Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Manufacturing Technology >> Productieproces

Koffie

Achtergrond

Koffie is een drank die wordt gemaakt door gebrande koffiebonen te malen en er heet water doorheen te laten stromen. Donker, smaakvol en aromatisch, de resulterende vloeistof wordt meestal warm geserveerd, wanneer de volle smaak het best kan worden gewaardeerd. Koffie wordt internationaal geserveerd - meer dan een derde van de wereldbevolking consumeert het in een of andere vorm, het is de meest populaire verwerkte drank - en elk land heeft zijn eigen voorkeuren ontwikkeld voor de bereiding en presentatie ervan. Koffiedrinkers in Indonesië drinken bijvoorbeeld warme koffie uit glazen, terwijl Midden-Oosterlingen en sommige Afrikanen hun koffie schenken in sierlijke koperen kopjes. De Italianen staan ​​bekend om hun espresso, een dik brouwsel geserveerd in kleine kopjes en gemaakt door heet water over twee keer de normale hoeveelheid gemalen koffie te laten druppelen, en de Fransen hebben bijgedragen café au lait, een combinatie van koffie en melk of room die ze bij het ontbijt uit kommen consumeren.

Een drijvende kracht achter de wereldwijde populariteit van koffie is het cafeïnegehalte:een kopje koffie van 2,72 kilogram bevat 100 milligram cafeïne, meer dan vergelijkbare hoeveelheden thee (50 milligram), cola (25 milligram) of cacao (15 milligram). Cafeïne, een alkaloïde die van nature in koffie voorkomt, is een milde stimulans die een verscheidenheid aan fysieke effecten veroorzaakt. Omdat cafeïne de hersenschors stimuleert, ervaren mensen die het innemen een verhoogde concentratie. Atleten worden soms geadviseerd om koffie te drinken voordat ze aan een wedstrijd beginnen, omdat cafeïne de skeletspieren minder vatbaar maakt voor uitputting en de coördinatie verbetert. Deze voordelen gelden echter alleen voor degenen die kleine doses van het medicijn consumeren. Overmatige hoeveelheden cafeïne hebben een groot aantal ongewenste gevolgen:het werkt diureticum, stimuleert de maagafscheiding, maakt de maag van streek, doet bloedvaten in de hersenen samentrekken (mensen die last hebben van hoofdpijn wordt aangeraden hun cafeïne-inname te verminderen) en veroorzaakt een overacute sensatie, onregelmatige hartslag en beven. Op een serieuzer niveau hebben veel onderzoekers geprobeerd cafeïne in verband te brengen met hartaandoeningen, goedaardige borstcysten, alvleesklierkanker en geboorteafwijkingen. Hoewel dergelijke onderzoeken geen uitsluitsel hebben gegeven, raadt gezondheidsfunctionaris mensen toch aan om hun koffie-inname te beperken tot minder dan vier kopjes per dag of cafeïnevrije varianten te drinken.

Koffie is ontstaan ​​op de plateaus van centraal Ethiopië. Tegen het jaar 1000 verzamelden Ethiopische Arabieren de vrucht van de boom, die wild groeide, en bereidden een drank van de bonen. Tijdens de vijftiende eeuw transplanteerden handelaren wilde koffiebomen van Afrika naar Zuid-Arabië. De oostelijke Arabieren, de eersten die koffie verbouwden, namen al snel de gewoonte van de Ethiopische Arabieren over om van de gemalen bonen een warme drank te maken, namelijk gebrande bonen.

De voorliefde van de Arabieren voor de drank verspreidde zich snel langs handelsroutes, en de Venetianen hadden tegen 1600 kennis gemaakt met koffie. In Europa, net als in Arabië, verboden kerk- en staatsfunctionarissen de nieuwe drank vaak, en identificeerden ze het met de vaak liberale discussies die door koffie werden gevoerd huisgewoonten, maar de instellingen breidden zich desalniettemin uit, nergens meer dan in het zeventiende-eeuwse Londen. Het eerste koffiehuis werd daar in 1652 geopend en een groot aantal van dergelijke etablissementen (café;s) kort daarna geopend op zowel het Europese continent (café is afgeleid van de Franse term voor koffie) en in Noord-Amerika, waar ze in het laatste decennium van de zeventiende eeuw in steden als New York, Boston en Philadelphia verschenen.

In de Verenigde Staten bereikte koffie dezelfde, bijna onmiddellijke populariteit die het in Europa had gewonnen. Het brouwsel waar de vroege Amerikaanse koffiedrinkers de voorkeur aan gaven, smaakte echter aanzienlijk anders dan dat van de hedendaagse connaisseurs, zoals blijkt uit negentiende-eeuwse kookboeken. Een kookboek uit 1844 instrueerde mensen om een ​​veel hogere koffie/waterverhouding te gebruiken dan we tegenwoordig prefereren (één eetlepel per 16 ons); kook het brouwsel bijna een half uur (tegenwoordig krijgen mensen de instructie om nooit koffie te koken); en voeg vissenhuid, visgraat (een gelatine gemaakt van de luchtblazen van vis) of eierschalen toe om de zuurgraad te verminderen die wordt veroorzaakt door de bonen zo lang te koken (vandaag zouden we te zure koffie weggooien). Koffie die uit dit recept voortkomt, zou moderne koffieliefhebbers als ondraaglijk sterk en zuur overkomen; bovendien zou het weinig aroma hebben.

Amerikaanse pogingen om oploskoffie te maken begonnen halverwege de 19e eeuw, toen een van de eerste oploskoffies in cakevorm werd aangeboden aan troepen uit de burgeroorlog. Hoewel het en andere vroege oploskoffie nog slechter smaakten dan gewone koffie uit die tijd, bleek de prikkel van gemak sterk, en de inspanningen om een ​​smakelijk oplosbrouwsel te maken gingen door. Eindelijk, na het gebruik van Amerikaanse troepen als testers tijdens de Tweede Wereldoorlog, begon een Amerikaanse koffiefabrikant (Maxwell House) in 1950 de eerste succesvolle oploskoffie op de markt te brengen.

Op dit moment begint 85 procent van de Amerikanen hun dag met het maken van een of andere vorm van de drank, en de gemiddelde Amerikaan zal er in de loop van de dag drie kopjes van consumeren.

Grondstoffen

Koffie komt uit het zaad of de boon van de koffieboom. Koffiebonen bevatten meer dan 100 chemicaliën, waaronder aromatische moleculen, eiwitten, zetmelen, oliën en bittere fenolen (zure verbindingen), die elk een ander kenmerk bijdragen aan de unieke smaak van koffie. De koffieboom, een lid van de groenblijvende familie, heeft wasachtige, puntige bladeren en jasmijnachtige bloemen. Eigenlijk meer als een struik, kan de koffieboom groeien tot meer dan 30 voet (9,14 meter) in zijn wilde staat, maar in de teelt wordt hij meestal getrimd tot tussen de 5 en 12 voet (1,5 en 3,65 meter). Na het planten zal de typische boom geen koffiebonen produceren totdat hij bloeit, meestal ongeveer vijf jaar. Nadat de witte bloemblaadjes zijn gevallen, vormen zich rode kersen, elk met twee groene koffiebonen erin. (Om massale hoeveelheden bonen te produceren, zijn een groot aantal bomen nodig:in een jaar levert een kleine struik slechts genoeg bonen op voor een pond koffie.) Omdat koffiebessen niet gelijkmatig rijpen, vereist een zorgvuldige oogst het plukken van alleen de rode rijpe bessen:inclusief onrijpe groene en overrijpe zwarte zullen de koffiesmaak beïnvloeden.

Koffiebomen groeien het beste in een gematigd klimaat zonder vorst of hoge temperaturen. Ze lijken ook te gedijen in vruchtbare, goed doorlatende grond; Vooral vulkanische grond lijkt bevorderlijk voor smaakvolle bonen. Hooggelegen plantages tussen 3.000 en 6.000 voet (914,4 en 1.828,8 meter) boven zeeniveau produceren bonen met een laag vochtgehalte en meer smaak. Door de positieve invloeden van vulkanische bodem en hoogte worden de fijnste bonen vaak verbouwd in bergachtige streken. Tegenwoordig produceert Brazilië ongeveer de helft van 's werelds koffie. Een kwart wordt elders in Latijns-Amerika geproduceerd en Afrika draagt ​​ongeveer een zesde bij aan het wereldwijde aanbod.

Momenteel bestaan ​​er ongeveer 25 soorten koffiebomen, waarbij de variatie voortkomt uit omgevingsfactoren zoals bodem, weer en hoogte. De twee belangrijkste soorten zijn coffea robusta en coffea arabica. De robusta soort produceert minder dure bonen, grotendeels omdat het onder minder ideale omstandigheden kan worden gekweekt dan de arabica deformatie. Wanneer geserveerd, koffie gemaakt van arabica bonen heeft een diep roodachtige zweem, terwijl robusta brouwsels hebben de neiging om donkerbruin of zwart van uiterlijk te zijn. De koffie gemaakt van de twee veelgebruikte bonen verschilt aanzienlijk. Robuust bonen worden over het algemeen geteeld op grote plantages waar de bessen rijpen en in één keer worden geoogst, waardoor het percentage onder- en overrijpe bonen toeneemt. Arabica bonen daarentegen vormen het grootste deel van de premium koffiesoorten die doorgaans in hele bonenvorm worden verkocht, zodat kopers hun eigen koffie kunnen malen. Of het nu in een koffiehuis wordt geserveerd of thuis wordt bereid, koffie gemaakt van dergelijke bonen biedt een delicatere en minder zure smaak.

Het oogsten van koffiebonen gebeurt nog steeds handmatig. De bonen groeien in clusters van twee; elk cluster wordt een "kers" genoemd. Vervolgens worden de bonen gedroogd en gepeld. Bij één methode, de natte methode, worden de bonen in pulpmachines gedaan om het grootste deel van de schil te verwijderen. Na vergisting in grote tanks worden de bonen in schilmachines gedaan, waar mechanische roerders de laatste laag verwijderen en de bonen polijsten tot een gladde, glanzende afwerking.
Na te zijn schoongemaakt en gesorteerd, worden de bonen geroosterd in enorme ovens. Pas na het branden geven de bonen hun vertrouwde aroma af. De bonen worden vervolgens gekoeld.

Het fabricageproces

De kersen drogen en pellen

  • 1 Eerst moeten de koffiebessen geoogst worden, een proces dat nog handmatig gebeurt. Vervolgens worden de kersen op twee manieren gedroogd en gepeld. De droge methode is een ouder, primitief en arbeidsintensief proces om de kersen in de zon te verdelen, ze meerdere keren per dag te harken en ze te laten drogen. Als ze zo droog zijn dat ze nog maar 12 procent water bevatten, verschrompelen de kaf van de bonen. In dit stadium worden ze gepeld, met de hand of machinaal.
  • 2 Bij de natte methode worden de schillen verwijderd voordat de bonen zijn gedroogd. Hoewel het fruit in eerste instantie wordt verwerkt in een pulpmachine die het meeste materiaal rondom de bonen verwijdert, blijft een deel van deze kleverige laag achter na het pulpen. Dit residu wordt verwijderd door de bonen te laten fermenteren in tanks, waar hun natuurlijke enzymen de lijmachtige substantie gedurende 18 tot 36 uur verteren. Nadat ze uit de fermentatietank zijn gehaald, worden de bonen gewassen, gedroogd door blootstelling aan hete lucht en in grote mechanische roerders gedaan die hullers worden genoemd. Daar brokkelt het laatste perkamenten omhulsel van de bonen, de pergamino, af en valt gemakkelijk weg. De huller polijst vervolgens de boon tot een schone, glanzende afwerking.

De bonen schoonmaken en sorteren

  • 3 De bonen worden vervolgens op een transportband geplaatst die ze langs arbeiders voert die stokken en ander vuil verwijderen. Vervolgens worden ze gesorteerd op grootte, de locatie en hoogte van de plantage waar ze zijn gekweekt, droog- en dopmethoden en smaak. Al deze factoren dragen bij aan bepaalde smaken die de consument mede dankzij de kwaliteit zal kunnen selecteren. Om oploskoffie te maken, malen fabrikanten de bonen en brouwen ze het mengsel in percolators. Tijdens dit proces wordt een extract gevormd dat in een cilinder wordt gespoten. Terwijl het door de cilinder stroomt, passeert het extract door warme lucht die het omzet in een droog poeder.
  • 4 Zodra deze processen zijn voltooid, selecteren en verpakken de werknemers bepaalde soorten en soorten bonen om de bestellingen uit te voeren van de verschillende branderijen die de bonen zullen klaarmaken. Wanneer bonen (meestal robusta) worden geoogst onder de ongewenste omstandigheden van hete, vochtige landen of kustgebieden, moeten ze zo snel mogelijk worden verscheept, omdat dergelijke klimaten insecten en schimmels aanmoedigen die een zending ernstig kunnen beschadigen.
  • 5 Wanneer de koffiebonen bij een branderij aankomen, worden ze opnieuw schoongemaakt en gesorteerd door mechanische zeefinrichtingen om bladeren, bast en ander achtergebleven vuil te verwijderen. Als de bonen niet cafeïnevrij moeten worden gemaakt, zijn ze klaar om te roosteren.

Cafeïnevrij maken

  • 6 Als de koffie cafeïnevrij moet worden gemaakt, wordt deze nu verwerkt met behulp van een oplosmiddel- of een watermethode. In het eerste proces worden de koffiebonen behandeld met een oplosmiddel (meestal methyleenchloride) dat de cafeïne uitloogt. Als deze methode van cafeïnevrij maken wordt gebruikt, moeten de bonen vóór het branden grondig worden gewassen om sporen van het oplosmiddel te verwijderen. De andere methode is het stomen van de bonen om de cafeïne naar de oppervlakte te brengen en het vervolgens afschrapen van dit cafeïnerijke laagje.

Roosteren

  • 7 De bonen worden geroosterd in grote commerciële branders volgens procedures en specificaties die per fabrikant verschillen (speciaalzaken kopen bonen gewoonlijk rechtstreeks van de telers en branden ze ter plaatse). Het meest gebruikelijke proces is om de bonen in een grote metalen cilinder te plaatsen en er hete lucht in te blazen. Een oudere methode, genaamd singeing, roept op om de bonen in een metalen cilinder te plaatsen die vervolgens over een elektrische, gas- of houtskoolverwarmer wordt gedraaid.

    Ongeacht de specifieke methode die wordt gebruikt, verhoogt het roosteren de temperatuur van de bonen geleidelijk tot tussen de 431 en 449 graden Fahrenheit (220-230 graden Celsius). Hierdoor komen stoom, koolmonoxide, kooldioxide en andere vluchtige stoffen vrij, waardoor het gewicht van de bonen met 14 tot 23 procent wordt verminderd. De druk van deze ontsnappende interne gassen zorgt ervoor dat de bonen zwellen, en ze vergroten hun volume met 30 tot 100 procent. Door het roosteren worden de bonen ook donkerder, krijgen ze een kruimelige textuur en worden de chemische reacties geactiveerd die de koffie doordrenken met zijn vertrouwde aroma (dat het tot nu toe niet had).

  • 8 Na het verlaten van de brander worden de bonen in een koelvat geplaatst, waarin ze worden geroerd terwijl er koude lucht over wordt geblazen. Als de koffie die wordt bereid van hoge kwaliteit is, worden de gekoelde bonen nu door een elektronische sorteerder gestuurd die is uitgerust om bonen die te licht of te donker uit het brandproces zijn voortgekomen, te detecteren en te elimineren.
  • 9 Als de koffie voorgemalen moet worden, maalt de fabrikant deze direct na het branden. Voor elk van de verschillende soorten koffiezetapparaten zijn speciale malingen ontwikkeld, omdat ze het beste werken met gemalen koffie tot een bepaalde fijnheid.

Oploskoffie

  • 10 Als de koffie instant moet zijn, wordt deze na de maalfase met water in enorme percolators gebrouwen. Van de gezette koffie wordt een extract geklaard en in een grote cilinder gespoten. Terwijl het door deze cilinder naar beneden valt, komt het in een warme luchtstroom die het omzet in een droog poeder.

Verpakking

  • 11 Omdat het minder kwetsbaar is voor smaak- en aromaverlies dan andere soorten koffie, wordt hele bonenkoffie meestal verpakt in met folie beklede zakken. Om zijn aromatische eigenschappen te behouden, moet voorgemalen koffie hermetisch worden afgesloten:het is meestal verpakt in ondoordringbare plastic folie, aluminiumfolie, of blikjes. Oploskoffie neemt gemakkelijk vocht op, dus wordt het vacuüm verpakt in blikken of glazen potten voordat het naar winkels wordt verzonden.

Bezorgdheid over het milieu

Methyleenchloride, het oplosmiddel dat wordt gebruikt om bonen te decafeïneren, is de afgelopen jaren onder federale controle gekomen. Veel mensen beweren dat het spoelen van de bonen de chemische stof niet volledig verwijdert, waarvan ze vermoeden dat deze schadelijk is voor de menselijke gezondheid. Hoewel de Food and Drug Administration bijgevolg heeft geoordeeld dat het methyleenchlorideresidu niet hoger mag zijn dan 10 delen per miljoen, is de watermethode van cafeïnevrij maken in populariteit gegroeid en zal naar verwachting de cafeïnevrij maken met oplosmiddel volledig vervangen.


Productieproces

  1. Vecow introduceert 8e generatie Intel Coffee Lake ventilatorloos ingebed systeem
  2. Avalue lanceert Intel Coffee Lake robuust ingebed systeem zonder ventilator
  3. Axiomtek:op Coffee Lake gebaseerd dun Mini-ITX-moederbord richt zich op computerintensieve markten
  4. NatureWorks en IMA in strategisch partnerschap voor de markt voor composteerbare koffiepads
  5. SABIC's gecertificeerde hernieuwbare PP gebruikt in nieuwe koffiecapsules
  6. Iets nieuws:koffiecapsules in PLA met IML
  7. Verbonden koffiemachines verspreiden nieuwe bedrijfswaarden in de toeleveringsketen
  8. Wat is een koffieplantage?
  9. De toekomst van koffie:een robotkoffiebar
  10. Wat is een Robot Coffee Barista?
  11. Geautomatiseerde barista:een verandering van levensstijl