Kaffeeröstverfahren nach internationalen Standards

Verfahren

Der Kaffeeröstprozess folgt der Kaffeeverarbeitung und geht dem Kaffeebrühen voraus. Sie besteht im Wesentlichen aus Sortieren, Rösten, Kühlen und Verpacken, kann aber auch das Mahlen in größeren Röstereien beinhalten. In größeren Betrieben werden Säcke mit grünen Kaffeebohnen von Hand oder maschinell geöffnet, in einen Trichter gekippt und gesiebt, um Rückstände zu entfernen. Die grünen Bohnen werden dann gewogen und per Förderband oder pneumatischem Förderer in Vorratsbehälter überführt. Aus den Vorratstrichtern werden die grünen Bohnen zum Röster befördert. Anfangs ist der Prozess endotherm (nimmt Wärme auf), aber bei etwa 175 °C (347 °F) wird er exotherm (gibt Wärme ab).

Für den Röster bedeutet dies, dass sich die Bohnen selbst erhitzen und möglicherweise eine Anpassung der Wärmequelle des Rösters erforderlich ist. Am Ende des Röstzyklus werden die gerösteten Bohnen aus der Röstkammer gekippt und mit unkomprimierter Umluft gekühlt.

In Vietnam wird Kaffee vor dem Rösten oft mit Öl (traditionell geklärte Butter) und einer kleinen Menge Zucker überzogen, um einen “Butterbraten” zu erzeugen. Durch den Röstprozess entsteht eine zusätzliche karamellisierte Beschichtung auf den Bohnen.

Ausrüstung

Die gebräuchlichsten Röstmaschinen gehören zu zwei Grundtypen: Trommel- und Heißluftröster, obwohl es auch andere gibt, darunter Festbett-, Tangential- und Zentrifugalröster. Röster können entweder im Chargen- oder im kontinuierlichen Modus betrieben werden. Hausröster sind ebenfalls erhältlich.

Trommelmaschinen bestehen aus horizontal rotierenden Trommeln, die die grünen Kaffeebohnen in einer erhitzten Umgebung wirbeln. Die Wärmequelle kann durch Erdgas, Flüssiggas (LPG), Strom oder sogar Holz bereitgestellt werden. Die gebräuchlichsten verwenden indirekt beheizte Trommeln, bei denen sich die Wärmequelle unter der Trommel befindet. Direktbefeuerte Röster sind Röster, bei denen eine Flamme die Bohnen in der Trommel berührt; Nur wenige dieser Maschinen sind noch in Betrieb.

Heißluftröster drücken erhitzte Luft durch ein Sieb oder eine perforierte Platte mit ausreichender Kraft unter die Kaffeebohnen, um die Bohnen anzuheben. Wärme wird auf die Bohnen übertragen, während sie in diesem Fließbett taumeln und zirkulieren.

Braten

Die beliebteste, aber wahrscheinlich am wenigsten genaue Methode zur Bestimmung des Röstgrades besteht darin, die Farbe der Bohne mit dem Auge zu beurteilen (die Ausnahme ist die Verwendung eines Spektrophotometers, um die Reflexion des gemahlenen Kaffees unter Infrarotlicht zu messen und mit Standards wie z die Agtron-Skala). Wenn der Kaffee Wärme aufnimmt, verändert sich die Farbe zu Gelb und dann zu immer dunkleren Brauntönen. Während der späteren Röstphasen erscheinen Öle auf der Oberfläche der Bohne. Der Braten wird weiter dunkler, bis er von der Hitzequelle entfernt wird. Kaffee verdunkelt sich auch, wenn er altert, was die Farbe allein zu einem schlechten Röstfaktor macht. Die meisten Röster verwenden eine Kombination aus Temperatur, Geruch, Farbe und Geräuschen, um den Röstprozess zu überwachen.

Geräusche sind ein guter Indikator für die Temperatur während des Bratens. Es gibt zwei Temperaturschwellen, die als „Cracks“ bezeichnet werden und auf die Röster achten.

Bei ca. 196 °C (385 °F) gibt der Kaffee ein knackendes Geräusch von sich. Dieser Punkt wird als “First Crack” bezeichnet und markiert den Beginn einer “leichten Röstung”.

Beim ersten Knacken ist eine große Menge der Feuchtigkeit des Kaffees verdunstet und die Bohnen werden größer.

Wenn der Kaffee etwa 224 °C (435 °F) erreicht, gibt er einen „zweiten Knall“ von sich, dieses Geräusch repräsentiert die Struktur des Kaffees, die zu kollabieren beginnt. Lässt man die Röstung weiter voranschreiten, verkohlt der Kaffee bald vollständig und verbrennt schließlich.

Diese Bilder zeigen Proben aus der gleichen Charge eines typischen brasilianischen Rohkaffees bei verschiedenen Bohnentemperaturen mit ihren subjektiven Röstnamen und Beschreibungen.

Ungeröstet
	22 °C (72 °F) Grüne Bohnen Grüner Kaffee, wie er am Dock ankommt. Sie können etwa 12-18 Monate in einer klimatisierten Umgebung gelagert werden, bevor Qualitätsverluste erkennbar sind.		165 °C (329 °F) Trocknungsphase Während der Trocknungsphase durchlaufen die Bohnen einen endothermen Prozess, bis ihr Feuchtigkeitsgehalt verdunstet ist, was den ersten Riss bedeutet.
Leichter Braten
	196 °C (385 °F) Zimtbraten Eine sehr leichte Röstung, die sofort auf den ersten Knall kommt. Die Süße ist unterentwickelt, mit ausgeprägtem geröstetem Getreide, grasigen Aromen und scharfer Säure.		205 °C (401 °F) Leichte Röstung Mäßiges Hellbraun, aber immer noch fleckig im Aussehen. Eine bevorzugte Röstung für einige Spezialitätenröster, die die Herkunftsmerkmale sowie die komplexe Säure hervorhebt.
Mittlere Röstung
	210 °C Amerikanischer Braten Mittleres Hellbraun, während des ersten Risses entwickelt. Die Säure ist leicht gedämpft, aber der Ursprungscharakter bleibt erhalten.		219 °C (426 °F) Stadtbraten Mittelbraun, üblich für die meisten Kaffeespezialitäten. Gut zum Probieren des Herkunftscharakters, obwohl der Röstcharakter erkennbar ist.
Dunkler Braten
	225 °C (437 °F) Voller Stadtbraten Mittleres Dunkelbraun mit gelegentlichem Ölschimmer, Röstcharakter ist hervorstechend. Zu Beginn des Second Crack.		230 °C Wiener Braten Mäßiges Dunkelbraun mit leichtem Oberflächenöl, eher bittersüß, Karamellgeschmack, Säure gedämpft. Mitten im Second Crack. Jegliche Herkunftsmerkmale werden auf dieser Ebene durch die Röstung in den Schatten gestellt.
	240 °C (464 °F) Französischer Braten Dunkelbraun, glänzend mit Öl, verbrannte Untertöne, verminderter Säuregehalt. Am Ende des zweiten Cracks. Der Röstcharakter ist dominant, keines der inhärenten Aromen oder Aromen des Kaffees bleibt zurück.		245 °C (473 °F) Italienischer Braten Fast schwarz und glänzend, gebrannte Töne werden deutlicher, Säure fast eliminiert, dünner Körper.

Röstaromen

Bei leichteren Röstungen zeigt der Kaffee mehr von seinem „ursprünglichen Charakter“ – die Aromen, die durch seine Sorte, Verarbeitung, Höhe, Bodenbeschaffenheit und Wetterbedingungen am Ort, an dem er angebaut wurde, entstehen.

Wenn sich die Bohnen zu einem tiefen Braun verdunkeln, werden die ursprünglichen Aromen der Bohne durch die durch den Röstprozess selbst erzeugten Aromen in den Schatten gestellt. Bei dunkleren Röstungen ist das „Röstaroma“ so dominant, dass es schwierig sein kann, die Herkunft der in der Röstung verwendeten Bohnen zu unterscheiden.

Nachfolgend werden die Röstgrade und ihre jeweiligen Geschmacksrichtungen beschrieben. Dies sind qualitative Beschreibungen und somit subjektiv.

Der Koffeingehalt variiert je nach Röstgrad. Koffein nimmt mit zunehmendem Röstgrad ab: helle Röstung, 1,37 %; mittlere Röstung, 1,31 %; und dunkle Röstung, 1,31 %. Dies bleibt jedoch bei Kaffee, der aus unterschiedlichen Mahlgraden und Brühmethoden aufgebrüht wird, nicht konstant. Da sich die Dichte des Kaffees beim Rösten ändert, enthalten unterschiedliche Röststufen jeweils unterschiedliche Koffeingehalte, wenn sie nach Volumen oder Masse gemessen werden, obwohl die Bohne immer noch das gleiche Koffein enthält.

Braten zu Hause

Beim Heimrösten werden kleine Chargen grüner Kaffeebohnen für den persönlichen Verbrauch geröstet. Auch nach der Wende zum 20. Jahrhundert war es für Kaffeetrinker zu Hause üblicher, ihren Kaffee in der Wohnung zu rösten, als vorgerösteten Kaffee zu kaufen. Später verlor das Rösten zu Hause mit dem Aufstieg der kommerziellen Kaffeeröstereien an Popularität. In den letzten Jahren erlebte das Heimrösten von Kaffee eine Wiederbelebung.

In einigen Fällen gibt es einen wirtschaftlichen Vorteil, aber in erster Linie ist es ein Mittel, um eine feinere Kontrolle über die Qualität und Eigenschaften des Endprodukts zu erreichen.

Verpackung

Die Verlängerung der Haltbarkeit von geröstetem Kaffee hängt von der Aufrechterhaltung einer optimalen Umgebung ab, um ihn vor Hitze, Sauerstoff und Licht zu schützen. Gerösteter Kaffee hat eine optimale typische Haltbarkeit von zwei Wochen und gemahlener Kaffee etwa 15 Minuten. Ohne irgendeine Konservierungsmethode wird Kaffee altbacken.

Die erste großtechnische Konservierungstechnik war die Vakuumverpackung in Dosen. Da Kaffee nach dem Rösten jedoch CO2 abgibt, muss vakuumverpackter Kaffee vor dem Versiegeln mehrere Tage ausgasen. Um eine schnellere Verpackung zu ermöglichen, können Druckkanister oder mit Folie ausgekleidete Beutel mit Druckentlastungsventilen verwendet werden. Kühlung und Einfrieren verzögern den Altbackenwerden. Geröstete ganze Bohnen können bis zu einem Monat als frisch betrachtet werden, wenn sie kühl aufbewahrt werden. Sobald Kaffee gemahlen ist, wird er am besten sofort verwendet.

Emissionen und Kontrolle

Feinstaub (PM), flüchtige organische Verbindungen (VOC), organische Säuren und Verbrennungsprodukte sind die Hauptemissionen aus der Kaffeeverarbeitung. Mehrere Betriebe sind Quellen von PM-Emissionen, einschließlich der Reinigungs- und Entsteinungsanlagen, Röster, Kühler und Instantkaffee-Trocknungsanlagen. Der Röster ist die Hauptquelle gasförmiger Schadstoffe, darunter Alkohole, Aldehyde, organische Säuren sowie Stickstoff- und Schwefelverbindungen. Da Röster typischerweise mit Erdgas befeuert werden, entstehen Kohlenmonoxid (CO)- und Kohlendioxid (CO2)-Emissionen aus der Kraftstoffverbrennung. Entkoffeinierung und Instantkaffee-Extraktions- und -Trocknungsvorgänge können ebenfalls Quellen für geringe Mengen an VOC sein. Emissionen aus den Mahl- und Verpackungsvorgängen werden typischerweise nicht in die Atmosphäre abgegeben.

Feinstaubemissionen aus den Röst- und Kühlvorgängen werden typischerweise zu Zyklonen geleitet, bevor sie in die Atmosphäre emittiert werden. Gasförmige Emissionen aus Röstvorgängen werden typischerweise zu einer thermischen Oxidationsvorrichtung oder thermischen katalytischen Oxidationsvorrichtung geleitet, nachdem Feinstaub durch einen Zyklon entfernt wurde. Einige Einrichtungen verwenden die Brenner, die den Röster beheizen, als thermische Oxidationsmittel. Separate thermische Oxidationsanlagen sind jedoch effizienter, da die gewünschte Betriebstemperatur typischerweise zwischen 650 und 816 ° C (1.202 bis 1.501 ° F) liegt, was 93 bis 260 ° C (199 bis 500 ° F) über der maximalen Temperatur der meisten liegt Röster.

Einige Anlagen verwenden thermisch katalytische Oxidationsanlagen, die niedrigere Betriebstemperaturen erfordern, um eine Steuereffizienz zu erreichen, die der von standardmäßigen thermischen Oxidationsanlagen entspricht. Katalysatoren werden auch verwendet, um die Steuereffizienz von Systemen zu verbessern, in denen das Abgas des Rösters zu den Brennern geleitet wird, die den Röster erhitzen. Emissionen aus Sprühtrocknern werden typischerweise durch einen Zyklon gefolgt von einem Nasswäscher kontrolliert.