قهوه فوری
قهوه فوری
تصویر نزدیک از گرانول نسکافه،قهوه فوری
یک فنجان قهوه فوری از ایتالیا
قهوه فوری یک نوشیدنی است که از دانه‌های قهوه پخته به دست می‌آید و به افراد امکان می‌دهد تا با اضافه کردن آب گرم یا شیر به قهوه خشک‌شده به صورت پودری یا بلوری و هم‌زنی، به سرعت قهوه گرمی را تهیه کنند. این محصول در سال ۱۸۹۰ در اینورکارگیل، بزرگترین شهر ساوتلند در نیوزیلند، اختراع شد. قهوه خشک‌شده فوری (همچنین قهوه قابل حل، بلورهای قهوه، پودر قهوه یا قهوه پودری نیز نامیده می‌شود) به مواد خشک‌شده و بسته‌بندی شده اشاره دارد که در فروشگاه‌ها برای تهیه قهوه فوری استفاده می‌شود. قهوه خشک‌شده فوری تجاری با استفاده از روش‌های فریز-خشک‌کردن یا اسپری-خشک‌کردن تهیه می‌شود و سپس قابل بازیابی است. قهوه فوری به صورت مایع غلیظ نیز به عنوان یک نوشیدنی تولید می‌شود.
مزایای قهوه فوری شامل سرعت تهیه (قهوه فوری به سرعت در آب گرم حل می‌شود)، وزن و حجم حمل و نقل کمتر نسبت به دانه‌های قهوه یا قهوه آسیاب شده (برای تهیه همان مقدار نوشیدنی) و ماندگاری طولانی هستند، اگرچه قهوه فوری در صورت نگهداری در محیط خشک ممکن است خراب شود. قهوه فوری همچنین باعث کاهش نیاز به پاکسازی می‌شود زیرا دانه‌های قهوه وجود ندارد و حداقل یک مطالعه نشان داده است که اثرات زیست‌محیطی آن (بدون در نظر گرفتن کیفیت و جذابیت نوشیدنی تولید شده) کمتر از قهوه فیلتر شده و قهوه اسپرسو کپسولی است.
تاریخچه
اختراع قهوه فوری یا قابل حل در تاریخ ۲۸ ژانویه ۱۸۸۹ ثبت شد و در سال ۱۸۹۰ توسط دیوید استرنگ از اینورکارگیل، نیوزیلند، تحت شماره ثبت ۳۵۱۸، به ثبت رسید. آن به نام تجاری قهوه استرنگ به فروش می‌رسید و فرآیند "هوای خشک" پتانت ثبت شده را استفاده می‌کرد. برخی منابع مدرن اختراع را به طنزنویس و نویسنده فرانسوی الفونس الهایی نسبت داده‌اند.
قبلاً، اختراع به ساتوری کاتو، یک دانشمند ژاپنی که در سال ۱۹۰۱ در شیکاگو کار می‌کرد، نسبت داده می‌شد. کاتو ماده پودری را در نیویورک، در نمایشگاه پان-آمریکا معرفی کرد. جورج کانستانت لوئیس واشنگتن همچنین روش قهوه فوری خود را به زودی پس از آن توسعه داد و ابتدا به صورت تجاری عرضه کرد (۱۹۱۰). برند نسکافه که فرآیند تصفیه قهوه پیشرفته‌تری را معرفی کرد، در سال ۱۹۳۸ راه‌اندازی شد.
قهوه فوری خشک-خشک شده با فشار بالا به محض پایان جنگ جهانی دوم، به عنوان یک نتیجه‌ی غیر مستقیم از تحقیقات جنگی در سایر حوزه‌ها توسعه یافت. شرکت ملی تحقیقات (NRC) به عنوان یک شرکت توسعه فرآیند با استفاده از فناوری فشار بالا در ماساچوست تشکیل شد. این شرکت فرآیندهای فشار بالا را برای تولید پنی‌سیلین، پلاسمای خون و استرپتومایسین برای استفاده نیروهای مسلح ایالات متحده توسعه داد. هنگامی که جنگ به پایان رسید، NRC به دنبال سازگارسازی فرآیندهای خود برای استفاده‌های زمان صلح بود. این شرکت برای تولید پودر آبمیوه پرکرده نارنج ایجاد شد و ابتدا محصول خود را به ارتش ایالات متحده فروخت. این شرکت بعدها نام خود را به مینیت مید تغییر داد.
در طی جنگ داخلی آمریکا، یک مخلوط غلیظ قهوه/شیر/شکر با نام "ذات و جوهر قهوه" تولید شد که به ارتش اتحادیه ارائه می‌شد. یک قاشق چایخوری از این مخلوط با یک فنجان آب گرم مخلوط می‌شد. این محصول دارای غلظت چربی مشابه روغن محور است و از آنجایی که در ارتش نامحبوب بود، به زودی متوقف شد. برند قهوه کمپ، یک اسانس قهوه و شیرین‌بیانی بود که در سال ۱۸۷۶ توسط شرکت پاترسون و فرزندان محدود شده در اسکاتلند تولید شد.
عکاس دیوید استرانگ،کافی میل
کاربرد
تقریباً ۵۰٪ از قهوه سبز جهان برای تولید قهوه فوری استفاده می‌شود.
به عنوان غذا
قهوه فوری در قالب پودر یا دانه‌های خرد شده در بطری‌های شیشه‌ای و پلاستیکی، ساشه‌ها یا قوطی‌ها در دسترس است. کاربر با اضافه کردن کمتر یا بیشتری از پودر یا دانه‌ها به آب، قدرت قهوه نهایی را کنترل می‌کند.
قهوه فوری همچنین برای تهیه قهوه یخی مانند فراپه یونانی مناسب است.
در برخی از کشورها مانند پرتغال، اسپانیا و هند، قهوه فوری معمولاً با شیر گرم مخلوط می‌شود به جای آب جوشیده. در کشورهای دیگر مانند کره جنوبی، قهوه فوری معمولاً قبلاً با کرم غیر لبنی و شکر مخلوط می‌شود و "مخلوط قهوه" نامیده می‌شود. گفته می‌شود که قهوه فوری در انگلستان توسط سربازان آمریکایی در طول جنگ جهانی دوم پرطرفدار شد و هنوز هم بیش از ۷۵ درصد قهوه مصرفی در خانه‌های بریتانیا را تشکیل می‌دهد، در حالی که در آمریکا و فرانسه کمتر از ۱۰ درصد و در ایتالیا حدود ۱ درصد است.
در انگلستان، دانه‌های قهوه فوری گاهی در استفاده برای بهبود طعم سس‌های استفاده شده در تهیه اسپاگتی بولونیز استفاده می‌شوند.
قهوه فوری در بطری شیشه ایی
کاربردهای غیرغذایی
قهوه فوری یکی از مواد تشکیل دهندهٔ کافنول است، یک توسعه‌دهندهٔ عکاسی سیاه و سفید خانگی غیرسمی و بی‌سم. سایر مواد موجود در فرمول اصلی آن اسکوربیک اسید (ویتامین C) و کربنات سدیم آب‌کرده هستند؛ برخی از دستورالعمل‌ها همچنین شامل برومید پتاسیم به عنوان عامل کاهندهٔ مه رومی است. به نظر می‌رسد که عامل فعال اسید کافئیک است. آزمایشات اولیه دربارهٔ کافنول در سال ۱۹۹۵ در دانشگاه فناوری راچستر انجام شد؛ اضافه کردن اسکوربیک اسید در حدود سال ۲۰۰۰ آغاز شد و بهبودیافتهٔ کافنول-سی به وجود آمد که کمتر احتمال زنگ‌زدایی منفی‌ها را نسبت به فرمول اصلی دارد. آزمایشات نشان داده‌اند که برندهای ارزانتر و کمتر مورد تمایل قهوه برای این کار بهتر عمل می‌کنند نسبت به برندهای گرانتر.
تولید
همانند قهوه معمولی، ابتدا بُن سبز قهوه تا طعم و عطر آن بیرون آید، تقلیب می‌شود. در بیشتر کارخانه‌های تقلیب، از سیلندرهای چرخانی حاوی دانه‌های سبز و گازهای سوختنی گرم استفاده می‌شود. وقتی دمای دانه‌ها به ۱۶۵ درجه سانتیگراد (۳۲۹ درجه فارنهایت) می‌رسد، عمل تقلیب آغاز می‌شود. زمان لازم برای تقلیب حدود ۸ تا ۱۵ دقیقه است. پس از خنک‌شدن، دانه‌ها به ظرافت آسیاب می‌شوند. آسیاب کردن باعث کاهش دانه‌ها به قطعاتی به قطر ۰.۵ تا ۱.۱ میلی‌متر (۰.۰۲۰ تا ۰.۰۴۳ اینچ) می‌شود. تا اینجا، فرآیند به طور کلی مشابه دیگر نوع‌های قهوه است.
استخراج
برای تولید قهوه فوری، محتویات قابل حل و قابل تبخیر دانه‌ها که عطر و طعم قهوه را فراهم می‌کنند، باید استخراج شوند. این کار با استفاده از آب انجام می‌شود. آب فشار داده شده که به دمای حدود ۱۷۵ درجه سانتیگراد (۳۴۷ درجه فارنهایت) گرم می‌شود، برای این فرآیند استفاده می‌شود. غلظت قهوه در مایع سپس با تبخیر یا غلظت یخی افزایش می‌یابد
یک خشک کن تحت فریز
اصل اساسی خشک کردن فریز، حذف آب به وسیله زیرلایه است.
از زمان شروع تولید انبوه قهوه فوری در آمریکا پس از جنگ جهانی دوم، خشک کردن فریز به طور گسترده‌ای رواج یافته و به یک روش متداول تبدیل شده است. اگرچه این روش گرانتر است، اما به طور کلی منجر به تولید محصول با کیفیت‌تر می‌شود.
عصاره قهوه به سرعت منجمد شده و به دانه‌های کوچک شکسته می‌شود. (یخ زدایی کندتر منجر به تشکیل بلورهای یخ بزرگتر و یک محصول نفوذپذیر می‌شود؛ همچنین می‌تواند رنگ دانه‌های قهوه را تحت تأثیر قرار دهد).
دانه‌ها به اندازه جدا می‌شوند و بر اساس اندازه دسته‌بندی می‌شوند.
دانه‌های قهوه منجمد در بخش خشک‌کن قرار می‌گیرند، معمولاً روی سینی‌های فلزی.
در داخل بخش فشار کمیجاز ایجاد می‌شود. قدرت این فشار در سرعت خشک شدن و بنابراین کیفیت محصول بسیار مهم است. باید مراقبت شود تا فشار مناسبی ایجاد شود.
بخش خشک‌کن گرم می‌شود، اغلب توسط تشعشع، اما هدایت نیز در برخی از کارخانه‌ها استفاده می‌شود و همچنین در برخی از کارخانه‌های آزمایشی کوچک انتقال گرما توسط همرفت پیشنهاد شده است. یک مشکل ممکن با همرفت نرخ ناهمگون خشک شدن در داخل بخش است که باعث تولید یک محصول پایین‌تر می‌شود.
زیرلایه - آبی که قبلاً در دانه‌های قهوه منجمد بود - به ده برابر حجم قبلی خود گسترش می‌یابد. حذف این بخار آب از بخش بسیار مهم است و مهمترین و گرانترین قطعه در یک کارخانه خشک کردن فریز است.
دانه‌های خشک شده با فریز از بخش خارج می‌شوند و بسته‌بندی می‌شوند.
دستگاه خشک‌کن اسپری در مقیاس آزمایشگاهی.
A=حلال یا محلولی که قرار است خشک شود، B=گاز اتمیزاسیون، 1=گاز خشک کننده، 2=گرمایش گاز خشک کننده، 3=استراحت کردن محلول یا محلول، 4=بخش خشک کننده، 5=قسمتی بین بخش خشک کننده و سیکلون، 6=سیکلون، 7=گاز خشک کننده برداشت می‌شود، 8=ظرف جمع‌آوری محصول، پیکان‌ها به این معنی است که این خشک کننده اسپری هم‌جریان است.
در برخی موارد، خشک کردن اسپری به جای خشک کردن فریز انتخاب می‌شود زیرا این روش امکان تولید اقتصادی بزرگتر، زمان خشک کردن کوتاه‌تر و تولید ذرات گرد و مرغوب را فراهم می‌کند.
این فرآیند ذرات کروی به قطر حدود ۳۰۰ میکرومتر (۰.۰۱۲ اینچ) با چگالی ۰.۲۲ گرم بر سانتیمتر مکعب تولید می‌کند.برای دستیابی به این نتیجه، اتمیزاسیون نازل استفاده می‌شود. روش‌های مختلفی از اتمیزاسیون نازل قابل استفاده هستند که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند. چرخ‌های دورانی با سرعت‌های حدود ۲۰۰۰۰ دور در دقیقه قادر به پردازش تا ۶۰۰۰ پوند (۲۷۰۰ کیلوگرم) محلول در ساعت هستند.[۲۰] استفاده از چرخ‌های اسپری نیازمند داشتن برج‌های خشک کننده با شعاع بزرگ است تا از جمع شدن قطرات اتمیزه روی دیواره‌های بخش خشک کننده جلوگیری شود.
در ۵ تا ۳۰ ثانیه (بسته به عواملی مانند حرارت، اندازه ذره و قطر بخش) انجام می‌شود.
تغییر محتوای رطوبتی: ورودی = ۷۵–۸۵٪، خروجی = ۳–۳.۵٪
دمای هوا: ورودی = ۲۷۰ درجه سانتیگراد (۵۱۸ درجه فارنهایت)، خروجی = ۱۱۰ درجه سانتیگراد (۲۳۰ درجه فارنهایت)
یک محدودیت خاصی که با خشک کردن اسپرخشک‌کن‌های اسپری ذراتی را با قطر حجمی حدود ۳۰۰ میکرومتر و چگالی ۰.۲۲ گرم بر سانتیمتر مکعب تولید می‌کنند. این خشک‌کن‌ها از نازل‌های اتمیزاسیون برای تشکیل قطرات استفاده می‌کنند. چرخ‌های دورانی با سرعت‌های بالا می‌توانند تا ۶۰۰۰ پوند (۲۷۰۰ کیلوگرم) محلول در ساعت را پردازش کنند. اما استفاده از این چرخ‌ها نیازمند برج‌های خشک‌کننده با شعاع بزرگ است تا قطرات اتمیزه بر روی دیواره‌های بخش خشک‌کننده جمع نشوند.
فرآیند خشک‌کردن اسپری در ۵ تا ۳۰ ثانیه به اتمام می‌رسد و محتوای رطوبتی ورودی حدود ۷۵-۸۵٪ و خروجی حدود ۳-۳.۵٪ است. دمای هوای ورودی حدود ۲۷۰ درجه سانتیگراد (۵۱۸ درجه فارنهایت) و خروجی حدود ۱۱۰ درجه سانتیگراد (۲۳۰ درجه فارنهایت) است.
یک محدودیت اساسی خشک‌کردن اسپری این است که ذرات تولید شده بسیار ریز هستند و برای استفاده موثر توسط مصرف‌کننده، ابتدا باید به صورت بخار ترکیب شوند یا با استفاده از روش‌هایی مانند ترکیب اسپری یا تشکیل از طریق نوار، ذراتی با اندازه مناسب تولید شوند.
تخلیص (Decaffeination):
در فرایندهای تجاری، تخلیص کافئین قهوه‌ی فوری تقریباً همواره قبل از فرآیند حرارتی حیاتی که طعم و عطر قهوه را تعیین می‌کند، اتفاق می‌افتد.
زباله‌ها (Byproducts):
مهمترین زباله حاصل از فرآیند تولید قهوه‌ی فوری، زمینه‌های قهوه‌ی استفاده شده است. این زمینه‌ها می‌توانند به عنوان بیومس استفاده شوند، به عنوان مثال برای تولید حرارت مورد استفاده در فرآیند تولید. تقریباً دو برابر جرم زمینه‌های قهوه‌ی استفاده شده برای هر مقدار قهوه‌ی قابل حل تولید می‌شود.
ترکیب (Composition):
محتوای کافئین قهوه‌ی فوری در عموماً کمتر از قهوه‌ی تهیه شده است. یک مطالعه که نمونه‌های مختلفی از قهوه‌ی خانگی را مقایسه کرد، به نتیجه رسید که میانگین محتوای کافئین قهوه‌ی فوری معمولی (غیرتخلیص شده) در هر فنجان ۶۶ میلی‌گرم (محدوده ۲۹-۱۱۷ میلی‌گرم در هر فنجان) است، با اندازه میانگین فنجان ۲۲۵ میلی‌لیتر (محدوده ۱۷۰-۲۸۵ میلی‌لیتر) و غلظت کافئین ۳۲۸ میکروگرم بر میلی‌لیتر (محدوده ۱۰۲-۵۵۹ میکروگرم بر میلی‌لیتر). در مقایسه، قهوه‌ی نوشیدنی یا قهوه‌ی فیلتر شده تخمین زده شده است که میانگین محتوای کافئین در هر فنجان ۱۱۲ میلی‌گرم است، با غلظت میانگین ۶۲۱ میکروگرم بر میلی‌لیتر برای همان اندازه فنجان.
درباره آنتی‌اکسیدان‌ها، محتوای پلی‌فنولی یک فنجان ۱۸۰ میلی‌لیتری از قهوه‌ی فوری به تقریباً ۳۲۰ میلی‌گرم تخمین زده شده است، در مقایسه با تقریباً ۴۰۰ میلی‌گرم در یک فنجان قهوه‌ی تهیه شده به همان اندازه.
قهوه‌ی فوری جذب آهن روده را بیشتر از قهوه‌ی نمکی کاهش می‌دهد. یک مطالعه تخمین زده است که وقتی یک فنجان قهوه‌ی فوری با یک وعده غذایی تشکیل شده از مواد نیمه‌تصفیه شده مصرف می‌شود، جذب روده از 5.88٪ به 0.97٪ کاهش می‌یابد، در مقایسه با جذب 1.64٪ با قهوه‌ی نمکی. همچنین برآورد شده است که وقتی غلظت قهوه‌ی فوری دو برابر شود، جذب آهن روده به 0.53٪ کاهش می‌یابد. با این حال، هیچ کاهشی در جذب آهن رخ نمی‌دهد وقتی قهوه‌ی فوری یک ساعت قبل از وعده غذایی مصرف می‌شود، اما همان اندازه مهار شدنی که با مصرف همزمان رخ می‌دهد، وقتی قهوه‌ی فوری یک ساعت پس از وعده غذایی مصرف می‌شود.
تنظیمات (Regulation):
در اتحادیه اروپا، مقررات شامل گونه‌های دانه قهوه، منشأ جغرافیایی، جزئیات فرآیند تولید، سال محصول، حلال‌های استفاده شده در تخلیص کافئین و سطح کافئین است.
دستگاه‌ها و سازمان‌های مختلفی صنعت قهوه را نظارت می‌کنند و به تحقق استانداردسازی و ارائه اطلاعات به عموم کمک می‌کنند، از جمله سازمان بین‌المللی قهوه (لندن)، کمیسیون کدکس آلیمنتاریوس سازمان ملل (رم) و انجمن ملی قهوه.