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速溶咖啡粉加工技术

云南高原特色热带农业科普号
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1901年,在美国芝加哥工作的日本科学家Saetori Kato发明了速溶咖啡,George Constant Louis Washington发明了大规模生产速溶咖啡的技术,并在1910年将其推向市场。1938年,雀巢公司发展出更为先进的喷雾干燥法用于速溶咖啡制造。使得速溶咖啡能够很快的溶化在热水中,而且占用空间小、体积小,更耐储存,因此在大众市场发展迅速。目前著名的国外速溶咖啡品牌有雀巢、麦斯威尔、UCC等,国内具有速溶咖啡生产技术的品牌有后谷、景兰、海南力神等。

一、速溶咖啡生产工艺流程

速溶咖啡是咖啡生豆经焙炒、粉碎后用水萃取可溶物,再经热空气干燥或冷冻干燥而制成纯咖啡固体饮料。因为是可溶成分经过蒸发干燥,它能很容易再溶于水成为原汁饮品。其生产工艺流程如下:

二、速溶咖啡生产工艺要点

(一)生咖啡豆的预处理

首先对原料进行精选,咖啡生豆应该是豆味新鲜,色泽明亮,颗粒完整、均匀,无霉豆、发酵豆、黑豆、虫蛀豆、极碎豆等劣次豆及种壳、土块、木块、石块、金属等各种杂质。为了保证质量,可以采用振动筛、风压输送或真空输送等方式进行分离。

粒径分选机

色选机

(二)焙炒

焙炒是速溶咖啡风味和品质形成的决定性工序。商业上主要用半热风直火式、热风式烘焙机,此类烘焙机一般使用滚筒烘焙室。烘焙温度和烘焙时间是关键控制因素。

焙炒时间的长短,不仅因咖啡的品种及类型而异,还取决于最终产品所要求的焙炒程度。

一般焙炒程度浅则咖啡豆质软,酸味重,苦味弱,磨碎后较易浸提;而焙炒程度深则咖啡豆质脆,酸味弱,苦味重,磨碎后细粉较多从而影响浸提。焙炒不足则香味欠佳,成品色泽差且提出率低;焙炒过度则析出的油脂多会妨碍提取并影响喷干操作。所以良好的焙炒条件必须根据产品色泽、香味、得率、经济效率以及生产设备设计条件来确定。

一般焙炒时间在20~30分钟之内,才能充分产生香气。焙炒时,应根据焙炒豆颜色、气味、体积变化及时调整焙炒火力,一般最高温度控制在230~250℃之间,此温度能取得较好的芳香并在萃取时取得较合适的品味。当咖啡豆达到所要求的焙炒程度时,关掉火力,停止加热,并立即冷却咖啡豆。因为即便停止加热,存在于咖啡豆内部的热量也会在一段时间内持续进行烘焙,所以咖啡豆从滚筒烘焙室倒出来之后,应启动抽风扇加以冷却,以停止温度上升。工业上也有向焙炒炉内喷洒一定量的冷水进行降温,然后再把焙炒好的咖啡豆排出焙炒室进行冷却。

(三)研磨

焙炒好的咖啡豆最好先存放一天,让咖啡豆在焙炒过程中所产生的二氧化碳和其他气体进一步挥发和释放,同时也充分吸收空气中的水分,使豆粒变软,从而有利于萃取。研磨粒度的大小与所使用的浸提设备有关,咖啡研磨得很碎,以少量的水就可以实现高效率浸提,但会使后续过滤产生困难;如果磨得较粗 ,易过滤但难浸提,若想得到同样的效果则需要大流量的水、较高的温度和较大的压力,否则将难于提高得率。一般研磨后咖啡的颗粒平均直径约为1.5毫米。

(四)萃取

萃取是生产速溶咖啡过程最复杂的中心部分,一般萃取使用的设备叫萃取器,它由6到8个萃取罐以管道互相连接并可交替组成一个操作单元。在一个操作单元内以完成焙炒磨碎咖啡的浸润;可溶物的溶出;不溶性的碳水化合物受高热水解而部分转化溶出;咖啡粒子组成的滤层起过滤作用,除去对喷干操作和产品的贮存有不良影响的腊质和脂肪。温度和压力是萃取过程中最直接的两个参数,其中温度起决定性因素。如发现产品有酸味、苦味、涩味太重等现象,说明萃取率偏高,则下次运行时减少抽提量,反过来,可以适当增加抽提量,从而达到保证产品质量、提高产量的目的。

焙炒咖啡粉中可溶物约占25%,在常压和100℃下萃取率可达30%,当温度达到180℃时,可以使一些高分子的碳水化合物提取出来,从而使萃取率提高10%~20%,这些高分子碳水化合物有利于芳香成分的结合,达到调整风味的效果;但温度高于190℃时,就会有不好的风味物质被提取出来。

(五)液固分离

液固分离,萃取好的咖啡液会残留很多固形物,这就需要在输往下一段工序前对咖啡液进行液固分离,一般采用蝶式分离机就可以达到所需要的分离效果。

(六)浓缩

浓缩一般分为真空浓缩、离心浓缩和冷冻浓缩。为了提高干燥效率,减小设备投资及能耗,经浓缩控制使其固形物浓度达到35%以上。这里采用真空浓缩、它通过真空降低水的沸点,真空度达到-0.08Mpa以上,此时水的沸点只有60度左右,从而使液体加快浓缩,浓缩液的浓度一般不超过60%(折光度计)。由于从蒸发塔出来的浓缩液温度高于常温,因此必须经过冷却再送入贮罐,从而减少流失。

(七)干燥

可采用喷雾干燥法。浓缩液通过压力泵直接输送到喷雾干燥塔顶,通过压力喷枪喷成雾状,在250℃左右的热、风气流下干燥成粉末。干燥方法另外还可采用真空干燥或冷冻干燥技术。冷冻干燥技术就是把咖啡浓缩液在低温中冻结,其中的水分被冻结成细小的冰晶微粒,然后在高真空条件下加热升华,从而实现低温干燥目的。

在浓缩液处理好以后也可以对浓缩液进行必要的添加处理,也可以开发成液体饮料,如国内云南后谷咖啡就成功的开发出意大利风味的咖啡饮料,市场反应良好只需要添置一套灌装系统就可以做到。