Как удаление слизистого слоя с кофейных зерен влияет на экологичность и качество? – 25 Magazine: Issue 6

Как удаление слизистого слоя с кофейных зерен влияет на экологичность и качество? – 25 Magazine: Issue 6

В течение последних 75 лет, когда применялось удаление слизистого слоя, его роль менялась по мере смены кофейных волн, роста спроса на кофе спешиэлти и выхода на первый план устойчивого развития.

КАРЛОС ЭНРИКЕ ХОРХЕ БРАНДО[i] исследует изменения, которые привнесли водосберегающие машины для удаления слизистого слоя в риторику об устойчивом развитии и качестве кофе.

Как можно судить по названию, машина для удаления слизистого слоя подставляет собой устройство, которое удаляет этот слой с пергаментной оболочки либо «самостоятельно», либо в процессе ферментации. Механическое удаление осуществляется в результате трения между зернами в пергаментной оболочке, а также в результате трения зерен о части машины (двигатель и сита).

Первая такая машина, используемая для мокрой обработки, изначально задумывалась как пульпер и как аппарат для удаления слизистого слоя с зерен сорта Robusta. Позже эмпирически было установлено, что аппарат может быть использован самостоятельно для удаления слизистого слоя с зерен сорта Arabica и Robusta. Несмотря на эффективность, его использование приводило к потреблению огромного объема воды — более 4 м3 на тонну влажной пергаментной оболочки[ii] — и было энергозатратным (до 10 л. с. на тонну влажной пергаментной оболочки). Аквапульпер состоит из горизонтального вращающегося барабана, вложенного в зафиксированный цилиндр-сито. Барабан имеет винтообразные каналы, которые продвигают зерна, а также шипы, расположенные параллельно и под особым углом по отношению к потоку зерен. Устройство с противовесом расположено на выходе цилиндра с отверстиями.

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

Аквапульпер — первая в своем классе машина, изначально задуманная как пульпер и как аппарат для удаления слизистого слоя с зерен сорта Robusta. Источник: R. Wilbaux.

И только 40 лет спустя, в 1980-х гг., появилась новая технология, которая, впрочем, просуществовала недолго. Вертикально направленный поток и интенсивное трение зерен между собой, а не с частями аппарата, позволили обеспечить экономию энергии и воды (другое поколение машин с улучшенными характеристиками по этим двум показателям придет на смену этому аппарату только через 10 лет). Вместо горизонтального барабана у нового аппарата ELMU для удаления слизистого слоя был вертикальный вал с металлическими лопастями, которые были расположены радиально под нужным углом. Вал и лопасти вращались внутри вертикально установленного кожуха с набором аналогичных лопастей, обращенных к центру и расположенных между другими лопастями.

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

Аппарат ELMU для удаления слизистого слоя с промывочным конвейером. Источник: CIRAD-CP.

Высушенная пергаментная оболочка подается в верхнюю часть машины, при этом слизистый слой удаляется за счет трения кофейных зерен друг о друга, а также о фиксированные и подвижные лопасти по мере продвижения оболочки вниз под действием силы тяжести. В нижней части машины у выхода расположен балансировочный груз, который регулирует степень обработки. Вода подается в верхнюю и нижнюю трети цилиндра, что ускоряет промывку и продвигает пергаментную оболочку по направлению к выходу из аппарата. Поскольку на выходе из ELMU поступает смесь оболочки со слизистым слоем, после машины нужно было устанавливать шнековый механизм.

Благодаря вертикальному нисходящему потоку использование ELMU позволяло значительно снизить потребление воды и энергии: от 3 до 5 л. с. на тонну очищенного от мякоти кофе по сравнению с 10 л. с. в аквапульпере. Кроме того, новый аппарат снизил степень повреждения оболочки и зерен.

В современных образцах аппаратов для удаления слизистой оболочки, первые из которых были разработаны в начале 1990-х гг., используется восходящий поток (в отличие от нисходящего потока в моделях ELMU), что повышает интенсивность трения пергаментной оболочки о детали машины. Изменение направления потока позволило снизить объем потребления воды и энергии. Сегодня несколько компаний производят такие аппараты в разных конфигурациях. Производители постоянно работают над тем, чтобы снизить объем потребления воды и энергии, а также степень повреждения кофейных зерен.

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

Аппарат для удаления слизистого слоя с восходящим потоком. Источник: CIRAD-CP по данным Penagos.

Этот аппарат с восходящим потоком состоит из бесконечного винта в нижней части и ряда ворошилок — шестерни, штифты, небольшие лопасти, или венчики, в зависимости от модели и производителя. Роторная часть установлена внутри цилиндрического кожуха, изготовленного из перфорированной стальной пластины или сварной проволоки. Решетчатая и роторная части установлены в корпусе, который задерживает воду и слизистый слой, а также направляет поток вниз. Высушенный очищенный кофе подается в основание машины.

Бесконечный винт подает пергаментную оболочку вверх в секцию с ворошилками, где происходит удаление слизистого слоя за счет трения частиц массы друг о друга и о ротор с сеткой. Удаленный слизистый слой проходит через отверстия сетки в виде вязкой жидкой массы и сбрасывается в нижней части машины. Оболочка без слизистого слоя, которая не требует дальнейшей промывки, как и в машинах ELMU, выходит в верхней части машины. Использование нового поколения машин позволило снизить расход воды до 0,5—1 м3 на тонну влажной пергаментной оболочки[iii], норматив потребления энергии до 1,5—3 л. с. на тонну очищенных зерен и снизило до минимума физическое повреждение кофе.

[Использование аппарата для удаления слизистого слоя стало важным этапом, поскольку это постепенно снизило расход воды и норматив потребления энергии на 70—80%, что стало необходимым вследствие запроса на экологичность во время второй волны. При влажном помоле основной расход воды и наибольший уровень загрязнения, не говоря уже о высоком нормативе трудозатрат, приходятся на влажную ферментацию. Механическое удаление слизистого слоя значительно снижает расход воды, ускоряет обработку, снижает норматив трудозатрат и позволяет лучше контролировать процесс. Кроме того, такое удаление выполняет важную функцию: снижение потери массы кофейных зерен во время обработки. Сиветц и Дерозье в книге «Технология производства кофе» утверждают, что вследствие нормального метаболизма и респираторного процесса во время ферментации кофейные зерна уменьшаются в массе. Иногда это всего 0,5% массы, но чаще этот показатель гораздо выше, иногда он составляет даже 6 или 9% — при очень долгой ферментации и высоких температурных условиях. На каком-то этапе сочетание преимуществ аппаратов по удалению слизистого слоя позволяло думать, что они заменят ферментацию в процессе влажного помола.

Споры относительно качества конечного продукта в двух системах не утихают до сих пор, при этом высказывается два важных мнения. Во-первых, ферментация должна быть сохранена только в том случае, если она улучшает кислотный спектр кофе, т. е. на больших высотах. Во-вторых, даже в таких случаях процесс ферментации можно сократить без качественных потерь, если аппарат для удаления слизистого слоя используется в конце процесса для повышения степени контроля. Это также позволяет снизить расход воды, норматив трудозатрат и потери массы. Кофе первой волны, вероятно, было достаточно подвергать лишь механической процедуре удаления слизистого слоя, однако во время второй волны качество стало в большей степени зависеть от результата ферментации, что порой требует сочетания двух способов. Наилучшим ответом производителей на рыночные тенденции стало использование обеих систем, а также способность адаптировать подход к разным клиентам.

Третья волна ознаменовалась еще более высокими требованиями к качеству и более интенсивным использованием ферментации. Однако влажную ферментацию стали подвергать сомнению: учитывая запрос на экологичные способы производства, является ли этот вариант максимально им соответствующим?

Сухая ферментация существовала всегда и использовалась только в некоторых регионах по ряду причин: от сложностей, связанных с контролем, до необходимости применять промывку кофе водой в конце ферментации. Однако теперь она снова привлекла к себе внимание. Возможность использовать вертикальные башни вместо горизонтальных для обработки продукта без воды, сухая подача оболочки в аппарат для удаления слизистого слоя с целью промывки массы от его остатков и завершения процесса позволяет максимально повысить качество и минимизировать расход воды и норматив трудозатрат. Запрос на экологичность и качество выдвинул аппараты для удаления слизи на первый план и вывел процесс на новый уровень качества, эффективности и экологичности на всех высотах, где выращивается кофе.

Наконец, аппараты для удаления слизистого слоя могут сыграть важную роль в производстве ставшего недавно популярным кофе натуральной/медовой обработки. Изначально полученный в Бразилии в результате высушивания оболочки вместе со слизистым слоем, кофе натуральной сухой обработки затем обрабатывался с удалением лишь небольшой части слизистого слоя, что позволяло ускорить сушку — главным образом потому, что в таком случае масса меньше налипает на инструменты и сушилки. Стремление производить такие сорта кофе требует удаления слизистого слоя, что вызывает интерес к соответствующему оборудованию и необходимость в его использовании. Производство красных и желтых кофейных зерен медовой обработки (сортов натуральной сухой обработки) с уменьшенным количеством слизистого слоя требует использования качественных регулируемых аппаратов для удаления такого слоя. Очищенный кофе натуральной обработки, у которого полностью сохранен слизистый слой (кофе «черный мед») необязательно требует использования машин для удаления слизистого слоя.

Производители по-прежнему пытаются решить сложную задачу: снизить расход воды и повысить качество кофе. В основном для этой цели используются аппараты с восходящим потоком, которые сегодня считаются самым современным оборудованием, позволяющим достигнуть поставленной цели. Роль аппаратов для удаления слизистого слоя с течением времени изменилась, а внимание участников отрасли смещалось от качества к экологичности и обратно, поэтому производители такого оборудования продолжают искать конфигурацию, которая в итоге позволила бы удовлетворить потребности покупателя.

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

Последнее поколение аппарата по удалению слизистого слоя с восходящим потоком. Источник: P&A.

Сегодня сухая ферментация с сухой механической подачей массы считается процессом, обеспечивающим лучшее качество с наименьшим уровнем воздействия на окружающую среду. Медленно, но верно аппараты для удаления слизистого слоя проложили себе путь в процесс влажной обработки кофе всех сортов, что оказывает положительное влияние на качество, экологичность и экономичность.

КАРЛОС ЭНРИКЕ ХОРХЕ БРАНДО, бывший преподаватель Специальной городской и региональной образовательной программы (SPURS) в Массачусетском технологическом институте, занимает должность директора и партнера в P&A International Marketing; председатель совета Global Coffee Platform (GCP); действующий член совета попечителей Института качества кофе (Coffee Quality Institute) и Палаты кофе (Coffee Chamber) [B]³ (ранее M&FBovespa); а также основатель Музея кофе (Museu do Café) (Сантос) и Африканской ассоциации высококачественного кофе (African Fine Coffees Association, AFCA), лауреат награды «За прижизненные достижения» 2017 г.

[i] Значительная часть этого исследования основана на выдержках из главы «Сбор и обработка зеленого кофе» из книги «Кофе: выращивание, обработка, экологичное производство» (Coffee: Growing, Processing, Sustainable Production) под редакцией Джин Уинтдженс.

[ii] Эквивалентно 4000 л на 430 кг зеленого кофе или на 360 кг обжаренных зерен либо 9,3 л воды на 1 кг зеленого кофе / 11,1 л воды на 1 кг обжаренных зерен.

[iii] Эквивалентно 500—1000 л на 430 кг зеленого кофе или на 360 кг обжаренных зерен либо 1,2—2,4 л на 1 кг зеленого кофе / 1,4—2,8 л на 1 кг обжаренных зерен.