Анализ развития технологического процесса производства молотого кофе

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Белорусский государственный  экономический университет 
 

Кафедра технологии  
 
 

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ  РАБОТА

на тему: Анализ развития технологического процесса производства молотого кофе 
 
 

Студентка

ФМЭО, 1 курс, ДАИ-1   (подпись)     И. А. Александронок 

                                        (дата)   

Руководитель 

                                    (подпись)              М. В. Михадюк 

    (дата) 
 
 
 
 
 
 

МИНСК, 2009

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА  ПРОДУКЦИИ И ЕГО  ХАРАКТЕРИСТИКА

1.1. Характеристика получаемой  продукции

     Ко́фе — напиток, изготавливаемый из жареных зёрен кофейного дерева. Благодаря содержанию кофеина оказывает стимулирующее действие. Молотый кофе имеет темно-коричневый цвет, ярко выраженный запах, сыпуч. Размер частиц зависит от помола, но они должны быть примерно одинаковы.

     В природе существует около 70 видов  кофейных деревьев — от карликовых кустарников до 10-метровых великанов.

     Существует  два основных ботанических вида кофейных деревьев и, соответственно, зёрен, получаемых из плодов этих деревьев: арабика и робуста, которую иногда называют конголезским кофе. Примерно три четверти мирового производства кофе основывается на арабике («Coffee arabica»). Большей частью арабика произрастает на высоте от 600 до 2000 метров над уровнем моря. Красивые по форме зерна как правило имеют продолговатую форму, гладкую поверхность, слегка изогнутую в форме буквы «S» линию, в которой обычно после лёгкой обжарки остаются невыгоревшие частицы кофейной ягоды. Вид робуста является быстрорастущим и более устойчивым к вредителям, чем арабика, и произрастает примерно от 0 до 600 м над уровнем моря, прежде всего — в тропических районах Африки, Индии и Индонезии. Зерна имеют округлую форму, цвет — от светло-коричневого до серовато-зелёного. Данный вид, на который приходится четверть мирового производства кофе, обычно считается менее изысканным с точки зрения аромата. В то же время робуста содержит больше кофеина, а также часто используется в эспрессо-смесях, что позволяет добиваться более качественной кофейной пенки и удешевляет смесь. Два других сорта: либерика и эксцельса — не имеют промышленного значения.

     Кофе  выращивают более 50 стран мира. В  каждой из них природные условия, климат и почва совершенно разные, поэтому один и тот же сорт кофе в различных местах сильно отличается по своему химическому составу, а  значит, и по вкусу, и по ароматности, и по другим свойствам. Может быть, как раз по этой причине и прижилось  географическое название сортов кофе, которое появилось по названию места, где он рос или по названию порта, откуда он вывозился.

     Как нет единого стандарта по градациям  кофе — то же и с дефектами — есть несколько способов подсчитывать их количество. Далее при рассмотрении каждого отдельного региона произрастания будет приводиться (по крайней мере в планах) таблица подсчета дефектов.

     Для подсчета дефектов во многих системах используется понятие «Черное зерно». Под черным зерном понимается необжаренное кофейное зерно, ставшее темным вследствие загнивания. Зачастую после обжарки  узнать черные зерна становится непросто. Считается, что даже одно такое гнилое зерно, в случае попадания в чашку  кофе, может полностью испортить  вкус всей чашки.

     Под червоточинами понимаются проеденные насекомыми в теле кофейного зерна  каналы. Как правило, к моменту  обжарки зерен, на стадии шелушения  и очистки зерен от посторонних  включений, насекомые успевают покинуть эти каналы. Поэтому наличие в  партии небольшого количества зерен  с такими каналами не сказывается  негативно на качестве напитка. 
 
 
 
 
 
 

     1.2. Характеристика используемого сырья

     Арабика  
Кофейное дерево аравийское, будучи самым важным видом (на его долю приходится 75 % мирового производства) является очень требовательным растением.  
Ему необходимы:

• сильные и регулярные дожди
• средние температуры (15-24 C^o)
• полное отсутствие морозов
• удобрение почвы
• глубокая, плодородная почва

     Для Арабики оптимальные условия  по температуре и количеству выпадающих дождей можно найти только в тропиках на высоте 900 м над уровнем моря. Кофе Арабика растет на пригодных  почвах на высоте до 2100 м над уровнем  моря. Ограничивающим фактором является мороз. Выращиваемый на такой высоте кофе имеет тонкий и богатый аромат.

     Кофейное  дерево довольно чувствительно к  различным заболеваниям растений и  вредным насекомым. Болезнь растения может сильно сократить производство или даже сделать выращивание  кофе невозможным. Так, например, в конце 19 века, в результате ржавчины листьев, в Шри-Ланке прекратили выращивать кофе и были вынуждены начать выращивать чай. Поэтому в наше время при  выращивании кофе используются пестициды  и фунгициды.

     Благодаря систематической селекции растений в прошлом были достигнуты большие  успехи. В настоящее время в  промышленных целях используют около 40 - 50 культурных сортов кофейного дерева аравийского.

     С момента цветения до созревания темно-красных  плодов кофейного дерева аравийского  проходит 5 - 7 месяцев. Ливни дают начало цветению. В регионах, расположенных  на северной и южной границах кофейного  пояса, где дождливые и засушливые периоды ярко выражены, кофе дает урожай раз в год и плоды созревают  с постоянной скоростью. В средней  части кофейного пояса (к северу и югу от экватора), где на высоте 900 м над уровнем моря находятся  регионы предпочтительного выращивания  кофе Арабика, периоды ливней равномерно распределены в течение всего  года. Это позволяет снимать два  урожая в год, благодаря чему период урожая длится больше. Наличие на одной  ветке и распустившихся цветов, и  спелых плодов является обычной картиной.

     Робуста 
Дикое растение кофейное дерево канефора робуста оставалось неизвестным до середины XIX века. Его открыли в бассейне реки Конго. Растение оказалось очень устойчивым к болезням, его культивированные виды высокоурожайны. Оно хорошо переносит высокую температуру и высокую влажность.

     Кофе  Робуста растет в тропических  низменностях на высоте до 900 м над  уровнем моря. В основном это регионы  кофейного пояса, расположенные  у экватора, от северной 10 параллели  до южной 10 параллели.

     В районах культивации кофе Робуста  и Арабика молодые растения размножаются разными способами. Робуста размножается в основном черенками, в то время  как Арабика обычно размножается жизнеспособными семенами.

     После 9 месяцев в питомнике молодые  растения можно высаживать на плантации. Способность хорошо плодоносить  наступает у кофейных деревьев приблизительно через пять лет. При хорошем уходе  и правильной технике обрезания  ветвей полноценный урожай можно  получить через несколько декад.

     Урожай

        Созревшие плоды кофе собирают обычно вручную. В период сбора урожая рабочие раз в неделю проходят по всей плантации и срывают только спелые красные ягоды кофе. В зависимости от конкретных условий один человек за день может собрать от 50 до 100 кг кофейных ягод. Это соответствует 15 - 30 кг сырого необработанного кофе.

     Как правило, с одного куста получают приблизительно около 4000 зерен или 500 г обжаренного кофе. В тех регионах, где плоды созревают равномерно, урожай обычно собирают за один раз. С ветвей сразу срывают все плоды и высыпают на ткань, расстеленную под кустами. Однако недоспелые и переспелые плоды кофе необходимо рассортировать, чтобы они не попали в процесс обработки.

     Сбор  кофе крайне редко выполняют машины, поскольку даже если процесс созревания происходит равномерно, все равно  остаются очень специфические особенности, зависящие от типа плантации и  структуры поверхности.

     Очистка 

     Собранные плоды кофе нельзя долго хранить. Их необходимо сразу же очистить. Есть два способа очистки кофейной вишни:

     Способ сухой очистки 
В регионах с отчетливо выраженными периодами дождя и засухи можно использовать традиционный способ сухой очистки. Это очень старинный способ сушки, при котором предварительно отсортированные от мусора, незрелых и перезрелых ягод, спелые плоды кофе выкладывают тонким слоем (3 - 5 см) на большую мощеную или бетонную поверхность и оставляют на солнце до полного высыхания. Чтобы процесс сушки проходил равномерно, зерна кофе необходимо переворачивать несколько раз в день.

     На  ночь или в случае приближающегося  дождя плоды собирают в кучи и  накрывают фольгой, чтобы защитить от намокания. Через 4 недели весь плод, состоящий из наружной кожицы, мякоти, пергаментной кожицы, серебристой кожицы и кофейного боба, высыхает настолько, что содержание воды в нем уменьшается до 13%. В специальных лущильных машинах снимают сухую пергаментную кожицу, и на зернах кофе остаются только небольшие кусочки серебристой кожицы. Способ сухой очистки используется, в основном, для кофе Арабика из Бразилии и Эфиопии. Этот же способ обычно используют для кофе Робуста.

     Способ влажной очистки 
В регионах с относительно постоянными дождями в течение всего года солнечные периоды непродолжительны и их недостаточно для того, чтобы быстро и хорошо высушить плоды кофе. Поэтому сначала неочищенные зерна кофе помещают в специальную машину с дисками и роликами для отделения мякоти от зерен. При этом кофейное зерно все еще остается в пергаментной кожице и серебристой кожице. На пергаментной кожице еще остается мякоть.

     Чтобы удалить оставшуюся мякоть перед  сушкой, зерна помещают в чаны для  брожения, заполненные водой, на период 12 - 36 часов. В течение этого процесса природные ферменты растения сжижают  оставшуюся мякоть, после чего ее легко  можно отделить от скорлупы, промыв зерна в каналах.

     Следующий этап сушки зерен происходит на специальных  сушильных столах на солнце и занимает 10-14 дней, что гораздо быстрее, чем  при сухом методе очистки. При  влажном способе очистки также  принимаются все меры защиты от повторного намокания (росы, дождя) как и при  сухом способе. Высушенные сырые  зерна кофе, находящиеся по-прежнему в пергаменте, называют неочищенными кофейными бобами. Содержание в них  воды не превышает 13%.

     После того как зерна кофе очищены одним  из двух описанных способов, они  проходят еще несколько этапов обработки. Местные организации по закупкам приобретают кофе в пергаментной кожице после очистки влажным  способом или лущеный кофе после  очистки сухим и затем обрабатывают его на центральных кофемольных  или перерабатывающих заводах. Заключительные этапы обработки кофейного зерна включают в себя:

Очистку: удаление инородных частиц. 
Лущение: очистка от пергаментной и серебристой кожицы. 
Полирование: удаление остатков серебристой кожицы. 
Просеивание: сортировка по размерам зерен. 
Ручную сортировку: удаление испорченных зерен вручную. 
Сортировку по весу: удаление слишком легких зерен. 
Электронную сортировку по цвету: удаление слишком темных или слишком светлых зерен. 
Дегустационные испытания: оценка вкуса и классификация по качеству.

     В результате подобной обработки остается высококачественный зеленый сырой  кофе, который затем отправляют в  контейнерах на экспорт (в мешках или навалом).

     Все стадии производства кофе, от выращивания  на плантациях до формирования партий из отборных зерен и профессиональной транспортировки в импортирующие  страны, оказывают значительное влияние  на качество конечного продукта.

     Требования, предъявляемые к  зеленым (сырым) зернам кофе

     Каждому виду и сорту сырого кофе свойственны  свои характерные особенности. Они  зависят от района произростания, почвенно-климатических  условий, высоты расположения плантаций  над уровнем моря, применяемых  органических и минеральных удобрений, первичной переработки кофейных плодов, условий хранения и т. д. С  учетом этих факторов, а также генетической принадлежности кофе к тому или иному виду качество сырья сильно изменяется, поэтому долгое время предъявлялись собственные технические требования к сырью в каждой кофепроизводящей стране.

     С 1992 г. введен международный стандарт ISO 6668-91 "Зерна кофе сырые. Приготовление  образцов для органолептического анализа", который гармонизирован с государственным стандартом РБ ГОСТ Р 51449-99 "Кофе зеленый (сырой). Подготовка образцов для определения органолептических показателей", введенный в действие 01.01.2001 г. Стандарт распространяется на зеленый (сырой) кофе и устанавливает порядок подготовки образцов для анализа органолептических показателей. В частности, для определения дефектности зерна кофе требуется слабо обжаривать, а для оценки аромата и цвета необходимо их среднее обжаривание.