Введение

Процесс нагрева зеленых кофейных зерен Сжатие кофе преобразует химические и физические свойства зеленых кофейных зерен в обжаренный кофе. Процесс обжарки - это то, что создает характерный аромат кофе, вызывая зеленые кофейные зерна меняют вкус. Не обжаренные зерна содержат аналогичные, если не более высокие уровни кислот, белка, сахара и кофеина, чем обжаренные, но не имеют вкуса обжаренных кофейных зерен из-за реакции Майларда и других химических реакций, которые происходят во время обжарки. Кофе обычно обжаривают рядом с местом потребления, так как зеленый кофе более стабилен, чем обжариваемые бобы. Подавляющее большинство кофе обжаривается в коммерческих целях в больших масштабах, но небольшое коммерческое обжаривание значительно выросло с тенденцией к "единому происхождению" кофе, подаваемому в специализированных магазинах. Некоторые любители кофе даже жарят кофе дома в качестве хобби, чтобы одновременно экспериментировать с вкусом зерен и обеспечить как можно более свежий жареный кофе. Первыми зарегистрированными приборами для обжарки кофейных зерен были тонкие кастрюли из металла или фарфора, используемые в 15 веке в Османской империи и Великой Персии. В XIX веке в США и Европе были получены различные патенты на коммерческие обжарки, позволяющие производить большие партии кофе. В 1950-х годах, когда кофе быстрого приготовления становился популярным напитком, специализированные кофейни начали открываться, чтобы удовлетворить потребностей ценителей, предлагая более традиционный напиток. В 1970-х годах было основано больше специализированных кофейных домов, которые предлагали разнообразные жареные блюда и бобы со всего мира. В 1980-х и 1990-х годах индустрия кофе для гурманов пережила большой рост. Эта тенденция сохранилась и в XXI веке.

История

Первые известные инструменты для обжарки кофейных зерен были тонкими, круглой формы, часто с отверстиями, изготовленными из металла или фарфора, используемые в 15 веке в Османской империи и Великой Персии. Этот тип мелкого кастрюли с длинным ручкой позволял держать ее над кострами (сосудом с горячими углями), пока кофе не будет обжарен. Фасоль перемешивали тонкой ложкой. Одновременно можно было разогреть лишь небольшое количество бобов. Первый цилиндрический обжарщик с ручкой для поддержания движения бобов появился в Каире около 1650 года. Он был сделан из металла, чаще всего из оцинкованной меди или чугуна, и держался над кострами или открытым огнем. Вскоре появились французские, голландские и итальянские варианты этого дизайна. В течение следующего столетия они стали популярными в Европе, Англии и американских колониях. В XIX веке в США и Европе были получены различные патенты на коммерческие обжарки, позволяющие производить большие партии кофе. Тем не менее домашнее обжаривание оставалось популярным. Один человек, работавший на коммерческой токарной в 1850-х годах в Сент-Луисе, штат Миссури, сказал, что "продажа точеного кофе была тяжелой работой, так как все точили кофе в кухонной печи". Были разработаны приборы для домашнего обжарки; в 1849 году в Цинциннати, штат Огайо, был изобретен сферический обжарщик кофе для использования на кухонной плите с дровами, вставленной в отверстие горелки. Зелёные бобы можно было купить в местном универмаге или даже по почте. Как и изобретения изобретателей в Эммерих-на-Рейне, они значительно продвинули коммерческое обжарку кофе в Германии. Также в 1864 году братья Арбакл из Филадельфии сделали рыночный прорыв, представив удобный бумажный мешок с обжаренным кофе весом 0,45 кг, который принес успех и подражателей. С этого времени коммерчески обжаренный кофе стал популярным, пока он постепенно не обогнал домашний обжар в течение 1900-х годов в Америке. В 1903 и 1906 годах в США и Германии были запатентованы первые электрические обжариватели; эти коммерческие устройства устранили проблему дыма или топливных паров, придающих кофе плохой вкус. Во Франции домашний обжарщик не уступал коммерческому обжарщику до 1920-х годов, особенно в сельских районах. Кофе обжаривался до темного цвета небольшими партиями в домах и магазинах, используя различные приборы, включая те, которые имели вращающийся цилиндр из стекла, листового железа или проволочной сетки, а также те, которые управлялись вручную, механическим или электрическим двигателем. Из-за дыма и ветвящейся плевы сельские жители обычно пекли на открытом воздухе. В 1950-х годах, когда кофе быстрого приготовления становился популярным напитком, специализированные кофейни начали открываться, чтобы удовлетворить потребностей ценителей, предлагая более традиционный напиток. В 1970-х годах было основано больше специализированных кофейных домов, которые предлагали разнообразные жареные блюда и бобы со всего мира. В 1980-х и 1990-х годах индустрия кофе для гурманов пережила большой рост. В 1970-х и 1980-х годах домашний обжарщик Siemens Sirocco производился в Западной Германии и продавался по всему миру. Это был маленький тостер для жидкостной кровати, созданный для домашних энтузиастов. Продукт был назван в честь коммерческого процесса жарки горячим воздухом, который сам был назван в честь жарких ветров Сахары, называемых сирокко. В 1976 году инженер-химик Майкл Сивец запатентовал конкурирующий дизайн горячего воздуха для производства в США; это стало популярным в качестве экономичной альтернативы. Сивец призвал домашнего пекаря сосредоточиться на качестве бобов. С 1986 по 1999 год наблюдается резкий рост числа патентов на домашние устройства для обжарки. В 1990-х годах стало доступно больше электрического домашнего обжарки оборудования, включая барабанные обжарки, и вариации на жидкостной обжарке. К 2001 году любители кофе в интернете покупали зеленые зерна для доставки по почте.

Процесс

Процесс обжарки кофе следует за процессом обработки кофе и предшествует завариванию кофе. Она состоит в основном из сортировки, обжарки, охлаждения и упаковки, но может также включать измельчение. Мешки с зелеными кофейными зернами открывают вручную или машиной, сбрасывают в погрузчик и прокручивают, чтобы удалить мусор. Затем зеленые бобы взвешивают и переносят вручную, по ремню или пневматическому конвейеру в складские трещины. Из хранилищ зеленые бобы доставляются в обжарку. Первоначально процесс является эндотермическим (поглощает тепло), но в конце он становится экзотермическим (отдает тепло). Для пекаря это означает, что бобы нагреваются сами, и может потребоваться настройка источника тепла пекаря. В конце цикла обжарки обжаренные бобы выбрасываются из камеры обжарки и обычно охлаждаются воздушным или водяным охлаждением. Во время процесса обжарки кофейные зерна теряют от 15 до 18% своей массы, в основном из-за потери воды, но также из-за летучих соединений. Хотя бобы теряют вес, их размер удваивается во время процесса обжарки из-за физического расширения, вызванного увеличением внутреннего давления от испаренной воды. Зеленый кофе может содержать в разумном количестве простые сахара. Сахара очень реактивны при температуре обжарки, и, как только вода испаряется из бобов, сахара могут начать реагировать на тепло различными способами. Некоторые проходят реакцию карамелизации, создавая карамельные нотки, которые можно найти в некоторых кофейных напитках. В разных частях мира существует несколько традиционных вариаций обжарки кофе. Например, во Вьетнаме кофе часто покрывают маслом (традиционно проясненное масло) и небольшим количеством сахара перед обжаркой, чтобы получить "масляное обжарку". В результате процесса обжарки на бобах появляется дополнительный карамелизованный слой.

Оборудование

Наиболее распространенные обжарительные машины двух основных типов: барабан и горячий воздух, хотя есть и другие, включая упакованную постель, тангенциальные и центробежные обжарители. Ройтер может работать в режиме серии или непрерывного режима. Домашние печки также доступны. Барабанные машины состоят из горизонтальных вращающихся барабанов, которые качают зеленые кофейные зерна в нагретой среде. Источником тепла может быть природный газ, сжиженный нефтяной газ (СНГ), электричество или даже древесина. Наиболее распространенными являются барабаны с косвенным нагревом, где источник тепла находится под барабаном. Прямые обжариватели - это обжариватели, в которых пламя соприкасается с бобами внутри барабана; очень немногие из этих машин все еще работают. Растораживатели с жидким слоем или горячим воздухом проталкивают нагретый воздух через экран или перфорированную пластину под кофейными зернами с достаточной силой, чтобы поднять зерна. Тепло передается зернам, когда они качаются и циркулируют в этом жидкостном слое.

Жареные

Некоторые кофеварки используют названия для различных степеней обжарки, такие как "городской обжар" и "французский обжар", для внутренних температур зерна, обнаруженных во время обжарки. Рецепты, известные как "профили обжарки", указывают, как достичь вкусовых характеристик. Для того чтобы определить, какой кофе лучше всего использовать, может быть полезным множество факторов, например, происхождение кофе, разновидность, способ его приготовления, содержание влаги, плотность зерен или желаемые вкусовые характеристики. Профиль обжарки может быть представлен в виде графика, показывающего время на одной оси и температуру на другой, который может быть записан вручную или с использованием компьютерного программного обеспечения и регистраторов данных, связанных с температурными зондами внутри различных частей обжарки. Один из способов определить степень обжарки - это оценить цвет бобов. По мере того как кофе поглощает тепло, цвет становится желтым, а затем становится все более темным коричневым. На поздних стадиях обжарки на поверхности бобов появляются масла. Пожарное мясо будет продолжать темнеть, пока его не удалят из источника тепла. Для того чтобы следить за процессом обжарки, обычно используется комбинация температуры, запаха, цвета и звука. Известный итальянский обжарщик Джанни Фраси объясняет, что искусственное обжарение является основополагающим для получения высококачественного кофе ("погружение в прямой огонь - это очищение, оно оживляет мертвую бону", "достоинство бона может быть гарантировано только открытым пламенем"). Также, по Фраси, боб можно определить как идеально обжаренный, когда он приобретает особый "туник монаха" цветный нюанс, который может быть получен только в точный момент процесса и который ремесленник должен быть в состоянии понять зрением. Этот особый цвет является доказательством того, что все потенциальные ароматы зеленых бобов были высвобождены. Система ремесла была кодифицирована итальянским автором Лукой Фаринотти в его книге "Мир и ресторан", получившей награду в 2019 году. Есть два события, называемые "крейками", которые слушают пекари. Приблизительно в 10 минут кофе издаст треск. Этот момент называется "первым треском", что означает начало очень легкого обжарки. При первом трещине большое количество влаги в кофе испаряется, и зерна начинают увеличиваться в размерах. Когда кофе достигает приблизительно, он излучает "вторую трещину". Этот звук представляет собой структуру кофе, которая становится хрупкой и ломается, поскольку зерно продолжает набухать и увеличиваться из-за внутреннего давления. Липиды, присутствующие внутри кофейного зерна, сжижаются от тепла и давления, накопленных в зерне. Эти липиды часто можно увидеть на поверхности бобов. Масляное покрытие более распространено у более темных жареных. На этих изображениях изображены образцы, взятые из одной партии типичного бразильского зеленого кофе при различных температурах зерна с их субъективными названиями обжарки и описаниями.

Домашнее обжарение

Домашнее обжаривание - это процесс обжаривания небольших партий зеленых кофейных зерен для личного потребления. Даже после начала 20-го века чаще всего кофе пьющие дома обжаривали кофе в своем доме, чем покупали предварительно обжариваемый кофе. Позднее, с появлением коммерческих фирм, занимающихся обжаркой кофе, популярность домашнего обжарки уменьшилась. В последние годы в домашних кофейных заведениях началось возрождение. В некоторых случаях это дает экономическое преимущество, но в первую очередь это способ более тщательного контроля качества и характеристик готового продукта.

Упаковка

Чтобы кофе не выгорел, необходимо создать оптимальную среду, защищающую его от воздействия тепла, кислорода и света. Обычно, оптимальный срок хранения обжаренного кофе составляет две недели, а молотого кофе - около 15 минут. Без какого-то метода консервирования кофе становится устаревшим. Первым крупномасштабным способом сохранения было вакуумное упаковка в банки. Однако, поскольку кофе выделяет CO2 после обжаривания, кофе, упакованный под вакуумом, должен быть отпущен на несколько дней, прежде чем он будет запечатан. Для более быстрой упаковки можно использовать канистры под давлением или мешки с фольгой и клапанами снятия давления. Охлаждение и замораживание замедляют процесс задержки. Если жареный боб хранится в прохладном состоянии, то он может считаться свежим до месяца. После того, как кофе измельчен, его лучше употреблять сразу.

Выбросы и контроль

Основными выбросами от переработки кофе являются твердые частицы (PM), летучие органические соединения (VOC), органические кислоты и продукты сгорания. Несколько операций являются источниками выбросов частиц, включая оборудование для очистки и обеззараживания, обжаритель, охладитель и оборудование для сушки кофе. Токаритель является основным источником газообразных загрязнителей, включая спирты, альдегиды, органические кислоты, а также соединения азота и серы. Поскольку обжарки обычно нагреваются сжиганием природного газа, выбросы окиси углерода (CO) и углекислого газа (CO2) возникают в результате сжигания топлива. Декафеиновая обработка и операции экстракции и сушки растворимого кофе также могут быть источниками небольших количеств ЛОС. Выбросы от мельничного и упаковочного процессов обычно не выделяются в атмосферу. Выбросы твердых частиц от процессов обжарки и охлаждения обычно поступают в циклоны, прежде чем выбрасываться в атмосферу. Газовые выбросы от процессов обжарки обычно направляются в тепловой окислитель или тепловой каталитический окислитель после удаления частиц циклоном. Некоторые предприятия используют горелки, которые нагревают печку, в качестве тепловых окислителей. Однако отдельные тепловые окислители более эффективны, потому что желаемая рабочая температура обычно составляет , что больше максимальной температуры большинства обжаривателей. Некоторые объекты используют тепловые каталитические окислители, которые требуют более низких рабочих температур для достижения эффективности управления, эквивалентной стандартным тепловым окислителям. Катализаторы также используются для повышения эффективности управления системами, в которых выхлопные газы обжаривателя подаются в горелки, которые нагревают обжариватель. Выбросы от спрей-сушилок обычно контролируются циклоном, за которым следует мокрый скруббер.