q₁+ Q₂+ Q₃+ Q₄+ Q₅+ Q₆.

Площадь поверхности нагрева печи F (м²):

F=Q_общ /(k∆t).

По площади поверхности нагрева устанавливают размеры нагревательной камеры.

Расход пара в обжарочном аппарате D_п (кг/с):

D_п=Q_общ /(i - i_к).

где i и i_к – энтальпия пара и конденсата, Дж/кг.

 

Производительность обжарочного аппарата П (кг/с) может быть найдена из уравнения общего расхода теплоты:

П=[Fk(t_n – t₂) – Q₆] / [c(t₄ - t₃) + 0,01x_цr + G_кс₁(t₂ – t₀) / G_пр + 0,01Мс₂(t₂ – t₁) + с_вВ(t_в – t₅)],

где k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²∙К);

t_n – температура греющего пара, ⁰C.

 

Заключение. Вот уже не одно столетие как кофе перебрался с северо-востока Африки на Аравийский полуостров, он играет значительную роль в мировой истории. Переход через Красное море сам по себе оказал значительное виляние на политическую, экономическую и социальную жизнь, как и Африканского континента, так и ближнего востока, а в дальнейшем эти перемены коснулись и Европы и Америки и даже России. 1655 год принято считать датой появления кофе в России. Именно в этом году придворный лекарь Самюэль Коллинс прописал царю Алексею Михайловичу рецепт: «Вареное кофе, персиянами и турками знаемое, и обычное после обеда… изрядное есть лекарство против надмений, насморков и главоболений…» По мнению специалистов, в Россию кофе шел по двум направлениям: с Запада и с Востока. В начале 17 века у Российского государства были обширные торговые связи со странами Ближнего и Среднего востока, где кофе уже давно был распространенным напитком. Однако продвижение кофе в России шло медленно, виной тому – религиозные предрассудки: считалось, что он дурманит разум. Большой вклад в дело распространения кофе внес Петр 1. Он очень часто бывал в Голландии и именно там он пристрастился к этому напитку, а по возвращению ввел его в обычай на своих ассамблеях. По распоряжению Петра 1 кофе угощали даже при входе в кунсткамеру. Любовь к кофе была настолько велика, что были времена, когда кофе переваривали в кофейную гущу. Считалось, что этот напиток гораздо вкуснее самого кофе. В мае 1884 года в Петербурге открылась международная выставка садоводства. На ней желающие могли научиться искусству обжарки кофе и приготовления самого напитка. После этой выставки спрос на кофе возрос, что повлекло за собой увеличение импорта.

Пищевая ценность натурального кофе (на 100 г напитка без сахара): белки - 0,2 г, жиры - 0,6 г, углеводы - 0,1 г, кальций - 5 мг, витамин РР - 0,6 мг, калий - до 9 мг, фосфор - 7 мг и даже железо - 2 мг. Энергетическая ценность составляет 9 ккал. Все эти витамины в той или иной степени необходимы нашему организму для его нормальной жизнедеятельности. Например, железо - составная часть гемоглобина крови. Кальций и фосфор входят в состав костной ткани. А от наличия в организме человека калия и кальция зависит нормальный ритм сердечной деятельности. Как лечебное средство кофе применялся в классической арабской медицине в 900-1 000-х годах нашей эры [3].

Широкое распространение кофе объясняется тем, что он обладает высокими вкусовыми качествами и благотворно влияет на организм человека. Кофе принадлежит к тем немногим культурам, которые определяли собой целые эпохи в экономическом развитии таких стран, как Бразилия, Колумбия, Эфиопия, Йемен, Гвинея и ряд других. История кофе теряется в глубокой древности и окутана поэтическими легендами. Сейчас уже трудно отделить легенды от действительно романтической и полной драматизма истории культуры. Вот изложение нескольких легенд, связанных с началом употребления кофе....Шейх Омар, врач и священник, проживая отшельником в пещере, часто видел птицу с прекрасными яркими перьями, сидящую на дереве и распевающую сказочно гармоничные трели. Не однажды зачарованный ее трелями Омар пытался поймать птицу, но каждый раз при попытке схватить ее на дороге вмиг возникали благоухающие цветы и привлекательные плоды. Как-то Омар оторвал несколько таких плодов и использовал их как приправу к отвару из разных плодов и растений, который он давал больным, навещавшим его. Отвар стал обладать исключительно лечебными свойствами. Слух о чудодейственном напитке из этих плодов вскоре разнесся по всей Аравии. Омара провозгласили святым и пригласили в Мекку, где в его честь был выстроен монастырь. Из стран Ближнего Востока кофе проник в Стамбул, где в 1564г. Была открыта первая кофейня. Первая чашка кофе была продемонстрирована европейцам в Риме в 1626 году Делла Балле, который, живя в Иране (Персии) в качестве посла Папы Римского, пристрастился к ежедневному употреблению кофе и научился искусно его готовить. Спустя 20 лет в Венеции было открыто первое кафе, и еще через 14 лет кафе открылось и в Марселе. В 1652 году кофейни открываются в Лондоне. Англичане быстро оценили достоинства напитка. Кофейни начали появляться в различных частях столицы Британского Королевства, и к 1693 году в Лондоне их уже насчитывалось более трёх тысяч. В 1664 году французский король Людовик XIV специальным указом одобрил напиток, и вскоре кофе появился на званом обеде в Лувре. За королем потянулось титулованное дворянство, за дворянством чиновничество и купечество, а за чиновничеством и все те, кому позволяли средства. Кофе в то время стоил очень дорого и не всякий мог себе позволить чашку "напитка жизни". В 1672 году в Париже открылась первая публичная кофейня.О кофе писали драмы и комедии, слагали поэмы и оды, распевали песни. Кофейни превратились в, своего рода, клубы, где передавались последние политические новости, произносились пламенные революционные речи. В литературных кофейнях Парижа Вольтер и Руссо писали свои бессмертные произведения. Постоянным посетителем кафе, большим любителем и знатоком кофе был В. Гюго. Тема кофе увлекла не только поэтов и писателей. Скульпторы, художники, музыканты посвящали ему свои произведения. Среди них были художник Ван Лоо, композитор Иоганн Себастьян Бах, сочинивший кантату о кофе. Кофе - очень распространенный напиток. Нет такой страны, где бы ни употреблялся кофе. Даже на родине чая в Китае кофе пользуется большим успехом у населения.[4] Прогнозы. По мнению большинства экспертов, кофейный рынок уже не сможет вернуться к той пропорции между зерновым и растворимым кофе, которая существовала в советские времена. А именно тогда, 10-15 лет назад, когда растворимый кофе был большим дефицитом, население потребляло кофе в зернах. До тех пор пока покупательная способность населения не поднимется на достойный уровень, основная масса жителей нашей страны будет потреблять дешевый растворимый кофе, а то и вовсе обходиться без него.[5] Исследование Московского рынка кофе. Проведенное маркетинговым агентством исследование в апреле 2002 года позволило выявить отношения потребителей к многочисленным подделкам кофе, имеющимся на рынке. В ходе исследования было выявлено мнение 700 человек покупающих кофе в различных торговых точках города. В результате исследования удалось установить предпочтения потребителей видам кофе. Три четверти опрошенных потребителей кофе, в основном покупают растворимый кофе. При этом подавляющее большинство из данной категории (69%) предпочитают кофе в гранулах. Натуральный кофе пьет примерно каждый пятый респондент (20%) причем 47% из них – молотый. Остальные разновидности кофе (кофейные смеси, напитки) не пользуются популярностью у потребителей (менее 5% респондентов). Вместе с тем, в результате исследования было установлено, что 2/3 опрошенных отдают предпочтение черному кофе. Из тех потребителей, кто предпочитает кофе с добавками, наибольшей популярностью пользуется кофе со сливками (31% респондентов). Маркетинговое исследование Московского рынка кофе позволило определить уровень лояльности потребителей к покупаемым в настоящее время маркам кофе. Для этого респондентам задавался вопрос, «при каких условиях вы готовы сменить марку кофе, которую в настоящее время предпочитаете». В результате, примерно треть респондентов (31%) заявила, что не сменит марку ни при каких условиях, а 63% из оставшихся потребителей согласна купить другую марку, только если предпочитаемой в настоящее время нет в продаже. Таким образом, можно судить о высокой лояльности потребителей к предпочитаемым маркам кофе.[5]

 

Список используемых источников:

1. http://www.trade.su/research?parent=rubricator&child=getresearch&h=trade.su&id=1296;

2. Государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 51881-2002, Кофе натуральный растворимый, Общие технические условия, издание официальное, М., 2002.;

3. Коммерческое товароведение (М.В.Сероштан, В.И.Теплов, М. 2000г).4. Справочник экономиста пищевой промышленности (А.Дудченко, М. 1986г).5. История кофе и кофейной промышленности (подборка статей из сети Internet, предоставленная информационно-справочной службой «Тихий Дон»).;

6. http://www.acocom.ru/stati/izgotovlenie/stepeni-obzharki-kofe.html;

7. Машины и аппараты пищевых производств, т.1 и 2, под ред. В.А. Панфилова;

8. Технология субтропических и пищевкусовых продуктов. И.И. Татарченко, И.Г. Мохначев, Г.И. Касьянов., 2004 г.;

9. Сидоров Ю.Д. и др. «Технохимический контроль пищевых производств», Казань, 2008 г.;

10. Столярова А.С., Товароведение и экспертиза вкусовых товаров, Учебное пособие, Улан-Удэ, издательство: ВСТТУ, 2006.;

11. СанПиН 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила.;

12. Гамидуллаев С. Н., Иванова Е. В., Николаева С. Л., Симонова В. Н. Товароведение и экспертиза продовольственных товаров: Учебное пособие. - СПб.: Альфа, 2000. 432 с.;

13. Герасимова В.А. и др. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров. – СПб. – 2005. – 416с.;

14. Дмитриченко М. И. Экспертиза качества и обнаружение фальсификации продовольственных товаров. - СПб.: Питер, 2003. 160 с.;

15. Коробкина 3. В., Страхова С. А. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров. - М.: КолосС, 2003. 352 с.;

16. Нахмедов Ф. Г. Технология кофепродуктов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 2000.- с184.;

17. Николаева М. А. и др. Идентификация и фальсификация пищевых продуктов - М.: Экономика, 1996. С. 108. (Товарный справочник).

18. Николаева М. А. Товарная экспертиза. - М.: Издательский дом «Деловая литература», 1998. С. 288.;

19. Органолептические методы оценок пищевых продуктов: Терминология. - М.: Наука, 1990. С. 39.;

20. Пучеров Н. Н. Все о кофе. - Киев: Наукова думка, 1987. 103 с.;

21. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров: Учебник для вузов/Л П. Чепурной. - М.: Изд.-книготорг, центр «Маркетинг», 2002. 403 с.;

22. Товароведение и экспертиза потребительских товаров: Учебник / Коллектив авторов под рук. проф. В. В. Шевченко - М.: ИНФРА-М, 2001.504.;

23. Шепелев А. Ф., Мхитарян К. Р. Товароведение и экспертиза вкусовых и алкогольных товаров: Учебное пособие. - Ростов-на-Дону: Изд. центр «МарТ», 2001. 205 с.;

24. Шепелев А. Ф., Печенежская И. А., Мхитарян К. Р. Товароведение и экспертиза вкусовых и кондитерских товаров. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. 544 с.;

25. Экспертиза качества кофе натурального жареного и натурального растворимого. Методическое руководство. МВШ. МР-005-2001 / Автор-составитель Л. Г. Елизарова - М.: Автономная некоммерческая организация «Московская высшая школа экспертизы», 2001. 38 с. (Библиотека эксперта).

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А.

ГОСТ Р 51881-2002