我国小粒咖啡鲜果以传统湿法(水洗)初加工方式为主,其工艺流程为鲜果→除杂→分级→脱皮(胶)→发酵→清洗→干燥→脱壳→分选→商品咖啡豆。不足之处一是用水量大,加工1 t咖啡鲜果用水量为3~6 t。二是环境污染大,治污难度高,初加工废水中果皮、果肉、糖类、果胶、CODcr、BOD等污染物浓度高,废水溶液呈酸性。三是成品咖啡豆级数不分,不同级别咖啡豆交混,严重影响了咖啡的品质,不利于咖啡提质增效。技术通过初加工技术创新,在提升咖啡品质和降低加工成本的前提下,污水达到零排放。
目前,系列技术设备在70余家咖啡加工企业使用,日加工咖啡鲜果达1 000 t以上,已实现较大范围推广应用。
2017年以来,云南农业大学热带作物学院与云南仨得科技公司、普洱富民农业装备有限公司等进行技术创新合作,研发咖啡无水加工技术,进行了大量的生产性试验,试验表明,鲜果用水量为零,叶、渣、石等杂质除净率98%、干果分净率96%、非成熟果与成熟果分净率大于98%、鲜果果皮脱净率大于99%(机损率小于1%)、脱胶机脱净率大于98%(机损率小于2%)、每小时鲜果处理加工量达到4 000 kg。
2021—2022年利用此技术实现污水零排放,提升了咖啡豆品质,提高了生产效率,降低了人工成本;提高了咖啡豆成品率,降低了机损率,增加了效益。
以技术作为“咖啡加工提质增效关键技术研发与集成应用”重要科技成果支撑材料,2020年获海南省科技进步二等奖。
技术方案为全新脱皮干燥设备机械一体化生产线,采用内循环水对咖啡鲜果清洗、除杂。脱皮及脱皮后输送为无水加工,经生物发酵后采用高效空气能热泵干燥,全程清洁能源无污染物排放。
脱皮机皮果分离、脱皮机破损率、脱胶机脱净率、脱胶机破损率等技术参数均达到甚至超过湿法加工参数要求。
机械脱胶加工或生物发酵采用机械脱胶直接处理,完成优质商品咖啡豆加工;采用可控工业微生物厌氧发酵,完成精品咖啡豆加工,提高咖啡豆的品质。两种处理后续工序相同。
咖啡湿豆表面一般含水量为13%,这部分水分必须2 h内快速除掉,以确保咖啡湿豆不会产生二次发酵。采用大风量热风在预干燥池内完成除湿,咖啡豆相互无粘接,无结块。每小时干燥处理湿豆量≥500 kg,为进入下一工序创造条件。
对预干后的咖啡豆采用空气热泵背压式干燥设备机干燥到含水量为12%。咖啡豆与干燥池无粘接、干燥盘无堵塞、咖啡豆无后发酵。
整个生产线实现全自动化、可视化控制。解决生豆工业生产标准化、一致性的问题。
咖啡种植区域的咖啡加工企业、咖啡庄园、咖啡专业合作社、咖啡种植大户均可使用。
咖啡加工过程中所需内循环水必须干净无异味,相关设备必须专业技术人员调试处理,初次使用操作需要专业技术人员进行指导。
云南农业大学热带作物学院。