Đồ án quy trình công nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ v LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 1.1 Lịch sử, phân bố phân loại nguyên liệu cà phê .2 1.1.1 Lịch sử cà phê .2 1.1.2 Sự phân bố cà phê giới 1.1.3 Phân loại cà phê 1.1.3.1 Cà phê chè (Coffee Arabica) 1.1.3.2 Cà phê vối (Coffee Robusta) 1.1.3.3 Cà phê mít (Coffee Liberica) 1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ cà phê 1.2.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ cà phê giới 1.2.1.1 Tình hình sản xuất cà phê 1.2.1.2 Tình hình tiêu thụ 1.2.2 Tình hình sản xuất, xuất tiêu thụ cà phê Việt Nam 1.2.2.1 Tình hình sản xuất 1.2.2.2 Tình hình xuất 1.2.2.3 Tình hình tiêu thụ 1.3 Cấu tạo giải phẫu thành phần hóa học cà phê 1.3.1 Cấu tạo giải phẫu .6 1.3.1.1 Lớp vỏ 1.3.1.2 Lớp thịt (lớp nhầy) .7 1.3.1.3 Lớp vỏ trấu 1.3.1.4 Phần vỏ lụa 1.3.1.5 Phần nhân .8 1.3.2 Thành phần hóa học cà phê 1.4 Tác dụng cà phê người 13 1.4.1 Tác dụng tích cực 13 1.4.2 Tác dụng tiêu cực 14 1.5 Các dạng sản phẩm cà phê 15 1.5.1 Cà phê nhân .15 1.5.2 Cà phê rang xay .15 1.5.3 Cà phê hòa tan 15 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ 16 2.1 Quy trình chế biến cà phê 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 tách tạp chất 18 2.1.3.3 Bóc vỏ vỏ thịt 18 2.1.3.4 Rửa lớp nhớt .20 2.1.3.5 Làm .21 2.1.3.6 Làm khô 21 2.1.3.7 Tách tạp chất .22 2.1.3.8 Bóc vỏ trấu vỏ lụa (đánh bóng) 22 2.1.3.9 Phân loại cà phê nhân .23 2.1.3.10 Đấu trộn 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 hịa 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 quy trình sản xuất cà phê nhân phương pháp ướt 30 3.1.1 Máy hái cà phê 30 3.1.2 Thiết bị phân loại bảo quản cà phê sau thu hoạch 30 3.1.2.1 Bể xi phông .30 3.1.2.2 Sàng phân loại tách tạp chất 31 3.1.3 Thiết bị bóc lớp vỏ cà phê 32 3.1.3.1 Máy kiểu tang quay 32 3.1.3.2 Máy kiểu đĩa quay 32 3.1.3.3 Máy kiểu thủng 33 3.1.4 Máy bóc vỏ thịt 33 3.1.4.1 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 khơ 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 q trình sản xuất cà phê hịa 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 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 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 cà phê nhân 55 4.1.1 Màu sắc 55 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.1.7 4.1.8 Mùi 55 Độ ẩm 55 Tỉ lệ lẫn cà phê khác loại 55 Tỷ lệ khối lượng khuyết tật cho phép hạng cà phê .55 Tỷ lệ khối lượng hạng cà phê sàng lỗ tròn 56 Tỷ lệ lỗi khống chế cho số loại khuyết tật 56 Bao gói, ghi nhãn, bảo quản vận chuyển 57 4.2 Chỉ tiêu chất lượng 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 vận chuyển 62 CHƯƠNG 5: NHỮNG THƯƠNG HIỆU CÀ PHÊ Ở VIỆT NAM VÀ NƯỚC NGOÀI63 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Bảng 1 Tỷ lệ phần trăm khối lượng thành phần cà phê .8 Bảng Thành phần hoá học vỏ cà phê, đơn vị % 11 Bảng Thành phần hoá học thịt quả, đơn vị % 11 Bảng Thành phần hoá học lớp vỏ trấu, đơn vị % 12 Bảng Thành phần hoá học nhân, đơn vị % 12 Bảng Các cấu tử thơm nhân cà phê 13 Bảng Tỷ lệ cà phê khác loại cho phép hạng cà phê 55 Bảng Tỷ lệ khối lượng khuyết tật cho phép hạng cà phê vối (Robusta).56 Bảng 4 Tỷ lệ khối lượng hạt cà phê sàng lỗ tròn 56 Bảng Tỷ lệ lỗi khống chế cho số loại khuyết tật 56 Bảng Yêu cầu cảm quan cà phê hòa tan .58 Bảng Chỉ tiêu hóa lý sản xuất cà phê hòa tan 59 Bảng Lượng kim loại chấp nhận .61 Bảng Giới hạn ochratoxin A 61 Bảng 10 Các tiêu vi sinh cá sản phẩm cà phê decaffeine hòa tan dạng lỏng 62 Bảng 11 Hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật tối đa cho phép 62 Bảng Những thương hiệu cà phê Việt Nam giới 63 Hình Cà phê Robusta có hàm lượng axit cao cà phê Arbica nhiều .16 Hình 2 Quy trình sản xuất cà phê theo phương pháp ướt .17 Hình Cà phê lên men 19 Hình Cà phê sau rửa lớp nhớt 21 Hình Cà phê hịa tan dạng sấy khô 24 Hình Quy trình sản xuất cà phê hòa tan 25 Hình Bể xi phơng 30 Hình 3 Thiết bị phân loại tách tạp chất dạng ống 31 Hình Sàng rung hình chữ nhật 31 Hình Các dạng máy bóc vỏ cà phê .32 Hình Máy đánh nhớt cà phê 33 Hình Thiết bị Raoeng 34 Hình Thiết bị sấy thùng quay 35 Hình Thiết bị sấy tĩnh 36 Hình 10 Thiết bị sấy tháp .36 Hình 11 Thiết bị sàng tạp chất 37 Hình 12 Thiết bị bóc vỏ trấu 38 Hình 13 Máy đánh bóng khơ 38 Hình 14 Thiết bị sàng trọng lượng .40 Hình 15 Máy Catador 40 Hình 16 Máy phân loại theo màu sắc kiểu băng tải .41 Hình 17 Máy phân loại theo màu sắc kiểu khí đẩy 42 Hình 18 Máy phân loại theo màu sắc kiểu điện trường 42 Hình 19 Hệ thống trích ly gián đoạn 43 Hình 20 Hệ thống trích ly liên tục kiểu tháp 44 Hình 21 Thiết bị trích ly liên tục kiểu trục vít 45 Hình 22 Thiết bị lọc khung 45 Hình 23 Máy lọc túi 46 Hình 24 Máy lọc chân không thùng quay 47 Hình 25 Máy lọc chân khơng loại đĩa quay 48 Hình 26 Máy lọc ống 49 Hình 27 Thiết bị đặc nồi 50 Hình 28 Thiết bị đặc nhiều nồi 51 Hình 29 Thiết bị sấy phun 51 Hình 30 Thiết bị sấy thăng hoa .52 Hình 31 Thiết bị nghiền - rây bột cà phê 53 Hình 32 Thiết bị phối trộn cà phê 53 Hình 33 Thiết bị bao gói .54 Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê phương pháp ướt cà phê hòa tan LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nước thuộc vùng khí hậu nhiệt đới, nhiệt đới có vai trị quan trọng đời sống người mặt hàng xuất nước ta Cà phê mặt hàng có vai trị quan trọng, mang lại giá trị lớn cho ngành xuất Việt Nam Ngồi ra, cà phê cịn thức uống ưa chuộng giới có mức tiêu thụ cao Cùng với phát triển ngày nhanh chóng, nhịp sống người ngày hối nhu cầu tiêu thụ sản phẩm cà phê ngày lớn Chính vậy, cần phải hiểu rõ trình sản xuất, chế để hoàn thiện nâng cao chất lượng cà phê để đáp ứng nhu cầu lớn thị trường nhu cầu ngày cao người tiêu dùng, đóng góp vào nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Cà phê (bắt nguồn từ tiếng Pháp: café [/kafe/]) loại thức uống ủ từ hạt cà phê rang, lấy từ cà phê Các giống cà phê bắt nguồn từ vùng nhiệt đới châu Phi vùng Madagascar, Comoros, Mauritius Réunion khu vực thuộc đường xích đạo Cà phê có tính axit gây kích thích người sử dụng có chứa hàm lượng cafeine Cà phê ngày thức uống phổ biến giới Thức uống chuẩn bị phục vụ theo nhiều dạng uống khác (ví dụ espresso, cà phê bình, latte, ) Để hiểu rõ hơn, đồ án lần này, nhóm chúng em xin trình bày cơng nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt cà phê hịa tan Nội dung đồ án bao gồm: Chương 1: Tổng quan nguyên liệu sản phẩm Chương 2: Tìm hiểu cơng nghệ sản xuất cà phê Chương 3: Cấu tạo nguyên tắc hoạt động thiết bị quy trình cơng nghệ Chương 4: TCVN cách đánh giá chất lượng nguyên liệu sản phẩm Chương 5: Tìm hiểu thị trường cà phê Vì lần chúng em thực đồ án, với thiếu kinh nghiệm, vốn kiến thức vừa phải, khả tìm nguồn tài liệu chưa đầy đủ phong phú cũng thời gian hạn chế nên báo cáo tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong SVTH: Nhóm Hướng dẫn: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan Quy trình công nghệ chế biến cà phê phương pháp ướt cà phê hịa tan nhận đóng góp ý kiến từ Cơ để hồn thành đồ án tốt giúp chúng em cải thiện nhiều kỹ Chúng em xin chân thành cảm ơn cơ! SVTH: Nhóm GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê phương pháp ướt cà phê hòa tan CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 1.1 Lịch sử, phân bố phân loại nguyên liệu cà phê 1.1.1 Lịch sử cà phê Từ kỉ thứ người ta tin loại cà phê có nguồn gốc tỉnh Kaffa Ethiopia Vào kỉ thứ 14 những người buôn nô lệ đã mang cà phê từ Ethiopia sang vùng Ả Rập Nhưng tới tận kỉ thứ 15 người ta biết rang hạt cà phê lên sử dụng làm đồ uống Vùng Ả Rập nơi trồng cà phê độc quyền Trung tâm giao dịch cà phê thành phố cảng Mocha (Al Mukha thuộc Yemen ngày nay) Cuối kỷ 18 cà phê phát triển khắp xứ sở nhiệt đới, Á nhiệt đới thuộc châu Á, châu Âu, châu Phi châu Mỹ bành trướng thuộc địa nước châu Âu Vào kỷ 17-18 giáo sĩ Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Pháp, … mang Cà phê trồng rải rác vài khu vực Việt Nam Năm 1857, Pháp mang giống cà phê Arabica (giống chủng Ethiopia) trồng Kẻ Sở (Bắc Kỳ), lan dần xuống Phủ Lý, Ninh Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Trị… Năm 1925 người Pháp trồng cà phê thành công vùng Tây Nguyên, bật cao nguyên Lang Biang (Lâm Đồng) Daklak Cà phê trồng thành nhiều đồn điền với chủ nhân người Pháp nhân công người dân tộc thiểu số Giống cà phê Arabica trồng Lâm Đồng giống cà phê Robusta trồng Daklak điều kiện thời tiết độ cao phù hợp [1] 1.1.2 Sự phân bố cà phê giới Hiện giới có 70 nước canh tác cà phê, có khu vực chính:  Châu Phi: Với trọng tâm quốc gia Nam Đông Phi Ethiopia, Kenya, Rwanda, Tanzania, Uganda, Zambia, …  Châu Mỹ: Với hai khu vực vùng cà phê Trung Mỹ bao gồm Costarica, El Salvador, Guatemala, Honduras, Jamaica, Nicaragua Panama Khu vực canh tác cà phê Nam Mỹ bao gồm: Brazil, Colombia, Bolivia, Ecuador Peru  Châu Á Thái Bình Dương: Yenmen, Ấn Độ, Indonesia, Thái Lan, Việt Nam [2] 1.1.3 Phân loại cà phê Hiện giới Việt Nam trồng loại cà phê cà phê chè (coffee Arabica), cà phê vối (coffee Robusta) cà phê mít (coffee Liberica) Đặc tính giống cà phê sau: SVTH: Nhóm GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê phương pháp ướt cà phê hòa tan 1.1.3.1 Cà phê chè (Coffee Arabica) Đại diện cho khoảng 61% loại cà phê giới Xuất xứ cao nguyên Ethiopia có đặc điểm nhỏ, mỏng, hoa có màu trắng có hương thơm Có khả chịu nhiệt từ 15-20⁰C, nhân hình trịn, nhỏ, có hương thơm loại cà phê khác Hàm lượng caffeine từ 1,3-1,7% Ở Việt Nam trồng nhiều tỉnh phía Bắc Loại cà phê có chủng sau: Typica: Năng suất thấp, tạo vị chua rõ cộng hưởng, có hương vị chua chanh với chút hương hoa hậu vị kéo dài Bourbon: Hạt có vị acid nhẹ với mùi rượu vang, hậu vị ngọt, trồng nơi cao, thơm hương hoa Lá bourbon rộng, trái tương đối nhỏ nặng nên hạt nhỏ tròn hơn typica Caturra: Caturra dạng đột biến bourbon, tạo trái có chất lượng tốt sản lượng cao, có vị acid chanh rõ rệt không bourbon Mundo Novo: Là chủng lai tự nhiên khác typica bourbon, có suất cao, khả kháng bệnh tốt Hương vị cà phê thường đắng rõ Điều kiện dinh dưỡng phương pháp thụ phấn cải thiện hương vị Catuai: Catuai chủng lai mundo novo caturra, trồng với mật độ cao cho sản lượng cao, có khả chịu gió mưa mà trái không dễ bị rụng tác động đó Catuai khơng có hương vị đặc trưng rõ rệt, thụ phấn hợp lý sử dụng phân hữu độ hương vị cải thiện đáng kể Maragogype: Hương vị dịu với vị chua phảng phất vị nhiên khó rang Hạt cà phê phải rang chậm nhiệt độ thấp đủ để tạo hương vị độc đáo riêng Maragogype dạng đột biến chủng typica suất thấp Pacas: Là dạng tạp giao caturra bourbon, cho suất cao Pacamara: Đây họ hàng maragogype Chủng kết tạp giao maragogype pacas.  Catimor: Là dạng tạp giao Timor (Robusta) caturra (Arabica) Ưu điểm có khả kháng bệnh gỉ sắt, cho suất tương đối cao Chất lượng thử nếm catimor đặc biệt độ chua với vị chát có hậu vị mặn Hình 1 Cà phê chè SVTH: Nhóm GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan ...1.5.2 Cà phê rang xay .15 1.5.3 Cà phê hòa tan 15 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ 16 2.1 Quy trình chế biến cà phê phương pháp ướt .16 2.1.1... Loan Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê phương pháp ướt cà phê hòa tan - Châu Mỹ: Sản xuất 60 - 70 % sản lượng cà phê giới, tức khoảng gần triệu cà phê nhân Trong Brasil là nước sản xuất cà phê. .. Loan Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê phương pháp ướt cà phê hòa tan CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 1.1 Lịch sử, phân bố phân loại nguyên liệu cà phê 1.1.1 Lịch sử cà phê Từ