BÁO cáo THỰC HÀNH CHẾ BIẾN cây NHIỆT đới đề XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ sản XUẤT cà PHÊ RANG XAY QUY mô PHÒNG THÍ NGHIỆM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC HÀNH CHẾ BIẾN CÂY NHIỆT ĐỚI GVHD: Đỗ Viết Phương Lớp: DHTP16C Nhóm thực hiện: Tổ – Nhóm Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO THỰC HÀNH CHẾ BIẾN CÂY NHIỆT ĐỚI GVHD: Đỗ Viết Phương Lớp: DHTP16C Nhóm thực hiện: Tổ – Nhóm Thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023 LỜI CẢM ƠN Lời cám ơn chúng em xin gửi đến ban lãnh đạo nhà trường ban lãnh đạo Viện Công nghệ Sinh học Thực phẩm tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất cho chúng em tiếp cận việc sản xuất nắm bắt quy trình công nghệ sản xuất cà phê Chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Đỗ Viết Phương tận tâm giảng dạy, truyền đạt kiến thức tận tình hướng dẫn để chúng em hoàn thành báo cáo Bài báo cáo khơng thể tránh khỏi thiếu sót mong thầy góp ý để chúng em hồn thiện kỹ viết báo cáo cho sau Chúng em xin chân thành cám ơn! MỤC LỤC BẢNG PHÂN CÔNG Họ tên Nguyễn Trần Thanh Đức Nguyễn Thị Ngọc Linh Lai Bảo Lộc Đỗ Thị Ngát Mssv 20069671 20088501 20082951 20092141 Đánh giá 10/10 10/10 10/10 10/10 Ghi CHƯƠNG 1: 1.1 Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần 1.2 NỘI DUNG KHẢO SÁT Kế hoạch khảo sát Cơng việc Tìm hiểu quy trình sản xuất cà phê rang xay quy mơ phịng thí nghiệm Thiết lập quy trình lập khảo sát Thực rang thử, thu nhận sản phẩm, rút kinh nghiệm Khảo sát 1&2, thu sản phẩm sau khảo sát, nhận xét đánh giá kết khảo sát Khảo sát 3&4, thu sản phẩm sau khảo sát, nhận xét đánh giá kết khảo sát Khảo sát 5, thu sản phẩm sau khảo sát, nhận xét đánh giá kết khảo sát Nội dung khảo sát Kết 1.2.1 Khảo sát 1&2: thời gian rang nhiệt độ khối hạt cà phê (vối) 1.2.1.1 Nguyên liệu - Nguyên liệu đầu vào: 300g cà phê vối - Chất lượng nguyên liệu đầu vào: - Hạt trạng thái tốt, hạt bị vỡ hay rỗng ruột, độ ẩm khơng cao - Kích thước hạt có độ đồng chưa cao, có xuất vài hạt cà phê loại khác cà phê vối, số lượng hạt bị vỡ rỗng ruột gây hao hụt nguyên liệu - Nhân xanh – đen: bị ảnh hưởng việc làm khơ cà phê thóc cà phê không kỹ thuật (làm khô sân làm khơ học), ví dụ: nhiệt độ cao (khơng có phát triển vi sinh vật) - Nhân cịn vỏ trấu: Xát khơ tách vỏ trấu không kỹ thuật - Nhân vỡ: Xử lý thơng thường; hình thành chủ yếu q trình vận hành máy xát vỏ trấu xát khô 1.2.1.2 - Dụng cụ, thiết bị Máy đo nhiệt Nồi đáy Đũa Mâm 1.2.1.3 - Cân Khay Khay sàng cà phê Bếp ga Mục đích khảo sát Khảo sát thời gian rang ảnh hưởng đến nhiệt độ giá trị cảm quan khối hạt cà phê vối 1.2.1.4 - Các thông số cố định thực khảo sát Kích cỡ hạt cà phê nhân ( - Khối lượng cà phê nhân (100g/1 lần) 1.2.1.5 - Thời gian rang cà phê Nhiệt độ khối hạt Các tượng vật lý diễn trình rang xuất khói, tiếng nổ, … 1.2.1.6 - Các tiêu đo đạc khảo sát Cách tiến hành khảo sát Chuẩn bị nguyên vật liệu cần dùng để khảo sát Phân cỡ cà phê vối để lấy kích thước đồng cân, khối lượng cần dùng cho mẻ rang Kiểm tra dụng cụ bếp gas, nhiệt kế hồng ngoại, nồi inox đáy, chuẩn bị đũa (34 chiếc), chén, muỗng Đặt nồi lên bếp chỉnh mức độ lửa phù hợp Dùng nhiệt kế hồng ngoại kiểm tra đáy nồi vị trí có nhiệt độ cao đến nhiệt độ vị trí ổn định Ghi lại nhiệt độ đáy nồi tiến hành khảo sát Cho 100g cà phê vối vào nồi đảo khối hạt đũa với tốc độ đảo nhanh để khối hạt không bị cháy mặt Cứ phút trôi qua tiến hành đo nhiệt độ khối hạt vị trí xác định nhiệt độ nồi lấy lượng hạt để chụp màu sắc Ghi nhận lại thời gian xuất hiện tượng vật lý trình rang 1.2.1.7 Kết biểu đồ Thời gian (phút) Nhiệt độ ( C) Màu sắc o Dấu hiệu Nhiệt độ đáy nồi = 172 139 148 161 164 174 180 Khói nhẹ 7 184 198 198 10 200 11 200 12 204 13 204 14 208 15 208 16 208 17 208 18 208 Hạt nổ Khói mạnh Bảng 1 Bảng số liệu khảo sát 1+ lần Thời gian (phút) Nhiệt độ ( C) o Màu sắc Dấu hiệu Nhiệt độ đáy nồi = 177 128 143 150 158 165 171 Khói nhẹ 177 185 187 10 192 11 200 12 200 13 202 14 204 15 205 16 205 17 207 18 207 Hạt nổ Khói mạnh Bảng 2.Bảng số liệu khảo sát 1+ lần Biểu đồ thể nhiệt độ tâm hạt cà phê trình rang lần qua phút Biểu đồ thể nhiệt độ tâm hạt cà phê trình rang lần qua phút 1.2.1.8 Nhận xét giải thích  Nhận xét: - Màu sắc: Hạt chuyển từ màu xanh-vàng sang màu nâu-đen + 1-2 phút màu xanh chuyển thành vàng + 2-6 phút màu vàng chuyển thành màu vàng nâu + 7-12 phút màu vàng nâu chuyển thành màu nâu + 13-18 phút màu nâu chuyển thành màu nâu-đen - Nhiệt độ: + Nhiệt độ tăng nhanh từ phút thứ đến phút thứ sau tăng chậm đến nhiệt độ khơng đổi 2080C (thí nghiệm lần 1) + Nhiệt độ tăng nhanh từ phút thứ đến phút thứ 11 sau tăng chậm đến nhiệt độ khơng đổi 2070C (thí nghiệm lần 2)  Giải thích - Màu sắc cà phê thay đổi theo thời gian xảy phản ứng caramel, Melanoidin bề mặt hạt bị cháy nhẹ Lúc đầu nhiệt độ tăng nhanh khối hạt giai đoạn hấp thụ nhiệt bốc nước, đến nhiệt độ bên bên khối hạt gần nhiệt độ tăng chậm dần Khi nhiệt độ ngồi nhiệt độ không đổi 10 Phương pháp rang cà phê: rang trình gia nhiệt cho cà phê, sử dụng tác nhân truyền nhiệt khơng khí nóng có nhiệt độ 180-260oC Trong trình rang, hạt đảo trộn liên tục nên thiết bị rang có phương thức truyền nhiệt: xạ, dẫn nhiệt đối lưu Dựa vào biến đổi màu sắc trạng thái bề mặt, trình rang cà phê phân loại theo mức độ rang khác Mức độ rang ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm cà phê rang xay (màu sắc, hương vị…) mức độ biến đổi hợp chất hóa học nguyên liệu Các biến đổi nguyên liệu Vật lý + Trong trình rang, nhiệt độ hạt cà phê tăng nhiệt lượng cung cấp từ tác nhân gia nhiệt nhiệt lượng phản ứng hóa học bên hạt sinh Trong giai đoạn đầu trình rang, nhiệt lượng sinh từ phản ứng nhiệt phân khơng đáng kể Sau đó, nhiệt lượng sinh từ phản ứng nhiệt phân tăng cường độ phản ứng tăng lên Nhiệt lượng tăng mạnh nhiệt độ hạt cà phê dao động vùng 170-250oC Để hạn chế tượng tăng nhiệt trình rang, rang đến nhiệt độ vùng nói trên, nhà sản xuất cầm giảm lượng nhiệt cung cấp từ bên cach giảm lưu lượng tác nhân rang + Dưới tác dụng nhiệt độ cao, nước số chất có phân tử lượng thấp bay hơi, làm trương nở giảm khối lượng hạt cà phê, tỷ trọng hạt giảm Các biến đổi phụ thuộc vào giống, chất lượng cà phê nhân nguyên liệu, mức độ rang phương thức rang Thể tích hạt sau rang tăng lên 40-60% Cà phê Robusta trương nở cà phê Arabica có mức độ rang Cùng giống cà phê, độ trương nở mức độ giảm khối lượng hạt nhiều mức độ rang “đậm”, hay sử dụng phương thức rang nhiệt độ cao thời gian ngắn Khối lượng hạt giảm trogn trình rang, lớp vỏ lụa bị tách Cà phê nhân đánh bóng tốt q trình chế biến sau thu hoạch mức độ giảm khối lượng lớp vỏ lụa bị tách Hóa lý: Biến đổi hóa lý quan trọng trình rang tượng bay ẩm hợp chất dễ bay Quá trình làm cho cấu trúc bên hạt trở nên giòn xốp Hóa học: Biến đổi hóa học biến đổi quan trọng trình rang Những biến đổi hóa học tạo đặc trưng hương vị cho cà phê thành phẩm Các biến đổi hóa học diễn q trình rang gồm: + Độ ẩm hạt cà phê trước rang khoảng 12-13% Độ ẩm cà phê sau rang thường khoảng 1-2%, tùy thuộc vào mức độ rang 21 + Sự tổn thất chất khô: hàm lượng chất khô trình rang bị giảm phản ứng phân hủy Khi cà phê rang đậm, lượng chất khô giảm nhiều + Sự thay đổi hàm lượng chất khơ hịa tan: q trình rang, hàm lượng chất khơ hịa tan cà phê Arabica sau rang xấp xỉ 30% (chất khơ), cịn lượng chất khơ hịa tan cà phê Robusta cao 3-4% (xét trường hớp loại cà phê có mức độ rang) Để đtạ mức độ rang, thời gian rang ngắn hàm lượng chất khơ hịa tan cà phê thành phẩm cao + Các phản ứng hóa học xảy tác dụng nhiệt độ cao kể đến phản ứng Mailard, phản ứng Strecker, phản ứng caramel, phản ứng phân hủy trigonelline, phản ứng oxi hóa lipid, phản ứng phân hủy hợp chất phenolic, phản ứng nhiệt phân Các phản ứng tạo cho sản phẩm có mùi đặc trưng cà phê rang, màu nâu sẫm, vị đắng hình thành chất khí làm nở hạt Thành phần khí bao gồm CO2 (87%), CO (7,3%), oxide nito (5,3%) số thành phần tạo hương khác Trong khí tạo ra, đáng kể CO2 Khí CO2 tạo thành giữ lại phần bên hạt cà phê với hàm lượng khoảng 2-5 ml/g Hiện tượng lưu giữ CO2 hạt cà phê sau rang gây tượng trương phồng bao bì bao gói cà phê lượng khí khơng tách trước bao gói Hóa sinh vi sinh: Do nhiệt độ hạt cao nên sau trình rang, enzyme vi sinh vật có khối hạt ban đầu bị vơ hoạt hồn tồn Trong q trình rang cà phê, người ta nhận thấy có số biến đổi cảm quan: Đầu tiên, bề mặt hạt cà phê dần trơn nhẵn Sau đó, bề mặt hạt khô bắt đầu xuất vết nứt Cuối cùng, bề mặt hạt dàn bóng lên dầu từ bên nhân cà phê thoát bề mặt Trong q trình rang, có hai thời điểm quan trọng bề mặt cà phê xuất vết nứt thứ vết nứt thứ hai Đây đặc điểm quan trọng để đánh giá mức độ rang cà phê Màu sắc hạt cà phê biến đổi dần từ màu xanh xám sang màu vàng nhạt, vàng đậm, nâu cánh gián, nâu đen cuối có màu đen đậm Các thơng số cơng nghệ: Trong q trình rang, hai thơng số cơng nghệ quan trọng nhiệt độ thời gian rang Tùy theo mức độ rang sản phẩm mà nhiệt độ thời gian khác Nhiệt độ cao, thời gian rang dài mức độ rang đậm Nhiệt độ hạt cà phê 254oC làm cho bị hóa than Thơng thường, q trình rang, nhiệt độ hạt cà phê nên nằm giới hạn 180 – 240oC Thời gian rang xác định theo mức độ rang mong muốn nhiệt độ thực q trình rang Thơng thường, thời gian rang cà phê không vượt 22 Phương pháp rang thiết bị Phương pháp rang thủ công: phương pháp này, người ta rang cà phê chảo rang thông thường, suất từ vài kg đến vài chục kg/mẻ Phương pháp đòi hỏi người thực phải có nhiều kinh nghiệm tất thơng số q trình rang kiểm sốt dựa kinh nghiệm 1.4.1.3 Làm nguội Mục đích cơng nghệ: Cà phê sau q trình rang có nhiệt độ cao làm cho hợp chất tạo hương sinh tiếp tục bay làm thất hương Vì để tránh tổn thất hương, cần làm nguội nhanh sản phẩm Các biến đổi nguyên liệu: Trong trình làm nguội, hợp chất hương tạo thành tiếp tục bay Mặt khác, nhiệt độ cao nên phản ứng hóa học hạt tiếp tục diễn ra, phản ứng caramel phản ứng Maillard Do đó, màu hạt trở nên sẫm Làm nguội nhanh thất hương biến màu sản phẩm giảm Thiết bị thông số công nghệ: Q trình làm nguội thực thiết bị rang kiểu đứng, dùng khơng khí để làm nguội 1.4.1.4 Nghiền (xay) Mục đích cơng nghệ: Q trình nghiền cà phê rang có mục đích giảm kích thược hạt cà phê, phá vỡ cấu trúc vốn có hạt cà phê rang để tạo điều kiện thuận lợi cho q trình trích ly sản xuất cà phê hịa tan q trình pha chế cà phê sử dụng ngồi ra, mục đích q trình nghiền cịn nhằm tạo điều kiện cho số khí (đặc biệt CO2) sinh trình rang bị giữ lại bên hạt ngồi, tạo điều kiện thuận lợi cho q trình bao gói Các biến đổi ngun liệu Vật lý + Q trình nghiền làm giảm kích thước hạt Kích thước cà phê bột thay đổi từ vài trăm μm đến vài mm phục thuộc vào phương pháp trích ly cà phê Từ đó, người ta phân mức độ nghiền cà phê nghiền thô, nghiền vừa nghiền mịn + Trong trình nghiền, khí CO2, nước chất dễ bay tạo thành từ giai đoạn rang tiếp tục giải phóng, làm giảm khối lượng sản phẩm tăng khối lượng riêng Mức độ khí phụ thuộc vào kích thước hạt cà phê sau nghiền + Xảy tách phần lớp vỏ mà chưa tách trình rang 23 + Có tăng nhẹ nhiệt độ ma sát Hóa lý: Diện tích bề mặt riêng gia tăng xảy bay số chất mùi Hóa học, hóa sinh vi sinh: Các biến đổi khơng đáng kể Q trình nghiền làm giảm mùi thơm cà phê số chất mùi bị thất thoát Sau nghiền, cà phê nên đem trích ly nhanh tốt (trường hớp sản xuất cà phê hòa tan) Nếu muốn bảo quản cà phê bột cần bao gói kỹ Thiết bị thông số công nghệ Thiết bị nghiền cà phê máy nghiền hạt (đơi cịn gọi máy xay) Sau trình nghiền, hột cà phê đưa tới rây Các thành phần đạt yêu cầu đem bao gói, thành phần có kích thước lớn hoàn lưu máy nghiền hai dạng máy nghiền thường sử dụng máy nghiền trục trơn máy nghiền rang Thiết bị nghiền trục: phận máy nghiền trục hai trục nghiền có đường kính nhau, làm théo khơng rỉ, quay ngược chiều Lõi hai trục gắn với cấu lò xo để tánh tải Khi gặp trường hợp tải (hạt cà phê hay tạp chất cứng), lực ép tăng lên nén lị xo lại, làm tăng kích thước khe hở hai trục nghiền để vật liệu thoát Khi chấm dứt tượng trên, lò xo lại đẩy trục nghiền vị trí cũ Máy nghiền cà phê thường có trục nghiền trơn Vận tốc quay trục khoảng 50-900 vòng/phút Cà phê sau nghiền rơi xuống phận rây phân loại theo kích thước quy định nhà máy 1.4.1.5 Bao gói Mục đích cơng nghệ Hồn thiện: q trình bao gói giúp cho sản phẩm dễ vận chuyển phân phôi đến tay người tiêu dùng Ngồi ra, việc bao gói cịn làm tăng giá hình thức bên ngồi sản phẩm Bảo quản: cà phê rang xay dễ bị hương thơm, hấp phụ mùi lạ dễ bị oxy hóa nên cần phải bao gói thật cẩn thận để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm 24 1.5 Hình ảnh sản phẩm 25 26 27 1.5.1.1 1.6 ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM Kết đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm cà phê TV TV 5 5 4 TV TV 4 4 4 TV TV 4 4 4 4 TV TV 4 4 28 1.7 4 4 Kết đánh giá thị hiếu sản phẩm cà phê Phiếu chấm điểm cảm quan sản phẩm/mẫu cà phê chè Màu nước 5 4 5 5 29 3 5 4 3,8 Phiếu chấm điểm cảm quan sản phẩm/mẫu cà phê vối Màu nước 4 3 4 30 5 5 5 3 4 5 4,1 31 1.7.1.1 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ - Thời gian rang ảnh hưởng lớn đến nhiệt độ màu sắc khối hạt Thời gian lâu nhiệt độ tăng cao đạt đến mức ổn định Thời gian lâu màu sắc đậm xảy phản ứng caramel, Melanoidin bề mặt hạt bị cháy nhẹ - Lúc đầu nhiệt độ tăng nhanh khối hạt giai đoạn hấp thụ nhiệt bốc nước, đến nhiệt độ bên bên khối hạt gần nhiệt độ tăng chậm dần Khi nhiệt độ ngồi nhiệt độ khơng đổi  Qúa trình rang cà phê đóng vai trò quan trọng sản xuất cà phê rang xay ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị cảm quan cà phê thành phẩm Chính vị vậy, trình sản xuất nên nhiều vào công đoan rang cà phê 32 PHỤ LỤC