СПОСОБ ОБЖАРИВАНИЯ КОФЕЙНЫХ ЗЕРЕН Российский патент 2022 года по МПК A23F5/04 A23F5/16 

Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к способу обжаривания кофейных зерен в промышленном масштабе для достижения экстратемного цвета обжарки при безопасных условиях обжаривания.

Предпосылки создания изобретения

Любое описание предшествующего уровня техники на протяжении всего описания никоим образом не следует рассматривать как признание того, что такой предшествующий уровень техники является широко известным или формирует часть общеизвестных знаний в данной области.

Обжаривание – это процесс, обычно применяемый в производстве обладающих ароматом и вкусом напитков из растительного материала (например, кофе, цикория, зерновых, какао), который приводит к проявлению цвета, аромата и вкуса. Обжаривание кофейных зерен формирует аромат и вкус из предшественников, присутствующих в зеленых кофейных зернах.

Независимо от применяемого способа обжаривания на начальной стадии обжаривания требуется значительный расход энергии, что приводит к испарению воды и индуцирует химические реакции в эндотермической фазе. В процессе обжаривания энергетический баланс изменяется, а обжаривание становится экзотермическим с пиролизом зерен. При требуемой степени обжарки часто необходимо останавливать обжаривание посредством быстрого охлаждения соответствующим образом, чтобы избежать экзотермической обжарки, которая может привести к чрезмерному обжариванию кофейных зерен, а при продолжении обжаривания быстро возрастает риск создания в обжарочной машине небезопасных условий, приводящих, например, к воспламенению кофейных зерен. Следовательно, тщательный контроль процесса в конце обжаривания имеет решающее значение, чтобы избежать чрезмерного обжаривания зерен и обеспечить безопасность на всем протяжении процесса обжаривания, в частности, в промышленном масштабе. Тщательный контроль обжаривания для получения экстратемного кофе в промышленном масштабе особенно затруднителен из-за больших количеств обжаренного кофе и, следовательно, риска возникновения большего пламени или даже взрывов в обжарочной машине.

В процессе обжаривания в результате реакции Майяра и пиролиза образуется значительное количество газов, включая диоксид углерода (CO₂) и монооксид углерода (CO). В начале процесса обжаривания скорость образования газа низка, но она быстро возрастает по мере повышения температуры кофейного зерна. Однако степень и характер газообразования очень зависят от условий обжаривания. Одна часть газов высвобождается в обжарочную камеру во время обжаривания, а другая часть захватывается зернами и высвобождается лишь впоследствии во время хранения или в ходе дополнительных стадий обработки (например, размалывания).

Обжаривание в промышленном масштабе с использованием обжарочных машин барабанного типа или обжарочных машин лопастного типа имеет недостаток, заключающийся в том, что температурный профиль обжаривания и равномерность обжаривания трудно измерять и контролировать.

В промышленном масштабе по сравнению с обжарочными машинами лопастного и барабанного типа ротационные обжарочные машины с псевдоожиженным слоем (RFB) обеспечивают улучшенное измерение и контроль температуры обжаривания, что улучшает равномерность обжаривания. В публикации US 3,964,175 описан способ обжаривания с эффективной передачей тепла от воздуха к кофейным зернам, за счет чего улучшается равномерность обжаривания.

Степень обжарки является одним из важных факторов, определяющих вкус и аромат кофейного напитка. Одним из распространенных способов описания степени обжарки является цвет обжаренных кофейных зерен в диапазоне от светлого до темного (или экстратемного). Однако цвет обжарки может изменяться, например, в зависимости от происхождения кофе, и поэтому цвет обжарки сам по себе не является абсолютно надежным способом оценки степени обжарки. Было бы преимуществом охватить весь диапазон степени обжарки от светлого до экстратемного цвета обжарки в промышленном масштабе, поскольку каждая степень обжарки имеет разный вкусоароматический профиль, начиная от фруктового и кислого для слабого способа обжаривания до горького и жгучего для кофе экстрасильного способа обжарки.

В настоящее время существуют ограничения в отношении максимально темного цвета обжарки, который можно обеспечить в промышленном масштабе, особенно для достижения экстратемной степени обжарки. Действительно, условия обжаривания, необходимые для достижения более темного цвета обжарки, создают проблему, которая связана с тем, что концентрация горячих газов сгорания, в частности концентрация монооксида углерода, накапливается в обжарочной камере до опасного уровня, что может привести к созданию небезопасных условий обжаривания.

В патенте № WO 201733676 описан способ измерения концентрации монооксида углерода, образующегося в результате обжаривания кофейных зерен, и адаптации условий процесса путем прекращения подачи тепла. Однако для любого типа обжарочной машины контроль и быстрое снижение температуры обжарочного воздуха в обжарочной камере и, следовательно, снижение температуры газов сгорания, циркулирующих в обжарочной камере, только путем уменьшения подаваемой на горелку мощности остается затруднительным из-за того, что в промышленном масштабе существуют пределы скорости снижения энергии, подаваемой горелкой. В любом случае, когда обжаривание кофе вступает в экзотермическую пиролитическую фазу обжаривания, в результате сгорания зерен энергии для дополнительного пиролиза может быть достаточно. Кроме того, при снижении уровней кислорода в обжарочной машине в экзотермической пиролитической фазе обжаривания часто очень быстро повышаются уровни монооксида углерода, что еще больше затрудняет контроль над опасной ситуацией.

Таким образом, существует потребность в возможности обжаривания кофейных зерен до достижения экстратемного цвета в промышленном масштабе при обеспечении безопасных условий обжаривания на протяжении всего процесса обжаривания и, в частности, в конце процесса обжаривания, при этом без горелого вкуса, который обычно свойственен кофейным зернам экстрасильного способа обжарки.

Изложение сущности изобретения

Авторы изобретения обнаружили, что способ обжаривания кофейных зерен, в котором поток кислородсодержащего газа непрерывно вводят в поток горячего воздуха после горелки позволяет снизить уровень горячих газов сгорания, в частности монооксида углерода, внутри обжарочной камеры и тем самым позволяет обжаривать кофейные зерна до экстратемного цвета обжарки, обеспечивая при этом безопасные условия обжаривания в течение всего процесса обжаривания.

Соответственно, в настоящем изобретении предложен способ обжаривания кофейных зерен, включающий стадии:

a) нагревания кофейных зерен до тех пор, пока их температура не будет составлять по меньшей мере 180°C;

b) впрыска потока кислородсодержащего газа в поток горячего воздуха после горелки; и

c) поддержания впрыска потока кислородсодержащего газа до завершения процесса обжаривания для уменьшения концентрации монооксида углерода внутри обжарочной камеры,

причем кофейные зерна обжаривают в ротационной обжарочной машине с псевдоожиженным слоем (RFB).

В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ обжаривания кофейных зерен, в котором поток кислородсодержащего газа, впрыскиваемого в поток горячего воздуха после горелки, содержит по меньшей мере 5 мас.% кислорода.

В еще одном аспекте настоящего изобретения предложен способ обжаривания кофейных зерен, в котором поток воздуха поддерживается в обжарочной камере до окончания процесса обжаривания таким образом, чтобы концентрация монооксида углерода в обжарочной камере составляла менее 8000 частей на миллион (ч.н.м.) до завершения процесса обжаривания.

Краткое описание фигур

Настоящее изобретение далее дополнительно описывается применительно к некоторым вариантам осуществления, показанным на прилагаемых графических материалах, причем:

на фиг. 1 показана концентрация монооксида углерода, поступающего путем циркуляции в обжарочную камеру при впрыске потока кислородсодержащего газа после горелки, в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с концентрацией монооксида углерода без впрыска потока кислородсодержащего газа;

на фиг. 2 показана концентрация монооксида углерода, поступающего путем циркуляции в обжарочную камеру, для различных температурных профилей обжаривания, позволяющих получить различные экстратемные цвета обжарки кофейных зерен.

Подробное описание некоторых вариантов осуществления изобретения

В данном описании даны определения приведенных ниже терминов и выражений, которые необходимо принимать во внимание при прочтении и интерпретации описания, примеров и формулы изобретения.

Выражение «температура кофейных зерен» относится к температуре кофейных зерен, измеряемой с помощью датчика (-ов), расположенного (-ых) в обжарочной камере так, что датчик (-и) контактирует (-ют) с кофейными зернами в процессе обжаривания для измерения температуры кофейных зерен. Однако в зависимости от расположения датчик (-и) также может (могут) находиться в контакте с горячим воздухом, и, следовательно, измеряемая температура может представлять собой смешанную температуру поверхности зерен и горячего воздуха.

Термин CTn означает эмпирическую единицу значения по шкале определения цвета Нойхауса в диапазоне от 0 до 200, которая характеризует интенсивность инфракрасного (ИК) света (904 нм), рассеиваемого в обратном направлении образцом при измерении спектрофотометром, таким как Neuhaus Neotec, ColorTest II®. Спектрофотометр освещает поверхность размолотого образца монохроматическим ИК-светом с длиной волны 904 нм от полупроводникового источника света. Калиброванный фотоприемник измеряет количество света, отраженного образцом. Электронная схема вычисляет и отображает среднее значение для серии измерений. Цвет кофейных зерен напрямую зависит от степени обжаривания. Например, зеленые кофейные зерна обычно имеют значение CTn выше 200, очень слабо обжаренные кофейные зерна обычно имеют CTn около 150, слабо обжаренные кофейные зерна обычно имеют CTn около 100, а кофейные зерна средней степени обжаривания обычно имеют CTn около 70. Очень сильно обжаренные кофейные зерна обычно имеют CTn около 45.

Выражение «горячие газы сгорания» относится к нагретому воздуху (или горячему воздуху), циркулирующему внутри обжарочной камеры в процессе сгорания и/или обжаривания. Горячие газы сжигания содержат комбинацию газовых компонентов, создаваемых горелкой, и газовых компонентов, создаваемых кофейными зернами в процессе обжаривания, таких как диоксид углерода и/или монооксид углерода и/или оксиды азота.

Выражение «температурный профиль обжаривания» относится к изменению температуры кофейных зерен в процессе обжаривания. Температурный профиль обжаривания является результатом последовательности из различных стадий нагревания, используемых при обжаривании. Каждая стадия может включать в себя, например, изменение температуры обжарочного воздуха и/или скорости потока воздуха.

Выражение «комнатная температура» следует понимать как типичную температуру внутри помещения, которая считается привычной для людей. В научном и техническом контексте комнатная температура обычно признается равной 20°C.

Если не указано иное, все процентные содержания представляют собой мас.%. Выражения «массовый %» и «мас.%» являются синонимами. Они относятся к количествам, выраженным в процентах в расчете на массу сухого вещества.

Следует отметить, что различные аспекты, признаки, примеры и варианты осуществления, описанные в настоящей заявке, могут быть совместимыми и/или скомбинированными друг с другом.

В данном описании слова «содержит», «содержащий» не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Иными словами, под ними подразумевается «включая, без ограничений».

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что способ обжаривания кофе, в котором кислородсодержащий газ непрерывно впрыскивается в поток горячего воздуха после горелки, позволяет достичь обжаривания до экстратемного цвета обжарки в промышленном масштабе безопасно и без нежелательного пережаренного вкуса.

Соответственно, в одном аспекте настоящего изобретения предложен способ обжаривания кофейных зерен, включающий стадии:

a) нагревания кофейных зерен до тех пор, пока их температура не будет составлять по меньшей мере 180°C;

b) впрыска потока кислородсодержащего газа в поток горячего воздуха после горелки; и

c) поддержания впрыска потока кислородсодержащего газа до завершения процесса обжаривания для уменьшения концентрации монооксида углерода внутри обжарочной камеры,

причем кофейные зерна обжаривают в ротационной обжарочной машине с псевдоожиженным слоем (RFB).

Традиционно обжаривание можно охарактеризовать двумя важными фазами, а именно фазами первого крекинга и второго крекинга. Первая фаза обжаривания является эндотермической, что означает поглощение тепла. На этой стадии кофейные зерна высушиваются и приобретают желтый цвет. По мере повышения температуры вода внутри зерен образует пар, и, следовательно, в зернах создается давление, что приводит к увеличению их размер и к разрыву клеток внутри зерен. Это создает слышимый хлопок или «крек», называемый «первым крекингом», который обычно происходит при температуре приблизительно 205°C. В этой фазе зерна приобретают светло-коричневый цвет, и происходит потеря их массы приблизительно на 5 мас.%. На второй фазе обжаривания, которая является экзотермической, что означает выделение тепла, химическая композиция зерен изменяется после реакции пиролиза и Майяра, и второй крекинг происходит за счет увеличения давления в зернах, вызванного образованием горячих газов сгорания, таких как диоксид углерода, монооксид углерода и оксиды азота. Второй крекинг обычно происходит в диапазоне температуры от 225°C до 230°C.

На первой стадии a) настоящего изобретения кофейные зерна нагревают в обжарочной камере до тех пор, пока их температура не будет составлять по меньшей мере 180°C. В ходе стадии a) настоящего изобретения кофейные зерна высушивают и инициируют реакцию обжаривания. На стадии a) настоящего изобретения реакция обжаривания все еще находится в эндотермической фазе и еще не становится экзотермической. Температуру кофейных зерен измеряют с помощью датчика (-ов), который (-ые) расположен (-ы) в обжарочной камере.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения кофейные зерна нагревают до тех пор, пока их температура не будет составлять по меньшей мере 180°C, или по меньшей мере 185°C, или по меньшей мере 190°C. В еще одном варианте осуществления кофейные зерна нагревают до тех пор, пока их температура не будет составлять от 180°C до 250°C, или от 180°C до 240°C, или от 180°C до 230°C.

Обжаривание кофейных зерен можно обеспечить с применением горячего воздуха в качестве термического процесса. Горячий воздух, используемый для обжаривания, создается, например, горелкой любого типа, известного в данной области, а затем переносится с помощью вентилятора в обжарочную камеру для нагревания кофейных зерен. Сжигание, происходящее в горелке, создает горячие газы сгорания, которые затем накапливаются в обжарочной камере, при этом обжаривание прогрессирует за счет горячих газов сгорания, образующихся в результате обжаривания кофейных зерен.

На второй стадии b) способа в соответствии с настоящим изобретением поток кислородсодержащего газа в поток горячего воздуха после горелки. Таким образом, поток кислородсодержащего газа можно впрыскивать в поток горячего воздуха после горелки до или во время экзотермической фазы.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения кислородсодержащий газ представляет собой окружающий воздух, который впрыскивают в поток горячего воздуха после горелки. В некоторых случаях кислородсодержащий газ представляет собой воздух, который не был нагрет при сжигании.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения впрыск потока кислородсодержащего газа в поток горячего воздуха после горелки начинают, когда температура кофейных зерен составляет от 180°C до 240°C.

При истощении кислорода по мере продолжения обжаривания концентрация монооксида углерода будет резко возрастать и может достичь такой концентрации монооксида углерода, которая может быть опасной. Таким образом, впрыск потока кислородсодержащего газа в поток горячего воздуха после горелки приводит к эффективному уменьшению концентрации монооксида углерода, так как он предотвращает истощение кислорода по мере прогрессирования обжаривания. Следовательно, можно осуществлять обжаривание кофейных зерен даже до экстратемного цвета обжарки без какого-либо риска, связанного с повышенной концентрацией монооксида углерода в обжарочной камере, например, взрыва.

В одном аспекте настоящего изобретения поток кислородсодержащего газа, впрыскиваемого в поток горячего воздуха после горелки, содержит по меньшей мере 5 мас.% кислорода. В другом варианте осуществления поток кислородсодержащего газа, впрыскиваемого в поток горячего воздуха после горелки, содержит от 5 мас.% до 100 мас.% кислорода.

Поток кислородсодержащего газа, впрыскиваемого в поток горячего воздуха, поступающего из горелки, в зависимости от типа используемой горелки и количества кофе, загружаемого в обжарочную камеру, может быть адаптирован для эффективного уменьшения концентрации монооксида углерода в обжарочной камере. Например, поток кислородсодержащего газа может быть уравновешен таким образом, чтобы впрыск потока кислородсодержащего газа не оказывал отрицательного влияния на ввод энергии, необходимой для достижения желаемого цвета обжарки и вкуса, но был достаточным для предотвращения резкого увеличения концентрации монооксида углерода по мере прогрессирования процесса обжаривания. Впрыск кислородсодержащего газа в обжарочную камеру не предназначен для контроля температурного профиля обжаривания, но главным образом предназначен для уменьшения концентрации монооксида углерода в обжарочной камере. Таким образом, для эффективного уменьшения концентрации монооксида углерода можно регулировать температуру потока кислородсодержащего газа или объем кислородсодержащего газа.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения температура потока кислородсодержащего газа, впрыскиваемого в поток горячего воздуха после горелки, ниже температуры горячего воздуха в обжарочной камере.

В другом варианте осуществления поток кислородсодержащего газа, впрыскиваемого в поток горячего воздуха после горелки, имеет температуру ниже 180°C.

В еще одном другом варианте осуществления поток кислородсодержащего газа, впрыскиваемого в поток горячего воздуха после горелки, имеет комнатную температуру.

Например, поток содержащего кислород воздуха может представлять собой воздух при комнатной температуре или воздух, который был нагрет до температуры ниже температуры горячего воздуха в обжарочной камере, либо может представлять собой охлажденный воздух. Впрыск потока кислородсодержащего газа, имеющего температуру ниже температуры используемого для термической обработки горячего воздуха, в некоторой степени может влиять на температуру в обжарочной камере.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения объем кислородсодержащего газа, впрыскиваемого в поток горячего воздуха после горелки, регулируют так, чтобы уменьшить концентрацию монооксида углерода в обжарочной камере. Объем кислородсодержащего газа можно регулировать с учетом, например, типа обжарочной машины, и/или температурного профиля обжаривания, и/или количества кофе, загружаемого в обжарочную камеру.

На третьей стадии c) настоящего изобретения впрыск потока кислородсодержащего газа поддерживают до завершения процесса обжаривания для уменьшения концентрации монооксида углерода в обжарочной камере.

Как было упомянуто выше, концентрация монооксида углерода может накапливаться по мере продолжения обжаривания, и эта концентрация может достигать уровней, которые могут быть опасными. Таким образом, поддержание впрыска потока кислородсодержащего газа до завершения процесса обжаривания приводит к предотвращению рисков, обусловленных концентрацией монооксида углерода внутри обжарочной камеры.

В другом варианте осуществления поток кислородсодержащего газа поддерживают в обжарочной камере до завершения процесса обжаривания таким образом, чтобы концентрация монооксида углерода в обжарочной камере составляла менее 8000 ч.н.м. до завершения процесса обжаривания. Поддержание уровня монооксида углерода ниже 8000 ч.н.м. позволяет достичь условий обжаривания, приводящих к экстратемному цвету обжарки в промышленном масштабе при безопасных условиях обжаривания.

Настоящее изобретение позволяет достигать экстратемного цвета обжарки в промышленном масштабе при безопасных условиях обжаривания. Таким образом, в одном варианте осуществления количество обжариваемых кофейных зерен, загружаемых в обжарочную камеру, составляет по меньшей мере 25 кг.

Кофейные зерна можно обжаривать в обжарочных машинах барабанного или лопастного типа. Однако эти типы обжарочных машин не позволяют получить равномерного обжаривания кофейных зерен из-за затруднения быстрого изменения температуры обжарочных машин. Таким образом, в способе настоящего изобретения кофейные зерна предпочтительно обжаривают в ротационной обжарочной машине с псевдоожиженным слоем (RFB). Ее преимущество заключается в том, что кофейные зерна обжариваются равномерно из-за лучших температурных профилей обжаривания. Кофейные зерна обжаривают с использованием температурного профиля обжаривания, известного в данной области, для получения желаемого цвета обжарки и целевого вкуса.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ обжаривания кофейных зерен, включающий стадии:

a) нагревания кофейных зерен до тех пор, пока их температура не будет составлять по меньшей мере 180°C;

b) впрыска потока кислородсодержащего газа в поток горячего воздуха после горелки; и

c) поддержания впрыска потока кислородсодержащего газа до завершения процесса обжаривания таким образом, чтобы уменьшить концентрацию монооксида углерода в обжарочной камере так, чтобы концентрация монооксида углерода в обжарочной камере составляла менее 8000 ч.н.м. до завершения процесса обжаривания,

причем кофейные зерна обжаривают в ротационной обжарочной машине с псевдоожиженным слоем (RFB).

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ обжаривания кофейных зерен, включающий стадии:

a) нагревания кофейных зерен до тех пор, пока их температура не будет составлять по меньшей мере 180°C;

b) впрыска потока окружающего воздуха в поток горячего воздуха после горелки; и

c) поддержания впрыска потока кислородсодержащего газа до завершения процесса обжаривания таким образом, чтобы уменьшить концентрацию монооксида углерода в обжарочной камере так, чтобы концентрация монооксида углерода в обжарочной камере составляла менее 8000 ч.н.м. до завершения процесса обжаривания,

причем кофейные зерна обжаривают в ротационной обжарочной машине с псевдоожиженным слоем (RFB).

В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ обжаривания кофейных зерен, включающий стадии

a) нагревания кофейных зерен до тех пор, пока их температура не будет составлять по меньшей мере 180°C;

b) впрыска потока кислородсодержащего газа в поток горячего воздуха после горелки, причем поток кислородсодержащего газа содержит по меньшей мере 5 мас.% кислорода; и

c) поддержания впрыска потока кислородсодержащего газа до завершения процесса обжаривания таким образом, чтобы уменьшить концентрацию монооксида углерода в обжарочной камере так, чтобы концентрация монооксида углерода в обжарочной камере составляла менее 8000 ч.н.м. до завершения процесса обжаривания,

причем кофейные зерна обжаривают в ротационной обжарочной машине с псевдоожиженным слоем (RFB).

В одном варианте осуществления настоящего изобретения поток кислородсодержащего газа вводят в обжарочную камеру с использованием дозирующего клапана, который расположен в устройстве для обеспечения и подачи воздуха в обжарочную камеру. Клапан открывается при температуре кофейных зерен по меньшей мере 180°C и остается открытым до завершения процесса обжаривания. Как правило, дозирующий клапан должен быть открыт таким образом, чтобы поток воздуха, впрыскиваемого в обжарочную камеру, позволял уменьшить содержание монооксида углерода, чтобы обеспечить безопасные условия обжаривания, но не привести к ненужной потере энергии.

Степень обжарки может быть определена по цвету обжаренных зерен в диапазоне от светлого до темного (или экстратемного), причем каждый из уровней цвета связан с разным вкусоароматическим профилем. Зерна слабого способа обжаривания характеризуются светло-коричневым цветом при легкой консистенции и отсутствии масла на поверхности зерен. Зерна слабого способа обжаривания обычно имеют жареный вкус и выраженную кислотность. Во время обжаривания зерна слабого способа обжаривания обычно достигают температуры продукта от 180°C до 205°C. Зерна среднего способа обжаривания характеризуются средне-коричневым цветом при более плотной консистенции, чем зерна слабого способа обжаривания, и отсутствием масла на поверхности зерна. Зерна среднего способа обжаривания проявляют более сбалансированный вкус, аромат и кислотность. Во время обжаривания зерна среднего способа обжаривания обычно достигают температуры продукта от 210°C до 220°C. Зерна от среднего до сильного способа обжаривания имеют более темный цвет, и на поверхности зерен начинает появляться некоторое количество масла. Зерна от среднего до сильного способа обжаривания имеют тяжелую консистенцию по сравнению с зернами слабого или среднего способа обжаривания. Вкусы и ароматы обжаривания являются более выраженными. Во время обжаривания зерна от среднего до сильного способа обжаривания обычно достигают внутренней температуры от около 225°C до 230°C. Наконец, зерна экстрасильного способа обжаривания имеют темно-коричневый или иногда даже почти черный цвет. Зерна имеют тонкую масляную пленку на поверхности, которая обычно видна в чашке при заваривании кофе экстрасильного способа обжаривания. Кофейные зерна экстрасильного способа обжаривания обычно имеют горький, дымчатый или даже горелый вкус и характеризуются ароматом дегтя и древесного угля. Во время обжаривания зерна экстрасильного способа обжаривания обычно достигают температуры выше 250°C.

Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что впрыск потока кислородсодержащего газа в обжарочную камеру во время обжаривания в соответствии со способом также позволяет контролировать условия обжаривания, приводящие к экстратемному цвету обжарки, и позволяет избежать горького и горелого/дымчатого вкуса, который обычно связан с кофейными зернами экстрасильного способа обжаривания. Действительно, кофейные зерна экстрасильного способа обжаривания имеют менее горьковатый/горелый/дымчатый вкус и более ароматный вкус, который обычно связан с кофейными зернами более слабого способа обжаривания.

Кофейные зерна экстрасильного способа обжаривания можно преимущественно использовать в качестве ингредиента для смешивания с кофе, имеющим другой цвет обжарки.

Настоящее изобретение позволяет безопасно достичь экстратемной степени обжарки в промышленном масштабе. В одном варианте осуществления настоящего изобретения кофейные зерна обжаривают до конечного цвета с CTn ниже 45. В другом варианте осуществления кофейные зерна обжаривают до конечного цвета с CTn ниже 40. В другом варианте осуществления кофейные зерна обжаривают до конечного цвета между CTn 45 и CTn 10.

Кофейные зерна, использованные в настоящем изобретении, представляют собой сырые кофейные зерна, не подвергавшиеся сильной термической обработке. Однако сырые кофейные зерна можно подвергнуть предварительной обработке перед обжаркой, включая, без ограничений, термическую обработку (предварительный нагрев), химическую или ферментативную предварительную обработку. Следовательно, в одном варианте осуществления настоящего изобретения кофейные зерна выбраны из группы, содержащей зеленые кофейные зерна, обработанные паром зеленые кофейные зерна, ферментативно обработанные зеленые кофейные зерна, декофеинизированные зеленые кофейные зерна, зеленые кофейные зерна, предварительно нагретые до температуры от 30°C до 140°C, и обжаренные кофейные зерна с CTn выше 120.

Изобретение дополнительно описано со ссылкой на следующие примеры. Следует понимать, что изобретение в заявленном виде не будет каким-либо образом ограничено этими примерами.

Пример 1

Количество монооксида углерода измеряют с помощью анализатора газов SICK GM901.

Степень обжарки обжаренных кофейных зерен определяли путем измерения цвета с помощью прибора Neuhaus Neotec, ColorTest II® (Neuhaus NeotecTM). Степень обжарки кофейных зерен обратно пропорциональна значениям CTn. Образец из 100 г обжаренных кофейных зерен отбирали из обжарочной машины и давали ему остыть до комнатной температуры. Образец размалывали с помощью мельницы Ditting до среднего размера частиц от 800 до 1000 мкм. Свежемолотый кофе гомогенизировали путем смешивания и 40 г молотого кофе насыпали в мерную чашку для образцов и тщательно сглаживали поверхность. Чашку для образцов далее помещали в лоток прибора ColourTest II® и измеряли значение CTn. Полученные значения CTn выражали как среднее из двух повторов с округлением до ближайшего наибольшего значения CTn. Чем ниже значение CTn, тем темнее кофе.

Для обжаривания 30 кг вьетнамского кофе робуста использовали ротационную обжарочную машину с псевдоожиженным слоем Neuhaus Neotec RG 30TM. Время обжаривания от загрузки зеленого кофе до выгрузки обжаренного кофе из обжарочной камеры составляло 585 секунд. Для конечного продукта был обеспечен конечный цвет обжарки со значением по шкале определения цвета Нойхауса (CTn) 53. Это самый темный рекомендуемый цвет для обжаривания по данным производителя при использовании обжарочной машины в «стандартном» режиме работы, обычно указан как CTn 55. Кофейные зерна нагревали до тех пор, пока температура кофейных зерен не составила 193°C. Поток кислородсодержащего газа (окружающего воздуха) непрерывно впрыскивали после горелки путем открытия дозирующего клапана до значения 25% (см. фиг. 1, черная линия).

В качестве контрольного испытания для обжаривания 30 кг вьетнамского кофе робуста использовали ротационную обжарочную машину с псевдоожиженным слоем Neuhaus Neotec RG 30TM. Время обжаривания от загрузки зеленого кофе до выгрузки обжаренного кофе из обжарочной камеры составляло 615 секунд. Для конечного продукта был обеспечен конечный цвет обжарки с CTn 54. Кислородсодержащий газ не впрыскивали (см. фиг. 1, пунктирная линия).

В примере 1 и на фиг. 1 показано, что при применении способа настоящего изобретения концентрация монооксида углерода в обжарочной камере эффективно снижается по сравнению с концентрацией монооксида углерода в отсутствие впрыска потока воздуха во время обжаривания.

Пример 2

Для обжаривания 25 кг вьетнамского кофе робуста использовали обжарочную машину с псевдоожиженным слоем Neuhaus Neotec RG 30™ в течение трех различных прогонов с получением кофе экстрасильного способа обжаривания. Использовали время обжаривания от загрузки зеленого кофе до выгрузки обжаренного кофе из обжарочной камеры 483, 509 и 536 секунд. Кофейные зерна нагревали до тех пор, пока температура кофейных зерен не составила 205°C. Поток кислородсодержащего газа (окружающего воздуха) непрерывно впрыскивали после горелки путем открытия дозирующего клапана до значения 25%. Были получены конечные цвета обжарки с CTn 30, 21 и 12 соответственно (см. фиг. 2). Это цвета обжарки значительно ниже самого темного рекомендуемого цвета обжарки по данным производителя при использовании обжарочной машины в «стандартном» режиме работы, обычно указанного как CTn 55. По очевидным причинам безопасности промышленное испытание с достижением экстратемного цвета обжарки без применения способа в соответствии с настоящим изобретением не может быть проведено.

В примере 2 и на фиг. 2 показано, что при применении способа настоящего изобретения концентрация монооксида углерода в обжарочной камере эффективно снижается и что он позволяет достичь экстратемных цветов обжарки (т.е. при CTn ниже 40).

Изобретение относится к производству кофе. Способ обжаривания кофейных зёрен, включает: a) нагревание кофейных зёрен до тех пор, пока их температура не будет составлять по меньшей мере 180°C; b) впрыск потока кислородсодержащего газа в поток горячего воздуха после горелки, причём поток кислородсодержащего газа, впрыскиваемый в поток горячего воздуха после горелки, имеет температуру ниже 180°C; и c) поддержание впрыска потока газа до завершения процесса обжаривания для уменьшения концентрации монооксида углерода менее 8000 ч/млн внутри обжарочной камеры, при этом количество загружаемых в обжарочную камеру кофейных зёрен составляет по меньшей мере 25 кг, и кофейные зёрна обжаривают в ротационной обжарочной машине с псевдоожиженным слоем. Способ позволяет снизить уровень горячих газов сгорания, в частности монооксида углерода, внутри обжарочной камеры и тем самым позволяет обжаривать кофейные зерна до экстратемного цвета обжарки, обеспечивая при этом безопасные условия обжаривания в течение всего процесса обжаривания. 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

1. Способ обжаривания кофейных зёрен, включающий стадии:

a) нагревания кофейных зёрен до тех пор, пока их температура не будет составлять по меньшей мере 180°C;

b) впрыска потока кислородсодержащего газа в поток горячего воздуха после горелки, причём поток кислородсодержащего газа, впрыскиваемый в поток горячего воздуха после горелки, имеет температуру ниже 180°C; и

c) поддержания впрыска потока кислородсодержащего газа до завершения процесса обжаривания для уменьшения концентрации монооксида углерода внутри обжарочной камеры, причём поток кислородсодержащего газа поддерживают в обжарочной камере до завершения процесса обжаривания таким образом, чтобы концентрация монооксида углерода в обжарочной камере составляла менее 8000 ч/млн до завершения процесса обжаривания,

причём количество загружаемых в обжарочную камеру кофейных зёрен составляет по меньшей мере 25 кг,

и при этом кофейные зёрна обжаривают в ротационной обжарочной машине с псевдоожиженным слоем (RFB).

2. Способ по п. 1, в котором впрыск потока кислородсодержащего газа в поток горячего воздуха после горелки начинают, когда температура кофейных зёрен составляет от 180°C до 250°C.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором поток кислородсодержащего газа, впрыскиваемого в поток горячего воздуха после горелки, содержит по меньшей мере 5 мас.% кислорода.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором температура потока кислородсодержащего газа, впрыскиваемого в поток горячего воздуха после горелки, ниже температуры горячего воздуха в обжарочной камере.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором объём кислородсодержащего газа, впрыскиваемого в поток горячего воздуха после горелки, регулируют так, чтобы уменьшить концентрацию монооксида углерода в обжарочной камере.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором поток кислородсодержащего газа вводят в обжарочную камеру с использованием дозирующего клапана.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором кофейные зёрна обжаривают до конечного цвета с CTn ниже 45.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором кофейные зёрна выбраны из группы, содержащей зеленые кофейные зёрна, обработанные паром зеленые кофейные зёрна, ферментативно обработанные зеленые кофейные зёрна, декофеинизированные зеленые кофейные зёрна, зеленые кофейные зёрна, предварительно нагретые до температуры от 30°C до 40°C, и обжаренные кофейные зёрна с CTn выше 120.