- Trong quả cà phê chưa chín, đây là các mô cứng gắn liền với vỏ quả, khi quảtrưởng thành, các enzyme pectolytic sẽ phá vỡ các chuỗi pectin tạo thành các hợp chấtđường và pectin làm nên
Trang 1MỤC LỤC i
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ v
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 2
1.1 Lịch sử, phân bố và phân loại nguyên liệu cà phê 2
1.1.1 Lịch sử cây cà phê 2
1.1.2 Sự phân bố cà phê trên thế giới 2
1.1.3 Phân loại cây cà phê 2
1.1.3.1 Cà phê chè (Coffee Arabica) 3
1.1.3.2 Cà phê vối (Coffee Robusta) 4
1.1.3.3 Cà phê mít (Coffee Liberica) 4
1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà phê 4
1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà phê trên thế giới 4
1.2.1.1 Tình hình sản xuất cà phê 4
1.2.1.2 Tình hình tiêu thụ 5
1.2.2 Tình hình sản xuất, xuất khẩu và tiêu thụ cà phê ở Việt Nam 5
1.2.2.1 Tình hình sản xuất 5
1.2.2.2 Tình hình xuất khẩu 5
1.2.2.3 Tình hình tiêu thụ 6
1.3 Cấu tạo giải phẫu và thành phần hóa học của quả cà phê 6
1.3.1 Cấu tạo giải phẫu 6
1.3.1.1 Lớp vỏ quả 7
1.3.1.2 Lớp thịt quả (lớp nhầy) 7
1.3.1.3 Lớp vỏ trấu 7
1.3.1.4 Phần vỏ lụa 7
1.3.1.5 Phần nhân quả 8
1.3.2 Thành phần hóa học của quả cà phê 8
1.4 Tác dụng của cà phê đối với con người 13
1.4.1 Tác dụng tích cực 13
1.4.2 Tác dụng tiêu cực 14
1.5 Các dạng sản phẩm của cà phê 15
1.5.1 Cà phê nhân 15
Trang 2CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ 16
2.1 Quy trình chế biến cà phê bằng phương pháp ướt 16
2.1.1 Khái niệm 16
2.1.2 Áp dụng cho loại cà phê 16
2.1.3 Quy trình chế biến 17
2.1.3.1 Bảo quản cà phê sau thu hoạch 17
2.1.3.2 Phân loại quả và tách tạp chất 18
2.1.3.3 Bóc vỏ quả và vỏ thịt 18
2.1.3.4 Rửa lớp nhớt 20
2.1.3.5 Làm ráo 21
2.1.3.6 Làm khô 21
2.1.3.7 Tách tạp chất 22
2.1.3.8 Bóc vỏ trấu và vỏ lụa (đánh bóng) 22
2.1.3.9 Phân loại cà phê nhân 23
2.1.3.10 Đấu trộn và bao gói cà phê nhân 24
2.2 Quy trình chế biến cà phê hòa tan 24
2.2.1 Khái niệm 24
2.2.2 Quy trình chế biến 25
2.2.2.1 Chuẩn bị cà phê rang xay 25
2.2.2.2 Trích ly chất hòa tan 26
2.2.2.3 Lọc dịch cà phê hòa tan 26
2.2.2.4 Cô đặc 27
2.2.2.5 Sấy khô 27
2.2.2.6 Nghiền - Rây 28
2.2.2.7 Phối trộn 28
2.2.2.8 Bao gói 29
CHƯƠNG 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC CỦA THIẾT BỊ 30
3.1 Thiết bị dùng trong quy trình sản xuất cà phê nhân bằng phương pháp ướt 30
3.1.1 Máy hái cà phê 30
3.1.2 Thiết bị phân loại và bảo quản cà phê sau thu hoạch 30
3.1.2.1 Bể xi phông 30
3.1.2.2 Sàng phân loại và tách tạp chất 31
3.1.3 Thiết bị bóc lớp vỏ quả cà phê 32
3.1.3.1 Máy kiểu tang quay 32
3.1.3.2 Máy kiểu đĩa quay 32
Trang 33.1.4.1 Máy đánh nhớt 33
3.1.4.2 Máy xát liên hoàn Raoeng 33
3.1.5 Máy sấy làm khô cà phê 34
3.1.5.1 Máy sấy thùng quay 34
3.1.5.2 Máy sấy tĩnh 36
3.1.5.3 Thiết bị sấy tháp 36
3.1.6 Thiết bị tách tạp chất 37
3.1.7 Máy bóc vỏ trấu 38
3.1.8 Máy đánh bóng khô 38
3.1.9 Thiết bị phân loại 39
3.1.9.1 Phân loại theo kích thước 39
3.1.9.2 Phân loại theo khối lượng riêng 39
3.1.9.3 Phân loại theo màu sắc 41
3.2 Thiết bị dùng trong quá trình sản xuất cà phê hòa tan 43
3.2.1 Thiết bị trích ly cà phê 43
3.2.1.1 Phương pháp trích ly gián đoạn 43
3.2.1.2 Phương pháp trích ly liên tục 44
3.2.2 Thiết bị lọc dịch cà phê 45
3.2.2.1 Máy lọc dịch khung bản 45
3.2.2.2 Máy lọc túi 46
3.2.2.3 Máy lọc chân không thùng quay 47
3.2.2.4 Máy lọc chân không loại đĩa quay 48
3.2.2.5 Máy lọc ống 49
3.2.3 Thiết bị cô đặc dịch cà phê tan 50
3.2.3.1 Cô đặc một nồi 50
3.2.3.2 Cô đặc nhiều nồi 51
3.2.4 Thiết bị sấy khô dịch cà phê tan 51
3.2.4.1 Thiết bị sấy phun 51
3.2.4.2 Thiết bị sấy thăng hoa (sấy lạnh đông) 52
3.2.5 Thiết bị nghiền, rây bột cà phê 53
3.2.6 Thiết bị phối trộn cà phê 53
3.2.7 Thiết bị bao gói 54
CHƯƠNG 4: TIÊU CHUẨN VIỆT NAM ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 55
4.1 Chỉ tiêu chất lượng của cà phê nhân 55
4.1.1 Màu sắc 55
Trang 44.1.4 Tỉ lệ lẫn cà phê khác loại 55
4.1.5 Tỷ lệ khối lượng khuyết tật cho phép đối với từng hạng cà phê 55
4.1.6 Tỷ lệ khối lượng đối với từng hạng cà phê trên sàng lỗ tròn 56
4.1.7 Tỷ lệ lỗi khống chế cho một số loại khuyết tật 56
4.1.8 Bao gói, ghi nhãn, bảo quản và vận chuyển 57
4.2 Chỉ tiêu chất lượng của cà phê hòa tan 58
4.2.1 Tiêu chuẩn cảm quan 58
4.2.2 Tiêu chuẩn hóa lý 59
4.2.2.1 Phương pháp xác định độ ẩm 59
4.2.2.2 Phương pháp xác định hàm lượng tro 60
4.2.3 Tiêu chuẩn kim loại nặng 61
4.2.4 Tiêu chuẩn độc tố vi sinh 61
4.2.5 Tiêu chuẩn chất phụ gia 62
4.2.6 Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật 62
4.2.7 Bao gói, ghi nhãn, bảo quản và vận chuyển 62
CHƯƠNG 5: NHỮNG THƯƠNG HIỆU CÀ PHÊ Ở VIỆT NAM VÀ NƯỚC NGOÀI63 KẾT LUẬN 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 78
Trang 5Bảng 1 1 Tỷ lệ phần trăm khối lượng các thành phần của quả cà phê 8
Bảng 1 2 Thành phần hoá học của vỏ quả cà phê, đơn vị % 11
Bảng 1 3 Thành phần hoá học của thịt quả, đơn vị % 11
Bảng 1 4 Thành phần hoá học của lớp vỏ trấu, đơn vị % 12
Bảng 1 5 Thành phần hoá học của nhân, đơn vị % 12
Bảng 1 6 Các cấu tử thơm của nhân cà phê 13
Bảng 4 1 Tỷ lệ cà phê khác loại cho phép trong các hạng cà phê 55
Bảng 4 3 Tỷ lệ khối lượng khuyết tật cho phép đối với từng hạng cà phê vối (Robusta).56 Bảng 4 4 Tỷ lệ khối lượng đối với từng hạt cà phê trên sàng lỗ tròn 56
Bảng 4 5 Tỷ lệ lỗi khống chế cho một số loại khuyết tật 56
Bảng 4 6 Yêu cầu cảm quan của cà phê hòa tan 58
Bảng 4 7 Chỉ tiêu hóa lý trong sản xuất cà phê hòa tan 59
Bảng 4 8 Lượng kim loại có thể chấp nhận được 61
Bảng 4 9 Giới hạn ochratoxin A 61
Bảng 4 10 Các chỉ tiêu vi sinh của cá sản phẩm cà phê decaffeine hòa tan ở dạng lỏng 62
Bảng 4 11 Hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật tối đa cho phép 62
Bảng 5 1 Những thương hiệu cà phê ở Việt Nam và thế giới 63
Hình 2 1 Cà phê Robusta có hàm lượng axit cao hơn cà phê Arbica rất nhiều 16
Hình 2 2 Quy trình sản xuất cà phê theo phương pháp ướt 17
Hình 2 3 Cà phê lên men 19
Hình 2 4 Cà phê sau khi rửa lớp nhớt 21
Hình 2 5 Cà phê hòa tan ở dạng sấy khô 24
Hình 2 6 Quy trình sản xuất cà phê hòa tan 25
Hình 3 2 Bể xi phông 30
Hình 3 3 Thiết bị phân loại và tách tạp chất dạng ống 31
Hình 3 4 Sàng rung hình chữ nhật 31
Hình 3 5 Các dạng máy bóc vỏ quả cà phê 32
Hình 3 6 Máy đánh nhớt cà phê 33
Hình 3 7 Thiết bị Raoeng 34
Hình 3 8 Thiết bị sấy thùng quay 35
Hình 3 9 Thiết bị sấy tĩnh 36
Hình 3 10 Thiết bị sấy tháp 36
Hình 3 11 Thiết bị sàng tạp chất 37
Trang 6Hình 3 14 Thiết bị sàng trọng lượng 40
Hình 3 15 Máy Catador 40
Hình 3 16 Máy phân loại theo màu sắc kiểu băng tải 41
Hình 3 17 Máy phân loại theo màu sắc kiểu khí đẩy 42
Hình 3 18 Máy phân loại theo màu sắc kiểu điện trường 42
Hình 3 19 Hệ thống trích ly gián đoạn 43
Hình 3 20 Hệ thống trích ly liên tục kiểu tháp 44
Hình 3 21 Thiết bị trích ly liên tục kiểu trục vít 45
Hình 3 22 Thiết bị lọc khung bản 45
Hình 3 23 Máy lọc túi 46
Hình 3 24 Máy lọc chân không thùng quay 47
Hình 3 25 Máy lọc chân không loại đĩa quay 48
Hình 3 26 Máy lọc ống 49
Hình 3 27 Thiết bị cô đặc một nồi 50
Hình 3 28 Thiết bị cô đặc nhiều nồi 51
Hình 3 29 Thiết bị sấy phun 51
Hình 3 30 Thiết bị sấy thăng hoa 52
Hình 3 31 Thiết bị nghiền - rây bột cà phê 53
Hình 3 32 Thiết bị phối trộn cà phê 53
Hình 3 33 Thiết bị bao gói 54
Trang 7LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước thuộc vùng khí hậu nhiệt đới, vì vậy cây nhiệt đới có vaitrò quan trọng trong đời sống của con người cũng như là một mặt hàng chính trong xuấtkhẩu của nước ta Cà phê là một trong những mặt hàng có vai trò rất quan trọng, manglại giá trị lớn cho ngành xuất khẩu ở Việt Nam Ngoài ra, cà phê còn là thức uống được
ưa chuộng nhất trên thế giới và có mức tiêu thụ cao Cùng với sự phát triển ngày càngnhanh chóng, nhịp sống con người ngày càng hối hả hơn thì nhu cầu tiêu thụ các sảnphẩm cà phê ngày càng lớn Chính vì vậy, chúng ta cần phải hiểu rõ hơn về quá trìnhsản xuất, cơ chế để hoàn thiện và nâng cao chất lượng cà phê để có thể đáp ứngđược nhu cầu rất lớn của thị trường cũng như nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng,đóng góp vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước
Cà phê (bắt nguồn từ tiếng Pháp: café [/kafe/]) là một loại thức uống được ủ từ hạt
cà phê rang, lấy từ quả của cây cà phê Các giống cây cà phê được bắt nguồn từ vùngnhiệt đới châu Phi và các vùng Madagascar, Comoros, Mauritius và Réunion trên các khuvực thuộc đường xích đạo Cà phê có ít tính axit và có thể gây kích thích đối với người sửdụng do có chứa hàm lượng cafeine Cà phê ngày nay là một trong những thức uống phổbiến trên thế giới Thức uống này có thể được chuẩn bị và phục vụ theo nhiều dạng uốngkhác nhau (ví dụ như espresso, cà phê bình, latte, )
Để hiểu rõ hơn, trong đồ án lần này, nhóm chúng em xin trình bày công nghệ sảnxuất cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê hòa tan Nội dung chính của đồ án baogồm:
Chương 1: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm
Chương 2: Tìm hiểu về công nghệ sản xuất cà phê
Chương 3: Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị trong quy trình côngnghệ
Chương 4: TCVN về cách đánh giá chất lượng nguyên liệu và sản phẩm
Chương 5: Tìm hiểu về thị trường cà phê
Vì đây là lần đầu tiên chúng em thực hiện đồ án, với sự thiếu kinh nghiệm, vốn kiếnthức vừa phải, khả năng tìm nguồn tài liệu chưa đầy đủ và phong phú cũng như thời giancòn hạn chế nên bài báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót Chúng em rất mong
Trang 8nhận được sự đóng góp ý kiến từ Cô để có thể hoàn thành đồ án tốt nhất và giúp chúng
em cải thiện nhiều kỹ năng hơn
Chúng em xin chân thành cảm ơn cô!
Trang 9CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
1.1 Lịch sử, phân bố và phân loại nguyên liệu cà phê
1.1.1 Lịch sử cây cà phê
Từ thế kỉ thứ 9 người ta tin rằng loại cây cà phê có nguồn gốc đầu tiên ở tỉnh Kaffacủa Ethiopia Vào thế kỉ thứ 14 những người buôn nô lệ đã mang cà phê từ Ethiopia sangvùng Ả Rập Nhưng tới tận giữa thế kỉ thứ 15 người ta mới biết rang hạt cà phê lên và sửdụng nó làm đồ uống Vùng Ả Rập chính là nơi trồng cà phê độc quyền Trung tâm giaodịch cà phê là thành phố cảng Mocha (Al Mukha thuộc Yemen ngày nay) Cuối thế kỷ 18
cà phê phát triển khắp các xứ sở nhiệt đới, Á nhiệt đới thuộc châu Á, châu Âu, châu Phi
và châu Mỹ do sự bành trướng thuộc địa của các nước châu Âu
Vào thế kỷ 17-18 những giáo sĩ Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Pháp, … đã mang Càphê trồng rải rác ở một vài khu vực ở Việt Nam Năm 1857, Pháp mang giống cà phêArabica (giống thuần chủng ở Ethiopia) trồng ở Kẻ Sở (Bắc Kỳ), kế tiếp lan dần xuốngPhủ Lý, Ninh Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Trị… Năm 1925 người Pháp đã trồng
cà phê thành công trên những vùng Tây Nguyên, nổi bật là cao nguyên Lang Biang (LâmĐồng) và Daklak Cà phê được trồng thành nhiều đồn điền với các chủ nhân là ngườiPháp và nhân công là người dân tộc thiểu số Giống cà phê Arabica được trồng ở LâmĐồng và giống cà phê Robusta được trồng ở Daklak do những điều kiện thời tiết và độcao phù hợp [1]
1.1.2 Sự phân bố cà phê trên thế giới
Hiện tại trên thế giới có hơn 70 nước canh tác cà phê, trong đó có 3 khu vực chính:
Châu Phi: Với trọng tâm là các quốc gia Nam và Đông Phi như Ethiopia, Kenya,Rwanda, Tanzania, Uganda, Zambia, …
Châu Mỹ: Với hai khu vực chính là vùng cà phê Trung Mỹ bao gồm Costarica,
El Salvador, Guatemala, Honduras, Jamaica, Nicaragua và Panama Khu vực canh tác càphê Nam Mỹ bao gồm: Brazil, Colombia, Bolivia, Ecuador và Peru
Châu Á Thái Bình Dương: Yenmen, Ấn Độ, Indonesia, Thái Lan, Việt Nam [2]
1.1.3 Phân loại cây cà phê
Hiện nay trên thế giới cũng như Việt Nam trồng 3 loại cà phê chính là cà phê chè(coffee Arabica), cà phê vối (coffee Robusta) và cà phê mít (coffee Liberica) Đặc tínhcủa các giống cà phê như sau:
Trang 101.1.3.1 Cà phê chè (Coffee Arabica)
Đại diện cho khoảng 61% các loại cà phê trên thế giới Xuất xứ ở cao nguyênEthiopia có đặc điểm lá nhỏ, mỏng, hoa có màu trắng và có hương thơm Có khả năngchịu nhiệt từ 15-20 C, nhân hình tròn, nhỏ, có hương thơm hơn các loại cà phê khác Hàm⁰lượng caffeine từ 1,3-1,7% Ở Việt Nam được trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc Loại càphê này có các chủng sau:
Typica: Năng suất thấp, luôn tạo ra vị chua rõ và cộng hưởng, có hương vị chua
của chanh với chút hương hoa và hậu vị ngọt kéo dài
Bourbon: Hạt có vị acid nhẹ với mùi rượu vang, hậu vị ngọt, được trồng ở những
nơi cao, thơm hương hoa Lá của cây bourbon rộng, trái tương đối nhỏ và nặng nên hạtnhỏ và tròn hơn typica
Caturra: Caturra là một dạng đột biến của bourbon, tạo trái có chất lượng tốt và
sản lượng cao, có vị acid của chanh rõ rệt nhưng không ngọt bằng bourbon
Mundo Novo: Là một chủng lai tự nhiên khác giữa typica và bourbon, có năng
suất cao, khả năng kháng bệnh tốt Hương vị của cà phê này thường rất ít ngọt và đắng rất
rõ Điều kiện dinh dưỡng và phương pháp thụ phấn sẽ cải thiện hương vị
Catuai: Catuai là chủng lai giữa mundo novo và caturra, có thể được trồng với
mật độ cao hơn và cho sản lượng cao, có khả năng chịu gió và mưa mà các trái không dễ
bị rụng dưới các tác động đó Catuai không có hương vị đặc trưng rõ rệt, khi thụ phấn hợp
lý và sử dụng phân hữu cơ thì độ ngọt và hương vị sẽ cải thiện đáng kể
Maragogype: Hương vị rất dịu với vị chua phảng phất vị ngọt tuy nhiên rất khó
rang Hạt cà phê phải được rang chậm và ở nhiệt độ thấp đủ để tạo hương vị độc đáo củariêng nó Maragogype là một dạng đột biến của chủng typica và năng suất rất thấp
Pacas: Là một dạng tạp giao giữa caturra và bourbon, cho năng suất cao.
Pacamara: Đây là một họ hàng của maragogype Chủng này là kết quả của sự
tạp giao giữa maragogype và pacas.
Catimor: Là một dạng tạp giao giữa
Timor (Robusta) và caturra (Arabica) Ưu
điểm của nó là có khả năng kháng bệnh gỉ sắt,
cho năng suất tương đối cao Chất lượng thử
nếm của catimor khá đặc biệt vì độ chua của
nó với một ít vị chát và có hậu vị hơi mặn
Hình 1 1 Cà phê chè
Trang 111.1.3.2 Cà phê vối (Coffee Robusta)
Chiếm gần 39% các sản phẩm cà phê Xuất xứ
ở Công Gô, có đặc điểm là dễ trồng chịu đượcđiều kiện vùng đất xấu, chịu hạn tốt, nhiệt độ ưathích từ 24-29 C, cho năng suất cao hơn giống cà⁰phê chè nhưng không chịu được lạnh và gió mạnh.Hàm lượng caffeine cao hơn cà phê chè 2-3,6%.Loại này phù hợp cho sản xuất cà phê hòa tan
1.1.3.3 Cà phê mít (Coffee Liberica)
Cà phê Liberica có nguồn gốc ở
Liberia – Châu Phi (Theo Uncommon
grounds / Mark Pendergrast) cây cao 2m – 5m
Thân, lá và quả đều rất to, khác biệt hẳn cà phê
vối Do lá to, xanh đậm nhìn rất giống cây mít
nên ở Việt Nam còn gọi là “cà phê mít” Cà
phê Liberica chịu hạn tốt, ít cần nước tưới nên
thường trồng quảng canh Năng suất thấp, khả
năng chống bệnh gỉ sắt kém, hương vị chỉ ở
mức chấp nhận
Hàm lượng caffeine chỉ từ 0,8-1,2% [3]
1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà phê
1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà phê trên thế giới
Hình 1 2 Cà phê vối
Hình 1 3 Cà phê mít
Trang 12- Châu Mỹ: Sản xuất ra 60 - 70 % sản lượng cà phê thế giới, tức là khoảng gần 4triệu tấn cà phê nhân Trong đó Brasil là nước sản xuất cà phê lớn nhất trên thế giới vớisản lượng trên 1,7 triệu tấn hàng năm, chiếm 25% thị trường quốc tế.
- Châu Phi gồm có: Bờ Biển Ngà, Kenya, … Châu Phi sản xuất ra 20 - 22%khoảng hơn 1 triệu tấn
1.2.1.2 Tình hình tiêu thụ
Tiêu thụ ở các nước nhập khẩu ICO:
- Trong 21 nước thành viên nhập khẩu thì Mỹ là nước tiêu thụ cà phê lớn nhất và
ổn định từ 17.5-18 triệu bao/năm, chiếm 30% thị trường thế giới
- Các nước EU tiêu thụ cà phê từ 30-35 triệu bao, chiếm 57% thị trường thế giới
- Nhật Bản là nước tiêu thụ cà phê lớn nhất châu Á, mức tiêu thụ 6 triệu bao/năm
- Các nước đang phát triển có lượng tiêu thụ tăng lên đáng kể do điều kiện kinh tếđược cải thiện [4]
1.2.2 Tình hình sản xuất, xuất khẩu và tiêu thụ cà phê ở Việt Nam
1.2.2.1 Tình hình sản xuất
- Theo Cục Xuất nhập khẩu, tại Việt Nam, đã bắt đầu vào vụ thu hoạch cà phê,nhưng quy mô nhỏ, chỉ khoảng 1/4 vụ thu hoạch đã chín hoàn toàn Hiện thu hoạch càphê Robusta diễn ra khá chậm chạp do thời tiết không thuận lợi, ảnh hưởng đến việc phơisấy
- Cùng với năng suất sụt giảm, giá cà phê thấp, người trồng cà phê tại Kon Tumcòn đang phải đối diện với một khó khăn nữa là tình trạng thiếu nhân công thu hái cà phê
- Ngành sản xuất cà phê Việt Nam đang duy trì mức tăng trưởng khoảng8%/năm, diện tích trồng cà phê cả nước là 600.000 ha, sản lượng hiện nay khoảng 1,6 -1,7 triệu tấn
- Trong 3 năm trở lại đây, diện tích cây cà phê chuyển đổi sang sầu riêng, bơ, tiêu
ở khu vực Tây Nguyên đã đạt khoảng 100.000 ha
1.2.2.2 Tình hình xuất khẩu
- Theo thống kê, các sản phẩm cà phê của Việt Nam hiện đã được xuất khẩu đếnhơn 80 quốc gia và vùng lãnh thổ, chiếm 14,2% thị phần xuất khẩu cà phê nhân toàn cầu(đứng thứ 2, sau Brazil); đặc biệt, cà phê rang xay và hòa tan xuất khẩu đã chiếm 9,1% thịphần (đứng thứ 5, sau Brazil, Indonesia, Malaysia và Ấn Độ)
- Số liệu thống kê cho thấy, trong những năm qua, xuất khẩu cà phê của Việt Namduy trì được tốc độ tăng trưởng khá, đạt 8,2%/năm với kim ngạch bình quân 3,13 tỷ
Trang 13USD/năm giai đoạn 2011-2018, chiếm 15% tổng kim ngạch xuất khẩu nông sản của cảnước.
- Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, năm 2019 cả nước xuất khẩu cà phê đạt1,61 triệu tấn (tương đương 26,8 triệu bao), trị giá 2,785 tỷ USD, giảm 13,9% về lượng vàgiảm 21,2% về giá trị so với năm 2018 Như vậy, năm 2019, xuất khẩu cà phê Việt Nam
bị tuột mốc 3 tỷ USD so với vài năm trở lại đây
- Cục Xuất Nhập khẩu (Bộ Công Thương) cho hay, tính chung 5 tháng đầu năm
2020, xuất khẩu cà phê ước đạt 813 nghìn tấn, trị giá 1,367 tỷ USD, tăng 4,7% về lượng
và tăng 2,9% về trị giá so với cùng kỳ năm 2019 Giá xuất khẩu cà phê bình quân trongtháng 5/2020 đạt mức 1.680 USD/tấn, giảm 0,4% so với tháng 4/2020, nhưng tăng 2,4%
so với tháng 5/2019 Tính chung 5 tháng đầu năm 2020, giá xuất khẩu cà phê bình quânđạt mức 1.682 USD/tấn, giảm 1,7% so với cùng kỳ năm 2019 [5]
1.2.2.3 Tình hình tiêu thụ
- Các chuỗi cửa hàng cà phê là loại hình phát triển nhanh với doanh thu hằng nămtăng 32% Sự tăng trưởng cao này là do việc mở rộng của các nhãn hiệu cửa hàng cà phêhiện có và sự xâm nhập của các nhãn hiệu mới Các chuỗi cửa hàng khác như cà phênguyên chất, Coffee Bean and Tea Leaf, Gloria Jeans, Coffee Concepts và Highlandscũng đang tiếp tục phát triển và mở thêm nhiều cơ sở Sự phát triển bùng nổ của chuỗicửa hàng cà phê nói trên cho thấy khách hàng ngày càng khắt khe về chất lượng sản phẩmcũng như dịch vụ của cửa hàng
- Trong giai đoạn từ năm 2005-2015, lượng tiêu thụ cà phê của Việt Nam tăngtrưởng đáng kinh ngạc từ 0,43kg/đầu người/năm lên 1,38kg/đầu người/năm- mức tăngtrưởng cao nhất trong số các quốc gia xuất khẩu cà phê trên thế giới Con số này được dựbáo sẽ tăng lên mức 2,6 kg/đầu/năm người vào năm 2021 Bộ Nông nghiệp và Phát triểnNông thôn kỳ vọng lượng tiêu thụ cà phê trong nước sẽ tăng 10-15% [6]
1.3 Cấu tạo giải phẫu và thành phần hóa học của quả cà phê
1.3.1 Cấu tạo giải phẫu
Quả cà phê thường có hình dạng
elip tròn, elip Cấu tạo quả cà phê bao
gồm các phần: Lớp vỏ quả (exocarp),
lớp thịt quả (mesocarp), lớp vỏ trấu
(endocarp), lớp vỏ lụa (silver skin),
nhân (seed)
Trang 14và khi chín sẽ có màu đỏ thẫm (anthoxian)
-Phía ngoài vỏ quả được phủ một lớp sáp mỏng có tác dụng chống thoát ẩm choquả, lớp này mất dần khi quả chín
1.3.1.2
L
ớp thịt quả (lớp nhầy)
-Thịt quả xếp tiếp theo lớp vỏ quả, là lớp khá dày (1.5-2mm)
- Trong quả cà phê chưa chín, đây là các mô cứng gắn liền với vỏ quả, khi quảtrưởng thành, các enzyme pectolytic sẽ phá vỡ các chuỗi pectin tạo thành các hợp chấtđường và pectin làm nên một cấu trúc mềm, mọng nước có độ nhớt cao nên được gọi làchất nhầy, có nhiệm vụ bảo vệ hạt nhân khỏi côn trùng gây hại khi trái cà phê chín chưađược thu hoạch [7]
1.3.1.3 Lớp vỏ trấu
-Tiếp theo lớp thịt là lớp vỏ trấu, hay còn gọi là vỏ thóc, vỏ cứng
-Thành phần chủ yếu là cellulose, muối khoáng và một ít chất béo
-Lớp vỏ cứng thực chất là một màng bán thấm khô giữ nhiệm vụ bảo vệ chonhân
-Vỏ trấu cà phê chè mỏng và dễ đập vỡ hơn so với cà phê vối và cà phê mít [8]
Hình 1 4 Cấu tạo quả cà phê
Hình 1 5 Sự thay đổi màu sắc của quả cà phê
Trang 151.3.1.4 Phần vỏ lụa
- Là lớp vỏ mỏng nằm sát nhân, vỏ lụa thực chất là màng bán thấm tinh
- Vỏ lụa được hình thành từ nucellus có màu trắng bạc sau khi phơi khô, nên cònđược gọi là vỏ bạc
- Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc, rất mỏng và dễ bong ra khỏi hạt khi chếbiến, còn vỏ lụa cà phê vối có màu nâu nhạt, cà phê mít có màu vàng nhạt, bám sát vàonhân
- Tuy nhiên, ở một số phương pháp sản xuất có thể giữ lại lớp vỏ lụa này và sẽ tựtiêu hủy trong quá trình rang cà phê
Cà phê vối (Robusta)
1.3.2 Thành phần hóa học của quả cà phê
Nhóm chất hữu cơ có trong cà phê
Nước: Cà phê tươi có độ ẩm tuyệt đối, với hàm lượng nước cao thì các loại nấm
mốc phát triển mạnh làm hỏng quả đồng thời khi rang sẽ tốn nhiều nhiên liệu và thất thoáthương nhiều hơn Vì vậy thông qua các phương pháp chế biến cà phê hàm lượng nướcgiảm xuống 10-12% cà phê sẽ được bảo quản lâu hơn Hàm lượng nước sau rang cònkhoảng 2-3%
Protein: Hàm lượng không cao nhưng đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình
thành hương vị của sản phẩm Bằng phương pháp thủy phân, thành phần protein có nhữngaxit amin ít thấy ở dạng tự do sau: Cysteine, Alanine, Phenylalanine, Histidine, Leucine,
Trang 16Lysine, Derine, Chúng được giải phóng ra và tác dụng với nhau hoặc tác dụng với
những chất tạo mùi và vị cho cà phê rang Những axit amin có chứa lưu huỳnh như
cystein, methionine và proline có tác dụng làm giảm oxy hóa các chất thơm, làm cho càphê rang giữ được mùi vị khi bảo quản [10]
Lipid: Chiếm 10-13%, chủ yếu là dầu và sáp Trong đó sáp chiếm 7-8%, còn lại
dầu chiếm khoảng 90% Trong quá trình chế biến một phần axit béo tham gia dưới tác
dụng của nhiệt độ cao tạo nên hương thơm cho sản phẩm, lượng lipid không bị biến đổi là
dung môi tốt hòa tan các chất thơm Khi pha cà phê phần lớn lipid lưu lại trong bã
Cacbohydrat: Chiếm 1⁄2 tổng số chất khô, đại bộ phận không tham gia vào thành
phần nước uống mà chỉ cho màu và vị caramel Đường có trong cà phê do quá trình thủy phân dưới tác dụng của axit hữu cơ và các enzyme thủy phân Hàm lượng Saccharose có trong cà phê phụ thuộc vào độ chín của quả, quả càng chín thì hàm lượng càng cao Saccharose bị caramen hóa trong quá trình rang tạo thành hương vị cà phê.
Nhóm chất hương, chất khoáng:
Các Alkaloid: Bản chất là các methylxanthin, không màu, không mùi, tan trong
nước và có vị đắng và có khả năng kích thích hệ thần kinh, bao gồm: Caffeine,trigonelline,
theobromine, theophylline Trong đó quan trọng và được nghiên cứu nhiều hơn cả là
Trang 17trúc tế bào của hạt cà phê rất ổn định ngay cả hơn 200°C (400°F) Trong quả cà phê,caffeine có vai trò là một chất chống côn trùng, hàm lượng caffeine trung bình trong càphê Robusta cao hơn so với cà phê Arabica nên khả năng chống chịu sâu bệnh cũng tốthơn [11].
-Trigonelline (Acid Metyl Betanicotic: C7H7NO2 ):
Hình 1 7 Công thức hóa học của trigonelline
Là Ancanoit không có hoạt tính sinh lý, ít tan trong rượu Etylic, không tan trong
Clorofoc và Ete, tan nhiều trong nước nóng, nhiệt độ nóng chảy là 2180 C Tính chất⁰đáng quý của Trigonelline là dưới tác dụng của nhiệt độ cao nó bị thủy phân tạo thànhAcid Nicotic (tiền Vitamin PP) Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy trong cà phê nhânkhông có Acid Nicotic nhưng nó được hình thành trong quá trình gia nhiệt trong đó sựnhiệt phân Trigonelline giữ vị trí quan trọng
Hàm lượng Trigonelline được tìm thấy trong cà phê Arabica là khoảng 1% vàtrong cà phê Robusta là khoảng 0.7% Nhiệm vụ quan trọng nhất của Trigonelline tronghạt cà phê là tạo hương vị trong quá trình rang Khi gặp nhiệt độ trên 160oC, Trigonellinephản ứng dần trong điều kiện nhiệt độ cao để tạo thành khí CO2, nước và phức hợp cácchất tạo mùi thơm thuộc nhóm Pyridine Các chất thuộc nhóm Pyridine này là tác nhânchính tạo hương vị ngọt ngào, hương caramel và hương đất cho các sản phẩm cà phê rang
Chất thơm và vitamin:
Trong cà phê hàm lượng chất thơm nhỏ, nó được hình thành và tích lũy trong hạt
Sự tích lũy chất thơm trong hạt nói riêng và cấu trúc hương vị cà phê chịu ảnh hưởng rất
lớn bởi độ cao, vì vậy các loại cà phê được trồng càng cao thì phẩm chất hạt càng tốt hơn.Mặt khác nó được hình thành trong quá trình chế biến cà phê, đặc biệt trong quá trìnhrang Chất thơm bao gồm nhiều phân tử cấu thành như: Acid, Aldehyd, Ceton, rượu,Phenol, Este… Trong quá trình rang các chất thơm thoát ra ban đầu có mùi hắc sauchuyển thành mùi thơm Các chất thơm của cà phê dễ bị bay hơi, biến đổi và dẫn đến hiệntượng cà phê bị mất mùi thơm nên cần đựng trong bao bì kín và tiêu thụ nhanh [12]
Vitamin nhóm B như: B1, B2, B3, B6, PP, B12 và vitamin E Cà phê nhân có hệ
Trang 18enzyme đa dạng với đủ các nhóm: Oxydaza, hydrolaza, transpheraza, isomeraza đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh hóa, sinh lý của hạt Màu sắc của cà phê nhân thay đổi
có liên hệ với sự thay đổi hoạt tính của hệ enzyme này.
Các bảng thành phần hóa học:
Bảng 1 2 Thành phần hoá học của vỏ quả cà phê, đơn vị %
Thành phần
Loại cà phê Arabica Robusta
Trang 19-Bảng 1 4 Thành phần hoá học của lớp vỏ trấu, đơn vị % [9]
Tên thành phần Loại cà phê
Trang 20-Caffeine 0,8-2,0 -
-(-) chưa xác định
Trong nhân cà phê có chứa khoảng 30-40 cấu tử thơm, thành phần và tính chất cáccấu tử như sau:
Bảng 1 6 Các cấu tử thơm của nhân cà phê [9]
Có thể hiệu quả cho:
Sự tỉnh táo: Uống cà phê và các đồ uống khác có chứa caffeine suốt cả ngàydường như giúp tăng sự tỉnh táo và suy nghĩ rõ ràng Caffeine cũng có thể cải thiện sựtỉnh táo sau khi thiếu ngủ
Suy giảm chuyển động của thức ăn qua ruột sau khi phẫu thuật: Uống cà phê cóthể làm tăng tốc độ tiêu hóa và khả năng ăn thức ăn rắn của một người sau một số ca phẫuthuật đường ruột
Trang 21 Bệnh tiểu đường: Những người uống nhiều cà phê dường như có nguy cơ mắcbệnh tiểu đường loại 2 thấp hơn Uống cà phê càng nhiều thì nguy cơ càng thấp.
Bệnh sỏi mật: Những người uống cà phê ít nhất 400 mg caffeine mỗi ngày giảmnguy cơ phát triển sỏi mật Lượng caffeine càng lớn thì nguy cơ càng thấp
Lượng cholesterol hoặc các chất béo khác (lipid) cao trong máu (tăng lipidmáu): Uống cà phê có chứa caffeine có thể làm giảm mức cholesterol toàn phần, LDLhoặc "cholesterol xấu" và chất béo trung tính trong máu xuống một lượng nhỏ Uống 6-8tách cà phê có chứa caffeine mỗi ngày là tốt nhất Uống cà phê đã khử caffeine có thểkhông có tác dụng tương tự
Huyết áp thấp: Uống đồ uống có chứa caffeine như cà phê sẽ làm tăng huyết áp
ở những người cao tuổi bị chóng mặt sau bữa ăn do huyết áp thấp
Đột quỵ: Uống cà phê mỗi ngày sẽ giảm nguy cơ đột quỵ hoặc do bệnh tim.Uống cà phê có thể giảm nguy cơ tử vong do ung thư
Bệnh Parkinson: Có bằng chứng cho thấy những người uống đồ uống có chứacaffeine như cà phê, trà và cola giảm nguy cơ mắc bệnh Parkinson Điều thú vị là cà phêdường như không giúp ngăn ngừa bệnh Parkinson ở những người hút thuốc lá
1.4.2 Tác dụng tiêu cực
Việc sử dụng cà phê ảnh hưởng đến:
- Hệ thống tiêu hóa và bài tiết
Caffeine làm tăng lượng axit trong dạ dày của bạn và có thể gây ra chứng ợ nónghoặc khó chịu ở dạ dày Caffeine bổ sung cũng không được lưu trữ trong cơ thể bạn Nóđược xử lý trong gan và thải ra ngoài qua nước tiểu Vì vậy sẽ khiến ta đi tiểu nhiều hơnngay sau khi uống caffeine
- Hệ tuần hoàn và hô hấp
Caffeine được hấp thụ từ dạ dày sẽ đạt đến mức cao nhất trong máu trong vòngmột hoặc hai giờ, có thể làm tăng huyết áp trong một thời gian ngắn do sự gia tăngadrenaline hoặc sự tắc nghẽn tạm thời đối với các hormone mở rộng động mạch một cách
tự nhiên Quá liều caffeine có thể gây ra nhịp tim nhanh hoặc không đều và khóthở. Trong một số trường hợp, quá liều caffeine có thể dẫn đến tử vong do co giật hoặcnhịp tim không đều
- Hệ thống xương và cơ
Trang 22Caffeine với một lượng lớn có thể cản trở sự hấp thụ và chuyển hóa canxi Điềunày có thể góp phần làm loãng xương Nếu tiêu thụ quá nhiều, caffeine có thể khiến cơbắp bị co giật.
- Hệ thống sinh sản
Caffeine di chuyển trong máu và đi vào nhau thai Vì nó là một chất kích thích, nó
có thể làm tăng nhịp tim và sự trao đổi chất của bé Quá nhiều caffeine cũng có thể khiếnthai nhi chậm phát triển và tăng nguy cơ sẩy thai Trong hầu hết các trường hợp, một ítcaffeine là an toàn trong thai kỳ
1.5 Các dạng sản phẩm của cà phê
1.5.1 Cà phê nhân
Cà phê nhân là cách gọi chỉ loại hạt cà phê thô
chưa qua rang chín Quả cà phê tươi (coffee cherries) sau
khi được thu hoạch sẽ đem phơi dưới ánh nắng mặt trời
cho ráo Sau đó qua xử lý sấy hoặc xay tách vỏ sẽ cho ra
cà phê nhân thành phẩm Thông thường một quả cà phê sẽ
cho ra hai nhân [13]
1.5.2 Cà phê rang xay
Cà phê rang xay (Coffee roasting) là loại càphê hình thành thông qua phương pháp chế biếnrang lên làm biến đổi các tính chất hóa lý của hạt
cà phê thành các sản phẩm cà phê rang có hương
vị đặc trưng, có vị đắng mạnh, hậu ngọt Hạt càphê chưa rang có chứa hàm lượng axit, protein,đường và caffein cao hơn hạt đã rang, nhưngkhông có hương vị của hạt cà phê rang do cácphản ứng hóa học khác xảy ra trong quá trình rang Cà phê rang xay nguyên chất đượcchế biến từ 100% hạt không pha lẫn thành tố khác như đậu rang cơm cháy rang hay bắprang hay các phụ phẩm khác [14]
1.5.3 Cà phê hòa tan
Cà phê hòa tan hay cà phê uống liền (instant coffee) là một loại đồ uống bắt nguồn
từ cà phê dưới dạng bột cà phê và đã được nêm nếm sẵn theo khẩu vị và được chế biếnbằng phương pháp rang xay sấy khô Cà phê hòa tan được sử dụng ngay bằng cách chế
Hình 1 9 Cà phê rang xay
Hình 1 8 Cà phê nhân
Trang 23với nước sôi và khuấy đều là có thể sử dụng Loại cà phê này rất tiện sử dụng, có thể bảoquản được lâu và dễ sử dụng [15].
Trang 24CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ
Cà phê nhân có tên tiếng Anh là green coffee hoặc raw coffee Trong tiếng Việt, càphê còn gọi là cà phê xanh hay cà phê sống Có 2 phương pháp sản xuất cà phê nhân:phương pháp ướt và phương pháp khô Ở đây chúng ta sẽ tìm hiểu về sản xuất cà phênhân theo phương pháp ướt
2.1 Quy trình chế biến cà phê bằng phương pháp ướt
2.1.1 Khái niệm
Phương pháp chế biến ướt cà phê hay còn gọi là Washed Process Đây là một quytrình chế biến cà phê gồm các công đoạn: chà xát quả cà phê để tách vỏ; ngâm ủ cho chấtnhầy tự lên men rồi phân rã; phơi sấy để thu được cà phê thóc
2.1.2 Áp dụng cho loại cà phê
Thông thường, phương pháp chế biến ướt cà
phê thường chỉ áp dụng cho các dòng cà phê Arabica
có phẩm chất cao, Typica hay Bourbon và hầu hết
các loại Specialty Coffee phổ biến tại các quốc gia
thuộc khu vực Trung và Nam Mỹ hoặc Đông Phi
Cà phê được chế biến theo phương pháp này
thường có giá thành cao hơn, còn các loại cà phê có
giá trị kinh tế thấp sẽ ít được sử dụng phương pháp
này Chẳng hạn như cà phê Robusta do có hàm
lượng axit cao hơn trong cà phê Arbica rất nhiều,
khi kết hợp với chế biến ướt sẽ làm tồn dư một vị
chua rất gắt, khó chịu về cảm quan nên hầu hết
được chế biến khô
Ưu điểm
Chế biến ướt tạo ra một phẩm chất vị cao hơn cho cà phê, vì hạt cà phê trải qua quátrình lên men bởi chính hệ enzym của hạt, hoặc sự tham gia của hệ enzym do vi sinh vậttạo ra và tối đa hương vị trong hạt
Nhược điểm
Để chế biến ướt đạt hiệu quả cần theo dõi sát sao suốt quá trình lên men, tránh việchình thành các hương vị không mong muốn do lên men quá mức Đồng thời quá trình này
Hình 2 1 Cà phê Robusta có hàmlượng axit cao hơn cà phê Arbica
rất nhiều
Trang 25khá tốn kém (so với phương pháp chế biến khô chỉ cần phơi dưới ánh mặt trời) đòi hỏi chiphí cao, sử dụng nhiều máy móc, lượng nước xả thải lớn.
2.1.3 Quy trình chế biến
2.1.3.1 Bảo quản cà phê sau thu hoạch
- Mục đích: Quả cà phê sau khi được vận chuyển về nơi sản xuất, nếu chưa kịpđưa vào sản xuất thì phải tiến hành bảo quản cà phê để đảm bảo cho quả cà phê luôn đượctươi Trong quá trình bảo quản, các hoạt động sống vẫn tiếp tục xảy ra, tích nhiều ẩmtrong khối quả dẫn đến quả bị thối rữa và hư hỏng, đồng thời sinh ra một lượng nhiệt tíchlũy trong khối cà phê làm tăng nhiệt độ của khối cà phê, thúc đẩy quá trình phân giải các
Bảo quản
SP cà phê nhânBao góiĐấu trộnPhân loại theo kích thước, khốilượng riêng và màu sắcBóc lớp vỏ trấu và vỏ lụaTách tạp chấtLàm ráo và làm khôRửa lớp nhớtBóc vỏ quả và vỏ thịtPhân loại quả và tách tạp chất
Quả cà phê
Hình 2 2 Quy trình sản xuất cà phê theo phương pháp ướt
Trang 26chất do đó làm tồn hao chất khô của quả cà phê Vì vậy cần có các các phương thức bảoquản phù hợp.
- Các phương pháp bảo quản có thể như sau:
Cách 1: Sử dụng phòng bảo quản:
Người ta rải quả cà phê trên sàn thành lớp mỏng khoảng 15-20cm, bảo đảm sựthông thoáng và tránh ánh sáng mặt trời chiếu vào Thời gian bảo quản tối đa là 36h
Cách 2: Ngâm quả cà phê trong nước:
Bằng phương pháp này sử dụng thiết bị là bể xi phông, nhiệt sinh ra từ quả cà phê
sẽ được truyền cho nước Do đó, chất lượng cà phê được duy trì
Những tác dụng của bể xi phông như sau:
+ Giữ cho quả cà phê luôn được tươi
+ Phân loại khối lượng quả cà phê theo khối lượng riêng, loại bỏ tạp chất
+ Dẫn quả cà phê tới máng và thiết bị sản xuất như máy bóc vỏ quả và vỏ thịt
2.1.3.2 Phân loại quả và tách tạp chất
- Mục đích: Cà phê trái sau khi thu hoạch được phân loại nhằm mục đích tạo sựđồng nhất cho khối quả về kích thước và độ chín, tách tạp chất nặng như đất đá và các tạpchất nhẹ không có giá trị sử dụng như rác, cành khô, lá khô Trong quá trình xát vỏ, phầntạp chất cứng có thể gây hư hỏng máy xát, còn tạp chất mềm cản trở quá trình xát hoặclẫn theo hạt cà phê làm giảm chất lượng hạt cà phê Đồng thời chỉ có những quả chín mới
có lớp nhớt giúp dễ dàng xát vỏ khỏi hạt mà không làm hạt bị tổn thương, lớp nhớt nàychưa hình thành ở quả xanh và đã tiêu hao đi ở quả khô Vì thế trước khi xát vỏ cần phânloại và loại bỏ tạp chất cũng như quả khô, quả xanh ra khỏi khối quả chín
- Phương pháp: Gồm 2 phương pháp chính là phương pháp sàng rung và phươngpháp sử dụng bể xi phông
2.1.3.3 Bóc vỏ quả và vỏ thịt
Bóc vỏ quả
- Mục đích: Thành phần chủ yếu của lớp vỏ quả là nước, glucid và protein, các
chất này không tham gia vào quá trình hình thành chất lượng sản phẩm mà còn gây khókhăn như thối rữa, làm kéo dài thời gian phơi sấy Do đó lớp vỏ quả cần được loại bỏ
- Nguyên tắc: Tạo lực ma sát chà sát để làm rách lớp vỏ quả
- Phương pháp thực hiện: Để thực hiện người ta thường sử dụng các phương pháp
cơ học, các máy xát kiểu Hamburg, Raoeng, Gosdon, …
Bóc vỏ thịt
Trang 27- Mục đích: Lớp vỏ thịt, thành phần chủ yếu là pectin, không có lợi cho các quá
trình chế biến tiếp theo nên cần phải loại bỏ Việc bóc vỏ nhớt phải đảm bảo sao cho chất
lượng hạt không bị biến đổi, màu sắc của hạt sau khi bóc vỏ nhớt phải tự nhiên và tỉ lệ hạt
bị dập vỡ hoặc tách cả vỏ trấu không quá 6%
- Nguyên tắc: Cắt đứt mạch liên kết pectin có trong lớp vỏ thịt
- Thực hiện một trong những phương pháp sau:
a) Phương pháp sinh học:
Bản chất của quá trình lên men này:
Là sự phân giải pectin và cellulose có trong vỏ
quả dưới tác động của enzym pectinase và
cellulose Trong quá trình lên men, lớp nhớt
được phân giải nhờ các enzyme pectosinase,
pectinase, pectase có trong bản thân lớp nhớt
cà phê
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình: Độ
chín của quả, thành phần của nước, nhiệt độ, thời gian lên men,
- Phương pháp lên men tự nhiên
+ Nguyên tắc: Trong thịt quả chứa pectin và enzym pectinase, tạo môi trường thuận
lợi cho enzym này hoạt động để phân giải hợp chất pectin (enzym pectinase hoạt độngmạnh nhất ở pH = 5,1-5,3 và nhiệt độ t =35 -37 C).⁰ ⁰ ⁰
Ngoài ra, trong quá trình lên men còn có sự hoạt động của các loài vi sinh vậtkhác sinh tổng hợp enzyme pectinase như vi khuẩn (Lactobacillus Leuconostoc), nấmmen (Sacharomyces…), nấm mốc (Aspergillus, Penicillium…) Trong đó, pectinase của
vi khuần hoạt động ở pH =5-6 cao hơn của nấm mốc pH= 4-5
- Cách tiến hành: Sau khi bóc vỏ ta chuyển khối cà phê nhân và thịt quả vào bể
ngâm được xây bằng gạch hoặc bê tông để ủ Có 2 cách ủ: ủ yếm khí (lên men) và ủ hiếukhí bằng cách tháo cạn nước trong bể hoặc thường xuyên sục khí vào trong bể ngâm ủ.Qúa trình ủ kết thúc khi toàn bộ vỏ thịt được tách ra Thời gian ủ phụ thuộc vào mùa Mùa
hè, thời gian ủ khoảng 8-12h Mùa đông, thời gian ủ khoảng 12-18h
Phương pháp lên men bổ sung enzym:
- Mục đích: Tăng tốc độ quá trình phân giải lớp thịt quả.
- Tiến hành: Sử dụng một lượng nhỏ enzym pectin gồm pectase, pectinase haypectinesterase và protopectinase là những enzym hoạt động chủ yếu Enzym pectase hay
Hình 2 3 Cà phê lên men
Trang 28polygalacturonase phân cắt acid polygalacturonic (acid pectin) thành từng acidgalacturonic một Enzym pectinase hay pectinesterase tách nhóm metoxy (CH3COO) khỏipectin hòa tan tạo thành acid pectin kết tủa Enzym protopectinase hay pectosinase thủyphân protopectin (pectin không hòa tan) thành pectin hòa tan.
b) Phương pháp hóa học: Người ta thường thủy phân pectin có trong lớp thịt quả
cà phê trong môi trường kiềm như Na2CO3, NaOH, Ca(OH)2 hoặc tro… nồng độ thíchhợp thời gian từ 2-3h Tạo môi trường có pH 8-9,5 (Na2CO3 2% tỷ lệ 4/1000-5/1000 sovới thể tích khối hạt) Nếu pH > 9.5 sản phẩm có mùi nồng và chất lượng cảm quan kém
- Ưu điểm: Phương pháp này cho thời gian sử lý nhanh
- Nhược điểm: Làm cho cà phê thành phẩm có mùi nồng do sự tác dụng của kiềmvới tinh bột có trong cà phê và gây ô nhiễm môi trường
c) Phương pháp cơ học: Sử dụng máy đánh nhớt hay máy xát tươi Raoeng.
- Ưu điểm: Phương pháp này cho thời gian xử lý nhanh, lớp nhớt khá sạch
- Nhược điểm: Do tác dụng của lực va đập mạnh nên lớp vỏ trấu dễ bị nứt vỡ.
d) Phương pháp sử dụng nước ấm: Sử dụng nước ấm có nhiệt độ t⁰
=50±3 C.Dưới tác dụng của nước ấm sẽ làm vỡ mạch pectin ở dạng gel của thịt quả Quá⁰trình xử lý kết thúc khi toàn bộ lớp vỏ thịt được tách ra Thời gian xử lý là 3 phút Phươngpháp đơn giản, thời gian xử lý lớp nhớt nhanh
Phương pháp kiểm tra, đánh giá hiệu quả của quà trình bóc vỏ thịt: Tiến hành lấymột ít mẫu lên tay, dùng tay bóp mạnh, nếu nghe thấy có tiếng kêu lạo xạo là sạch nhớt,nếu thấy nhầy là chưa sạch nhớt Khi đó phải tiếp tục xử lý cho đến khi đạt yêu cầu.Ngoài ra, để đảm bảo quá trình kiểm tra đạt độ chính xác thì sau khi lấy mẫu người taphải tiến hành rửa mẫu bằng cách cho mẫu vào cốc, tháo nước sạch vào cốc và dùng đũakhuấy mạnh Sau đó tháo hết nước rửa đi và rửa lại lần 2 rồi mới lấy mẫu ra để kiểm tra[9]
2.1.3.4 Rửa lớp nhớt
- Mục đích: Loại bỏ những phẩm vật tạo thành trong quá trình lên men, loại bỏcác vết của lớp vỏ nhớt, đây là công đoạn quan trọng vì nếu còn các phẩm vật kể trên bámvào hạt cà phê, không những chúng làm cho màu sắc của hạt, mùi vị của hạt bị ảnh hưởng
mà còn kéo dài thời gian phơi sấy nữa
- Tiến hành: Ở phương pháp thủ công
người ta rửa nhiều lần bằng cách cho cà phê
thóc vào trong bể cùng với nước sạch (thay
Trang 29nước 2-3 lần cho mỗi mẻ rửa), dùng dụng cụ khuấy đảo nhiều lần (15 phút là khuấy đảomột lần) và tháo hết nước cho đến khi nước trong hoặc dùng cơ khí tiến hành trong thiết
bị rửa thùng quay, có phun nước
2.1.3.5 Làm ráo
- Mục đích: Làm mất phần nước tự do ở hạt cà phê sau khi rửa, nếu không làm
ráo mà mang đi sấy ngay sẽ sinh ra hiện tượng “luộc” nguyên liệu tạo ra màng cứng bênngoài hạt cà phê có màu xanh thẫm, làm kéo dài thời gian sấy, tốn thêm nhiên liệu và sấykhông đều làm ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm, ảnh hưởng không tốt đến màu sắccủa nhân
- Yêu cầu: Cà phê sau khi phơi khô phải có màu sắc tươi sáng, đồng nhất, hạt càphê không bị chai, đen Độ ẩm còn lại <13%
- Các phương pháp:
a) Phương pháp tự chảy
Làm ráo trên sân phơi hoặc làm ráo trên lưới
+ Làm ráo trên sân phơi: Sân phải có độ nghiêng để thoát nước dễ dàng, cà phêđược đổ thành từng đống nhỏ, thời gian làm ráo khoảng 2-4h
+ Làm ráo trên lưới: Kích thước lỗ lưới phải phù hợp với từng loại cà phê Lướiđặt cách mặt đất 0.5-0.8m để dễ thoát nước
Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực hiện, chi phí thấp
Nhược điểm: Thời gian làm ráo lâu, hiệu quả không cao
b) Phương pháp ly tâm
Dùng máy li tâm có tốc độ 1000- 1500 vòng/ phút, nhờ tác dụng của lực ly tâmlàm nước nhanh chóng được tách ra triệt để
Ưu điểm: Phương pháp này đạt hiệu quả cao, thời gian làm ráo ngắn
Nhược điểm: Chi phí sản xuất khá lớn [16]
- Yêu cầu sân phơi:
+ Gần vùng trồng và chế biến cà phê, cách ly với người và động vật
Trang 30+ Nền xi măng hoặc nền gạch, cao ráo sạch sẽ
+ Độ dốc 1-2%, có rãnh thoát nước
- Yêu cầu kỹ thuật phơi cà phê:
+Trước khi phơi cà phê phải phơi khô sân
+ Khi đưa cà phê ra sân thì phải rải cà phê đều thành lớp trên mặt sân
+ Đảo trở trong quá trình phơi 1 – 1.5h/lần để làm tăng tốc độ thoát ẩm từ cà phê.+ Xử lý trong quá trình phơi: Che đậy bằng bạt khi trời mưa hoặc vào ban đêm.+ Thời gian phơi từ 7-10 ngày tùy thuộc vào điều kiện thời tiết
- Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực hiện, chi phí thấp
- Nhược điểm: Tốn nhân công, chất lượng cà phê không ổn định, phụ thuộc nhiềuvào điều kiện thời tiết nên không chủ động trong quá trình sản xuất Sản phẩm dễ bị lẫntạp chất từ môi trường [17]
b) Phương pháp sấy
- Nguyên tắc: Không khí nóng được dùng làm tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm,tốc độ phù hợp, chuyển động chảy chùm lên vật liệu sấy làm cho ẩm trong vật liệu sấybay hơi rồi đi theo tác nhân sấy
- Mục đích: Lợi dụng năng lượng nhân tạo để làm khô cà phê
- Các loại máy móc được sử dụng như máy sấy thùng quay, máy sấy tĩnh
2.1.3.7 Tách tạp chất
- Mục đích: Tách tạp chất có kim loại và các tạp chất nhẹ như cành, lá, rơm, rác
và các vỏ vụn cà phê Tránh cho cà phê không bị hư hỏng trong các công đoạn sau
- Máy móc được sử dụng là máy tách tạp chất
Trang 31-Yêu cầu hạt cà phê khi xát khô phải còn nguyên hạt, hạn chế lượng hạt nứt vỡcàng ít càng tốt (tỷ lệ hạt được tách vỏ trấu: 80-90%, tỷ lệ hạt gãy, vỡ < 3%).
Bóc vỏ lụa (đánh bóng)
- Mục đích: Do lớp vỏ lụa thường làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm, gây ramùi khét ảnh hưởng đến chất lượng cà phê, lớp vỏ lụa dễ hút ẩm trong quá trình bảo quản
vì vậy cần loại bỏ lớp vỏ lụa
-Yêu cầu: Chất lượng nhân cà phê sau khi bóc vỏ như sau:
+Tỷ lệ vỏ lụa trong nhân cà phê (<20% đối với cà phê chè và cà phê vối, <35%đối với cà phê mít) hạt được tách > 1/2 vỏ lụa được coi là sạch
+Tỷ lệ nhân gãy vỡ <1%
+ Nhiệt độ sau đánh bóng không quá 55°C
- Hiện nay có 2 phương pháp tiến hành bóc vỏ lụa (đánh bóng cà phê) là phươngpháp đánh bóng khô (không phun nước) và phương pháp đánh bóng ướt (có phun nước)
2.1.3.9 Phân loại cà phê nhân
có chất lượng tốt Cà phê nhân hạt nhẹ xốp màu trắng hoặc đen là chất lượng kém
- Phương pháp phân loại: Người ta sử dụng phối hợp cả 3 phương pháp sau:+ Theo kích thước: Người ta dùng sàng tròn hoặc sàng lắc với các lưới sàng có cỡ
lỗ khác nhau, hình dạng các lỗ cũng khác nhau Sau khi sàng, cà phê nhân được chia làm
7 kích thước khác nhau trong đó có 2 loại hạt tròn và 5 loại hạt dẹp
+ Theo khối lượng riêng: Dựa trên nguyên tắc sự chuyển động khác nhau của cáchạt có tỷ trọng khác nhau, hạt cà phê được cho rơi tự do trong một dòng khí thổi ngượcchiều Hạt nhẹ sẽ bay theo gió, hạt nặng sẽ rơi xuống máng hứng Mục đích của việc làmnày để loại bỏ các hạt kém chất lượng
+ Theo màu sắc: Phân loại theo màu sắc nhằm tạo cho khối hạt đồng nhất về màusắc Phân loại này có thể tiến hành thủ công (bằng mắt thường) hoặc bằng thiết bị điện tử
2.1.3.10Đấu trộn và bao gói cà phê nhân
Đấu trộn:
Trang 32- Mục đích: Đem đến những sản phẩm cà phê với hương vị khác nhau, tạo sựđồng đều của sản phẩm sau khi trộn.
- Cơ chế: Phối trộn các loại cà phê với nhau theo các tỷ lệ nhất định, thôngthường là phối trộn cà phê Robusta và Arabica với các tỷ lệ khác nhau
- Yêu cầu: Dựa vào tiêu chuẩn chất lượng hoặc đơn đặt hàng để lựa chọn tỷ lệphối trộn thích hợp
- Máy móc: Đấu trộn bằng cơ học trong máy chuyên dùng kiểu trục quay
Bao gói
- Mục đích: Bao bì giúp ngăn cản nhiệt độ và ánh sáng trực tiếp tác động đến sảnphẩm, hạn chế hút ẩm và oxy hóa dầu béo, ức chế hoạt động của vi sinh vật, ngoài ra còngiúp vận chuyển và chứa đựng sản phẩm dễ dàng, chứa những thông tin sản phẩm và giúpquảng cáo
- Cơ chế: Sử dụng bao mềm để gói cà phê, dựa vào phương pháp vận chuyển, đơnđặt hàng… để xác định khối lượng đóng gói và dạng bao bì thích hợp
- Máy móc: Có thể sử dụng máy đóng gói tự động hoặc bán tự động
2.2 Quy trình chế biến cà phê hòa tan
2.2.1 Khái niệm
Cà phê hòa tan (instant coffee) là một loại
cà phê có thể dễ dàng tan trong nước với khoảng
thời gian ngắn và được dùng để uống liền Sở dĩ cà
phê hòa tan tan nhanh trong nước là do trong quá
trình chế biến cà phê hòa tan, các nhà sản xuất chỉ
trích ly, chiết xuất và giữ lại những chất tan trong
hạt cà phê rang xay (bột cà phê không tan) Các
thành phần không tan và tạp chất đều được loại bỏ
Các nhà sản xuất thường kết hợp cà phê hòa tan
với các thành phần khác như đường, bột kem,
hương liệu, phụ gia… để tạo thành hỗn hợp có hương vị hoàn chỉnh [18]
Các đặc tính của cà phê hòa tan:
- Màu vàng nâu (nâu nhạt)
- Hương thơm đặc trưng của cà phê rang, không có mùi hôi, mốc, khét và không cóhương vị lạ
- Vị đắng dịu, hậu ngọt
Hình 2 5 Cà phê hòa tan ở dạng sấy
khô
Trang 33Ưu điểm của cà phê hòa tan: Tốc độ pha chế (cà phê hòa tan nhanh chóng hòa tantrong nước nóng), khối lượng và dung tích thấp hơn cà phê hạt hoặc cà phê xay (để phacùng một lượng đồ uống) và thời hạn sử dụng dài - mặc dù cà phê hòa tan có thể hư hỏngnếu không giữ khô ráo Cà phê hòa tan cũng hạn chế lượng chất thải vì không có bã càphê vì vậy nó ít ảnh hưởng đến môi trường hơn so với các phương pháp pha chế khác.
2.2.2 Quy trình chế biến
2.2.2.1 Chuẩn bị cà phê rang xay
Cà phê nhân có thể là cà phê nhân xô hoặc cà phê đã qua phân loại, làm sạch.Nếu là cà phê đã qua phân loại, làm sạch thì có thể đưa đi rang ngay, còn nếu là càphê nhân xô thì phải tiến hành phân loại và làm sạch
Rang cà phê: Rang cà phê ảnh hưởng rất lớn đến hương vị và chất lượng của càphê thành phẩm Có 2 phương pháp là rang gián đoạn và rang liên tục Rang xay cà phêđến nhiệt độ 200 – 230 oC, làm nguội nhanh để tránh thất thoát giảm mùi hương Thời
KK ẩmHơi thứBã
Cô đặcLọc dịchTrích ly
Cà phê rang xay
Hình 2 6 Quy trình sản xuất cà phê hòa tan
Trang 34gian rang cà phê cũng có ảnh hưởng quyết định đến hương vị của cà phê Chọn cấp độrang để có hương vị phù hợp.
Xay cà phê: Cà phê sau khi rang được làm nguội, phối trộn và ủ rồi mới đượcđem đi xay Xay cà phê rang có mục đích chính là làm giảm đi kích thước của hạt cà phê,tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình pha chế hoặc nhu cầu dùng đến khi cần Đồng thời,xay cà phê cũng làm cho một số loại khí sinh ra trong quá trình rang cà phê thoát ra ngoài.Công đoạn xay cà phê cũng có vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của
cà phê thành phẩm Cà phê khi xay không đồng đều dẫn tới việc pha chế cà phê gặp khókhăn và chất lượng ly cà phê thành phẩm cũng không đảm bảo [19]
2.2.2.2 Trích ly chất hòa tan
- Mục đích, yêu cầu: Quá trình trích ly nhằm mục đích thu nhận các chất hòa tantrong cà phê bột sử dụng dung môi là nước Quá trình trích ly phải đảm bảo đạt được hiệusuất tách các chất hòa tan cao (21-30%), giữ được tính chất đặc trưng cho sản phẩm
- Nguyên tắc: Sử dụng nước ở các điều kiện phù hợp để hòa tan được tối đa cácchất hòa tan có trong cà phê bột để thu được dung dịch lọc
- Phương pháp thực hiện: Quá trình trích ly được thực hiện 2 lần
+ Lần 1: các cấu tử hương được trích ly độc lập ở nhiệt độ thấp hơn 1200Ctrong thời gian 15-20 phút
+ Lần 2: trích ly các hợp chất thủy phân ở cà phê Dùng thiết bị trích ly giánđoạn hoặc thiết bị trích ly liên tục Nước nóng được bơm từ đáy tháp lên, qua cột bột càphê rang trong tháp Tại đây xảy ra hiện tượng trích ly các chất hòa tan Dung dịch càphê được thu tại đỉnh tháp [9]
2.2.2.3 Lọc dịch cà phê hòa tan
- Mục đích, yêu cầu: Quá trình lọc dịch cà phê nhằm mục đích thu nhận dịch
trong cà phê chứa các chất hòa tan (để tách bã ra khỏi dịch cà phê) Quá trình lọc dịch càphê phải đảm bảo đạt được hiệu suất lọc cao, giữ được tính chất đặc trưng cho sản phẩm
- Phương pháp thực hiện: Tiến hành lọc trên các thiết bị lọc, sau đó dùng nước
rửa để rữa bã lấy phần chất lỏng còn lại trong bã
2.2.2.4 Cô đặc
- Mục đích: Làm tăng nồng độ dịch cà phê đến mức độ nhất định bảo đảm choquá trình sấy khô tiếp theo Quá trình cô đặc phải đảm bảo tổn thất nhỏ nhất, giữ được cáctính chất đặc trưng cho sản phẩm (cô đặc trong điều kiện chân không để bảo tồn các chất
Trang 35thơm cho cà phê).
- Phương pháp thực hiện: Phương pháp cô đặc thường dùng là phương pháp côđặc chân không: Dung dịch cà phê được bơm vào thiết bị gia nhiệt Tại đây nước nhậnnhiệt và bay hơi Độ chân không được tạo ra nhờ baromet sẽ hút hơi nước và ngưng tụ tạibình ngưng Quá trình diễn ra cho đến khi nồng độ dung dịch đạt yêu cầu thì dừng
- Phương pháp: Có 2 phương pháp là sấy phun, sấy thăng hoa (sấy lạnh đông)+ Sấy đông lạnh: Đây là phương pháp tiên tiến, giữ lại những toàn bộ chỉ tiêu caonhất về chất lượng và phẩm chất của các yếu tố về hương và vị tự nhiên của cà phê hòatan chiết xuất như các tiêu chí về màu sắc, hương vị, độ ổn định chất lượng và độ hòa tan
Ở phương pháp này, nước trong cà phê bốc hơi để lại một dung dịch có nồng độ cà phêcao Sau đó dung dịch này được làm lạnh đến - 40oC, tạo ra các tinh thể đá Nhờ quá trìnhthăng hoa (chất rắn chuyển sang dạng hơi), đá được tách ra khỏi tinh thể Phần hạt khôcòn lại chính là cà phê uống liền
+ Phương pháp sấy phun được dùng chủ yếu Dịch cà phê cô đặc được bơm vàođỉnh cyclon Không khí nóng khô được thổi vào cyclon sấy khô cà phê dạng sương mùthành dạng bột Cà phê bột hoà tan được thu ở đáy cyclon Sau sấy khô ta thu được bột càphê hoà tan có độ ẩm 1 – 2%, có màu nâu đen đậm [20]
Sau quá trình sấy khô thì thành phẩm thu được sẽ thực hiện công nghệ hồi hương,
bởi hương vị cà phê đã bị mất đi khá nhiều trải qua nhiều quá trình chưng cất
* Công nghệ hồi hương:
Trong quá trình chế biến, nhất là qua công đoạn sấy phun ở nhệt độ cao, hươngthơm nguyên thủy của cà phê sẽ bị thất thoát khá nhiều Do đó, công nghệ hồi hương làcông đoạn rất quan trong Các thành phần hóa học của hương thơm cà phê bột phải đượcthu hồi trước khi trích ly rồi sau đó bổ sung trở lại cho bột cà phê hoà tan
Công nghệ hồi hương gồm:
- Khử hấp phụ: Quá trình khử hấp phụ được tiến hành trong tháp đứng và tácnhân hấp phụ là khí trơ (N2) Cà phê bột được làm nóng trong tháp sẽ toát ra các chất
Trang 36thơm Sau đó bơm dòng khí trơ đã được đốt nóng đến nhiệt độ nhất định (95°C) vào từđáy tháp Trên đỉnh tháp có quạt hút có tác dụng hút hỗn hợp khí ra khỏi tháp, đồng thờitạo áp suất thấp để quá trình hấp phụ xảy ra dễ dàng Kết quả thu được hỗn hợp gồm khíN2 và các thành phần hương thơm nguyên thủy trong cà phê rang.
Hấp phụ: Bột cà phê hoà tan sau khi sấy có độ ẩm 1- 2% và rất xốp nên rất dễ hấpphụ Quá trình hấp phụ cũng được tiến hành tại tháp đứng Hỗn hợp khí vào phải đượclàm lạnh (nhiệt độ thường là 8- 9°C), khi đi qua bột cà phê hoà tan sẽ hấp phụ các chấtthơm có trong hỗn hợp khí, ta thu được bột cà phê hòa tan thành phẩm [21]
2.2.2.6 Nghiền - Rây
- Mục đích: Quá trình nghiền cà phê rang làm giảm kích thước của hạt, phá vỡ
cấu trúc vốn có của hạt cà phê rang để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trích ly khisản xuất cà phê hòa tan hoặc trong quá trình chế biến cà phê khi sử dụng Ngoài ra, mụcđích của quá trình nhằm tạo điều kiện cho một số khí (đặc biệt là Cacbonat, …) được sinh
ra trong quá trình rang và bị giữ lại bên trong hạt sẽ thoát ra ngoài tạo điều kiện thuận lợicho quá trình bao gói
- Nguyên tắc làm việc: Thiết bị nghiền thường sử dụng là con lăn có răng cưa đểcắt với nhiều kiểu dáng khác nhau Người ta có thể sử dụng phương pháp nghiền lạnhđông để hạt cà phê sẽ được xay mịn hơn và lượng cấu tử hương thất thoát sẽ giảm xuống.Khi thoát ra có thể được thu hồi và sử dụng ở các giai đoạn sản xuất sau và trong quátrình bao gói Lớp vỏ bong ra có thể bị bỏ đi hay được tận dụng để phối trộn với cà phêbột lúc sau nhằm tận thu hết những chất dầu thấm ra trong quá trình rang và khống chếkhối lượng riêng thể tích khối lượng sau nghiền
- Phương pháp: Nguyên liệu từ phễu nhập liệu sẽ được đưa vào bộ nghiền, và
được nghiền bằng mâm dao xoay đặc biệt Nguyên liệu nghiền bị lực ly tâm tản ra khắp
bộ nghiền và bị nghiền bằng các con dao trên mâm dao Sau đó được đưa vào thiết bị rây
để ổn định kích thước bột [22]
2.2.2.7 Phối trộn
- Mục đích: Quá trình phối trộn các chất phụ gia với cà phê bột hòa tan nhằm tạo
ra sản phẩm đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng, tăng chất lượng sản phẩm, để tạo ra sảnphẩm cà phê hòa tan chất lượng đặc trưng thì ta phải tiến hành phối trộn cà phê hòa tanvới một số chất phụ gia theo một tỉ lệ nhất định
- Phương pháp thực hiện: Quá trình phối trộn thực hiện bằng máy trộn thùngquay Quá trình tẩm hương liệu (các loại hương có nguồn gốc từ cà phê hoặc nguồn gốc
Trang 37khác) cũng có thể được thực hiện sau khi đã phối trộn xong các nguyên liệu phụ Thôngthường, giai đoạn này chỉ phối trộn các hương tan trong dầu Còn các loại hương tan trongnước thì được phối trộn trong quá trình tạo hạt, trước giai đoạn sấy hoàn thiện.
Trang 38CHƯƠNG 3: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC CỦA THIẾT BỊ
3.1 Thiết bị dùng trong quy trình sản xuất cà phê nhân bằng phương pháp ướt
3.1.1 Máy hái cà phê
- Cấu tạo:
Gồm một động cơ CG 260 2 kỳ, xilanh đơn có công suất 6000 vòng/phút, dungtích 1,2 lít, khởi động kéo giật bằng tay, truyền động bằng côn ly hợp tự động cho hai bàntay qua hệ thống chuyển hướng Hệ thống truyền động gồm 2 nhông côn, 01 bánh cam, 1tay dzên, một trục chữ T và 2 khớp nói bằng mắt sên xe máy Bàn tay gồm có 3 ngón tạothành 2 điểm thu hoạch gồm lớp khung nhựa PA có tác dụng đảm bảo độ cứng, uốn dẻo
và được tạo nhám để có độ bám cho lớp bọc bên ngoài bằng nhựa PVC có tác dụng chốngbong tróc vỏ cành.
- Nguyên lý hoạt động:
Máy hoạt động theo nguyên lý rung lắc, lực truyền động từ động cơ qua bộnhông chuyển hướng và đến hai bàn bay làm bàn tay chuyển động qua lại tạo ra lực rungđộng làm rụng trái cà phê Máy được đeo lưng và chỉ điểu khiển cánh tay robot để thuhoạch cà phê, có thể tháo rời tầng bộ phận nên rất đễ thao tác và vận chuyển.
3.1.2 Thiết bị phân loại và bảo quản cà phê sau thu hoạch
- Nguyên lý hoạt động:
+ Nguyên liệu đưa vào bể xiphông phải đều đặn với lượng vừa phải để đảm bảođược việc tự phân loại được hoàn hảo
Trang 39+ Tạp chất nhẹ nổi lên mặt nước phải được lấy ra kịp thời, có bể phụ chứa tạpchất nhẹ để chế biến riêng, trên mặt bể phụ có lưới sàng để có thể tách riêng được cànhlá…
+ Thường xuyên xem xét, kiểm tra tình hình làm việc của bể xiphông, bộ phậnkhuấy trong bể để nếu có bất trắc thì cần kịp thời xử lý
+ Lưu lượng nước đưa vào bể xiphông phải ổn định, khống chế kịp thời đảm bảonước và nguyên liệu vào máy được điều hòa
+ Chu kỳ thông rửa và vệ sinh bể xiphông phải cùng với việc lấy tạp chất nặng ởđáy bể không quá 12 giờ
Ngoài ra, ta còn sử dụng thiết bị dạng ống:
Với thiết bị dạng ống như trêncũng có thể phân loại cà phê theokhối lượng riêng thành quả chìm(quả chín), quả nổi (quả xanhhoặc khô) và tách tạp chất nặng rakhỏi khối quả cầ phê
tạp chất dạng ống
Trang 40Phân chia khối vật liệu theo kích thước nhờ một bề mặt kim loại có đục lỗ hoặclưới Vật liệu chuyển động trên mặt sàng và được phân chia thành hai loại:
+ Phần lọt qua sàng là những hạt có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ sàng.+ Phần không qua sàng có cỡ lớn hơn kích thước lỗ sàng
Quá trình làm việc của sàng được thực hiện nhờ có chuyển động tương đối củahạt trên sàng Cùng trong khoảng thời gian phân ly quãng đường chuyển động tương đốicàng lớn thì xác suất phân ly qua lỗ sàng càng cao
3.1.3 Thiết bị bóc lớp vỏ quả cà phê
Để bóc vỏ quả cà phê người ta sử dụng máy bóc vỏ kiểu tang quay, đĩa quay, tấmthủng
Hình 3 4 Các dạng máy bóc vỏ quả cà phê
3.1.3.1 Máy kiểu tang quay
- Nguyên lý hoạt động:
Khi máy làm việc, nhờ tang quay có gắn nhiều chỏm cầu nên khi chuyển động sẽtạo nên lực tiếp tuyến là xung làm quay tròn quả và tách lớp vỏ quả ra Vỏ quả theo dòngnước lọt qua khe hẹp giữa tấm kê và bề mặt của tang quay còn quả cà phê và phần lớp thịttrượt dọc theo rãnh tạo nên bởi tấm kê và tấm chắn Tấm kê tạo với đường sinh một gócnghiêng 10 để hạt cà phê chuyển động ra ngoài.⁰
3.1.3.2 Máy kiểu đĩa quay
- Nguyên lý hoạt động:
Khi máy làm việc, đĩa quay tròn, trên mặt đĩa có gắn nhều chỏm cầu tương ứngvới hai rãnh làm việc ở hai bề mặt của đĩa, đĩa quay nhờ truyền động từ động cơ Năng