咖啡（Coffea Spp.），是指咖啡植物阿拉比卡咖啡（Coffea arabica）、罗布斯塔咖啡（Coffea canephora）和利比里卡咖啡（Coffea liberica）。咖啡最初是一种生长在埃塞俄比亚高原森林中的野生植物，[1]咖啡已成为全球最受欢迎的饮料的来源。
虽然猴子几个世纪以来一直在享用咖啡豆，但在十五世纪就发现了使用咖啡豆和叶子作为止痛药。[1]人们发现咀嚼叶子或豆类可以缓解饥饿、疲劳和疼痛。[1]咖啡最初（现在仍然）在东非作为发酵酒精饮料享用。[1]当它被带到欧洲时，它作为一种热饮而变得流行，到 1675 年，仅伦敦就有大约 3,000 家咖啡馆。[1]
每磅烘焙咖啡大约需要四千颗咖啡豆。[2]因此，它是一种劳动密集型作物。
由于埃塞俄比亚森林遭到破坏，野生咖啡正面临栖息地丧失的威胁。[1]如果疾病削弱了栽培品种的能力，野生咖啡是加强作物咖啡的重要一环。
内容
描述
咖啡树是一种叶子有光泽的常绿灌木或小乔木。叶子相对较小，花朵芳香（茉莉花香[2]），颜色为白色。红色咖啡果实，被称为樱桃或浆果，是从香气浓郁的花朵中发育而来的。每个樱桃或浆果都含有两颗种子，称为豆子或咖啡豆。[1]
以下图片库显示了咖啡树及其组件的各个方面。单击任意图像可放大并查看详细信息。
咖啡树（夏威夷）
咖啡花
咖啡种植园里的咖啡花
咖啡水果（樱桃或浆果）
黄色咖啡果
咖啡豆结构
咖啡品种
咖啡树在热带和亚热带环境中生长良好。[2]对于许多拉丁美洲国家来说，咖啡是最重要的农作物。[1]
阿拉比卡咖啡通常因其卓越的风味和香气而受到青睐。阿拉比卡更适合海拔较高、凉爽的气候，例如海拔 600-2000 米、温度在 15 至 20°C 左右。
有许多不同的罗布斯塔品种。一般来说，它们可以在较热的低地地区繁衍生息，即海拔900m以下、温度超过20℃。由于可溶性固形物提取率较高，罗布斯塔咖啡是速溶咖啡生产的首选。
利比里卡（Coffea liberica）是一种较大的树，有大叶子和浆果。它可以忍受炎热和潮湿的环境。产出的咖啡是苦的。这种咖啡品种在马来西亚和西亚很受欢迎。
种植咖啡
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收获
根据定义，“加工”不涉及收获。然而，人们无法用采伐不当的材料生产出优质的产品。正确的收获技术可以说是生产高质量最终产品的最重要因素。正确的收获至关重要。采摘不佳的咖啡果无法制作出优质咖啡。
未成熟的收获：这是咖啡收获中最严重的问题。未成熟的咖啡果很难加工，并且生产出的产品质量低劣。不成熟收获的主要原因之一是担心被盗。如果农民在未成熟的状态下采摘，就减少了被盗的可能性。
过熟的咖啡：对于过熟的咖啡，樱桃可能会开始发酵，从而导致风味变差。
正确采收：咖啡果通体呈鲜红色时即可采摘。在此阶段，可以通过在手指和拇指之间施加轻微压力将豆子从果肉中挤出。
小规模咖啡加工
加工
咖啡有两种加工方法——干法（“自然”）加工和湿法（“发酵和洗涤”）加工。在大多数情况下，湿法加工被认为能够生产出更高质量的产品。然而，一些地区更喜欢干加工咖啡，因为它的味道更“浓郁”。
干法加工：这是两种方法中较简单的方法，在巴西加工罗布斯塔咖啡和在斯里兰卡加工阿拉比卡咖啡很流行。
咖啡果收获后立即进行干燥。这通常是在干净干燥的地板或垫子上晒干。
晒干：床深应小于40毫米，并经常耙地，防止发酵或变色。然而，该方法存在一些问题。最严重的问题是灰尘和污垢吹到产品上。另一个问题是暴风雨经常出现（即使是在旱季），而且预警很少，这会很快浸泡农产品。最后，必须雇用劳动力来防止损坏或盗窃。因此不建议晒干。
太阳能干燥：图 1 和 2 是两种太阳能干燥器的设计 - 太阳能柜式干燥器和 Exell 太阳能干燥器。咖啡应放置在太阳能干燥机的托盘中。作物层的深度不应超过一英寸（3 厘米），如果覆盖整个托盘区域则更好。烘干机应在当天尽早准备好，以便利用所有可能的日照时间。应定期搅拌咖啡，以形成均匀的颜色。夜间，应将作物放置在阴凉干燥的室内。
人工烘干机：在雨季，农产品的太阳能干燥很困难。雨是非常难以预测且频繁的。太阳能干燥机可以防止咖啡被弄湿。然而，由于阳光水平较低，太阳干燥可能需要很长时间。这会导致霉菌生长。需要替代的烘干机。
去壳：将干樱桃去壳，去除果皮。这可以使用杵和研钵手工完成，也可以在机械脱壳机中完成。机械脱壳机通常由钢螺杆组成，其螺距随着接近出口而增加，从而去除果皮。
清洁：带壳的咖啡通过风选进行清洁。
图 1：太阳能柜式干燥机 图 2：exell 太阳能干燥机 - [编辑：这些需要找到/添加或删除引用。]
湿法加工：在此方法中，将咖啡果在制浆机或杵和研钵中压榨，以去除外部肉质物质（中果皮和外果皮）。这使得豆子被粘液覆盖。这种粘液被发酵并分散。将豆子清洗并干燥。
制浆
制浆涉及去除外部红色外皮（外果皮）和白色肉质果肉（中果皮）以及果肉和豆子的分离。未成熟的樱桃又硬又绿，很难制浆。如果要对咖啡进行湿法加工，正确的收获至关重要。
对于小规模单位，可以用研杵和研钵将樱桃打成浆；然而，这是非常劳动密集型的。两种最常见且最适合小型设备的碎浆机是转鼓式碎浆机和盘式碎浆机。
鼓式碎浆机：这涉及一个带有冲孔片表面和可调节胸板的旋转鼓，咖啡浆果在其间被打浆，果肉和咖啡豆分离，见图 3。 [编辑：该图需要放置在这里。] 距离必须调整滚筒和胸板之间的间隙，以便在不损坏咖啡豆的情况下去除果肉。这些可以手动操作或连接到踏板或自行车上。
对于较大规模的单位，可以使用电动转鼓碎浆机。
盘式碎浆机：盘式碎浆机具有相同的概念。唯一的区别是，樱桃不是在胸板和滚筒之间挤压，而是使用表面粗糙的圆盘。去除粘液 豆周围粘液的无定形凝胶由半纤维素、果胶物质和糖组成，不溶于水。这可以通过化学方法、温水或“水浆机”去除。
发酵：然而，对于小规模单位，通常唯一可行的方法是发酵。发酵涉及将豆子放入塑料桶或罐中，直到粘液被分解。粘液和盛宴中的天然酶；环境中的细菌共同作用来分解粘液。应偶尔搅拌咖啡，并每隔一段时间用水清洗一把咖啡豆来进行测试。如果粘液可以被洗掉并且豆子感觉有砂砾而不是滑溜，那么豆子就准备好了。然后应立即清洗咖啡豆，因为“异味”很快就会产生。
干燥：为防止开裂，咖啡豆应缓慢干燥至含水量10%（湿基）。之后应立即进行干燥，以防止出现“异味”。与干燥加工的咖啡相同的干燥方法可用于此。
脱壳：干燥后，咖啡应在通风良好的地方静置8小时。咖啡周围的薄羊皮纸可以用手、研杵和研钵或小型脱壳机去除。
清洁：带壳的咖啡通过风选进行清洁。图 3：果肉和豆类的分离 [编者：需要提供该图。]
烘烤
咖啡的最终风味在很大程度上取决于咖啡豆的烘焙方式。烘烤是一个依赖于时间和温度的过程。烘烤温度需在200℃左右。烘焙程度通常通过目视评估。一种方法是观察咖啡豆两侧之间的细白线，当它开始变成棕色时，咖啡就准备好了。由于各个地区的偏好差异很大，因此需要进行大量研究才能找到当地可接受的烘焙程度。
烘烤方法：
- 只要不断搅拌，咖啡豆就可以在平底锅中烘焙。
- 通过在沙子中烘焙咖啡可以实现一个小小的改进，因为这样可以提供更均匀的热量。
- 烘焙机将生产出更高质量的产品。最简单的烘焙机基本上是一个带有手柄的锡罐，这样它就可以在火上缓慢旋转。
还有各种其他适合较大规模单位的烘焙机。
等级
在某些情况下，需要对农作物进行分级，例如，用于出口的高质量包装产品。咖啡按大小、形状、气味、密度和颜色分级。
对于小型单位，这最好手工完成。
磨削
研磨是增加产品价值的一种手段。然而，它充满了困难。对于整个产品，评估其质量很容易，而对于磨碎的产品，则非常困难。对掺假和使用低质量产品的担忧是有道理的。正因为如此，研磨咖啡存在很大的市场阻力。这种市场阻力只能通过持续生产优质产品来克服。
研磨机基本上有两种类型 - 手动研磨机和电动研磨机。
手动研磨机：有许多手动研磨机可用于研磨咖啡。经验丰富的操作员每天 8 小时可研磨约 20 公斤。然而，这是一项艰苦而无聊的工作。踏板或自行车可以很容易地连接到研磨机上，这将使工作变得更容易。有了这个系统，一个人一天可以磨掉大约30公斤。对于小规模生产（最多 100 公斤/天），只需一系列这些研磨机即可。
需要做一些工作来找出消费者想要的细度。然后需要设置研磨机，以便它们生产出所需的研磨产品。
对于较大规模的生产单位，需要电动研磨机。
电动研磨机：水平板式、立式板式或锤式研磨机适合研磨咖啡。由于灰尘较多，研磨机必须放置在单独且通风良好的房间内。如上所述，需要调整研磨机，以便将咖啡研磨至所需的细度。
速溶咖啡
速溶咖啡的生产不适合小型企业，因为它需要非常昂贵的机械，例如提取器和冷冻或喷雾干燥器。自然资源研究所 (NRI) 的一份报告指出，印度最小的经济上可行的速溶咖啡工厂为 1000 吨/年。人们正在尝试设计适合小规模生产速溶咖啡的机械，这可能能够减少经济可行性所需的产量。为了生产速溶咖啡，必须提取可溶性咖啡固体和挥发性化合物，然后干燥成粉末或颗粒。
预提取：有时，在提取可溶性咖啡固体之前，会除去挥发性化合物（其中有超过 700 种）。这通常是通过使蒸汽穿过研磨和烘焙咖啡床来完成的。初始蒸汽压力必须足够高，以使蒸汽能够通过静态咖啡床。将提取物和蒸汽冷凝，得到水和挥发性化合物的混合物。这些化合物可以使用流过冷却水的管式冷凝器进行冷凝。
可溶性咖啡固体的提取：可溶性咖啡固体的提取通常使用水作为溶剂。继续萃取直至获得的溶液为 15-25% w/w。萃取通常在 175°C 下进行，因为在 100°C 下萃取的固体难以干燥。提取固体的方法有以下三种：
- 渗滤电池：这是最常见的方法。烘焙和研磨的咖啡存放在一系列 5-8 个容器中。热水流过容器，当可溶咖啡固体从每个容器中完全提取出来时，它与电池隔离，废咖啡被排出。一个新容器取代了这个耗尽的容器，见图 4。（编辑：需要添加该图。）由于萃取在 175°C 下进行，系统需要处于压力下。产生 15-25% w/w 可溶物的溶液，然后可以将其干燥。
- 逆流系统：咖啡被连续地送入倾斜的圆柱形容器的底部，并通过两个每小时旋转10-22转的螺旋螺杆向上移动。热水进入顶部，提取的固体进入，溶液从底部流出。通过使用温度夹套对容器加压并保持在 180°C。这更不适合小规模生产，因为它比渗滤电池系统贵 40%。
- 浆液提取：将咖啡和水在罐中搅拌在一起，然后使用离心机分离。用于此目的的机器也非常昂贵。
干燥：提取物可以在喷雾干燥器、冷冻干燥器或滚筒干燥器中干燥。
喷雾干燥：喷雾干燥要求将提取的浓缩咖啡溶液“雾化”形成液滴（直径10-200微米），然后在大型干燥室中喷入热空气流（150-300℃）中，这通常是并发气流。要求雾化完全且均匀。
对于咖啡干燥，通常使用离心雾化器。将液体送至旋转转鼓的中部（圆周速度90-200m/s）。这会产生直径为 50-60 微米的均匀喷雾液滴。由于表面积非常大，液滴干燥得非常快（1-10 秒）。通过螺旋输送机或气动系统将干粉从底座上移除。喷雾干燥机非常昂贵并且能源成本很高。
冷冻干燥：冷冻干燥通过升华（即液体转变为蒸气）进行。液体在传统冷冻设备中缓慢冷冻。将冷冻材料置于压力（610pa）下并加热。只要冷冻干燥机内的压力低于材料表面的蒸气压，它就会直接升华为蒸气而不会熔化。蒸汽需要通过真空泵去除并在制冷盘管上冷凝。最后的干燥阶段涉及蒸发干燥（解吸）。这是通过将温度升高到接近环境温度同时保持低压来实现的。咖啡需要以泡沫形式冷冻（通过气体夹杂），以防止形成玻璃状玻璃质冷冻材料。所有可用于冷冻干燥的设备（例如接触式冷冻干燥机、加速冷冻干燥机和微波冷冻干燥机）都非常昂贵。
滚筒干燥：目前这种情况很少见。它涉及通过与加热的圆柱形表面接触来干燥提取物。
包装
咖啡的包装，尤其是研磨后的咖啡，需要聚丙烯。聚乙烯不能使用，因为风味成分会通过它扩散。层压板的使用很流行，但价格更高。
简单密封：只需将聚丙烯折叠在钢锯片上并在蜡烛火焰上慢慢拉动即可密封袋子。然而，这非常不舒服，因为钢锯条会发热并灼伤操作者的手。
封口机：封口机将大大加快此操作的速度并产生更整齐的表面（这一点非常重要）。最便宜的密封机没有计时机制来显示袋子何时被密封，并且它们有过热的倾向。带定时器的密封机是理想的。这些机器有多种尺寸。对于大多数工作来说，八英寸（20 厘米）的密封剂就足够了。
引人注目的标签应密封在产品上方的单独隔间中，并打孔，以便包装可以挂在商店里。
贮存
精心设计且安全的商店至关重要。商店的最佳条件是低温、低湿度和无害虫。商店应位于阴凉、干燥的地方。为了保持尽可能低的湿度，只有完全干燥的产品才应存放在其中。应定期检查产品，如果吸收过多水分，应再次干燥。
为防止害虫进入，屋顶应完全密封。窗户上应放置蚊帐，门应紧闭。
废产品
咖啡加工废物（咖啡果肉）：如果不处理，会产生难闻的气味并吸引苍蝇和昆虫。它可以转化为动物饲料、土壤改良剂，或用于咖啡因提取和沼气生产。
废水：需要注意防止处理水污染当地河流或湖泊。
设备供应商
注意：这是供应商的选择性列表，并不意味着 [ITDG] 认可：
- 手动滚筒咖啡碎浆机：Tropic Coffee Pulper Tropic BP 706 Douala Cameroon；Anguh 咖啡碎浆厂 BA Anguh 农业工具工业 BP 43 Samenda 喀麦隆；McKinnon 的 Atom 咖啡碎浆机 WM McKinnon and Company Limited Spring Garden Iron Works Aberdeen 英国；Bentall Super Nova Denlab International (UK) Limited Friary Lane 40 White Horse Lane Maldon UK 手动操作盘式咖啡碎浆机；麦金农盘式咖啡碎浆机 WM McKinnon and Company Limited Spring Garden Iron Works Aberdeen 英国；Gordons 的“Irima 67”圆盘咖啡碎浆机 John Gordon & Company (Engineers) Limited 198a High Street Epping Essex UK；K Kay 咖啡碎浆机 K Kay Engineering Box 18464 内罗毕 肯尼亚
- 咖啡粉碎浆机：Multi Disc Coffee Pulper WM McKinnon & Company Limited Spring Garden Iron Works Aberdeen UK；咖啡制浆厂 Penagos Hermanos & CIA LTDA Calle 28 No 20-80 Apartado Carreos 689 Bucaramanga 哥伦比亚
- 咖啡脱壳机：AHO - AH1 - AH4 Denlab International (UK) Limited Friary Lane 40 White Horse Lane Maldon UK；咖啡脱壳机 - Bukaba - Africa No 2 - Africa No 5 - Africa No 10 John Gordon & Company (Engineers) Limited 198a High Street Epping Essex UK Africa' Coffee Huller WM McKinnon & Company Limited Spring Garden Iron Works Aberdeen UK 咖啡干燥机 Sterling Coffee Drier WM McKinnon & Company Limited Spring Garden Iron Works 英国阿伯丁咖啡烘焙机
- 卧式滚筒咖啡烘焙机： Technonet Asia 型号 Technonet Asia UP Institute for Small Scale Industries 菲律宾 Probat-Werke Emmerich 德国 (BDR) Burns Thermals Jabez Burns Blaw Knox 美国 Barth Tornado GW Barth Ludwigsberg 德国 (BDR)
- 立式滚筒咖啡烘焙机：Gohot Rapido Nova Gothot Company Emmerich-Ruhr 德国
- 旋转碗咖啡烘焙机： Radical Turbo Roaster Probat-Werke Emmerich 德国 Prestrippers APV Co Alfa Laval
- 渗滤电池： Niro 雾化器 A/S Kopenhavn 丹麦 逆流螺杆提取器 Niro 雾化器 A/S Kopenhavn 丹麦
- 喷雾干燥机： Niroatomizer A/S Kopnhavn 丹麦
来源和引文
- 凯瑟琳·阿特金森、玛丽·班克斯、克里斯汀·弗朗斯和克里斯汀·麦克法登。(2009)巧克力和咖啡圣经。ISBN 978-1-84477-385-5
- 安东尼·赫胥黎。(1991)绿色传承。世界自然基金会植物手册。国际标准书号 1-85675-000-0
