论文部分内容阅读
咖啡作为世界三大饮品之一,是热带发展中国家重要的经济作物和创汇作物,其活性成分咖啡因和绿原酸具有多种药用价值。饮用咖啡可预防一些慢性疾病,包括二型糖尿病、帕金森综合症、肝病(肝硬化,肝癌)、肾病、乳腺癌和直肠癌等。为了探明越南罗巴斯达咖啡浆果干燥和咖啡豆烘焙工艺与其品质的关系,本文对咖啡加工的重要前处理工序—干燥和烘焙进行了研究,对烘培后咖啡豆中的各成分进行检测分析,研究了咖啡浆果的热风干燥特性、烘焙特性和不同烘焙条件下咖啡各成分含量的变化,并在此基础上进行了咖啡浆果多层带式干燥机的设计。取得的主要结论如下:1.通过咖啡浆果的干燥试验得到:不同含水率咖啡豆的干燥曲线变化趋势基本一致;初始含水率越高,铺装质量越大,干燥终止所需的时间越长;干燥风温越高,风速越大,干燥终止所需的时间越短;温度超过咖啡豆允许的最高温度后,会使咖啡豆变质,商品性降低。2.通过正交试验得到咖啡豆热风干燥最佳参数工艺为:温度80℃,风速1.82m/s,铺装质量41 kg/m2。在试验条件范围内,对干燥终止时间影响大小的次序是:风温、铺装质量和风速。Logarithmic模型MR=aexp(-kt)+c可描述咖啡浆果热风干燥曲线,通过回归得到:a=0.922553,k=0.008928,c=0.077605,该模型可预测越南巴斯达咖啡浆果热风干燥特性。3.直火法烘焙试验得到:随着烘焙时间的延长,咖啡豆的质量减少;从美式烘焙到西班牙式烘焙,烘焙后的质量保有率为:92.89%,87.66%,84.33%,78.3%,和75.71%,对应的咖啡豆的颜色分别为:深棕色,浅灰色,灰色,浅黑色和黑色;固定烘焙时间20min、烘焙温度从210℃升到250℃时,每10℃测得的咖啡烘焙后质量保有率分别为:91.45%,89.00%,87.26%,81.88%,和75.71%。咖啡豆的颜色也从棕色,深棕色,深褐色,灰色变化到黑色。4.采用HPLC梯度洗脱测得越南产罗巴斯达咖啡咖啡生豆中含有腐胺,亚精胺,精胺和血清素4种生物活性胺,其中腐胺含量最高,亚精胺和清胺次之,血清素含量最低。烘焙过程中生物胺总量明显降低,种类和含量发生变化;维也纳式烘焙生物胺含量最低,自法式烘焙后,生物胺总量增加,组胺被检出,随着烘焙程度从法式提高到西班牙式,组胺比例增大。5.越南产罗巴斯达咖啡生豆中的蛋白质含量较高,平均14.50 g/100g;脂肪含量较低,平均7.64g/100g;绿原酸和单宁酸的含量略高,分别为55.51mg/100g,51.59mg/100g;淀粉、灰分、总糖、咖啡因、葫芦巴碱和丙烯酰胺的含量平均值分别为21.10g/100g、3.47g/100g、4.34g/100g、15.30mg/g、64.24mg/100g、91.36μg/100g,与其它品种的生豆接近。6.随着烘焙程度和温度升高,越南罗巴斯达咖啡豆蛋白质和脂肪的含量增高,最高达到16.99g/100g和12.50g/100g,淀粉含量先增加后减少,最高增至25.30g/100g,在最高温度时降到16.30g/100g,总糖含量减少,240℃达到最小值0.602 g/100g,灰分值增高,最高增至5.233g/100g。7.咖啡生豆和烘焙咖啡豆的5个宏量元素中K元素含量最大,Mg,Ca,Na,Fe元素含量次之;Zn元素含量是4个微量元素中最多含量的元素,Mn,Cu,Pb元素含量次之;K,Mg,Ca,Cu,Pb元素含量在烘焙前咖啡生豆中含量最低,烘焙后含量增加;Cu元素含量随烘焙程度和温度增加而增加;Cu以外元素含量随烘焙程度和温度变化规律复杂,有增有减;Ca,Na,Mn,Cu,Pb元素含量在最高烘焙条件时,达到最高值。8.完成了5层带式咖啡豆干燥机设计,计算了物料参数和热空气参数,选择了换热器型号,计算链轮等主要零部件的结构尺寸。