22
№4’2015
КОФЕ РОСТЕР
1
Владимир Шамаев
Кофе ростер – специализированная машина для термической обработки семян кофейного дерева, лишенных защитных (пергаментной и серебряной) оболочек. Ростинг как технологический процесс – способ разложения органических веществ, из которых состоит зеленый (сырой) кофе, на более простые химические соединения под действием резкого повышения температуры зерна с ограниченным доступом кислорода. Такие техники известны с незапамятных времен и широко используются в медицине, нефтехимии, пищевой промышленности, пивоварении и других отраслях, а так же в быту. Называют их – пиролиз или крекинг. В большинстве случаев, особенно когда имеют дело со сложными органическими комплексами, например, продуктами питания, пиролиз сопровождается такими специфическими реакциями, как: меланоидинообразование, карамелизация, реакция Майяра, реакция Штрекера и другие. Параллельно с трансформацией веществ в зерне происходит процесс освобождения от свободной воды и дегидратация. Пиролиз приводит не только к изменению химического состава, но и к существенной деформации физико-механических характеристик кофе. Если процесс разложения вовремя не прервать, то в конце мы получим вместо нового продукта с оригинальными органолептическими свойствами микропористую высокоуглеродистую структуру – древесный уголь. скусство обжига зеленого кофе состоит в задании и поддержании такого режима термообработки, который дает возможность проявить наилучшие вкусо-ароматические качества кофе. Оценка этих качеств устанавливается на основе субъективных органолептических ощущений и предпочтений, и является одной из проблем волнующих кофейное сообщество. Ростеры, по своему назначению и массе загрузки сырья можно разделить на бытовые и промышленные. В свою очередь, промышленные делятся на: • Лабораторные — с загрузкой от 100 до 300 г. • Шоп ростеры — с загрузкой от 500 до 5000 г. • Малые и средние — с загрузкой от 1 до 20 кг и от 20 до 200 кг. • Большие фабричные технологические комплексы. Для работы ростеров используют первичные источники тепловой энергии: твердое топливо, жидкое топливо, природный газ, а так же энергию электрического тока и электромагнитного поля. Нагрев зеленого кофе в рабочем объеме ростера происходит с помощью известных способов передачи тепла: • Теплопроводности. Тепло передается благодаря непосредственному контакту с теплоносителем. Процесс продолжается до тех пор, пока температура
НАУКА И ТЕХНОЛОГИИ
И
1
e-mail: Vladimir@shamaev.dp.ua web: www.coffeezoom.com.ua
КОФЕ И ЧАЙ В РОССИИ
нагреваемого объекта и тела, нагретого до определенной температуры, не сравняются, то есть, система достигнет термодинамического равновесия. • Конвективного нагрева. Передача тепла потоком жидкости или газа. Конвекция может быть естественной, когда переносчик тепла (теплоагент) перемещается внутри объема без приложения сил извне. И принудительной, когда скорость потока теплоагента изменяется с помощью насосов, создающих разрежение или избыточное давление на входе/выходе камеры обжига. • Радиационного нагрева. Он не требует наличия теплоагента, как в первом и втором способах. Электромагнитные волны могут нагревать тела в вакууме, непосредственно взаимодействуя с объектом — приемником тепла. Самым простым и наглядным примером того, как, используя любой из пере-
численных источников тепла и все способы его передачи, можно проводить термическую обработку семян кофейного дерева, является обжиг на обычной чугунной сковороде. Правда, это простое устройство должно иметь некоторые усовершенствования в виде крышки с ручкой-мешалкой и отверстием для отвода газов, в основном СО2, выделяющихся в процессе пиролиза. Нагреть сковороду можно на костре, газовой горелке, электрической или индукционной плите и других источниках. Раскаленное дно сковороды обеспечивает передачу тепла кофейным зернам. Первое, за счет непосредственного контакта с ее поверхностью. Второе, естественной конвекцией, где теплоагентом является воздух. И третье, магнитным полем в инфракрасном диапазоне излучаемом массивным разогретым телом – чугунной сковородой. Очевидно, что управлять таким «ростером» непросто. Нагрев осуществляется неравномерно. Контроль температурного режима затруднен. Достаточно быстро изменить температуру внутри рабочего объема невозможно – уровень реактивности устройства низкий. Обеспечить постоянство температурно-временной зависимости процесса, которую называют «профилем обжарки», не представляется возможным. Стремясь избавиться от перечисленных недостатков, конструкторы и