Báo cáo công nghệ sản xuất cafe hòa tan chuyên ngành kỹ thuật thực phẩm. 1)Nguyên liệu, 2)Quy trình công nghệ, 3)Sản phẩm, 4)Thiết bị , 5)Thành tựu,,...Tài liệu trình bày đầy đủ, chi tiết, có hình vẽ.
LỊCH SỬ CÀ PHÊ HÒA TAN Cây cà phê có nguồn gốc từ vùng cao nguyên Ethiopia (Châu Phi), sau đưa sang trồng Ả rập vào kỉ XV Năm 1658, người Hà Lan đưa cà phê sang Xrilanca từ sang Java (Ấn Độ) Nửa kỉ sau, cà phê có mặt Châu Á, Châu Đại Dương Cuối kỉ XVII, cà phê tìm chỗ đứng thò trường giới Tuy vậy, phải đến đầu kỉ XX, sản phẩm cà phê hòa tan biết đến Năm 1901, cà phê hòa tan (cà phê uống liền) lần tìm nhà hóa học người Nhật sống Chicago tên Satori Kato Năm 1906, nhà hóa học người Anh George Constant Washington tìm thấy loại cà phê hòa tan dạng khối Washington sống Guatemala, ông quan sát bay cà phê bình, sau nhiều thí nghiệm ông tìm "cà phê đỏ loại E" tên loại cà phê hòa tan ông lần đưa thò trường vào năm 1909 Năm 1936, Max Rudolf Morgenthaler, người Thụy Só sáng chế cà phê hòa tan hay gọi cà phê lạnh khô Sản phẩm công ty Nestle đăng ký nhãn hiệu Nestcafe vào năm 1938 Do tiện dụng, dễ bảo quản đặc tính chất lượng, cà phê hòa tan nhanh chóng người tiêu dùng nhà sản xuất chấp nhận CHƯƠNG Nguyên liệu I PHÂN LOẠI CÀ PHÊ Cà phê chè (Cà phê Arabica): Arabica cao từ 3-5m, có dạng lưỡi mác hình trứng, có hình tròn hình bầu dục Khi chín, màu đỏ tươi (một số giống có màu vàng), 5-7kg cho 1kg cà phê nhân Cà phê Arabica thu hoạch miền Bắc vào tháng 12 tháng Tây Nguyên thu hoạch sớm từ 2-3 tháng Cà phê vối (Cà phê Robusta): Robusta cao từ 5-7m, hình trứng hình tròn, chín có màu đỏ thẫm, vỏ cứng dai, từ 5-6kg cho 1kg cà phê nhân Cà phê Robusta thu hoạch từ tháng 2-4 miền Bắc Tây Nguyên từ tháng 12-2 Cà phê mít (Cà phê Chari): Chari cao từ 6-15m, có dạng hình trứng lồi to, hình lưỡi mác có nhiều gân mặt dưới, chín đợt với hoa Thu hoạch từ tháng 7-9 II THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÀ PHÊ NHÂN Thành phần hóa học cà phê nhân phụ thuộc vào chủng loại, độ chín, điều kiện canh tác, phương pháp chế biến bảo quản (a) Nước: Trong nhân cà phê sấy khô khoảng 10-12% nước dạng liên kết Sau rang, hàm lượng nước cà phê khoảng 2,7% Hàm lượng nước cà phê ảnh hưởng thực tiếp đến chất lượng cà phê Nếu độ ẩm cao, vi sinh vật dễ phát triển hương cà phê dễ bò tổn thất (b) Chất khoáng: Hàm lượng chất khoáng cà phê khoảng 3-5%, chủ yếu Kali, Magie, Phospho, Clo có nhôm, sắt, đồng, iot, lưu huỳnh,… Những chất ảnh hưởng không tốt đến mùi cà phê rang Cà phê có lượng khoáng thấp tốt (c) Glucide Glucide chiếm khoảng 50% tổng lượng chất khô cà phê Các chất không tham gia vào thành phần nước uống mà có tác dụng tạo màu sắc vò caramel cho cà phê (d) Protein Hàm lượng protein cà phê không cao có vai trò quan trọng việc hình thành hương vò cho sản phẩm Trong đó, acid amin chứa lưu huỳnh cystine, methionine quan trọng nhất, chúng tạo nên hương thơm mạnh cho cà phê rang Đăëc biệt, methionine prolin có tác dụng làm giảm tốc độ oxy hóa chất thơm, giúp giữ mùi thơm cà phê trình bảo quản (e) Lipid Hàm lượng lipid cà phê lớn (10-13%) gồm có dầu sáp Trong trình chế biến, phần acid béo tham gia phản ứng tác dụng nhiệt độ cao tạo nên hương thơm cho sản phẩm Lượng lipid lại không bò biến đổi dung môi tốt để hòa tan chất thơm (f) Các ancaloit Trong cà phê có ancaloit caffeine, trigonelline, betain, colin Trong đó, quan trọng caffeine trigonellin Caffeine Hàm lượng khoảng 1-3% phụ thuộc vào chủng loại, điều kiện khí hậu, điều kiện canh tác Caffeine cà phê kích thích hệ thần kinh thời gian dài uống cà phê, tốc độ lưu thông máu không tăng lên nên caffeine thải chậm Trigonelline (acid metinbe) Trigonelline ancaloit hoạt tính sinh lý, tan rượu etylic, không tan clorofoc eter, tan nhiều nước nóng Tính chất quý trigonellin tác dụng nhiệt độ cao, bò nhiệt phân tạo thành acid nicotic (tiền vitamin PP) (g) Chất thơm Hàm lượng chất thơm hạt cà phê tương đối nhỏ bao gồm acid, andehit, ceton, rượu, phenol, ester… Các chất hình thành tích lũy trình phát triển cà phê hay tạo thành trình chế biến trình rang Các chất thơm cà phê dễ bò bay hơi, dễ biến đổi làm giảm chất lượng cà phê nên cần bảo quản cà phê bao bì kín Bảng 1: Thành phần hóa học cà phê nhân Tên hợp chất % Tan Không tan Cacbonhydrat 12 – 20 43 Đường khử 1–2 Đường caramel 10 – 17 Hemicellulose 14 Chất xơ 22 Chất béo 15 Protein Acid amin tan Tro (oxide) Acid 1–2 11 6,85 Chlorogenic 4,5 Caffeic 0,5 Quinic 0,5 Oxalic, Malic, Citric, Tartaric Acid không bền 0,35 Trigonelline Caffeine 1,2 Phenolic Chất tạo hương Tổng 0,04 27 – 35 73 – 65 Bảng 2: Phân tích ảnh hưởng tinh chất đến hương vò cà phê Chất Thành phần (%) Mức độ ảnh hưởng Acetaldehyde 19,9 Rất Propionaldehyde 4,5 Ít Butyral 0,7 Rất Rất Ít_Methylbutyral 6,8 Ít Valeral 7,3 Ít Nhóm andehyde Iso Butyral Iso Valeral Nhóm Ketone Acetone 18,7 Ít Metyl Etyl K 2,3 Ít Diacetyl 7,5 Rất Furan 3,2 Rất 2_Methyl Fural 4,7 Ít Hydrogen Sulfide 0,2 Ít Carbon Disulfide Ít Dimetyl Sulfide Rất Metyl Formate Ít Metyl Acetate 1,7 Ít Etyl Formate 0,3 Ít Methanol 0,2 Nhiều Iso Prene Ít C4-C7 Paraffin Ít Hợp chất Heterocyclo Hợp chất Sulfur Nhóm Ester Nhóm Hydrocarbon CO2 3,8 CHƯƠNG Quy trình công nghệ XAY 1.1 Bản chất Xay trình làm vỡ hạt cà phê thành hạt nhỏ, mòn theo yêu cầu để đưa vào trình trích ly 1.2 Mục đích Chuẩn bò: Chia nhỏ hạt cà phê, làm vỡ tế bào để tăng diện tích tiếp xúc, nhờ đó, trình trích ly dễ dàng triệt để 1.3 Các biến đổi • Vật lý: Sự giảm kích thước hạt, giảm khối lượng riêng xốp, tăng nhiệt độ (do ma sát) • Hóa học: Có số phản ứng phân hủy, oxy hóa nhiệt độ bề mặt tiếp xúc tăng • Hóa lý: Sự tăng diện tích bề mặt riêng, bay số chất mùi • Cảm quan: Giảm mùi thơm cà phê số chất mùi bò thất thoát 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng • Bản chất hạt: Độ cứng, độ giòn, độ ẩm, hình dạng, kích thước • Điều kiện: Nhiệt độ, cấu tạo thiết bò… 1.5 Phương pháp thực • Nguyên tắc: Cà phê nhân đưa vào máy nghiền Các trục nghiền chà xát, đập hạt vỡ Sau đó, khối hạt đưa tới rây Các hạt đạt yêu cầu đưa tiếp vào giai đoạn trích ly, hạt lớn hoàn lưu trở máy nghiền • Thiết bò: Máy nghiền trục, máy nghiền • Thông số công nghệ: Kích thước bột cà phê ảnh hưởng đến trình trích ly ảnh hưởng đến độ giảm áp dòng nước qua thiết bò trích ly Nếu bột thô hiệu trích ly bề mặt tiếp xúc không lớn Song, hạt mòn tiếp xúc nước với hạt khó khăn (do sức căng bề mặt lớn) hạt bò theo dòng nước làm cho giai đoạn sau phức tạp Để trình trích ly dễ dàng, bột cà phê có đường kính khoảng 1000 – 2000µm (qua rây mesh rây 20 mesh) TRÍCH LY 2.1 Bản chất Trong sản xuất cà phê hòa tan, người ta sử dụng trình trích ly lỏng – rắn Đây trình tách chất hòa tan bột cà phê nước nóng nhờ khuếch tán chất dễ hòa tan hai pha Động lực trình chênh lệch nồng độ chất hòa tan hai pha Quá trình thực đạt cân nồng độ pha trích pha raffinate Vật liệu: • Pha rắn: cà phê bột • Pha lỏng: nước nóng 2.2 Mục đích: Khai thác Quá trình nhằm khai thác chất hòa tan bột cà phê Đây giai đoạn quan trọng, đònh đến chất lượng, hương vò sản lượng cà phê hòa tan 2.3 Các biến đổi • Hóa lý: Sự hòa tan chất, độ nhớt dung dòch tăng, độ ẩm bột cà phê tăng • Hóa học: Sự thay đổi hàm lượng chất khô hai pha, thủy phân số chất (đường, protein, hemicellulose); phản ứng phân hủy số chất chất mùi rượu, ester, cetol… không bền; phản ứng tạo màu • Vật lý: thay đổi khối lượng riêng, thể tích, nhiệt độ dung dòch bã cà phê • Cảm quan: hương thơm giảm, màu sậm hơn, làm cho cà phê có mùi caramel, mùi khét, mùi nấu Quá trình trích ly làm cho cà phê có vò chua, gắt khan Hầu biến đổi sinh học, hóa sinh trình thực nhiệt độ cao, áp suất cao 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng • Sự chênh lệch nồng độ hai pha: Đây động lực trình Khi chênh lệch nồng độ lớn hiệu trích ly cao, thời gian giảm, lượng dung môi giảm • Tính chất vật liệu (độ xốp, tính thấm nước) • Thời gian trích ly: thời gian dài trích ly triệt để Nhưng cà phê tiếp xúc với nước nóng lâu có biến đổi không tốt đến mùi vò sản phẩm • Diện tích bề mặt tiếp xúc bột cà phê nước: Diện tích tiếp xúc lớn trình trích ly triệt để bột cà phê mòn khó khăn cho trình lắng, lọc dòch cà phê • Nhiệt độ: nhiệt độ tăng, tốc độ khuếch tán tăng, độ nhớt giảm, phần tử chất hòa tan chuyển động dễ dàng Nhưng nhiệt độ cao dẫn tới phản ứng bất lợi cho hương vò, màu sắc cà phê nên việc tăng nhiệt độ phải có giới hạn 2.5 Phương pháp thực • Nguyên tắc: Cho dung môi tiếp xúc trực tiếp với cà phê thiết bò, chất hòa tan tan vào nước tách để đưa tiếp vào giai đoạn sau, bã cà phê sấy khô Trích ly thực hay nhiều bậc, nước cà phê chuyển động ngược chiều hay xuôi chiều, gián đoạn hay liên tục Hiện người ta thường thực ngược chiều, liên tục giảm lượng nước sử dụng, dòch cà phê xử lý nên giữ nhiều phẩm chất tốt • Thiết bò: - Thiết bò trích ly gián đoạn, ngược chiều, nhiều bậc: 10-15 bình ngâm chiết - Thiết bò trích ly Hildebrandt • Thông số kỹ thuật: - Tỉ lệ nước bột cà phê: khoảng 3/1 ÷ 4/1 - Nhiệt độ nước: cà phê trích ly nước nóng 100 C Trong suốt trình ly, nhiệt độ nước lên đến 180 C 10at - Áp suất: trì mức cao để nước thể lỏng, khoảng - Nồng độ dòch chiết: 15÷30% tùy hiệu thiết bò Sau đó, dòch chiết cà phê làm lạnh đến khoảng C tách bỏ cặn cách lọc hay ly tâm bảo quản để chuẩn bò cho trình cô đặc CÔ ĐẶC 3.1 Bản chất Cô đặc trình nâng cao nồng độ chất khô sản phẩm phương pháp bay nước Cụ thể, trình cô đặc cà phê trình làm đậm đặc dung dòch trích ly dựa chất vật lý hóa lý Ta giải thích dựa theo thuyết động học phân tử: phần tử lỏng nhận nhiệt chuyển động lên mặt thoáng, chúng đạt vận tốc đònh để thắng lực liên kết chúng trở thành dạng Khi nồng độ chất khô dung dòch tăng dần lên đến nồng độ cần xử lý Quá trình cô đặc kèm theo biến đổi hóa học cà phê 3.2 Mục đích • Chuẩn bò: trình cô đặc nhằm chuẩn bò cho trình sấy, làm tăng nồng độ chất khô dòch chiết giúp giảm chi phí lượng, giảm thời gian sấy, tăng độ đậm đặc sản phẩm • Bảo quản: hạn chế xâm nhập phát triển vi sinh vật 3.3 Các biến đổi • Vật lý: tăng khối lượng riêng, độ nhớt, nhiệt độ sôi; giảm hệ số truyền nhiệt, hệ số cấp nhiệt, hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng • Hóa lý: keo tụ protein, đóng cặn; bay nước số chất mùi • Hóa học: phản ứng tạo màu caramel, Maillard; phản ứng thủy phân, phản ứng phân hủy nhiệt độ cao, thay đổi pH tạo thành gốc acid • Sinh học: hạn chế khả hoạt động vi sinh vật tiêu diệt vi sinh vật nồng độ cao nhiệt độ cao • Cảm quan: màu cà phê sậm phản ứng caramel, phản ứng Maillard tạo chất màu dạng keo ; giảm mùi thơm chất tạo mùi bay hơi; có thêm vò lạ 3.4 Phương pháp thực Cà phê cô đặc hệ thống nồi cô đặc dạng chảy màng để giảm tổn thất hương Ta dùng hay nhiều nồi liên tục, áp suất dư hay áp suất chân không Trên thực tế, để tiết kiệm lượng, người ta sử dụng hệ 10 18 CHƯƠNG Sản phẩm Sản phẩm cà phê hòa tan đa dạng hình thức (kích thước hạt, màu sắc, ), hương vò Cà phê hòa tan đóng gói riêng trộn với nguyên liệu khác sữa bột, đường, coffee mate… Đây thức uống tiện lợi, dễ sử dụng Tuy nhiên, hương vò đặc trưng cà phê thời gian sản xuất kéo dài nhiệt độ cao Các nguyên nhân gây khác biệt phản ứng hóa học phản ứng thủy phân làm biến đổi thành phần hóa học cà phê, gây vò lạ, làm giảm hương vò cà phê; chất mùi bò bay phân hủy Tuy nhiên, phản ứng hạn chế tối đa chất mùi cần thiết bổ sung cà phê hòa tan không ngon cà phê pha (brewed coffee) Đó cà phê hòa tan hợp chất keo (brew colloid) Trong tách cà phê pha có thành phần chất keo chiếm 510% tổng lượng chất hòa tan tách cà phê hòa tan chứa 1% chất Bảng 3: Chỉ tiêu chất lượng cà phê hòa tan Độ ẩm Khả tan nhanh Tỉ lệ cặn Bụi Mùi vò Hàm lượng caffeine Hàm lượng carbonhydrate pH dung dòch cà phê Khối lượng riêng 2-3% Tan hoàn toàn khoảng 10 giây 0,2-0,5 mg/100g Không Giữ mùi cà phê, mùi vò lạ 2-3% 38-42% 4,5-5,1 220-240 g/l 19 CHƯƠNG Thiết bò MÁY NGHIỀN TRỤC Nguyên tắc: nghiền nát vật liệu phương pháp ép vật liệu qua khe hở hai trục chà xát vận tốc quay hai trục khác Bộ phận máy nghiền trục hai trục nghiền có đường kính nhau, làm thép không gỉ, quay ngược chiều Lõi trục gắn với cấu lò xo để tránh tải Khi gặp trường hợp tải (hạt hay tạp chất cứng), lực ép tăng lên nén lò 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 vò 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 rây phân loại gồm rây mesh rây 20 mesh Phần bột rây mesh hoàn lưu để nghiền thêm, bột qua rây 20 mesh phế liệu Phần bột rây 20 mesh đạt yêu cầu để đưa vào trình trích ly Hình 1: Máy nghiền trục TRÍCH LY 2.1 Dãy bình ngâm chiết: 20 Hệ thống gồm khoảng 10-15 bình nối tiếp nhau, bình có thiết bò gia nhiệt để giữ nhiệt độ nước theo yêu cầu Cà phê bột đổ đầy vào bình (1), (2), (3), (14), nước nóng bơm vào bình từ (1), (2), (3), dòch trích ly lấy bình (11) Các bình (12), (13), (14) bình dự trữ Khi vật liệu bình (1) trích ly triệt để, bình tách khỏi hệ thống để tháo bã, rửa nạp cà phê Bình (12) nạp cà phê bột nối vào sau bình (11) Lúc này, nước đưa vào bình (2), dung dòch lấy bình (12) Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, hoạt đôïng đơn giản Nhược điểm : suất thấp, hiệu tách không cao, nồng độ dòch chiết thấp Hình 2: Sơ đồ hệ thống bình ngâm (8) (7) (6) (5) (4) (9) (3) (10) (2) (11) (12) (13) (14) Cà phê Rửa Bã Dung dòch trích ly (1) Dung môi Hình 3: Sơ đồ hoạt động hệ thống 14 bình ngâm chiết 2.2 Thiết bò trích ly Hildebrandt 21 Bao gồm hai tháp hình trụ đứng, nối với ống ngắn nằm ngang Bên tháp ống có vít tải Cà phê bột vít tải chuyển từ đỉnh tháp (1) (tháp thấp hơn) sang tháp thứ (2) (tháp cao hơn), bã lấy đỉnh tháp (2) Nước nóng đưa vào cửa khác tháp (2) (thấp cửa bã) chảy tác dụng trọng lực ngược chiều chuyển động bột cà phê Nước dâng lên tháp (1), dòch chiết lấy gần đỉnh tháp (1) Ở cửa dòch chiết có lưới để ngăn hạt cà phê Tốc độ quay vít tải khoảng 10vòng/ phút Ưu điểm: suất lớn (40 tấn/giờ), hiệu cao Nhược điểm: cấu tạo, hoạt động phức tạp, chi phí cao Hình 4: Thiết bò Hildebrandt 22 CÔ ĐẶC Để cô đặc dung dòch cà phê, người ta sử dụng thiết bò cô đặc chân không dạng màng Đây thiết bò cô đặc truyền nhiệt gián tiếp, tác nhân nhiệt nước bão hòa Cấu tạo thiết bò gồm buồng đốt buồng bốc Buồng đốt thiết bò truyền nhiệt dạng vỏ ống (dòch cà phê ống) hay dạng đóa (dòch cà phê nước xen kẽ) Buồng bốc thường có đường kính lớn, nơi phân ly hỗn hợp dung dòch cô đặc Dung dòch cô đặc lấy đáy buồng bốc để đưa sang nồi cô đặc đưa vào sấy phun Hơi thứ hút sang thiết bò ngưng tụ, bố trí hệ thống thu hồi chất thơm bay 3.1 Thiết bò cô đặc dạng màng rơi (falling film evaporator): Chất lỏng (dòch cà phê) đưa vào đỉnh buồng đốt chảy xuống thành màng mỏng dọc theo bề mặt truyền nhiệt (ống hay phẳng) Ưu điểm: độ giảm áp ống nhỏ, độ tăng điểm sôi nhỏ, thời gian dung dòch tiếp xúc với tác nhân nhiệt ngắn nên giảm tổn thất hương thơm, hệ số truyền nhiệt tương đối lớn Nhược điểm: cấu phân phối lỏng phức tạp, buồng đốt thường cao phí lắp đăït, bảo trì lớn 3.2 Thiết bò cô đặc màng leo (rising or climbing film evaporation) Dòch cà phê nén vào từ đáy buồng đốt Nguyên lý thiết bò vận tốc tâm ống truyền nhiệt nhanh vận tốc dung dòch, tạo lực kéo dung dòch “leo” lên Khi trạng thái chảy màng xảy ra, màng lỏng chảy rối, tốc độ truyền nhiệt lớn 23 Hình 5: Thiết bò cô đặc dạng màng rơi Hình 6: Thiết bò cô đặc dạng màng leo Hình 7: Trạng thái chảy chất lỏng ống truyền nhiệt thiết bò cô đặc màng leo 24 SẤY PHUN Dòch trích ly cà phê từ thùng chứa F bơm E bơm phun sương vào tháp sấy Trong đó, quạt A hút không khí qua lọc khí B vào calorifer C vào tháp sấy Cà phê làm khô nhanh thành hạt mòn Các hạt lớn, nặng rơi xuống đáy tháp qua rây Các hạt mòn bò theo dòng khí tách cyclon (K) Có nhiều cách tiếp xúc dòng lỏng phun sương không khí nóng tháp sấy Tùy theo yêu cầu mà toàn hạt hay hạt mòn đưa vào giai đoạn tạo hạt A, L B C D E F Quạt Bộ lọc khí Calorifer Tháp sấy Bơm Thùng đựng dòch chiết G H, M I K N Vòi phun Van Băng tải Cyclon Dòng hạt mòn hồi lưu Hình 8: Hệ thống sấy phun 25 Tiếp xúc chiều Tiếp xúc ngược chiều (1) (2) (3) (4) (A) Nhập liệu Không khí nóng Dòng hạt khô Khí ẩm Vòi phun dòch cà phê Hình 9: Cách thức tiếp xúc dòng lỏng phun sương không khí nóng 25 TẠO HẠT Quá trình kết tụ thực kết hợp với trình sấy phun thực độc lập 5.1 Kết hợp sấy phun Các hạt mòn tách rây hay cyclon thổi vào khu vực không khí ẩm tháp sấy (khu vực gần vòi phun chất lỏng) Các hạt làm ẩm, kết dính, sấy rơi xuống hạt cà phê khác Phân phối lỏng đóa phân phối (1) Nhập liệu (2) Không khí nóng (3) Dòng lỏng phun sương Phân phối lỏng vòi phun (4) Dòng hạt mòn hồi lưu (5) Dòng khí chứa hạt mòn Hình 10: Cách thức phun dòng hạt mòn vào vùng ẩm tháp sấy để kết tụ 5.2 Sử dụng hệ thống tầng sôi Các hạt mòn sau sấy đưa vào cyclon để tách khí, hạt thổi vào tháp tạo hạt Đồng thời dòng nước phun sương vào dòng hạt Các hạt mòn làm ẩm rơi xuống lưới sấy tầng sôi gồm ba khu vực Khu vực 1: không khí vào khí nóng, nhiệt độ cao độ ẩm giúp hạt kết dính thành hạt lớn Khu vực 2: không khí vào có nhiệt độ cao để làm khô hạt độ ẩm yêu cầu Khu vực 3: không khí nguội cấp vào để làm nguội hạt 26 Phần hạt khỏi lưới sấy sàng phân loại Một phần hạt mòn theo dòng khí tách cyclon Các hạt chưa đạt yêu cầu kích thước lại làm ẩm kết tụ Hình 11: Hệ thống tạo hạt dạng tầng sôi 27 ĐÓNG GÓI Hình 12: Đóng gói stick Hình 13: Hoạt động máy ép 28 CHƯƠNG Thành tựu Cà phê hòa tan tiện lợi lại thiếu hương thơm cần thiết Để khắc phục nhược điểm này, hãng Aromatech New Zealand giới thiệu hệ thống hấp thu hương thơm bò bay trình rang xay cà phê nhân để bổ sung vào sản phẩm Trong suốt trình rang xay cà phê nhân, khí CO2 chất mùi dễ bay thoát thường tự bay vào không khí Các chất thơm dễ bò hấp thu khí CO2, dầu cà phê hạt cà phê hòa tan Hỗn hợp với gồm chất thơm khí CO2 chất thơm dầu cà phê (không chứa oxy) bổ sung vào sản phẩm, tạo cho sản phẩm mùi thơm đặc trưng Đồng thời, CO2 loại khí trơ thường bơm vào bao bì cà phê nhằm mục đích bảo quản Khí từ máy rang Dầu cà phê Khí CO2 Dung môi Hình 14: Hệ thống hấp thu hương cà phê 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Bạch Tuyết cộng Các trình công nghệ sản xuất thực phẩm Nhà xuất Giáo Dục, 1996 Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam Cơ học vật liệu rời Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1998 Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông cộng Sổ tay Quá trình Thiết bò công nghệ hóa chất, tập Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1999 Michael Sivetz Coffee processing technology, Vol 1,2 The Avi publishing company, Inc- 1963 Stanley M Walas Chemical Proces Equipment selection and design Butterworth – Heinemann, 1990 J G Brennan Food dehydration – A Dictionary and Guide Butterworth – Heinemann, 1994 Robert H Perry, Don W Green, James O Maloney Perry’s Chemical Engineers’ Handbook Mc Graw Hill, 1997 www.lvt.uni-karlsruhe.de www.swensontechnology.com www.coffeeresearch.org 10 www.aromatech.co.nz 30 MỤC LỤC Trang Lòch sử cà phê hòa tan Chương1: Nguyên liệu Phân loại 2 Thành phần hóa học Chương 2: Quy trình công nghệ Xay Trích ly Cô đặc 10 Sấy 11 Tạo hạt 14 Đóng gói – Bảo quản 15 Chương 3: Sản phẩm 18 Chương 4: Thiết bò 19 Máy nghiền trục 19 Trích ly 20 Cô đặc 22 Sấy 24 Tạo hạt 26 Đóng gói 28 Chương 5: Thành tựu 29 Tài liệu tham khảo 30 31 [...]... mùi cần thiết được bổ sung thì cà phê hòa tan vẫn không ngon bằng cà phê pha (brewed coffee) Đó là vì trong cà phê hòa tan không có các hợp chất keo (brew colloid) Trong khi một tách cà phê pha có thành phần chất keo chiếm 510% tổng lượng chất hòa tan thì một tách cà phê hòa tan chỉ chứa ít hơn 1% các chất đó Bảng 3: Chỉ tiêu chất lượng cà phê hòa tan Độ ẩm Khả năng tan nhanh Tỉ lệ cặn Bụi nổi Mùi vò... là một phương pháp hiệu quả để tăng tính hòa tan nhanh của các thực phẩm ăn liền dạng bột, điển hình là cà phê hòa tan Quá trình tan của các hạt trong nước gồm 4 giai đoạn: - Chất lỏng thấm vào hạt nhờ các mao quản - Các hạt lắng xuống - Các hạt vỡ ra và phân tán trong nước - Cuối cùng, các hạt nhỏ tan hoàn toàn vào nước Các hạt quá mòn rất khó thấm nước và khó tan do có sức căng bề mặt lớn Mặt khác,... trình công nghệ Nó đòi hỏi sau khi sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng ít, chi phí vận hành thấp Trong sản xuất cà phê hòa tan thì yêu cầu của sản phẩm là khối bột mòn, không tạo thành cục vón có tính chất keo, độ ẩm rất thấp Nguyên liệu: Dòch chiết cà phê đã cô đặc Tác nhân sấy: Không khí nóng 11 4.2 Mục đích: • Khai thác: Quá trình này nhằm thu nhận những chất hòa tan trong... sức căng bề mặt và tạo cấu trúc xốp nên hạt sẽ tan nhanh hơn nhiều Như vậy, có thể hiểu agglomeration là một quá trình chế biến, tạo cho bột cà phê hòa tan tính chất đặc trưng: tan nhanh trong nước, tạo thức uống đồng nhất, không có cặn Tuy nhiên, cũng có thể hiểu đây là quá trình hoàn thiện, chỉ thực hiện đối với phần bột quá mòn, giúp cho phần bột này tan dễ hơn còn phần bột cà phê có kích thước lớn... phản ứng thủy phân khi độ ẩm tăng • Cảm quan: Thay đổi màu sắc, mùi vò Màu cà phê thường sẫm hơn Mùi cà phê bò mất dần theo thời gian Mặt khác, cà phê hòa tan lại rất dễ hấp thu những mùi lạ như mực in, xà phòng, nước hoa… 6.4 Điều kiện bảo quản cà phê hòa tan 16 Giảm sự hút ẩm và sự mất chất thơm bằng cách sử dụng các bao bì không thấm nước, không thấm khí và hơi nước, để mực in thật khô mới đưa vào đóng... với tác động môi trường, ít thấm hơi và khí - Nhược điểm: chòu băng giá kém Khi dùng vật liệu này để làm vật chứa sản phẩm cà phê hòa tan cũng cần chú ý là phải có nắp và thêm một lớp giấy tráng bạc dán kín miệng lọ • Kết hợp nhiều lớp vật liệu Hiện nay, sản phẩm cà phê hòa tan thường được đóng thành những gói lớn có trọng lượng 100g, 250g, 500g, 1000g và những loại gói stick nhỏ 18g Các bao gói này... stick nhỏ rất phổ biến vì nhỏ gọn, tiện lợi, tùy theo khẩu vò mà ta có thể dùng 1, 2, 3 gói cho mỗi lần thưởng thức cà phê 17 18 CHƯƠNG 3 Sản phẩm Sản phẩm cà phê hòa tan rất đa dạng về hình thức (kích thước hạt, màu sắc, ), hương vò Cà phê hòa tan có thể được đóng gói riêng hoặc trộn cùng với các nguyên liệu khác như sữa bột, đường, coffee mate… Đây là một thức uống rất tiện lợi, dễ sử dụng Tuy nhiên,... đích: • Khai thác: Quá trình này nhằm thu nhận những chất hòa tan trong dòch chiết cà phê, tăng hàm lượng chất khô của sản phẩm • Chế biến: Tạo nên đặc tính riêng biệt cho cà phê hòa tan: sản phẩm dạng hạt xốp, độ ẩm thấp, hòa tan dễ dàng trong nước, không bò vón cục • Bảo quản: sấy đến lượng nước tối thiểu, vi sinh vật khó phát triển và bảo quản sản phẩm được lâu 4.3 Các biến đổi • Vật lý: Hiện tượng... phê hòa tan Hỗn hợp với gồm chất thơm và khí CO2 hoặc chất thơm và dầu cà phê (không chứa oxy) được bổ sung vào sản phẩm, tạo cho sản phẩm mùi thơm đặc trưng Đồng thời, CO2 cũng là loại khí trơ thường được bơm vào bao bì cà phê nhằm mục đích bảo quản Khí từ máy rang Dầu cà phê Khí CO2 Dung môi Hình 14: Hệ thống hấp thu hương cà phê 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Lê Bạch Tuyết và cộng sự Các quá trình công nghệ. .. Mc Graw Hill, 1997 7 www.lvt.uni-karlsruhe.de 8 www.swensontechnology.com 9 www.coffeeresearch.org 10 www.aromatech.co.nz 30 MỤC LỤC Trang Lòch sử cà phê hòa tan 1 Chương1: Nguyên liệu 2 1 Phân loại 2 2 Thành phần hóa học 2 Chương 2: Quy trình công nghệ 6 1 Xay 7 2 Trích ly 8 3 Cô đặc 10 4 Sấy 11 5 Tạo hạt 14 6 Đóng gói – Bảo quản 15 Chương 3: Sản phẩm 18 Chương 4: Thiết bò 19 1 Máy nghiền trục 19 2