本文從咖啡初級加工過程中鮮果採摘、鮮果分級、脫皮、脫膠、乾燥、清理分選、脫殼、分級、包裝 9 個 生產階段,對中國雲南與巴西咖啡初級加工現狀、機械裝備情況及加工質量等進行了比較研究,找出雲南咖啡初 級加工業存在的一些問題,旨在爲雲南咖啡初加工發展提供參考。
咖啡是世界三大飲料作物之一,其產量、消費量和經濟價值均居首位。雲南省是我國咖啡的主產區, 種植面積和產量佔全國的 98%以上。與我國其它省份相比,雲南咖啡產業在品種資源、氣候條件及產業規 模方面都具有非常大的潛在優勢。雲南咖啡種植區主要分佈在普洱、保山、德宏、臨滄、版納、文山等地。 近 5 年來,咖啡種植面積從 30 萬畝發展到 140 多萬畝,咖啡產業已成爲雲南高原特色農業的重要產業之 一,爲我省農民增收,農業增效,農村經濟穩定快速發展做出重要貢獻。但要提升產業水平、發揮優勢潛 能,還必須解決一些影響產業化發展的關鍵問題,比如咖啡初級加工導致的機損豆多、品質下降及生產效 率低下等問題。作爲咖啡第一生產大國的巴西,咖啡的生產加工已基本實現了機械化作業,在提高生產效 率的同時也提升了咖啡產品質量。本文通過中國雲南與巴西初級加工現狀、機械裝備情況及加工質量等進 行了比較研究,找準雲南咖啡初級加工業存在的一些問題,旨爲雲南咖啡初加工發展提供參考。
1 雲南咖啡與巴西咖啡初加工現狀比較 咖啡初級加工階段主要包括咖啡鮮果採摘、鮮果分級、脫皮、脫膠、乾燥、清理分選、脫殼、分級、
包裝等環節。
1.1 鮮果採摘
雲南咖啡多爲山地咖啡,鮮果採用手工採摘方式,人工使用量大。就當前咖啡種植區而言,咖啡採收 時節剛好與甘蔗砍收、冬蔬菜採摘等重疊,勞動力極度緊缺,導致咖啡採摘成本顯著增加。
巴西山地咖啡採摘有使用手持式採收機在小中大型咖啡種植園中作業,從而使每個勞動力的採摘量增 加 3 至 4 倍,與傳統的手工採摘鮮果相比較,採收成本可降低 40%。也有很多大型咖啡種植場,咖啡種植 行距寬大,帶有立式旋轉尼龍刷的咖啡收穫機可直接在咖啡園中作業,將咖啡豆刷下後即可直接輸送到清 選裝置進行清洗。此類收穫機性能優良,可確保咖啡機械化收穫成功。有測試表明巴西聖埃斯皮裏圖州康 尼隆種植者採用手工和機械化採收的組合最多可節省 70%的勞動力成本。此外巴西還有落地咖啡豆收集 機,能通過氣流將落地的咖啡果收起,再經清選回收[1]。
1.2 鮮果分級
不論採用何種收穫方式,採摘的鮮果中都會混入部分青果、乾果、過熟果與枝葉雜質等。此類物質的 混入將影響咖啡的加工及其品質。因此,高品質的咖啡加工,要求鮮果在加工前應進行分級。
雲南咖啡鮮果分級基本上都是採用人工篩選的方法,先將綠果、乾果、過熟果、枝葉以及其它雜物分 出, 再用鮮果分級篩或用浮選池將大小果和空癟果分開。
巴西的咖啡鮮果分級一般都有相應的配套設備。如巴西 pinhalense 公司生產的 LSC 系列鮮果清洗分離 機,能將漂浮物、熟果、未熟果進行分離以滿足不同的生產需要。鮮果分級機械的運用,能有效消除部分 不良果品及樹葉、沙子、石塊等雜物對咖啡成品的影響,同時在節約用水,節省勞力,高效加工方面優勢 突出。
1.3 脫皮
雲南咖啡以小型種植戶爲主,由於咖啡鮮果必須當天採摘,當天脫皮,咖啡鮮果小型脫皮機幾乎每戶 咖啡種植戶必備,如雲南保山的高工 15B 型咖啡剝皮機,以及思茅的 KT-116 型小型咖啡脫皮機在當地咖 農中應用較爲普遍。該類機械可單人操作,生產效率、脫淨率相對較低,破碎率相對較高,無青果分離功 能。
巴西多使用pinhalense公司生產的ecoflex序列含青果分離機和循環機的脫皮機械。在脫皮的同時能逐 步或完全用循環法分離出未熟果,有效減少皮渣中帶殼豆的損失及帶殼豆外觀損傷,減少或避免加工過程 中黑豆的產生。該類機械分類細緻,能滿足不同生產能力需要;同時機械易調節,低水耗,能根據使用者 需要自由組裝,在保證高品質咖啡生產、增加種植者的收益、減少環境污染方面效果顯著。
1.4 脫膠
雲南咖啡主要採用發酵脫膠方法,此過程主要在發酵池中進行,各農戶需要根據生產規模建設適量的發酵 池。發酵脫膠過程受溫度等環境條件的影響很大,操作者大多憑經驗掌握髮酵程度,容易導致咖啡豆色澤 差,次品率高,質量參差不齊,難以控制咖啡品質。同時該技術耗時較長,耗水量較大,水污染較嚴重, 加工過程中質量損失也較大。
巴西咖啡加工部分採用機械脫膠技術,咖啡豆不需發酵即可脫膠,脫膠過程完全機械可控,能有效保 證咖啡豆質量均勻一致。如雲南省農業科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究所引進的巴西生態型脫皮脫膠組合 機,能一次完成對咖啡鮮果的脫皮脫膠,且生產效率可達 1500-2200 kg/h[2]。此類機械在保證咖啡豆較高的 脫淨率,較少損傷的條件下,還具有高效率,低水耗,環保易操作的特點。
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1.5 乾燥
雲南咖啡主要採用晾曬乾燥,採用此種方法應有足夠的曬場,每噸鮮果需曬場約 15 m²。乾燥時間的長短 受日照長短、氣溫高低、空氣流動程度、空氣溼度等因素的影響,晾曬咖啡產品的質量很大程度上受到自 然氣候條件的限制。少數有條件的大企業會配備進口咖啡機械乾燥機,日曬乾燥與機械乾燥相結合。
巴西的咖啡鮮果、帶殼豆和生豆乾燥技術在世界上處於領先地位。 Pinhalense 的 SRE 序列的滾筒式 乾燥機是在全球範圍內針對小型種植戶較爲成功的一款乾燥機械,最終產品乾燥均勻,能形成一致的顏色 和水分含量且對乾燥產品外觀無損壞。其獨特性還在於除了能用石油和天然氣作爲燃料外還可以咖啡糠 殼、木材作爲燃料。SRE-016X、025X、033X 可專門針對小微型種植戶使用,如 SRE-025X 產能爲 920kg 幹豆/批或 1702kg 溼豆/批。中型的如 SRE-050X、075X 產能爲 1840-2760kg 幹豆/批或 3404-5106kg 溼豆/ 批;大型的如 SRE-150X 產能爲 5520kg 幹豆/批或 10212kg 溼豆/批。
1.6 清理分選
咖啡生豆在收集、晾曬、運輸和貯藏過程中可能混入泥沙、石塊、鐵屑等雜物。在進行下一步加工之 前,必須對這些雜物進行清理,否則會影響咖啡成品的質量,損害人體健康,對後序加工設備如碾磨機等 造成不利影響。咖啡預清理設備通過篩選法或比重法分離出咖啡中砂石等雜物。高品質的咖啡加工要求盡 可能保證原料的清潔衛生,因此咖啡預清理設備的使用就選得很有必要[3]。雲南咖啡重點依靠人工分選,巴西 多采用機械清理分選。其中預清洗機 PREL1-1X/2X/3X 能分離出比帶殼豆或大或小的雜物,除石機 CPFBNR-1X/2X/3X/1A/2A/2A、CPF-1X/2X/3XL 能去除石頭和其他雜物,在清潔產品的同時也防止生產線 上其它機械被石頭損傷。
1.7 脫殼
最初雲南咖啡脫殼一般選用小型碾米機,改換篩子後對咖啡豆進行脫殼加工,脫淨率不高,破碎率較 高,光澤差,且咖啡豆與殼屑、銀皮混雜[4]。目前也有專業的咖啡脫殼機械,如雲南省農業科學院熱帶亞 熱帶經濟作物研究所與雲南省農業機械研究所合作生產的咖啡脫殼拋光機,可實現咖啡脫殼拋光一體化操 作,經反覆試驗,該機械脫淨率高,破碎率較低,銀皮去除較乾淨,脫殼後咖啡豆外觀色澤較好,目前在 雲南範圍內已推廣運用 30 餘臺。
巴西專業咖啡脫殼機械分類較細,如巴西 Pinhalense 公司生產的 DBD-05X/15X、DEPOL-2X 等多種類 型的脫殼拋光機在脫除帶殼咖啡豆外殼的同時還能清除咖啡生豆表面的銀皮及雜物。DEPOS-2X/4X/6X 序 列的無粉塵脫殼機,可避免脫殼過程粉塵的飛揚,較環保。CON-12X、CDVR-2X 系列冷脫殼機械,可只 進行脫殼但不拋光。CON-8X 組合式脫殼機能同時完成預清潔、去石、脫殼工作。C2DPRC 帶殼豆和乾果 實的脫殼拋光機。C2DPRCX 脫殼拋光分級組合機,經該機械脫殼加工後便是已分級好的咖啡生豆。
1.8 咖啡豆分級
爲提高咖啡豆的商品價值,提高經濟效益,一般需對混合咖啡豆進行分選分級。雲南咖啡豆經脫殼、 風選後,一般採用人工分揀,以揀除雜物及缺陷豆等,並根據銷售要求,用人工過篩分級。由於該方法 受人爲因素影響較大,不僅費工費時且質量也難以保證,。咖啡豆一般均以混合級出售,售價較低[5]。
巴西商品咖啡豆的分選主要分爲三大類機械完成。一是按粒度大小分級,可以進行篩選同時也除去尺 寸過大或過小的雜質,如巴西 PI-2X/4X 、PII-2X/4X 粒徑分級機。二是按密度分選,可以通過風選、振動 分選,如巴西 MVF 型重力分選機,能同時除去輕雜質和重雜質。有些在加工中通過磁選除去鐵類雜質。 三是顏色分選,混合咖啡豆中很少的缺陷豆如臭豆就可以降低咖啡的飲用質量,所以必須將缺陷豆如黑豆、 棕色豆等撿除。如 DSB 型電子色選機,只要撿除 1%的臭豆,就可以使咖啡提高 1-2 等級,咖啡的杯品質 量得到很大提升[6]。
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1.9 包裝
雲南咖啡初加工主要以家庭作坊式加工爲主,成規模的加工企業和知名品牌企業較少。咖啡的包裝環 節機械化程度較低,一般經過分選得到的成品咖啡豆,用麻袋按不同規格進行計量包裝,最後用縫包機或 手工縫合袋口。
巴西擁有大規模的咖啡加工廠,咖啡貿易往來較多,交易量較大,咖啡的拼配和包裝機械化程度較高。 大袋裝載、大集裝箱裝載 CPC 及各種根據客戶需求進行包裝的裝置配備齊全,全面提高了生產效率。