Устройство и принцип действия линии.

Каждая партия сырых зерен кофе взвешивается на автоматических весах порциями по 20 кг и пневмотранспортером 1 низкого давления подается в вибрационный сепаратор 2, отделяющий посторонние примеси путем аспирации, просеивания и пропусканием через магниты.

При этом кофе обрабатывают отдельно по видам и сортам. Затем зерна пневмотранспортером 3 высокого давления через циклон-разгрузитель 4 направляют в четырех- и шести-секционный бункер 5 для хранения различных видов и сортов кофе. Оттуда зерна кофе поступают на весы 6, которые могут отвешивать кофе, поступающий из разных секций бункера, и далее — в обжарочный барабан 7. Продолжительность обжаривания одной порции кофе (240...300 кг) составляет 13...18 мин при температуре 180...215 °С в аппарате типа «Пробат» (рисунок 2.).

Обжаренный кофе увлажняют непосредственно в обжарочном барабане, доводя влажность до 5... 7 %, чтобы избежать образования мелких частиц при размоле. Для этого к концу обжаривания в барабан в течение 50 с подают 20 л воды и закрывают выход дымовым газом. Это уменьшает дезодорацию кофе и снижает потери ароматических веществ. Кислотность обжаренного кофе должна составлять 5,2...5,4 рН, а содержание экстрактивных веществ для кофе I сорта не менее 25 %, для кофе II сорта — 27,5 %. Затем обжаренный кофе охлаждают в охладительной чаше 8 и через камнеотборник 9 и весы 10 пневмотранспортером высокого давления 11 направляют с разгрузкой в циклоне-осадителе 12 в бункер 13, предназначенный для хранения жареного кофе. Отсюда обжаренные зерна поступают на гранулятор 14, где их дробят, превращая в крупку.

Важное значение имеет размер гранул измельченных зерен. Известно, что скорость процесса экстракции обратно пропорциональна размеру частиц, она уменьшается при их увеличении, поэтому выгодно иметь как можно более мелкие частицы продукта, подвергаемого экстракции. Но значительное уменьшение размера частиц приводит к ухудшению смачиваемости и условий фильтрации экстракта. Оптимальный размер частиц измельченных зерен зависит от типа экстракционного оборудования. При работе на экстракционных батареях фирмы «Ниро Атомайзер» принят размер гранул 1...2 мм.

Крупку (гранулированный кофе) ковшовым элеватором 15 загружают в бункер 16, а оттуда вибротранспортером 17 через передвижные весы 18 в экстракторы экстракционной батареи 19.

Здесь с целью получения экстракта кофе обрабатывают горячей водой, предварительно умягченной на установке 20, которая состоит из ионизирующего бака и сатуратора. Для очистки воду обрабатывают поваренной солью. Жесткость воды после обработки солью не должна быть более 0,35 мг-экв/л. Экстракционная установка 19 представляет собой агрегат, состоящий из шести экстракторов со съемными трубчатыми фильтрами, имеющими отверстия диаметром 1,0... 1,5 мм, шести промежуточных теплообменников со змеевиками, в которых проходит экстракт, обогреваемый снаружи паром, одного водонагревателя для нагрева воды, поступающей в батареи. Полный цикл экстракции длится 7...8 ч. За это время через каждый экстрактор проходит 3500...4000 л воды. В экстракторы закладывают по 165 кг гранулированного кофе. Соотношение кофе и воды в экстракторе таким образом составляет 1: 20... 1: 25, что является оптимальным.

 

Экстракт из батареи отбирают с содержанием 27...28 % сухих веществ. Полученный экстракт через пластинчатые фильтр 21 и охладитель 22 перекачивают в смесительный бак 23, где смешивают с порошком растворимого ко фе, доводя содержание сухих веществ в продукте до 30 %. Из бака насосом 24 перекачивают экстракт кофе в сборник-весы 25, а оттуда насосом 26 в танк-накопитель 27.

Далее экстракт профильтровывают через фильтр 28 и питательным насосом 29 высокого давления через ресивер 30 подают в сушильную башню 31. Кофейный экстракт сушат на распылительной сушилке с форсуночным распылением продукта. Распыляемый в виде мельчайших капелек экстракт, встречается с потоком горячего воздуха, подаваемого вверх вентилятором, и мгновенно высыхает. Температура воздуха на входе в сушильную башню 230...280 °С, на выходе из сушильной башни — не более 105...115 °С.

 

Полученный сухой экстракт кофе из сушильной башни выгружают на вибросито 32 и с него через виброохладитель 33 — в контейнер 34. Контейнеры взвешивают на весах 35. Контейнеры с порошком растворимого кофе подъемником подают к загрузочному бункеру 36 фасовочной машины 37. Готовый продукт фасуется по 100 или 50 г в жестяные банки. Для закатывания донышек у банок используют машину 38.

 

 

 

1.3. Разработка технологической схемы производства растворимого кофе.

1.3.1.Стадии технологического процесса.

Кофе натуральный жареный и растворимый получают по непрерывной поточной технологической схеме.

Одной из важнейших технологических операций при производстве жареного натурального кофе является обжарка, от режима проведения которой зависят качественные показатели готовой продукции, являющиеся результатом биохимических, физических и коллоидно-химических изменений.

Важными технологическими операциями при производстве растворимого натурального кофе являются экстракция и сушка экстракта, от режима проведения которых зависят качественные показатели готовой продукции.

 

Производство растворимого натурального кофе состоит из следующих основных операций:

— прием и сепарация сырья;

— обжаривание при постепенном повышении температуры от 100 до 220 0С;

— грануляция обжаренного кофе (измельчение зерен на кругляшки-гранулы);

— экстракция водой;

¾фильтрование;

¾центрифурирование и концнтрирование экстракта до содержания в нем 28-30% сухих веществ

— сушка концентрированного экстракта в распылительной вакуум сушилке;

¾охлаждение сухого экстракта;

¾расфасовывание;

— упаковывание и маркирование.

Выход растворимого кофе составляет около 40% массы сырья. Этот кофе-порошок должен растворяться в воде без осадка (в горячей в течение 30 с, в холодной в течение 3 мин), что дает возможность получать напиток любой крепости. Во время получения кофейного экстракта и в процессе сушки теряется значительная часть ароматических веществ. Поэтому аромат растворимого кофе значительно хуже, чем в зернах. Растворимый кофе должен содержать воды 3,8% после выпуска кофеина не менее 3%. Общей золы 10%.

1.3.2. Технологическая схема производства растворимого кофе.

Кофе принимают по видам и сортам раздельно, отбирая от каждой партии среднюю пробу для технических и физико-химических анализов. Фактическую массу поступившего сырья определяют взвешиванием. Сепарацию проводят на аппаратах, используя те же сита, что и в производстве кофе натурального жаренного в зернах и молотого. Кофе подают на сепаратор после полной очистки его от предыдущего сорта.

Зерна после сепарации с помощью системы пневмотранспорта высокого давления перемещают потоком очищенного воздуха через распределитель в 4-6 секционные бункера для дополнительного улавливания пыли. В каждую секцию бункера подают только один вид кофе. Степень заполнения бункера кофе фиксируется датчиком. По мере накопления легких примесей и пыли съемные бачки циклонов освобождают, а магниты зачищают. Сита сепаратора и фильтры воздуходувки очищают по мере необходимости.

Затем кофе обжаривают при режимах, обеспечивающих максимальное водорастворимых экстрактивных веществ. Это достигается при условии полного разрушения клеток и тканей зерен кофе и минимального сгорания органических веществ. Оптимальным режимом обжаривания являются температура 200-210°C при продолжительности 13-16 минут. При более длительном обжаривании вместо продукта с хорошим ароматом и интенсивным настоем получается кофе с низким содержанием экстрактивных веществ и высокой потерей массы.

Экстрактивность и потеря массы могут быть низкими, средними, оптимальными и высокими. Например, сырой кофе, хранившийся более двух лет, при обжаривании дает полуфабрикат с повышенной потерей массы и меньшим содержанием экстрактивных веществ. Это объясняется тем, что при длительном хранении сырого кофе изменяются абсолютная плотность, масса, цвет зерен, содержание в них влаги, сухих и азотистых веществ, снижается активность окислительных ферментов.

Кофе обжаривают в аппаратах различных конструкций. Из разных отсеков бункера по соответствующей заданной программе отвешивают от 240 до 600 кг на каждую загрузку. При необходимости допускается подавать на обжаривание смесь сырья одних и тех же сортов из разных стран. Зерна засыпают в барабан при достижении в нем температуры 185-225°C. В конце обжаривания в барабан подают воду для более быстрого охлаждения кофе и уменьшения образования мелкой фракции при последующем измельчении. Увлажнение также приостанавливает дальнейший пиролиз составных веществ кофе и потерю сухих (растворимых) веществ. Расход воды на увлажнение зависит от массы обжариваемого сырья и его влажности и обычно составляет 50-55 л воды при загрузке 240-300 кг кофе. Влажность обжаренного полуфабриката 5-7%. Для сохранения аромата обжаренный кофе выдерживают в барабане с выключенными горелками.

Обжаренные полуфабрикаты охлаждают до температуры 35-40°C 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.

В процессе обжаривания контролируют влажность, pH, экстрактивность и потерю массы. Степень обжаривания кофе определяют по эталонам, которые устанавливают по контрольным партиям обжаренного полуфабриката. Массовую долю влаги определяют по стандартному методу. Содержание экстрактивных веществ в обжаренном кофе определяют так же, как в сыром. После завершения обжаривания и достижения оптимальной степени этого процесса для того или иного вида сорта кофе обжаренный полуфабрикат из бункеров поступает в гранулятор на измельчение.

Вкус.

Формируемый кофеином вкус кофе является центральной, стержневой категорией при оценке напитка. Одновременно он и самый сложный, так как другие категории (кислотность, полнота, аромат) базируются на нем и зависят от него. Чтобы описать вкус кофе, дегустаторы часто упоминают термины «богатый», «сложный», «гармоничный», «обладающий характером» и многие другие.