công nghệ chế biến cà phê bột

quy trình công nghệ sản xuất cà phê bột

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN MÔN ĐỀ TÀI TP. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2011 GVHD : ThS – ĐỖ VIẾT PHƯƠNG LỚP : ĐHTP6LT NHÓM : 07 SVTH : HỒ THỊ TÌNH 10328821 ĐỖ THỊ NGỌC THẢO 10314041 NGUYỄN THỊ KIM TRÀ 10347801 TRẦN THỊ PHI THẮNG 10318081 NGUYỄN THỊ THẢO QUYÊN 10323501 MỤC LỤC Mục Trang LỜI MỞ ĐẦU .1 1. Tổng Quan Về Nguyên Liệu .2 2. Quy Trình Sản Xuất Cà Phê Bột Và Thuyết Minh Quy Trình .4 2.1. Quy Trình Sản Xuất Cà Phê Bột .4 2.2. Thuyết minh qui trình .5 2.2.1. Tiếp nhận và làm sạch cà phê nhân 5 2.2.2. Rang cà phê nhân 5 2.2.2.1.Mục đích và yêu cầu .5 2.2.2.2.Các biến đổi và yếu tố ảnh hưởng 7 2.2.2.3.Phương pháp rang .10 2.2.2.4. Máy móc thiết bị rang 10 2.2.3. Làm nguội cà phê rang .12 2.2.4. Phối trộn cà phê rang với các chất phụ gia 12 2.2.5. Ủ cà phê .14 2.2.6. Xay cà phê rang .14 2.2.7. Bao gói và bảo quản .15 2.2.7.1 Đóng bao chân không dung hộp kim loại .15 2.2.7.2. Đóng bao dung bao nhựa kết (laminates) nhiều lớp cứng 16 2.2.7.3. Đóng bao dùng bao mềm hay bao xốp .16 2.2.7.4. Thiết bị đóng gói .17 NHẬN XÉT CỦA NHÓM PHẢN BIỆN .18 DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH Mục Trang Bảng 1.1: bảng thành phần hóa học của cà phê nhân 3 Bảng 2.1: bảng Biến đổi màu sắc theo nhiệt độ 8 Hình 1.1: hình cà phê nhân .2 Hình 2.1. Quy trình sản xuất cà phê bột .4 Hình 2.2: hình rang bằng thủ công .10 Hình 2.3: sơ đồ cấu tạo máy rang cà phê .11 Hình 2.4: hình máy rang cà phê .11 Hình 2.5: hình thiết bị phối trộn .13 Hình 2.6: hình máy xay cà phê .15 Hình 2.7: hình máy đóng gói 17 Hình 2.8: hình đóng gói stick .17 CNSX Cà Phê Bột GVHD: Đỗ Viết Phương LỜI MỞ ĐẦU Cà phê là một loại thức uống màu đen có chứa chất caffein và được sử dụng rộng rãi, được sản xuất từ những hạt cà phê được rang lên, từ cây cà phê. Cà phê được sử dụng lần đầu tiên vào thế kỉ thứ 9, khi nó được khám phá ra từ vùng cao nguyên Ethiopia. Từ đó, nó lan ra Ai Cập và Yemen, và tới thế kỉ thứ 15 thì đến Armenia, Persia, Thổ Nhĩ Kỳ và phía bắc Châu Phi. Từ thế giới Hồi giáo, cà phê đến Ý, sau đó là phần còn lại của Châu Âu, Indonesia và Mĩ. Ngày nay, cà phê là một trong những thức uống thông dụng toàn cầu. Không giống như các loại đồ uống khác, chức năng chính của cà phê không phải là giải khát, mặc dù người dân Mỹ uống nó như thức uống giải khát. Nhiều người uống nó với mục đích tạo cảm giác hưng phấn. Theo một nghiên cứu được công bố vào tháng 8 năm 2005 của nhà hoá học Mỹ Joe Vinson thuộc Đại học Scranton thì cà phê là một nguồn quan trọng cung cấp các chất chống ôxi hóa (antioxidant) cho cơ thể, vai trò mà trước đây người ta chỉ thấy ở hoa quả và rau xanh. Những chất này cũng gián tiếp làm giảm nguy cơ bị ung thư ở người. Cà phê đóng một vai trò quan trọng trong xã hội xuyên suốt lịch sử hiện đại. Không những thế, cà phê là một loại đồ uống hàng ngày rất thân thuộc với người dân việt nam. “cà phê bột” là loại cà phê rất tiện dụng và được sử dụng rộng rãi. Chính vì thế mà công nghệ sản xuất cà phê bột ngày càng phát triển cùng với công nghệ máy móc hiện đại và tiên tiến. Nhóm 07 Trang 1 CNSX Cà Phê Bột GVHD: Đỗ Viết Phương 1. Tổng Quan Về Nguyên Liệu Cà phê nhân ở dạng thương phẩm gồm có: nước, khoáng, lipid, gluxit. Ngoài ra còn có những chất khác mà ta thường gặp trong thực vật là những acid hữu cơ chủ yếu như acid clorogenic và các ancaloit. Trên thế giới cũng như trong nước ta, đã có nhiều nghiên cứu và phân tích thành phần hóa học của nhân cà phê. Ngoài ra trong nhân cà phê còn có một lượng đáng kể vitamin, các chất bay hơi và các cấu tử gây mùi thơm. Hiện nay người ta đã tìm ra hơn 70 chất thơm hỗn hợp lại thành mùi thơm của cà phê. Trong cà phê chủ yếu là vitamin nhóm B như B1, B2, B6, B12 và các loại acid hữu cơ là tiền các loại vitamin. Bảng 1.1: thành phần hóa học của cà phê nhân Nhóm 07 Trang 2 Hình 1.1: cà phê nhân CNSX Cà Phê Bột GVHD: Đỗ Viết Phương Thành phần hóa học Tính bằng g/100g Tính bằng mg/100g Nước Chất béo Đạm Protein Cafein Acid clorogenic Trigonenlin Tanin Acid cafetanic Acid cafeic Pentozan Tinh boät Dextrin Đường Xenlulo Hemixenlulo Linhin Tro Trong đó có: Ca P Fe Na Mn Rb, Cu, F 8 - 12 4 - 18 1,8 - 2,5 9 - 16 0,8 - 2 2 - 8 1 - 3 2 8 - 9 1 5 5 - 23 0,85 5 - 10 10 - 20 20 4 2,5 - 4,5 85 - 100 130 - 150 3 - 10 4 1 - 45 Veát Nhóm 07 Trang 3 CNSX Cà Phê Bột GVHD: Đỗ Viết Phương 2. Quy Trình Sản Xuất Cà Phê Bột Và Thuyết Minh Quy Trình 2.1. Quy Trình Sản Xuất Cà Phê Bột Hình 2.1. Quy trình sản xuất cà phê bột Nhóm 07 Trang 4 CNSX Cà Phê Bột GVHD: Đỗ Viết Phương 2.2. Thuyết minh qui trình Cà phê bột là sản phẩm được sản xuất từ cà phê nhân theo qui trình công nghệ như hình 1.1. Sản phẩm có các đặc tính sau: + Màu nước đen tuyền + Hương thơm đặc trưng của cà phê + Vị đắng mạnh hậu ngọt. 2.2.1. Tiếp nhận và làm sạch cà phê nhân: Tiếp nhận cà phê nhân để đưa vào sản xuất nhằm đảm bảo đủ về số lượng. Việc tiếp nhận có thể được thực hiện bằng tay hay bằng các thiết bị chuyên dùng như gầu tải, vít tải, bằng dòng khí…. Cà phê nhân có thể là cà phê nhân xô hoặc cà phê nhân đã qua phân loại, làm sạch. Nếu là cà phê nhân đã qua phân loại, làm sạch thì có thể đưa đi rang ngay, còn nếu là cà phê nhân xô thì phải qua phân loại và làm sạch. Phân loại nhằm tạo ra độ đồng đều về kích thước, khối lượng riêng, màu sắc. Làm sạch nhằm loại bỏ các tạp chất nhẹ như cành cây, lá cây,…tạp chất nặng như cát, đá, kim loại… khử mùi tạp, loại bỏ những hạt kém phẩm chất như hạt bị thối đen, mốc, sâu mọt… để thuận lợi cho các giai đoạn sản xuất tiếp theo, đồng thời đảm bảo chất lượng sản phẩm. Phương pháp thực hiện là phân loại theo kích thước, khối lượng riêng và màu sắc, còn phương pháp làm sạch là dùng sàng, máy tách kim loại hoặc dùng nước để khử mùi cho hạt cà phê. 2.2.2. Rang cà phê nhân 2.2.2.1. Mục đích và yêu cầu Là quá trình gia nhiệt cho cà phê nhân để tạo nên những biến đổi màu sắc trong hạt, hình thành nên những tính chất đặc trưng cho cà phê về màu sắc, mùi và vị thông qua sự biến đổi về màu sắc, cấu trúc và thành phần của hạt. Giảm độ ẩm, tiêu diệt vi sinh vật, nấm mốc. bảo quản, hạt giòn dễ xay. Hiện nay có nhiều yêu cầu khác nhau về sản phẩm cà phê rang, vì vậy có nhiều loại cà phê rang khác nhau như sau: a. Cà phê rang nhạt Nhóm 07 Trang 5 CNSX Cà Phê Bột GVHD: Đỗ Viết Phương Loại này còn gọi là cà phê rang quế vì sản phẩm có màu nâu vàng giống màu phía trong của vỏ bóc ra từ cây quế, một loại cây thường gặp ở vùng Đông Nam Á. Loại này pha có mùi vị chua dịu, khi rang hạt đạt màu như vậy thì hạt mất 3 đến 5% khối lượng khô.trong loại cà phê rang này hầu hết các hợp chất tọ ra mùi vị thơm ngon chưa có mặt đầy đủ và ở hàm lượng thấp. Mùi vị cà phê chưa thật đậm đà, nhưng nếu có mùi vị lạ thì chúng chưa bị mất đi và rất dễ nhân thấy khi nếm. Vì vậy loại này thường dùng cho thử nếm đánh giá chất lượng các mẫu cà phê. b. Cà phê rang vừa Loại này còn gọi là cà phê rang kiểu Mỹ vì nó phổ biến ở nước này. Sản phẩm có màu nâu vừa?( trung gian giũa màu socola đậm và socola sữa). Bề mặt hạt khô chưa có dầu tiết ra bề mặt hạt. Khi pha cho mùi vị đậm đà và chua nhẹ. Trong loại cà phê này hầu hết các hợp chất tạo ra mùi vị thơm ngon đã có đầy đủ và ở hàm lượng cao nhất. Khi rang đạt màu như vậy thì hạt mất 5 đến 8% khối lượng khô. c. Cà phê rang hơi đậm Loại này gọi là rang kiểu pháp nhạt. Hạt cà phê rang có vết dầu lốm đốm tiết ra trên bề mặt hạt. Hạt bị mất đi 8% khối lượng khô. d. Cà phê rang đậm kiểu itallia hay kiểu pháp Cà phê rang có nhiều dầu tiết ra trên bề mặt hạt nhưng hạt chưa thật bóng láng và còn rất ít vị chua, màu hạt nâu đậm nhưng chưa đen. Phổ biến ở pháp. Hạt mất từ 8 đên 12% chất khô. e. Cà phê rang rất đậm/ rang cháy Loại này chỉ áp dụng cho máy pha chế đặc biệt espresso cần rang rất đậm và xay rất min để có thể trích ly nhanh các chât tan có trong bột cà phê ra chỉ trong vài giâ. Hạt cà phê rang rất đậm làm cho dầu tiết ra rất nhiều trên bề mặt hạt rang và hạt trở nên bóng láng và có màu đên thật sự, nếu tiếp tục rang thì dầu mất hết và hạt giống như than. Kiểu rang này thường sử dụng cho cà phê robusta mà hiếm khi cho cà phê arabica. Nhiệt làm bay hương thơm của arabica nhưng dường như lại cần thiết để tăng mùi vị của robusta. Nhóm 07 Trang 6 CNSX Cà Phê Bột GVHD: Đỗ Viết Phương Tất cả vị chua ngon bị mất và mùi vị đậm đà bị mất do“ than hóa. Khối lượng hạt mất 14%. f. Loại cà phê rang“ torrefacto” Có nguồn gốc từ Tây Ban Nha cách đây hơn 160 năm. Cà phê có bổ sung đường để tạo độ đen bong cho hạt. lượng đường cho vào 15%. Loại này phổ biến đặc biệt ở miền nhiệt đới. Loại này gần giống với loại cà phê rang ở Việt Nam hiện nay. 2.2.2.2. Các biến đổi và yếu tố ảnh hưởng Trong quá trình rang xảy ra các phản ứng sau: - Phản ứng caramel: xảy ra ở nhiệt độ nóng chảy của đường, nhiệt độ nóng chảy của đường glucoza là 145-150 0 C, của fructoza là 95-100 0 C, saccaroza 160-180 0 C… tạo nên các hợp chất màu và vị. - Phản ứng melanoidin: xảy ra giữa đường khử và axit amin dưới tác dụng của nhiệt độ (>0 0 C) tạo nên các sản phẩm có màu và mùi đặc trưng Đường khử + axit amin → sản phẩm có màu và mùi => Ngoài ra còn có các phản ứng khác như phản ứng cracking các hợp chất cao phân tử( gluxit, protein…) sự vô cơ các hợp chất chứa cacbon tạo hình dáng và màu sắc cho sản phẩm. Sự biến đổi màu sắc của cà phê phụ thuộc vào nhiệt độ trong quá trình rang, và nhiệt độ này tăng dần trong khối hạt rang: Bảng 2.1: Biến đổi màu sắc theo nhiệt độ Nhóm 07 Trang 7 Nhiệt độ rang ( 0 C) Biến đổi màu của cà phê Khoảng 100 Màu xanh sang vàng 120-130 Màu vàng sang màu hạt giẻ 150-180 Màu hạt giẻ sang màu xám >180 Màu xám sang màu tối Khoảng 270 Màu tối sang màu đen Khoảng 300 Màu đen dạng bồ hóng và vỡ vụn