Công nghệ sản xuất cà phê hòa tan

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC LỜI MỞ ĐẦU Trong ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống chiếm vị trí quan trọng Ngồi ý nghĩa trực tiếp mặt giải khát sinh lý người, số đồ uống thực phẩm chức Do đó, việc đẩy mạnh ngành cơng nghiệp sản xuất đồ uống tách rời việc phát triển nguồn đồ uống từ thực vật để đạt yêu cầu số lượng chất lượng Chính tác dụng to lớn mà mục tiêu cơng nghiệp hóa đồ uống đại hướng vào phục vụ nhu cầu thưởng thức ngày cao người Hiện nước công nghiệp phát triển, công nghiệp sản xuất đồ uống phát triển mạnh mẽ trở thành ngành quan trọng cơng nghiệp thực phẩm Có thể nói rằng, nước có cơng nghiệp phát triển coi trọng công nghiệp đồ uống giành cho vị trí xứng đáng kinh tế quốc dân Việt Nam nước nằm vùng khí hậu nhiệt đới, có điều kiện tự nhiên thuận lợi để phát triển xứ nhiệt đới Do đó, Việt Nam có đầy đủ đặc sản nước nhiệt đới đặc biệt chè, cà phê, ca cao, hạt tiêu, hạt điều, tinh dầu, dầu béo… Trong cà phê đóng vai trò quan trọng Việt Nam giới chúng loại đồ uống có giá trị cao Cà phê loại thức uống có từ lâu đời liên tục phát triển ngày Cà phê thức uống ưa chuộng giới có mức tiêu thụ cao Đặc biệt thị trường lớn Mỹ, Pháp, Ý nước Bắc Âu nơi mà cà phê coi khơng thể thiếu khơng có đủ điều kiện đất đai, khí hậu để trồng Vì vậy, nước có đủ điều kiện trồng cà phê nước ta, cà phê không tiêu thụ nước mà mặt hàng xuất mang lại lợi nhuận kinh tế cao Với người sử dụng ngày nhiều, cộng với nhịp sông hối thời đại công nghiệp việc pha cà phê phin nảy sinh sơ bất lợi thời gian Năm 1936, Max Rudolf Morgenthaler, người Thụy Sỹ tạo cà phê hịa tan sau cơng ty Nestle đăng kí nhãn hiệu Nestcafe vào năm 1938 Với người tiêu dùng cà phê hòa tan nhanh chóng ưa chuộng tiện lợi Đối với nhà sản xuất, cà phê hịa tan mặt hàng có giá trị cao, thuận lợi cho việc bảo quản vận chuyển nên thu nhiều lợi nhuận SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC Chính vậy, để hiểu thêm quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê hòa tan, loại đồ uống ưa chuộng nên em chọn “Công nghệ sản xuất cà phê hòa tan” làm đề tài cho SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÀ PHÊ 1.1 Nguồn gốc lịch sử phát triển cà phê Cách khoảng 1000 năm, người du mục Ethiopia ngẫu nhiên phát hương vị tuyệt vời lạ mọc làng Capfa gần thủ đô Ethiopia Đàn gia súc ông sau ăn xong “tươi tỉnh” không chịu để chủ lùa vào bãi trú đêm, thấy ông nếm thử cảm thấy sảng khóai, tỉnh táo từ trái trở thành đồ uống cho người Từ kỷ VI, cà phê không người Ethiopia dùng mà tác dụng kích thích mạnh mẽ mà thời coi tượng thần kỳ, cà phê trồng sang vùng Yemen, nước khác Trung Cận Đơng nhanh chóng vượt biển đổ sang tận Arập (Arabica) Thế kỷ XVI nhà bn nước cộng hịa Vernize nhập cà phê vào Châu Âu, vết dầu loang, cà phê lang sang Châu Á, Châu Đại Dương Cuối kỷ XVII, cà phê tìm chỗ đứng vững giới Tên gọi “Coffee” xuất phát từ tiếng Ả Rập “Quahweh”, mà lúc đầu từ ngữ thơ ca để rượu vang Do luật đạo hoài nghiêm cấm giáo dân uống rượu, nên tên gọi bị biến tướng thành Coffee thơng qua tiếng gọi tương đương Thổ Nhó Kỳ Kahweb, trở thành Cafe’ (Pháp), caffe (Ý), kaffe (Đức), koffie (Hà lan), coffee (Anh), tên la tinh coffea dùng phân loại cà phê thực vật Tại Việt Nam cà phê nhà truyền đạo công giáo đưa vào trồng thử năm 1857 Bố Trạch (Quảng Bình) Quảng Trị Đến 1870 cà phê thấy Hà Nam Ninh Năm 1888, thực dân pháp thành lập đoàn điền cà phê Nghệ An, Quảng Trị, Đắc Lắc, đoàn điền lớn mọc lên Ngàn Trươi, Ngàn Phố, Ngàn Sâu-Hà Tĩnh (1910), Yên Mỹ - Thanh Hóa (1911), Nghĩa Đàn - Nghệ An (1913)… Đến 1920-1925, khai phá vùng đất bazan phì nhiêu Tây Nguyên, người pháp đưa cà phê vào trồng Đến 1945 tổng diện tích cà phê tồn quốc 10.070 ha, suất cà phê chè khoảng 4-5 tạ/ha, cà phê với 5-6 tạ/ha SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC Khoảng 10 năm gần đây, cà phê Việt Nam có bước phát triển mạnh mẽ diện tích, suất sản lượng 1.2 Mô tả cà phê phân loại 1.2.1 Mô tả cà phê Cà phê tên chi thực vật thuộc họ Thiên Thảo (Rubiaceae) Họ gồm khoảng 500 chi khác với 6.000 loài nhiệt đới - Thân Cây cà phê chè cao tới 6m, cà phê với cao tới 10m Tuy nhiên, trang trại cà phê người ta cắt tỉa để giữ độ cao từ 2-4m, thuận lợi cho việc thu hoạch Cây cà phê có cành thon dài Lá cuống ngăn, xanh đậm, hình oval Mặt có màu xanh thẫm, mặt xanh nhạt Chiều dài khoảng 8-15cm, rộng 46cm Rễ cà phê loại rễ cọc, cắm sâu vào lòng đất từ 1-2.5cm với nhiều rễ phụ toả xung quanh làm nhiệm vụ hút chất dinh dưỡng nuôi - Hoa Hoa cà phê màu trắng, có năm cánh, thường mọc chùm đơi chùm ba Màu hoa hương hoa dễ làm ta liên tưởng đến hoa nhài Hoa nở vòng 3-4 ngày, thời gian thụ phấn vài ba tiếng Một cà phê trưởng thành có từ 30.000 đến 40.000 bơng hoa - Quả Cà phê loài tự thụ phấn, gió trùng có ảnh hưởng lớn đến trình sinh sản Sau thụ phấn từ đến tháng cho hình bầu dục, bề ngồi giống anh đào Trong thời gian chín màu sắc thay đổi từ xanh sang vàng cuối đỏ - Thơng thường cà phê có hai hạt, chúng bọc lớp thịt vỏ bên Hai hạt cà phê nằm ép sát Moãi hạt bảo vệ hai màng mỏng: lớp màu trắng bám chặt lấy vỏ hạt, lớp màu vàng rời rạc bọc bên Thỉnh thoảng gặp có hạt 1.2.2 Phân loại SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC Trên giới cà phê có nhiều chủng loại, có khoảng 100 loại Hiện có giống cà phê chủ yếu mà nước giới nước ta trồng là:  Cà phê chè (coffea Arabica L ): Giới: Thực vật Nghành: Magnoliophyta (Hạt kín) Lớp: Magnoliopsida (Hai mầm) Bộ: Gentianales (Long đởm) Họ: Rubiaceae (Cà phê) Chi: Coffea (Cà phê) Loài : C arbica Danh pháp khoa học Coffea Arabica Hình: Quả cà phê chè Hình: Hoa cà phê chè - Nguồn gốc cao nguyên Jimma, thuộc nước Etiopia, vùng nhiệt đới phía đơng Châu Phi Gồm chủng như: Typpica Bourbon, Moka, Caturra, Catuai, Catimor… - Đây cà phê trồng lâu đời tiêu thụ nhiều giới thơm ngon, dịu (chiếm 70% sản lượng cà phê giới) Hàm lượng caffeine hạt hạt trung bình 1,3% - Cây thuộc dạng bụi, thân cao - 4m, cành đối xứng, mềm, rủ xuống Lá mọc đối xứng, hình trứng dài, đầu nhọn, rìa quăn, xanh đậm Quả cà phê thuộc loại SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC thịt, hình trứng, chín có màu đỏ tươi (chủng Caturra amarello có màu vàng), chiều dài 10 - 18mm, rộng -12mm Hạt cà phê hình trịn dẹt, có màu xanh xám, xanh lục, xanh cốm tùy theo giống điều kiện bảo quản, chế biến Cây cà phê chè có đặc tính tự thụ phấn nên có độ chủng cao loại cà phê khác - Cây cà phê chè ưa nôi mát lạnh Phạm vi thích hợp 18 – 25 0C, thích hợp từ 10 – 200C Do yêu cầu nên cà phê thường trồng miền núi có độ cao từ 1000 -1500m Các nước trồng cà phê chè có hương vị thơm ngon : Kenya, Tazania, Etiopia, Colombia… thường trồng nôi có độ cao 800m trở lên Đây có giá trị kinh tế số loài cà phê Cà phê chè chiếm 61% sản phẩm cà phê tồn giới Cà phê Arabica cịn gọi Brazilian Milds đến từ Brasil, gọi Colombian Milds đến từ Colombia gọi Other Milds đến từ nước khác Qua ta thấy Barsil Colombia hai nước xuất loại cà phê này, chất lượng cà phê họ đánh giá cao Các nước xuất gồm có Ethiopia, Mexico, Guatemala, Honduras, Peru, Ấn Độ - Trên thị trường cà phê chè đánh giá cao cà phê với có hương vị thơm ngon chứa hàm lượng caffeine Một bao cà phê chè thường có giá cao gấp lần cà phê với Việt Nam nước xuất cà phê lớn đứng thứ hai giới chủ yếu cà phê vối  Cà phê với ( Coffea Canephora hay Coffea Robusta): Giới: Thực vật Nghành: Magnoliophyta (Hạt kín) Lớp: Magnoliopsida (Hai mầm) Bộ: Gentianales (Long đởm) Họ: Rubiaceae (Cà phê) Chi: Coffea (Cà phê) Loài : C robusta Danh pháp khoa học Coffea canephora SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC - Cà phê với quan trọng thứ hai loài cà phê Khoảng 39% sản phẩm cà phê sản xuất từ loại cà phê Nước xuất cà phê với lớn giới Việt Nam Các nước xuất quan trọng khác gồm: Uganda, Brasil, Ấn Độ Hình: Quả cà phê vối Hình: Hoa cà phê vối - Nguồn gốc khu vực sơng Cơng-gơ, miền vùng thấp xích đạo nhiệt đới Tây Châu Phi, có nhiều chủng loại khác kích thước lá, độ gợn sóng phiến lá, màu sắc quả, hình dạng quả… Song chủng loại trồng phổ biến nước trên Robusta - Cà phê với có hàm lượng caffeine hạt chiếm 1,97 - 3,06% (cao loại cà phê) - Cây có nhiều thân, cao - 12m, cành dài rủ xuống Lá hình trứng hình lưỡi mác, mũi nhọn, phiến gợn sóng mạnh Quả hình trứng, núm nhỏ, thường có nhiều gân dọc, chín có màu đỏ hồng Kích thước hạt thường nhỏ cà phê chè, hạt có dạng hình trịn, dày, màu xanh bạc, xanh lục xanh nâu tùy chủng loại cách chế biến Tỉ lệ nhân cao cà phê chè - Cà phê vối không tự thụ phấn được, điều dẫn tới đa dạng vườn cà phê với trồng hạt - Cà phê vối thích nơi nóng ẩm, nhiệt độ thích hợp 24-29 0C, cần nhiều ánh sáng mặt trời cà phê chè SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC - Cà phê vối chứa hàm lượng caffeine cao có hương vị khơng tinh khiết cà phê chè, đánh giá thấp Giá bao cà phê anephora thường nửa so với cà phê Arabica Hiện cà phê gần 90% diện tích cà phê Việt Nam, 10% trồng cà phê chè, khoảng 1% lại trồng cà phê mít - Loại có hai loại trồng Việt Nam là: + Moka: mùi thơm quyến rũ, ngào ngạt, vò nhẹ, sản lượng thấp, trồng khơng đủ chi phí nên người dân trồng loại cà phê + Catimor: mùi thơm nồng nàn, có vị chua, giá xuất gấp hai lần Robusta khơng thích hợp với khí hậu vùng đất Tây Ngun trái chín mùa mưa khơng tập trung phí hái cao Hiện nay, Quảng Trị trồng thí nghiệm, đại trà loại cà phê có triển vọng tốt  Cà phê mít (Coffea Excelsa Chev): - Phát năm 1902 xứ Ubagui- Chari nên thường gọi cà phê Chari - Hàm lượng caffeine hạt 1,02-1,15% Cây cao - 15m, to, hình trứng hình lưỡi mác - Quả hình trứng, dẹt, núm lồi Quả to chín có màu đỏ sẫm, hạt màu xanh ngả vàng, vỏ lụa bám chặt vào hạt khó làm tróc hết - Cà phê mít thơm, có vị chua hương khơng có hương, chất lượng nước uống ưa chuộng Hình: Cây cà phê mít SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH Hình: Hoa cà phê mít KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC 1.3 Vai trò cà phê - Cà phê nước uống cao cấp sử dụng rộng rãi hầu giới Cà phê sản phẩm nước nhiệt đới thị trường chủ yếu vùng ôn đới - Cà phê dùng làm đồ uống dạng chiết hãm nước sôi từ bột hạt cà phê rang Hạt chất chủ yếu cà phê caffein Ngoài hạt cà phê chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho thể như: đường saccharose, đường khử, protein hoà tan, vitamin nhóm B PP vitamin cần thiết cho thể - Đồng thời cà phê cịn có hương vị độc đáo Bằng phương pháp phân tích quang phổ, người ta xác định gần 300 hợp chất phức tạp khác cấu thành nên hương thơm cà phê Do tập tục uống cà phê trở thành nhu cầu thức uống thông dụng người dân nhiều nước giới - Ngoài phụ phẩm cà phê thịt nguyên liệu chế biến rượu, nước giải khát, vỏ cà phê làm phân bón, bã chế biến thức ăn gia súc Một số thuốc chữa bệnh chế biến từ cà phê 1.4 Tác dụng cà phê - Cà phê có vị đắng, có tác dụng kích thích thần kinh, làm tăng hoạt động tim, co mạch trung ương, co mạch ngoại vi - Cà phê có tác dụng hạ sốt, lợi tiểu, làm khoan khối, kích thích tiêu hóa - Cây có độc dùng với liều cao thời gian kéo dài, gây bồn chồn, ngủ, đau dây thần kinh trầm cảm, độc tố cafeotoxin Nhưng uống cà phê đun sơi cafeotoxin bị tiêu huỷ - Trong nhân dân, hạt cà phê sông giã nát ngâm với rượu uống chữa tê thấp, sốt rét - Cà phê rang uống có tác dụng tiêu mỡ, tiêu độc rượu thuốc phiện Lá cà phê sắc uống làm chóng tiêu thức ăn - Trong y học, cà phê thường dùng để chữa suy nhược, sức bệnh nhiễm trùng, trương lực dày Người ta pha bột cà phê để uống, dùng SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC caffein dạng viên dạng thuốc tim da Tuy nhiên chống định cho số trường hợp loạn thần kinh, viêm tim tiến triển 1.5 Tổng quan caffein Caffeine hợp chất tự nhiên có mặt lá, hạt 60 lồi thực vật Do đó, loại thực phẩm hay đồ uống sử dụng loài thực vật làm nguyên liệu chứa caffeine cách tự nhiên Ngoài ra, nhiều nhà sản xuất thực phẩm bổ sung caffeine vào sản phẩm để tăng mùi vị tăng tác dụng y học số sản phẩm đặc biệt 1.5.1 Tính chất hóa học caffein: - Caffeine alkanoid chứa đạm, cơng thức C 8H10O2N4.H2O, thuộc nhóm hợp chất có vòng purin - Caffein kết tinh với phân tử nước trở nên khan đun nóng đến nhiệt độ 80-1000C - Caffeine khan chứa 28.8%N - Caffein khan dạng tinh thể trắng hình kim, tan nước chloroform 1.5.2 Tác dụng dược lý caffeine: - Đối với hệ thần kinh trung ương, caffein có tác dụng mạnh, người dùng caffein đồ uống chứa caffein cảm thấy tỉnh táo, buồn ngủ, mệt mỏi tư minh mẫn - Caffein dùng với liều lớn kích thích mạnh hệ thần kinh trung ương, xuất trạng thái bồn chồn, lo lắng, ngủ, người có thói quen dùng cà phê triệu chứng nhẹ Liều cao làm xuất co giật cục toàn thân - Caffeine cịn có tác dụng kích thích hơ hấp Đối với hệ tim mạch, caffeine có tác dụng làm giảm trở ngại kháng ngoại vi, kích thích tim Liều 250-350g caffein gây nên nhịp tim nhanh, huyết áp tăng nhanh huyết áp tăng thu huyết áp tăng trương, với liều lượng người dùng cà phê triệu chứng khơng xuất SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 10 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC Cần ý điều chỉnh tốc độ khơng khí ngăn I ln ln lớn tốc độ khơng khí ngănII Với loại thiết bị thu ba loại sản phẩm khác - Phân loại theo màu sắc: Phân loại theo kích thước tỷ trọng loại bỏ tạp chất, tăng độ đồng khối hạt chưa thể tạo cho khối hạt độ đồng màu sắc Mục đích phân loại theo màu sắc hạn chế sơ hạt lỗi (hạt đen, hạt nâu) nhằm đạt màu sắc đồng đều, tăng chất lượng cảm quan Phân loại màu sắc tiến hành phương pháp thủ cơng hay thiết bò điện tử - Phân loại theo thủ công Trong phân loại theo thủ công, thường dùng sàn để nhặt hạt đen, hạt nâu, hạt biến màu Có thể thực băng chuyền chạy với tốc độ chậm dừng lại theo chu kì để cơng nhân ngồi hai bên băng chuyền tiến hành phân loại Phương pháp tốn nhiều công nhân thời gian giải nhiều vấn đề mà máy móc khơng thể giải 4.2.11 Đấu trộn, đóng gói, nhập kho, bảo quản:  Đấu trộn: Là cà phê thành phẩm tiêu chuẩn nhà nước quy định Đồng thời cà phê nhân đấu trộn theo tỷ lệ định để đảm bảo hiệu kinh tế cho sở sản xuất đảm bảo theo yêu cầu khách hàng Khi pha trộn cần ý ngoại hình, hương vị, màu sắc kích thước phù hợp với tiêu chuẩn quy định Có thể pha trộn giới thủ cơng  Đóng gói: Đối với cà phê Arabica Canephora đóng thành hai lớp: lớp polyetylen lớp đai gai Đối với cà phê Eexselsa cần đóng lớp Trọng lượng bao 50kg 70kg  Bảo quản: SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 51 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC Trong trình bảo quản cà phê cần ý điểm sau: • Độ ẩm cà phê nhân đưa vào bảo quản < 13% • Hàm lượng tạp chất < 0,5% • Kho bảo quản phải cách ẩm cách nhiệt tốt • Thời gian bảo quản khơng tháng SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 52 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC CHƯƠNG KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÀ PHÊ RANG 5.1 Quy trình sản xuất Nguyên liệu dùng để sản xuất cà phê rang cà phê nhân, sơ đồ công nghệ sản xuất cà phê rang sau Cà phê nhân Phân loai theo kích thước Xử lý nguyên liệu Rang Làm nguội Cà phê rạng nguyên hạt Làm nguyên liệu Xay Sang Bột mịn Bột khô Cà phê rang xay 5.2 Giải thích quy trình 5.2.1 Phân loại theo kích thước: Cà phê nhân q trình bảo quản bị gãy nát, cần phải phân loại theo kích thước để q trình rang dễ dàng đặn Thông thường người ta dùng hệ thống sàng lắc gồm ÷ lưới sàng để phân loại 5.2.2 Xử lý nguyên liệu: Trong trình bảo quản, cà phê nhân hấp thụ nhiều mùi vị lạ, đặc biệt mùi mốc, đó, cần phải xử lý nguyên liệu Các phương pháp xử lý nguyên liệu sau: SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 53 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC - Xử lý nước: áp dụng loại cà phê nguyên liệu có chất lượng cao (trong thời gian bảo quản khơng có mốc) Người ta tiến hành ngâm nguyên liệu nước phút, nước ngấm vào mao quản hạt hòa tan mùi vị lạ, sau vớt để - Xử lý dung môi hữu cơ: sử dụng cho loại nguyên liệu chất lượng Dung môi thường dùng rượu etilic 20%V, thời gian xử lý ÷ 10 phút, sau vớt để 5.2.3 Rang: Đây giai đoạn quan trọng hương thơm tạo thành trình Ở sở sản xuất nhỏ, người ta tiến hành rang thiết bị rang hình cầu hình trụ, lượng cà phê cho vào < 2/5 thể tích thiết bị, thân thiết bị có bố trí cửa để nạp tháo nguyên liệu lổ để thóat ẩm Ở sở sản xuất lớn hơn, người ta thường sử dụng loại thiết bị rang kiểu đứng có sơ đồ cấu tạo sau: SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 54 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC Nhiệt độ rang thường khống chế khoảng 200÷2400C Q trình gồm ba giai đoạn: - Ở nhiệt độ < 500C ta thấy bốc nhiều khói trắng, chủ yếu nước dung mơi, thể tích hạt khơng biến đổi Cuối giai đoạn ta thấy ngừng sinh khí, dấu hiệu chuyển sang giai đoạn sau - Khi nhiệt độ tăng lên 1500C hạt xảy q trình tích khí nên thể tích hạt tăng lên đột ngột, lúc ta nghe thấy tiếng nổ, hạt chuyển sang màu đen chưa bóng Trong giai đoạn ta thấy khí màu xanh ra, chủ yếu acrolein - Khi nhiệt độ lên 2200C, giữ nhiệt độ vịng 10÷15 phút, lúc thể tích hạt khơng biến đổi nữa, sinh khí yếu ớt ngừng hẳn, hạt chuyển sang màu đen bóng Trong trình rang, để tăng chất lượng sản phẩm, người ta cho chất béo (dầu thực vật, bơ…) vào giai đoạn cuối trình rang, chất béo giữ lại chất thơm bề mặt hạt Hạt cà phê rang đạt u cầu có mặt ngồi đen bóng, bên có màu cánh gián, mùi thơm nhẹ (tốt mùi thơm mạnh pha có mùi), vị đắng chát 5.2.4 Làm nguội: Quá trình làm nguội thực thiết bị rang kiểu đứng, dùng khơng khí để làm nguội , số sở sản xuất người ta phun ẩm phun rượu để làm nguội nhằm mục đích tạo độ ẩm bảo quản (< 13 %) rang độ ẩm cịn 0,5 ÷ % Ngồi việc phun rượu cịn có tác dụng tạo phản ứng ester hóa có mùi thơm Có số nơi dùng dung dịch đường, tỉ lệ 2% để phun vào cà phê rang nhằm mục đích làm nguội bọc hạt cà phê lớp màng mỏng để khỏi hương thơm Để tạo cà phê rang nguyên hạt thương phẩm, phối trộn loại cà phê lại với để đáp ứng vị khách hàng SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 55 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC Để tạo sản phẩm cà phê rang xay, cà phê rang nguyên hạt đem xay nhỏ, bột cà phê xay phải lọt sàng 1,6 mm (90%) phải giữ lại sàng 0,95 mm Bột cà phê xay có kích thước > 1,6 mm đem xay lại để đảm bảo yêu cầu Cà phê rang (đặc biệt cà phê rang xay) dễ bị hương thơm, hấp phụ mùi lạ dễ bị oxy hóa nên cần phải bao gói thật cẩn thận Có thể dùng loại bao bì thủy tinh, polime, giấy thiếc để tiến hành bao gói Ngồi ra, đóng gói chân khơng đóng gói với chất khí N2, CO2 SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 56 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC CHƯƠNG CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ HỊA TAN 6.1 Quy trình cơng nghệ Cà phê nhân Làm Tạp chất Rang Xay Nước Phụ gia Trích ly Lọc Cặn Cơ đặc Nước Sấy phun Bao gói Cà phê hịa tan SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 57 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC 6.2 Giải thích quy trình 6.2.1 Chọn cà phê nhân: Có loại cà phê nhân uống bình thường, pha phin ngon chế biến hịa tan lại nhạt nhẽo Cho nên việc chọn cà phê thích hợp để pha trộn, kỹ thuật rang tốt cho ta bột tốt, bước quan trọng Mỗi sở sản xuất cần xác định thị trường phù hợp với thiết bị chọn nguyên liệu cho thích hợp Thơng thường dùng loại cà phê Robusta chế biến cà phê hịa tan có chất lượng đạt tiêu chuẩn 6.2.2 Tách bụi cà phê Người ta thường dùng máy sàng ray quạt gió để tách bụi cà phê, bột cà phê đưa từ xuống quạt thổi ngang qua Những hạt nhỏ thổi vào 6.2.3 Trích ly Mục đích để đạt hiệu suất cao giữ hương vị tốt, tối đa cà phê rang Hòa tan cà phê rang nước nóng 90 0C Trích li để làm giàu thêm chất hòa tan cà phê qua tháp, thường trích ly 5-6 tháp nối tiếp ống dẫn Tính tốn thao tác để cà phê có độ dày định tháo bề mặt tiếp xúc với nước tối đa Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly chất lượng sản phẩm: • Độ nghiền cà phê • Nhiệt độ nước vào thiết bị trích ly biến đổi nhiệt độ q trình trích ly • Thời gian ngâm trích • Tỷ lệ cà phê/nước • Thiết bị trích ly Có hai phương pháp trích ly: trích ly gián đoạn trích ly liên tục - Trích ly gián đoạn: thường dùng lọc SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 58 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC - Trích ly liên tục: với thiết bị dang tầng gồm 5-10 tầng với nước xối liên tục từ xuống Qua tầng dịch cà phê kéo theo với nước nồng độ dịch cà phê tăng Nếu nồng độ dịch cà phê không đạt hồi lưu để đạt u cầu Nhiệt độ nước vào cột trích ly khoảng 154-182 0C nhiệt độ nước cuối giai đoạn trích ly khoảng 60-82 0C Sau trích ly nhiệt độ dịch trích cần hạ thấp nhờ vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng để trì mùi vị hạt cà phê trước giai đoạn sấy Hầu hết nhà máy cà phê hòa tan điều dùng phương pháp trích ly liên tục, hiệu suất làm việc tốt, trích ly sâu Tuy nhiên hai phương pháp phải đạt hiệu trích ly 25-30% - Ngồi người ta cịn dùng phương pháp trích ly siêu âm Phương pháp lấy hết tồn chất hòa tan bột cà phê cách liên tục, nhanh với nước lạnh Ưu việt giữ chất bốc hôi đạt hương vị tốt Tuy nhiên phương pháp phức tạp, phải thủy phân bột cà phê trung hòa cộng với việc hóa nghiệm xác định chất lượng dung dịch hịa tan phức tạp 6.2.4 Khuấy trộn Là trình pha hai hay nhiều thành phần khác vào làm nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Sau phối trộn với thành phần phải hòa trộn với tạo thành thể thống Do gạn lắng lọc dung dịch khuấy trộn nhằm loại bỏ cấu tử khơng có khả hòa tan hỗn hợp 6.2.5 Lắng Thường để yên vài phần tử không tan lắng xuống đáy thiết bị chuẩn bị cho trình lọc 6.2.6 Lọc Trong sản xuất cà phê người ta thường sử dụng máy ép lọc khung dịch trình lắng tác dụng áp suất đưa rãnh theo ván ngồi cịn hạt rắn bị giữ lại tạo thành lớp bã chứa khung Ưu điểm: Thực nhiều trình với độ huyền phù cao, dễ lắp ráp, dễ vận hành… SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 59 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC Nhược điểm: Khó tự động hóa lao động nặng nhọc nguyên liệu lọc vải mòn dễ rách 6.2.7 Cơ đặc - Cơ tăng dần nồng độ: thường sử dụng nhất, dịch trích đưa vào máy đặt chân không làm lạnh để nước chuyển thành tinh thể nước đá nhỏ Sau ly tâm để tách nước đá khỏi dịch Nồng độ dung dịch trình đặc tăng từ 20-25% đến 33-40% • Ưu điểm: giảm lượng hao hụt hương vị cà phê thành phẩm • Nhược điểm: giá thành đắt - Cơ đặc film: hoạt động áp suất tuyệt đối 2-3 inch Hg với nhiệt độ 240 0F (1160C) 6.2.8 Sấy phun Có nhiều phương pháp sấy cho sản phẩm có chất lượng khác Đối với sản xuất cà phê thường dùng phương pháp sấy phun - Phương pháp sấy phun: + Thường sấy buồng sấy hình côn Dịch phun thành giọt nhỏ vào môi trường cấp nhiệt khơng khí nóng, để đạt u cầu chất lượng vị, nhiệt độ khơng khí vào khoảng 200-2600C nhiệt độ khơng khí 1071210C sản phẩm cà phê thu đáy thiết bò sấy phun, tổng kết nhiều nước cho thấy buồng hình tốt hoạt động dễ dàng, sản xuất liên tục tốt, kiểm tra nhanh Sản xuất theo phương pháp có bột thành phẩm sản xuất dạng hạt nhỏ, roãng ruột gọi bột nhẹ, tỷ trọng nhỏ dẽ hịa tan, hình dáng bột đặn, dụng cụ phun van phun đóa phun Nếu đóa tốc độ khoảng 15000 vịng/phút làm cho dung dịch biến thành hạt sương mòn Hiện người ta thường dùng van phun đơn giản Hơi nóng chiều ngược chiều SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 60 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC + Phương pháp sấy chân không: dịch đặc cà phê đưa đến buồng bốc chân không nhiệt độ thấp Dung dịch dàn mỏng trục lớn có nóng trục Bột khơ thành màng mỏng quanh ống có phận giới cạo tán nhỏ, rây Bột sấy theo kiểu hòa tan nhanh, tốt + Sấy phương pháp thăng hoa hồng ngoại: đưa dung dịch đặc cà phê làm lạnh, sau dùng tia hồng ngoại để sấy đột ngột Dung dịch từ rắn bốc hơi, cà phê cịn lại dạng bột Tinh thể thu dễ dàng , hương đảm bảo, chất lượng tốt 6.2.9 Cho phụ gia Tùy sở sản xuất mà thêm chất phụ gia vào trình đặc hay sấy phun Chất phụ gia cho thêm thường đường, sữa, nhiên số nhà máy cho thêm bột kem, bơ… 6.2.10 Đóng gói - bảo quản - sản phẩm cà phê hòa tan Cà phê sau sấy sàng lại đóng bao, đóng thùng bảo quản 6.3 Một số sản phẩm cà phê hòa tan SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 61 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH GVHD: ThS BÙI ĐỨC 62 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC 6.4 Đánh giá chất lượng cà phê  Đánh giá cảm quan: - Mùi + Bình thường: khơng thấy mùi lạ mùi khó chịu + Khơng bình thường: thấy có mùi khó chịu mùi lạ - Chỉ tiêu cảm quan tiêu chất lượng: Cà phê lên men theo phương pháp sinh học có vị thơm đậm, sau uống vào có vị hậu, để lâu ngon vệ sinh an toàn thực phẩm hoàn toàn bảo đảm Cà phê sản xuất theo phương pháp lên men có hiệu suất trích ly đến 95%, thành phần hạt cà phê hịa tan gần hồn tồn  Kiểm tra trạng thái chung (kiểm tra mắt) - Nguồn gốc thực vật học cà phê Arabica (cà phê chè), Caphaphora (một dạng Robusta),… - Dạng chế biến - Màu sắc độ đồng màu sắc  Xác định tạp chất hạt khuyết tật: tách tạp chất hạt loãi thành dạng, cân tính tốn - Hạt đen: vị đắng, mùi hăng - Hạt mốc: vị chua, hơi, có mùi rượu - Hạt trắng bạc: vị mùi gỗ, đơi có mùi cỏ - Hạt ngâm ủ lâu: có mùi thối Cà phê có chất lượng ngon cà phê có mùi dịu, thơm nồng, vị đậm  Xác định ỷ lệ hạt bị côn trùng gây hại: kiểm tra mắt bề hạt cà phê để nhận biết hạt cà phê bị côn trùng gây hại SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 63 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC CHƯƠNG KẾT LUẬN Sản phẩm sản xuất từ hạt cà phê cà phê hòa tan, loại thức uống ưa chuộng phổ biến Cà phê hòa tan tiện sử dụng quy trình chế biến lại địi hỏi cơng nghệ phức tạp đắt tiền, phải trải qua nhiều quy trình chế biến khác nhau, hạt cà phê khử nước để chuyển sang dạng bột hay dạng hạt nho Những dạng hịa tan trở lại cách sử dụng nước nóng hay nước đun sơi để tạo loại thức uống mà hầu hết người ưa thích cà phê Thế manh cà phê chỗ bảo quản lâu dễ sử dụng, đặc biệt vô tiện lợi Bất lợi lớn cà phê hịa taan dễ bị hỏng không bảo quản nôi khô giữ tránh tiếp xúc với khơng khí Khơng đơn sản phẩm hay hàng hóa, cà phê thị trường Việt Nam cịn nét văn hóa lời mời “đi uống cà phê” trở thành câu nói cửa mieng5 nhiều người Theo nhà kinh doanh ngành, thị trường cà phê phan chia thành hai khúc rõ ràng: cà phê rang xay (cà phê phin) chiếm khoảng 2/3 lượng tiêu thụ Việt Nam cà phê hòa tan chiếm 1/3 Nếu cà phê rang xay uy tín xuất pha trộn nhiều phụ gia khơng có lợi cho sức khỏe khơng phù hợp thị hiếu tiêu dùng nước ngồi cà phê hịa tan lại đứng ngồi nước Lónh vực cà phê chia làm hai nhóm; cà phê hịa tan ngun chất (chiếm 14%) nhóm cà phê (chiếm 86%) SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 64 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHÍ THIỆN GVHD: ThS BÙI ĐỨC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Nguyễn Thọ Kỹ thuật sản xuất cà phê NXB Nông nghiệp [2] PGS.TS Vũ Khắc Nhượng Cây cà phê kỹ thuật gieo trồng NXB Nông nghiệp [3] Đồn Triệu Nhạn Nghề trồng cà phê NXB Nông Nghiệp [4] TS Lê Ngọc Thụy Các trình cơng nghệ sản xuất thực phẩm NXB Bách khoa, Hà Nội [5] http://www.vocw.edu.vn/content/m10265/latest/ [6] http://www.dalat.gov.vn/web/books/Caphe/ [7] http://www.tinthuongmai.vn/Trangchu/VN/tabid/66/CatID/157/ContentID/66226/Def ault.aspx [8].http://www.spsvietnam.gov.vn/pages/ThucVat-TCVN%20ve%20Ca %20Phe.aspx SVTH: ĐẶNG THỊ THANH MINH 65 ... loài cà phê Khoảng 39% sản phẩm cà phê sản xuất từ loại cà phê Nước xuất cà phê với lớn giới Việt Nam Các nước xuất quan trọng khác gồm: Uganda, Brasil, Ấn Độ Hình: Quả cà phê vối Hình: Hoa cà phê. .. CHƯƠNG TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, TIÊU THỤ CÀ PHÊ TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 2.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ cà phê giới 2.1.1 Tình hình sản xuất cà phê giới Trong vài thập kỷ qua cà phê giới tăng giảm... đến sản xuất cà phê tăng giảm thất thường nhìn chung có xu hướng tăng lên sản lượng Sản xuất cà phê tập trung chủ yếu nước phát triển: chiếm 90% sản lượng cà phê giới, nước phát triển sản xuất