1:16 ص المكتبة الزراعية الشاملة

كتاب : دراسة جدوى شاملة لمشروع : زراعة البن - مصنع لإنتاج القهوة

إنتاج القهوة، زراعة نباتات القهوة، تتم عادة في عمليات تجارية كبيرة. النوعان الرئيسيان من نباتات القهوة (Coffea arabica وCoffea canephora؛ الفصيلة Rubiaceae) عبارة عن شجيرات دائمة الخضرة استوائية أو أشجار صغيرة من أصل أفريقي. تُزرع من أجل البذور أو الحبوب، التي تُحمص وتُطحن وتُباع لتخمير القهوة. تتناول هذه المقالة زراعة نباتات القهوة وحصاد الحبوب ومعالجتها تُزرع أنواع البن العربي (C. arabica) في الغالب في أمريكا اللاتينية، في حين تسود أنواع البن الروبوستا (C. canephora) في أفريقيا. تُعتبر أنواع البن العربي مشروبًا أكثر اعتدالًا ونكهة ورائحة من أنواع البن الروبوستا، على الرغم من أن الأخير نبات أكثر صلابة وبالتالي يكون إنتاجه أرخص. يحتوي على ضعف محتوى الكافيين في البن العربي وهو عادةً حبوب البن المفضلة للعلامات التجارية الرخيصة للقهوة. يُزرع كلا النوعين من البن أيضًا في الهند وإندونيسيا ودول آسيوية أخرى. هناك العديد من الأصناف والأشكال والأنواع لكل منهما. تزيد تأثيرات البيئة والزراعة من هذا التنوع.

الزراعة

العوامل المناخية الأكثر أهمية لنمو البن هي درجة الحرارة وهطول الأمطار. لا يمكن لأي نوع أن يتحمل درجة حرارة بالقرب من 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية). درجات الحرارة بين 73 و82 درجة فهرنهايت (23 و28 درجة مئوية) هي الأكثر ملاءمة. تتطلب زراعة البن العربي هطول أمطار تتراوح بين 60 إلى 80 بوصة (1500 إلى 2000 ملم) سنويًا إلى جانب فترة جفاف تتراوح بين شهرين إلى ثلاثة أشهر. كما يلزم الري عندما يقل معدل هطول الأمطار السنوي عن متر واحد (40 بوصة). إن البن العربي أكثر حساسية وعرضة للآفات من البن الروبوستا ويتطلب مناخًا شبه استوائي بارد؛ ويجب أن ينمو على ارتفاعات أعلى تتراوح بين 600 إلى 2000 متر (2000 إلى 6500 قدم) ويتطلب الكثير من الرطوبة ولديه متطلبات ظل محددة إلى حد ما. أما البن الروبوستا، كما يوحي اسمه، فهو أكثر صلابة ويمكن أن ينمو على ارتفاعات أقل - من مستوى سطح البحر إلى 600 متر

تُنشأ المزارع في الأراضي الحرجية التي تم تطهيرها أو الغابات المعدلة. تُزرع نباتات البن الصغيرة في صفوف بحيث تتراوح الكثافة بين 1200 و1800 نبتة لكل هكتار (500 و750 نبتة لكل فدان). تُزرع الشتلات أو القطع المزروعة في مشاتل بعناية في بداية موسم الأمطار؛ حتى تبدأ في إنتاج الثمار بعد ثلاث إلى أربع سنوات، تقتصر العناية بها إلى حد كبير على التقليم المطلوب لمنحها إطارًا قويًا ومتوازنًا وتحفيز الإثمار.

القهوة المزروعة في الظل والشمس

كان يُزرع البن تقليديًا في ظل أشجار أخرى، مما يحاكي ظروف النمو الطبيعية للنباتات في طبقة الغابات السفلى. تُزرع بعض أنواع البن المزروعة في الظل في مزارع مزروعة بأشجار ظليلة، مما يسمح للمزارعين بتوزيع النباتات حسب رغبتهم. في مثل هذه المزارع، غالبًا ما يتم استخدام أشجار الفاكهة والأخشاب، مما يسمح للمزارعين بزيادة دخلهم. يقوم مزارعون آخرون بتعديل الأراضي الحرجية الموجودة وقد يزرعون أو لا يزرعون أشجار ظل إضافية. يمكن اعتبار كلتا الطريقتين شكلاً من أشكال الزراعة الدائمة ("الزراعة الدائمة") أو الزراعة الحراجية، وعادةً ما يتم تشجيع تنوع الأشجار التي توفر الظل لتعزيز التفاعلات البيئية داخل النظام.

 بعض هذه التفاعلات تفيد إنتاج القهوة بشكل مباشر، مثل تحسين دورة المغذيات وتوفير الموائل للطيور آكلة الآفات والملقحات المفيدة، في حين أن البعض الآخر مفيد على نطاق أوسع، مثل تحسين عزل الكربون وتنقية المياه، وتقليل تآكل التربة، والحفاظ على التنوع البيولوجي. يعتبر البن المزروع في الظل أكثر كثافة في العمل من البن المزروع في الشمس وينتج غلات أقل. ومع ذلك، فإنه ينتج نكهة متفوقة في الحبوب وغالبًا ما يتم بيعه بأسعار أعلى كقهوة متخصصة. في أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين، كان هناك اهتمام متجدد بالبن المزروع في الظل كطريقة زراعية مستدامة، وكانت معظم أنواع البن العضوي مزروعة في الظل. في عام 2021، كان حوالي 25 في المائة من إنتاج البن العالمي يعتبر مزروعًا في الظل.

لقد أحدثت عملية تصنيع القهوة الفورية ثورة في كيفية استمتاع ملايين الأشخاص في جميع أنحاء العالم بجرعتهم اليومية من الكافيين. من المكاتب المزدحمة إلى مطابخ المنازل، توفر القهوة الفورية الراحة دون المساومة على تجربة القهوة الغنية التي يتوقعها المستهلكون. وراء كل جرة من القهوة الفورية يكمن تحول متطور - تحول يحول حبوب البن المختارة بعناية إلى حبيبات قابلة للذوبان بسهولة. تجمع هذه العملية المعقدة بين تقنيات تحميص القهوة التقليدية مع ابتكارات علوم الأغذية الحديثة، مما يضمن أن كل كوب يقدم نكهة ورائحة متناسقة. سواء كنت تعتمد على القهوة الفورية في روتينك الصباحي أو كنت فضوليًا بشأن رحلة إنتاجها، فإن فهم كيفية تصنيعها يكشف عن الهندسة الرائعة التي تجعل كوبك السريع ممكنًا.

القهوة الفورية لها بعض الأسماء الأخرى التي ربما سمعتها: القهوة القابلة للذوبان وخلاصة القهوة المجففة. تشير جميعها إلى نفس الشيء - مسحوق القهوة الفورية المريح أو الحبيبات التي تذوب في الماء - مما يسلط الضوء على خصائصها الفيزيائية وعملية تحضيرها. يشير مصطلح "القهوة القابلة للذوبان" إلى سهولة ذوبانها في الماء، ويؤكد "خلاصة القهوة المجففة" على أن القهوة تم تركيزها وتجفيفها بعد الاستخلاص.

والآن، أحدثت التطورات في التكنولوجيا ثورة في عملية تصنيع القهوة الفورية. تسمح الأساليب الحديثة، مثل التجفيف بالتجميد، بالحفاظ على خصائص القهوة الأكثر دقة، مما ينتج عنه قهوة فورية يمكنها منافسة نظيراتها الطازجة. أدى هذا التطور إلى تحويل القهوة الفورية من ضرورة في زمن الحرب إلى خيار مريح ولذيذ للمستهلكين المشغولين اليوم.

عمليات تصنيع القهوة الفورية

إن صناعة القهوة الفورية هي فن موازنة النكهة والكفاءة، مع عدة خطوات رئيسية يجب إدارتها بعناية. المراحل الرئيسية؟ التحميص، والاستخراج، والتجفيف، والتعبئة والتغليف - كل منها حيوي للحفاظ على طعم القهوة الغني الذي نحبه جميعًا.

• التحميص والطحن: يبدأ كل شيء باختيار الحبوب المثالية وتحميصها بالطريقة الصحيحة. التحميص والطحن في عملية تصنيع القهوة الفورية هو المكان الذي يحدث فيه السحر، حيث يتم تحويل التركيب الكيميائي للحبوب لإطلاق العنان لنكهات القهوة المميزة. بمجرد تحميصها، يتم طحن الحبوب، ولكن ليس بدقة كما تتوقع من القهوة المطحونة النموذجية - هنا، يتم طحنها بشكل أكثر خشونة لتحضيرها لعملية الاستخلاص.
• الاستخراج: في عملية تصنيع القهوة الفورية، هذا هو المكان الذي يتم فيه استخراج النكهة الحقيقية. يستخدم معظم المصنعين بطاريات الترشيح، وهي عبارة عن إعداد فاخر من 5 إلى 8 أعمدة مملوءة بالقهوة المطحونة. يتدفق الماء عبر هذه الأعمدة في نظام معاكس للتيار - حيث يلتقي الماء العذب ببقايا القهوة المستهلكة، وتحصل الحبوب المحمصة حديثًا على المستخلص الغني الذي مر بالفعل عبر عدة أعمدة. يحصل العمود الأول على الماء عند 100 درجة مئوية، لكن الأعمدة الأخرى تصبح أكثر سخونة، مع درجات حرارة تصل إلى 175 درجة مئوية تحت الضغط، مما يضمن أقصى قدر من استخراج جميع المواد الصلبة الذائبة في القهوة.
• المحتوى الذائب والعائد: الهدف؟ مستخلص قهوة يحتوي على 20-25٪ من المواد الصلبة الذائبة، والتي يتم تجفيفها بعد ذلك لصنع قهوة فورية. بفضل درجات الحرارة المرتفعة أثناء الاستخلاص، تنتج القهوة الفورية مواد قابلة للذوبان أكثر بكثير من مشروبك الصباحي، بما في ذلك كل الكافيين تقريبًا - مقارنة بنحو 85٪ في التخمير التقليدي.

تركيز المستخلص

في عملية تصنيع القهوة الفورية، بعد الاستخلاص، يتم تركيز مستخلص القهوة السائل قبل التجفيف. تعمل هذه الخطوة على تعزيز كفاءة عملية التجفيف، مما يقلل من استخدام الطاقة مع المساعدة في تثبيت نكهة القهوة. 

• التبخير: في أغلب الأحيان، يحدث التركيز من خلال التبخير، حيث يتم إزالة الماء من المستخلص. تقوم أجهزة التبخير مثل أنظمة اللوحة والأغشية الطاردة المركزية بهذه المهمة، مما يقلل من التعرض لدرجات الحرارة العالية لحماية النكهة. ولكن هناك مشكلة: مع تبخر الماء، يمكن أيضًا فقدان المركبات المتطايرة التي تضيف إلى نكهة القهوة.
• التبخير متعدد المراحل: لزيادة الكفاءة، غالبًا ما يقوم المصنعون بتشغيل التبخير على مراحل، باستخدام الحرارة من مرحلة لتشغيل المرحلة التالية. هذا يقلل من استهلاك الطاقة ويحافظ على سير الأمور بسلاسة.
• التركيز بالتجميد: هل تريد الاحتفاظ بمزيد من النكهة؟ التركيز بالتجميد هو بديل. هنا، يتم تجميد الماء من المستخلص وفصله على شكل ثلج، مما يحافظ على المزيد من تلك المركبات المتطايرة. الجانب السلبي؟ إنها أقل كفاءة ولا تصل إلا إلى حوالي 38% من المواد الصلبة القابلة للذوبان بسبب سمك المستخلص. وعلى الرغم من سحرها في توفير النكهة، فإن تركيز التجميد لا يستخدم على نطاق واسع مثل التبخير.
• موازنة النكهة والكفاءة: يتعين على الشركات المصنعة السير على خط رفيع - الحصول على تركيز عالٍ دون التضحية بالنكهة. في حين أن التركيزات الأعلى تسرع التجفيف وتجعل القهوة تذوب بشكل أفضل، فإن دفعها إلى أبعد من ذلك يمكن أن يؤدي إلى قهوة سميكة وشرابية يصعب التعامل معها وقد تفقد بعضًا من تلك النكهة الثمينة بسبب الحرارة أو هروب المركبات المتطايرة.

التجفيف بالرش

يعد التجفيف بالرش الطريقة المفضلة في عملية تصنيع القهوة الفورية، وذلك لأنه سريع وفعّال من حيث التكلفة ويمكنه التعامل مع أحجام إنتاج ضخمة بسهولة.

• نظرة عامة على العملية: في عملية التجفيف بالرش، يتم رش مستخلص القهوة المركز في حجرة تجفيف طويلة من خلال فوهات طرد مركزي عالية الطاقة. تعمل هذه الفوهات على تفتيت السائل إلى قطرات صغيرة، ثم يتم ضربها بالهواء الساخن. ومع سقوط القطرات، يتبخر الماء، تاركًا وراءه جزيئات قهوة دقيقة تتجمع على شكل مسحوق. يبلغ متوسط ​​حجم الجسيمات حوالي 300 ميكرومتر، مما يمنح المسحوق الكثافة المثالية ويجعل من السهل التعامل معه.
• التجفيف المتحكم فيه: يتم التحكم في كل شيء في عملية التجفيف هذه بدقة لتحقيق اللون المناسب ومستوى الرطوبة في القهوة. يتم الحفاظ على محتوى الرطوبة النهائي أقل من 5٪، مما يضمن بقاء القهوة مستقرة على الرف وآمنة من التلف. اعتمادًا على التحميص وتركيز المستخلص، يمكن أن يتراوح مسحوق القهوة المجفف بالرش الناتج من اللون البني الفاتح إلى البني الداكن.
• الخصائص الفيزيائية: تشتهر القهوة المجففة بالرش بأنها تتدفق بحرية، مما يعني أنه من السهل قياسها وتذوب بسلاسة في الماء. تم تصميمها لتكون ذات كثافة كبيرة تتراوح بين 180 و220 جرامًا لكل لتر - وهي الكثافة المناسبة تمامًا بحيث تحتوي ملعقة صغيرة شبه مكدسة على حوالي 2 جرام، وهو ما يكفي لتحضير كوب قياسي سعة 150-170 مل.
• عيوب التجفيف بالرش: على الرغم من أن التجفيف بالرش فعال للغاية، إلا أنه له جوانب سلبية - خاصة في قسم النكهة. يمكن أن تؤدي الحرارة العالية المشاركة في العملية إلى فقدان بعض مركبات الرائحة المتطايرة التي تعطي القهوة نكهتها المميزة. لمكافحة هذا، غالبًا ما يضيف المصنعون زيوت القهوة بعد التجفيف لاستعادة بعض تلك النكهة المفقودة.

التجفيف بالتجميد

من ناحية أخرى، يعد التجفيف بالتجميد خيارًا أكثر فخامة ورقيًا عندما تكون النكهة هي الأولوية القصوى في عملية تصنيع القهوة الفورية. إنه أبطأ وأكثر تكلفة، لكن القهوة المجففة بالتجميد تتميز عادةً برائحة وطعم أكثر ثراءً مقارنة بالإصدارات المجففة بالرش.

• 
  
• نظرة عامة على العملية: يبدأ التجفيف بالتجميد بتجميد مستخلص القهوة إلى ألواح أو حبيبات. ثم توضع هذه القطع المجمدة في حجرة مفرغة من الهواء، حيث يتم تسخينها ببطء تحت فراغ عالٍ (حوالي 0.4 تور). يتسبب هذا في تصعيد الجليد - الانتقال مباشرة من الحالة الصلبة إلى الغاز دون أن يصبح سائلاً أولاً. الفوز الكبير هنا؟ تحافظ هذه الطريقة على بنية القهوة ونكهتها، حيث تتم في درجات حرارة منخفضة وتتجنب الحرارة العالية التي يمكن أن تكسر تلك المركبات المتطايرة الثمينة.
• التحبيب والتحكم في الحجم: قبل بدء التجفيف، يتم تحبيب الألواح المجمدة إلى جزيئات موحدة. يتم إعادة تدوير أي حبيبات كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا حتى يتطابق كل شيء مع الحجم المطلوب. هذه الحبيبات قابلة للمقارنة في الحجم مع المسحوق الناتج عن التجفيف بالرش ولكنها تحتفظ بنكهة أكبر، وذلك بفضل العملية الأكثر لطفًا.
• تقنية الرغوة: حتى أن بعض الشركات المصنعة تبتكر بعض الإبداع في تقنية الرغوة، حيث تقوم بإدخال غازات مثل ثاني أكسيد الكربون أو النيتروجين في مستخلص القهوة قبل تجميده. وهذا يضيف جيوبًا هوائية صغيرة، مما يحسن ملمس وقابلية ذوبان المنتج النهائي.
• المزايا: يتألق التجفيف بالتجميد حقًا عندما يتعلق الأمر بالنكهة. تساعد درجات الحرارة المنخفضة في الحفاظ على مركبات النكهة الدقيقة سليمة، مما يجعل القهوة المجففة بالتجميد أكثر عطرية ونكهة. كما أن لها بنية أكثر مسامية، مما يعني أنها تذوب بسهولة أكبر، حتى في الماء البارد.

------------------

تنزيل الكتاب :

تحميل

رابط التحميل جاهز! انقر على الزر أسفله للتحميل

تحميل

مشاركة