دستگاه‌های برشته‌کاری قهوه به زبان ساده

دستگاه‌های برشته‌کاری قهوه یکی از مهم‌ترین ابزارها در صنعت قهوه‌سازی هستند. این دستگاه‌ها به‌طور مستقیم بر طعم، کیفیت و ویژگی‌های شیمیایی دانه‌های قهوه تأثیر می‌گذارند. فرآیند برشته‌کاری یا رستینگ (Roasting) قهوه که معمولاً شامل دما، زمان و کنترل دقیق جریان هوا است، در تغییر ترکیبات شیمیایی دانه‌ها و تولید ویژگی‌های طعمی خاص نقش اساسی ایفا می‌کند. در این مقاله از مدرسه قهوه گرویتی به‌طور عمیق‌تر به بررسی اجزای دستگاه‌های برشته‌کاری قهوه، نحوه عملکرد آنها و چند مدل مختلف دستگاه برشته‌کاری خواهیم پرداخت.

مقدمه‌ای بر برشته‌کاری قهوه

برشته‌کاری یا رستینگ قهوه به فرآیند تبدیل دانه‌های خام قهوه (سبز) به دانه‌های برشته (قهوه آماده برای دم‌آوری) اطلاق می‌شود. در این فرآیند، دانه‌ها تحت تأثیر دما و زمان قرار می‌گیرند و به تدریج رنگ آن‌ها از سبز به قهوه‌ای تغییر می‌کند. طی این تغییرات، ترکیبات شیمیایی موجود در دانه‌ها از جمله اسیدها، روغن‌ها و قندها تغییر می‌کنند که به طور مستقیم بر طعم، عطر و احساس دهانی قهوه تأثیر می‌گذارد.

اجزای اصلی دستگاه‌های برشته‌کاری قهوه

دستگاه‌های برشته‌کاری قهوه درام دار، یا به اصطلاح drum roastersاز اجزای مختلفی تشکیل می‌شوند که هرکدام نقش خاصی را در این فرآیند ایفا می‌کنند. این اجزا به شرح زیر هستند:

مخزن دانه‌ها (Drum)

مخزن دانه‌ها که معمولاً به‌صورت یک سیلندر دوار طراحی می‌شود، بخشی است که دانه‌های قهوه در آن قرار می‌گیرند و تحت تأثیر حرارت قرار می‌گیرند. این مخزن به‌صورت مداوم دانه‌ها را می‌چرخاند تا دانه‌ها یکنواخت برشته شوند. این چرخش دانه‌ها علاوه بر ایجاد تماس یکنواخت با حرارت، کمک می‌کند تا از سوختگی ناخواسته و تجمع گرما در یک ناحیه خاص جلوگیری شود.

سیستم گرمایشی

سیستم گرمایشی یا مشعل یکی از اصلی‌ترین اجزای دستگاه برشته‌کاری است. این سیستم معمولاً به دو دسته تقسیم می‌شود:
گرمایش مستقیم (Direct Heat): در این روش، حرارت به‌طور مستقیم از طریق مشعل‌های گازی به دانه‌ها منتقل می‌شود. این روش معمولاً سریعتر است و برای کاربردهای صنعتی مناسب‌تر است.

گرمایش غیرمستقیم (Indirect Heat): در این روش، حرارت ابتدا در یک محفظه خارجی تولید می‌شود و سپس از طریق سطح داخلی مخزن به دانه‌ها منتقل می‌شود. این روش معمولاً در دستگاه‌های برشته‌کاری با ظرفیت پایین‌تر و برای دانه‌های با کیفیت بالا بیشتر استفاده می‌شود.

سیستم کنترل دما و زمان (Roasting Control System)

کنترل دقیق دما و زمان یکی از ارکان اساسی برشته‌کاری است. این سیستم می‌تواند به‌صورت دیجیتال یا آنالوگ باشد. دستگاه‌های پیشرفته معمولاً دارای حسگرهای دیجیتال هستند که دما را در نقاط مختلف مخزن اندازه‌گیری کرده و اطلاعات را به‌صورت لحظه‌ای به اپراتور یا سیستم مرکزی دستگاه ارسال می‌کنند. این سیستم‌ها معمولاً به اپراتورها این امکان را می‌دهند تا پروفایل‌های مختلف برشته‌کاری را تنظیم و ذخیره کنند.

سیستم تهویه و خروج گازها (Ventilation)

فرآیند برشته‌کاری تولید گازهای مختلفی می‌کند که باید به‌سرعت از دستگاه خارج شوند تا از خطرات احتمالی و تجمع گازها جلوگیری شود. سیستم تهویه معمولاً از فن‌ها، لوله‌های تهویه و فیلترها تشکیل می‌شود که به‌طور مداوم هوای داغ و گازهای اضافی را از دستگاه خارج کرده و به فضای بیرون منتقل می‌کنند.

سیستم خنک‌کننده دانه‌ها (Cooling System)

پس از پایان فرآیند برشته‌کاری، دانه‌ها باید به سرعت خنک شوند تا از ادامه فرآیند برشته‌کاری جلوگیری شود. سیستم خنک‌کننده معمولاً شامل یک سینی تهویه‌ای است که به کمک جریان هوا، دانه‌ها را سریعاً به دمای محیط می‌رساند. این خنک‌سازی سریع ضروری است تا از سوختن و تغییرات نامطلوب در طعم قهوه جلوگیری شود.

نحوه عملکرد دستگاه برشته‌کاری قهوه

دستگاه‌های برشته‌کاری به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که دانه‌ها را تحت شرایط کنترل‌شده‌ای قرار دهند تا تغییرات شیمیایی لازم در آن‌ها رخ دهد. فرایند برشته‌کاری از چند مرحله کلیدی تشکیل می‌شود:

پیش‌گرمایش

قبل از شروع فرآیند برشته‌کاری، دستگاه به دمای موردنظر می‌رسد. مانند یک فر برای طبخ غذا، یا یک تنور برای پخت نان، دستگاه برشته کاری قهوه نیز برای مدتی به پیش گرم شدن میپردازد تا بتواند به بهترین شکل و کمترین زمان عمل برشته کاری قهوه را انجام دهد.

شروع برشته‌کاری

در این مرحله، دانه‌ها وارد دستگاه از پیش گرم شده می شوند تا رطوبت اولیه موجود در آن‌ها به تدریج خارج شود. دما افزایش می‌یابد و دانه‌ها به‌طور تدریجی رنگ قهوه‌ای می‌گیرند. در این مرحله، واکنش‌های شیمیایی از جمله کاراملیزاسیون (Caramelization) قندها و تغییرات در پروتئین‌ها و چربی‌ها شروع می‌شود. این مرحله معمولاً در دماهای بالای ۱5۰ درجه سانتیگراد انجام می‌شود.

مرحله توسعه

در این مرحله، دانه‌ها به دمای بالاتری می‌رسند و ویژگی‌های طعمی نهایی آغاز می‌شود. دانه‌ها تحت تأثیر دما و زمان قرار می‌گیرند و ترکیبات شیمیایی مانند اسیدها، قندها و روغن‌ها تغییر می‌کنند که به نرمی، عطر و طعم قهوه کمک می‌کند.

پایان برشته‌کاری

زمانی که دانه‌ها به درجه حرارت نهایی رسیدند، فرآیند برشته‌کاری پایان می‌یابد و دانه‌ها به سرعت خنک می‌شوند تا از ادامه واکنش‌های شیمیایی جلوگیری شود. این خنک‌سازی سریع معمولاً با استفاده از جریان هوای سرد انجام می‌شود.

انواع مدل‌های دستگاه برشته‌کاری قهوه

در صنعت برشته‌کاری قهوه، دستگاه‌ها به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند که هرکدام ویژگی‌ها و مزایای خاص خود را دارند: Drum Roasters (دستگاه‌های برشته‌کاری درام) و Fluid Bed Roasters (دستگاه‌های برشته‌کاری بستر سیال). هر کدام از این دستگاه‌ها به‌طور متفاوتی دانه‌ها را برشته کرده و بر طعم نهایی قهوه تأثیر می‌گذارند.

دستگاه‌های برشته‌کاری درام (Drum Roasters)

دستگاه‌های برشته‌کاری درام از قدیمی‌ترین و رایج‌ترین دستگاه‌ها در صنعت قهوه هستند و به دلیل توانایی در تولید قهوه‌ای با طعم پیچیده و عمیق، همچنان بسیار محبوب هستند. این دستگاه‌ها از یک سیلندر دوار تشکیل شده‌اند که دانه‌های قهوه در آن قرار می‌گیرند. درام تحت تأثیر یک منبع گرمایشی، معمولاً گاز یا برق، گرم می‌شود و دانه‌ها به‌طور مداوم در آن می‌چرخند تا یکنواخت برشته شوند.

ویژگی‌های دستگاه‌های درام:

گرمایش غیرمستقیم: در این دستگاه‌ها، حرارت از طریق سطح درام به دانه‌ها منتقل می‌شود، که باعث می‌شود دانه‌ها به‌طور یکنواخت و تدریجی حرارت بگیرند.
کنترل دقیق زمان و دما: اپراتور می‌تواند دما و زمان برشته‌کاری را با دقت تنظیم کند که این امر برای تولید پروفایل‌های مختلف طعمی ضروری است.
فرآیند آرام و یکنواخت: این دستگاه‌ها برای تولید قهوه‌هایی با طعم غنی و پیچیده و همچنین حفظ ویژگی‌های شیمیایی دانه‌ها در طول فرآیند برشته‌کاری بسیار مناسب هستند.

مزایا:

مناسب برای تولید قهوه با ویژگی‌های طعمی پیچیده و غنی.
می‌توان پروفایل‌های مختلف برشته‌کاری را به دقت کنترل کرد.
دوام بالا و کارکرد مداوم در مقیاس‌های صنعتی و متوسط.

معایب:

نیاز به مراقبت زیاد در فرآیند برشته‌کاری.
مصرف انرژی بالا، به‌ویژه در مدل‌های صنعتی.
ممکن است در زمان برشته‌کاری به برخی از دانه‌ها حرارت بیش از حد برسد که منجر به سوختن یا طعم ناخواسته شود.

دستگاه‌های برشته‌کاری بستر سیال (Fluid Bed Roasters)

دستگاه‌های برشته‌کاری بستر سیال یا Fluid Bed Roasters، نسبت به دستگاه‌های درام از تکنولوژی متفاوتی برای برشته‌کاری دانه‌ها استفاده می‌کنند. در این دستگاه‌ها، دانه‌های قهوه در یک جریان هوای داغ قرار می‌گیرند که به‌طور مداوم آن‌ها را به‌طور عمودی به حرکت درمی‌آورد. این دستگاه‌ها برای تولید قهوه‌هایی با طعم سبک‌تر و تازه‌تر مناسب هستند.

ویژگی‌های دستگاه‌های بستر سیال:

گرمایش مستقیم: در این دستگاه‌ها، دانه‌ها مستقیماً در جریان هوای داغ قرار می‌گیرند که باعث می‌شود فرآیند برشته‌کاری سریع‌تر انجام شود.
توزیع یکنواخت گرما: به دلیل جریان هوای دائمی، حرارت به‌طور یکنواخت به دانه‌ها منتقل می‌شود.
سرعت بالای برشته‌کاری: این دستگاه‌ها معمولاً نسبت به دستگاه‌های درام سریع‌تر دانه‌ها را برشته می‌کنند، که این امر به حفظ ویژگی‌های طعمی خاص و عطر تازه کمک می‌کند.

مزایا

فرآیند سریع و با دقت بالا.
حفظ ویژگی‌های طبیعی و عطر دانه‌ها به دلیل برشته‌کاری سریع.
مناسب برای کسانی که به‌دنبال طعم‌های سبک‌تر و تازه‌تر هستند.

معایب

نیاز به نظارت دقیق در فرآیند برشته‌کاری به دلیل سرعت بالای کار.
کمتر مناسب برای تولید قهوه‌های با طعم عمیق و پیچیده.
ظرفیت‌های محدودتر نسبت به دستگاه‌های درام، به‌ویژه در مقیاس‌های صنعتی.

دستگاه‌های برشته‌کاری قهوه در انواع مختلفی طراحی و ساخته می‌شوند. انتخاب مدل مناسب بستگی به مقیاس تولید، نوع دانه‌های قهوه و نیازهای ویژه اپراتور دارد. در ادامه به معرفی چند مدل متداول دستگاه‌های برشته‌کاری قهوه می‌پردازیم:

این دستگاه‌ها معمولاً برای تولید دانه‌های قهوه در مقیاس بزرگ طراحی شده‌اند. دستگاه‌های صنعتی دارای ظرفیت‌های بالا، سیستم‌های خودکار و کنترل دقیق دما و زمان هستند. از این دستگاه‌ها در کارخانه‌ها و مراکز تولید قهوه به‌منظور تولید مقادیر زیادی از دانه‌های برشته‌شده استفاده می‌شود. برندهایی مانند Probat, Loring و Diedrich از پیشرفته‌ترین تولیدکنندگان این دسته از دستگاه‌ها هستند. در ایران نیز شرکت هایی مثل کرن ، ماشین سازی ریسمانچی، آراکاپ و چندین شرکت دیگر نیز در حال تولید داخلی دستگاه های رست و رقابت با نمونه های خارجی اند.

نتیجه‌گیری

دستگاه‌های برشته‌کاری قهوه از اجزای پیچیده و تکنولوژی‌های پیشرفته‌ای تشکیل شده‌اند که در دقت فرآیند برشته‌کاری نقش مهمی ایفا می‌کنند. انتخاب دستگاه مناسب بستگی به نیازهای تولید، ظرفیت و نوع دانه‌های قهوه دارد. با پیشرفت فناوری، دستگاه‌های برشته‌کاری به‌طور مداوم به سمت هوشمندسازی و بهینه‌سازی فرآیندها حرکت می‌کنند و این امر باعث افزایش کیفیت نهایی قهوه و رضایت بیشتر مصرف‌کنندگان خواهد شد.