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.

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