Конвекционные ростеры: от идеи до современных моделей

Вкусоароматический потенциал зерна раскрывает качественная обжарка, которая невозможна без хорошего оборудования. Мы уже рассказывали, какими бывают ростеры и в чем их особенности. В этой статье хотим подробнее остановиться на конвекционных ростерах. Рассказать, как они появились, и ответить на вопрос: почему при всех видимых преимуществах конвекционные ростеры пока еще не заменили барабанные.

Для подготовки этого текста мы использовали материал наших коллег Barista Hustle.

Что мы знаем о конвекционных ростерах

Для обжарки кофе сейчас используют кондукционные или конвекционные ростеры. В первых зерно получает тепловую энергию от нагретых стенок барабана. Контролировать обжарку в таком ростере непросто, процесс требует внимания и осторожности. Даже соблюдая технологию, обеспечить равномерность прогрева зерен со всех сторон в одинаковой степени нельзя. Из-за прямого нагрева тело кофе получается плотным, а вкусовые характеристики выражены четко и ярко.

В конвекционных ростерах тепло зерну передает поток горячего воздуха. Он нагнетается в камеру обжарки и равномерно нагревает зерно. При такой обжарке кофе приобретает более мягкие и деликатные вкусоароматические особенности.

Кроме того, конвекционные ростеры исключают некоторые дефекты, которые появляются из-за прикосновения зерна к горячим поверхностям. Также в конвекционных ростерах легче контролировать температуру, и профили обжарки могут быть короче по времени.

Чтобы понять основную причину, почему разные типы энергии так сильно влияют на вкус кофе, достаточно взглянуть на простую иллюстрацию того, как будут отличаться внутренние слои кофейного зерна, обжаренного по одинаковому профилю за одно и то же время:

Разницу можно увидеть, если провести простой эксперимент: обжарить один кофе на разных типах энергии и замерить цвет кофе с помощью колориметра в двух состояниях — в зёрнах и молотым. Цвет внешнего слоя кофе, обжаренного с помощью кондукции, будет темнее. Но при замере цвета этого же кофе в молотом виде он окажется светлее, чем у кофе, обжаренного с помощью конвекции.

Следовательно, в конвекционном ростере мы можем получить значительно более равномерную обжарку, чем на кондукционном. Но это не всегда хорошо.

Минусы тоже есть. Слишком сильная горячая струя воздуха может пересушить зерно. Обжарить яркий, кислотный и сложный кофе под фильтр бывает чуть сложнее — он будет чистым, сладким, но немного потеряет уровень кислотности и вкусовой диапазон.

В конвекционном ростере можно получить значительно более равномерную обжарку, чем в барабанном. Но это не всегда хорошо

История развития конвекционных ростеров

Конвекционные ростеры появились значительно позже классических барабанных. Их появление стало результатом исследований и разработки оборудования в течение пяти веков. Об этом пути мы писали отдельный материал.

В 1892 году немецкий изобретатель Карл Саломон выяснил, что горячий воздух намного эффективнее передает тепло зернам, чем нагретые стенки барабанного ростера. По мнению Саломона, горячий воздух в качестве основного источника тепла позволил бы обжаривать кофе менее чем за десять минут. Также Саломон отметил, что усиленный поток воздуха удаляет дым из барабана, в результате чего вкусоароматический профиль кофе получается более чистым.

Первый прототип условно конвекционного ростера создал Джозеф Ламберт. В устройстве была реализована идея непрямого нагрева барабана. Газовые горелки находились не снизу, как обычно, а на входе. Они подавали тепло внутрь конструкции.

В 1922 году в химической промышленности впервые появилось понятие «кипящего слоя». Этим термином назвали состояние твердых частиц, которые под воздействием восходящего потока газа или горячего воздуха парят и при этом интенсивно перемешиваются. Изобретатели решили использовать принцип кипящего слоя в ростерах.

Конструкция ростера с кипящим слоем, запатентованная Каазеном. © baristahustle.com

В 1926 году Генрих Каазен запатентовал конструкцию ростера, в котором кофе обжаривается в «кипящем слое». Механизм работал просто: зерна загружали на специальное сито, под воздействием горячего воздуха из теплообменника они буквально поднимались вверх и обжаривались. После этого верхний вентилятор всасывал кофе в отдельную камеру для охлаждения.

Производство ростеров с таким механизмом не коммерциализировали в течение 30 лет. Только в 1957 году компании Lurgi в сотрудничестве с Heimbs и Брауншвейгским университетом запустили в производство ростер Aerotherm. Он обжаривал кофе в потоке горячего воздуха. Но у устройства были минусы. Во-первых, слишком маленький размер — он не подходил для коммерческого использования. Во-вторых, обжарщик должен был быть максимально сконцентрирован. Нужно было все время контролировать воздушный поток, чтобы зерно не выдувало наверх. В 1970-х производство Aerotherm остановили.

В 1941 году Уэсли Голдфайн запатентовал новую модель конвекционного ростера с асимметричным носиком. Особенность конструкции этого устройства была в том, что горячий воздух поступал с одной стороны и заставлял кофе циркулировать внутри ростера для равномерной обжарки.

Патент Уэсли Голдфайна на ростер с асимметричным носиком. © baristahustle.com

В 1974 году инженер-химик Майкл Сивец разработал и запатентовал конструкцию промышленного конвекционного ростера. Он взял за основу технологию производства полиуретана. Чтобы его получить, гранулы магния на одном из этапов сушат в камере горячим воздухом.

В процессе создания ростера Сивец сотрудничал с компанией Neuhaus Neotec. Но был недоволен медленным процессом и решил производить оборудование самостоятельно. В 1976 году ученый запатентовал улучшенную версию конвекционного ростера с термоэлементом для определения температуры зерен. Ростеры по конструкции Сивеца производят до сих пор.

Конструкцию конвекционных ростеров разрабатывали и улучшали на протяжении нескольких десятилетий и сегодня на рынке есть различные конвекционные ростеры. От обжарки кофе в «кипящем слое» до барабанных ростеров с конвекционной обжаркой, которые мы и используем. Современные модели учитывают знания о химическом составе кофейных зерен и изменения, которые происходят в процессе обжарки. Кроме этого, у оборудования появилось цифровое программное обеспечение.

Конвекционные ростеры в спешелти индустрии и у нас

Современные конвекционные ростеры технологичны и имеют ряд преимуществ перед кондукционными.

• Равномернее обжаривают кофе со всех сторон при более быстрых профилях обжарки.

• Менее энергозатраты и более надежны.

На ростерах Loring с загрузкой до 70 кг мы преимущественно обжариваем кофе для эспрессо

Несмотря на эти явные преимущества, многие обжарщики спешелти кофе часто отказываются от установки конвекционных ростеров. Основных причин несколько:

• Неидеальность конструкции — например, долгое время бренд Sivetz выпускал ростеры без модулирующих газ заслонок и охлаждающих емкостей для зерна.

• Высокая стоимость — например, ростеры Neuhaus Neotec или Loring слишком дорогие и недоступны для небольших обжарочных компаний.

• Устройства требуют мастерства от обжарщика. Излишне горячий воздух не только не раскрывает, но и упрощает вкусоароматические особенности кофе.

На нашем производстве установлены конвекционные ростеры с ненагреваемым барабаном бренда Loring. Оборудование не расходует много энергии, имеет продуманную систему датчиков и управляемую горелку. С ним мы можем более точно развивать вкус кофе. В кондукционном устройстве это сделать сложнее.

При обжарке в конвекционном ростере мы знаем точную температуру кофе и воздуха в барабане. Это позволяет нам экспериментировать с профилями обжарки. Программное обеспечение ростера все фиксирует автоматически, при необходимости готово повторить удачный профиль.

На нашем производстве мы используем конвекционные ростеры в основном для обжарки кофе под эспрессо — в этом случае кофе получается более сбалансированным и питким, а кондукционные ростеры применяем для обжарки кофе под фильтр более светлой обжарки — для того, чтобы раскрыть его яркие вкусовые особенности.

Резюме

Сфера производства оборудования для обжарки активно развивается и улучшается. Мы рассказали вам длинную историю появления конвекционных ростеров. Сегодня эти устройства находятся в начале пути и только набирают популярность. Но, возможно, уже через несколько лет конвекционные ростеры займут ведущую роль в индустрии обжарки кофе.