Изобретение воздушной жаровни произвело революцию в обжарке кофе, позволив обжаривать кофе быстрее и в больших масштабах, чем когда-либо прежде. За десятилетия, прошедшие с момента его изобретения, ростер с воздушным обжариванием приобрел огромное значение в промышленной обжарке кофе, хотя классический барабанный ростер остается предпочтительной машиной для большинства небольших обжарочных заводов.

Но кто отвечал за внедрение этой радикальной идеи? Как и все изобретения, разработка воздушной обжарки не может быть привязана к единственному моменту вдохновения. В этом посте мы рассмотрим наиболее важные вехи на этом пути, начиная, как это ни парадоксально, с изобретателей, ответственных за современную форму барабанного ростера.

Барабанщик

Базовая конструкция барабанной жаровни, какой мы ее знаем сегодня, была разработана в 1880-х годах и с тех пор почти не изменилась. Джабез Бернс установил многие из основных особенностей жаровни барабанного типа в своей работе. патент 1864 г., и подавляющее большинство используемых сегодня обжарочных машин следуют тем же основным принципам.

Кофеварка Джабеза Бернса (фрагмент из его патент 1881 г.)

С тех пор производители выпустили множество различных моделей обжарщиков кофе, у каждой из которых есть свои страстные сторонники и противники. Мы посвятили первую главу нашего Наука обжарки course, чтобы проанализировать сильные и слабые стороны различных конструкций, представленных на рынке, и поговорить с известными обжарщиками об их опыте использования различных типов обжарочных машин.

Общей чертой многих «новых» конструкций ростеров является то, что они используют горячий воздух для нагревания зерен, а не нагревают непосредственно жарочный барабан. Несмотря на прогнозы некоторых производителей, ростеры с воздушным обжариванием до сих пор не смогли полностью вытеснить классические ростеры с барабанами, но нет никаких сомнений в том, что развитие обжаривания горячим воздухом также сильно повлияло на конструкцию современных барабанных ростеров и привело к огромным изменениям в способах их приготовления. кофе обжарен. На самом деле, понимание важности горячего воздуха при обжарке кофе, возможно, является самым большим достижением за всю историю обжарки кофе.

Важность горячего воздуха

Спустя пару десятилетий после того, как Бернс построил свой ростер для барабанов, Алекс ван Гюльпен усовершенствовал конструкцию Бернса, внедрив регулируемый поток воздуха. В конструкции ван Гюльпена был вентилятор, который втягивал воздух через барабан для удаления газов обжарки (Берстен 1993). ван Гюльпен был одним из основателей компании Emmericher Maschinenfabrik und Eisengießerei, которая позже стала Probat.

Однако, возможно, именно немецкий изобретатель Карл Саломон был первым, кто полностью осознал всю важность контроля воздушного потока при обжарке кофе. Он описал это понимание в патент 1892 г.. Конвекция — через горячий воздух — намного эффективнее передает тепло зернам, чем теплопроводность от стенок барабана. Саломон понял, что использование конвекции для передачи тепла позволяет гораздо быстрее обжаривать зерна без риска обжечь поверхность зерен.

До тех пор, пытаясь быстро обжарить кофе в жаровне на основе проводимости, можно было поджечь зерна о горячую поверхность барабана. Чтобы избежать этого, обжарщики будут использовать низкие температуры, а время обжарки в коммерческих обжарочных цехах может составлять до часа. «Медленная обжарка» может звучать романтично, но убивает вкус кофе. кислотность и аромат, в результате чего получается довольно неприятный кофе. Как сказал Саломон в своем патенте:

«В методах, использовавшихся до сих пор для обжаривания кофе… высоких температур тщательно избегали из-за опасения слишком сильного обжаривания или даже подгорания зерен… Из-за длительности этих процессов обжаривания растворимый экстракт частично разлагался или разрушался. ”

Саломон сообщил, что, используя горячий воздух в качестве основного источника тепла, можно обжаривать зерна при более высоких температурах, не рискуя сжечь бобы. Это нововведение означало, что кофе впервые можно было обжаривать менее чем за десять минут. Он также отметил дополнительное преимущество увеличения потока воздуха: он удаляет дым и мякину из барабана, в результате чего кофе получается более чистым.

Косвенный нагрев

Как только важность горячего воздуха была установлена, следующим логическим шагом было полностью отказаться от прямого нагрева барабана и нагревать жаровню только горячим воздухом. Барабанные жаровни с непрямым нагревом, работающие по этому принципу, начали появляться в начале ХХ века.

Барабанные ростеры с косвенным нагревом можно было бы справедливо считать первыми воздушными ростерами, даже если они внешне были похожи на классические барабанные ростеры, потому что они использовали горячий воздух в качестве единственного источника тепла.

Теодор Фогелер Дизайн 1908 года для барабанного ростера с непрямым обогревом используется теплообменник (g) для нагрева воздуха перед его подачей в барабан (a).

Если непрямые жаровни считаются первыми воздушными жаровнями, мы не знаем, кому следует приписать изобретение. В своей книге Все о кофе, Уильям Укерс (англ.1922) приписывает первую машину для обжарки с непрямым нагревом Джозефу Ламберту, более известному как (возможный) изобретатель арахисового масла (Смит 2007). Однако единственные опубликованные патенты компании Ламберта описывают обжарочные машины с газовой горелкой внутри барабана. Сейчас это может показаться странным, но в то время это был достаточно распространенный дизайн. «Непрямой» нагрев, о котором упоминает Укерс, вероятно, относится к тепловому экрану, который Ламберт использовал для защиты бобов от прямого тепла пламени, а не к настоящей жаровне с непрямым нагревом.

Первый псевдоожиженный слой

В псевдоожиженном слое поток воздуха используется для псевдоожижения зерен — они поднимаются в потоке воздуха, чтобы они плавали и вели себя как жидкость. Флюидизированные зерна могут свободно перемещаться в потоке воздуха и, таким образом, равномерно обжариваться без необходимости использования движущихся лопаток или вращающегося барабана.

После того, как в начале двадцатого века была создана концепция обжарки на воздухе, на удивление быстро последовали ростеры с псевдоожиженным слоем. Кипящие слои были впервые использованы в химической промышленности в 1922 году, а всего четыре года спустя, в 1926 году, Генрих Каасен уже запатентовал конструкцию жаровни с псевдоожиженным слоем (Каасен 1929 г.).

Конструкция Генриха Каасена 1926 года для жаровни с псевдоожиженным слоем. Бобы загружаются на сито (d), а затем псевдоожижаются горячим воздухом, поступающим из теплообменника (а). После обжаривания второй вентилятор всасывает зерна в камеру (m) для охлаждения.

Однако потребовалось еще 30 лет, чтобы жаровня с псевдоожиженным слоем стала коммерциализированной. Lurgi запустил Aerotherm в 1957 году в сотрудничестве с кофейной компанией. Хеймбс и Брауншвейгский университет (г.АБЗ 2005). Производство Aerotherm было прекращено в начале 1970-х (Сивец и Дерозье, 1979 г.).

Майкл Сивец

Майкл Сивец был легендарной фигурой в мире кофе — блестящий, а иногда и вспыльчивый инженер-химик, который применил свои навыки и аналитическое мышление в кофейной индустрии. Сивец родился в 1922 году, когда в химической промышленности впервые были использованы псевдоожиженные слои. Опираясь на свой многолетний опыт работы как в химической промышленности, так и в коммерческой обжарке кофе, Сивец создал и запатентован его первая жаровня с псевдоожиженным слоем в 1974 году. Вскоре после этого он начал сотрудничество с немецким производителем Neuhaus Neotec для коммерциализации конструкции, но был разочарован медленным прогрессом и вскоре начал прокладывать свой собственный путь. Сначала Сивец строил свои обжарочные машины в своем гараже; позже он перенес бизнес в бывшую церковь.

Сивец признал существование предыдущих разработок, таких как Aerotherm, в своем патенте (Сивец 1976 г.). Тем не менее он утверждал, что изобрел первую практическую жаровню с псевдоожиженным слоем, основываясь на предложенных им улучшениях по сравнению с существующими конструкциями, которые он отверг как «так называемые ростеры с псевдоожиженным слоем».Сивец 2002).

Самыми важными улучшениями в жаровне Сивца было то, что поток воздуха был направлен с одной стороны, чтобы зерна циркулировали, а не плавали на месте, и что он использовал термопару для точного считывания температуры зерен. Ни одна из них не была новой функцией обжарщиков кофе, но в сочетании с конструкцией Сивца они создали эффективную обжарочную машину, версии которой производятся до сих пор.

Недостающее звено

Одним из часто упускаемых из виду имен в истории ростера с псевдоожиженным слоем является Уэсли Голдфайн. В его патент 1941 г.Голдфайн описывает машину, которая использует струю горячего воздуха, поступающую с одной стороны кучи зерен, заставляя зерна циркулировать внутри жаровни.

Деталь из патента Goldfine 1944 года на жаровню с асимметричным носиком. Горячий воздух, нагнетаемый в основание жаровни, заставлял зерна циркулировать в цилиндрической камере.

В то время как первоначальная идея псевдоожиженного слоя была заимствована из химической промышленности, конструкция Голдфайна опережала время: десять лет спустя в химической промышленности появились первые «фонтанные слои», работающие по аналогичному принципу.Матур и Гишлер, 1955 г.). Тот же принцип управляет циркуляцией зерен в ростере Сивца, а также во многих современных аппаратах для обжарки воздуха, включая как большие промышленные машины, так и Икава образцы ростеров.

Ростер с псевдоожиженным слоем вместимостью 50 кг при Кофе Зараффа в Квинсленде, Австралия. фото Кофе, опубликовано под Лицензия Creative Commons

Мог ли Сивец справедливо претендовать на звание изобретателя первой практической жаровни с псевдоожиженным слоем, возможно, вопрос перспективы. Однако нет никаких сомнений в том, что благодаря своим знаниям и упорству он оказал большое влияние на кофейную индустрию. Очень похоже на вопрос о кто изобрел эспрессо-машину, разработка воздушной жаровни — это история непрерывного поступательного прогресса, а не один момент «эврики», изменивший отрасль.