Tiểu luận quy trình sản xuất cà phê hòa tan

Cà phê là một trong những thức uống được ưa chuộng nhất trên thế giới và có mức tiêu thụ cao. Đặc biệt với nhịp sống bận rộn, hối hả với nền công nghiệp như ngày nay thì việc pha cà phê bằng phin thì mất rất nhiều thời gian, vì thế con người nghĩ tới sản phẩm có tính năng động, trẻ trung phù hợp với xu hướng tiêu dùng của giới trẻ, nên đặt ra cho chúng ta một vấn đề là có một ly cà phê vừa nhanh, vừa đậm đà hương vị thì một tất yếu sẽ xãy ra là chúng ta nghĩ tới ly cà phê hoà tan. Cà phê hoà tan sẽ nhanh chóng được ưa chuộng vì sự tiện lợi của nó, bên cạnh đó cà phê hòa tan là mặt hàng có giá trị cao, thuận lợi trong việc bảo quản và vận chuyển.Từ những yêu cầu thị hiếu của xã hội vì thế chúng ta sẽ tìm hiểu quy trình sản xuất cà phê hoà tan.

SVTH: Nhóm 7

Đ t v n đ ặt vấn đề ấn đề ề

Cà phê là một trong những thức uống được ưa chuộng nhất

trên thế giới và có mức tiêu thụ cao

Đặc biệt với nhịp sống bận rộn, hối hả với nền công nghiệp như ngày nay thì việc pha cà phê bằng phin thì mất rất nhiều thời

gian, vì thế con người nghĩ tới sản phẩm có tính năng động, trẻ trung phù hợp với xu hướng tiêu dùng của giới trẻ, nên đặt ra cho chúng ta một vấn đề là có một ly cà phê vừa nhanh, vừa đậm đà hương vị thì một tất yếu sẽ xãy ra là chúng ta nghĩ tới ly cà phê hoà tan

Cà phê hoà tan sẽ nhanh chóng được ưa chuộng vì sự tiện lợi của nó, bên cạnh đó cà phê hòa tan là mặt hàng có giá trị cao,

thuận lợi trong việc bảo quản và vận chuyển

Từ những yêu cầu thị hiếu của xã hội vì thế chúng ta sẽ tìm

hiểu quy trình sản xuất cà phê hoà tan

Quy trình

s n ản

xu t ấn đề

Thuy t minh quy trình ết minh quy trình

Nguyên liệu

Trên thế sử dụng chính là 3 chủng loại cà phê

Cà phê chè ( coffee Arabica ): Cà phê thuộc các giống Coffea arabica Linnaeus

Cà phê vối ( coffee Robusta ): Cà phê thuộc các giống Coffea canephora Pierre ex Froehner

Cà phê mít ( coffee Liberica ): Cà phê thuộc các giống Coffea liberica Hiern

Trong quy trình này sử dụng cà phê nhân để sản xuất cà phê hòa tan

Đặc điểm của cà phê nhân

Ngoài ra trong nhân còn chứa các chất thơm, các alkaloi

Ngoài ra còn sử dụng thêm chất độn: Ngô, nhân hạt điều, hạt keo đậu, đậu nành

Trong sản xuất để tăng chất lượng và hương vị cho sản phẩm cà phê, người ta thường dùng 3 loại cà phê trên với tỷ lệ như sau:

25% cà phê chè + 25% cà phê mít + 25% cà phê vối

Ngoài ra, để tạo mùi thơm đặc biệt và duy nhất nhiều nhà sản xuất thường cho thêm một ít rượu mạnh vào từ khâu rang cà phê hay cho vào lúc pha chế cà phê

Làm sạch

Làm sạch thường áp dụng nguyên tắc khí động

Một luồng không khí mạnh được tạo ra từ quạt ly tâm thổi

từ dưới lên trên xuyên qua khối hạt cà phê ngay khi đó được cung cấp xuống từ máng cấp liệu bên trên, hạt nào nặng sẽ tiếp tục rơi xuống máng hứng, còn hạt và tạp chất nhẹ hơn

sẽ bị thổi bay ra ngoài

Trước khi được đưa vào máy rang, cà phê nhân được đưa qua hệ thống sàng để phân riêng các hạt có kích thước khác nhau nhằm đảm bảo năng suất và độ chín đồng đều trong

khối hạt

Rang cà phê

Mục đích:

Rang là công đoạn xử lý nhiệt cho hạt cà phê tại nhiệt độ cao từ 190oC đến 240oC nhằm đạt được các biến đổi mong muốn về màu sắc, hương vị

Những biến đổi trong quá trình rang diễn ra như sau:

Mất nước, công đoạn rang sản sinh ra các chất khí chủ yếu là khí cacbondioxit và sự phát triển của hương vị mà chúng sẽ hòa tan trong khi pha chế

Tổn thất một số chất bay hơi

Các chất đường trong cà phê bị caramen hóa một phần

Protein bị phân hủy một phần hay toàn phần do nhiệt, hàm lượng cafein cũng bị biến đổi

Biến đổi màu sắc trong quá rang

Các phương pháp rang cà phê:

Gia nhiệt trực tiếp: Áp dụng từ lâu đời

Gia nhiệt gián tiếp: Cần các thiết bị

Gia nhiệt theo nguyên lý tầng sôi

Máy rang cà phê

Rang cà phê

Có 2 loại máy nghiền:

Máy nghiền trục

Máy lưỡi quay

Cấu tạo máy nghiền trục:

Các biến đổi xảy ra trong quá trình nghiền

Trích ly

Bản chất:

Sử dụng quá trình trích ly lỏng-rắn đây là quá trình tách các chất hòa tan trong bột cà phê nhờ nước nóng nhờ sự khuyếch tán của các chất dễ hòa tan giữa hai pha

Động lực của quá trình là sự chênh lệch nồng độ chất hòa tan giữa hai pha cho đến khi đạt được sự cân bằng nồng độ giữa pha trích và pha raffinate

Mục đích

Quá trình này nhằm khai thác các chất hòa tan có trong bột

cà phê Đây là giai đoạn quan trọng, quyết định đến chất lượng, hương vị và cả sản lượng cà phê hòa tan

Vật lý:

Sự thay đổi về khối lượng riêng, thể tích, nhiệt độ của dung dịch và bã cà phê

Cảm quan:

Hương thơm giảm, màu sẫm hơn, làm cho cà phê có mùi

caramel, mùi khét, mùi nấu Quá trình trích ly còn làm cho cà phê có vị chua, gắt và khan

Năng suất lớn (40 tấn/giờ),

hiệu quả cao

Nhược điểm:

Cấu tạo, hoạt động phức

tạp, chi phí cao

Thiết bị trích ly Hildebrandt

100oC Trong suốt quá trình

trích ly, nhiệt độ của nước có

thể lên 180 o C.

Áp suất: Được duy trì ở mức cao để nước vẫn ở thể lỏng, khoảng trên 10at

Nồng độ dịch chiết: 15÷30% tuỳ hiệu quả của thiết bị

Sau đó, dịch chiết cà phê được làm lạnh đến khoảng 5oC và tách bỏ

cặn bằng cách lọc hay ly tâm rồi bảo quản để chuẩn bị cho quá trình

cô đặc

Thiết bị trích ly có cánh khuấy

Lọc là quá trình phân riêng hỗn hợp không đồng nhất qua lớp lọc, bã được giữ lại trên lớp lọc, dung dịch đi qua lớp lọc dưới áp suất dư so với áp suất bên dưới vật ngăn Áp suất này tạo ra do áp suất thuỷ tĩnh của lớp chất lỏng trên vật ngăn hoặc

do bơm

Lọc

Cấu tạo máy ép lọc

khung bản

Ưu điểm:

- Năng suất và hiệu quả cao

- Bề mặt lọc trên một đơn vị diện tích đặt máy lớn, động lực quá trình cao, có thể kiểm tra quá trình làm việc

Nhược điểm:

- Làm việc gián đoạn

- Thao tác bằng tay nạng nhọc, thời gian phụ dài

- Lao động vất vả khi tháo bã và giặt vải lọc

- Vải lọc chóng hỏng

Cô đặc

Cô đặc là quá trình nâng cao nồng độ chất khô các sản

phẩm bằng phương pháp bay hơi nước

Mục đích:

Nồng độ dịch cà phê sau trích ly là 20 – 22%, chưa thể sấy khô được Do đó phải tiến hành cô đặc dịch trích ly đến nồng độ 30 – 33% mới thuận lợi cho quá trình sấy

Yêu cầu:

Dung dịch sau khi cô đặc có Bx = 30 - 33%

Các biến đổi xảy ra trong quá trình cô đặc

Biến đổi vật lý:

Tăng khối lượng riêng, độ nhớt, nhiệt độ sôi; giảm hệ

số truyền nhiệt, hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng

Biến đổi hoá lý:

Keo tụ protein, đóng cặn; bay hơi nước và một số chất mùi

Biến đổi hoá học:

Gồm phản ứng tạo màu caramen, mailar, thuỷ phân, phản ứng phân huỷ ở nhiệt độ cao, thay đổi PH do sự tạo thành các gốc axit

Biến đổi sinh học:

Hạn chế khả năng hoạt động của vi sinh vật và tiêu diệt

vi sinh vật do nồng độ cao và nhiệt độ cao

Biến đổi cảm quan:

Màu cà phê sậm hơn do các phản ứng caramen, phản ứng mailla, giảm mùi thơm do các chất tạo mùi bay hơi

Thiết bị cô đặc:

Các thông số công nghệ:

Nồng độ dung dịch vào: 15÷30%

Nồng độ dung dịch ra: 60÷65 %

Nhiệt độ: 80÷100oC

Yêu cầu thiết bị:

Vật liệu không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Cường độ truyền nhiệt cao trong giới hạn truyền nhiệt nhất định

Phân bố hơi đều trong buồng đốt

Tiêu hao nguyên liệu trên một đơn vị bề mặt truyền nhiệt là nhỏ nhất

Có cấu tạo đơn giản, dễ sữa chữa, vệ sinh

Xả liên tục và ổn định nước ngưng tụ, khí không ngưng

Tổn thất năng lượng nhỏ nhất

Ưu điểm:

Độ giảm áp trong ống rất nhỏ, độ tăng điểm sôi nhỏ, thời

gian dung dịch tiếp xúc với tác nhân nhiệt ngắn nên giảm tổn thất các hương thơm, hệ số truyền nhiệt tương đối lớn

Nhược điểm:

Cơ cấu phân phối lỏng phức tạp, buồng đốt thường rất cao nên chi phí lắp đăt, bảo trì lớn

Sấy phun cà phê

Mục đích:

Sấy là một công đoạn quan trọng trong sản xuất cà phê hòa

tan, việc thành phẩm một cà phê hòa tan ở dạng bột mịn có kích thước đều nhau từ dung dịch trích ly được quyết định ở công

đoạn này

Phương pháp sấy:

Sấy phun là hình thức sấy bằng cách tạo sương mù nhờ một

cơ cấu đặc biệt gọi là vòi phun

Dịch trích ly được phun thành các hạt nhỏ li ti để khi trộn lẫn với dòng không khí nóng sẽ được tách ẩm tối đa

Nhiệt độ khí nóng đi vào đạt khoảng 230oC-250oC

Kích thước trung bình của các phân tử bột đạt khoảng 300m

Cấu tạo thiết bị sấy phun

Nhiệt độ không khí đi ra: 90oC

Độ ẩm sau khi sấy: 3,5%

Ưu điểm:

Sấy nhanh

Sản phẩm thu được ở dạng bột mịn không cần nghiền

Nhiệt độ của vật liệu trong suốt quá trình sấy không tăng cao mặc dù nhiệt độ của tác nhân sấy cao hơn nhiều (thích hợp với nguyên liệu dễ bị biến tính bởi nhiệt)

Nhược điểm:

Kích thước phòng sấy lớn

Tiêu tốn nhiều năng lượng và nhiệt lượng

Cấu tạo thiết bị phức tạp, đắt tiền nhất là cơ cấu phun và bộ tháo liệu

Bao gói Mục đích:

Hoàn thiện Bảo quản Chuẩn bị cho quá trình vận chuyển

Các biến đổi có thể xảy ra trong quá trình bảo quản:

Hoá lý:

Độ ẩm tăng có thể làm cà phê vón cục, mất hương và tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển nếu độ ẩm quá cao

Cảm quan:

Màu của cà phê thường sẫm hơn, mùi cà phê bị mất dần theo thời

gian Mặt khác cà phê lại rất dễ hấp thu những mùi lạ từ các loại vật liệu khác

Hoá học:

Sự oxy hoá làm mất hương vị cà phê có thể xảy ra ở độ ẩm thấp khi có mặt khí oxy Phản ứng sẫm màu, phản ứng phân huỷ chất mùi, thuỷ phân xảy ra khi độ ẩm tăng

+ Chịu băng giá kém

+ Khi dùng vật liệu này để

chứa sản phẩm cà phê hoà tan

cũng cần chú ý là phải có nắp

và thêm một lớp giấy tráng bạc

Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm

Cà phê hoà tan có thể được đóng gói riêng hoặc trộn

cùng các nguyên liệu khác như sữa bột, đường, coffee

mate Đây là loại thức uống rất tiện lơi, dễ sử dụng

Tuy nhiên nó không có được hương vị đặc trưng của cà phê do thời gian sản xuất kéo dài và nhiệt độ cao

Các nguyên nhân gay ra sự khác biệt đó là các phản ứng hoá học nhất là phản ứng thuỷ phân làm biến đổi thành phần hoá học của cà phê, gây những vị lạ, làm giảm hương vị cà phê, các chất mùi bị bay hơi và bị phân huỷ

Độ ẩm 2 - 3%

mùi lạ

Bảng tiêu chuẩn chất lượng cà phê hoà tan: