Tiểu luận Quy trình sản xuất cà phê bột không hòa tan

cĩ từ lâu đời và liên tục được phát triển cho đến ngày nay. Cà phê là một trong những thức uống được ưa chuộng nhất thế giới và cĩ mức tiêu thụ cao. Đặc biệt các thị trường lớn như Mỹ, Đức , Pháp Ý và các nước Bắc Âu, nơi mà cà phê được coi là khơng thể thiếu thì khơng cĩ đủ điều kiện đất đai, khí hậu để trồng. Vì vậy đối vơí những nước cĩ điều kiện trồng cà phê khơng chỉ tiêu thụ trong nước mà cịn là mặt hàng xuất khẩu mang lại lợi nhuận kinh tế cao. Cà phê là một loại hàng vị giác. Đặc tính cuả hàng vị giác là cĩ hương vị phong phú, trong thành phần hố học cuả nĩ cĩ chất đặc biệt như cafein. Nay là chất cĩ tác dụng kích thích gây cho người tiêu thụ cĩ cảm giác khoan khối, hưng phấn, cĩ sức hút đặc biệt làm cho người đã uống là dễ thành thĩi quen và cĩ nhu cầu về nĩ gọi là “nghiện”. Các mặt hàng vị giác (chè cà phê, thuốc lá, rượu, bia, nước ngọt, muối, mì chính, tương, nước chấm …) khơng phải là thực phẩm chủ yếu như lương thực, thịt, cá, rau quả: song sự hiểu biết về đặc tính sinh lý, quá trình sản xuất chế biến, yêu cầu chất lượng. Sản phẩm cà phê dạng bột mang một hương vị đặc trưng, vị đắng cĩ trong bột cà phê làm cho con người cảm thấy dễ chịu khi nghỉ ngơi hay trong lúc trị chuyện cùng bạn bè. Trong phạm vi bài sermina này tơi chủ yếu giới thiệu với các bạn về nguyên liệu, quy trình sản xuất mặt hàng cà phê dạng bột khơng hồ tan cùng một số máy mĩc thiết bị chính trong quá trình sản xuất và bảo quản chất lượng của thành phẩm. SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 3 MỤC LỤC Nội dung Trang CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU .................................................................................. 4 I. Sơ lược về sản phẩm ................................................................................... 4 I.1. Nguồn gốc của cà phê ........................................................................... 4 I.2. Lịch sử trồng cây cà phê ở Việt Nam .................................................... 4 I.3. Giá trị dinh dưỡng của cà phê ............................................................... 5 II. Trên thị trường ........................................................................................... 5 II.1. Cà phê trên thế giới………………………………………………………………………………… ……………5 II.2. Tình hình sản xuất cà phê tại Việt Nam……………………………………………………… 5 CHƯƠNG II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ BỘT .............................. 6 I. Nguyên liệu ................................................................................................ 6 I.1. Các loại cà phê...................................................................................... 6 I.1.1. Cà phê chè (coffee arabical) ................................................... 6 I.1.2. Càphê vối (coffe canephora) ................................................... 7 I.1.3. Cà phê mít (coffee excelsa) .................................................... 7 I.2. Các điều kiện về ngoại cảnh .................................................................. 7 I.2.1. Ảnh hưởng của đất đai ............................................................ 7 I.2.2. Ảnh hưởng của khí hậu........................................................... 8 I.2.3. Ảnh hưởng của điều kiện chăm sĩc kỹ thuật ........................... 8 I.2.4. Ảnh hưởng của độ cao ............................................................ 8 I.3. Thành phần hĩa học của cà phê ............................................................. 8 I.3.1. Cấu tạo quả cà phê ................................................................. 8 I.3.2. Thành phần hĩa học của vỏ quả .............................................. 9 I.3.3. Thành phần hĩa học của lớp nhớt ........................................... 10 I.3.4. Thành phần hĩa học của vỏ trấu ............................................. 10 I.3.5. Thành phần hĩa học của nhân ................................................. 10 I.3.6. Thời kỳ thu hoạch .................................................................. 13 I.4. Các quá trình chuyển hố trong lên men cà phê ..................................... 13 II. Sử dụng chất độn ........................................................................................ 15 III. Quy trình sản xuất cà phê dạng bột ............................................................. 16 III.1. Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê dạng bột ........................................... 16 III.1.1. Chế biến cà phê nhân ................................................................ 17 III.1.1.1. Phương pháp ướt ............................................................. 17 III.1.1.2. Phương pháp khơ ............................................................. 18 III.1.2. Làm sạch cà phê ....................................................................... 18 SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 4 III.1.3. Định lượng ............................................................................... 19 III.1.4. Rang cà phê .............................................................................. 19 III.1.5. Làm nguội hạt cà phê ............................................................... 20 III.1.6. Phân loại .................................................................................. 21 III.1.6.1. Phân loại theo kích thước ................................................. 21 III.1.6.2. Phân loại theo tỷ trọng ..................................................... 22 III.1.6.3. Phân loại theo màu sắc ..................................................... 22 III.1.7. Quá trình nghiền cà phê ............................................................ 23 III.1.7.1. Nghiền trung bình và nghiền nhỏ ..................................... 23 III.1.7.2. Nghiền mịn và nghiền keo ............................................... 24 III.1.8. Các chất tạo nên hương vị cà phê ............................................. 24 III.1.8.1. Nhĩm chất dễ bay hơi ...................................................... 24 III.1.8.2. Nhĩm chất khơng bay hơi ................................................ 26 III.1.9. Pha trộn, đĩng gĩi, nhập kho và bảo quản ................................. 27 CHƯƠNG III: VỆ SINH THIẾT BỊ .................................................... 27 CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU I. SƠ LƯỢC VỀ SẢN PHẨM: I.1 Nguồn gốc của cà phê: Cà phê đã sử dụng từ rất xa xưa ở BaTư, cà phê đã được đem dùng từ năm 875 trước cơng nguyên. SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 5 Cà phê chỉ mọc ở vùng nĩng ẩm, nĩ là loại cây khơng lớn lắm, cĩ nguồn gĩc xa xưa taị vùng Đơng Phi trên cao nguyên A-bi–xi–ni. Cho tới năm1496 khi Crit-Tơp-Cơ-Lơng và các nhà thám hiểm khác tìm ra châu Mỹ thì lồi người mơí biết tới quê hương thứ hai của cà phê là ở Nam Mỹ trên đất nước Braxin rộng lớn. Hiện nay cà phê đã tràn ra mọi nơi. I.2 Lịch sử trồng cây cà phê ở Việt Nam: Cà phê được các nhà truyền đaọ cơng giáo đưa vào trồng thử năm 1857 ở Bố Trạch (Quảng Bình) và Quảng Trị. Đến năm 1870 cây cà phê đã thấy ở Hà nam Ninh. Năm1888, thực dân Pháp đã thành lập đồn điền cà phê ở nhiều nơi như Nghệ An, Quảng Trị , Đắc Lắc. Các đồn điền lớn mọc lên ở Ngàn Tươi, Ngàn Phố, Ngàn sâu- Hà Tĩnh (1910), Yên Mỹ-Thanh Hố (1911)… Đến 1920-1925, khi khai phá vùng đất Bazan phì nhiêu ở Tây Nguyên, người Pháp đã đưa cà phê vào trồng ở đây. Đến 1945 tổng diện tích cà phê tồn quốc khoảng 10.070 ha, năng suất cà phê chè khoảng 4-5 tạ/ha, cà phê vối 5- 6 tạ/ha. Trong thơì gian chiến tranh tình hình sản xuất cà phê cĩ nhiều biến đổi. Ơ miền Bắc các nơng trường duy trì sản xuất ngay cả những năm chiến tranh ác liệt. Nhưng do quy hoạch trồng cà phê khơng đúng đắn ngay từ đầu nên nhiều nơng trường được thiết lập ồ ạt sau này phải thanh lý. Ơ Miền Nam sau năm 1986, do chiến tranh nhiều vùng phải bỏ hoang, đến năm1973 chỉ cịn 8872 ha, năm 1975 khoảng 10.000 ha, phần lớn cà phê sản xuất ra được tiêu thụ vùng nội điạ. Sau ngày giải phĩng 4/1975 ngành cà phê phát triển chưa từng cĩ, chỉ trong hai năm1978 -1979 tỉnh Đắc Lắc đã phát triển phong trào rầm rộ trồng được 6000 ha cà phê tạo khí thế mạnh và quyết tâm cao. Nhưng do chưa chuẩn bị chu đáo, thiếu trình độ chuyên mơn nên gặp nhiều khĩ khăn, khơng lâu sau cĩ một diện tích lớn cà phê bị hủy bỏ, số cịn lại cịi cọc, khơng hiệu quả. Vào thập kỉ 80, chính phủ ta ký hàng loạt các hiệp định hợp tác sản xuất vơí Liên Xơ (cũ) CHLB Đức, Tiệp Khắc, Ba Lan, taọ điều kiện cho cà phê cĩ vốn đầu tư, thiết bị để bước vào thời kỳ phát triển mơí. I.3 Giá trị dinh dưỡng của cà phê: Cà phê là một sản phẩm được chế biến từ nhân cà phê, qua các cơng đoạn chế biến ta được cà phê dạng bột cĩ mùi vị thơm ngon đặc trưng. Cũng như chè cà phê cĩ tác dụng kích thích thần kinh làm cho đầu ĩc tỉnh táo đĩ là do tác dụng của chất cafein. Cà phê cịn chũa chứng đau đầu , chống váng cho phụ nữ. Cà phê kích thích đại não và tủy sống, đồng thới làm tăng hoạt động của cơ tim, giảm lượng cacbonic ứ động trong phổi và gĩp phần loại bỏ nhiều cặn bã vào nước tiểu. II. TRÊN THỊ TRƯỜNG: II.1 Cà phê trê thế giới: Trên thế giới hiện nay cĩ 79 nước trồng cà phê vơí diện tích trên 10 triệu ha, và tổng sản lượng hàng năm 6 triệu tấn. Các nước cĩ cà phê lớn nhất là Braxin với trên 3 triệu ha, Coted’Ivoire (Châu Phi) và Indonesia mỗi nước khoảng một triệu ha, Columbia vơí gần 1 SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 6 triệu ha, Braxin vẫn là nước sản xuất cà phê lớn nhất thế giới, giá cà phê trên thế giới cũng chịu ảnh hưởng bởi tình hình sản xuất cuả Braxin. Nhờ áp dụng một số tiến bộ kỹ thuật giống mới, mật độ cây trồng nên hàng chục nước đã đưa năng suất bình quân đạt 1 triệu tấn nhân/ha như Costarica cĩ diện tích cà phê chè là 80.000 ha đạt năng suất bình quân trên 1.5tấn/ha. Tuy nhiên do sự xuất hiện cuả bệnh rỉ sắt cà phê, các nước Trung vàNam Mỹ nhiều năm đã gặp nhiều khĩ khăn và tốn kém. Thị trường cà phê thế giới trong những năm vừa qua thường chao đảo khơng ổn định về giá cả. Tổ chức cà phê trên thế giới ICO khơng cịn giữ được hạn ngạch xuất nhập khẩu, giá cả trơi nổi trên thị trường tự do nên cĩ những giai đoạn giá cà phê hạ xuống rất thấp. Tình trạng này dẫn đến nhiều nước phải hủy bỏ bớt diện tích trồng cà phê, hoặc khơng tiếp tục chăm sĩc cà phê nữa vì kinh doanh khơng cịn thấy hiệu quả. Từ sau năm 1992, thị trường cà phê trên thế giới lại rơi vào tình trang thiếu hụt, cung khơng đáp ứng đủ cầu. Nhưng tình trạng này chỉ kéo dài đến niên vụ cà phê năm1997/1998 khi sản lượng cà phê đạt 96.8 triệu bao, sản lượng cà phê trên thế giới niên vụ 1998/1999 đạt 104 triệu bao đưa đến cung vượt cầu, làm cho cà phê bị rớt giá thảm haị và tình hình đĩ kéo dài cho đến hiện nay. II.2 Tình hình sản xuất cà phê tại Việt Nam: Việt Nam là nước đứng đầu thế giới về sản xuất cà phê vối và đứng thứ ba về xuất khẩu cà phê. Ngày 26/3/1991 Việt Nam chính thức gia tổ chức quốc tế cà phê (ICO). Ngày 13/10/1992 hội đồng bộ trưởng đã ký nghị định 174 HĐBT thành lập liên hiệp các xí nghiệp cà phê thuộc bộ Nơng Nghiệp và Phát Triển Nơng Thơn. Trong thập niên:1990-2000 diện tích trồng và sản lượng cà phê ở Việt Nam tăng rất đáng kể (bảng 4). Bảng 4:Diện tích trồng và sản lượng cà phê Việt Nam: Năm Diện tích (nghìn ha) Sản lượng (nghìn tấn) Xuất khẩu (nghìn tấn) 1991 115 100 93.5 1992 103.7 119 116.2 1993 101.3 136 122.7 1994 123.9 180 176.4 1995 186.4 218 120 1997 340.4 420 389 2000 400 550 514 Vài nămgần đây cà phê chè đã được chú trọng phát triển ở một số tỉnh miền bắc như Sơn La, Tuyên Quang, Bắc Thái, Vĩnh Phú, Lai Châu, Lạng Sơn…… nhưng chưa đáng kể. Khuynh hướng phát triển cà phê ở Việt Nam hiện nay là khơng tăng diện tích nhưng thâm canh tăng năng suất cà phê Rosbuta là dịng sản xuất chính cuả các tỉnh phía nam vì dễ thích nghi , năng suất cao, nhưng cà phê Arabica dễ bán và cĩ giá cao hơn. Hơn một thế kỉ trơi qua, kể từ khi cây cà phê được trồng đầu tiên trên đất nước ta, đến nay cây cà phê đã trở thành cây cơng nghiệp quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 7 CHƯƠNG II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ BỘT I. NGUYÊN LIỆU: I.1 Các loại cà phê: Cĩ ba loại I.1.1 Cà phê chè (coffee ArabicaL): Nguồn gĩc ở cao nguyên Jimma, thuộc nước Etiopia, vùng nhiệt đới ở phía Châu Phi. Gồm các chủng như:Typpica Bourbon, Moka, Katura… Đây là cà phê được trồng lâu đời nhất và tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới vì thơm ngon, dịu (chiếm 70% sản lượng cà phê trên thế giới ). Hàm lượng cafein trung bình 1.3%. Cây thuộc dạng bụi thân cao 3-4m cành đối xứng. mềm ,rủ xuống. Lá mọc đối xứng hình trứng dài, đầu nhọn, rìa lá quăn, xanh đậm. Quả cà phê thuộc loại quả thịt, hình trứng khi chín cĩ màu đỏ tươi (chủng caturra amarello cĩ quả màu vàng) chiều dài 10-18mm, rộng 8-12mm. hạt cà phê hình trịn dẹt, cĩ màu xanh xám, xanh lục, tuỳ theo giống và điều kiện bảo quản, chế biến. Cây cà phê chè cĩ đặc tính tự thụ phấn nên cĩ độ thuần chủng cao hơn các loại cà phê khác. Cây cà phê chè ưa nơi mát và hơi lạnh. Phạm vi thích hợp18-250C, thích hợp nhất là 10-200C. Do yêu cầu như vậy nên cà phê thường trồng ở miền núi cĩ độ cao từ 600-2500m. Các nước trồng cà phê chè cĩ hương vị thơm ngon như: Keyya,Tazania,Columbia…Thường trồng ở nơi cĩ độ cao 800m trở lên. I.1.2. Cà phê vối ( coffe canephora): Nguồn gốc ở khu vực Cơng –Gơ, miền vùng thấp xích đạo và nhiệt đới Tây Châu Phi, cĩ rất nhiều chủng loại khác về kích thước lá, độ gợn sĩng của phiến lá, màu sắc lá và quả, hình dạng qủa… song chủng loại được trồng phổ biến nhất ở các nước trên thế giới là Rosbusta. Cà phê vơí cĩ hàm lượng cafein trong hạt chiếm1.79-3.06%( cao nhất trong ba loại cà phê). Cây cĩ mơt hoặc nhiều thân, cao 8-12m, cành dài rủ xuống. Lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác,mũi nhọn ,phiến lá gợn sĩng mạnh. Quả hình trứng ,núm quả nhỏ, trên quả thường cĩ nhiều gân dọc, quả chính cĩ màu đỏ hoặc hồng. Kích thước hạt thường nhỏ hơn cà phê chè, hạt cĩ dạng hình trịn, dày, màu xanh bạc, xanh lục hoặc xanh nâu tuỳ chủng loại và cách chế biến. Tỉ lệ nhân trên quả cao hơn cà phê chè. Cà phê vối khơng tự thụ phấn được, điều này dẫn tơí sự đa dạng ở vuờn cà phê vối trồng bằng hạt. Cà phê thích nơi nĩng ẩm,nhiệt độ thích hợp nhất là 24-260C I.1.3. cà phê mít (coffee excelsa): Nguồn gốc ở xứ Ubangui-Chari,xứ Biển Hồ Sát,sa mạc Sahara thường gọi cà phê sari. Hàm lượng cafein trong hạt 1.02-1.15%. cây cao 6-15m, lá to hình trứng hoặc hơi lưỡi mác. Quả hình trứng, hơi dẹt, núm quả lồi. Quả to khi chín cĩ màu đỏ sẫm, hạt SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 8 màu xanh ngả vàng, vỏ lụa bám chặt vào hạt làm khĩ trĩc hạt. Cà phê mít ít hơn, cĩ vị chua chất lượng nước uống ít được ưa chuộng. I.2.Các điều kiện về ngoại cảnh: I.2.1.Ảnh hưởng của đất đai: Đất trồng cà phê phải cĩ tầng sâu 70 cm trở lên, cĩ độ thốt nước tốt( khơng bị úng, lầy) , đất Bazan thích hợp cho cây cà phê. I.2.2.Ảnh hưởng của khí hậu: Cây cà phê địi hỏi một số yêu cầu về nhiệt độ, lượng mưa, ánh sáng, giĩ.  Nhiệt độ:tuỳ từng chủng cà phê. Cây cà phê chè ưa nơi mát và lạnh, phạm vi thích hợp từ 8-200C, thích hợp nhất từ 22-220C, do đĩ cà phê chè thường được trồng ở miền núi cĩ độ cao từ 600-2500m. cà phê vối thích hợp ở nơi nĩng ẩm, hiệt độ thích hợp từ 24-260C.  Giĩ rét, giĩ nĩng, giĩ khơ: đều bất lợi đối vơí sự sinh trưởng của cây cà phê.  Lượng mưa: cà phê chè 1300-1900mm, cà phê vối 1300-2500 mm, cà phê mít tương tự cà phê vối nhưng do cĩ độ bền rễ ăn sâu vì vậy cĩ thể trồng ở những nơi cĩ lượng mưa lớn.  Ẩm độ của khơng khí: lớn hơn 70%, đặc biệt giai đoạn cà phê nở hoa cần cĩ độ ẩm cao.  Ánh sáng: cà phê chè ưa ánh sáng tán xạ, cà phê vối là cây thích ánh sáng trực xạ yếu. I.2.3.Ảnh hưởng của điều kiện chăm sĩc kỹ thuật: Chế độ chăm sĩc kỹ thuật trong thơì gian trồng cà phê rất quan trọng. Các chế độ chăm sĩc kĩ thuật bao gồm:  Đánh nhánh, tạo hình cây.  Tủ gốc cây cà phê.  Bĩn phân đúng định kỳ, đúng sản lượng cần thiết.  Số lượng và loại cây bĩng mát cần thiết cho từng loại cây cà phê.  Phịng trừ sâu bệnh hại cà phê.  Chăm sĩc cây tốt sẽ cĩ ảnh hưởng đến chất lượng cà phê, độ mẩy của hạt cà phê, chất dinh dưỡng trong nhân đầy đủ. I.2.4. Ảnh hưởng của độ cao: Độ cao vùng đất trồng cũng ảnh hưởng đến chất lượng của cà phê. Cà phê trồng ở độ cao 2000m trở lên cĩ hương vị đặc biệt và xếp hạng cà phê trồng ở thấp. I.3.Thành phần hĩa học của cà phê: I.3.1.cấu tạo quả cà phê: SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 9 Quả cà phê gồm những phần sau (đi từ vỏ vào nhân)  Lớp vỏ quả: Là lớp vỏ ngồi cùng, mềm mỏng, cĩ màu xanh hoặc đỏ. Vỏ của cà phê chè mềm hơn cà phê vối và cà phê mít.  Lớp vỏ thịt: Nằm dưới lớp vỏ quả. Vỏ thịt cà phê chè mềm, chứa nhiều chất ngọt dễ xay xát hơn. Vỏ thịt cà phê mít cứng và dày hơn.  Lớp vỏ trấu: Cứng, chứa nhiều chất xơ bao bọc xung quanh nhân. Vỏ trấu của cà phê chè mỏng và dễ đập vỡ hơn cỏ trấu của cà phê mít và cà phê vối.  Lớp vỏ lụa: Là lớp vỏ mỏng nằm sát nhân cà phê, cĩ màu sắc đặc tính khác nhau tùy thuộc loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè cĩ màu trắng bạc, rất mỏng và dễ bong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vơi màu nâu nhạt, cịn vỏ lụa cà phê mít màu vàng nhạt.  Nhân cá phê: Nằm trong cùng. Lớp tế bào ngồi của nhân thì cứng và cĩ những tế bào nhỏ, trong cĩ những chất dầu. Phía trong cĩ những tế bào lớn và mềm hơn. Một quả cà phê thường cĩ 1, 2 hoặc 3 nhân. Thơng thường thì chỉ cĩ hai nhân. Tỉ lệ các thành phần cấu tạo các hạt của cà phê (% theo quả tươi): Các loại quả và nhân Cà phê chè (%) Cà phê vối (%) Vỏ quả 43-45 41-42 Lớp nhớt 20-23 21-22 Vỏ trấu 6-7.5 6-8 Nhân và vỏ lụa 26-30 26-29 I.3.2. thành phần hố học của vỏ quả: Vỏ quả cĩ màu đỏ khi chín, đĩ là chất antoxian, trong đĩ cĩ vết của alcaloit, tannin, cafein và các loại mem. Trong vỏ quả cĩ từ 21.5-30% chất khơ. Người ta đã phân tích các chất sau: Thành phần hố học Cà phê chè Cà phê vối Protit 9.2-11.2 9.17 Lipit 1.73 2.00 Xenlulo 13.16 27.65 Tro 3.22 3.33 Gluxit 66.16 57.15 Tannin 14.12 Pectin 4.07 Cafein 0.58 0.25 I.3.3. Thành phần hĩa học của lớp nhớt (theo % chất khơ): Phía dưới lớp vỏ quả là lớp nhớt, gồm những tế bào khơng cĩ cafein, tannin, cĩ nhiều đường và pectin. Thành phần hĩa học Cà phê chè (%) Cà phê vối (%) SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 10 Pectin 33 38.7 Đường khử 30 45.8 Đường khơng khử 20 - Xenlulo và tro 17 - Độ pH của lớp nhớt tuỳ theo độ chín của quả, thường từ 5.6 -5.7 cĩ đơi khi 6.4. Trường hợp nhớt đặc biệt cĩ men pectaza phân giải pectin trong quá trình lên men. I.3.4. Thành phần hĩa học của vỏ trấu Gồm cĩ xenlulo là chủ yếu. Sau đây là thành phần hố học của vỏ trấu cà phê chè đã lên men sau 40 giờ và rửa sạch. Thành phần hố học Cà phê chè (%) Cà phê vối (%) Hợp chất cĩ dầu 0.35 0.35 Protein 1.46 2.22 Xenlulo 61.8 67.8 Hemixenlulo 11.6 - Chất tro 0.96 3.3 Đường 2.0 - Pantosan 0.2 - Trong vỏ trấu cĩ một ít cafein, khoảng 0.4% do từ nhân khuếch tán ra lúc lên men hoặc lúc phơi khơ. Vỏ trấu dùng làm chất đốt, dễ cháy, cĩ thể đĩng thành bánh khơng cần chất dính bằng các loại máy ép than, ép mùn cưa. I.3.5.Thành phần hố học của nhân Cà phê nhân ở dạng thương phẩm gồm: nước, khống, lipit,protit, gluxit. Ngồi ra cịn cĩ những chất khác mà ta thường gặp trong thực vật là những acid hữu cơ chủ yếu như acid clorogenic và ancaloit. Trong thế giới cũng như trong nước ta, đã cĩ nhiều nghiên cứu và thành phần hố học của nhân cà phê. Ngồi ra trong nhân cà phê cịn một lượng đáng kể vitamin, các chất bay hơi và các cấu tử gây mùi thơm. Hiện nay người ta đạ tìm ra cĩ tới hơn 70 chất thơm hỗn hợp lại thành mùi thơm của cà phê. Trong cà phê chủ yếu là vitamin nhĩm B như B1, B2, B6, B12 và các loại acid hữu cơ là tiền các loại vitamin. Thành phần hố học Tính bằng g/100g Tính bằng mg/100g Nước 8-12 Chất béo 4-18 Đạm 1.8-2.5 Protein 9-16 Cafein 0.8-2 Acidclorogennic 2-8 Trigonenlin 1-3 Tannin 2 Acidcafetanic 8-9 SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 11 Acidcafeic 1 Pentozan 5 Tinh b65t 5-23 Dextrin 0.85 Đường 5-10 Xenlulo 10-20 Hemixenlulo 20 Linhin 4 Tro 2.5-4.5 Trong đĩ cĩ; Ca 85-100 P 130-150 Fe 3-10 Na 4 Mn 1-45 Rb,Cu,F vết  Nước Trong nhân cà phê đã sấy khơ, nước cịn lại 10-12% ở dạng liên kết. Khi hàm lượng nước cao hơn, các loại nấm mốc phát triển mạnh làm mỏng hạt. Mặt khác, hàm lượng nước cao sẽ làm tăng thể tích bảo quản kho, khĩ khăn trong quá trình rang, tốn nhiều nhiên liệu và nhất là tổn thất hương cà phê. Hàm lượng nước trong cà phê sau khi rang cịn 2.7%.  Chất khống Hàm lượng chất khống trong cà phê khoảng 3-5%, chủ yếu là Kali, Nitơ, Magie, Phopho, Clo. Ngồi ra cịn thấy đồng , nhơm, sắt, iod, lưu huỳnh… Những chất này ảnh hưởng khơng tốt đến mùi cà phê. Chất lượng cà phê cao khi cĩ hàm lượng chất khống càng thấp và ngược lại.  Gluxit Chiếm khoảng ½ tổng số chất khơ, đại bộ phận khơng tham gia vào thành phần nước uống mà chỉ cho màu vị caramem. Đường cĩ trong cà phê do trong quá trình thủy phân dưới tác dụng của acid hữu cơ và enzyme thủy phân hàm lượng saccharose cĩ trong cà phê phụ thuộc vào mức độ chín: Quả càng chín hàm lượng saccharose càng cao. Saccharose bị caramen hố trong quá trình rang nên sẽ tạo hương vị cho nước cà phê. Hạt cà phê cịn chứa nhiều polysaccarit nhưng phần lớn được loại ra ngồi bã cà phê sau quá trình trích ly.  Protein Hàm lượng protein trong cà phê khơng cao nhưng nĩ đĩng vai trị trong việc hình thành hương vị của sản phẩm. Bằng phương pháp thủy phân, người ta thấy trong thành phần protein của cà phê cĩ những acid amin như sau: cystein, alanin, phenylalanine, histidin, leusin, lysine…Các acid amin này ít thấy ở trạng thái tự do, chúng thường ở dạng liên kết. Khi gia nhiệt, các mạch polypeptit bị phân cắt, acid amin được giải phĩng ra tác dụng với nhau hoặc tác dụng với chất tạo mùi vị cho cà phê rang. Trong số các acid amin kể trên đáng chú ý nhất là những acid amin cĩ chứa lưu huỳnh như cystein, mothionine và proline, chúng gĩp phần tạo nên hương đặc trưng của cà phê sau khi rang. Đặc biệt, methionine và proline cĩ tác dụng làm giảm oxy hố các chất thơm, làm cho cà SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 12 phê rang giữ được mùi vị khi bảo quản. Trong quá trình chỉ cĩ một phần peotein bị phân hủy thành acid amin, cịn phần lớn biến thành hợp chất khơng tan.  Lipit Hạt cà phê chứa lượng lipit khá lớn (10-13 %). Lipit trong cà phê chủ yếu là dầu và sáp. Trong đĩ sáp chiếm7-8% tổng lượng lipit, cịn dầu chiếm 90%. Trong quá trình chế biến , lipit bị biến đổi, song một phần acid béo tham gia phản ứng dưới tác dụng của nhiệt độ cao tạo hương thơm cho sản phẩm, lượng lipit khơng bị biến đổi là dung mơi tốt hịa tan chất thơm. Khi pha cà phê chỉ cần một lượng nhỏ lipit đi vào nước cịn phần lớn lưu lại trên bã.  Các alkaloid Trong cà phê cĩ các ancaloid như cafein, trigonulin, colin. Trong đĩ quan trọng và được nghiên cứu nhiều hơn cả là cafein và trigonulin. Cafein chiếm từ 1-3% phụ thuộc vào chủng loại, điều kiện khí hậu, điều kiện canh tác. Hàm lượng cafein thấp hơn trong chè nhưng nĩ kích thích hệ thần kinh vơí thời gian dài hơn và khi uống cà phê tốc độ lưu thơng máu khơng tăng lên nên cafein thải ra ngồi chậm, mặt khác khi pha cà phê trong nước, cafein được giải phĩng hồn tồn ở trạng thái tự do, khơng hình thành những chất cĩ khả năng kết tủa hoặc những chất khơng cĩ hoạt tính của ancaloit. Trigonellin (acid metyl betanicotic:C7H7NO2 ) là anconoit khơng hoạt tính sinh ly ít tan trong rượu etylic, khơng tan trong clorofoc và ete, tan nhiều trong nước nĩng, nhiệt độ nĩng chảy là 2480C. tính chất đáng quý của trigonellin là dưới tác dụng của nhiệt độ cao nĩ bị phân hủy thành acid nicotic (tiền vitamim pp). Nhiều kết quả nghiên cứu trong cà phê nhân khơng cĩ acid nicotic nhưng nĩ được hình thành trong quá trình gia nhiệt trong đĩ cĩ sự nhiệt phân trigonellin giữ vị trí quan trọng.  Chất thơm Trong cà phê hàm lượng chất thơm nhỏ, nĩ được hình thành và tích lũy trong hạt. Sự tích lũy chịu nhiều yếu tố như đất đai, khí hậu và đặc biệt là chủng loại cà phê. Mặt khác nĩ được hình thành ttrong quá trình chế biến, đặc biệt trong quá trình rang. Chất thơm bao gồm nhiều cấu tử khác nhau: acid, andehyt, ceyon, rượu , phenol, este. Trong quá trình rang, các chất thơm thốt ra ban đầu cĩ mùi hắc sau chuyển thành mùi thơm. Các chất thơm của cà phê dễ bay hơi, biến đổi và dẫn đến hiện tượng cà phê bị mất mùi thơm nên đựng trong bao bì kín và tiêu thụ nhanh. I.3.6.Thời kỳ thu hoạch: Mỗi loại cà phê cĩ thời gian chín và thời gian thu hoạch khác nhau. Tuỳ thuộc vào khí hậu từng vùng mà cà phê cĩ thể chín sớm hơn hoặc muộn hơn. Ngồi ra cịn phụ thuộc kỹ thuật chăm bĩn. Thời gian thu hoạch cà phê từ tháng 10 đến tháng 2. I.4.Các quá trình chuyển hố trong lên men cà phê: Trong quá trình lên men nhờ hoạt động các enzym, hạt cà phê cĩ sự thay đổi rất sâu sắc về tính chất vật lý và tính chất hố học. Các enzyme này khơng chỉ cĩ ttrong hạt cà phê mà cịn do các vi sinh vât tự nhiên cĩ trên bề mặt hạt cà phê. Thời gian lên men cà phê thường kéo dài từ 20-100 giờ ,thơì gian lên men dài,ngắn phụ thuộc vào nhiệt độ khi lên men và độ chín của hạt cà phê, giá trị pH khốihạt lên men. Kết quả các phản ứng thử nhgiệm cũng như trong thực tế sản xuất: SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 13  Lên men hiếu khí nhanh và tốt hơn lên men yếm khí.  Nếu trong quá trình lên men người ta cho thêm Ca2+ sẽ làm tăng hoạt tính của enzyme kết quả là quá trình lên men nhanh hơn.  Hiện nay người ta sử dụng các enzyme được sản xuất cơng nghiệp để lên men cà phê. Trong đĩ các loại enzyme như Benefax, Pectozyme, Cafepec. Kết quả sử dụng các chế phẩm enzyme này cho thấy chất lượng cà phê sau khi lên men rất tốt. Các chế phẩm enzym này đều chứa enzyme pectinaza, hemixenllulaza và xenlulaza. Trong quá trình lên men thành phần hố học của cà phê được thay đổi khá sâu sắc sự thay đổi đĩ xảy ra như sau. Sự thay đổi thành phần hố học của cà phê trước và sau lên men Thành phần % chất khơ Trước lên men Sau lên men Nước 35.3 50 Lipit 6.0 4.0 Pectin 47.0 36.2 Hemixenluloza 9.4 8.0 Các chất khác 2.3 1.1 Men chua và rolaza ngồi các acid hữu cơ etanol là sản phẩm taọ thành trong quá trình lên men. Quá trình tạo etanol như sau: C6H12O6 CH3COOH CH3COOH CH3CHOHCOOH CH3-COOH +HCOOH CH3CH2OH +H2 +CO2 (PH=6.2) Vi sinh vật trong lên men cà phê: Cĩ rất nhiều vi sinh vật tham gia quá trình lê men cà phê, ta cĩ thể tĩm tắt như sau:  Các lồi vi khuẩn Lactic. Tìm thấy rất nhiều vikhuẩn Lactic thuộc Leuconostoc và Lactobacillus.  Các lồi cầu khuẩn thuộc Acetobacter và Escherichia  Các lồi Bacillus chứa nhiều pectinaza  Các loại nấm men  Các loại nấm sợi như Apergillus ,Fusarium,Pennicillium  Các lồi thuộc Erwinia Trong quá trình lên men nhiều tác giả cho thấy lượng enzyme Pectinaza được tổng hợp khá nhiều các enzyme này tham gia phản ứng sau: Pectin + H2O Pexitpectit + CH3OH Enzyme Pectinaza được tạo thành, trong đĩ lưu ý rằng các peotinaza của vi khuẩn thường hoạt động pH cao hơn của nấm mốc (ở vi khuẩn pH 5-6 ở nấm mốc pH 4.5) các enzyme Pectinaza thường bị mất hoạt tính ở nhiệt độ 950C trong 20 phút. SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 14 II.SỬ DỤNG CHẤT ĐỘN Một số nhà máy cà phê sử dụng chất độn khi pha trộn cà phê để tăng lợi nhuận bằng cách giảm số lượng cà phê ở đầu vào. Các chất độn này gồm cĩ: ngơ ,nhân hạt điều, hạt keo dậu , đậu nành. Các nguyên liệu này đều rẻ hơn cà phê. Hơn nữa chi phí sản xuất cà phê cao mà giá trị dinh dưỡng kém, thậm chí khơng cĩ chút dinh dưỡng nào. Ngồi ra cà phê cịn gây tác hại đến thần kinh, các bệnh về tim và máu. Chính vì vậy cần phải tăng chất dinh dưỡng cho cà phê, việc trộn thêm các chất khác là cần thiết. Dùng đậu nành làm đồ uống cĩ lợi hơn cà phê vì nĩ cĩ lexithin là chất chống cholesterol và chứa 47 % protein. Pha trộn ba loại cà phê. Ở nước ta trồng ba loại cà phê sau:  Cà phê chè: cĩ mùi thơm  Cà phê mít: cĩ vị ngon  Cà phê vối: làm chất độn rất tốt Trong sản xuất để tăng chất lượng và hương vị cho sản phẩm cà phê, người ta thường dùng ba loại cà phê trên với tỷ lệ như sau: 25% cà phê chè + 25% cà phê mít + 25% cà phêvối. Ngồi 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. SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 15 III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ DẠNG BỘT III.1 Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê dạng bột: Định lượng Là nguội Phân loại Làm sạch Rang Nghiền Đĩng gĩi Bảo quản Phụ gia Tạp chất Cà phê nhân SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 16 III.1.1 Chế biến cà phê nhân: cĩ hai phương pháp III.1.1.1 Phương pháp ướt: Dùng những thiết bị và quá trình thích hợp để bĩc lớp vỏ thịt và vỏ quả, nhân cà phê chỉ cịn lớp vỏ trấu và vỏ lụa gọi là cà phê thĩc ướt. Sấy khơ cà phê thĩc ướt đến độ ẩm thích hợp sẽ thu được bán thành phẩm là cà phê thĩc khơ. Phương pháp ướt Bĩc vỏ quả Bĩc vỏ thịt Rửa Làm ráo và làm khơ Phân loại quả, tách tạp chất SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 17 III.1.1.2 Phương pháp khơ: Lớp vỏ quả và vỏ thịt khơng bĩc mà làm khơ ngay quả cà phê tươi vừa thu hoạch. Bán thành phẩm thu được là cà phê quả khơ. Phương pháp khơ III.1.2 .Làm sạch cà phê: Tách tạp chất Bĩc vỏ trấu vá quả lụa Phân loại theo kích thước Khối lượng và màu sắc Đấu trộn và đĩng bao Bảo quản cà phê nhân Phân loại theo kích thước Khối lượng màu sắc Đấu trộn và đĩng bao Bĩc vỏ quả khơ và vỏ lụa Làm khơ quả cà phê SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 18 Quả cà phê thu hoạch về rất dễ hỏng, phải bảo quản cẩn thận, tránh dập nát quả, khơng chất đống để tránh tự bốc nĩng và thối qủa. Dùng sàn để phân loại quả theo kích thước, độ lớn và màu sắc. Dùng bể xi phơng để tách các tạp chất nặng như đất đá kim loại và tạp chất nhẹ. Sau đĩ sử dụng máy xát để bĩc vỏ quả (xát tươi) tạo thuận lợi cho quá trình bĩc tách vỏ thịt sau này. Vỏ thịt dày chứa nhiều đường, pectin, nên khĩ làm khơ lại dễ bị vi sinh vật gây hại. Vì thế để bĩc lớp vỏ thịt, người ta dùng nhiều biện pháp khác nhau như phương pháp ngâm ủ trong bể (sinh hố) khoảng 10-12 giờ ở nhiệt độ 35-420C, hoặc dùng các chất kiểm tra như Na2CO3 để phân giải lớp thịt (phương pháp hĩa học ) hoặc dùng lực masát ( phương pháp cơ học ) để bĩc lớp vỏ thịt. Dùng nước sạch để rửa cà phê thĩc sau khi được bĩc lớp vỏ thịt. Cà phê thĩc ướt được chuyển sang một bể, dưới đáy cĩ lớp thốt nước để làm ráo tự nhiên, hoặc cĩ thể cho cà phê thĩc ướt vào máy ly tâm. Sau khi làm ráo nước, hạt cà phê được làm khơ bằng cách phơi khơ hoặc sấy. Nếu phơi nắng, hạt cà phê phải trải mỏng trên dàn phơi và tiến hành phơi từ 10-12 ngày, độ ẩm cà phê thĩc sau khi phơi, hoặc sấy đạt 12-13%. Để bĩc vỏ trấu và vỏ lụa ở cà phê thĩc khơ, người ta dùng máy xát kiểu trục, sau đĩ được đưa sang máy đánh bĩng để bĩc vỏ lụa. Sau khi bĩc vỏ lụa ta thu được cà phê nhân, cĩ bề mặt bĩng, nhẵn. Lúc này tiến hành phân loại hạt cà phê nhân theo kích thước, độ lớn và màu sắc khác nhau bằng những dụng cụ thích hợp. Cà phê nhân được chia làm 7 kích thước khác nhau, trong đĩ cĩ hai loại hạt trịn và 5 loại hạt dẹp. III.1.3.Định lượng: Cà phê nhân sau khi đã được làm sạch, phân lọai theo kích thước, màu sắc, cần một lượng cà phê nhân nhất định, để tạo sự đồng đều giữa các mẻ rang. III.1.4.Rang: Nên rang riêng từng lọai, khơng nên rang hỗn hợp nên dùng thiết bị rang liên tục được điều khiển theo chương trình: Nhiệt độ rang cà phê < nhiệt độ rang chè Nhiệt độ bề mặt cà phê =180-2300C Quá trình gia nhiệt xảy ra từ từ dẫn đến nhiều biến đổi trong hạt cà phê:  Hàm ẩm giảm 12-13 %  Các biến đổi hố học xảy ra dẫn đến biến đổi tính chất vật lý, làm cho cà phê trở nên giịn, xốp. Trong khi rang các chất cĩ trong cà phê như nước, bụi bám, chất dễ bị bay hơi.  Biến đổi hố học xảy ra các phản ứng phân giải phân hủy các chất tạo sản phẩm mơí, sản phẩm trung hoặc sản phẩm trung gian liên kết ngưng tụ vơí nhau dẫn đến cấu trúc phân tử biến đổi mạnh, phản ứng caramen hĩa, phản ứng melanoidin xảy ra ngồi ra cịn cĩ phản ứng dehydro dẫn đến chất khi giản nở làm cho thể tích hạt cà phê rang tăng lên 25-35%. Màu: xanh lục, xanh xám, trắng chuyển thành nâu hoặc nâu sẫm Mùi : cĩ mùi thơm đặc trưng Trạng thái: giịn xốp, dễ nghiền Nhữngbiến đổi của cà phê khi rang (theo nhiệt độ) SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 19 T0(0C) Biến đổi 130-140 - Cà phê cĩ màu vàng, thể tích ban đầu tăng do cĩ sự xuất hiện CO2 140-190 -Gluxit bị phân hủy, protein bị phân giải, CO2 tạo thành mạnh dẫn đến thể tích trương nở đạt cực đại, cấu trúc cà phê giịn, xốp. 200-230 - Khi cà phê đạt nhiệt độ 2000C:Khơng gia nhiệt nhưng nhiệt độ cà phê vẫn tăng do các phản ứng hĩa học là tỏa nhiệt, hình thành các chất tạo vị ,tạo mùi >230 -Xảy ra sự cháy Trong quá trình rang để hạn chế sự cháy khi chuẩn bị kết thúc nên phun ẩm với lượng nhỏ. Rang là giai đoạn quyết định chất lượng cà phê thành phẩm. Trong quá trình rang xảy ra sự hao hụt mất nước, chất bay hơi. Nước mất 5,5%, các tổn thất khác (vỏ cà phê, chất bay hơi) 2%. Thiết bị rang: chảo hoặc thiết bị thùng rang, thùng quay hoặc dùng chảo quay hình cầu (rang gián đoạn) thiết bị rang hình tháp. Nhiên liệu gas, dầu, củi … Cĩ ba phuơng pháp rang cà phê:  Gia nhiệt trực tiếp: áp dụng từ lâu đời.  Gia nhiệt gián tiếp: cần phải cĩ các thiết bị.  Gia nhiệt theo nguyên lý tầng sơi: lớp khơng khí phun từ dưới lên làm các hạt cà phê lơ lửng Đối vơí Arabica Cho hạt cà phê vào ở nhiệt độ 1800C Hạt trở nên vàng180 giây sau. Hạt bắt đầu nở khoảng230 giây sau Cho phét hạt khi rang nở đều Cho cà phê rang khi đạt màu sắc chuẩn Thơì gian rang khoảng 420 giây Đối với Robusta Cho cà phê vào ở nhiệt độ 2000C Hạt nở sau 120 giây, giảm nhiệt độ Cho hạt nở đều,hạt Rosbuta sẽ khơng đồng đều bằng Arabica Đổ cà phê ra khi màu sắc đạt màu sắc chuẩn Cố gắng khơng để nhiệt độ quá 2100C, nếu hạt bắt đầu cháy kéo leaver để cho một luồng khơng khí thổi qua hạt trong máy rang, việc này làm giảm nhiệt độ trong máy rang. Thời gian rang khoảng 300 giây Quá trình rang khơng nên thay đổi nhiệt độ. III.1.5 Làm nguội hạt cà phê: Sau khi rang cà phê cần làm nguội nhanh bằng cách cho tản nhiệt ra mơi trường xung quanh (rải mỏng trên lưới, dùng quạt ). Nếu sản xuất lớn: cần cĩ phịng làm nguội riêng, cĩ quạt hút, quạt máy. SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 20 Nên làm nguội càng nhanh càng tốt tối đa 3 phút, nếu làm nguội lâu hạt cà phê sẽ hút ẩm làm hạt giảm chất lượng. Thực tế thường cĩ ba phương pháp làm nguội:  Làm nguội bằng khơng khí. Khơng khí là một chất tải nhiệt dùng để làm nguội thực phẩm và các thiết bị. Khơng khí được dùng làm nguội tự nhiên hay nhân tạo- phương pháp này làm nguội đến nhiệt độ trong phịng. Làm nguội tự nhiên bằng khơng khí, thời gian rất dài- phương pháp này dùng phụ trong các thiết bị trao đổi nhiệt loại ướt , sản phẩm được làm nguội chủ yếu do sự trao đổi nhiệt với nước lạnh. Làm nguội nhân tạo bằng khơng khí tiến hành nhờ tác dụng của luồng khơng khí do quạt thổi vào sản phẩm hoặc thiết bị. Làm nguội nhân tạo nhanh hơn làm nguội tự nhiên do tốc độ luồng khơng khí lớn, ảnh hưởng tới sự tăng hệ số cấp nhiệt.  Làm nguội bằng nước. Nước lạnh là một trong những chất tải nhiệt phổ biến nhất, cĩ tỷ trọng cao và hệ số cấp nhiệt lớn. Sản phẩm được làm lạnh nước trong các thiết bị trao đổi nhiệt theo các phương pháp xuơi chiều ngược chiều và chéo chiều.  Làm nguội bằng nước đá. Dùng nước đá làm chất tải nhiệt cĩ thể làm nguội sản phẩm đến gần 00C. Nước đá được trực tiếp đưa vào ngăn thiết bị cĩ sản phẩm. Nhiệt độ nước đá là -10C đến -20C, khi ta sẽ thu nhiệt của sản phẩm, nước do nước đá tan ra sẽ hịa lẫn trong sản phẩm, do đĩ chỉ dùng phương pháp này cho sản phẩm lỏng cần làm lỗng và khơng cĩ tác dụng hĩa học vơí nước.  Trong thực tế người ta thường sử dụng phương pháp làm nguội bằng khơng khí do khơng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, khả năng hút ẩm của sản phẩm ít hơn. III.1.6.Phân loại. Phân loại chỉ tiến hành trước khi rang cà phê chưa được phân loại kỹ, cĩ lẫn tạp chất, lẫn hạt xanh cĩ thể phân loại bằng mắt thường hoặc bằng tế bào quang điện. III.1.6.1 Phân loại theo kích thước: Cà phê sau khi ra khỏi máy đánh bĩng thường người ta gọi là cà phê xơ, bao gồm tất cả các loại cà phê xấu, tốt, nặng nhẹ, vỏ trấu, vỏ lụa, mảnh vỡ to nhỏ, cà phê quả chưa bĩc hết vỏ hoặc cịn một phần vỏ v.v… người ta tiến hành phân loại cà phê nhờ các thiết bị sau:  Sàng trịn quay: SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 21 Gồm hai ống hình trụ nằm ngang chồng lên nhau, xung quanh là những tấm lưới bằng tơn đục lỗ hoặc lưới đan cĩ kích thước nhau trong từng đoạn một của sàng. Sàng quay với tốc độ 25-35 vịng / phút. Cũng cĩ khi người ta dùng một tầng nhưng lắp nối tiếp nhau hai hoặc ba trục. Sàng trịn cĩ ưu điểm : cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng, năng suất cao, phân loại được cho nhiều loại cà phê. Nhược điểm: khĩ tháo lắp, hiệu suất phân loại thấp, cồng kềnh, hạt cà phê hay bị kẹt bởi mắt lưới. Hiện nay trên thế giới cĩ xu hướng dùng sàng lắc nhiều hơn là sàng trịn .  Sàng lắc: Sàng gồm một khung cĩ 6 lớp màng, lớp dưới dốc hơn lớp trên 100 . khi máy chạy sàng lắc đi, lắc lại xê dịch 6-8 cm. phía trên sàng cĩ quạt hút bụi và vỏ trấu, vỏ lụa của nhân cà phê. Phía dưới mỗi tầng sàng cĩ chứa nhiều quả cầu cao su để khi sàng làm việc, các quả cầu này nhảy và tống những hạt cà phê bị kẹt vào mắt lưới ra ngồi. Khi thao tác cần chú ý khơng để lớp nguyên liệu thưa quá sẽ cĩ những hạt nhảy băng qua một số lỗ sàng, hiệu suất sàng kém, cũng khơng để dày quá vì những hạt ở lớp trên khơng tiếp xúc được vơí lưới sàng. Điều chỉnh quạt giĩ thích hợp sao cho cà phê sạch vỏ, nhưng khơng để cà phê lép theo vỏ ra ngồi. Ưu điểm: gọn nhẹ, hiệu suất làm việc lớn và phân loại chính xác, nhân cà phê ít bị kẹt vào mắc sàng. Ngồi ra nếu ở những cơ sở sản xuất nhỏ, thiếu máy thì cũng cĩ thể thay thế bằng sàng thủ cơng cĩ các loại lưới sàng thích hợp cho từng loại cà phê, từng cỡ hạt cà phê. Tuy nhiên nếu dùng sàng này thì tốn cơng, thao tác nặng nhọc và khơng phân được nhiều loại cỡ hạt. III.1.6.2. Phân loại cà phê nhân theo tỷ trọng: Tỷ trọng của hạt cà phê trung bình là 1,1-1,3. loại máy phân loại theo tỷ trọng phổ biến là catador. Nguyên lý của máy là dùng sức giĩ thổi hạt cà phê đang rơi ngược chiều từ trên xuống. Các hạt cĩ tỷ trọng cao sẽ vượt qua sức giĩ rơi xuống dưới đáy và được dẫn ra sàng ra ngồi. Hạt nhẹ sẽ bị nảy lên trên. Phần tạp chất nhẹ và bụi được thổi ra ngồi qua một lớp lưới gắn phía trên. Quạt ly tâm cĩ số vịng quay 550-620 vịng / phút, vận tốc giĩ từ 13-15 m/s . Năng suất máy từ 500-600 kg/h. III.1.6.3 Phân loại cà phê nhân theo màu sắc: Mục đích của phân loại theo màu sắc là để hạng chế số hạt lỗi( hạt đen,hạt nâu) nhằm đạt dược màu sắc đồng đều, tăng chất lượng cảm quan. Cĩ thể phân loại màu sắc bằng phương pháp thủ cơng hay bằng máy.  Phân loại bằng thủ cơng: Thường dùng sàng để nhặt hạt đen, hạt nâu, hạt biến màu. Cĩ thể dùng băng chuyền để chọn, băng chạy với vận tốc 0.15 m/s. Mặt khác cĩ thể phân chia ba nhĩm để nhặt hạt: + Nhĩm 1: màu hạt đen, nâu lẫn vỏ trái. +Nhĩm 2: hạt cà phê màu nâu sẫm, cĩ sâu đục hạt, hạt cĩ đốm bạc. + Nhĩm3: hạt xấu cịn sĩt lại. Ngồi ra cĩ thể đĩng khung bàn để lựa hạt, mỗi khung cĩ kích thước 1x2 m hoặc lớn hơn. Năng suất lựa hạt là 50-60/kg/người/ngày. Nếu đã qua phân loại bằng máy Catador, năng suất đạt tới 100kg/người/ngày. SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 22  Phân loại bằng điện tử: Nguyên tắc phân loại dựa trên màu sắc qua một sàng đi qua tế bào quang điện, những hạt đen,hạt lỗi tích điện và bị nảy xuống ngăn dưới. Phần cịn lại được đưa qua một ống sàng và tiếp tục được phân loại. Máy Sorter Junson cĩ năng suất160k g/h. máy Econotronic Allen của Mỹ cĩ năng suất cao hơn,khoảng 500kg/h. III.1.7 Quá trình nghiền cà phê: Ngay sau khi rang, cà phê cần được nghiền (xay) ngay nếu để lâu cà phê sẽ hút ẩm, làm cho cà phê giảm chất lượng. Do đĩ cần xay ngay khơng để quá 12 giờ. Nếu chưa nghiền ngay cần để trong thùng kín. Máy nghiền kiểu trục quay hoặc nghiền chà. Hạt cà phê nghiền kích thước 0,25-1mm. Do ma sát khi nghiền trục nĩng lên dẫn đến làm trục rỗng, để đưa nước vào bên trong. Quá trình nghiền cần để trong phịng kín nếu khơng sẽ dẫn đến tổn thất chất bay hơi, cà phê hút ẩm mạnh hơn. Trong quá trình nghiền cĩ thể dùng các thiết bị như sau: III.1.7.1 nghiền trung bình và nghiền nhỏ: Để sản xuất các chất béo dạng bột (nghiền hạt cĩ dầu), nghiền sơ cơ la trong sản xuất bánh, kẹo, nghiền cà phê dạng bột người ta dùng máy nghiền trục, máy xay. Trục được chế tạo nhẵn, cĩ răng hay cĩ gân. Loại cĩ gân dùng để nghiền hạt, cịn loại nhẵn để xay các sản phẩm nghiền thành bột. Khi tốc quay của hai trục bằng nhau thì vật nghiền được kẹp bởi các trục cán rồi bị cuốn vào khe giữa hao trục và bị nghiền nát ở đây. Khe hở giữa các trục được điều chỉnh nhờ hệ thống lị xo.muốn cho máy nghiền trục làm việc cĩ hiệu quả, các vật liệu ban đầu cần phải nhỏ hơn đường kính của trục nhẵn và trục cĩ gân 25 lần. Trong cơng nghiệp làm bột thường dùng máy cán, trục máy đĩ cĩ hai cặp trục làm việc song song. Các loại máy này cũng được dùng trong việc sản xuất thức ăn đặc và bánh kẹo. Bộ phận nghiền chủ yếu là đĩa, thớt được chế tạo bằng hợp kim chịu mịn, bằng gang hoặc đá thạch anh, đá nhám. Người ta nghiền hạt cà phê để sản xuất bột trên các máy xay đĩa. Năng suất của nĩ tính theo lượng hạt (60 tấn/ngày). Để nghiền nhỏ hạt cà phê, đường muối mầm hạt, quả khơ. Khoai tây, các loại hạt trong cơng nghệ thực phẩm, người ta sử dụng máy nghiền búa ( thực hiện sự va đập) và nghiền răng. Ơ máy nghiền búa nguyên liệu được nghiền nhỏ do các va đập của các búa quay cùng với đĩa. Độ nghiền phụ thuộc tốc độ quay của các búa. Tốc độ búa quay càng nhanh bột càng mịn. ở máy nghiền răng thì hai đĩa quay ngược chiều nhau theo các đường trịn đồng tâm. Những máy nghiền răng, nghiền búa vận hành tiện lợi và cĩ độ nghiền sản phẩm cao. III.1.7.2.nghiền mịn và nghiền keo: Các máy dùng nghiền mịn là các máy nghiền bi và nghiền rung. Nguyên vật liệu được đưa vào thùng quay của máy, trong đĩ cĩ chứa các hịn bi sứ, bi thép hoặc đá thanh. Dưới tác dụng của lực ly tâm sinh ra khi thùng quay, các viên bi này sẽ chà xát, va đập và SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 23 nguyên liệu được nghiền mịn. Tốc độ quay của thùng càng cao thì lực ly tâm càng lớn và do đĩ vật nghiền (bi, đá thanh) được nâng cao hơn. III.1.8.Các chất tạo nên hương vị cà phê: III.1.8.1 Nhĩm chất dễ bay hơi:  Nhĩm aldehyde: Acetaldehyde:Rất dễ bay hơi ở nhiệt sơi 210C, cĩ hầu hết ở các loại trái cây, cĩ mùi hơi hăng, hàm lượng cĩ trong cà phê rất thấp, chỉ thấy rõ ở cà phê rang cà phê bột (hàm lượng 100ppm), tạo hương thơm dịu cho cà phê dạng bột. Propinaldehyde: Nhiệt độ sơi 490C, cũng cĩ ở rất nhiều trái cây, múi của nĩ nhận thấy ở mận, táo hàm lượng của nĩ trong cà phê rang khoảng 20ppm. Nĩ khơng cĩ hương đặc trưng cho hương cà phê. Valeraldehyde:Cĩ ba đồng đẳng(điểm sơi 1030C), 2-metyl, 3-metyl (hai đồng phân nhánh cĩ nhiệt độ 930C). Hàm lượng cũa nĩ cĩ trong cà phê rang là 60 ppm. Hương vị do nĩ tạo ra rất nặng, nĩ rất quan trọng trong việc tạo mùi và vị cho cà phê.  Nhĩm ketone Acetone :Điểm sơi 570C cĩ mùi vị ngọt dịu đặc trưng. Hàm lượng ở cà phê rang , cà phê hồ tan là 50ppm. Diacetyl: Hàm lượng 20ppm(7%) ở cà phê rang cĩ vị ngọt và hương thơm bơ. Nĩ là một yếu tố tạo màu của cà phê. Hương của Diacetyl là dễ biết mặc dù hàm lượng trong cà phê rang chỉ cịn 1-2 ppm. Cà phê rang để 2 tháng:1/2 Diacetyl chuyển thành Acetyl methyl carbinol. Acetyl ethyl ketone: Nhiệt độ sơi 800C. Hàm lượng cà phê rang,cà phê hịa tan:10-20ppm. Nĩ cĩ mùi tương tự như Acetone, nhưng nĩ khĩ bay hơi hơn.  NHĩm rượu Methyl alcohol: Điểm sơi 640C, trong cà phê rang chỉ cĩ vài ppm nhưng rất dễ nhận ra mùi vị của nĩ, nhìn chung nĩ tạo vị ngọt và hương dịu cho tách cà phê.  Nhĩm este Methylformat: điểm sơi 320C, hàm lượng trong cà phê rang 10-20ppm. Ethylformat: điểm sơi540C, hàm lượng trong cà phê rang khoảng 2ppm. Methyl acetal: điểm sơi570C, hàm trong cà phê rang 10-20ppm. Pyridine: nhiệt độ sơi1150C, cĩ mùi khĩ chịu, hàm lượng trong cà phê rang 1- 2ppm. Cà phê rang giữ 7 tháng thì hàm lượng pyridine khơng thay đổi. Trigonelline: tinh thể màu trắng, trong cà phê nhân 1-1,3%, trong cà phê rang 0,9-1,2%. Nĩ cĩ vị đắng bằng1/4 lần vị đắng của cafein.khoảng 10% Trigonellin phân hủy trong quá trình rang, tạo mùi rất hấp dẫn (Trigonelline ---> pyridine +nicotinic).  Nhĩmvitamin SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 24 Trong cà phê nhân cĩ hàm lượng vitamin như sau: B1: 2ppm B2: 2-3 ppm Pantothenic acid:10-23 ppm Cholin: 600-800 ppm Folic acid: 0,2 ppm B6: 1,4 ppm Cịn cĩ B12 khơng đáng kể.  Nhĩm các hợp chất lưu huỳnh Dimetyl sulfide; nhiệt độ sơi 380C, rất dễ nhận biết trong khơng khí dù nồng độ rất nhỏ tính bằng ppm, nĩ tạo nên chất lượng cho cà phê. Hàm lượng trong cà phê rang 2ppm. Methyl mercaptan: nhiệt độ sơi 80C, dù ở hàm lượng ppm nhưng mùi rất dễ nhận biết, kết hợp các mùi khác tạo mùi dễ chịu. Hàm lượng trong cà phê rang là 3 ppm. III.1.8.2 Nhĩm chất khơng bay hơi:  Nhĩm cafein Arabica coffee:1% Robusta coffee: 2% Nĩ là tinh thể màu trắng cĩ vị cay khơng mùi, tan ít trong nước lạnh:2% ở nước 200C, 18% ở nước 800C, 40% ở 1000C. Nĩ là những tinh thể trắng trên bề mặt hạt cà phê rang. Cafrin gây đau đầu, tăng nhịp đập của tim, là chất kích thích tim và thận, do đĩ liều 200-400mg caffeine là khơng tốt.  Nhĩm acid Cĩ 0,2-0,5% trong cà phê rang, cà phê nhân. Oxalicacid: ở nồng độ cao nĩ là chất độc, nhiệt độ nĩng chảy 850C. Citric acid: cĩ ở các loại trái cây, vị acid rất dễ nhận biết, nhiệt độ nĩng chảy 1000C.  Nhĩm phenol Cĩ vị hăng cay, cĩ tính chất khử trùng, là những tinh thể màu trắng Catechol: cĩ hai nhĩm OH sát nhau. Resorcinol: cĩ hai nhĩm OH ở vị trí meta. Hydroquinol: cĩ hai nhĩm OH ở vỉ trí para. Chuyển sang màu đỏ khi tiếp xúc với khơng khí, phải tránh ánh sáng mơi trường. Chuyển sang Resins  NHĩm protein 14% trong cà phê nhân, 4% trong cà phê rang, cà phê hồ tan 6%. Protein hịa tan trong nước và acid amin khơng tạo mùi mạnh cho cà phê. SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 25  Nhĩm amin Rất dễ bay hơi, tạo ra từ protein và các hợp chất Nitơ khác. Ammoniac:mùi hăng rất dễ nhận biết,nhiệt độ sơi 330C  Dầu Cà phê rang 14-17% tùy loại là các loại dầu thực vật. Các dầu của acid béo giúp giữ lại các hương dễ bay hơi trong quá trình phun khơ cà phê hồ tan.  Chất khống Trên 4% trong đĩ cĩ: 60%k2O 10%MgO 5%CaO 1%Si 1%oxyt sắt 13% hợp chất phot pho, Natri, Mangan, Cu, Al và các nguyên tố khác. III.1.9 Pha trộn, đĩng gĩi, nhập kho bảo quản:  Pha trộn: là để cho cà phê thành phẩm được đều và đúng tiêu chuẩn của nhà nước qui định. Khi pha trộn cần chú ý ngoại hình, hương vị, màu sắc, và kích thước phù hợp vơí tiêu chuẩn qui định. Cĩ thể pha trộn bằng cơ giới hoặc thủ cơng.  Đĩng gĩi: việc đĩng gĩi cũng phải đúng tiêu chuẩn đã quy định:TCVN- 1279-72. thường nước ta đĩng gĩi theo mộy số khối lượng nhất định. Bao bằng polyethylene ở trong và bao gai ở ngồi. Bao bì khơng được cĩ mùi lạ: thơm hoặc hơi. Cơng việc khâu bao bằng máy hoặc bằng tay phải đúng theo TCVN-1279-72. Việc ghi nhãn hiệu cũng vậy.  Bảo quản, nhập kho: để nơi khơ ráo khơng cho tiếp xúc ánh nắng mặt trời. Cà phê sau khi đĩng gĩi cần nhập kho ngay để bảo quản đúng theo điều kiện quy định của quy trình. Tránh để cà phê hút ẩm làm hỏng chất lượng sản phẩm. CHƯƠNG IV: VỆ SINH THIẾT BỊ Cà phê dạng bột khơng hồ tan là một sản phẩm cũng được nhiều người ưa chuộng vì nĩ mang phong cách cổ xưa, truyền thống. Nhiều nước khơng cĩ cà phê nhưng lại cĩ những xưởng chế biến cà phê tối tân, hiện đaị. Cho nên khi sản xuất cà phê thì cần phải kiểm tra kỹ chất lượng của cà phê thành phẩm. Một điều cần lưu ý trong sản xuất cà phê dạng bột là vấn đề kiểm nghiệm trong quá trình sản xuất và vấn đề vệ sinh đối với sản xuất cà phê dạng bột là giai đoạn rang, nghiền….vệ sinh trong sản xuất là một tiêu chuẩn lớn cần đạt được. Máy mĩc cần sạch sẽ. Các vật liệu sử dụng cần phải vệ sinh cao như: nước cần phải lọc và thanh trùng. Các phương tiện sử dụng trong nhà máy phải lá thép khơng gỉ và phải tuân theo tiêu chuẩn vệ sinh thật chu đáo, triệt để. Nhất là khâu đĩng gĩi cần vệ sinh cao hơn, cacbonic để bột cà phê khỏi bị oxy hố, các chất dầu trong bột khỏi bị ơi, vi trùng hiếu khí và các nấm mốc khỏi xâm nhập. SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 26 SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 27 Tài liệu tham khảo [1].Hồng Minh Trang – kỹ thuật chế biến cà phê – NXB Nơng Nghiệp – Hà Nội -1983. [2]. PGS Trần Minh Tâm – Các quá trình cơng nghệ trong chế biến nơng sản thực phẩm – NXB Nơng Nghiệp – 1998. [3]. Bộ nội thương trường ĐH Thương Nghiệp – Thương phẩm học hàng thực phẩm, tập 1 – NXB Hà Nội – 1981. [4]. Nguyễn Bin – các quá trình, thiết bị trong cơng nghệ hố chất và thực phẩm –NXB – KHKT Hà Nội. SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 28 SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 29 SVTH:Trần Thị Kim Hạnh Trang 30