Literatur (Übersicht)

D. Osteroth (Hrsg.): Taschenbuch fürLebensmittelchemiker und -technologenBand 2 (Springer-Verlag)

Ausführliche Beschreibungen von:• Kaffee- und Teeherstellung• Kakao- und Schokoladenherstellung• Zuckertechnologie• Zuckerwarentechnologie

R. Heiss (Hrsg.): Lebensmitteltechnologie(Springer-Verlag)

Kurzbeschreibungen:• Kaffeetechnologie• Teeherstellung• Kakao- und Schokoladentechnologie• Zuckertechnologie• Zuckerwarentechnologie

Belitz, Grosch, Schieberle (Hrsg.):Lehrbuch der Lebensmittelchemie(Springer-Verlag)

Chemie und Technologie von:• Kaffee, Tee, Kakao• Zucker, Zuckeralkoholen, Süßstoffen

Alkaloide (I)

C-N Grundgerüste Beispiele für Vorkommen einzelne Vertreter

Piperidin Schierling (Conium) ConiinGranatapfelbaum Isopelletierin

Mauerpfeffer (Sedum) Sedamin

Pyridin Tabak (Nicotiana) Nicotin, Anabasin Betelnußpalme (Areca) Arecolin Enzian (Gentiana) Gentianin

Tropan Tollkirsche (A. Bella- Atropindonna) Scopolamin

Cocastrauch (Tropo-)Cocain

Purin, Kaffeebohnen; Kakao- Coffeinmethylierte bohne; Colanüsse TheobrominXanthine Teeblätter Theophyllin

Indol Strychnos-Arten (Cale- Mavacurinbassencurare)

Strychnos-Arten Strychnin Mutterkornpilz Ergotamin

Chinolin Penicillium Viridicatin Rinde trop. Bäume Chinin (China-Arten)

Isochinolin Mohngewächse (Papa- Morphin, Codeinver-Arten, Opium-Arten) PapaverinHerbstzeitlose (Colchi- Colchicincium-A., nicht heterocycl.)

Steroide Nachtschattengewächse Solanin, Tomatin(Abb.zeigt (Solanum-Arten)

Steroid- Salamander (Salaman- SalamandrinGerüst) der-A.) (tier. Alkaloid)

Alkaloide sind meist alkalisch reagierende, stickstoffhaltige organische Ver-bindungen des pflanzl. Sekundärstoffwechsels. Sie sind meist giftig, schmeckenbitter und dienen den Pflanzen vermutlich als Schutz vor Fraßfeinden.

Alkaloide (II): Methylierte Xanthine

Coffein

(1,3,7 Trimethylxanthin)

Theobromin

(3,7 Dimethylxanthin)

Theophyllin

(1,3 Dimethylxanthin)

Teeblatt ca. 4%Kaffeebohne ca. 1-2%Kakaobohne ca. 0.2%

Kakaobohne 1-2.5%Teeblatt 0.05%

Teeblatt 0.01%

Pharmakologische Wirkungen des Coffeins• Anregung des Zentralnervensystems• Erhöhung der Kontraktionskraft des Herzens• Steigerung der Herzfrequenz (Pulssteigerung)• Bronchialerweiterung (Bronchodilatation)• schwach harntreibende (diuretische) Wirkung• Anregung der Peristaltik des Darmes u.a.m.• letale Dosis: ca. 10 g Coffein (~100 Tassen Kaffee)

Coffeingehalte in Lebens-/Genussmitteln sowie Medikamenten• Tasse Kaffee (150 ml aus 4 g Kaffeebohnen): 40 bis 120 mg• Tasse Espresso (30 ml): ca. 40 mg Coffein• Tasse Schwarztee (je nach Zubereitungsart): 20-40 mg• Kakao (Getränk): ca. 6 mg pro Tasse (+ 50 mg Theobromin)• Schokolade: Vollmilch~: ca. 15 mg/100 g; Bitter~: ca. 90 mg/100 g• „Scho-Ka-Kola“: 200 mg/100 g Coffein • Energy-Drinks (z.B. „Red Bull“): 30-150 mg/100 ml• Cola-Getränke: 10-25 mg/100 ml• Coffeinhaltige Schmerzmittel: 50 mg Coffein pro Tablette• Coffeintabletten: 50 bis 200 mg Coffein

(Quelle: Wikipedia)

(Quelle: http://www.hoooliday.com/tipps-info/kaffee/kaffee-lexikon-e.php)

Abbildungen:http://www.kaffeeverband.dehttp://de.wikipedia.org/wiki/Kaffee

KAFFEE• Allgemeines (Geschichte, An-

bauländer, Handel)

• Botanik. Kaffee-Sorten undArten (Arabica, Robusta)

• Anbau und Ernte. Nasse- undtrockene Aufbereitung

• Rohkaffee. Sortierung.Qualitätsbeurteilung

• Spezialkaffees aus Roh-kaffee. Schonkaffees.Entcoffeinierungsverfahren

• Röstkaffee. Kaffeeröst-verfahren. Veränderungenwährend des Röstens

• Löslicher Kaffee (Kaffee-Extrakt, Instant-Kaffee)

• Verpackung

• Kaffee-Mischgetränke

• Kaffee-Ersatzstoffe

Geschichte des Kaffees

Jidda 831

„Kaffa“Provinz inÄthiopien

AA

A

R R

R

C. arabica: Äthiopien -> Jemen (Arabien)

C. robusta: 1860 in Uganda/Kongo entdeckt

Erster kommerzieller Anbau: zunächst im Jemen (8. -17. Jh.)später: Persien, Osmanisches Reich

Holländer -> Java (Indonesien)17- Jh. Franzosen ->Martinique -> Mittel- u. Südamerika

Portugiesen ->Brasilien

Kaffeeanbau, -gebiete; Arten und Sorten

a = Arabicar = Robusta m = Robusta & Arabica

• Kaffee ist weltweit eines der wichtigsten (legalen) Handelsprodukte• Von den ca. 70 Coffea-Arten werden im wesentlichen nur zwei angebaut:C. arabica sowie C. canephora (üblicherweise als C. robusta bezeichnet)

• Robusta ist widerstandsfähiger gegen Parasiten, Krankeiten und Hitze• Anbauzone von 30°N - 30°S (Tropen). Warm-feuchtes Klima, kein Frost.Arabica: Hochland-Kaffee, milder. Robusta: Tiefland-Kaffee, mehr Coffein.

Serotonin„Wohlfühlhormon“

Tag

• Licht verhindert den Serotoninabbau

• Coffein regt die Neubildung von Serotonin an

Melatonin„Schlafhormon“

Nacht

Der Pro-Kopf-Verbrauch von

Rohkaffee in Europa(in Kilogramm)

Dunkelheit erhöht Kaffee-Durst

Abbau

KAFFEE

• Botanik

• Ernte. Trockene und nasse Aufbereitung

• Qualitätsmerkmale; Fehlbohnen

• Spezialkaffees aus Rohkaffee(„Schonkaffees“)

- Diätkaffees (ohne Entcoffeinierung)

- entcoffeinierter Kaffee

• Röstkaffee- Kaffeeröstverfahren

- Veränderungen des Rohkaffees beim Rösten

- Veränderungen des Röstkaffees bei der Lagerung

- Chemische Zusammensetzung des Röstkaffees

• Kaffee-Extrakte (Instant-Kaffees)

• Kaffee-Ersatz (z.B. Malzkaffee)

• Kaffeepflanzen: Botanische Gattung Coffea aus der Familie Rubiaceae• Arten: C. arabica (Arabica-Kaffee) und C. canephora (Robusta-Kaffee) (in geringem Maß auch die Arten C. liberica und C. excelsa)• Pflanze: bis 4 m hohe Sträucher mit weißen Blüten• Reifezeit: 9 - 11 Monate bei C. arabica, 6-8 Monate bei C. robusta• Frucht: Steinfrüchte („Kaffeekirschen“); Farbe während der Reifung von

grün über gelb nach rot• Früchte enthalten (meist) zwei Samenkerne, die Kaffeebohnen

Falls nur 1 Same: „Perlbohne“ (runde Form); falls > 2 Samen: „Terzen“;falls Samen miteinander verwachsen: „Elephanten“

• Die Kaffeebohnen sind in der Frucht von der Samenhaut (dem sog. Silber-

häutchen) sowie der „Pergamenthülle“ umgeben und in ein zuckerhaltiges Fruchtfleisch (Pulpa) eingebettet

BOTANIK: Kaffeestrauch und -kirsche

(Quelle: http://www.kaffeeverband.de / http://de.wikipedia.org/wiki/Kaffee)

Querschnitt durch eine Kaffeefrucht

ERNTE und AUFBEREITUNG

Trockene Aufbereitung(überwiegend Robustas;

in Brasilien auch Arabicas)

Nasse Aufbereitung(überwiegend Arabicas)

• Trocknen an der Sonne (evtl. nach vorheriger Haufenfermentation)

Bohne + Silberhäutchen + Pergamentschicht + getrocknetes Fruchtfleisch

• Sortieren• Schlämmen• (Ent-)Pulpen• Fermentieren• Waschen• Trocknen (Sonne oder Heißluft)

Bohne+ Silberhäutchen+ Pergamentschicht= Pergamentkaffee

• Schälen in trommelartigen Maschinen/Schneckenwalzen• Reinigung, Sortierung

ROHKAFFEE

Ernte• manuell pflücken („picking“) -> einzelne Früchte• abstreifen (manuell oder maschinell) („stripping“) -> alle Früchte• schütteln -> alle Früchte

Zweck der Aufbereitung:Entfernung des Fruchtfleisches + Trocknung -> Haltbarmachung

Übersicht über Kaffee-Aufbereitungsverfahren

HalbtrockeneAufbereitung:wie nasse A.,jedoch ohneFermentation

TrockeneAufbereitung

NasseAufbereitungKaffeekirschen

Ernte(„picking“ o. „stripping“)

Ernte(meist „picking“)

alle Früchte nur reife Früchte

Schwemmkanal

Fermentation

Waschen

Trocknen(Sonne /Maschine)

getrockneterPergamentkaffee

Schälen

Sieben

Sortieren

Rohkaffee(grüner Kaffee)

Abfüllung

Trocknen(Sonne)

getrockneteKaffeekirschen

Schälen

Sieben

Sortieren

„Floaters“

getrocknetesFrucht-fleisch

Über-/Unter-Größen

VerfärbteBohnen

Steine,Schmutz

Frucht-Fleisch

Schleim-schicht

Schleim-schicht(Pektin)

Pergament-hüllen

Über-/Unter-Größen

VerfärbteBohnen

Aufbereitung der Kaffeekirschen

Quelle: J.-C.VincentGreen Coffee

Processing (1987)

unreifeFrüchte

ggf. Schwemmkanal

Entpulpen

entfernen:abtren-nen

entfernen:

Sortieren im Wasser (Ent-)Pulper

Waschen der fermentierten Kaffeebohnen Trocknen der Kaffeebohnen

(Abb.: http://www.kaffeeverband.de; http://www.wikipedia.de)

Trockene Aufbereitung(„ungewaschener Kaffee“;

„unwashed“ oder „natural“)

Wenden und Trocknen der Kaffeekirschen

Aufbereitung der Kaffeekirschen

Nasse Aufbereitung („gewaschener Kaffee“; „Milds“)

Entpulpte Früchte

• 40 kg Kaffeekirschen/m2

• 5-6 cm hohe Schicht

• 1-2 Wochen Trocknung unter ständigem Wenden

• vor Feuchtigkeit schützen

rotierendeTrommel mit

Noppen

Kaffeekirschen

entpulpteBohnen

Pulpe

Wasserspiegel

reifeKaffee-

kirschen

Auffangbehälterfür Steine etc.

U-förmigeSinkvorrichtungbzw. Syphonrohr

Sortieren im Schwemmkanal

Trommelentpulper

Quellen: http://www.kaffeevomschneid.de www.faszination-kaffee.de

Spalt(Kanal)

unreifeKaffee-

kirschen(Floaters),

Zweige

Ableit-Blech für

Pulpe

Qualitätsbeurteilung von Rohkaffee

• Anzahl der Fehler

a) Fremdbestandteile (Steine, Zweige, Schalenstücke ...)

b) Fehlbestandteile (Fehlbohnen)

• Geruch, Geschmack

• Größe, Farbe, Form, Härte

• Schnittfestigkeit

FEHLBOHNEN

• mit starker Auswirkung auf das Röstaroma

- unreife Bohnen (Grasbohnen)

- (am Strauch) vertrocknete Bohnen

- überfermentierte Bohnen („Stinker“) (-> UV-Fluoreszenz)

- frostbefallene Bohnen

- Bohnen mit Pilzbefall

• mit geringer / ohne Auswirkung auf das Röstaroma

- Bohnen mit Insektenfraßstellen

- Rostverfärbte Bohnen („Foxy beans“)

- Ohren

- Bruchbohnen

Quellen:

(http://www.zecuppa.com/coffeeterms-bean-defects.htm) (http://www.tis-gdv.de/tis/ware/genuss/kaffee/kaffee.htm) (http://kaffee-freun.de/rohkaffeebohnen-richtig-bewerten)

Kaffee-Fehlbohnen(Defective Coffee Beans)

Source: http://www.coffeeresearch.org/coffee/defects.htm

UV-Fluorescence of

stinker beans

Dried Cherries Stinkers

Shells Black Floaters

Malformed

Broken

Stones and Sticks

GreenInsect Damage

Half Black

Auslese und Sortierung• Verlesen des Rohkaffees in den Erzeu-

gerländern: z.T von Hand (manuell)• In den Verbraucherländern: maschinel-

les Aussortieren fehlerhafter Bohnen• Trennung der runden Perlbohnen von

den flachen Bohnen über leicht ge-neigte, vibrierende Bleche

• Separierung leichter Verunreinigungenoder kleiner Bohnen mittels Gebläse.

• Sortierung der Bohnen nach Größeüber Rüttelsiebe

• Sortierung nach Dichte (im Luftstrom)• Erkennen schadhafter Bohnen anhand

von Verfärbungen der Silberhaut. Frü-her manuelle, heute meist maschinelleopto-elektronische Sortierung

• Erkennen der schadhaften Bohnen mitFotozellen und Aussortieren mittelsLuftstoß (s. Skizze).

• Mittels UV-Licht werden ausserdemdiejenigen Bohnen erkannt, bei deneneine Gärung eingesetzt hat (Stinker).

Kaffeebohnen-Zufuhr

Rüttelsieb

Fotozelle(optoelektro-

nischeErkennung)

Steuereinheit(PC)

Druckluft-düse (Jet)

Kaffeebohnen-Sortiermaschine (schematisch)

- +UV-Fluoreszenz von„Stinker“-Bohnen

Qualitätsbeurteilung des Rohkaffeesnach Fehlerklassen (Type)

Fehler / 453 g Type Qualitätsbezeichnung

0 1 fancy, fine 1-6 2 extra prime 7-13 3 prime 14-29 4 superior

30-60 5 good 61-100 6 regular > 100 7 ordinary

Punktesystem für Fehler

1 schwarze Bohne 1 Fehler1 großer Stein 5 Fehler1 großes Erdstück 5 Fehler1 mittlerer Stein, Holzstück 2 Fehler1 mittleres Erdstück 2 Fehler1 kleiner Stein, Holztück 1 Fehler1 Kaffeekirsche 1 Fehler2 Bohnen in Hülsen 1 Fehler1 große Kirschenschale 1 Fehler2-3 mittlere Kirschenschalen 1 Fehler4-5 kleine Kirschenschalen 1 Fehler

5 unreife Bohnen 1 Fehler5 Bruchbohnen 1 Fehler5 deformierte Bohnen 1 Fehler

Literatur: Classification of Green Coffee BeansBrazil / New York Method; SCAA Coffee Beans Classificationhttp://www.coffeeresearch.org/coffee/classification.htm

Fre

md

an

teile

Feh

l-b

oh

nen

Zusammensetzung von ROHKAFFEE

- Wasser 10% A,R

- Asche 4% A,R

- Rohfett 16% A 10% R

- Kaffeewachs 0.5% A,R - Kaffeeöl (Rest)

-N-Substanz 11% A,R(ohne Coffein)

-Coffein 1,2% A (1,1-1,7%)2,0% R (2-4%)

-Trigonellin 1,0% A 0,7% R

-Reduzier. Zucker 1% A,R

-Saccharose 9% A,R

-Dextrine 1% A,R

-Chlorogensäure 6% A9% R

-hochmolekulare Kohlenhydrate Stärke, Cellulose Mannose, Pento- sane

(A = Arabicas R = Robustas)

Rest

1,3,7 Trimethylxanthin (Coffein)

-

Trigonellin(Alkaloid)

Kaffeesäure Chinasäure

Chlorogensäure

Ester

SPEZIALKAFFEES - SCHONKAFFEES

• „Schonkaffees“: (angeblich) magenfreundlicher & bekömmlicher

• Verminderung von Reizstoffen im Kaffee (z.B. Chlorogensäure,Röstreizstoffe, Coffein etc.)

• Herstellung: mit oder ohne Coffein-Entzug

(1) Veredelungsverfahren ohne Coffein-Entzug

• Lendrich-Verfahren (1933): Bearbeiten des Rohkaffees mit über-sättigtem Wasserdampf („Idee“-Kaffee). Veränderung derRohkaffee-Inhaltsstoffe; z.T. Chlorogensäure-Abbau

• Entfernen des Silberhäutchens bzw. der Kaffeewachse durchmechanischen Abrieb (Abbürsten; heute nahezu bedeutungslos)

• CHT-Verfahren: Verringerung des Gehalts an Carbonsäure-hydroxytryptamiden (Kaffeewachse; CHT= Leitsubstanz für Kaf-feereizstoffe) durch waschen mit organischen Lösungsmitteln

• Bach-(Kofrosta)-Verfahren: Waschen der gerösteten Bohnen mitkalter, flüssiger Kohlensäure. Chemische Unterschiede zu un-behandeltem Kaffee nicht nachweisbar (heute selten angewandt)

(2) Entcoffeinierung des Rohkaffees

• durch Extraktion mit leichtflüchtigen organischen Lösungsmitteln

• durch Extraktion mit Wasser

• durch Extraktion mit überkritischem Kohlenstoffdioxid (CO2)

(3) Einsatz spezieller Röstverfahren

• Variation von Zeit und Temperatur (-> thermischer Abbau derChlorogensäure)

(4) Besondere Kaffeesorten

• coffeinarme Kaffeesorten (bis zu 70% Reduktion) durch spezielleZüchtung bzw. Einsatz der Gentechnik (Nachteil: anfälliger gegenSchädlinge -> ggf. Einsatz von mehr Pestiziden erforderlich)

ENTCOFFEINIERUNG von Rohkaffee

1. Mit organischen Lösungsmitteln

• Dichlormethan CH2-Cl2

• Trichlorethylen CHCl=CCl2

• 1,1 Dichlorethylen CH2=CCl2

• Essigsäureethylester CH3-COOC2H5

Kaffee HAG Patent(L. Roselius, 1906)

2. Mit Wasser -> eventuell Aromaverluste

a) Wasser, gesättigt mit löslicher Rohkaffeesubstanz (SWP)

b) Secoffex-Verfahren Extraktion mit reinem H2O; dann Extraktvom Coffein befreien und Rückführung aufvorgetrocknete Bohnen (-> Aromaerhalt)

3. Mit überkritischem CO2 -> sehr selektiv; aber aufwändig, teuer

Kritische Temperatur: 31,1°C; kritischer Druck: 73,8 bar (7,58 MPa)

Verfahrensparameter in der Praxis:

Angewandte Temperatur: 40-90°C

Angewandte Drücke: 80-300 bar (8-30 MPa)

• „entcoffeinierter“ Kaffee: < 0.1% Coffein i. Tr.

• Coffein ist gut löslich in heissem Wasser,organischen Lösungsmitteln (z.B. Dichlor-methan) sowie in überkritischem CO2 -> unter-schiedliche Entcoffeinierungsverfahren

Chlorierte Kohlen-wasserstoffe -> Rück-standsproblematik!

brennbar / explosiv

Bei ALLEN Entcoffeinierungsverfahren:

• Entcoffeinierung von ROHKAFFEE (bei Röstkaffee: Aromaverluste!)

• Vorbehandlung der Rohkaffeebohnen mit Sattdampf oder heissemWasser (-> Zellstrukturen werden durchlässig für Coffein)

• Rohkaffee 30 min. mit Satt-dampf aufquellen -> Kaffee-bohne wird durchlässig fürCoffein

• Extraktion des aus der Kaf-feebohne hinausdiffundie-renden Coffeins mit leicht-flüchtigen organischen Lö-sungsmitten (meist Dichlor-methan oder Ethylacetat)bei 40-70°C; ca.10 Stundenrühren

• Lösungsmittel abtrennen(enthält das Coffein; kannhieraus isoliert werden)

• Anschließend Lösungsmittel-reste in der Bohne durchWasserdampfbehandlungentfernen

• Anschließendes Trocknender Kaffeebohnen

• Vorteil: preisgünstig

• Nachteile:- Rückstandsproblematik (Dichlormethan: toxikolo- gische Bedenken) - Ethylacetat: brennbar

• Kaffeebohnen mit heißemWasser extrahieren -> Her-auslösen des Coffeins undanderer Kaffeebestandteile

• Den Extrakt mit dem gelöstenCoffein und anderen Kaffee-Bestandteilen durch Aktiv-kohlefilter geben -> Adsorptiondes Coffeins an Aktivkohle

• Alternativ: anstelle Aktivkohleorg. Lösungsmittel einsetzen

• Mit dem nun coffeinfreien, mitgelösten Kaffeebestandteilengesättigten Extrakt werden ineiner ähnlichen Filterapparaturneue Kaffeebohnen extrahiert

• Es wird nur das Coffein gelöst;die anderen geschmacksbe-stimmenden Inhaltsstoffe derKaffeebohnen bleiben erhalten

• Trocknen der Bohnen

• Vorteil: keine Lösungsmittel-rückstände

• Nachteile:- ggf. Aromaverluste- relativ teuer; an Aktivkohle gebundenes Coffein kann nicht rückgewonnen werden

Entcoffeinierung mitorg. Lösungsmitteln

Entcoffeinierung mitWasser (SWP)

p(T)-Zustandsdiagramm von reinem Kohlendioxid

überkritisch(Dichte des

Dampfes= Dichte derFlüssigkeit)

Überkritisches CO2:= wasserhaltiges CO2 bei > 31,1°C unter Druck (> 74 bar);

weist lösungsmittelähnliche Dichte auf, ist aber nicht flüssig

• Mit Wasserdampf vorbehandelte Kaffeebohnen bei einem Druckvon 80 bis 300 bar (8-30 MPa) und Temperaturen von 70°C-90°Cmit überkritischem Kohlenstoffdioxid (CO2) behandeln

• -> selektive Extraktion des Coffeins• Dem Kohlendioxid wird anschließend mit Wasser (Waschturm)

oder mit einem Aktivkohlefilter das Coffein entzogen.• Das coffeinfreie überkritische CO2 wird anschließend für weitere

Durchläufe verwendet (Kreislauf) -> „erschöpfende Extraktion“

• Anschließendes Trocknen der Kaffeebohnen

• Vorteil: selektiv (Aromaerhalt), keine toxikologischen Bedenken• Nachteile: apparativ aufwändiger, relativ teuer• Anmerkung: eine Coffeinextraktion ist auch mit flüssigem CO2

möglich, das Verfahren dauert jedoch erheblich länger

Entcoffeinierung mit überkritischen CO2

Rohkaffee

Befeuchter (Dampf)

Extraktionsbehälter

Trommeltrockner

Entcoffeinierter Rohkaffee

Umwälzpumpe

Aktivkohle-Adsorber

CO2Wärme-tauscher

(10-12% H2O)

20-50% H2O

> 40° C> 120 bar

10-12% H2O

< 0.1% Coffein

Kompressor und Wärmetauscherzur Aufrechterhaltung von Druck

und Temperatur

Röstung

Entcoffeinierung von Rohkaffee mit überkritischem CO2

(Batchverfahren, diskontinuierlich)

• Extraktion des Kaffees: diskontinuierlich, chargenweise• Fluid (überkritisches CO2): kontinuierlich, im Kreislauf

(Vitzthum, Taschenbuch für LM-Chemiker und -Technolgen, Springer Verlag)

Rohkaffee

Reinigen

Silo

Rösten

Silo

Mischen

Abpacken

Mahlen Ganze Bohnen

• Rösten = trockenes Erhitzen unter Normaldruck bei 220-240°C

• Hauptziele: Entwicklung des Kaffee-Aromas und der Farbe

RÖSTKAFFEE

• Sieben (nach Größe)• Sortieren (Fehlbohnen,

Steine, Metall)

• eine Sorte oder Mischung

• Einzelröstung odergemischte Röstung

• abkühlen (Quenchen)• Zwischenlagerung (Röstgase )

• 4-8 Sorten

(selten)(über-

wiegend)

Rohkaffee

Röstkaffee

Unterschiedliche Röststufen

Kaffeeröstung - Übersicht

Verschiedene Proveniencen & Qualitäten

Standardisierte Qualität

• Einzelröstung: Vorteil: für jede Sorte optimales AromaNachteil: Mischung unterschiedlicher Farben

• Gemischte Röstung: Vorteil: gleiche Farbe;Nachteil: Aromaentwicklung meist nicht optimal

Kontaktröstung

Wandung

Wärmeübertra-gung nur an derBerührungsstelle

Heizgas

Konvektionsröstung

Gebläse; schnellbewegtes Heizgas

Möglichkeiten der Wärmeübertragung: Röstverfahren

Chargenröstung (Batch) Kontinuierliche Röstung

Zufuhr

Quelle: http://www.kaffeeverband.de

„Blends“

Kaffeeröstverfahren

1. Reine Kontaktröstung • nur von aussen 20-40 min*(Konduktion) beheizte Trommel

2. Reine Konvektionsröstung • z.B. Aerotherm-Verfahren 4 min

3. Kontakt/Konvektionsröstung • drehende Trommeln, + heisse Luftchargenweise oderkontinuierlich

• Wirbelschichtröster 2-4 min

• Zentrifugalröster 2-4 min

• Fließbettröster

4. Strahlenröstung • Infrarot oder Mikrowelle(Radiation)

12 min

* Röstzeit pro Füllung (150 kg Rohkaffee)

„Röstgrad“ • Aroma und Farbe • % Gewichtsverlust („Einbrand“; bis zu 20%)

2,3 kg Rohkaffee -> 1,9 kg Röstkaffee

Wärmeübetragung

• Rösten = trockenes Erhitzen der Kaffeebohnen, üblicherweiseunter Normaldruck (Druckröstung ist möglich, aber kaum angewandt).

• Unterschiedliche chemische/physikalische Prozesse -> Bildungvon spezifischen Farb-, Geschmacks- und Aromastoffen

• Rösttemperatur ca. 200-240°C, je nach Röstverfahren und ge-wünschtem Röstgrad (helle -> dunkle Röstung)

• Wärmeübertragung auf die Oberfläche der Kaffeebohnen mittelsKontakt, Konvektion, einer Kombination aus beidem, oderdurch Strahlung (letzteres wird in der Praxis selten angewandt).

• Chargenröstung (Trommelröster, Fließbettröster; üblicherweise inder EU) oder kontinuierliche Röstung (Transport und Röstungdes Kaffees in rotierenden Trommeln mit innenliegendem Trans-portsystem, z.B. Schnecke; v.a. in U.S.A. eingesetzt)

Röster Röstzeit

Trommelröster

Historische Pfannen-, Kugel- undTrommelröster

Reine Kontaktröstung (30-40 min)

Geschlossene Trommel, nurAussenbeheizung

Heizgas umströmt die geschlos-sene Trommel von aussen

OffeneTrommel, Aussen-und Innenbeheizung

Heizgas strömt auchdurch die Trommel

Einfüll-trichter

Abluft

VentilatorZyklon

Häutchen-fänger

Röst-trommel

Kühlsieb

Bohnen-austritts-öffnung

Temperatur-sensor

Heiz-elemente

Bohnen-eintritts-öffnung

Antriebs-welle

Trommelröster

Kontakt-/Konvektionsröstung (10-12 min)

(Quelle: http://www.kaffeeverband.de)

Prinzip

Aerotherm®-Röster

Abluft

ZYKLON,Häutchen-

fänger

Heissluft,240-270°C

Druck

Kühlschiff

Bohnenzufuhr,chargenweise (50kg)

Röst-raum

Reine Konvektionsröstung (3-5 min)

• Kaffeebohnen bleiben 3-5 min

in der Schwebe

• Heissluft unter Druck• Bohnen blähen sich auf -> 20% höhere Extraktausbeute

Wirbelschicht-Röster (Schema)

Rohkaffee-Einfülltrichter

BrennerAbkühlen

(Quenchen)

Röst-abgas

Ventilator

Ring-förmige

Röst-kammer

Häutchen

Auslass des Röstkaffees;anschließende Kühlung

InnererZylinder

Röstgas

Heissluft (hoheGeschwindigkeit)

Kontakt-/Konvektionsröstung (überwiegend Konvektion)

Prinzip

Zentrifugalröster (Schema)

Kontakt-/Konvektionsröstung (überwiegend Konvektion)

Zentrifugalröster: Arbeitsweise• Röstschale: rotierend und senkbar

• Prozess(Heiz-)gaszufuhr von oben

• statischer Lamellenring oben (= Ab-streifer)

• die durch die Drehbewegung entste-henden Fliehkräfte verteilen die Kaf-feebohnen gleichmäßig über die ge-samte Schalenoberfläche

• Im Zentrum der Schale wird der be-wegten Kaffeeschicht ein Röstzuluft-strom zugeführt -> homogene Ver-teilung der Kaffeebohnen und fastvollständig konvektive Wärmeüber-tragung

Kaffeebohnen

Kü

hllu

ftPro

zessg

as

Ent-leerung

http://www.probat.com/de/roester-u-anlagentechnik/kaffee/roesten/saturn/250.html

Haushaltsröster(Heissluftröster)