công nghệ sản xuất cà phê bột

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN

TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ BỘT

(Nguyên liệu đầu vào là cà phê nhân)

GVHD: ĐỖ VIẾT PHƯƠNG

SVTH: LÊ THÚY AN

LÊ THỊ DIỆU

NGUYỄN THỊ HỒNG VÂN

NGUYỄN THỊ THU THỦY

NGUYỄN THỊ CHUNG

ĐẶNG THỊ HOÀNG GIANG

NGUYỄN THỊ HỢP

CAO THỊ THIỆN

ĐỖ THỊ THU HẰNG

Lớp: ĐẠI HỌC THỰC PHẨM

TP. Hồ Chí Minh, Tháng 10 năm 2011

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại thức uống khác nhau. Đặc biệt là cà phê.

Nó không giống như các loại đồ uống khác, chức năng chính của cà phê không phải là

giải khát, mặc dù người dân Mỹ uống nó như thức uống giải khát. Chức năng chính của

cà phê là tạo cảm giác hưng phấn hoặc cung cấp các chất chống ôxi hóa (antioxidant) cho

cơ thể, vai trò mà trước đây người ta chỉ thấy ở hoa quả và rau xanh.

Cà phê đóng một vai trò quan trọng trong xã hội xuyên suốt lịch sử hiện đại. Ở một

số nước người ta coi việc uống cà phê như một thức uống phổ thông (cà phê thường có

hàm lượng Cafein thấp) và ăn kèm bánh trái hoặc hoa quả.

Ở Việt Nam cà phê là một thức uống được ưa chuộng, đặc biệt vào buổi sáng (nhưng

hàm lượng cafein rất cao chỉ thích hợp với những người quen dùng hoặc nghiện cà phê).

Các quán giải khát (trừ các "bar") thường gọi là "quán cà phê", mặc dù cũng phục vụ

những thức uống khác.

Từ những vấn đề trên Nhóm chúng em quyết định chọn “CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

CÀ PHÊ TỪ NGUYÊN LIỆU NHÂN” làm đề tài nghiên cứu.

http://vi.wikipedia.org/wiki/X%C3%A3_h%E1%BB%99i

http://vi.wikipedia.org/wiki/Ch%E1%BA%A5t_ch%E1%BB%91ng_oxi_h%C3%B3a

Tiểu luận: TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ BỘT

NHẬN XÉT

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

GVHD: ĐỖ VIẾT PHƯƠNG SVTH: NHÓM 7

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CAFE BỘT 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

TÊN GỌI

Từ "cà phê" trong tiếng Việt có gốc từ chữ CAFÉ của tiếng Pháp. Giống như các

ngôn ngữ thuộc hệ ngôn ngữ Ấn-Âu, café có gốc từ kahveh của tiếng Thổ Nhĩ Kỳ

và kahveh đến từ Qahwa của tiếng Ả Rập.

Trong tiếng Anh, từ Coffee xuất hiện lần đầu tiên từ sớm cho đến giữa những năm

1600, nhưng thể sớm nhất của từ này đến vào khoảng 10 năm cuối của những năm

1500. Xuất phát từ từ Caffè của tiếng Ý. Từ trên được giới thiệu ở châu Âu thông

qua những người Thổ Nhĩ Kỳ Ottoman Kahve có nguồn gốc từ tiếng Ả Rập: قهوة

ة

,

Qahweh. Nguồn gốc nguyên thủy của từ Ả Rập là không rõ ràng; nó cũng có nguồn

gốc tôn giáo Kaffa ở phía Tây Ethiopia, nơi cà phê được trồng trọt, hoặc sự bới đi từ

Qahwat Al-Būnn', có ý nghĩa là "rượu của đậu" trong tiếng Ả Rập. Ở Eritrea,

"Būnn" (cũng có nghĩa là "rượu của đậu" trong Tigrinya) cũng được dùng. Tên

Amharic và Afan Oromo cho cà phê là Bunna.

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÂY CÀ PHÊ TRÊN THẾ GIỚI:

NGUỒN GỐC

Những câu chuyện về cà phê thì rất nhiều, thực hay hư thì cũng ít ai kiểm chứng,

đôi khi họ phóng đại lên cho nó ly kỳ, thú vị như chính cái hậu vị để lại khi giọt cà

phê tan vào trong từng tế bào cảm giác.

Trong những câu chuyện đó, từ chuyện nghe có vẻ

hợp lý nhất là câu chuyện về anh chàng chăn dê

tên Kaldi người xứ Abyssinia với đàn dê của anh

ta. Chuyện kể rằng, đàn dê của anh đã ăn một loại

cây lạ có hoa màu tắng, quả có màu đo đỏ rồi sau

đó có những biểu hiện lạ thường. Kaldi phát hiện

ra điều đó, anh liều ăn thử và thấy mình hưng phấn

hẳn lên, ngờ rằng mình đã gặp một phép lạ bèn báo

ngay cho vị quản nhiệm ở một tu viện gần đó. Nhà

tu kia sợ rằng đây chính là một thứ trái cấm của

quỷ dữ nên lập tức vứt vào lò lửa, thế nhưng khi những quả kia cháy xém tỏa ra một

mùi thơm lừng, đến lúc này người tu sĩ kia mới tin rằng đó là một món quà của


http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Afan_Oromo&action=edit&redlink=1

http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Amharic&action=edit&redlink=1

http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Tigrinya&action=edit&redlink=1

http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Kaffa&action=edit&redlink=1

http://vi.wikipedia.org/wiki/Ti%E1%BA%BFng_Anh

http://vi.wikipedia.org/wiki/Ti%E1%BA%BFng_%E1%BA%A2_R%E1%BA%ADp

http://vi.wikipedia.org/wiki/Ti%E1%BA%BFng_Th%E1%BB%95_Nh%C4%A9_K%E1%BB%B3

http://vi.wikipedia.org/wiki/H%E1%BB%87_ng%C3%B4n_ng%E1%BB%AF_%E1%BA%A4n-%C3%82u

http://vi.wikipedia.org/wiki/Ti%E1%BA%BFng_Ph%C3%A1p

http://vi.wikipedia.org/wiki/Ti%E1%BA%BFng_Vi%E1%BB%87t


Thượng Đế ban tặng nên vội kêu thêm những

tăng lữ khác đến tiếp tay. Họ đem rang lên, giã

nhỏ rồi pha vào nước uống để mọi người cùng

hưởng thiên ân. Đến những câu chuyện về sự

độc hại của cà phê, như câu chuyện ở đất nước

Thụy Điển, quốc vương Gusitafu đệ tam muốn

thử xem cà phê có độc hay không bèn ra quyết

định bắt hai anh em tội phạm bị kết án tử hình

đang giam trong ngục mỗi ngày phải được cho

uống thứ nước làm từ quả ấy hai lần, thử xem

họ chết ra sao? Đến lúc chết, vị hoàng đế này vẫn để lại di chỉ cho người kế vị là

phải tiếp tục làm theo lệnh của ông ta, như một phép lạ, hai tử tù kia qua đời ở tuổi

hơn 80! Và có lẽ đó là ghi nhận đầu tiên của loài người về tính dược lý của cà phê,

…

Đó là truyền thuyết, còn những di chỉ khảo cổ, những ghi chép của con người còn

lại cho đến ngày nay. Người ta biết rằng, Kaffa (Ethiopia ngày nay) chính là vùng

đất khởi nguyên của cây cà phê, từ thế kỷ thứ IX đã có những ghi nhận ở đây, đến

thế kỷ XIV những người buôn nô lệ đã mang cà phê từ Ethiopia sang xứ Ả Rập.

Nhưng tới tận thế kỷ XV người ta mới biết rang cà phê lên và sử dụng làm đồ uống.

Cà phê đã trở thành một thức uống truyền thống của người Ả Rập và là nơi trồng cà

phê độc quyền với trung tâm giao dịch cà phê là thành phố cảng Mocha, hay còn

được gọi là Mokka, tức là thành phố Al Mukha thuộc Yemen ngày nay. Người Ả

Rập rất tự hào về phát minh ra loại thức uống này và giữ bí mật để bảo tồn độc

quyền về một loại sản phẩm. Họ đưa ra những chế tài rất chặt chẽ trong việc sản

xuất và xuất khẩu cà phê như: Chỉ mang hạt ra khỏi xứ sau khi đã rang chín,người

ngoại quốc cũng bị cấm không cho bén mảng đến các đồn điền cà phê.

Thế nhưng dù nghiêm ngặt đến mức nào thì cũng có người vượt qua được, những

khách hành hương được thưởng thức nước cà phê đã lén lút mang hạt giống về

trồng, chẳng bao lâu khắp khu vực Trung Đông đều có trồng và truyền đi mỗi lúc

một xa hơn.



DU NHẬP VÀO CHÂU ÂU

Sau nhiều lần thất bại, người Hà Lan là dân tộc đầu tiên ở Châu Âu lấy được hạt

giống cây này mang về thử trồng ở đảo Java ( khi đó là thuộc địa của họ). Năm

1723, một sĩ quan hải quân Pháp tên De Clieu được về nghỉ phép ở Paris, đã quyết

định đem cây này về xứ Martinique nơi anh trú đóng. Sau nhiều hoạn nạn De Clieu

cũng trồng được cây cà phê ở một nơi kín đáo với 3 thủy thủ canh gác ngày đêm.

Hơn 50 năm sau, Pháp trở thành đối thủ cạnh tranh gay gắt với Hà Lan, bất đồng

xảy ra không thể giải quyết họ nhờ đến chính quyền Brasil đứng ra dàn xếp. Đây là

cơ hội, với những quỷ kế, Brasil đã mang được hạt giống về nước và đây là khởi

đầu cho giống cà phê trồng tại Brasil, biến các quốc gia Trung, Nam Mỹ trở thành

những đế quốc cà phê lớn bậc nhất thế giới.

Trong khi đó, vào năm 1660 cà phê được người Hà Lan truyền vào Bắc Mỹ ở vùng

Amsterdam, Bốn năm sau, người Anh chiếm vùng này và đặt tên là New York, cà

phê trở thành một thức uống quen thuộc chỉ dành cho giới thượng lưu trong khi trà

là thức uống phổ thông trong mọi tầng lớp. Thế nhưng đến năm 1773, khi Anh

Hoàng George đánh thuế trà và người dân Mỹ nổi lên chống lại thì tình hình thay

đổi. Người Mỹ giả dạng dân da đỏ tấn công những tàu chở trà đem đổ xuống biển.

Biến cố lịch sử dưới tên Boston Tea Party đã làm cho người Mỹ nghiêng qua uống

cà phê và chẳng bao lâu thức uống này trở thành quốc ẩm.

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÂY CÀ PHÊ Ở VIỆT NAM

Lần đầu tiên cà phê được đưa vào Việt Nam vào năm 1875, giống Arabica được

người Pháp mang từ đảo Bourton sang trồng ở phía Bắc sau đó lan ra các tỉnh miền

Trung như Quảng Trị, Bố Trạch, … Sau thu hoạch chế biến dưới thương hiệu

“Arabica du Tonkin”, cà phê được nhập khẩu về Pháp.

Sau khi chiếm nước ta thực dân Pháp thành lập các đồn điền cà phê như Chinê,

Xuân Mai, Sơn Tây chúng canh tác theo phương thức du canh du cư nên năng suất

thấp giảm từ 400 – 500 kg/ha những năm đầu xuống còn 100 – 150 kg/ha khi càng

về sau. Để cải thiện tình hình, Pháp du nhập vào nước ta hai giống mới là cà phê vối

(C. robusta) và cà phê mít ( C. mitcharichia) vào năm 1908 để thay thế, các đồn

điền mới lại mọc lên ở phía Bắc như ở Hà Tĩnh (1910), Yên Mỹ (1911, Thanh Hoá),

Nghĩa Đàn (1915, Nghệ An). Thời điểm lớn nhất (1946 – 1966) đạt 13.000 ha.



Năm 1925, lần đầu tiên được trồng ở Tây Nguyên, sau giải phóng diện tích cà phê

cả nước khoảng 20.000 ha, nhờ sự hỗ trợ vốn từ quốc tế, cây cà phê dần được chú

trọng, đến năm 1980 diện tích đạt 23.000 ha, xuất khẩu trên 6000 tấn.

Trận sương muối năm 1994 ở Brasil đã phá huỷ phần lớn diện tích cà phê ở nước

này, cộng hưởng đợt hạn hán kéo dài năm 1997 đã làm nguồn cung trên toàn thế

giới sụp giảm mạnh, giá tăng đột biến đã khích lệ mở rộng diện tích cà phê ở Việt

Nam, đầu tư kỹ thuật canh tác thâm canh, chuyên canh, … nhờ đó diện tích và sản

lượng tăng nhanh, trung bình 23,9%/năm, đưa tổng diện tích cây cà phê năm

2000 lên đến 516,7 nghìn ha, chiếm 4,14% tổng diện tích cây trồng của Việt Nam,

đứng thứ ba chỉ sau hai loại cây lương thực chủ lực là lúa (chiếm 61,4%) và ngô

(chiếm 5,7%).

Trong thập kỷ 90 thế kỷ XX, sản lượng tăng lên trên 20%/năm (và các năm 1994,

1995, 1996 sản lượng tăng thậm chí còn cao hơn với tỷ lệ lần lượt là 48,5%, 45,8%

và 33%). Năm 2000, Việt Nam có khoảng 520

nghìn ha cà phê, tổng sản lượng đạt 800 nghìn tấn. Nếu so với năm 1980, diện tích

cà phê của Việt Nam năm 2000 đã tăng gấp 23 lần và sản lượng tăng gấp 83 lần.

Mức sản lượng và diện tích vượt xa mọi kế hoạch trước đó và suy đoán của

các chuyên gia trong nước và quốc tế.

Cho đến nay sản lượng cà phê cả nước chiếm 8% sản lượng nông nghiệp, chiếm

25% giá trị xuất khẩu và là nước xuất khẩu cà phê Robusta lớn nhất thế giới với hai

tỉnh có diện tích canh tác lớn nhất là ĐăkLăc và Gia Lai, mang lại việc làm ổn định,

thu nhập cao cho hàng triệu người. Góp phần ổn định kinh tế xã hội ở những vùng

xa xôi hẻo lánh, dân tộc ít người, …

SINH VẬT HỌC:

Cà phê là tên một chi thực vật thuộc họ Thiên

thảo (Rubiaceae). Họ này bao gồm khoảng 500

chi khác nhau với trên 6.000 loài cây nhiệt đới.

Chi cà phê bao gồm nhiều loài cây lâu năm khác

nhau.Tuy nhiên, không phải loài nào cũng chứa

caffein trong hạt, một số loài khác xa với những

cây cà phê ta thường thấy. Chỉ có hai loài cà phê

có ý nghĩa kinh tế. Loài thứ nhất có tên thông



thường trong tiếng Việt là Cà phê chè (tên khoa học: Coffea arabica), đại diện cho

khoảng 61% các sản phẩm cà phê trên thế giới. Loài thứ hai là Cà phê vối (tên khoa

học: Coffea canephora hay Coffea robusta), chiếm gần 39% các sản phẩm cà phê.

Ngoài ra còn có Coffea liberica và chari (ở Việt Nam gọi là Cà phê mít) với sản

lượng không đáng kể.

Cà phê thuộc giống coffea gồm 70 loại khác nhau, nhưng chỉ có khoảng 10 loại có giá

trị kinh tế và trồng trọt. Hiện nay thường trồng 3 loại chính:

• Giống Arabica.

• Giống Robusta.

• Giống Chari.

Ba giống này có thời vụ xen kẽ nhau tạo điều kiện thuận lợi cho việc trồng trọt và thu

hoạch.Lần đầu tiên cà phê được đưa vào Việt Nam vào năm 1875, giống Arabica được

người Pháp mang từ đảo Bourton sang trồng ở phía Bắc sau đó lan ra các tỉnh miền Trung

như Quảng Trị, Bố Trạch, … Sau thu hoạch chế biến dưới thương hiệu “Arabica du

Tonkin”, cà phê được nhập khẩu về Pháp.

CÀ PHÊ CHÈ (ARABICA)

Tên khoa học là Coffee arabica, thường được gọi là cà phê chè, đại diện cho khoảng

61% các sản phẩm cà phê trên thế giới. Có nguồn gốc từ Cao Nguyên nhiệt đới

Ethiopia đông Phi Châu. Arabica cao từ 3 – 7 m tùy điều kiện đất đai, khí hậu, độc

thân hoặc nhiều thân, lá nhỏ hình oval hoặc lưỡi mác, cành nhỏ mảnh khảnh ít phân

nhánh, tán nhỏ, quả hình bầu dục đôi khi hình tròn, quả chín có giống màu vàng có

giống màu đỏ tươi, đường kính 10 – 15 mm, thường có hai nhân, hiếm khi có ba

nhân, cuống quả khi chín rất mềm dễ rụng, nứt khi trời mưa. Thời gian nuôi quả 6 –

7 tháng, khí hậu lạnh ở miền Bắc arabica chín rộ vào tháng 12 – 1 năm sau và muộn

hơn 2 – 3 tháng so với Tây Nguyên. Khoảng 800 – 1200 quả/kg, cứ 2,5 – 3 kg hạt

cho ra 1 kg nhân, nhân có màu xám xanh, xanh lục,xanh nhạt, …Tuỳ theo phương

pháp chế biến lượng caffein trong nhân khoảng 1 – 3%.

CÀ PHÊ VỐI (ROBUSTA)

Tên khoa học: Coffea canephora hay Coffea robusta, thường được gọi là cà phê vối,

chiếm gần 39% các sản phẩm cà phê. Có nguồn gốc từ khu vực sông Conggô và

miền núi thấp xích đạo và nhiệt đới Tây Phi Châu. Robusta cao 5 – 7 m, độc thân

hoặc nhiều thân, cành khá lớn phân nhiều nhánh, tán rộng, lá trung bình mặt lá gồ



ghề. Đặc biệt, hoa robusta không bao h ra lại vào mùa sau tại vị trí cũ, quả chín màu

đỏ sẫm, đường kính 10 – 13 mm, hình bầu dục hoặc tròn có hai nhân đôi khi một

nhân, vỏ quả cứng và cuống dai hơn arabica. Cứ khoảng 3 kg quả cho ra 1 kg nhân,

nhân hình bầu dục hơi tròn có màu xám xanh, xanh bạc, vàng mỡ gà,…Tuỳ thuộc

vào cách chế biến lượng caffein có khoảng 1,5 – 3%.

CÀ PHÊ MÍT (CHARI)

Tên khoa hoc: Coffea chari, ơ Viêt Nam thương đươc goi la ca phê mit. Co nguôn

gôc ơ xư Ubangui Chari thuôc Biên Hô gân xa mac Xahara, du nhâp vao Viêt Nam

năm 1905, cây lơn cao 6 – 15 m la to hinh trưng hoăc hinh lươi mac, gân la nôi lên ơ

măt dươi, canh lơn tan rông. Qua hinh bâu duc, num to va lôi, tuy điêu kiên khi hâu

vung đât qua se chin sơm hơn hoăc cung luc vơi thơi điêm cây ra hoa, ca phê mit co

đăc điêm ra hoa tai vi tri cu vao vu kê tiêp nên vao vu thu hoach (thang 5 – thang 7)

trên tai môt đôt canh co thê co cung luc qua xanh, qua chin, nu, hoa. Đây la yêu tô

bât lơi cho thu hoach va giam năng suât.

Hoa cua ba loại ca phê trên thương nơ đông loat, thanh chum mau trăng muôt,

hương thơm ngao ngat. Hoa chỉ nở trong 3 – 4 ngày, thời gian thụ phấn khoảng 2 – 3

h. Một cây cà phê trưởng thành có từ 30.000 – 40.000 hoa.,5 – 3%.

CẤU TẠO VÀ THANH PHÂN HOA HOC CUA QUA CA PHÊ

CÂU TAO GIAI PHÂU

Qua ca phê bao gôm cac phân như sau: Lơp vo qua, lơp nhơt, lơp vo trâu, lơp vo lua,

nhân.

• Lơp vo qua: La lơp vo ngoai cung, co mau đo, đo sâm hoăc vang tuy chung,

mên, ca phê che mên hơn ca phê vôi va ca phê mit.

• Lơp vo thit (lơp nhơt): năm dươi lơp vo, mên. Vo thit ca phê vôi va ca phê

che mên, ngot, mong, dê bong troc khi xay xat hơn ca phê mit.

• Vo trâu: La môt lơp vo cưng bao boc nhân, câu tao chu yêu la cellulose. Vo

trâu ca phê che mong hơn, dê vơ hơn ca phê vôi va ca phê mit.

• Vo lua: Năm dươi lơp vo trâu, mong, mên, co mau săc tuy chung như đa trinh

bay.

• Nhân ca phê: Lớp tế bào phần ngoài của nhân cứng, có những tế bào nhỏ,

trong có chứa những chất dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn. Một



quả cà phê thường có từ 1 ( Biculi), 2 hoặc 3 nhân. Thông thường chỉ có 2 nhân

(vôi, mit, che). Trong nhân co phôi mâm..

CÂU TAO HOA HOC

Vo qua: Co mau đo do chât antoxian va cac vêt alkaloid, trong vo chưa 21,5 – 30%

chât khô (tanin, caffein, cac enzyme, …)

Vo thit: La nhưng tê bao mêm chưa nhiêu đương va pectine, ngoai ra con co enzyme

pectinase phân giai pectine trong qua trinh lên men va lên men đương lam pH dao

đông trong khoang 5,6 – 6,4.

Vo trâu: Chưa chu yêu la cellulose, môt it caffein (0,4%) do khêch tan tư vo trong

luc phơi khô hoăc lên men.

Nhân: Nươc chiêm 10 – 12%, protein chiêm 9 – 11%, lipid chiêm 10 – 13%, cac loai

đương chiêm 5 – 10%, tinh bôt chiêm 3 – 5%. Ngoai ra con co môt sô chât thơm,

khoang va alkaloid. Thanh phân hoa hoc cua nhân quyêt đinh chât lương ca phê, no

phu thuôc vao chung loai, điêu kiên đât đai, ky thuât canh tac, phương phap chê biên

bao quan, …Và trong chế biến cà phê thì thành phần hóa học của nhân là nhân tố

quan tâm hàng đầu.



Bảng I.1: THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA NHÂN

Vai tro cua môt sô chât hoa hoc trong việc tạo ra màu – mùi – vị đặc trưng của cà phê

Hydratcarbon: Hàm lượng hydratcarbon trong cà phê khô khoảng 60%. Phần lớn là

các polysaccharide hòa tan hoặc không hòa tan trong nước và một phần nhỏ là các

đường saccharose, glucose, … Trong quá trình rang các hydratcarbon biến đổi nhiều,

chúng có thể phân hủy thành các hợp chất khác nhau hoặc biến mất hầu như hoàn

toàn như các chất đường đã nói trên. Các đường khử tham gia một số phản ứng tạo

màu và mùi cho cà phê rang. Các polysaccharide không hòa tan trong nước, chúng

tạo nên những thành tế bào của hạt cà phê và sau khi pha trở thành bã cà phê.

Các chất béo: Trong cà phê nhân tổng hàm lượng chất béo chiếm khoảng 13%. Trong

quá trình rang các hợp chất béo mất đi 1 – 2%. Các chất béo chủ yếu tạo thành dầu cà

phê là trigliceride và diterpene, là dạng este của acid bão hòa, nhất là panmitic,



behenic, arachidic. Các diterpene này rất nhạy với acid, nhiệt và ánh sáng. Hàm lượng

diterpene giảm đi trong quá trình bảo quản cũng như quá trình rang có thể là do tạo

thành các terpnene bay hơi, naphtalene và quinoline.

Các acid: Đại diện quan trọng nhất của nhóm acid là các loại acid chlorogenic. Đây là

những loại acid đặc trưng đối với cà phê. Trong quá trình rang chúng bị phân hủy 30

– 70%, sau khi rang có sự hình thành một số acid dễ bay hơi. Tất cả các acid này đều

góp phần tạo vị chua của cà phê.

Các loại protein: Hầu như không có mặt trong cà phê rang, do rang ở nhệt độ cao nên

một phần bị phân hủy, phần còn lại kết hợp với hydratcarbon và các acid chlorogenic

tạo thành những chất màu nâu. Bằng phương pháp thủy phân, người ta thấy trong

thành phần protein của cà phê có những acid amin sau: cysteine, alanine,

phenylalanine, histidine, leucine, lysine, …. Các acid amin này ít thấy ở trạng thái tự

do, chúng thường ở dạng liên kết. Khi gia nhiệt, các mạch polypeptide bị phân cắt,

các acid amin được giải phóng ra tác dụng với nhau hoặc tác dụng với những chất tạo

mùi và vị cho cà phê rang. Trong số các acid amin kể trên đáng chú ý nhất là những

acid amin có chứa lưu huỳnh như cystein, methionine và proline, chúng góp phần tạo

nên hương vị đặc trưng của cà phê sau khi rang. Đặc biệt, methionine và proline có

tác dụng làm giảm tốc độ oxi hóa các chất thơm, làm cho cà phê rang giữ được mùi vị

khi bảo quản. Trong quá trình chế biến chỉ có một phần protein bị phân giải thành

acid amin, còn phần lớn bị biến thành hợp chất không tan.

Các loại alkaloid: Trong quá trình rang, hàm lượng caffein hầu như không thay đổi.

Trigoneline giảm khoảng 75%, tạo thành các sản phẩm gồm acid nicotinic (niacin),

nicitinamide và các chất thơm bay hơi như pyrine và pyrol. Trong đó đáng chú ý nhất

là niacin, trong cơ thể con người có tác dụng như một loại vitamine.

Các chất thơm: Trong thành phần của các hợp chất thơm có khoảng 50% aldehyde,

20% ketone, 8% ester, 7% heterocylic, 2% dimethylsulfide, một lượng ít hơn là các

sulfide hữu cơ khác, còn có một lượng nhỏ nitrile, alcohol hoặc các hydrocarbon đã

bão hòa và chưa bão hòa có trọng lượng phân tử thấp như isoprene.

Các chất khoáng: Hàm lượng chất khoáng trong cà phê khoảng 3 – 5%, chủ yếu là

kali, nitơ magie, photpho, clo. Ngoài ra còn thấy nhôm, sắt, đồng, iod, lưu huỳnh, …

những chất này ảnh hưởng không tốt đến mùi vị cà phê. Chất lượng cà phê cao khi

hàm lượng chất khoáng càng thấp và ngược lại.



CHƯƠNG II: KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÀ PHÊ XAY

2.1. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CAFÉ XAY

Cà phê rang xay là sản phẩm được sản xuất từ cà phê nhân sản phẩm cà phê ràg xay có đặc

tính như sau:

- Màu nước đen tuyền

- Hương vị đặc trưng của cà phê

- Vị đắng mạnh, hậu ngọt

Quy trình công nghệ:


Cà phê nhân

SP cà phê rang xay

Tiếp nhận

Phân loại, làm sạch

Rang

Làm nguội

Phối trộn

Ủ

Xay, nghiền, sàng

Bao gói bảo quản


2.2.THUYẾT MINH QUY TRÌNH

2.2.1. Tiếp nhận và làm sạch

Tiếp nhận cà phê nhân để đưa vào sản xuất nhằm đảm bảo đủ về số lượng. Việc tiếp

nhận có thể có thể bằng tay hoặc bằng các thiết bị chuyên dùng như: gầu tải, vít tải, bằng

dòng khí…

Cà phê nhân có thể là cà phê nhân xô hoặc cà phê nhân đã qua phân loại, làm sạch.

Nếu cà phê nhân đã qua phân loại, làm sạch thì có thể đưa đi rang ngay, còn nếu là cà phê

nhân xô thì ta phải tiến hành phân loại, làm sạch.

Làm sạch: nhằm loại bỏ các tạp chất nhẹ như cành cây, lá cây,…tạp chất nặng như

cát, đá, kim loại, … khử mùi tạp, loại bỏ những hạt kém phẩm chất như hạt bị thối đen,

mốc, sâu mọt,...để thuận lợi cho các giai đoạn sản xuất tiếp theo, đồng thời đảm bảo chất

lượng sản phẩm

Phương pháp phân loại: Có thể phân loại theo kích thước, khối lượng riêng và màu

sắc

Phương pháp làm sạch: Có thể dùng sàng, máy tách kim loại hoặc dùng nước đã khử

mùi cho hạt cà phê.Áp dụng nguyên tắc khí động: Bản chất dựa vào tính chất vật lý của

nguyên liệu là trọng lượng

Nguyên tắc: Một luồng không khí mạnh được tạo ra do quạt ly tâm thổi từ dưới lên trên

xuyên qua khối hạt cà phê ngay khi nó được cung cấp xuống từ máng cấp nguyên liệu bên

trên. Hạt nào nặng sẽ tiếp tục rơi xuống máng hứng, còn hạt và tạp chất nhẹ hơn sẽ được

thổi bay đi ra ngoài.

Phân loại.

Mục đích phân loại để đạt được những hạt cà phê đồng đều về kích thước. Phân loại theo

kích thước.Có 2 cách phân loại:

Dựa vào sự khác nhau về kích thước của nguyên liệu và các tạp chất để phân loại có

thể dùng sàng chấn động, sàng tròn, sàng nẩy, sàng bắc ngang…nhưng chủ yếu người ta

thường làm sàng chấn động.

2.2.2. Rang cà phê nhân

2.2.2.1Mục đích, yêu cầu



Là quá trình gia nhiệt cho cà phê nhân để tạo nên những biến đổi sâu sắc trong hạt, hình

thành nên những tính chất đặc trưng cho cà phê là màu, mùi và vị thông qua sự biến đổi

màu sắc, cấu trúc và thành phần hóa học của hạt.

Hiện nay có rất nhiều yêu cầu khác nhau về dạng sản phẩm cà phê rang, vì vậy có rất nhiều

loại rang khác nhau.Sau đây là một số loại cà phê rang như sau:

a. Cà phê rang nhạt (light roats)

Loại này vì người ta gọi là cà phê rang quể vì sản phẩm có màu nâu vàng giống màu phía

trong của vỏ bóc ra từ cây quế, đây không phải là màu vàng nâu do tẩm các chất khác vào.

Hạt có bề mặt rất khô và có màu nâu nhẹ giống màu của sôcôla sữa hoặc đậm hơn, lúc pha

có mùi vị chua dịu (với loại cà phê chè Arabica). Khi rang hạt đạt màu như vậy thì hạt mất

3-5% khối lượng khô. Trong hạt cà phê rang này, hầu hết các tạp chất tạo ra có vị thơm

ngon chưa có mặt đầy đủ hoặc hàm lượng thấp. Mùi vị cà phê chưa thật đậm đà, nhưng

nếu có mùi vị lạ thì chúng chưa bị mất đi và rất dễ nhận thấy khi nếm, vì vậy dạng cà phê

rang này thường sử dụng cho thử nếm đánh giá chất lượng các mẫu cà phê.

b. Cà phê rang vừa (medium roast)

Loại cà phê này rang theo kiểu Mỹ. Sản phẩm có màu nâu vừa (trung gian giữa màu sôcôla

đậm và màu sôcôla sữa). bề mặt hạt vẫn khô, chưa có dầu tiết ra bề mặt hạt. Khi pha có

mùi vị đậm đà cộng với vị chua ngon nhẹ. Trong loại cà phê này hầu hết các mùi vị được

cảm nhận rất rõ rệt. Khi quá trình rang đạt màu như vậy thì hạt mất 5-8% khôi lượng khô.

c. Cà phê rang hơi đậm (medium to dark rast)

Loại cà phê này rang theo kiểu Pháp nhạt. Hạt cà phê rang có vết dầu lốm đốm trên bề mặt

hạt. Nó thiếu đi một chút vị chua của cà phê rang nhạt nhưng có được hương vị đậm đàcủa

cà phê rang đậm. Hạt rang theo khiểu này mất 8% khối lượng khô.

d. Cà phê rang đậm theo kiểu Italia hay kiểu Pháp

Loại này cà phê có nhiều dầu tiết ra trên bề mặt hạt nhưng hạt chưa thật bóng láng và tách

còn rất ít vị chua, màu hạt nâu đậm nhưng chưa đen. Hạt mất 8-12% khối lượng chất khô.

e. Cà phê rang rất đậm, rang cháy.

Loại này chỉ áp dụng cho máy pha chế đặc biệt espresso cần rang rất đậm và xay rất mịn

để có thể trích ly nhanh các chất tan có trong bột cà phê ra tách trong vòng vài giây. Hạt cà

phê rang rất đậm làm cho dầu tiết ra rất nhiều tiết ra rất nhiều trên bề mặt rang và hạt trở

nên bóng có màu đen thật sự, nếu tiếp tục rang cà phê mất hết dầu và cà phê giống như

than. Khối lượng hạt mất 14%.



f. Loại cà phê rang Torrefacto

Loại cà phê rang này có nguồn gốc từ Tây Ban Nha, cà phê rang có bổ sug thêm đường,

đường được caramel hóa cho vào cà phê vừa mới rang xong, tạo màu đen bóng ở bề mặt

hạt, lượng đường cho vào khoảng 15% so với cà phê.

2.2.2.1. Các biến đổi và các yếu tố ảnh hưởng

Trong quá trình rang xảy ra các biến đối sau:

• Phản ứng caramel.

Xảy ra ở nhiệt độ nóng chảy của đường, nhiệt độ nóng chảy của đường Glucoza là 1450C –

1500C, Fructoza là 95 – 1000C, Saccazoza là 160 – 1800C, Lactoza là 223 – 2520C,… tạo

nên các hợp chất có màu và vị.

Fructoza

Đường Saccazoza t0 Hợp chất màu và vị

Glucoza

Lactoza

• Phản ứng melanoidin (Maillard, Ozamin)

Xảy ra giữa đường khử và acid amin dưới tác dụng của nhiệt độ (>00C) tạo nên các sản

phẩm có màu có màu và mùi đặc trưng của hoa quả.

Đường khử + axit amin t0 Sản phẩm có màu và mùi

Ngoài ra còn có các phản ứng khác như: Cracking các hợp chất cao phân tử (gluxit,

protein,..), sự vô cơ hóa các hợp chất cacbon tạo hình dáng và màu sắc cho sản phẩm.

• Sự biến đổi củ cà phê phụ thuộc vào nhiệt độ trong quá trình rang như sau:


Nhiệt độ rang (0C) Biến đổi màu của cà phêKhoảng 100 Màu xanh Màu vàng120 – 130 Màu vàng Màu hạt dẻ150 – 180 Màu hạt dẻ Màu xám>180 Màu xám Màu tối Khoảng 270 Màu tối Màu đenKhoảng 300 Màu đen dạng bồ hóng vỡ vụn


QUÁ TRÌNH RANG

• Quá trình rang trải qua 3 giai đoạn:

a) Giai đoạn 1:

• Làm nóng cà phê đến nhiệt độ rang, quá trình bay hơi nước làm thoát các khí dễ bay

hơi theo, khí bay hơi có màu trắng đục và mùi hơi ngái, thể tích của hạt tăng lên (V1), bề

mặt hạt bị chai lại. Khi hạt đến nhiệt độ rang thì trong hạt xảy ra quá trình caramel hóa sinh

ra một lượng lớn khí CO2 tích tụ trong hạt. Đồng thời một phần chứa cacbon bị Oxy hóa tạo

mụi than.

• Quá trình Cracking các hợp chất cao phân tử như protein, tinh bột cũng sinh ra một

lượng CO2 làm tăng áp lực của hạt lên đáng kể. Trong quá trình này, dầu cà phê trong túi

dầu thoát lên bề mặt của hạt tạo cho hạt bóng. Các phản ứng xảy ra hình thành các chất

thơm.

b) Giai đoạn 2:

Thể tích của hạt cà phê tăng lên đột ngột (V2), hạt biến thành hạt xốp, khí thoát ra mạnh có

mùi đặc trưng của cà phê. Khí có màu xanh lam, nghe thấy tiếng nổ đều, bề mặt hạt trở nên

rất bóng. Trong quá trình này có một lượng cafein bị tổn thất do thăng hoa. Phía trong hạt

chuyển sang màu vàng nâu còn phía ngoài hạt có màu nâu cánh gián.

c) Giai đoạn 3:

Ở giai đoạn này, thể hạt không tăng nữa (V3), lượng khí thoát ra ít, tiếng nổ giảm. Qúa

trình caramel hóa xảy ra làm hạt chuyển sang màu đen, hàm lượng chất thơm giảm, vị

đắng tăng lên.


V2

V

V331

T(h)


Đồ thị quan hệ giữa thời gian rang (t) và thể tích hạt (V)

Như vậy, trong quá trình rang thể tích của hạt tăng từ 50-80% (thậm chí tới 100%) và hao

hụt trọng lượng khoảng 14-23% (phụ thuộc vào mức độ rang, phương pháp rang). Còn độ

ẩm biến đổi từ 10-12% (< 13%) trong cà phê nhân xuống 2-2.5% trong cà phê rang.

Những biến đổi của các hợp chất hóa học chính trong cà phê trong quá

trình rang như sau:

• Cà phê có tác dụng kích thích mạnh mẽ và có hương vị rất đặc

biệt, năm 1820 nhà bác học Runge người đức đã tách được cafein,

một chất quan trọng nhất tạo nên hương vị đặc trưng của cà phê.

Tuy vậy cho đến tận ngày nay người ta vẫn chưa phân tích được

hết các loại hợp chất trong cà phê vì thành phần của cà phê hết sức

phức tạp và lệ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.

• Trong quá trình rang, mỗi hợp chất trong cà phê có thể tăng thêm hoặc giảm đi và

hình thành những hợp chất mới, mùi vị của cà phê là kết quả của quá trình biến đổi này.

• Các hợp chất quan trọng của cà phê như: Hydratcacbon, chất béo, nước, protein, axit

hữu cơ, các loại alcoit, các chất thơm, các chất khoáng. Tỷ lệ các hợp chất này rất khác

nhau tùy theo phân tích của nguyên liệu thô, sản phẩm rang xay hoặc trong tếch cà phê

thành phẩm.

Hydratcacbon

Hàm lượng hydratcacbon trong cà phê thường 30-40%. Về lượng đây là thành phần cao

nhất, chúng phần lớn là các loại polysacarit hòa tan hoặc không hòa tan trong nước, ngoài

ra có một phần nhỏ là đường như: saccaroza, glicoza,…Trong quá trình rang, các

hydratcacbon thay đổi nhiều, chúng có thể phân hủy thành các hợp chất khác nhau hoặc

biến đổi màu hầu như hoàn toàn như các chất đường ở trên.Các polysacarit không hòa tan

trong nước, chúng tạo thành tế bào ở hạt cà phê và sau khi pha trở thàng bã cà phê.

Nước

Cà phê nhân có từ 10-13% nước ở dạng không liên kết. Trong quá trình rang nước bốc hơi

và hàm lượng nước tạm thời giảm xuống chỉ còn từ 1-2.5% sau đó hàm nước sẽ tăng lên.

Theo quy định của các nước tiêu thụ cà phê, hàm lượng nước trong cà phê rang xay không

vượt quá 5%. Qua quá trình rang khối lượng cà phê, tùy theo hàm lượng nước trong cà



phê nhân sống và mức độ rang, có thể giảm 11-20% có nghĩa là tùy theo mức độ rang mỗi

cân cà phê nhân bị mất từ 110-200g hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ kể cả nước.

Các chất béo

- Trong cà phê nhân tổng hàm lượng chất béo chiếm từ 10-13%. Cà phê chè Arabica,

có nhiều chất béo (còn gọi là dầu cà phê) so với cà phê vối Robusta. Trong quá trình rang

hầu như các hợp chất béo hầu như không thay đổi và nếu tính theo tỷ lệ khối lượng thì hàm

lượng chất béo tăng lên trong quá trình rang. Các chất béo hầu như không tan vào nước, vì

thế chúng chỉ xuất hiện một lượng rất nhỏ trong cà phê tếch.

- Chất béo chủ yếu tập trung chủ yếu ở thành tế bào trong hạt cà phê. Một bộ phận nhỏ

là lớp sáp cà phê. Lớp này là một màng rất mỏng phủ xung quanh bề mặt hạt cà phê. Hai

chất béo chủ yếu tạo thành dầu cà phê là triglyceride và diterpenester. Axit linolic và axit

palmitic là hai loại chất béo quan trọng nhất trong các axit béo. Các axit béo như axit

acetic, axit formic và axit oxycarbon chỉ có ở tỷ lệ thấp hơn rất nhiều. Các hợp chất như

kahweol và cafestol, trước đây được coi trọng trong đánh giá cà phê.

Các axit hữu cơ

Những đại diện quan quan trọng nhất của nhóm axit là các loại axit chlorogen. Đây là

những loại axit đặc trưng đối với cà phê , trong quá trình rang chúng sẽ bị phân hủy 30-

70%. Hàm lượng của tất cả các loại axit trong cà phê nhân chiếm khoảng 4-5% trong đó

các loại axit chlorogen chiếm phần chủ yếu.

Protein

Trong cà phê nhân có khoảng 11% protein tự nhiên, dưới tác dụng của nhiệt độ cao trong

quá trình rang, chúng bị phân hủy và một số được tái tạo lại và có mặt trong cà phê rang.

Một số sản phẩm tạo ra từ sự phân hủy protein kết hợp với hydratcacbon và axit chlorogen

tạo thành những hợp chất màu nâu.

Hợp chất alcaloit

Alcaloit là những hợp chất tự nhiên chứa nitơ có ở trong một số loại cây nhất định. Đối với

cà phê hàm lượng cafein có thể 0.8-2.5% tùy từng chủng loại. Trong quá trình rang hàm

lượng cafein hầu như không thay đổi nhưng hàm lượng trigonellin giảm 75%. Một số chất

mới hình thành như niacin, nicotin axit, ngoài ra còn một lượng nhỏ như theobromin và

theophyllin.

Chất khoáng



Hàm lượng chất khoáng trong một sản phẩm tự nhiên thường biến động. Chủng cà phê,

khu vực trồng cà phê, cấu tạo đất và phân bón tác động đến tỷ lệ khoáng chất. Nói chung

trong cà phê nhân có khoảng 4% khoáng chất và khoảng 90% khoáng chất này có mặt

trong nước cà phê. Các chất khoáng như: Kali, canxi, magie, photpho…

Chất thơm

Với hàm lượng cho tới 0.1% các chất thơm có thể bốc hơi thì cà phê rang là một trong

những loại thực phẩm có hàm lượng chất thơm phong phú nhất. Những chất thơm này

không có trong cà phê nhân mà chúng chỉ hình thành trong quá trình rang xay. Các chất

hương và vị này cộng lại tạo nên hương vị có một không hai của cà phê vì trong thực tế

tất cả các loại sản phẩm thực vật khác ít nhiều đều có hợp chất của cà phê, trừ chất cafein.

Chất lượng của sản phẩm cà phê rang phụ thuộc vào nguyên liệu, quá trình rang

(phương pháp, thiết bị, kỹ thuật), quá trình phối trộn…

Trong quá trình rang nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất quyết định đến chất lượng

của sản phẩm. Theo các kết quả nghiên cứu nhiệt độ rang phải bắt đầu ở khoảng

2000C, nhiệt độ rang tối ưu là 210-2300C. Khi đó, thời gian rang sẽ phụ thuộc vào

nhiệt độ rang thường thì vài phút (với phương pháp rang liên tục), đến vài chục

phút (với phương pháp rang gián đoạn) và các yếu tố khác.

2.2.2.2. Phương pháp rang

Có hai phương pháp rang đó là phương pháp rang gián đoạn và phương pháp rang liên tục.

Với phương pháp rang gián đoạn sử dụng thiết bị rang dạng hình trụ hoặc hình cầu, còn

phương pháp rang liên tục sử dụng thiết bị rang dạng trống quay, dạng chảo quay,…Vật

liệu để chế tạo thiết bị thường là thép đen, thép chống rỉ hoặc gang.

Máy rang dạng trống đứng cố định có các cánh khuấy

• Nguyên tắc hoạt động:

Cà phê sống sẽ được đổ vào một thùng dạng phễu, sau đó nguyên liệu sẽ chảy xuống thùng

rang và cánh khuấy, cánh khuấy sẽ có tác dụng làm gia tăng tỷ lệ trao đổi nhiệt giữa các

hạt với nhau và giữa các hạt vớ khí được nén, các cánh khấy quay trên một trục nằm ngang

khí thải được thổi ra nhờ quạt gió đặt ở đỉnh một ống đứng cố định để làm sạch. Kết thúc

quá trình rang , hạt cà phê được tun vào một cái ống rỗng đủ chứa để làm nguội. Với tỷ lệ

khí/ cà phê cao nên thời gian rang chỉ 6 phút.



Máy rang cà phê dạng trống quay nằm ngang.

• Nguyên lý:

- Trống rang là một ống kim loại hình trụ được bịt kín

Thiết bị này cho phép sức nóng truyền từ bề mặt kim

loại của trống tới hạt cà phê bên trong. Hạt cà phê luôn

luôn lăn dưới tác động của quá trình quay liên tục của


Máy rang dạng trống đứng cố định có cánh khuấy


trống khi rang, vì vậy hạt được truyền tới tất cả các hạt. Thời gian trung bình một mẻ

là 17-20 phút.

- Hệ thống hồi lưu của khí rang đi ra thông qua một thiết bị tạo gió xoay gọi là xylon

để tách vỏ lụa từ phía sau, nhưng gió hồi lưu vòng lại mạnh, được làm sạch rồi đi tới

ống khói nhờ bộ phận xúc tiến hoặc cửa lò phía sau.

- Trống rang là một ống kim loại hình trụ đục lỗ cho phép khí nóng từ lò đốt bịt kín đi

thẳng vào trong lòng của trống và xuyên qua những hạt cà phê đang lăn và ra ngoài

theo đường ống khói cao, hoặc đi qua những lỗ của bề mặt lọc bụi và vỏ lụa, rồi

quay lại lò đốt kín để tăng hiệu suất làm nóng. Thời gian rang 10-12 phút

- Nhiệt độ của khí đốt dẫn vào ở 4590C hoặc thấp hơn nhiệt độ rang có thể đặt cố định

hoặc điều chỉnh nhiệt độ bằng tay. Khi đã đạt đến độ rang theo yêu cầu khối hạt cà

phê được xả ra một cái khay làm nguội, mặt khay đục nhiều lỗ để thông không khí,

có một cái quạt hút không khí từ trên xuống xuyên qua khối hạt cà phê đang được

chuyển động nhờ các cánh đảo trên khay, vì vậy cà phê được làm nguội.

- Các thông số:

Năng suất 25kg/mẻ

Tốc độ quay trống rang: 30v/p

Nhiệt độ rang: 210-2300C

Nhiên liệu sử dụng: gas

Máy rang cà-phê



Công ty cổ phần cơ khí Vina Nha Trang đã nghiên cứu chế tạo máy rang cà-phê công suất

10 kg/mẻ. Máy có nguyên lý hoạt động như sau: Cà-phê nhân được chuyển vào trống rang

qua máng nguyên liệu sẽ được quạt hút làm sạch sơ bộ vỏ lụa và tạp chất nhẹ.

Trong suốt quá trình rang, cà-phê nhân được đảo đều liên tục nhờ cách đảo bên trong trống;

việc cấp nhiệt ổn định bằng hệ thống ga bên dưới trống rang cùng với chế độ hút khói liên

tục. Cà-phê sau khi rang đến độ chín sẽ được chuyển vào khay làm nguội để hạ thấp nhiệt

độ của hạt. Trong quá trình làm nguội, cà-phê được đảo đều trong khay cùng với lực hút

mạnh của quạt chung quanh lớp lưới của khay làm cà-phê nguội nhanh đều. Khói và tạp

chất, vỏ lụa theo ống dẫn quạt hút thổi vào một bộ phận lắng tạp... Thời gian rang mỗi mẻ

từ 18 đến 20 phút; nguyên liệu đốt 1,2 - 1,5 kg ga/giờ. .

2.2.3 LÀM NGUỘI CÀ PHÊ RANG

• Mục đích: Cà phê sau khi rang xong được đem đi làm nguội nhanh nhằm tản nhiệt

cho hạt, tránh các biến đổi không có lợi xảy ra và giải phóng khí CO2 Sinh ra trong qúa

trình rang tạo thuận lợi cho quá trình bao gói sau này.

• Làm nguội bằng cách rải cà phê ra sàng kết hợp với quạt thổi không khí hoặc tốt nhất

là hút chân không để tránh tổn thất chất thơm.

2.2.4 PHỐI TRỘN CÀ PHÊ RANG VỚI CÁC CHẤT PHỤ GIA

• Sau khi làm nguội, cà phê được đưa đi phối trộn theo đơn đặt hàng giữa các chủng,

hạng cà phê với nhau theo một tỷ lệ nhất định hoặc với các nguyên liệu phụ và các chất

phụ gia theo thị hiếu của người tiêu dùng (còn gọi là gu)

• Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại cà phê, mỗi loại cà phê có những hương vị

đặc trưng, để đáp ứng khẩu vị của người uống cà phê thì phối trộn đóng vai trò rất quan

trọng.

2.2.5 Ủ CÀ PHÊ RANG

• Sau khi phối trộn, cà phê được đưa đi ủ khoảng 40h. Mục đích ủ nhằm làm cho các

chất phụ gia ngấm đều vào trong hạt cà phê nhưng không làm ảnh hưởng đến chất lượng

của cà phê rang.

• Quá trình ủ được thực hiện trong các thùng hoặc các bao kín, khối lượng phụ thuộc

vào quy mô sản xuất.

2.2.6 XAY CÀ PHÊ RANG

• Công đoạn xay cà phê rang cũng rất quan trọng, cà phê rang phải xay đến độ mịn

phù hợp và đồng đều. Nếu bột thô thì khi pha sẽ rất khó có thể chiết được hết các chất hòa



tan ra ngoài nên dịch chiết sẽ loãng hoặc thời gian pha phải kéo dài. Ngược lại nếu bột quá

mịn thì khi pha cà phê sẽ khó chảy và có thể dịch chiết sẽ có lẫn cặn. Tuy nhiên, độ mịn

của bột cũng tùy theo phương pháp pha (pha bằng máy thì bột phải mịn hơn pha bằng tay)

hoặc nơi tiêu thụ (ở châu Âu thì bột phải mịn hơn ở Mỹ). Độ mịn phù hợp khoảng 400 µ

m.

• Thiết bị nghiền cà phê dạng trục

Nguyên tắc: Nhân cà phê rang được chứa trên phễu đựng

liệu, sau đó khởi động công tắc trên Panel điều khiển các

cặp trục (bao gồm: cặp trục nghiền thô, trung, mịn) và

trục vít đánh tơi ở phía dưới, tiếp đó là khởi động công

tắc trục cấp liệu, lúc này nhân cà phê lần lượt qua các cặp

trục nghiền, qua trục vít đánh tơi và được đưa ra khay

chứa sản phẩm.

Ưu điểm

Thiết bị nghiền cà phê cải tiến được thay đổi đường kính

trục nghiền, thay đổi dạng răng nghiền và thêm bộ phận đánh

tơi sản phẩm sau khi nghiền, cho ra sản phẩm sạch (không bị lẫn tạp chất do trục nghiền

gây ra như mòn biên dạng răng), năng suất cao hơn, không bị biến màu sản phẩm (do quá

trình nghiền sinh nhiệt), tránh bể biên dạng răng trong quá trình nghiền khi có vật cứng hơn

lẫn vào.

Nhược điểm:

Hiện nay thiết bị nghiền cà phê bán trên thị trường phổ biến là dạng đĩa quay (dùng lưỡi

dao trên đĩa để chặt nát hạt cà phê). Do có ma sát giữa lưỡi dao và hạt cà phê sẽ tạo ra

nhiệt. Vì thế để xay được nát, nhuyễn, thời gian xay sẽ lâu. Khi đó nhiệt độ do sự ma sát

sinh ra sẽ làm hỏng hương vị cà phê. Ngoài ra cà phê Việt Nam thường hay tẩm và tạo

hương vị bằng bơ và caramen. Chính những chất này sẽ bám dính vào trục nghiền, răng

nghiền nên sẽ làm giảm năng suất xay. Dù biên dạng răng nghiền có tốt đến mấy, nhưng

nếu không làm vệ sinh trong một khoảng thời gian dài thì sẽ không nghiền được.

2.2.7 BAO GÓI VÀ BẢO QUẢN CÀ PHÊ RANG XAY

• Công đoạn bao gói cần chú ý đến tính chất của sản phẩm cà phê rang xay đó là khả

năng dễ hút ẩm, các khí lạ và thoát hương thơm ra ngoài làm độ ẩm tăng lên tạo điều kiện

cho mốc phát triển, tổn thất hương thơm và cà phê có mùi lạ làm giảm chất lượng thậm chí



còn làm hư hỏng sản phẩm. Vì vậy người ta thường sử dụng lọ thủy tinh màu, hộp kim loại

hoặc bao bì hỗn hợp (nhiều lớp) để tăng khả năng tổng hợp, chống thấm khí và chống ánh

sáng xuyên thấu.

• Phương pháp đóng bao thường đi kèm với loại vật liệu làm bao.

Đóng bao chân không dùng hộp kim loại

- Loại bao thương mại cổ điển nhất là hộp kim loại (tức hộp sắt mạ kẽm và sơn bóng

bên ngoài) được đóng bao chân không. Dung tích của hộp kim loại thường là 1 lít và

có thể chứa khoảng 450g cà phê nhân rang. Loại này có nhiều ưu điểm như ngăn cản

hơi nước và Oxy hay không khí đi vào và đi ra khỏi hộp, và có thể chịu đựng áp suất

lớn.

- Sau khi cho cà phê rang vào hộp, hút hết không khí bên trong hộp và đóng nắp hộp

lại. Do chênh lệch áp suất giữa bên trong và ngoài hộp (áp suất bên ngoài cao hơn áp

suất bên trong hộp) nên nắp hộp được đóng chặt.

Đóng bao dùng bao nhựa két nhiều lớp cứng

- Các loại bao nhựa kết nhiều lớp thường là mềm dẻo chứa không cứng. Nó được gọi

là cứng vì sau khi cho cà phê vào, áp dụng hút chân không ở áp suất cao và hàn kín

miệng bao thì bao trở nên cứng như viên gạch một cảm nhận có được khi ta bóp tay

vào bao.

- Vật liệu cấu tạo nên bao nhựa kết nhiều lớp gồm 3 lớp khác nhau: lớp polyethylene

(PE) ở trong cùng (độ dày tiêu chuẩn là 12 µ m) để dễ dùng nhiệt hàn bao, lớp

polypropyrene (PP) hoặc nhôm ở giữa ( độ dày tiêu chuẩn là 12 µ m) để tránh cà phê

hút ẩm và polyester (độ dày tiêu chuẩn 70 µ m) ở ngoài cùng để cho phép sử dụng

các loại mực dung môi hữu cơ in các thông tin về sản phẩm trên bao bì.

- Cà phê sau khi cho vào bao, được hút chân không và được hàn kín miệng bao, sau đó

bao này được cho vào một hộp đựng khít để bán.

- Do được đóng bao chân không nên thường áp suất không khí bên ngoài bao luôn cao

hơn áp suất không khí bên trong bao, vì vậy bao cà phê luôn luôn cứng và có thể

nhìn không đẹp mắt.

Trong điều kiện không mong muốn nào đó, chỉ cần có một lỗ thủng trong bao hoặc

do hàn bao không kín, ngay lập tức không khí bên ngoài lọt vào bên trong bao để cân

bằng áp suất, và làm bao trở nên xốp, không còn cứng như trước nữa. Đây là điều

không đáng có vì gây ra nguy cơ xuống cấp chất lượng cà phê rang, nhưng nó vẫn



được chấp nhận vì người tiêu dùng do bao xốp đẹp hơn và ít nhăn nhúm hơn bao

cứng.

Đóng bao dùng bao mềm hay xốp

- Phương pháp đóng bao dùng bao mềm rất thông dụng. vật liệu làm bao rất đa dạng,

có thể dùng bao kín bóng hoặc bao nhựa kết nhiều lớp. Bao mềm cũng có thể được

gắn van một chiều để không cho hơi ẩm và Oxy không khí bên ngoài xâm nhập vào

bên trong và cho phép khí thoát ra ngoài để tránh gây phồng bao. Loại này được gọi

là mềm vì không sử dụng trong đóng bao chân không.

- Việc giảm không khí và Oxy trong bao mềm trước khi đóng gói được thực hiện bằng

cách đồn cà phê nhân rang trong bao càng chặt càng tốt, và sau đó hàn kín miệng

bao. Với loại bao gắn van một chiều, cần chú ý sử dụng bao dày và tránh việc hàn

không kín bao hoặc bị thủng bao.

2.2.8 KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CÀ PHÊ RANG

Việc đánh giá phân loại cà phê rang sẽ dựa vào một số chỉ thị mang tính định tính như màu

sắc và độ láng bóng của bề mặt hạt, sự đồng nhất của khối hạt, màu sắc và độ nở của rãnh

giữa hạt.

Đánh giá màu sắc của khối hạt

Đồng màu: hầu như không có hạt khác màu

Lác đác hạt khác màu 1-3% số hạt vàng đục

Lốm đốm 5-10% sô hạt vàng đục

Đáng giá độ láng bóng của bề mặt hạt cà phê rang

Khi bề mặt hạt vẫn khô, trơn và có ánh sáng phản quang giống như có dầu chiếu, mặc dù

không có dầu hay bơ. Đây là đặc trưng của cà phê có chất lượng tốt nhất.

Màu sắc và độ nở của rãnh giữa hạt

Màu sắc: Trắng – trắng nhạt – nhuốm nâu – nâu đậm

Độ mở: Rộng- trung bình- khít

Một số sản phẩm trên thị trường



CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN

Cà phê nhân sau khi rang được đưa đi xay để làm cà phê bột pha phin, từ cà phê bột pha

phin ta tiếp tục chế biến cà phê hòa tan

3.1.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN TỪ BỘT CÀ PHÊ

RANG

3.2.THUYẾT MINH QUY TRÌNH

3.2.1.Trích ly,làm sạch

Mục đích : nhằm thu các chất hòa tan có trong bột cà phê rang .

Dùng nước nóng ở nhiệt độ 80-900C để trích ly. Không dùng nước có nhiệt độ cao hơn vì sẽ

trích ly những chất không tốt cho sản phẩm.

Kích thước bột cà phê rang để sản xuất cà phê hòa tan cần có kích thước lớn và tiến hành

trích ly nhiều lần để hạn chế lượng bột mịn tan sâu vào trong nước khi trích ly.


BỘT CÀ PHÊ RANG

TRÍCH LY, LÀM TRONG

CÔ ĐẶC

SẤY KHÔ

CÀ PHÊ HÒA TAN

Thu hồi chất thơm

Bổ sung chất thơm


Thiết bị sử dụng trong giai đoạn này là thiết bị trích ly gian đoạn: nước sẽ được bơm từ đáy

tháp lên, qua cột bột cà phê rang trong tháp. Tại đây xảy ra hiện tượng trích ly các chất hòa

tan.dung dịch cà phê được thu tại đỉnh tháp.Phải lần lượt thay thế bột cà phê ở các tháp sao

cho dung dịch trích ly khi đi qua các tháp chứa bột cà phê có lượng chất tan tăng dần.Để

tránh hiện tượng bột cà phê không được thấm ướt,thì ta làm ẩm bột cà phê bằng hơi nước

bão hòa trước khi bơm nước vào trích ly.Nồng độ dung dịch cà phê trích ly có thể đạt tới

20-22%

3.2.2.Cô đặc

+ Mục đích:Tạo điều kiên thuận lợi cho quá trình tiếp theo

Nồng độ dịch cà phê sau khi trích ly là 20-22% (do nồng độ của dịch cà phê quá cao vì thế

ta chưa thể sấy khô được).Do đó phải tiền hành cô đặc trích ly đến nồng độ 30-33% mới

thuận lợi cho quá trình sấy

Phương pháp cô đặc thường dùng là phương pháp cô đặc chân không:

Dung dịch cà phê được bơm vào thiết bị gia nhiệt.Tại đây nược nhận nhiệt và bay hơi độ

chân không được tạo ra nhờ baromet sẽ hút hơi nước và ngưng tụ tại bình ngưng. Quá trình

diễn ra cho đến khi nồng độ dung dịch đạt yêu cầu thì dừng.

3.2.3.Sấy khô

Sấy khô nhằm đưa dịch trích ly cà phê cô dặc thành dạng bột khô để tiện lợi cho quá trình

bảo quản và sử dụng

Phương pháp sấy khô thường dùng là phương pháp sấy phun:

Dịch cà phê cô đặc được bơm vào đỉnh cyclo. Tại đây có một đĩa đục nhiều lỗ nhỏ, có tốc

độ quay rất lớn, làm cho dịch cà phê vào cyclo ở dạng sương mù. Không khí nóng khô được

thổi vào cyclo sấy khô cà phê ở dạng sương mù thành dạng bột. Cà phê dạng bột hòa tan

được thu ở đáy cyclo. Sau khi sấy khô ta thu được bột cà phê hòa tan có độ ảm 1-2%, có

màu nâu đen đậm.

Nêu để nguyên cà phê bột đem đi chế biến thì chất thơm của bột cà phê sẽ bị tổn thất rất

nhiều, nhất là trong quá trình sấy phun. Do vậy người ta thu hồi chất thơm của cà phê bột

trước khi trích ly rồi bổ sung trở lại cho bột cà phê hòa tan .

+ Khử hấp phụ

Qúa trình khử hấp phụ được tiến hành trong tháp đứng và tác nhân hấp phụ là khí trơ (N2).

Cà phê bột được làm nóng trong tháp sẽ toát ra các chất thơm. Sau đó bơm dòng khí trơ đã



được đót nóng trong tháp sẽ toát ra các chất thơm. Sau đó bơm dòng khí trơ đã được đốt

nóng đến nhiệt độ nhất định (900C) vào từ đáy tháp.

Trên đỉnh tháp có quạt hút có tác dụng hút hỗn hợp khí ra khỏi tháp , đồng thời tạo áp suất

thấp để quá trình hập phụ xảy ra dễ dàng. Ta thu được hỗn hợp khí N2 và các chất thơm.

+ Hấp phụ

Bột cà phê hòa tan sau khi sấy có đọ ẩm 1-2% và rất xốp nên rất dễ hấp phu. Quá trình hập

phụ cũng được tiến hành tại tháp đứng. hỗn hợp khí vào được làm lạnh ( nhiệt độ thường là

8-90C), khi đi qua bột cà phê hòa tan sẽ hập phụ các chất thơm có trong hỗn hợp khí ta thu

được bột cà phê hòa tan thành phẩm


công nghệ sản xuất cà phê bột

Documents