Die Auswirkung der Schleimhautentfernung auf die Nachhaltigkeit und Qualität von Kaffee – 25 Magazine: Issue 6

Die Auswirkung der Schleimhautentfernung auf die Nachhaltigkeit und Qualität von Kaffee – 25 Magazine: Issue 6

IIm Verlauf der 75 Jahre, seit es Scheimhautentferner gibt, hat sich ihre Rolle gewandelt und geändert, als verschiedene Kaffeetrends kamen und gingen, Spezialitätenkaffee gefragter wurde und Nachhaltigkeit im Brennpunkt der Industrie stand.

CARLOS HENRIQUE JORGE BRANDO[i] folgt den Design-Änderungen, die wassersparende Schleimhautentferner beim Thema Nachhaltigkeit und Kaffeequalität in den Vordergrund gestellt haben.

Wie der Name bereits besagt, ist ein „Schleimhautentferner“ ein Gerät, das Schleimhäute entweder direkt oder im Zusammenhang mit der Fermentierung von Pergamentkaffee entfernt. Generell erfolgt das mechanische Entfernung der Schleimhäute durch die Reibung der Pergamentbohnen selbst und den Maschinenteilen (Rotor und Siebe).

Das erste derartige Gerät, die Aquapulpa, wurde ursprünglich als Entfleischungsgerät und Schleimhautentferner für Robusta-Kaffee entwickelt. Später wurde empirisch festgestellt, dass sie sich auch nur zur Schleimhautentfernung für Arabica- und Robusta-Kaffee eignete. Sie war zwar effizient, aber auch für ihren enormen Wasserverbrauch berüchtigt. Sie verbrauchte mehr als 4 m3 Wasser pro Tonne nassen Pergamentkaffees[ii] – und sie war energiehungrig (bis zu 10 PS pro Tonne nassen Pergaments). Die Aquapulpa besteht aus einer sich horizontal drehenden Trommel innerhalb eines feststehenden Siebzylinders. Die Innentrommel verfügt über schraubenförmige Kanäle auf der Zufuhrseite, um die Kirschen nach vorne zu bewegen. Weiter vorne befinden sich Leisten, die parallel und im rechten Winkel zum Kaffeefluss verlaufen. Ein Tor mit einem Gewicht befindet sich am Ausgang des Siebzylinders.

The Aquapulpa, the first machine of its kind, was developed as both a pulper and mucilage remover for Robusta coffee. From: R. Wilbaux.

Die Aquapulpa, das erste derartige Gerät, wurde ursprünglich als Entfleischungsgerät und Schleimhautentferner für Robusta-Kaffee entwickelt. Von: R. Wilbaux.

Erst 40 Jahre später, in den 1980er-Jahren, gab es eine neue, wenn auch kurzlebige Technologie. Der vertikale, nach unten gerichteten Fluss und die erhöhte Reibung der Kaffeebohnen gegeneinander anstelle der Maschinenteile half dabei, Energie und Wasser zu sparen. (Bereits zehn Jahre später würde sie in beiden Bereichen von einer neuen Maschinengeneration übertroffen). Während die Aquapulpa eine horizontale Trommel aufwies, hatte der neue ELMU Schleimhautentferner einen vertikalen Schacht, wobei Metallvorsätze im rechten Winkel und kreisförmig angeordnet herausragten. Der Schacht und die Vorsätze in einem vertikalen Gehäuse drehten sich innerhalb eines weiteren Satzes ähnlicher Vorsätze, die in seine Mitte gerichtet waren und sich zwischen den anderen Vorsätzen befanden.

Mucilage remover ELMU with washing conveyor. From: CIRAD-CP.

Schleimhautentferner ELMU mit Waschförderband Von: CIRAD-CP.

Der abgetropfte Pergamentkaffee wird oben in die Maschine eingeführt, die Schleimhäute durch die Reibung des Kaffees gegen sich selbst sowie die festen und beweglichen Vorsätze entfernt, während sich der Pergamentkaffee aufgrund der Schwerkraft nach unten bewegt. Am Auslass unten an der Maschine wird ein Gegengewicht angebracht, um den Waschgrad zu regeln. Wasser wird in das obere und untere Drittel des Zylinders eingespritzt, um das Waschen zu ermöglichen und den Pergamentkaffee aus der Maschine fließen zu lassen. Da die ELMU den Pergamentkaffee und auch die Schleimhäute ausgibt, musste nach der Maschine ein Waschgerät wie eine Förderschnecke installiert werden.

Der nach unten gerichtete, vertikale Fluss der ELUM verringerte den Wasserverbrauch und den Energiebedarf erheblich auf 3 bis 5 PS pro Tonne entfleischten Kaffee von 10 PS für die Aquapulpa. Außerdem schonte dieser Vorgang das Pergament und die Bohnen.

Der jüngste Zugang zur Familie der Schleimhautentferner fließt nach oben (und nicht nach unten wie die ELMU). Damit wird die Reibung des Pergamentkaffees gegen die anderen Bohnen und die Maschinenteile noch mehr erhöht. Dieser Flussrichtungswechsel konnte den Wasser- und Energieverbrauch noch weiter senken. Diese Maschinen werden heute noch von mehreren Unternehmen in verschiedenen Konfigurationen und ständigen Neuentwicklungen angeboten. Ziel ist es nach wie vor, den Wasser- und Stromverbrauch und die Beschädigung der Kaffeebohnen zu verringern.

Upward flow mucilage remover. From: CIRAD-CP according to Penagos.

Schleimhautentferner mit Fluss nach oben. Von: CIRAD-CP nach Penagos.

Diese Maschine mit vertikalem Fluss nach oben besteht aus einer Endlosschraube in unteren Abschnitt und Rührern – Zahnrädern, Stifte, kleine Vorsätze oder Quirle je nach Modell und Hersteller – im oberen Abschnitt. Der Rotor wird in einem zylindrischen Siebkäfig aus einer perforierten Stahlplatte oder geschweißtem Draht angebracht. Der Siebkäfig und der Rotor werden in ein Gehäuse platziert, das Wasser und Schleimhäute auffängt und ihren Fluss nach unten richtet. Der abgetropfte entfleischte Kaffee wird unten an der Maschine eingeführt.

Die Endlosschraube befördert den Pergamentkaffee zu dem Abschnitt mit den Rührern, wo die Schleimhaut anhand der Reibung des Pergamentkaffees gegen sich selbst und gegen die Rotoren und Siebe entfernt wird. Die Schleimhaut fließt durch die Sieblöcher und bildet eine sehr dickflüssige Flüssigkeit, die unten am Gerät ausgelassen wird. Der Pergamentkaffee ohne Schleimhaut – und ohne weiteren Waschbedarf wie bei der ELMU – wird oben an der Maschine ausgegeben. Diese neue Maschinengeneration hat den Wasserverbrauch noch weiter auf 0,5 bis 1 m3 Wasser pro Tonne nassen Pergamentkaffee[iii] gesenkt, verbraucht nur 1,5 bis 3 PS Energie pro Tonne entfleischten Kaffee und hat die Beschädigung der Kaffeebohnen auf ein Minimum reduziert.

Der Einsatz von Schleimhautentfernern gewann an Bedeutung, da sowohl Wasserverbrauch als auch Energiebedarf progressiv um 70 bis 80 % sanken und mit den Anforderungen an die Nachhaltigkeit mit der zweiten Welle der Bedarf nach verringertem Wasserverbrauch und weniger Verschmutzung entstand. Bei der Nassfermentierung in der Nassverarbeitung treten zweifelsohne am meisten Wasserverbrauch und Verschmutzung auf, ganz abgesehen vom Arbeitsaufwand. Die mechanische Entfernung der Schleimhäute verringert den Wasserverbrauch drastisch, ermöglicht die Aufbereitung des Wassers, reduziert den Arbeitsaufwand und ermöglicht eine bessere Kontrolle des Verfahrens. Außerdem hat die mechanische Entfernung der Schleimhaut eine wichtige Funktion: Sie verringert den Gewichtsverlust des Kaffees während der Verarbeitung. Sivetz und Desrosier geben ihn ihrem Buch Coffee Technology an, das Kaffee aufgrund des normalen Metabolismus und der Respiration während der Fermentierung selten weniger als 0,5 % seines Gewichts einbüßt. Oft liegt dieser Wert viel höher und kann in Extremfällen mit sehr langer Fermentierung oder sehr warmen Wetter sogar 6 oder 9 % erreichen. Insgesamt gesehen boten die Schleimhautentferner so viele Vorteile, dass es zu einem gewissen Zeitpunkt so schien, als würden sie die Fermentierung in der Nassmühle ersetzen.

Die Debatte über die Qualität des Endprodukts aus diesen beiden Systemen wurde nie gelöst. Es haben sich zwei wichtige Faktoren herauskristallisiert: Erstens sollte Fermentierung nur beibehalten werden, wo sie die Azidität in der Tasse verbesserte, d. h. in höheren Höhenlagen. Zweitens könnte sie auch in diesen Fällen ohne Qualitätseinbußen verkürzt werden, wenn ein Schleimhautentferner am Ende des Prozesses verwendet würde, um eine bessere Kontrolle zu ermöglichen, den Wasserverbrauch und den Arbeitsaufwand zu verringern und den Gewichtsverlust zu reduzieren. Kaffee der ersten Welle konnte sich vermutlich allein auf die mechanische Schleimhautentfernung verlassen, während die zweite Welle empfindlicher auf die Auswirkungen der Fermentierung reagierte und manchmal Fermentierung und mechanische Entfernung kombinierte. Die besten Anbauer reagierten auf neue Markttrends, indem sie sich auf beide Systeme stützten und bereit waren, den Kaffee für verschiedene Kunden unterschiedlich zu verarbeiten.

In der dritten Kaffeewelle waren die Qualitätsansprüche noch höher und es wurde mehr Wert auf Fermentierung gelegt. Aber vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit wurde Fermentierung in Frage gestellt: Ist sie die nachhaltigste Lösung?

Die Trockenfermentierung gab es schon immer. Sie wurde nur an wenigen Ursprungsorten verwendet, und zwar aus verschiedenen Gründen. Sie war schwer zu kontrollieren, und der Kaffee musste nach der Fermentierung ohnehin mit Wasser gewaschen werden. Aber jetzt erhielt sie neue Aufmerksamkeit. Die Möglichkeit, „vertikale“ Silos anstelle von „horizontalen“ Tanks für die Trockenfermentierung zu verwenden, um das Produkt ohne Wasser zu verarbeiten, das trockene Einführen des Pergamentkaffees in die Schleimhautentferner, um die restliche Schleimhaut abzuwaschen und den Prozess abzuschließen, erlaubt die maximale Qualität neben minimalem Wasser- und Arbeitsaufwand. Die beiden Grundsätze Nachhaltigkeit und Qualität haben dazu geführt, dass Schleimhautentferner eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung von Kaffee spielen. In allen Höhenlagen, in denen Kaffee angebaut wird, verleihen sie ihm neue Qualitätsniveaus, Effizienz und Nachhaltigkeit.

Zu guter Letzt spielen Schleimhautentferner eine wichtige Rolle bei der Produktion der seit kurzem beliebten natürlichen / Honig-Kaffees. Entfleischter natürlicher Kaffee entstand ursprünglich als Pergamentkaffee, der mit allen Schleimhäuten getrocknet wurde. Danach wurde entfleischter natürlicher Kaffee produziert, bei dem noch etwas (nicht alle) Schleimhaut am Pergamentkaffee haftete, um das Trocknen zu erleichtern – in erster Linie weil er weniger an Werkzeugen und Trocknern kleben blieb. Der Wunsch, diese Kaffeesorten erzeugen zu können, erfordert die Entfernung von etwas Schleimhaut, was zu weiterem Interesse und einer Nutzung von Schleimhautentfernern führte. Rote und gelbe Honigkaffees, entfleischte natürliche Kaffees, bei denen noch etwas Schleimhaut am Pergament haftet, erfordern hochwertige, anpassbare Schleimhautentferner. Entfleischter natürlicher Kaffee, der mit aller Schleimhaut am Pergamentkaffee getrocknet wird, ist auch aus schwarzer Honigkaffee bekannt. Offensichtlich sind hier keine Schleimhautentferner erforderlich.

Es wird weiter nach Verbesserungen gestrebt. Hersteller versuchen weiterhin, den Wasserverbrauch und die Kaffeequalität zu erhöhen. Der Entwicklungsprozess beschäftigt sich vorrangig mit dem Schleimhautentferner mit Fluss nach oben, der heute als das hochmodernste Gerät für diese Aufgabe gilt. Die Rolle der Schleimhautentferner hat sich über die Jahre hinweg geändert und der Fokus der Verbesserungen schwankte von der Qualität zur Nachhaltigkeit und wieder zurück. Die Hersteller von Schleimhautentfernern sind diesen Trends gefolgt und haben das Design weiterentwickelt, um die Kundenbedürfnisse zu erfüllen.

Latest generation upward-flow mucilage remover. Source: P&A.

Jüngste Generation der Schleimhautentferner mit Fluss nach oben. Quelle: P&A.

Heute wird davon ausgegangen, dass Trockenfermentierung mit der trockenen mechanischen Zufuhr in Schleimhautentferner die beste Qualität bei geringsten Umweltauswirkungen erzeugt. Langsam aber sicher haben sich Schleimhautentferner in der Nassverarbeitung von Kaffeesorten aller Qualitätsklassen behauptet und sich positiv auf Qualität, Nachhaltigkeit und den Kostenvorteil ausgewirkt.

CARLOS HENRIQUE JORGE BRANDO, ein ehemaliger SPURS Fellow am MIT, ist der Direktor und Teilhaber von P&A International Marketing; Vorstandsvorsitzender der Global Coffee Platform (GCP); aktuelles Mitglied des Stiftungsrats de Coffee Quality Institute und der Kaffeekammer von [B]³ (ehemals M&FBovespa). Außerdem ist er ein Gründer des Museu do Café (Santos) und der African Fine Coffees Association (AFCA), die sein Lebenswerk 2017 mit einem Lifetime Achievement Award auszeichnete.

[i] Große Teile dieses Artikels basieren auf dem Kapitel des Autors:  “Harvesting and Green Coffee Processing” aus Coffee: Growing, Processing, Sustainable Production (2009), herausgegeben von J. N. Wintgens, wobei die Exzerpte überarbeitet wurden.

[ii] Dies entspricht 4000 L Wasser pro 430 kg Rohkaffee oder 360 kg Röstkaffee oder 9,3 l Wasser pro 1 kg Rohkaffee / 11,1 l Wasser pro 1 kg Röstkaffee.

[iii] Dies entspricht 500 – 1000 L Wasser pro 430 kg Rohkaffee oder 360 kg Röstkaffee oder 1,2 bis 2,4 L Wasser pro 1 kg Rohkaffee / 1,4 bis 2,8 L Wasser pro 1 kg Röstkaffee.