|
|
ТЕХНОЛОГІЯ ХАРЧОВИХ КОНЦЕНТРАТІВ Електронний посібник |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
РОЗДІЛ 7. КАВА ТА НАПОЇ, ЩО ЇЇ ЗАМІНЮЮТЬ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.1. Асортимент і
характеристика кави і напоїв,
що її замінюють 7.1.1. Характеристика сировини 7.1.2. Характеристика натуральної
та розчинної кави 7.1.3. Характеристика кавових
напоїв
7.2. Технологічні схеми виробництва кави смаженої натуральної та розчинної 7.2.1. Технологічна
схема виробництва кави смаженої натуральної 7.2.2. Технологічна
схема виробництва розчинної
кави
7.3. Характеристика сировини
та технологічна схема виробництва
кавових напоїв 7.3.1. Характеристика сировини 7.3.2. Технологічна
схема виробництва кавових
напоїв
Характеристика сировини для
виробництва кави
Каву
натуральну виготовляють з зерен вічнозеленого
кавового дерева роду Coffea
сімейства Rubiaceac. Відомо понад 50 видів
кавового дерева, але в промислових масштабах культивують тільки 3 види: аравійську, ліберійську та робуста.
Плоди кавового дерева нагадують вишню, в соковитій м’якоті якої є два зерна,
які тісно з’єднанні між собою плоским боком. Плоди кави збирають зрілими.
Основним завданням по обробці кавових ягід безпосередньо на плантації є
видалення захисних шарів без пошкодження самих зерен. На рис.
7.1. наведена будова плода кавового зерна.
Зерна відділяють від м’якоті, а
потім висушують і сортують за розміром. Так отримують сиру каву, яку можна
зберігати при температурі близько 10оС і вологості повітря
на рівні 70% досить тривалий час.
При зберіганні сира кава дозріває та її
споживча цінність підвищується. Сира кава не має
аромату, смак її терпкий і для приготування напоїв
вона не придатна. Для надання необхідних смакових і ароматичних властивостей
сиру каву підсмажують при температурі 180 – 215оС
протягом 15 – 20 хв, а потім швидко охолоджують до температури 40 – 50оС.
При термічній обробці в зернах кави в результаті пірогенетичних перетворень речовин утворюється комплекс ароматичних і смакових речовин (кафеолю). Розмір зерен кави відіграє найважливішу роль
у визначенні його сортності – чим більше зерно, тим спіліше була ягода, з
якої його отримали, тим краще настій кави. Якість
кави залежить від виду кавового дерева, його сорту, місцевості культивування
та якості первинної обробки.
Характеристика сировини для отримання кавових напоїв Для виробництва кавових напоїв використовують рослинну сировину, в якій в процесі обсмажування утворюються леткі ароматичні і смакові речовини, подібні компонентам кафеолю, що надають
напоям специфічного аромату і смаку. Найпоширенішою
сировиною для виробництва кавових напоїв є злакові культури – ячмінь, жито, овес та цикорій та ін. Для
виробництва напоїв профілактичного або лікувального призначення крім основної
рослинної сировини також використовують додаткову, таку як ягоди обліпихи,
лимонника, женьшень та ін.
Кава смажена натуральна
– це смажені
зерна плодів кавового дерева, які багаті алкалоїдом кофеїну і ароматичними
речовинами. Специфічна цінність кави, разом із вмістом комплексу ароматичних і смакових речовин (кафеолю), зумовлена наявністю в ній алкалоїду кофеїну – близько 1%. Види кави
натуральної смаженої наведені на рис. 7.2. Рис. 7.2. Види кави
натуральної смаженої Каву
смажену вищого сорту в зернах виготовляють із кавових зерен одного із видів кави
вищого сорту: Колумбійський
Арабіка, Перуанський Арабіка, Робуста та інших сортів, а каву І сорту –
з одного із видів І
сорту: бразильський Сонтос,
В’єтнамський Арабіка, Індійський Арабіка Черрі та інших. Каву
натуральну смажену високої якості отримують шляхом змішування різних сортів
кави з різним вмістом екстрактивних речовин.
Вимоги до якості кави натуральної смаженої наведені
в додатку 7. Розчинна кава
– це висушений до порошкоподібного стану
екстракт натуральної смаженої кави. Вона має приємний, але не такий, як у свіжообсмажених зерен кави,
смак і аромат. Але тонізуюча дія розчинної кави сильніша, що пов’язано з
підвищеним вмістом у ній кофеїну.
Види розчинної кави в
залежності від технології виробництва представлені на рис. 7.3. Рис. 7.3. Види розчинної
кави За масовою часткою
кофеїну натуральну
розчинну каву поділяють на: Ø з кофеїном – вміст кофеїну не менше
2,3%; Ø декофеїновану
– вміст кофеїну не більше
0,3%. Факторами
збереження товарних властивостей кави є упаковка.
Упаковка повинна бути газонепроникненою,
герметичною під вакуумом. Якість натуральної розчинної кави оцінюється вимогами ДСТУ 4394:2005,
які наведені в додатку 8.
Кавові
напої
виготовляють нерозчинними у
вигляді порошку та розчинними у вигляді порошку та пасти. Види та
характеристика кавових напоїв представлені на рис. 7.4. Рис. 7.4. Види та
характеристика кавових напоїв
Залежно від рецептури кавові напої бувають трьох
типів: І – напої, до складу яких входить натуральна кава; ІІ – напої, до складу яких входить цикорій; ІІ – напої, у складі яких немає натуральної кави та
цикорію. Якість кавових напоїв оцінюється вимогами ДСТУ 4118:2002,
які наведені в додатку 9.
Технологія виготовлення
кави смаженої натуральної складається із наступних операцій: v очищення
зерен кави; v обсмажування
і очищення зерен кави; v розмелювання (при виготовленні меленої
кави); v просіювання обсмаженого
напівфабрикату; v змішування компонентів; v фасування і пакування кави.
Технологічна схема виробництва кави
смаженої натуральної представлена на рис. 7.5. Рис. 7.5. Технологічна схема виробництва кави смаженої натуральної Очищення зерен сирої
кави проводять на вібраційному сепараторі 1, що
відокремлює домішки шляхом аспірації, просіювання і пропуском через магніти.
Легкі домішки (пил) відбираються вентилятором і осаджуються в знімних бочках
циклонів. Сепаратор 1 має
штамповані металеві сита
з отворами наступних розмірів: пастка з овальними чарунками 9х16 або 13х16 мм, сортувальне (прохідне з ромбічними чарунками) 10х17 мм, сходове проволочне сито з квадратними чарунками 2х6 або 1,5х20 мм.
Кожний вид і сорт кави сепарують окремо. Після очищення зерна сирої кави поступають в пневмоконвеєр високого тиску і транспортуються потоком
повітря через розподільник
в чотирьох- або шестисекційний бункер 2, в якому їх розміщують по секціям
в залежності від виду і сорту. Повне завантаження кожної секції фіксується
датчиком. Перед сепарацією
наступного виду кави
попередній вид повинен бути повністю завантажений у відповідну секцію. По
закінченню роботи сепаратора прибираються відходи із приймальників і
очищуються магніти.
Очищені зерна кави обсмажують в
обсмажувальному барабані
3 при температурі 215 – 220°С протягом 20 хв до вологості 1,5%.
Обсмажування кави являється пірогенетичним процесом, в результаті якого одні
речовини руйнуються, а інші утворюються, відбуваються значні хімічні зміни. Зерна збільшуються в об’ємі, маса їх зменшується
в результаті випарювання вологи і розкладання цукрів, клітковини і інших органічних речовин зерен внаслідок високої температури обсмажування. Каву обсмажують до
появи сильного аромату, без стороннього запаху. Колір
зерен в процесі обсмажування
змінюється від зеленого
до темно-коричневого. Зерна різних видів кави після обсмажування мають різний
зовнішній вигляд.
Незадовго до закінчення обсмажування каву
зволожують до 4,0%, для чого в середині
барабану спеціальним пристроєм розпиляється вода. Кількість води для
зволоження кави становить 8,0 – 10,0% від маси завантаженої сировини. Характеристика хімічних змін в зернах кави під
час процесу обсмажування ü Цукор, карамелізуючись,
утворює карамелен – речовину, яка надає зернам кави коричневий колір. Від ступеня
обсмажування залежить кількісне накопичення карамелену, а відповідно, і інтенсивність кольору зерен. ü Жир кави, вміст якого в зернах 10 –
13%, при обсмажуванні змінюється мало; кількість його трохи зменшується із-за
часткового розкладання. ü Білкові речовини кави (9 – 11%) під
дією високої температури утворюють аміак, аміни і т. д. Всі
речовини, які виділяються із складних органічних сполук кавових зерен, під дією високої
температури вступають між собою в реакції, утворюючи нові сполуки, які і
обумовлюють аромат смаженої кави. Цей комплекс називається кафеоль. Охолоджують зерна кави в охолоджувальних чашах 4 до
температури 40 – 45оС за 15
хв. Потім їх збирають в бункері 5 (також по секціям в залежності від сорту і
виду). Зерна кави після обсмажування і охолодження піддають
інспекції. Інспекція полягає у відокремленні дефектних зерен і обробці на магнітних
установках. При помелі частина дефектів надає продукту невластивий йому
неприємний смак і запах. Зерна кави, призначені для торгової мережі, в цілому вигляді розфасовують в пакети або жестяні
банки на фасувальних автоматах 6. Для виготовлення меленої кави обсмажені зерна
розмелюють на грануляторі 7. Каву можуть змішувати з цикорієм чи іншими
видами кави.
Сушений цикорій, що поступає у виробництво, інспектують і обсмажують в обсмажувальних апаратах 8, охолоджують в охолоджуючих барабанах цих же
апаратів, потім інспектують на стрічковому транспортері 9, розмелюють на
вальцьовому верстаті 10 і просіюють на розсійнику 11. Продукти розмелу кави і цикорію змішують у
співвідношенні 4:1. Змішування всіх компонентів проводять в
дозувально-змішувальних станціях 12. Станції оснащені об’ємними дозаторами у
вигляді мірних стаканів. Суміш фасують на фасувально-пакувальних автоматах 13
і 14. Пакування кави меленої в паперові коробки не гарантує збереженість її
якості, особливо аромату, тому небажане. Найбільш прогресивним
видом пакування можна
вважати жерстяні банки, пакети з полімерних газо-,
водо-, світло- і паронепроникнених
матеріалів. Пакувати каву в таку тару
рекомендується зі створенням в ній вакууму і послідуючим заповненням його
азотом або іншим інертним газом. Якщо в упаковці залишити вакуум, то леткі
речовини кави швидко заповнюють весь вільний об’єм тари, і це призводить до
псування продукту, тому що в газоподібному стані ці речовини швидше
розпадаються. Якщо випускають каву без цикорію, її після
гранулятора 7 відразу направляють на фасувальний
автомат 13. Фасовану каву пакують в коробки на пакувальній машині 14.
Технологія виготовлення
розчинної кави складається із наступних операцій: v очищення
зерен кави; v обсмажування
і очищення зерен кави; v подрібнення (гранулювання); v приготування кавового екстракту; v сушіння кавового екстракту; v фасування і пакування порошку кави.
Технологічна схема виробництва розчинної кави
представлена на рис. 7.6. Рис. 7.6. Технологічна схема виробництва розчинної кави Зерна сирої кави (зважують на автоматичних вагах
порціями по
Тривалість обсмажування
однієї
порції кави (240 – 300 кг) становить 13 – 18 хв при
температурі 180 – 215°С.
Обсмажену каву зволожують в цьому ж барабані, доводячи вологість до 5 – 7%.
Потім каву охолоджують в охолоджуючій чаші 8 і через
каменевідбірник 9 і ваги 10 пневмотранспортером
високого тиску 11 направляють з розвантаженням в циклоні-осаджувачі 12 в
бункер 13, який призначений для зберігання смаженої кави. Звідти смажені
зерна поступають на гранулятор 14, де їх подрібнюють, перетворюючи в крупку. Подрібнення зерен кави (гранулювання) – дуже важлива
операція. Оптимальний розмір частинок подрібнених зерен кави в значній мірі
залежить від типу екстракційного обладнання. Прийняті розміри гранул 1 – 2
мм.
Крупку (гранульовану каву) ковшовим елеватором 15 завантажують в бункер 16, а звідти – вібротранспортером 17
через рухомі ваги 18 – в екстрактори екстракційної
батареї 19, де з метою отримання екстракту каву обробляють гарячою водою,
попередньо пом’якшеною на установці 20. Повний цикл екстракції триває 7 – 8
год. Масова частка сухих речовин готового екстракту повинна бути 27 – 28%. За цей
час через кожний екстрактор проходить 3500 – 4000 л
води. В екстрактори
закладають по 165 кг гранульованої кави. Оптимальним співвідношенням води і
кави є 1:20 – 1:25. Отриманий екстракт через пластичний фільтр 21 і
охолоджувач 22 перекачують в змішувальний бак 23, де змішують з порошком
розчинної кави, якщо необхідно підвищити в продукті вміст сухих речовин до
30%. З баку насосом 24 перекачують екстракт
кави у збірник-ваги 25, а звідти насосом 26 перекачують в танк-накопичувач
27. Потім екстракт профільтровують через фільтр 28 і
живильним насосом 29 високого тиску через ресивер 30 подають в сушильну башту
31. Кавовий екстракт сушать на розпилювальній сушарці з форсунним розпиленням продукту. Продукт, що розпиляється у вигляді
найдрібніших краплинок екстракт зустрічається з потоком гарячого повітря, що
подається вверх вентилятором, і миттєво висихає. Температура повітря на вході
в сушильну башту 230 – 280°С,
на виході із сушильної башти – не більше 105 – 115°С. Отриманий сухий екстракт кави із сушильної башти
вивантажують на вібросито 32 і з нього – через віброохолоджувач 33 – в контейнер 34. Контейнери з
порошком розчинної кави зважують на вагах 35 і підйомником подають до
завантажувального бункеру 36 автомату для фасування 37. Готовий продукт
фасують в жерстяні банки. Для закатування днища у
банках використовують машину 38.
Кавові напої – порошкоподібні суміші з хлібних злаків (ячменю, вівса, пшениці, жита), цикорію, жолудів, каштанів, букових горіхів, плодів шипшини, ядер кісточкових плодів, какао вели та ін. Усі кавові напої – це порошкоподібні
продукти темно-коричневого кольору
зі смаком і запахом, властивими
нормально обсмаженим продуктам. За
смаком вони нагадують каву завдяки накопиченню ароматичних
і смакових речовин у процесі обсмажування. Під час обсмажування цикорію утворюється ефірна олія – цикореаль (0,08 – 0,1%),
до складу якої входять оцтова і валеріанова кислоти, акролеїн, фурфурол, фурфулоровий спирт, феноли,
ацетон та інші сполуки. Продукти карамелізації
цукрів і глікозид інтибін надають смаженому цикорію гіркоти, подібної до смажених кавових зерен. Ячмінь
містить велику кількість екстрактивних речовин, жолуді – дубильних (до 11%),
які зумовлюють терпкість напоїв. Для надання напоям лікувальних властивостей
використовують плоди обліпихи, лимонника, шипшину та ін.
Технологія виготовлення
кавових напоїв складається
із наступних операцій: v підготовка сировини; v обсмажування сировини; v подрібнення і просіювання компонентів; v змішування компонентів; v фасування і пакування порошку напоїв. Технологічна схема виробництва кавових напоїв
представлена на рис. 7.7. Рис. 7.7.
Технологічна схема виробництва кавових напоїв Ячмінь, овес, жито, соєві зерна, зерна
кави, жолуді, каштани, фруктові кісточки, горіхи і насіння шипшини очищують
від крупних і дрібних домішок на зерновому сепараторі, на якому встановлюють
відповідні сита (табл. 7.1). Таблиця
7.1. Номера сит
для очищення сировини
Цикорій очищують від домішок на бураті, на якому встановлюють проволочне сито № 5. Після
бурату його інспектують вручну, відбираючи крупні домішки, гнилі і
запліснявілі шматочки. Для видалення оболонки
ячмінь після очищення на
сепараторі обрушують на оббивній машині з послідуючим видаленням лузги в
циклонах-аспіраторах. Овес після чищення калібрують на три
фракції за крупністю, оброблюючи кожну фракцію потім окремо. Калібрований овес далі пропарюють, підсушують і потім обрушують на рушильних поставах. В ячмені і вівсі повинно бути не менше 75% обрушених зерен. Жолуді і каштани після очищення обробляють для видалення оболонок на насіннєрушках з послідуючим відбором лузги. В
обробленому напівфабрикаті повинно бути не менше 97% обрушених зерен і не
більше 1,5% вільної лузги. Після обрушування ядро жолудів і
каштанів інспектують, видаляючи гнилі або запліснявілі ядра і сторонні
домішки. Підготовлені напівфабрикати
напоїв,
обсмажують в обсмажувальних
апаратах системи Ліндгренц. Апарат
складається із обсмажувального барабана, який обертається на горизонтальній
осі, що знаходиться в ізольованому кожусі. Під обсмажувальним барабаном знаходиться
барабан зі сталі для охолодження продукту; він також знаходиться в кожусі.
Барабани з’єднані між собою продуктопроводом. Тривалість обсмажування 25 – 40 хвилин.
Температура теплоносія при обсмажуванні не більше 800°С. Продукт в кінці
процесу повинен мати температуру не вище 200°С. Обсмажування
триває до появи сильного
аромату обсмажувального продукту, без яких-небудь запахів продуктів горіння палива або самого продукту. Для апаратів
системи Ліндгренц встановлена така тривалість процесу (хв):
В
процесі обсмажування
в продукті відбуваються зміни
харчових речовин, такі як і при виробництві кави. Проте
слід мати на увазі, що внаслідок
відсутності в обсмажувальній
сировині хлорогенової кислоти характерного смаку кави не утворюється. Обсмажені напівфабрикати охолоджують до 40 –
45°С. Вивантаження гарячих напівфабрикатів
і зберігання їх без охолодження не допускається, так як внаслідок великої
акумуляції тепла і поганої теплопровідності продукт може згоріти. Охолоджені обсмажені напівфабрикати подрібнюють на вальцьових станках з рифленими валками, з
послідуючим просіюванням продуктів подрібнення на розсійниках через сито № 1
(49 чарунок на 1 см2). Перед розмелом обсмажені напівфабрикати інспектують на стрічкових транспортерах для відокремлення
випадкових домішок і пропускають через магнітні огорожі для видалення метало
домішок. При розмелюванні і просіюванні
отримують продукт, який
повинен відповідати наступним
вимогам: v прохід через
сито № 1,6 (25 чарунок на 1 см2) – не менше 100%; v схід з сита №
1 – не більше 15%. Після подрібнення і просіювання
обсмажених напівфабрикатів, продукти змішують у відповідності до рецептур на
дозувально-змішувальних станціях. На деяких підприємствах передбачена технологічна схема, в якій спочатку змішують обсмажені і
охолоджені напівфабрикати, а потім суміш подрібнюють і просіюють. При роботі
по такій схемі часто отримують продукт, який не відповідає рецептурному набору,
так як різні види сировини подрібнюються в різному ступені. Готові напої фасують в паперові коробки з внутрішнім
пакетом по 250 і 300 г. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||