RU2316974C1 - Method for producing of fried coffee products - Google Patents

Method for producing of fried coffee products Download PDF

Info

Publication number
RU2316974C1
RU2316974C1 RU2006135164/13A RU2006135164A RU2316974C1 RU 2316974 C1 RU2316974 C1 RU 2316974C1 RU 2006135164/13 A RU2006135164/13 A RU 2006135164/13A RU 2006135164 A RU2006135164 A RU 2006135164A RU 2316974 C1 RU2316974 C1 RU 2316974C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coffee
particles
products
chicory
coffee products
Prior art date
Application number
RU2006135164/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Анатольевич Шевцов
Александр Николаевич Остриков
Андрей Геннадьевич Ткачев
Михаил Михайлович Богданов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия
Priority to RU2006135164/13A priority Critical patent/RU2316974C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2316974C1 publication Critical patent/RU2316974C1/en

Links

Landscapes

  • Tea And Coffee (AREA)

Abstract

FIELD: food-concentrates industry, in particular, process used in lines for processing of coffee products, preferably chicory and coffee beans, barley, rye, soya, etc.
SUBSTANCE: method involves preparing raw material; performing thermal processing by means of overheated steam and intermediate wetting of product; providing two-staged thermal processing of coffee products: first stage including processing beans or particles of coffee products with air having temperature of 150-210 C in fluidized bed during 10-35 min, followed by milling to 1.0-2.0 mm sized particles, and moistening with finely dispersed moisture to moisture content of 7-8%, followed by holding for uniform distribution of moisture through the volume of moistened product; second stage including processing coffee products with overheated steam in dense interspersing layer until moisture content reaches 4% and acidity is 4.0-5.6; cooling fried coffee products to temperature of 35 C; grinding to 0.2-0.3 mm size particles; sieving and mixing milling products (coffee, chicory, rye, barley, etc).
EFFECT: improved quality of ready product, increased yield, and provision for creating of ecologically clean process for producing of fried coffee products.
1 dwg

Description

Изобретение относится к пищеконцентратной промышленности и может быть использовано в линиях переработки кофепродуктов, преимущественно цикория и зерен кофе, ячменя, ржи, сои и др.The invention relates to food-concentrate industry and can be used in the processing lines of coffee products, mainly chicory and coffee beans, barley, rye, soy, etc.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является способ обжарки зерен кофе, где в качестве теплоносителя используется перегретый пар атмосферного давления с температурой 280...380°С и скоростью 2,8...3,6 м/с, обработку ведут 4 мин, причем в середине и в конце процесса обжарки зерна кофе увлажняют мелкодиспергированной влагой в течение 10...15 с с доведением после первого увлажнения влажности до 8%, и - до 5...6% после второго [А.с. №1734642 РФ, МКИ5 А23F 05/04. Способ обжарки зерен кофе / В.М.Кравченко, А.Н.Остриков (РФ). - №4646955/13. Заявл. 07.02.89. Опубл. 23.05.92. Бюл. №19 // Изобретения. - 1992. - С.16].The closest in its technical essence and the achieved effect is a method of roasting coffee beans, where superheated atmospheric pressure steam with a temperature of 280 ... 380 ° C and a speed of 2.8 ... 3.6 m / s is used as a heat carrier, processing is carried out 4 min, and in the middle and at the end of the roasting process, coffee grains are moistened with finely dispersed moisture for 10 ... 15 s, bringing the moisture content to 8% after the first moistening, and to 5 ... 6% after the second [A. No. 1734642 of the Russian Federation, MKI 5 A23F 05/04. The method of roasting coffee beans / V.M. Kravchenko, A.N. Ostrikov (RF). - No. 4646955/13. Claim 02/07/89. Publ. 05/23/92. Bull. No. 19 // Inventions. - 1992. - P.16].

Однако известный способ не позволяет осуществлять равномерную и качественную обжарку продукта, что приводит к снижению качества и выхода готовой продукции. В способе не предусматривается поддержание рациональных термовлажностных (влажности и температуры) параметров кофепродуктов в процессе обжарки, которые определяют величину угара. Угар (это смесь испарившейся влаги из кофепродуктов и неконденсирующихся газов - компонентов терморазложения кофепродуктов) при обжарке составляет 12...20% от его общей массы продукта и включает токсичные компоненты, оказывающие отрицательное влияние на здоровье человека. С другой стороны, снижение величины угара уменьшит потери экстрактивных веществ и увеличит выход готовой продукции. В способе не предусматривается отвод газообразных компонентов терморазложения кофепродуктов, которые содержат вредные вещества (например, канцерогенные углеводороды: 3,4-бензопирена, флюрантена и др.).However, the known method does not allow for uniform and high-quality frying of the product, which leads to a decrease in the quality and yield of finished products. The method does not provide for the maintenance of rational thermo-humid (humidity and temperature) parameters of coffee products during the roasting process, which determine the amount of fumes. Burnout (this is a mixture of evaporated moisture from coffee products and non-condensable gases - components of thermal decomposition of coffee products) during frying is 12 ... 20% of its total product mass and includes toxic components that have a negative effect on human health. On the other hand, a decrease in fumes will reduce the loss of extractive substances and increase the yield of finished products. The method does not provide for the removal of gaseous components of thermal decomposition of coffee products that contain harmful substances (for example, carcinogenic hydrocarbons: 3,4-benzopyrene, flurantene, etc.).

Известный способ не создает условий для реализации экологически чистой, ресурсосберегающей технологии получения обжаренных кофепродуктов.The known method does not create conditions for the implementation of environmentally friendly, resource-saving technology for obtaining roasted coffee products.

Технической задачей изобретения является улучшение качества готовой продукции, увеличение ее выхода и создание экологически чистой технологии производства обжаренных кофепродуктов.An object of the invention is to improve the quality of the finished product, increase its output and create an environmentally friendly technology for the production of roasted coffee products.

Технический результат заключается в том, что:The technical result is that:

- вследствие постоянного отвода газообразных компонентов, образовавшихся в результате терморазложения клеточной системы кофейного сырья и имеющих высокое содержание канцерогенных углеводородов: 3,4-бензопирена, флюрантена и др., повышается качество готового продукта;- due to the constant removal of gaseous components formed as a result of thermal decomposition of the cellular system of coffee raw materials and having a high content of carcinogenic hydrocarbons: 3,4-benzopyrene, fluranten, etc., the quality of the finished product increases;

- за счет снижения угара благодаря поэтапной обжарке с плавным регулированием термовлажностных (влажности и температуры) параметров продукта увеличивается выход готовой продукции.- due to the reduction of fumes due to phased roasting with stepless regulation of thermal humidity (humidity and temperature) product parameters, the yield of finished products increases.

Поставленная задача достигается тем, что в способе производства обжаренных кофепродуктов, предусматривающем подготовку сырья, термическую обработку перегретым паром с промежуточным увлажнением продукта, новым является то, что термическую обработку кофепродуктов осуществляют в две стадии, на первой стадии зерна или частицы кофепродуктов обрабатывают воздухом с температурой 150...210°С в псевдоожиженном слое в течение 10...35 мин, затем размалывают до размера частиц 1,0...2,0 мм, после этого увлажняют мелкодиспергированной влагой до влажности 7...8% с последующей отлежкой для равномерного распределения влаги по объему увлажненного продукта, на второй стадии кофепродукты обрабатывают перегретым паром в плотном пересыпающемся слое до достижения влажности 4% и кислотности рН 4,0...5,6, далее обжаренные кофепродукты охлаждают до температуры 35°С, подвергают измельчению до размера 0,2...0,3 мм, просеивают и продукты помола (кофе, цикорий, рожь, ячмень и др.) смешивают.The problem is achieved in that in a method for the production of roasted coffee products, involving the preparation of raw materials, heat treatment with superheated steam with intermediate wetting of the product, it is new that the heat treatment of coffee products is carried out in two stages, at the first stage, grains or particles of coffee products are treated with air with a temperature of 150 ... 210 ° C in a fluidized bed for 10 ... 35 min, then grind to a particle size of 1.0 ... 2.0 mm, then moisten with finely dispersed moisture to a moisture content of 7 ... 8% followed by baking to evenly distribute moisture throughout the humidified product, in the second stage, the coffee products are treated with superheated steam in a dense, sprinkled layer until a moisture content of 4% and an acidity of pH 4.0 ... 5.6 are reached, then the fried coffee products are cooled to a temperature of 35 ° C, subjected to grinding to a size of 0.2 ... 0.3 mm, sieved and grinding products (coffee, chicory, rye, barley, etc.) are mixed.

На чертеже представлена схема, реализующая предлагаемый способ производства обжаренных кофепродуктов.The drawing shows a diagram that implements the proposed method for the production of roasted coffee products.

Схема содержит производственный бункер 1 для хранения сырых кофепродуктов (кофе, цикорий, ячмень, рожь и др.) с барабанным дозатором 2, вибрационный сепаратор 3, циклон-рагрузитель 4, многосекционный бункер 5, весы 6, гранулятор 7, обжарочный аппарат 8, стабилизатор термовлажностных характеристик кофепродуктов 9, барабанный обжарочный аппарат 13, охладительную чашу 14, дробилку 15, просеиватель 16, смеситель 17 и фасовочный автомат 18. В состав стабилизатора 9 термовлажностных характеристик кофепродуктов входят ленточный транспортер, проходящий через две камеры: камеру увлажнения 11 с форсунками 10 для подачи воды и камеру 12 для отлежки увлажненного продукта.The scheme contains a production hopper 1 for storing raw coffee products (coffee, chicory, barley, rye, etc.) with a drum batcher 2, a vibratory separator 3, a cyclone unloader 4, a multi-section hopper 5, scales 6, a granulator 7, a fryer 8, a stabilizer thermo-humid characteristics of coffee products 9, drum fryer 13, cooling bowl 14, grinder 15, sifter 16, mixer 17 and filling machine 18. The stabilizer 9 of the thermo-humid characteristics of coffee products includes a conveyor belt passing through h two chambers: a humidification chamber 11 with nozzles 10 for supplying water and a chamber 12 for tracing the moistened product.

Способ производства обжаренных кофепродуктов осуществляется следующим образом.Method for the production of roasted coffee products is as follows.

Подготовленное сырье (вымытые и очищенные цикорий, зерна кофе, ржи, ячменя, сои и т.п.) из производственного бункера 1 для хранения сырых кофепродуктов барабанным дозатором 2 подают в вибрационный сепаратор 3, отделяющий примеси путем аспирации, просеивания и пропуска через магнитные уловители. Легкие примеси (пыль) отбираются вентилятором и осаждаются в съемных бочках циклонов. Сепаратор 3 снабжен штампованными металлическими ситами с отверстиями следующих размеров (в мм): ловушка с овальными ячейками 9×16 или 13×16, сортировочное (проходное с ромбическими ячейками) 10×17, сходовое проволочное сито с квадратными ячейками 2×6 или 1,5×20.Prepared raw materials (washed and refined chicory, coffee grains, rye, barley, soybeans, etc.) from the production hopper 1 for storing raw coffee products with a drum dispenser 2 are fed into a vibration separator 3, which separates impurities by aspiration, sifting and passing through magnetic traps . Light impurities (dust) are taken away by the fan and deposited in removable barrels of cyclones. The separator 3 is equipped with stamped metal sieves with holes of the following sizes (in mm): a trap with oval cells 9 × 16 or 13 × 16, sorting (passage with rhombic cells) 10 × 17, a gathering wire sieve with square cells 2 × 6 or 1, 5 × 20.

Затем очищенный и отсортированный продукт из сепаратора 3 подается через систему пневмоконвейера и транспортируется потоком очищенного воздуха в циклон-рагрузитель 4, из которого направляется в четырех- или шестисекционный бункер 5. Загрузка секций бункера 5 фиксируется датчиком. Перед подачей в сепаратор 3 следующего вида кофепродукта предыдущий вид должен быть полностью загружен в соответствующую секцию. По окончании работы сепаратора 3 убираются отходы из приемников и очищаются магниты.Then the cleaned and sorted product from the separator 3 is fed through the pneumatic conveyor system and transported by a stream of purified air to the cyclone unloader 4, from which it is sent to a four- or six-section hopper 5. The loading of the sections of the hopper 5 is fixed by the sensor. Before serving the next type of coffee product in the separator 3, the previous type must be fully loaded into the appropriate section. At the end of the separator 3, the waste is removed from the receivers and the magnets are cleaned.

Затем отвешенная с помощью весов 6 определенная порция продукта подается в обжарочный аппарат 8 для проведения первой стадии обжарки.Then, a certain portion of the product weighed with the help of scales 6 is fed into the fryer 8 for the first stage of frying.

Одновременно в обжарочный аппарат 8 подается воздух с температурой 150...210°С со скоростью, обеспечивающий обжарку частиц продукта в псевдоожиженном слое, в течение 10...35 мин. В связи с тем, что частицы продукта (зерна кофе, ячменя, ржи, сои, каштана и т.д.) на этой стадии обжарки не измельчены, т.е. они - цельные, то негативное воздействие кислорода воздуха минимизировано и ограничено только поверхностными слоями.At the same time, air with a temperature of 150 ... 210 ° C is supplied to the fryer 8 with a speed that provides frying of the product particles in the fluidized bed for 10 ... 35 min. Due to the fact that the particles of the product (coffee, barley, rye, soy, chestnut, etc.) grains are not crushed at this stage of frying, i.e. they are whole, the negative effect of atmospheric oxygen is minimized and limited only to the surface layers.

Обжаривание каждого вида кофепродукта (кофе разных сортов и видов, зерна ячменя, ржи, сои, каштана и т.д.) производят раздельно. Режимы обжаривания кофе, цикория, ячменя и ржи приведены в табл.1.Roasting of each type of coffee product (coffee of different varieties and types, grain of barley, rye, soy, chestnut, etc.) is carried out separately. The modes of roasting coffee, chicory, barley and rye are given in table 1.

Таблица 1Table 1 Режимы обжаривания кофепродуктовCoffee Roasting Modes СырьеRaw materials АппаратApparatus Масса загружаемого сырья, кгThe mass of the loaded raw materials, kg Температура, °СTemperature ° C Продолжительность обжаривания, минDuration of frying, min Кофе «Арабика»Arabica coffee «Пробат»"Probate" 240...300240 ... 300 180...210180 ... 210 14...1514 ... 15 ЦикорийChicory «Рапидо»Rapido 240240 180...210180 ... 210 10...1210 ... 12 ЯчменьBarley А-9ЖК-АA-9ZHK-A 120...150120 ... 150 140...160140 ... 160 3535 РожьRye «Линдгренц»Lindgrenz 120...150120 ... 150 155...160155 ... 160 30thirty

Остановимся более подробно на механизме протекания процесса обжарки кофепродуктов. В связи с тем, что процесс обжарки в зависимости от вида обрабатываемого сырья (кофе, цикория, сои, каштанов и других продуктов) включает две стадии обжарки с промежуточным измельчением и увлажнением, то на каждой стадии подают теплоноситель с необходимыми для этой стадии параметрами. Предварительный нагрев продукта протекает равномерно по всей поверхности, прочность связи влаги с продуктом снижается, что ускоряет последующую обжарку. Плавное повышение температуры сырья на первой стадии обжарки позволяет удалить поверхностную влагу, снизить влажность на 3,1...3,6% и активизировать диффузионную способность капиллярно-пористой структуры продукта для удаления адсорбционно-связанной влаги на второй стадии обжарки [Остриков А.Н., Шевцов А.А., Кравченко В.М., Зотов А.Н. Обжарка кофе перегретым паром / Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 2003, - 174 с.].Let us dwell in more detail on the mechanism of the process of roasting coffee products. Due to the fact that the roasting process, depending on the type of processed raw materials (coffee, chicory, soy, chestnuts and other products) includes two stages of roasting with intermediate grinding and moistening, a coolant with the parameters necessary for this stage is supplied at each stage. Preheating of the product proceeds evenly over the entire surface, the bond strength of moisture with the product decreases, which accelerates subsequent frying. A smooth increase in the temperature of the raw materials in the first stage of roasting allows you to remove surface moisture, reduce moisture by 3.1 ... 3.6% and activate the diffusion ability of the capillary-porous structure of the product to remove adsorption-bound moisture in the second stage of roasting [Ostrikov A.N ., Shevtsov A.A., Kravchenko V.M., Zotov A.N. Roasting coffee with superheated steam / Voronezh. state technol. Acad. Voronezh, 2003, 174 p.].

При этом происходит постепенное увеличение температуры зерен без пересушивания их поверхностных слоев. Обработка в кипящем слое способствует равномерному нагреву зерен по всему объему слоя.In this case, a gradual increase in the temperature of the grains occurs without overdrying their surface layers. Processing in a fluidized bed promotes uniform heating of grains throughout the volume of the layer.

Обжарка кофе является пирогенным процессом (пиролизом), при котором органические вещества нагреваются до высоких температур. В результате проведения обжарки формируются присущие кофе своеобразный вкус и аромат. Кофейные зерна претерпевают значительные физические и химические изменения. Зерна увеличиваются в объеме, масса их уменьшается в результате испарения влаги и разложения сахаров, клетчатки и других органических веществ зерен. Сахар карамелизуется с образованием карамелена, причем его количество, а следовательно, и интенсивность окраски зерен кофе зависят от времени и температуры обжарки.Roasting coffee is a pyrogenic process (pyrolysis) in which organic substances are heated to high temperatures. As a result of roasting, a peculiar taste and aroma inherent in coffee are formed. Coffee beans undergo significant physical and chemical changes. Grains increase in volume, their mass decreases as a result of evaporation of moisture and decomposition of sugars, fiber and other organic substances of grains. Sugar is caramelized with the formation of caramel, and its quantity, and consequently, the color intensity of coffee beans, depends on the time and temperature of roasting.

Клетчатка в результате высокой температуры подвергается сухой перегонке с образованием уксусной и других органических кислот и ацетона.As a result of high temperature, fiber undergoes dry distillation with the formation of acetic and other organic acids and acetone.

Разложению подвергаются и пентозаны, содержание их в кофе достигает 6...7%. Разлагаясь, они образуют фурфурол и фурфуроловый спирт.Pentosanes are also decomposed, their content in coffee reaches 6 ... 7%. When decomposed, they form furfural and furfural alcohol.

Жир кофе, состоящий в основном из олеиновой кислоты и содержащийся в зернах в количестве 10...13%, изменяется незначительно, образуя акролеин.Coffee fat, consisting mainly of oleic acid and contained in grains in an amount of 10 ... 13%, changes slightly, forming acrolein.

Белковые вещества кофе, которых содержится 9...11%, под действием высокой температуры обжаривания также претерпевают изменения, образуя аммиак, амины, пиррол и т.п. Все вещества, выделяющиеся из сложных органических соединений кофейных зерен, под воздействием высокой температуры вступают между собой в реакции, образуя новые соединения, которые и обусловливают аромат ценного кофе. Этот комплекс соединений носит общее название кафеоль. Поэтому целесообразно обжаривать кофейное сырье на первой стадии обжаривания до содержания влаги 7...8%.The proteinaceous substances of coffee, which contain 9 ... 11%, also undergo changes under the influence of a high roasting temperature, forming ammonia, amines, pyrrole, etc. All substances released from complex organic compounds of coffee beans, under the influence of high temperature, enter into a reaction with each other, forming new compounds, which determine the aroma of valuable coffee. This complex of compounds is collectively called caffeol. Therefore, it is advisable to roast coffee raw materials in the first stage of roasting to a moisture content of 7 ... 8%.

При этом снижается величина угара до 10...12% и, как следствие, уменьшаются потери экстрактивных веществ и увеличивается выход готовой продукции. Продукты терморазложения - канцерогены непрерывно выводят с неконденсированными газами, создавая при этом экологически безопасные условия в технологии производства кофепродуктов высокого качества.At the same time, the amount of fumes decreases to 10 ... 12% and, as a result, the loss of extractive substances decreases and the yield of finished products increases. Thermal decomposition products - carcinogens are continuously removed with non-condensed gases, while creating environmentally friendly conditions in the production technology of high-quality coffee products.

Например, продолжительность обжаривания одной порции кофе «Робуста» (240...300 кг) составляет 13...18 мин при температуре 180...210°С в аппарате типа «Пробат».For example, the duration of the roasting of one portion of Robusta coffee (240 ... 300 kg) is 13 ... 18 min at a temperature of 180 ... 210 ° C in the apparatus of the Probat type.

Если обжарку на первой стадии проводить воздухом с температурой ниже 150°С в псевдоожиженном слое, например 140°С, то продолжительность обжарки значительно возрастает и не все кофепродукты (кофе, цикорий, каштаны и др.) будут обжарены до нужной кондиции из-за недостаточно высокой температуры.If the roasting at the first stage is carried out with air with a temperature below 150 ° C in a fluidized bed, for example 140 ° C, then the roasting time increases significantly and not all coffee products (coffee, chicory, chestnuts, etc.) will be roasted to the desired condition due to insufficient high temperature.

Если обжарку на первой стадии проводить воздухом с температурой выше 210°С в псевдоожиженном слое, например 220°С, то это приведет к пригоранию кофепродуктов.If the roasting at the first stage is carried out with air with a temperature above 210 ° C in a fluidized bed, for example 220 ° C, then this will lead to the burning of coffee products.

Если обжарку на первой стадии проводить менее 10 мин, например 8 мин, то кофепродукты (кофе, цикорий, каштаны и др.) не будут обжарены до нужной кондиции, т.к. за это время их влажность не будет доведена до заданных значений.If roasting at the first stage is carried out for less than 10 minutes, for example 8 minutes, then coffee products (coffee, chicory, chestnuts, etc.) will not be roasted to the desired condition, because during this time, their humidity will not be brought to the set values.

Если обжарку на первой стадии проводить в течение более 35 мин, например 40 мин, то это приведет к пригоранию кофепродуктов.If the roasting at the first stage is carried out for more than 35 minutes, for example 40 minutes, this will lead to the burning of coffee products.

Затем обжаренный кофепродукт направляется в гранулятор 7, который состоит из пяти валков, три из которых предварительно измельчают кофе, а два доводят частицы продукта до 1...2 мм, превращая их в крупку. Частицы именно такого размера (крупка) наиболее оптимальны для последующего насыщения влагой. Если размер частиц менее 1 мм, например 0,4 мм, то при увлажнении мелкодиспергированной влагой они легко слипаются, комкуются и трудно поддаются дальнейшей обработке. Если же размер частиц более 2 мм, например 4 мм, то при увлажнении мелкодиспергированной влагой им требуется значительное время для равномерного распределения влаги по всему объему частиц. Поэтому при дальнейшей переработке (второй стадии обжарки) они пригорают, что приводит к ухудшению их качества.Then the roasted coffee product is sent to a granulator 7, which consists of five rollers, three of which are pre-crushed coffee, and two bring the particles of the product to 1 ... 2 mm, turning them into grains. Particles of precisely this size (grains) are most optimal for subsequent saturation with moisture. If the particle size is less than 1 mm, for example 0.4 mm, then when moistened with finely dispersed moisture, they stick together easily, clump together and are difficult to process further. If the particle size is more than 2 mm, for example 4 mm, then when moistened with finely dispersed moisture, they need considerable time to evenly distribute moisture throughout the volume of the particles. Therefore, during further processing (the second stage of frying), they burn, which leads to a deterioration in their quality.

После размалывания частицы кофепродуктов направляют в стабилизатор термовлажностных характеристик кофепродуктов 9, где они попадают на ленточный транспортер, который последовательно перемещает их через камеру увлажнения 11 и камеру 12 для отлежки увлажненного продукта. Одновременно через форсунки 10, расположенные в камере увлажнения 11, подается мелкодиспергированная вода, которая, распыляясь над слоем продукта, увлажняет частицы (крупку) кофепродуктов до влажности 7...8%. Обжаренный кофепродукт увлажняют до влажности 7...8%, чтобы избежать образования мелких частиц при размоле. Для этого в стабилизатор термовлажностных характеристик кофепродуктов 9 в течение определенного времени подают заданное количество воды и закрывают выход дымовым газом. Это уменьшает дезодорацию кофе и снижает потери ароматических веществ.After grinding, the particles of the coffee products are sent to the stabilizer of the thermo-humid characteristics of the coffee products 9, where they fall onto the conveyor belt, which sequentially moves them through the humidification chamber 11 and the chamber 12 for tracking the moistened product. At the same time, finely dispersed water is supplied through nozzles 10 located in the humidification chamber 11, which, being sprayed over the product layer, moisturizes the particles (grains) of coffee products to a moisture content of 7 ... 8%. The fried coffee product is moistened to a moisture content of 7 ... 8% to avoid the formation of small particles during grinding. For this, the stabilizer of the thermo-humid characteristics of the coffee products 9 is supplied for a certain time with a predetermined amount of water and the outlet is closed with flue gas. This reduces the deodorization of coffee and reduces the loss of aromatic substances.

Увлажнение кофепродукта после обжаривания преследует цель - повысить влажность продукта для более быстрого охлаждения, предотвращения сгорания мелкой фракции и уменьшения пылевидной фракции при последующем размоле. Если частицы продукта увлажнить до влажности менее 7%, например до 6%, то это будет способствовать образованию мелких частиц при размоле. Если частицы продукта увлажнить до влажности более 8%, например до 9%, то потребуются значительные энергозатраты на второй стадии обжарки для доведения продукта до заданной конечной влажности из-за его переувлажнения.The humidification of the coffee product after roasting is aimed at increasing the humidity of the product for faster cooling, preventing the combustion of the fine fraction and reducing the pulverulent fraction during subsequent grinding. If the particles of the product are moistened to a moisture content of less than 7%, for example up to 6%, this will contribute to the formation of small particles during grinding. If the particles of the product are moistened to a moisture content of more than 8%, for example, up to 9%, then significant energy consumption will be required in the second stage of frying to bring the product to a predetermined final moisture content due to its overmoistening.

Затем увлажненные частицы медленно движущимся ленточным транспортером подаются в камеру 12, где происходит распределение влаги по всему объему частиц и подготовка ко второй стадии обжарки.Then the moistened particles are slowly fed by a conveyor belt into the chamber 12, where moisture is distributed over the entire volume of particles and preparation for the second stage of frying.

Из стабилизатора 9 частицы кофепродуктов (крупка) направляются в барабанный обжарочный аппарат 13, в который также подается перегретый пар.From the stabilizer 9, the particles of coffee products (grains) are sent to a drum fryer 13, which also provides superheated steam.

На второй стадии обжарка происходит в плотном пересыпающемся слое до достижения влажности 4% и кислотности рН 4,0...5,6. Ведение процесса обжарки на второй стадии в плотном пересыпающемся слое (а вращающийся барабанный обжарочный аппарат обеспечивает именно этот гидродинамический режим) обусловлено тем, что размер частиц очень мал (1...2 мм) и при обработке в кипящем слое они легко подвержены уносу. Поэтому потребовалось бы дополнительное оборудование: фильтры, циклоны и т.д., что значительно усложнило линию.At the second stage, roasting takes place in a dense overgrowth layer until a moisture content of 4% and an acidity of pH 4.0 ... 5.6 are reached. The process of roasting at the second stage in a dense overflowing layer (and a rotating drum fryer provides precisely this hydrodynamic regime) is due to the fact that the particle size is very small (1 ... 2 mm) and when processed in a fluidized bed they are easily susceptible to entrainment. Therefore, additional equipment would be required: filters, cyclones, etc., which greatly complicated the line.

В связи с тем, что частицы продукта (зерна кофе, ячменя, ржи, сои и т.д.) на этой стадии обжарки измельчены, а теплоноситель - перегретый пар является инертным, т.к. не содержит кислорода, то создаются наиболее рациональные условия для оптимального протекания второй стадии обжаривания.Due to the fact that the product particles (coffee grains, barley, rye, soybeans, etc.) are crushed at this stage of frying, and the heat carrier - superheated steam is inert, because does not contain oxygen, then the most rational conditions are created for the optimal course of the second stage of frying.

Конечная влажность обжаренных частиц кофе 4% обеспечивает наилучшие условия при хранении и последующем приготовлении напитка. Если влажность обжаренных частиц кофе менее 4%, например 3%, то при дальнейшем хранении они легко впитывают влагу (т.к. очень гигроскопичны), что ухудшает их качество. Если же влажность обжаренных частиц кофе более 5%, например 6%, то при дальнейшем хранении в них может активно развиваться микрофлора, что ухудшает их качество. Выбор оптимальной влажности 4% связан с тем, что для большинства кофепродуктов гигроскопическая влажность колеблется в пределах 3,6...4,1%.The final moisture content of the roasted coffee particles of 4% provides the best conditions for storage and subsequent preparation of the drink. If the humidity of the roasted coffee particles is less than 4%, for example 3%, then with further storage they easily absorb moisture (because they are very hygroscopic), which affects their quality. If the humidity of the roasted coffee particles is more than 5%, for example 6%, then upon further storage, microflora can actively develop in them, which affects their quality. The choice of the optimum humidity of 4% is due to the fact that for most coffee products, the hygroscopic humidity ranges from 3.6 ... 4.1%.

Равномерное обжаривание сырья является важным фактором получения продукта с хорошим вкусом, цветом и ароматом. Режимы обжаривания регулируют и оптимальную степень обжаренного полуфабриката устанавливают по достижению обжаренным кофе рН 4,0...5,6, цикорием - 4,6...4,8.Uniform roasting of raw materials is an important factor in obtaining a product with good taste, color and aroma. The roasting modes are regulated and the optimum degree of roasted semi-finished product is set upon reaching roasted coffee pH 4.0 ... 5.6, chicory - 4.6 ... 4.8.

Выбор диапазона кислотности рН 4,0...5,6 обжаренных частиц обусловлен тем, что авторами установлено, что при повышении температуры с 30 до 90°С наблюдается выделение легколетучих компонентов с травянистым запахом и малолетучих компонентов, не обладающих выраженным запахом жареного кофе. Начиная с 90°С, в летучих продуктах резко возрастают концентрации малолетучих компонентов. Из хроматографических данных следует, что именно эти компоненты характеризуют запах жареного кофе. Их образование обусловлено, по всей видимости, процессами термической деструкции веществ кофейных зерен и разложения малолетучих компонентов. Образование большого количества летучих веществ, начиная с 168°С, зафиксированное хроматографией, подтверждается и методом дифференциально-термического анализа [Исследование зерен кофе методом дифференциально-термического анализа / Шевцов А.А., Остриков А.Н., Кузнецова И.В., Зотов А.Н. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2002. - №10. - С.28-29].The choice of the acidity range of pH 4.0 ... 5.6 fried particles is due to the fact that the authors found that when the temperature is increased from 30 to 90 ° C, volatile components with a grassy odor and low-volatile components that do not have a pronounced smell of roasted coffee are released. Starting from 90 ° C, in volatile products, the concentration of low-volatile components sharply increases. From chromatographic data it follows that it is these components that characterize the smell of roasted coffee. Their formation is apparently caused by the processes of thermal destruction of substances of coffee beans and the decomposition of low-volatile components. The formation of a large number of volatile substances, starting at 168 ° C, recorded by chromatography, is confirmed by the method of differential thermal analysis [Study of coffee beans by the method of differential thermal analysis / Shevtsov A.A., Ostrikov A.N., Kuznetsova I.V., Zotov A.N. // Storage and processing of agricultural raw materials. - 2002. - No. 10. - S.28-29].

Методом парофазного газохроматографического анализа выявлены характерные газообразные фракции, образующиеся при термическом разложении кофе при разных температурах, динамика изменения соотношений которых учтена при оптимизации температурного режима обжарки кофе [А.А.Шевцов, А.Н. Остриков, О.Б.Рудаков, И.В.Кузнецова, А.Н.Зотов. Хроматографический анализ летучих компонентов кофе, образующихся при обжарке. // Известия вузов. Пищевая технология. - 2003. - №1. - С.19-21].The method of vapor-phase gas chromatographic analysis revealed the characteristic gaseous fractions formed during the thermal decomposition of coffee at different temperatures, the dynamics of the ratios of which are taken into account when optimizing the temperature regime of coffee roasting [A.A.Shevtsov, A.N. Ostrikov, O.B. Rudakov, I.V. Kuznetsova, A.N. Zotov. Chromatographic analysis of the volatile coffee constituents produced by roasting. // News of universities. Food technology. - 2003. - No. 1. - S.19-21].

Например, кислотность обжаренного кофе «Робуста» должна составлять 5,2...5,4 рН, а содержание экстрактивных веществ для кофе I сорта не менее 25%, для кофе II сорта - 27,5%.For example, the acidity of roasted Robusta coffee should be 5.2 ... 5.4 pH, and the content of extractives for coffee of the first grade at least 25%, for coffee of the second grade - 27.5%.

Затем обжаренный кофе охлаждают в охладительной чаше 14 до температуры 35°С. Если температура охлажденных частиц менее 35°С, например 25°С, то при дальнейшем измельчении они становятся более хрупкими и дробятся с образованием значительного количества мучели, что ухудшает процесс экстрагирования водорастворимых веществ при приготовлении кофейного напитка. Если же температура частиц более 35°С, например 45°С, то при дальнейшем измельчении они становятся пластичными и плохо дробятся. Оптимальное значение температуры 35°С связано с тем, что жир кофе, состоящий в основном из олеиновой кислоты и содержащийся в зернах в количестве 10...13%, имеет температуру плавления 37...39°С. Поэтому нагрев выше этой температуры нецелесообразен.Then the roasted coffee is cooled in a cooling bowl 14 to a temperature of 35 ° C. If the temperature of the cooled particles is less than 35 ° C, for example 25 ° C, then upon further grinding they become more fragile and crush with the formation of a significant amount of flour, which worsens the process of extraction of water-soluble substances in the preparation of a coffee drink. If the temperature of the particles is more than 35 ° C, for example 45 ° C, then with further grinding they become ductile and poorly crushed. The optimum temperature value of 35 ° C is due to the fact that coffee fat, consisting mainly of oleic acid and contained in grains in an amount of 10 ... 13%, has a melting point of 37 ... 39 ° C. Therefore, heating above this temperature is impractical.

Охлажденные частицы направляют в дробилку 15, в которой подвергают измельчению до размера 0,2...0,3 мм. 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.The cooled particles are sent to the crusher 15, in which they are subjected to grinding to a size of 0.2 ... 0.3 mm. The size of the granules of crushed grains is important. It is known that the speed of the extraction process is inversely proportional to the size of the particles, it decreases with their increase, therefore it is advantageous to have the smallest particles of the product subjected to extraction. But a significant reduction in particle size leads to a deterioration in the wettability and filtration conditions of the extract.

Частицы размера 0,2...0,3 мм наиболее оптимальны для последующего приготовления кофейного напитка. Если размер частиц менее 0,2 мм, например 0,1 мм, то при заваривании кофе они легко слипаются, комкуются и плохо экстрагируют водорастворимые вещества в напиток. Если же размер частиц более 0,3 мм, например 0,4 мм, то при приготовлении кофейного напитка им требуется значительное время для экстрагирования водорастворимых веществ.Particles of size 0.2 ... 0.3 mm are most optimal for the subsequent preparation of a coffee drink. If the particle size is less than 0.2 mm, for example 0.1 mm, then when brewing coffee, they easily stick together, clump and poorly extract water-soluble substances into the drink. If the particle size is more than 0.3 mm, for example 0.4 mm, then when preparing a coffee drink, they need considerable time to extract water-soluble substances.

Далее измельченные частицы направляют в просеиватель 16.Next, the crushed particles are sent to the sifter 16.

Продукты помола кофе, цикория, ячменя и др. смешивают в заданной пропорции в смесителе 17. Смесь фасуется на фасовочном автомате 18.The grinding products of coffee, chicory, barley, etc. are mixed in a predetermined proportion in a mixer 17. The mixture is packaged on a filling machine 18.

Пример 1. Технология производства обжаренного цикория.Example 1. The technology of production of fried chicory.

Поступающие на переработку корни цикория подвергают сначала мойке, в результате которой удаляют посторонние примеси и микроорганизмы. После мойки цикорий поступает на резку, где разрезается на кубики, столбики или пластины размерами соответственно, мм: 10-20×10-20×10-20; 20-60×12-15×5-10; 10-20×15-20×5-7 [Справочник технолога пищеконцентратного и овощесушильного производства / В.Н.Гуляев, Н.В.Дремина, З.А.Кац и др. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, - 488 с., с.341-342].The chicory roots received for processing are first subjected to washing, as a result of which foreign impurities and microorganisms are removed. After washing, chicory goes to cutting, where it is cut into cubes, columns or plates with dimensions respectively, mm: 10-20 × 10-20 × 10-20; 20-60 × 12-15 × 5-10; 10-20 × 15-20 × 5-7 [Handbook of the technologist of food-concentrate and vegetable drying production / V.N. Gulyaev, N.V. Dremina, Z.A. Kats and others. - M .: Light and food industry, 1984, - 488 p., P. 341-342].

Подготовленный цикорий из производственного бункера 1 барабанным дозатором 2 подают в вибрационный сепаратор 3, отделяющий примеси путем аспирации, просеивания и пропуска через магнитные уловители.Prepared chicory from the production hopper 1 with a drum batcher 2 is fed into a vibration separator 3, which separates impurities by aspiration, sieving and passing through magnetic traps.

Затем очищенный и отсортированный цикорий из сепаратора 3 подается в циклон-рагрузитель 4, из которого направляется в четырех- или шестисекционный бункер 5. Загрузка секций бункера 5 фиксируется датчиком.Then, the peeled and sorted chicory from the separator 3 is fed to the cyclone unloader 4, from which it is sent to a four- or six-section hopper 5. The loading of the sections of the hopper 5 is fixed by the sensor.

Затем отвешенная с помощью весов 6 определенная порция цикория подается в обжарочный аппарат 8.Then weighed using scales 6 a certain portion of chicory is fed into the fryer 8.

Одновременно в обжарочный аппарат 8 подается воздух с температурой 180...210°С со скоростью, обеспечивающий обжарку частиц продукта в псевдоожиженном слое, в течение 10...12 мин. Режимы обжаривания цикория приведены в табл.1.At the same time, air with a temperature of 180 ... 210 ° C is supplied to the fryer 8 with a speed that provides frying of the product particles in the fluidized bed for 10 ... 12 minutes. The modes of roasting chicory are given in table 1.

Обработка в кипящем слое способствует равномерному нагреву частиц цикория по всему объему слоя. При этом снижается величина угара до 10...12%, и, как следствие, уменьшаются потери экстрактивных веществ, и увеличивается выход готовой продукции.Processing in a fluidized bed promotes uniform heating of chicory particles throughout the volume of the layer. At the same time, the amount of fumes decreases to 10 ... 12%, and, as a result, losses of extractive substances decrease, and the yield of finished products increases.

Если обжарку цикория на первой стадии проводить воздухом с температурой ниже 180°С в псевдоожиженном слое, например 140°С, то продолжительность обжарки значительно возрастает, и цикорий не будет обжарен до нужной кондиции из-за недостаточно высокой температуры.If the roasting of chicory in the first stage is carried out with air with a temperature below 180 ° C in a fluidized bed, for example 140 ° C, then the duration of roasting increases significantly, and the chicory will not be roasted to the desired condition due to the insufficient temperature.

Если обжарку цикория на первой стадии проводить воздухом с температурой выше 210°С в псевдоожиженном слое, например 220°С, то это приведет к пригоранию цикория.If the roasting of chicory in the first stage is carried out with air with a temperature above 210 ° C in a fluidized bed, for example 220 ° C, then this will lead to a burning of chicory.

Если обжарку на первой стадии проводить в течение менее 10 мин, например 9 мин, то цикорий не будет обжарен до нужной кондиции, т.к. за это время их влажность не будет доведена до заданных значений.If the frying at the first stage is carried out for less than 10 minutes, for example 9 minutes, then chicory will not be fried until the required condition, because during this time, their humidity will not be brought to the set values.

Если обжарку на первой стадии проводить в течение более 12 мин, например 20 мин, то это приведет к пригоранию цикория.If the frying in the first stage is carried out for more than 12 minutes, for example 20 minutes, this will lead to a burning of chicory.

Затем обжаренные частицы цикория направляются в гранулятор 7, который измельчает цикорий до 1...2 мм. Частицы цикория именно такого размера наиболее оптимальны для последующего насыщения влагой. Если размер частиц цикория менее 1 мм, например 0,7 мм, то при увлажнении мелкодиспергированной влагой они легко слипаются, комкуются и трудно поддаются дальнейшей обработке. Если же размер частиц цикория более 2 мм, например 3 мм, то при увлажнении мелкодиспергированной влагой им требуется значительное время для равномерного распределения влаги по всему объему частиц. Поэтому при дальнейшей переработке (второй стадии обжарки) они пригорают, что приводит к ухудшению их качества.Then the fried chicory particles are sent to granulator 7, which grinds chicory to 1 ... 2 mm. Particles of chicory of precisely this size are most optimal for subsequent saturation with moisture. If the particle size of chicory is less than 1 mm, for example 0.7 mm, then when moistened with finely dispersed moisture, they easily stick together, clump and are difficult to further process. If the particle size of chicory is more than 2 mm, for example 3 mm, then when moistened with finely dispersed moisture, they need considerable time to evenly distribute moisture throughout the volume of the particles. Therefore, during further processing (the second stage of frying), they burn, which leads to a deterioration in their quality.

После размалывания частицы цикория направляют в стабилизатор термовлажностных характеристик кофепродуктов 9, где они попадают на ленточный транспортер, который последовательно перемещает их через камеру увлажнения 11 и камеру 12 для отлежки увлажненного продукта. Одновременно через форсунки 10 подается мелкодиспергированная вода, которая, распыляясь над слоем продукта, увлажняет частицы цикория до влажности 7...8%, чтобы избежать образования мелких частиц при размоле.After grinding, the chicory particles are sent to the stabilizer of the thermo-humid characteristics of the coffee products 9, where they enter the conveyor belt, which sequentially moves them through the humidification chamber 11 and the chamber 12 for tracing the moistened product. At the same time, finely dispersed water is supplied through nozzles 10, which, spraying over the product layer, moisturizes the chicory particles to a moisture content of 7 ... 8% to avoid the formation of small particles during grinding.

Если частицы цикория увлажнить до влажности менее 7%, например до 6%, то это будет способствовать образованию мелких частиц при размоле.If chicory particles are moistened to a moisture content of less than 7%, for example up to 6%, this will contribute to the formation of small particles during grinding.

Если частицы цикория увлажнить до влажности более 8%, например до 9%, то потребуются значительные энергозатраты на второй стадии обжарки для доведения цикория до заданной конечной влажности.If the chicory particles are moistened to a moisture content of more than 8%, for example, up to 9%, then significant energy consumption will be required in the second stage of roasting to bring chicory to a given final moisture content.

Затем увлажненные частицы цикория медленно движущимся ленточным транспортером подаются в камеру 12, где происходит распределение влаги по всему объему частиц и подготовка ко второй стадии обжарки.Then, the moistened chicory particles by a slowly moving belt conveyor are fed into the chamber 12, where moisture is distributed over the entire volume of particles and preparation for the second stage of frying.

Из стабилизатора 9 частицы цикория направляются в барабанный обжарочный аппарат 13, в который также подается перегретый пар.From the stabilizer 9, the chicory particles are sent to a drum fryer 13, into which superheated steam is also supplied.

На второй стадии обжарка цикория происходит в плотном пересыпающемся слое до достижения влажности 4% и кислотности рН 4,6...4,8. Ведение процесса обжарки на второй стадии в плотном пересыпающемся слое (а вращающийся барабанный обжарочный аппарат обеспечивает именно этот гидродинамический режим) обусловлено тем, что размер частиц очень мал (1...2 мм) и при обработке в кипящем слое они легко подвержены уносу.At the second stage, the roasting of chicory occurs in a dense overgrowing layer until a moisture content of 4% and an acidity of pH 4.6 ... 4.8 are reached. The process of roasting at the second stage in a dense overflowing layer (and a rotating drum fryer provides precisely this hydrodynamic regime) is due to the fact that the particle size is very small (1 ... 2 mm) and when processed in a fluidized bed they are easily susceptible to entrainment.

Конечная влажность обжаренных частиц цикория 4% обеспечивает наилучшие условия при хранении и последующем приготовлении напитка. Если влажность обжаренных частиц цикория менее 4%, например 3%, то при дальнейшем хранении они легко впитывают влагу, что ухудшает их качество. Если же влажность обжаренных частиц цикория более 5%, например 6%, то при дальнейшем хранении в них может активно развиваться микрофлора, что ухудшает их качество.A final moisture content of fried chicory particles of 4% provides the best conditions for storage and subsequent preparation of the drink. If the humidity of the fried chicory particles is less than 4%, for example 3%, then with further storage they easily absorb moisture, which affects their quality. If the humidity of the fried chicory particles is more than 5%, for example 6%, then upon further storage, microflora can actively develop in them, which affects their quality.

Выбор диапазона кислотности рН 4,6...4,8 обжаренных частиц цикория обусловлен тем, что установлено, что при повышении температуры с 40 до 100°С наблюдается выделение легколетучих компонентов с травянистым запахом и малолетучих компонентов, не обладающих выраженным запахом жареного кофе. Начиная с 100°С, в летучих продуктах резко возрастают концентрации малолетучих компонентов.The choice of the acidity range of pH 4.6 ... 4.8 roasted chicory particles is due to the fact that, when the temperature rises from 40 to 100 ° C, the emission of volatile components with a grassy odor and low-volatile components that do not have a pronounced smell of roasted coffee is observed. Starting from 100 ° C, in volatile products, the concentration of low-volatile components sharply increases.

Затем обжаренный цикорий охлаждают в охладительной чаше 14 до температуры 35°С. Если температура частиц цикория менее 35°С, например 25°С, то при дальнейшем измельчении они становятся более хрупкими и дробятся с образованием значительного количества пылевидной фракции, что ухудшает процесс экстрагирования водорастворимых веществ. Если же температура частиц цикория более 35°С, например 45°С, то при дальнейшем измельчении они становятся пластичными и плохо дробятся.Then the fried chicory is cooled in a cooling bowl 14 to a temperature of 35 ° C. If the temperature of the chicory particles is less than 35 ° C, for example 25 ° C, then with further grinding they become more fragile and crush with the formation of a significant amount of dust fraction, which worsens the process of extraction of water-soluble substances. If the temperature of the chicory particles is more than 35 ° C, for example 45 ° C, then with further grinding they become plastic and poorly crushed.

Охлажденные частицы цикория направляют в дробилку 15, в которой подвергают измельчению до размера 0,2...0,3 мм.Cooled chicory particles are sent to a crusher 15, in which they are subjected to grinding to a size of 0.2 ... 0.3 mm.

Далее измельченные частицы цикория направляют в просеиватель 16.Next, the chopped chicory particles are sent to a sifter 16.

Продукты помола кофе, цикория, ячменя и др. смешивают в заданной пропорции в смесителе 17. Смесь фасуется на фасовочном автомате 18.The grinding products of coffee, chicory, barley, etc. are mixed in a predetermined proportion in a mixer 17. The mixture is packaged on a filling machine 18.

В табл.2 приведены некоторые показатели обжаренного цикория, полученного по заводской технологии, по известному способу обжарки перегретым паром (А.с. №1734642 РФ) и предлагаемому способу.Table 2 shows some indicators of fried chicory obtained by factory technology, according to the known method of frying with superheated steam (A.S. No. 1734642 of the Russian Federation) and the proposed method.

Таблица 2table 2 Показатели качества обжаренного цикорияQuality indicators of fried chicory ПоказателиIndicators Свежий цикорийFresh chicory Обжаренный цикорийRoasted chicory по традиционной технологииby traditional technology по способу (Пат. №2203553)by the method (Pat. No. 2203553) по предлагаемому способуby the proposed method ВодаWater 73,173.1 4,04.0 4,04.0 4,04.0 Экстрактивные веществаExtractives 21,421,4 74,2...76,074.2 ... 76.0 77,377.3 77,377.3 ИнулинInulin 16,616.6 24,024.0 26,526.5 27,327.3 Общие сахараCommon sugar 4,04.0 18,218.2 21,221,2 23,023.0 Редуцирующие сахараReducing sugar 3,393.39 14,114.1 15,915.9 16,416,4 Зола (общая)Ash (total) 1,071,07 4,54,5 4,54,5 4,74.7 рНpH 5,75.7 4,54,5 4,34.3 4,44.4

Пример 2. Технология производства обжаренных зерен кофе «Арабика». Подготовленный кофе «Арабика» из производственного бункера 1 барабанным дозатором 2 подают в вибрационный сепаратор 3, отделяющий примеси путем аспирации, просеивания и пропуска через магнитные уловители. Далее очищенный и отсортированный кофе «Арабика» из сепаратора 3 подается в циклон-рагрузитель 4, из которого направляется в четырех- или шестисекционный бункер 5.Example 2. The technology of production of roasted coffee beans "Arabica". The prepared Arabica coffee from the production hopper 1 with a drum dispenser 2 is fed into a vibration separator 3, which separates impurities by aspiration, sifting and passing through magnetic traps. Next, purified and sorted coffee "Arabica" from the separator 3 is fed into the cyclone unloader 4, from which it is sent to a four- or six-section hopper 5.

Затем отвешенная с помощью весов 6 определенная порция кофе «Арабика» подается в обжарочный аппарат 8.Then weighed using scales 6 a certain portion of coffee "Arabica" is served in the roaster 8.

Одновременно в обжарочный аппарат 8 подается воздух с температурой 180...210°С со скоростью, обеспечивающий обжарку частиц продукта в псевдоожиженном слое, в течение 14...15 мин. Режимы обжаривания кофе сорта Арабика приведены в табл.1.At the same time, air with a temperature of 180 ... 210 ° C is supplied to the fryer 8 at a speed that provides frying of the product particles in the fluidized bed for 14 ... 15 minutes. The modes of roasting Arabica coffee are shown in Table 1.

Обработка в кипящем слое способствует равномерному нагреву зерен кофе «Арабика» по всему объему слоя. При этом снижается величина угара до 10...12%, и, как следствие, уменьшаются потери экстрактивных веществ, и увеличивается выход готовой продукции.Processing in a fluidized bed promotes uniform heating of coffee beans "Arabica" throughout the volume of the layer. At the same time, the amount of fumes decreases to 10 ... 12%, and, as a result, losses of extractive substances decrease, and the yield of finished products increases.

Если обжарку зерен кофе «Арабика» на первой стадии проводить воздухом с температурой ниже 150°С в псевдоожиженном слое, например 140°С, то продолжительность обжарки значительно возрастает и зерна кофе не будут обжарены до нужной кондиции из-за недостаточно высокой температуры.If the roasting of Arabica coffee beans at the first stage is carried out with air with a temperature below 150 ° C in a fluidized bed, for example 140 ° C, then the roasting time increases significantly and the coffee grains will not be roasted to the desired condition due to insufficient heat.

Если обжарку зерен кофе «Арабика» на первой стадии проводить воздухом с температурой выше 210°С в псевдоожиженном слое, например 220°С, то это приведет к пригоранию зерен кофе «Арабика».If the roasting of Arabica coffee beans in the first stage is carried out with air with a temperature above 210 ° C in a fluidized bed, for example 220 ° C, then this will lead to burning of Arabica coffee beans.

Если обжарку зерен кофе «Арабика» на первой стадии проводить в течение менее 10 мин, например 8 мин, то зерна кофе «Арабика» не будут обжарены до нужной кондиции, т.к. за это время их влажность не будет доведена до заданных значений.If the roasting of Arabica coffee beans in the first stage is carried out for less than 10 minutes, for example 8 minutes, then the Arabica coffee beans will not be roasted to the desired condition, because during this time, their humidity will not be brought to the set values.

Если обжарку зерен кофе «Арабика» на первой стадии проводить в течение более 35 мин, например 40 мин, то это приведет к их пригоранию.If the roasting of Arabica coffee beans in the first stage is carried out for more than 35 minutes, for example 40 minutes, this will lead to their burning.

Затем обжаренные зерна кофе «Арабика» направляются в гранулятор 7, который измельчает зерна кофе до 1...2 мм. Частицы кофе «Арабика» именно такого размера наиболее оптимальны для последующего насыщения влагой. Если размер частиц кофе «Арабика» менее 1 мм, например 0,5 мм, то при увлажнении мелкодиспергированной влагой они легко слипаются, комкуются и трудно поддаются дальнейшей обработке. Если же размер частиц кофе «Арабика» более 2 мм, например 3 мм, то при увлажнении мелкодиспергированной влагой им требуется значительное время для равномерного распределения влаги по всему объему частиц. Поэтому при дальнейшей переработке (второй стадии обжарки) они пригорают, что приводит к ухудшению их качества.Then, the roasted Arabica coffee beans are sent to granulator 7, which grinds coffee beans to 1 ... 2 mm. Particles of Arabica coffee of precisely this size are most optimal for subsequent saturation with moisture. If the particle size of Arabica coffee is less than 1 mm, for example 0.5 mm, then when moistened with finely dispersed moisture, they stick together easily, clump together and are difficult to process further. If the particle size of Arabica coffee is more than 2 mm, for example 3 mm, then when moistened with finely dispersed moisture, they need considerable time to evenly distribute moisture throughout the volume of the particles. Therefore, during further processing (the second stage of frying), they burn, which leads to a deterioration in their quality.

После размалывания частицы кофе «Арабика» направляют в стабилизатор термовлажностных характеристик кофепродуктов 9, где они попадают на ленточный транспортер, который последовательно перемещает их через камеру увлажнения 11 и камеру 12 для отлежки увлажненного продукта. Одновременно через форсунки 10 подается мелкодиспергированная вода, которая, распыляясь над слоем продукта, увлажняет частицы кофе «Арабика» до влажности 7...8%, чтобы избежать образования мелких частиц при размоле.After grinding, the Arabica coffee particles are sent to the stabilizer of the thermo-humid characteristics of the coffee products 9, where they enter the conveyor belt, which subsequently moves them through the humidification chamber 11 and the chamber 12 for tracing the moistened product. At the same time, finely dispersed water is supplied through nozzles 10, which, spraying over the product layer, moisturizes the particles of Arabica coffee to a moisture content of 7 ... 8% to avoid the formation of small particles during grinding.

Если частицы кофе «Арабика» увлажнить до влажности менее 7%, например до 6%, то это будет способствовать образованию мелких частиц при размоле.If the particles of Arabica coffee are moistened to a moisture content of less than 7%, for example up to 6%, this will contribute to the formation of small particles during grinding.

Если частицы кофе «Арабика» увлажнить до влажности более 8%, например до 9%, то потребуются значительные энергозатраты на второй стадии обжарки для доведения кофе «Арабика» до заданной конечной влажности.If the particles of Arabica coffee are moistened to a moisture content of more than 8%, for example, to 9%, then significant energy consumption will be required in the second stage of roasting to bring the Arabica coffee to a given final moisture content.

Затем увлажненные частицы кофе «Арабика» медленно движущимся ленточным транспортером подаются в камеру 12, где происходят распределение влаги по всему объему частиц и подготовка ко второй стадии обжарки.Then, the moistened particles of Arabica coffee are fed into the chamber 12 by a slowly moving belt conveyor, where moisture is distributed over the entire volume of particles and preparation for the second stage of roasting is performed.

Из стабилизатора 9 частицы кофе «Арабика» направляются в барабанный обжарочный аппарат 13, в который также подается перегретый пар.From the stabilizer 9, Arabica coffee particles are sent to a drum fryer 13, into which superheated steam is also supplied.

На второй стадии обжарка частиц кофе «Арабика» происходит в плотном пересыпающемся слое до достижения влажности 4% и кислотности рН 4,0...5,6. Ведение процесса обжарки на второй стадии в плотном пересыпающемся слое (а вращающийся барабанный обжарочный аппарат обеспечивает именно этот гидродинамический режим) обусловлено тем, что размер частиц кофе «Арабика» очень мал (1...2 мм) и при обработке в кипящем слое они легко подвержены уносу.At the second stage, the roasting of Arabica coffee particles occurs in a dense, sprinkling layer until a moisture content of 4% and an acidity of pH 4.0 ... 5.6 are reached. The conduct of the roasting process in the second stage in a dense overflowing layer (and a rotating drum fryer provides precisely this hydrodynamic regime) is due to the fact that the particle size of Arabica coffee is very small (1 ... 2 mm) and they are easy to process in a fluidized bed subject to ablation.

Конечная влажность обжаренных частиц кофе «Арабика» 4% обеспечивает наилучшие условия при хранении и последующем приготовлении напитка. Если влажность обжаренных частиц кофе «Арабика» менее 4%, например 3%, то при дальнейшем хранении они легко впитывают влагу, что ухудшает их качество. Если же влажность обжаренных частиц кофе «Арабика» более 4%, например 6%, то при дальнейшем хранении в них может активно развиваться микрофлора, что ухудшает их качество.The final moisture content of the roasted particles of Arabica coffee 4% provides the best conditions for storage and subsequent preparation of the drink. If the humidity of the roasted particles of Arabica coffee is less than 4%, for example 3%, then with further storage they easily absorb moisture, which impairs their quality. If the humidity of the roasted particles of Arabica coffee is more than 4%, for example 6%, then with further storage, microflora can actively develop in them, which affects their quality.

Выбор диапазона кислотности рН 4,0...5,6 обжаренных частиц кофе «Арабика» обусловлен тем, что установлено, что при повышении температуры с 40 до 100°С наблюдается выделение легколетучих компонентов с травянистым запахом и малолетучих компонентов, не обладающих выраженным запахом жареного кофе. Начиная с 100°С, в летучих продуктах резко возрастают концентрации малолетучих компонентов.The choice of the acidity range of pH 4.0 ... 5.6 roasted particles of Arabica coffee is due to the fact that, when the temperature rises from 40 to 100 ° C, volatile components with a grassy odor and low-volatile components that do not have a pronounced odor are released roasted coffee. Starting from 100 ° C, in volatile products, the concentration of low-volatile components sharply increases.

Затем обжаренный кофе «Арабика» охлаждают в охладительной чаше 14 до температуры 35°С. Если температура частиц кофе «Арабика» менее 35°С, например 30°С, то при дальнейшем измельчении они становятся более хрупкими и дробятся с образованием значительного количества пылевидной фракции, что ухудшает процесс экстрагирования водорастворимых веществ. Если же температура частиц кофе «Арабика» более 35°С, например 40°С, то при дальнейшем измельчении они становятся пластичными и плохо дробятся.Then the roasted coffee "Arabica" is cooled in a cooling bowl 14 to a temperature of 35 ° C. If the temperature of the particles of coffee "Arabica" is less than 35 ° C, for example 30 ° C, then with further grinding they become more fragile and crush with the formation of a significant amount of dust fraction, which worsens the process of extraction of water-soluble substances. If the temperature of the particles of coffee "Arabica" is more than 35 ° C, for example 40 ° C, then with further grinding they become plastic and poorly crushed.

Охлажденные частицы кофе «Арабика» направляют в дробилку 15, в которой подвергают измельчению до размера 0,2...0,3 мм.Cooled particles of coffee "Arabica" is sent to the grinder 15, in which it is subjected to grinding to a size of 0.2 ... 0.3 mm

Далее измельченные частицы кофе «Арабика» направляют в просеиватель 16. Продукты помола кофе, цикория, ячменя и др. смешивают в заданной пропорции в смесителе 17. Смесь фасуется на фасовочном автомате 18.Next, the crushed particles of Arabica coffee are sent to a sifter 16. The products of grinding coffee, chicory, barley, etc. are mixed in a predetermined proportion in a mixer 17. The mixture is packaged on a filling machine 18.

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:The proposed method has the following advantages:

- получение продукта более высокого качества за счет непрерывного вывода несконденсированных газов, содержащих канцерогенные углеводороды: (3,4-бензопирена, флюрантена и др.);- obtaining a product of higher quality due to the continuous withdrawal of non-condensed gases containing carcinogenic hydrocarbons: (3,4-benzopyrene, flurantene, etc.);

- увеличение выхода готовой продукции за счет снижения массовой доли несконденсированных газов благодаря использованию двухстадийной обработке с промежуточным увлажнением и отлежкой, без чрезмерного воздействия высоких температур с постепенным снижением влажности кофейного сырья;- an increase in the yield of finished products by reducing the mass fraction of non-condensed gases through the use of two-stage processing with intermediate humidification and bedding, without excessive exposure to high temperatures with a gradual decrease in the moisture content of coffee raw materials;

- разработана экологически чистая, ресурсосберегающая технология производства обжаренных кофепродуктов;- An environmentally friendly, resource-saving technology for the production of roasted coffee products was developed;

- возможность улучшения качества получаемого продукта за счет снижения угара и увеличения кафеоля до 2,0% вследствие применения более мягких, «щадящих» режимов и равномерной обработки;- the ability to improve the quality of the resulting product by reducing fumes and increasing the café up to 2.0% due to the use of softer, “sparing” modes and uniform processing;

- оптимизация процесса обжарки различного исходного сырья за счет «автоматического» поддержания тепловлажностного режима вследствие регулирования величины температуры продукта в зонах обжарки и влажности в зонах увлажнения.- optimization of the roasting process of various feedstock due to the "automatic" maintenance of the heat-moisture regime due to the regulation of the temperature of the product in the frying zones and humidity in the humidification zones.

Claims (1)

Способ производства обжаренных кофепродуктов, предусматривающий подготовку сырья, термическую обработку перегретым паром с промежуточным увлажнением продукта, отличающийся тем, что термическую обработку кофепродуктов осуществляют в две стадии, на первой стадии зерна или частицы кофепродуктов обрабатывают воздухом с температурой 150÷210°С в псевдоожиженном слое в течение 10÷35 мин, затем размалывают до размера частиц 1,0÷2,0 мм, после этого увлажняют мелкодиспергированной влагой до влажности 7÷8%, на второй стадии кофепродукты обрабатывают перегретым паром в плотном пересыпающемся слое до достижения влажности 4% и кислотности рН 4,0÷5,6, далее обжаренные кофепродукты охлаждают до температуры 35°С, подвергают измельчению до размера 0,2÷0,3 мм, просеивают и продукты помола (кофе, цикорий, рожь, ячмень и др.) смешивают.A method for the production of roasted coffee products, involving the preparation of raw materials, heat treatment with superheated steam with intermediate moistening of the product, characterized in that the heat treatment of coffee products is carried out in two stages, at the first stage, grains or particles of coffee products are treated with air with a temperature of 150 ÷ 210 ° C in a fluidized bed in during 10 ÷ 35 min, then grind to a particle size of 1.0 ÷ 2.0 mm, then moisten with finely dispersed moisture to a moisture content of 7 ÷ 8%, in the second stage, the coffee products are processed with unheated steam in a dense pouring layer until a moisture content of 4% and an acidity of pH 4.0 ÷ 5.6 are reached, then the fried coffee products are cooled to a temperature of 35 ° C, subjected to grinding to a size of 0.2 ÷ 0.3 mm, sieved and grinding products ( coffee, chicory, rye, barley, etc.) are mixed.
RU2006135164/13A 2006-10-04 2006-10-04 Method for producing of fried coffee products RU2316974C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006135164/13A RU2316974C1 (en) 2006-10-04 2006-10-04 Method for producing of fried coffee products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006135164/13A RU2316974C1 (en) 2006-10-04 2006-10-04 Method for producing of fried coffee products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2316974C1 true RU2316974C1 (en) 2008-02-20

Family

ID=39267025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006135164/13A RU2316974C1 (en) 2006-10-04 2006-10-04 Method for producing of fried coffee products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2316974C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466547C1 (en) * 2011-06-03 2012-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (ГОУВПО "ВГТА") Fried chicory roots production method
RU2466564C1 (en) * 2011-06-07 2012-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (ГОУВПО "ВГТА") Fried chestnuts production method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2466547C1 (en) * 2011-06-03 2012-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (ГОУВПО "ВГТА") Fried chicory roots production method
RU2466564C1 (en) * 2011-06-07 2012-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (ГОУВПО "ВГТА") Fried chestnuts production method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Minifie Chocolate, cocoa and confectionery: science and technology
Haile et al. The harvest and post-harvest management practices’ impact on coffee quality
Clarke Coffee: Volume 2: Technology
CN108244594B (en) Zanthoxylum oil and preparation method thereof
Bee et al. The raw bean
EP0809443B1 (en) Soluble instant coffee and process for preparation
RU2316974C1 (en) Method for producing of fried coffee products
KR101927208B1 (en) Method for Manufacturing Green Pepper Powder
EP0144785B1 (en) Coffee aromatization
WO2016066167A1 (en) A process for preparing modified green coffee beans for roasting
US20080118621A1 (en) Preparation for obtaining a fig-based drink and method for producing said drink
EP0852911A2 (en) A process for preparing a particulate product from spent grains and a particulate product obtainable by said method
RU125432U1 (en) TECHNOLOGICAL LINE FOR PRODUCING NATURAL AROMATED GROUND COFFEE
JPH0297353A (en) Extraction of essence in tea leaf and essence of tea
KR102066164B1 (en) Waterbrew coffee, method and apparatus for preparing the same
CN115886099A (en) Tibetan tea with particle flavor and preparation method thereof
KR102006711B1 (en) Red pepper seed tea and its production method, red pepper seed drink
SU1734642A1 (en) Method for roasting of coffee beans
EP3232801B2 (en) Method of producing an aromatised food or beverage product
CN115428849B (en) Tea processing method with low caffeine content
KR20150042617A (en) System and method for processing of coffee beans
IES20000695A2 (en) A coffee manufacturing process
EP1269855B1 (en) Roasting of ground seeds for alimentary use
KR20230107728A (en) Processing method of coffee bean using rice hull, and their products
KR102024761B1 (en) manufacturing device of kelp laver

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081005