Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt

Cà phê quả tươi trong phương pháp chế biên ướt cũng có những yêu cầu tương tự như trong phương pháp chế biên khô. Tuy nhiên do đặc thù của phương pháp chế biến ướt mà nguyên liệu cà phê tươi không nên có tỉ lệ quả xanh vượt quá 5%. Giống cà phê thường được sử dụng để sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt là giống arabica.

LỜI MỞ ĐẦU

Cà phê là một trong những mặt hàng nông sản xuất khẩu lớn, có nhiều triển vọng phát triển mạnh ở nước ta Trong thời gian qua, cà phê nước ta phát triển nhanh về diện tích nhưng chưa quan tâm khâu chế biến nên dẫn tới hậu quả là chất lượng về hương vị tuy đạt nhưng giá thành thấp so với các nước trong khu vực vì khâu chế biến không được coi trọng Nâng cao năng lực chế biến để vừa tăng được chất lượng, lại vừa tăng giá thành xuất khẩu là một việc làm cần thiết và cấp bách hiện nay Một tồn tại dễ nhận thấy là cà phê Việt Nam được thừa nhận có hương vị đậm đà, thơm ngon, có chất lượng cảm quan tốt, nhưng giá bán thấp, thấp nhất so với cà phê cùng loại của các nước trong khu vực Tuy vậy, nước ta là nước thứ 2 trên thế giới về xuất khẩu cà phê Vì vậy cùng với việc phát triển trồng cà phê, thì kỹ thuật chế biến cũng đòi hỏi ngày càng phải cao, vì khâu chế biến có ảnh hưởng lớn đến phẩm chất cà phê thành phẩm Về phương pháp chế biến thì hiện nay có hai phương pháp là phương pháp khô và phương pháp ướt Ở cả hai phương pháp mục đích chủ yếu nhằm loại bỏ được lớp vỏ của quả cà phê Theo nghiêm cứu việc loại lớp vỏ bằng kỹ thuật lên men trong phương pháp ướt hiện nay phổ biến và đem lại năng suất cao hơn so với các kỹ thuật khác Vì vậy nhóm chúng em đã tiến hành tìm hiểu

đề tài:” Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt”.

1 Sơ lược về cà phê nhân theo phương pháp ướt

1.1 Lịch sử hình thành.

Dân gian truyền tụng rằng con chồn lựa những quả cà phê chín mọng trên cây để ăn và sau đó thải ra theo đường phân những hạt cà phê nhân mà dạ dày của nó không tiêu hoá được Người ta đem những hạt cà phê này rang xay, tạo nên thứ cà phê có biệt danh là cà phê chồn thơm ngon nổi tiếng mà nhiều người nghe nói chứ ít ai được thưởng thức Còn

cà phê chồn mà các cửa hàng bán cà phê nói với khách hàng thường chỉ là cà phê rang xay tẩm hương liệu tổng hợp na ná cà phê chồn thứ thiệt

Sở dĩ hạt cà phê nhân mà con chồn thải ra có vị thơm ngon khác thường là do quả cà phê

đi qua dạ dày của con chồn, được dịch vị trong dạ dày giúp quả cà phê lên men tự nhiên, rồi dạ dày của con chồn lấy tiêu hóa phần vỏ và thịt của quả cà phê một cách tự nhiên Một yếu tố khác là con chồn chỉ ăn những quả cà phê chín mọng trên cây, không ăn quả xanh; cho nên cà phê chồn trước tiên là quả cà phê chín cây, có độ đồng đều cao

Theo một số doanh nghiệp cà phê thì đầu thế kỷ 20, nguời Pháp đã đưa vào Việt Nam cách bóc vỏ và thịt của quả cà phê để lấy nhân bằng phương pháp chế biến ướt - giống như cách chế biến trong da dày của con chồn

1.2 Tình hình sản xuất.

1.2.1 Ở Việt Nam.

Sau hơn một thập kỷ phát triển nóng, ngành cà phê Việt Nam gia tăng cả về diện tích và sản lượng, chạy theo cà phê nhân chất lượng thấp, không thương hiệu, nên khi khủng hoảng giá nổ ra, người nông dân trồng cà phê lẫn doanh nghiệp lao đao

Theo ông Nguyễn Văn An, Tổng giám đốc Công ty cổ phần tập đoàn Thái Hòa, một nhà xuất khẩu cà phê lớn hiện nay, chỉ trong chục năm qua, ngành cà phê đối mặt với hai cuộc khủng hoảng giá: Khủng hoảng thừa cà phê giai đoạn 2000-2004 và khủng hoảng tài chính tác động xấu tới giá cà phê kéo dài từ năm ngoái tới nay

Để phát triển ngành cà phê Việt Nam phải chuyển hướng sang sản xuất bền vững Hướng sản xuất cà phê bền vững ở tầm vĩ mô, theo ông An là không tăng diện tích (và thực tế có muốn tăng cũng không dễ) mà tập trung tăng giá trị xuất khẩu thông qua việc nâng cao chất lượng, cải tiến cung cách thu hái và chế biến, đi cùng với xây dựng sản phẩm và thương hiệu

“Chế biến ướt là cách đơn giản nhất để tăng chất lượng, giá trị cho hạt cà phê”, ông An nói Công ty Thái Hòa của ông An áp dụng phương pháp chế biến ướt có giá bán cà phê cao hơn 15-20% so với chế biến khô Nhưng theo ông Đoàn Triệu Nhạn, một chuyên gia lâu năm về cà phê từng là người sáng lập Hiệp hội cà phê Việt Nam, thay đổi phương pháp chế biến từ khô hiện nay sang ướt là phải thay đổi cả tập quán, thói quen của người nông dân và cả chuỗi ngành hàng cà phê

Ông An cũngcho rằng muốn chế biến ướt để gia tăng giá trị, người nông dân và doanh nghiệp phải thay đổi tập quán sản xuất Trước tiên, nhà nông phải thay đổi thói quen thu hoạch cà phê, chấp nhận tốn công thu hoạch, chỉ lựa quả chín, bù lại giá trị sẽ tăng cao hơn “Nông dân nếu chỉ lựa quả chín để hái thì sản lượng cà phê Việt Nam đã tăng 10%, tức hơn 100.000 tấn mỗi năm, mà không cần tăng diện tích, giúp gia tăng thêm thu nhập cho ngành cà phê 150 triệu đô la Mỹ, một con số không nhỏ”, ông An phân tích

Các doanh nghiệp thì đầu tư nhà xưởng chế biến ướt và thay đổi tập quán mua cà phê Hiện nay đa phần các nhà máy cà phê mua của nông dân cà phê đã bóc tách vỏ, về nhà máy sàng lọc sơ để xuất khẩu Muốn chế biến ướt, nhà máy phải đầu tư thiết bị, nhà xưởng và thay đổi thói quen từ mua cà phê nhân sang mua cà phê chín chưa bóc tách vỏ Ông Đoàn Triệu Nhạn cho biết hiện tại, cà phê chế biến ướt có giá bán tăng thêm 15-20%, tức 1 triệu tấn cà phê nhân xuất khẩu hàng năm của cả nước, nếu chế biến ướt, sẽ tăng thêm giá trị 250 triệu đô la Mỹ, gộp với cả tăng sản lượng nhờ hái quả chín, thu nhập tăng thêm của ngành cà phê lên tới 400 triệu đô la Mỹ mà không cần phải tăng diện

tích.

Mỹ tiếp tục là thị trường xuất khẩu lớn của các doanh nghiệp xuất khẩu cà phê nhân của Việt Nam Tổng tiêu thụ robusta ở Mỹ đã tăng 7% trong năm 2012, sau khi tăng 3,9% trong năm 2011 và 3,6% năm 2010 (theo StudyLogic) Trong khi đó, nhu cầu các sản phẩm từ Arabica chỉ tăng 1,9% trong năm 2012, sau khi tăng 4,1% năm 2011 và 5,4% năm 2010

Trung Quốc cũng sẽ là thị trường nhập khẩu tiềm năng Việt Nam cung cấp khoảng 90% tổng lượng cà phê Trung Quốc nhập khẩu từ các nước ASEAN trong khoảng từ năm 2002-2011.

1.2.2 Trên thế giới

1 Cà phê quả tươi.

1.1 Nguyên liệu

Cà phê quả tươi trong phương pháp chế biên ướt cũng có những yêu cầu tương tự như trong phương pháp chế biên khô Tuy nhiên do đặc thù của phương pháp chế biến ướt

mà nguyên liệu cà phê tươi không nên có tỉ lệ quả xanh vượt quá 5% Giống cà phê thường được sử dụng để sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt là giống arabica

1.2 Thu nhận nguyên liệu :

- Cần thu hái đúng lúc, kịp thời, đúng tầm chín

- Không thu hái những quảcà phê còn xanh còn non chưa đầy đủ chất lượng

- Phải hái từng quả, không hái chùm làm ảnh hưởng đến cây và năng suất mùa sau

- Khi thu hái phải bảo vệ các nụ hoa nhất là cà phê mít

- Cần giữ vệ sinh khi thu hái, không để lẫn rác, cành, đất, đá làm nhiễm bẩn khối hạt

- Sau khi thu hái xong phải vận chuyển ngày về nơi chế biến không để ủ đống quá lâu làm cho cà phê nẫu, bốc nóng

1.3 Bảo quản

Cà phê quả tươi dùng trong phương pháp chế biến ướt có thể được bảo quản trong bể chứa Bể dùng để chứa cà phê có đáy nghiêng để thoát nước và vận chuyển quả cà phê vào máy bơm Trong quá trình bảo quản, thường xuyên tưới nước lên khối quả để làm giảm nhiệt độ khối quả do quá trình hô hấp tăng nhiệt

2.Làm sạch, phân loại.

a, Mục đích, yêu cầu.

-Mục đích: Cà phê nguyên liệu thu hái về là một khối quả có nhiều thành phần như quả cà phê( xanh, vàng, chín đỏ, đỏ nâu, quả khô…) và các tạp chất ( cát, đất, sỏi, mảnh kim loại, mảnh xứ, mảnh gỗ, cành cây khô, cỏ , lá cây…)

Trong quá trình xát vỏ, phần tạp chất cứng có thể gây hư hỏng máy xát, còn tạp chất mềm cản trở quá trình xát hoặc lẫn 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 này chưa hình thành ở quả xanh và đã tiêu hao đi ở quả khô

Vì thế trước khi xát vỏ cần phân loại và loại bỏ tạp chất cũng như quả khô, quả xanh ra khỏi khối quả chín

b, Yêu cầu

Phải loại bỏ hết tạp chất ( kích thước lớn hay nhỏ) ra khỏi khối hạt Tách được các tạp chất nặng nhẹ theo trọng lượng riêng Phân được khối hạt cà phê thành các phần có trọng lượng riêng khác nhau và tất cả các tạp chất loại ra đều không được lẫn nguyên liệu

3 Phương pháp làm sạch và phân loại.

a, Sàng rung

Cấu tạo: Bộ phận chính là các tấm kim loại đục lỗ tròn đặt song song hoặc nối tiếp, kích

thước lỗ ở mỗi tấm là khác nhau Ngoài ra còn có bộ phận cấp liệu và truyền động

Nguyên lý hoạt động:

Dựa vào sự khác nhau về kích thước của nguyên liệu và tạp chất để phân loại

Ưu điểm của sàng rung là vừa tách được tạp chất, lại vừa phân loại được quả to, nhỏ, làm tăng độ đồng đều của nguyên liệu, hiệu suất cao,năng suất lớn Nhưng nhược điểm là không phân loại được hoàn toàn các tạp chất theo trọng lượng, các loại đá sỏi thường không được phân loại ra khỏi khối hạt

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của sàng: nguyên liệu, cấu tạo sàng…

b, Bể xi phông

Cấu tạo: Bể xi phông được xây dựng bằng gạch hoặc bằng kim loại, hình vuông, hình

tròn hoặc hình chữ nhật Đáy bể hình chóp, có cửa để tháo tạp chất nặng Trên miệng bể

có cửa chảy tràn, ngoài cửa có gắn lưới nghiêng để loại bỏ tạp chất nhẹ

Nguyên lý hoạt động: Khi quả cà phê từ bể chứa được bơm vào bể xi phông cùng với

nước thì nguyên liệu phân thành 3 lớp: lớp thứ 1 gồm quả lép, quả khô, rác, cành khô… nổi trên mặt nước theo nước chảy tràn qua lưới nghiêng dẫn vào bồn chứa riêng, nước chảy tràn được hồi lưu về bể xi phông, lớp thứ 2 gồm những quả cà phê nguyên liệu chín

và quả xanh lơ lửng trong nước theo ống xi phông đi vào phễu tiếp liệu của máy xát vỏ, lớp thứ 3 là cát, đá, sỏi… lắng dưới đáy bể và được lấy ra khỏi bể xi phông theo chu kỳ

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của bể: lượng nguyên liệu cấp vào, tỉ lệ tạp chất

của nguyên liệu; lượng nước cấp cho bể, áp suất tĩnh của nước

4 Xát vỏ quả tươi

a, Mục đích

Thành phần chủ yếu của vỏ cà phê là nước, glucid và protein gây khó khăn cho quá trình làm khô nhân, ngoài ra đây còn là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động dễ gây thối rửa Xát vỏ quả tươi nhằm loại bỏ lớp vỏ và thịt quả khỏi hạt cà phê, tạo điều kiện tốt cho quá trình làm khô nhân cà phê và hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối rửa

b, Yêu cầu

Cà phê sau khi xát phải giữ được nguyên hạt, tỉ lệ hạt bị dập, bị xé rách vỏ thóc, vỏ quả

và cà phê quả nguyên còn lẫn trong cà phê thóc ướt càng thấp càng tốt

c, Phương pháp xát vỏ quả tươi

-Máy xát kiểu Gosdon

Cấu tạo: Máy gồm một ống kim loại, bên trong bọc một lớp vỏ bằng đồng có nhiều nụ

nổi và các yếm kiếm loại cố định bố trí đều quanh trục tạo thành rãnh sao cho cửa vào rãnh rộng còn cửa ra hẹp dần, khoảng cách giữa yếm và ống kim loại có thể điều chỉnh được.Thiếu hình ảnh

Nguyên lý hoạt động: Qủa cà phê theo dòng nước được dẫn vào máy qua phễu cấp liệu,

đi vào rãnh, do ma sát với nụ nổi mà vỏ quả cà phê bị xé sách, hạt cà phê nhỏ hơn lọt qua cửa ra theo máng ra bể chứa, còn vỏ quả mềm dính vào nụ xát được dẫn ra phía sau máy

-Máy xát đĩa Hamburg

Cấu tạo: Máy gồm một hoặc nhiều đĩa xát lắp thẳng đứng, song song trên trục nằm

ngang, bề mặt đĩa có các nụ xát giữa đĩa như máy xát trụ Hai bên đĩa có hai tấm kim loại gọi là mà xát, khe hở giữa má xát và đĩa xát có thể điều chỉnh được

Nguyên lý hoạt động: Qủa cà phê từ phễu cấp liệu chạy dọc theo má xát, khi đĩa quay

lực ma xát giữa đĩa và má xát làm quả bị bóc vỏ Hạt cà phê sau khi đã được bóc vỏ tiếp tục chạy dọc theo má xát ra ngoài, còn vỏ quả vẫn bám trêm nụ nổi ra ngoài theo khe hở Công suất của máy xát đĩa từ 0,8-1,2 tấn quả tươi/đĩa/giờ Thiếu hình ảnh

-Máy xát liên hoàn Raoeng

Cấu tạo: Máy gồm một trục rỗng, trên bề mặt có nhiều đường gân nối chia làm 3 đoạn:

đoạn đầu có đường gân xoắn như vít, đoạn giữa là những gân nổi hình bình hành, đoạn cuối gồm nhiều đường gân nối dài Bao quanh trục có bộ phận lưới sàng lồng máng, bên trong trục là một ống cấp nước với áp suất lớn

Nguyên lý hoạt động: Qủa cà phê từ phễu cấp liệu vào gặp đoạn đầu của trục nhờ gân

xoắn đẩy quả sang đoạn gân bình hành để xé vỏ quả, sau đó quả được đưa sang đoạn cuối

để đánh nhớt Máy này thực hiện đồng thời 3 động tác là: bóc vỏ quả, đánh nhớt và rửa

cà phê thóc nên được gọi là máy xát liên hoàn

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xát: Tính chất của nguyên liệu cà phê quả tươi,

tính năng của thiết bị và kỹ thuật điều khiển và quản lý thiết bị

5 Tách nhớt

a, Mục đích

Cà phê sau khi xát tươi, lớp nhớt vẫn còn bám xung quanh vỏ thóc Đặc tính của lớp nhớt này là không tan trong nước, thành phần chủ yếu là pectin vừa làm trở ngại cho việc sấy khô vừa làm môi trường thuận lợi cho sự phát triển của nấm và vi khuẩn Vì vậy cần phải tách bỏ lớp nhớt này

b, Yêu cầu

Cà phê thóc sau khi tách nhớt có màu trắng ngà, nắm vài hạt cà phê trong lòng bàn tay và xoa nhẹ cảm nhận được độ nhám của bề mặt vỏ thóc là được

c, Phương pháp tách nhớt

-Phương pháp cơ học

Dựa trên cơ sở ma xát giữa thiết bị và nguyên liệu kết hợp với phun áp lực nước vào khối hạt Người ta có thể dùng các loại máy vừa xát vỏ vừa đánh tan nhớt, hoặc dùng máy đánh nhớt riêng

Cấu tạo: Máy đánh nhớt được thiết kế gồm một vít tải quay quanh một trục đứng, xung

quanh có lưới bao, ngoài lưới bao là thành máy Nước sạch áp suất cao được bơm từ chính trục vít tải hay từ đỉnh của máy

Nguyên lý hoạt động: Hạt cà phê được vít tải đưa ngược từ dưới lên, trục khuấy đảo kết

hợp kết hợp với áp suất nước tạo ma sát lớn trong khối hạt cà phê làm tan lớp nhớt, phân tán vào trong nước, chui qua lưới rồi ra ngoài theo cửa xả Hạt đã làm sạch ra ngoài theo cửa thu hồi ở đỉnh thiết bị

-Phương pháp sinh hóa

Dựa trên nguyên tắc dùng enzyme có trong nguyên liệu hay được cấy vào làm tác nhân phân giải lớp nhớt thành các chất hòa tan trong nước

Phương pháp thực hiện quá trình lên men: có thể lên men ướt hoặc lên khô

Lên men ướt: Cà phê thóc sau khi xát tươi được dẫn đến bể lên men và ngâm ngập trong nước sạch, thường xuyên thay nước trong quá trình lên men, không nên để nước lên men quá chua Lên men ướt thường được các nước Đông Phi để dùng sản xuất cà phê hảo hạng

Lên men khô: Cà phê thóc sau khi xát tươi được dẫn đến bể lên men, tháo cho ráo nước, phía trên che bằng mái lá hoặc bao tải Cà phê được giữ ở đó cho tới khi lớp nhầy hoàn toàn bị tan ra và cũng được xả nước liên tục ra ngoài Trong quá trình lên men cần chú ý đảo 2-3 lần/ngày để điều hòa nhiệt độ bên trong khối cà phê Lên men khô thường dùng

để sản xuất cà phê vối hoặc cà phê chè ở Costa Rica và Colobia

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men: Nguyên liệu, Điều kiện lên men…

6 Rửa nhớt

a, Mục đích

Nhằm loại bỏ những mảnh vỏ thịt còn sót lại dính vào vỏ thóc Qúa trình rửa cà phê thóc đóng một vai trò quan trọng vì những mảnh vỏ còn bám vào cà phê thóc không chỉ ảnh hưởng đến màu sắc , mùi vị của cà phê thành phẩm mà còn kéo dài thời gian phơi sấy

b, Yêu cầu

Có thể dùng phương pháp cơ giới hay phương pháp thủ công Nhưng dù phương pháp nào cũng đạt yêu cầu làm sạch nhớt và không ảnh hưởng đến chất lượng của thành phẩm

c, Phương pháp rửa cà phê thóc

- Rửa thủ công

Được tiến hành ngay trong bể ngâm ủ bằng cách cho nước vào bể và khuấy trộn bằng trang gỗ hoặc cao su Nước bẩn được tháo ra và thay thế bằng nước mới cho đến khi cà phê thật sạch

Rửa cà phê thóc có thể thực hiện trong máng Máng rửa có chiều dài 25-30m, dốc 2% có tác dụng vừa rửa vừa phân loại Cho cà phê và nước chảy trên máng, công nhân dùng trang để đảo trộn, dùng bửng gỗ để ngăn từng đoạn máng lại Khi cà phê sạch, nhắc bửng lên từ từ, cà phê nhẹ thóc trôi nước, người ta hứng phơi riêng, còn hạt nặng trôi sau, tiếp tục chuyển xuống bể ngâm trong nước qua đêm, đến sáng hôm sau rửa lại bằng nước sạch, làm ráo rồi phơi khô

- Rửa bằng cơ giới: Thiếu Máy rửa nằm ngang, máy rửa kiểu đứng

- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rửa nhớt:

+ Quá trình lên men: lên men tốt hay xấu đều ảnh hưởng đến quá trình đánh và rửa nhớt Nếu lên men tốt, nhớt được phân huỷ hoàn toàn thì quá trình rửa nhớt sẽ dễ dàng và nhanh chóng, hoặc ngược lại

+ Quá trình khuấy: nếu dùng phương pháp cơ giới thì yêu cầu chính là tốc độ khuấy Cần điều chỉnh tốc độ vừa phải tuỳ theo kết quả lên men

+ Tỷ lệ nước: nếu tỷ lệ nước/ nguyên liệu lớn thì sẽ kéo dài thời gian rửa nhớt Nếu tỷ lệ nước/ nguyên liệu nhỏ sẽ làm tăng công suất của thiết bị Thông thường

có thể dùng tỷ lệ khoảng 0,9 – 1,2

7 Làm ráo:

a, Mục đích

Sau khi đã rửa sạch nhớt, lượng nước còn trong hạt và lượng nước bám xung quanh vào khoảng 8 – 10 % Nếu đểnguyên lượng nước này mang cà phê đi sấy thì có ảnh hưởng không tốt đến màu sắc của nhân, vì khi nhiệt độcao, lượng nước