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Friday, May 04, 2007

應用熱泵低溫低濕乾燥台灣咖啡

應用熱泵低溫低濕乾燥台灣咖啡生豆之可行性探討

•屏科大機研所 謝欽城.鍾志琛•

一、前言

咖啡樹屬茜草科常綠喬木(圖一),以赤道為中心,南北緯23.5度的熱帶地區,雨量豐沛、平均氣溫約15~30℃是最好的栽培咖啡帶(COFFEE BELT)。在咖啡生產地區中,生咖啡豆的加工方式有二種,為乾式加工法及濕式加工法,乾式較為簡單,製程中對於咖啡豆的傷害較少,但品質較差偏酸性;相對的,濕式加工法需要嚴格的控制採收條件,雖然加工過程較為複雜,但品鑑專家均認為所得咖啡生豆的品質較佳。

本文目的為探討利用低溫低濕乾燥法乾燥國產咖啡生豆可行性。

二、熱泵低溫除濕乾燥機之構造及作業流程

熱泵低溫除濕乾燥機原理是以冷凍壓縮機取代一般乾燥機內之燃料或電力加熱器,利用冷凍機將乾燥室所排出之空氣中所含熱能加以凝集、回收,做為加熱的能源,故可節省可觀的能源費用,如圖二所示。

三、乾燥實驗

咖啡生豆的製程包括:(1)水選:浸水利用比重原理淘汰不良之咖啡果實。(2)去外皮:將優良的咖啡果實,置入去皮機中,使外皮與帶殼的咖啡豆分離。(3)發酵:去外皮後的咖啡豆浸置於水中約2436小時,然後以清水搓洗數次至內皮沒有滑溜的感覺,確保發酵過程而不會帶走味道。(4)脫水:將洗淨之咖啡生豆置入脫水機中約 2~3 分鐘,使附著水分減至最少,再取出日曬乾燥(傳統法)。現改用熱泵低溫除濕乾燥機,以30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃乾燥實驗,依實驗時間及成分分析來選定後續之方向,結果如表一所示。

表一 台灣咖啡生豆乾燥時間及成分分析表:﹪

溫度

時間

水分

脂肪

蛋白質

糖分

單寧酸

礦物質

粗纖維

咖啡因

可溶物

日曬法

5-7

11.60

5.92

12.50

8.33

5.0

7.34

20.08

0.64

28.59

55

26 hr

11.43

5.58

12.80

7.54

4.6

7.53

19.56

0.89

30.07

50

30 hr

11.53

6.45

12.58

8.40

5.2

7.51

28.64

0.94

18.75

45

34 hr

11.63

5.21

12.40

7.25

5.0

7.52

24.95

0.64

25.40

40

48 hr

11.46

4.74

12.30

7.11

4.8

5.71

18.33

0.59

34.96

35

66 hr

11.46

4.96

12.26

7.59

4.5

6.96

19.20

0.53

32.54

30

76 hr

11.18

4.98

12.16

4.47

4.3

7.18

18.00

0.49

37.24

表二 參考文獻咖啡生豆乾燥時間及成分分析:﹪

溫度

時間

水分

脂肪

蛋白質

糖分

單寧酸

礦物質

粗纖維

咖啡因

精華部

日曬法

5-7

11.3

11.7

11.8

8.0

6.0

4.2

28.6

1.3

17.1

四、結論

經由上述之實驗數據 分析結果如下(1)以熱泵低溫低濕乾燥來取代傳統日曬法時以50℃乾燥方式可縮短乾燥時間1026hr (2)50℃乾燥結果之成品品質比較接近文獻之日曬法品質(表二)。綜合以上資料選擇50℃低溫低濕乾燥,較符合經濟效益及品質的穩定性。(作者謝欽城連絡電話:08-77032027007)




圖二 乾燥機空氣循環示意圖