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

Chia sẻ: Paradise_12 Paradise_12 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

343
lượt xem 102
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cà phê là một loại thức uống có 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 có 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 không thể thiếu thì không có đủ điều kiện đất đai, khí hậu để trồng. Vì vậy đối vơí những nước có điều kiện trồng cà phê không chỉ tiêu thụ trong nước mà còn là...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận:Quy trình sản xuất cà phê bột không hòa tan

BỘ CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP IV KHOA HÓA- BỘ MÔN THỰC PHẨM   Đề tài tiểu luận: Quy trình sản xuất cà phê bột không hòa tan GV : ĐÀM SAO MAI SVTH :Trần Thị Kim Hạnh LỚP :CĐHTP3 Môn: LÊN MEM Tp HCM - 2003 SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 1
LỜI GIỚI THIỆU Cà phê là một loại thức uống có 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 có 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 không thể thiếu thì không có đủ điều kiện đất đai, khí hậu để trồng. Vì vậy đối vơí những nước có điều kiện trồng cà phê không chỉ tiêu thụ trong nước mà còn 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 có hương vị phong phú, trong thành phần hoá học cuả nó có chất đặc biệt như cafein. Nay là chất có tác dụng kích thích gâ y cho người tiêu thụ có cảm giác khoan khoái, hưng phấn, có sức hút đặc biệt làm cho người đã uống là dễ thành thói quen và có nhu cầu về nó gọi là “nghiện”. Các mặt hàng vị giác (chè cà phê, thuốc lá, rượu, bia, nước ngọt, muối, mì chính, tương, nước chấm …) không 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 có trong bột cà phê làm cho con người cảm thấy dễ chịu khi nghỉ ngơi hay trong lúc trò chuyện cùng bạn bè. Trong phạm vi bài sermina này tôi chủ yếu giới thiệu với các bạn về nguyên liệu, quy trình sản xuất mặt hàng cà phê dạng bột không hoà tan cùng một số máy móc thiết bị chính trong quá trình sản xuất và bảo quản chất lượng của thành phẩm. SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 2
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 vố i (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 sóc kỹ thuật ........................... 8 I.2.4. Ảnh hưởng của độ cao ............................................................ 8 I.3. Thành phần hóa học của cà phê ............................................................. 8 I.3.1. Cấu tạo quả cà phê ................................................................. 8 I.3.2. Thành phần hóa học của vỏ quả .............................................. 9 I.3.3. Thành phần hóa học của lớp nhớt ........................................... 10 I.3.4. Thành phần hóa học của vỏ trấu ............................................. 10 I.3.5. Thành phần hóa học của nhân ................................................. 10 I.3.6. Thời kỳ thu hoạch .................................................................. 13 I.4. Các quá trình chuyển hoá 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 khô ............................................................. 18 III.1.2. Làm sạch cà phê ....................................................................... 18 SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 3
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. Nhóm chất dễ bay hơi ...................................................... 24 III.1.8.2. Nhóm chất không bay hơi ................................................ 26 III.1.9. Pha trộn, đóng gói, 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 công nguyên. SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 4
Cà phê chỉ mọc ở vùng nóng ẩm, nó là loại cây không lớn lắm, có nguồn góc xa xưa taị vùng Đông Phi trên cao nguyên A-bi–xi–ni. Cho tới năm1496 khi Crit-Tôp-Cô-Lông và các nhà thám hiểm khác t ìm ra châu Mỹ thì loài 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 công 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 Hoá (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 toàn 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 có nhiều biến đổi. Ơ miền Bắc các nông trường duy trì sản xuất ngay cả những năm chiến tranh ác liệt. Nhưng do quy hoạch trồng cà phê không đúng đắn ngay từ đầu nên nhiều nông 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 còn 8872 ha, năm 1975 khoảng 10.000 ha, phần lớn cà phê sản xuất ra được tiêu thụ vùng nội điạ. Sau ngày giải phóng 4/1975 ngành cà phê phát triển chưa từng có, 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 môn nên gặp nhiều khó khăn, không lâu sau có một diện tích lớn c à phê bị hủy bỏ, số còn lại còi cọc, không hiệu quả. Vào thập kỉ 80, chính phủ ta ký hàng loạt các hiệp định hợp tác sản xuất vơí Liên Xô (cũ) CHLB Đức, Tiệp Khắc, Ba Lan, taọ điều kiện cho cà phê có 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 công đoạn chế biến ta được cà phê dạng bột có mùi vị thơm ngon đặc trưng. Cũng như chè cà phê có tác dụng kích thích thần kinh làm cho đầu óc tỉnh táo đó là do tác dụng của chất cafein. Cà phê còn chũa chứng đau đầu , choáng 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 góp 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 có 79 nước trồng cà phê vơí diện tích trên 10 triệu ha, và tổng sản lượng hàng năm 6 triệu tấn. Các nước có 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:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 5
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 t ình 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 có 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 khó khăn và tốn kém. T hị trường cà phê thế giới trong những năm vừa qua thường chao đảo không ổn định về giá cả. Tổ chức cà phê trên thế giới ICO không còn giữ được hạn ngạch xuất nhập khẩu, giá cả trôi nổi trên thị trường tự do nên có 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 không tiếp tục chăm sóc cà phê nữa vì kinh doanh không còn thấy hiệu quả. Từ sau năm 1992, thị trường cà phê trên thế giới lại rơi vào tình trang thiếu hụt, cung không 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 đó 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 Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn. 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 không tăng diện tích nhưng thâm canh tăng năng suất cà phê Rosbuta là dòng sản xuất chính cuả các tỉnh phía nam v ì dễ thích nghi , năng suất cao, nhưng cà phê Arabica dễ bán và có giá cao hơn. Hơn một thế kỉ trôi qua, kể từ khi cây cà phê được trồng đầu tiên trên đất nước ta, đến nay cây cà phê đã trở thành cây công nghiệp quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 6
CHƯƠNG II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ BỘT I. NGUYÊN LIỆU: I.1 Các loại cà phê: Có ba loại I.1.1 Cà phê chè (coffee ArabicaL): Nguồn góc 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, r ìa lá quăn, xanh đậm. Quả cà phê thuộc loại quả thịt, hình trứng khi chín có màu đỏ tươi (chủng caturra amarello có quả màu vàng) chiều dài 10-18mm, rộng 8-12mm. hạt cà phê hình tròn dẹt, có màu xanh xám, xanh lục, tuỳ theo giống và điều kiện bảo quản, chế biến. Cây cà phê chè có đặc tính tự thụ phấn nên có 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 có độ cao từ 600-2500m. Các nước trồng cà phê chè có hương vị thơm ngon như: Keyya,Tazania,Columbia…Thường trồng ở nơi có độ cao 800m trở lên. I.1.2. Cà phê vối ( coffe canephora): Nguồn gốc ở khu vực Công –Gô, miền vùng thấp xích đạo và nhiệt đới Tây Châu Phi, có rất nhiều chủng loại khác về kích thước lá, độ gợn sóng 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 vôí có hàm lượng cafein trong hạt chiếm1.79-3.06%( cao nhất trong ba loại cà phê). Cây có môt hoặc nhiều thân, cao 8-12m, cành dài rủ xuống. Lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác,mũi nhọn ,phiến lá gợn sóng mạnh. Quả hình trứng ,núm quả nhỏ, trên quả thường có nhiều gân dọc, quả chính có màu đỏ hoặc hồng. Kích thước hạt thường nhỏ hơn cà phê chè, hạt có dạng hình tròn, 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 không tự thụ phấn được, điều này dẫn tơí sự đa dạng ở vuờn cà phê vối trồng bằng hạt. Cà phê thích nơi nóng 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 có màu đỏ sẫm, hạt SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 7
màu xanh ngả vàng, vỏ lụa bám chặt vào hạt làm khó tróc hạt. Cà phê mít ít hơn, có 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 có tầng sâu 70 cm trở lên, có độ thoát nước tốt( không bị úng, lầy) , đất Bazan thích hợp cho cây cà phê. I.2.2.Ảnh hưởng của khí hậu: Cây cà phê đòi hỏi một số yêu cầu về nhiệt độ, lượng mưa, ánh sáng, gió.  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 đó cà phê chè thường được trồng ở miền núi có độ cao từ 600-2500m. cà phê vối thích hợp ở nơi nóng ẩm, hiệt độ thích hợp từ 24-260C.  Gió rét, gió nóng, gió khô: 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 có độ bền rễ ăn sâu vì vậy có thể trồng ở những nơi có lượng mưa lớn.  Ẩm độ của không khí: lớn hơn 70%, đặc biệt giai đoạn cà phê nở hoa cần có 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 sóc kỹ thuật: Chế độ chăm sóc kỹ thuật trong thơì gian trồng cà phê rất quan trọng. Các chế độ chăm sóc kĩ thuật bao gồm:  Đánh nhánh, tạo hình cây.  Tủ gốc cây cà phê.  Bón phân đúng định kỳ, đúng sản lượng cần thiết.  Số lượng và loại cây bóng mát cần thiết cho từng loại cây cà phê.  Phòng trừ sâu bệnh hại cà phê.  Chăm sóc cây tốt sẽ có 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 có hương vị đặc biệt và xếp hạng cà phê trồng ở thấp. I.3.Thành phần hóa học của cà phê: I.3.1.cấu tạo quả cà phê: SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 8
Quả cà phê gồm những phần sau (đi từ vỏ vào nhân)  Lớp vỏ quả: Là lớp vỏ ngoài cùng, mềm mỏng, có 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, có màu sắc đặc tính khác nhau tùy thuộc loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc, rất mỏng và dễ bong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vôi màu nâu nhạt, còn vỏ lụa cà phê mít màu vàng nhạt.  Nhân cá phê: Nằm trong cùng. Lớp tế bào ngoài của nhân thì cứng và có những tế bào nhỏ, trong có những chất dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn. Một quả cà phê thường có 1, 2 hoặc 3 nhân. Thông thường thì chỉ có hai nhân. Tỉ lệ các thành phần cấu tạo các hạt của cà phê (% theo quả tươi): Các loại quả và nhân Cà phê vối (%) Cà phê chè (%) 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 hoá học của vỏ quả: Vỏ quả có màu đỏ khi chín, đó là chất antoxian, trong đó có vết của alcaloit, tannin, cafein và các loại mem. Trong vỏ quả có từ 21.5-30% chất khô. Người ta đã phân tích các chất sau: Thành phần hoá học Cà phê vối Cà phê chè 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 hóa học của lớp nhớt (theo % chất khô): Phía dưới lớp vỏ quả là lớp nhớt, gồm những tế bào không có cafein, tannin, có nhiều đường và pectin. Thành phần hóa học Cà phê vối (%) Cà phê chè (%) SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 9
Pectin 33 38.7 Đường khử 30 45.8 Đường không khử 20 - Xenlulo và tro 17 - Độ pH của lớp nhớt tuỳ theo độ chín của quả, thường từ 5.6 -5.7 có đôi khi 6.4. Trường hợp nhớt đặc biệt có men pectaza phân giải pectin trong quá trình lên men. I.3.4. Thành phần hóa học của vỏ trấu Gồm có xenlulo là chủ yếu. Sau đây là thành phần hoá học của vỏ trấu cà phê chè đã lên men sau 40 giờ và rửa sạch. Thành phần hoá học Cà phê vối (%) Cà phê chè (%) Hợp chất có 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 có một ít cafein, khoảng 0.4% do từ nhân khuếch tán ra lúc lên men hoặc lúc phơi khô. Vỏ trấu dùng làm chất đốt, dễ cháy, có thể đóng thành bánh không cần chất dính bằng các loại máy ép than, ép mùn cưa. I.3.5.Thành phần hoá học của nhân Cà phê nhân ở dạng thương phẩm gồm: nước, khoáng, lipit,protit, gluxit. Ngo ài ra còn có 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 có nhiều nghiên cứu và thành phần hoá học của nhân cà phê. Ngoài ra trong nhân cà phê còn một lượng đáng kể vitamin, các chất bay hơi và các cấu tử gây mùi thơm. Hiện nay người ta đạ tìm ra có tới 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. Thành phần hoá 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:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 10
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 đó có; Ca 85-100 P 130-150 Fe 3-10 Na 4 Mn 1-45 vết Rb,Cu,F  Nước Trong nhân cà phê đã sấy khô, nước còn 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, khó khăn trong quá tr ình rang, tốn nhiều nhiên liệu và nhất là tổn thất hương cà phê. Hàm lượng nước trong cà phê sau khi rang còn 2.7%.  Chất khoáng Hàm lượng chất khoáng trong cà phê khoảng 3-5%, chủ yếu là Kali, Nitơ, Magie, Phopho, Clo. Ngoài ra còn thấy đồng , nhôm, sắt, iod, lưu huỳnh… Những chất này ảnh hưởng không tốt đến mùi cà phê. Chất lượng cà phê cao khi có hàm lượng chất khoáng càng thấp và ngược lại.  Gluxit Chiếm khoảng ½ tổng số chất khô, đại bộ phận không tham gia vào thành phần nước uống mà chỉ cho màu vị caramem. Đường có trong cà phê do trong quá trình thủy phân dưới tác dụng của acid hữu cơ và enzyme thủy phân hàm lượng saccharose có trong cà phê phụ thuộc vào mức độ chín: Quả càng chín hàm lượng saccharose càng cao. Saccharose bị caramen hoá trong quá trình rang nên sẽ tạo hương vị cho nước cà phê. Hạt cà phê còn chứa nhiều polysaccarit nhưng phần lớn được loại ra ngoài bã cà phê sau quá trình trích ly.  Protein Hàm lượng protein trong cà phê không cao nhưng nó đóng vai trò trong việc hình thành hương vị của sản phẩm. Bằng phương pháp thủy phân, người ta thấy trong thành phần protein của cà phê có 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 phóng 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 có chứa lưu huỳnh như cystein, mothionine và proline, chúng góp phần tạo nên hương đặc trưng của cà phê sau khi rang. Đặc biệt, methionine và proline có tác dụng làm giảm oxy hoá các chất thơm, làm cho cà SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 11
phê rang giữ được mùi vị khi bảo quản. Trong quá trình chỉ có một phần peotein bị phân hủy thành acid amin, còn phần lớn biến thành hợp chất không tan.  Lipit Hạt cà phê chứa lượng lipit khá lớn (10-13 %). Lipit trong cà phê chủ yếu là dầu và sáp. Trong đó sáp chiếm7-8% tổng lượng lipit, còn 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 không bị biến đổi là dung môi tốt hòa tan chất thơm. Khi pha cà phê chỉ cần một lượng nhỏ lipit đi vào nước còn phần lớn lưu lại trên bã.  Các alkaloid Trong cà phê có các ancaloid như cafein, trigonulin, colin. Trong đó 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 nó kích thích hệ thần kinh vơí thời gian dài hơn và khi uống cà phê tốc độ lưu thông máu không tăng lên nên cafein thải ra ngoài chậm, mặt khác khi pha cà phê trong nước, cafein được giải phóng hoàn toàn ở trạng thái tự do, không hình thành những chất có khả năng kết tủa hoặc những chất không có hoạt tính của ancaloit. Trigonellin (acid metyl betanicotic:C7H7NO2 ) là anconoit không hoạt tính sinh ly ít tan trong rượu etylic, không tan trong clorofoc và ete, tan nhiều trong nước nóng, nhiệt độ nóng chảy là 2480C. tính chất đáng quý của trigonellin là dưới tác dụng của nhiệt độ cao nó bị phân hủy thành acid nicotic (tiền vitamim pp). Nhiều kết quả nghiên cứu trong cà phê nhân không có acid nicotic nhưng nó được hình thành trong quá trình gia nhiệt trong đó có sự nhiệt phân trigonellin giữ vị trí quan trọng.  Chất thơm Trong cà phê hàm lượng chất thơm nhỏ, nó 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 nó 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 thoát ra ban đầu có 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 có thời gian chín và thời gian thu hoạch khác nhau. Tuỳ thuộc vào khí hậu từng vùng mà cà phê có thể chín sớm hơn hoặc muộn hơn. Ngoài ra còn phụ thuộc kỹ thuật chăm bón. Thời gian thu hoạch cà phê từ tháng 10 đến tháng 2. I.4.Các quá trình chuyển hoá trong lên men cà phê: Trong quá trình lên men nhờ hoạt động các enzym, hạt cà phê có sự thay đổi rất sâu sắc về tính chất vật lý và tính chất hoá học. Các enzyme này không chỉ có ttrong hạt cà phê mà còn do các vi sinh vât t ự nhiên có 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:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 12
 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 công nghiệp để lên men cà phê. Trong đó các lo ại 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 hoá học của cà phê được thay đổi khá sâu sắc sự thay đổi đó xảy ra như sau. Sự thay đổi thành phần hoá học của cà phê trước và sau lên men % chất khô Thành phần 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 ngoài 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: Có rất nhiều vi sinh vật tham gia quá trình lê men cà phê, ta có thể tóm tắt như sau:  Các loài vi khuẩn Lactic. Tìm thấy rất nhiều vikhuẩn Lactic thuộc Leuconostoc và Lactobacillus.  Các loài cầu khuẩn thuộc Acetobacter và Escherichia  Các loài Bacillus chứa nhiều pectinaza  Các loại nấm men  Các loại nấm sợi như Apergillus ,Fusarium,Pennicillium  Các loài 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 đó 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:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 13
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 có: ngô ,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 không có chút dinh dưỡng nào. Ngoài ra cà phê còn 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 có lợi hơn cà phê vì nó có 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: có mùi thơm  Cà phê mít: có 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. Ngoài 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:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 14
III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ DẠNG BỘT III.1 Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê dạng bột: Cà phê nhân Làm sạch Tạp chất Định lượng Rang Là nguộ i Phân loại Nghiền Đóng gói Bảo quản Phụ gia SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 15
III.1.1 Chế biến cà phê nhân: có hai phương pháp III.1.1.1 Phương pháp ướt: Dùng những thiết bị và quá trình thích hợp để bóc lớp vỏ thịt và vỏ quả, nhân cà phê chỉ còn lớp vỏ trấu và vỏ lụa gọi là cà phê thóc ướt. Sấy khô cà phê thóc ướt đến độ ẩm thích hợp sẽ thu được bán thành phẩm là cà phê thóc khô. Phương pháp ướt Phân loại quả, tách tạp chất Bóc vỏ quả Bóc vỏ thịt Rửa Làm ráo và làm khô SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 16
Tách tạp chất Bóc vỏ trấu vá quả lụa Phân loại theo kích thước Khố i lượng và màu sắc Đấu trộn và đóng bao III.1.1.2 Phương pháp khô: Lớp vỏ quả và vỏ thịt không bóc mà làm khô ngay quả cà phê tươi vừa thu hoạch. Bán thành phẩm thu được là cà phê quả khô. Phương pháp khô Làm khô quả cà phê Bóc vỏ quả khô và vỏ lụa Phân loại theo kích thước Khố i lượng màu sắc Đấu trộn và đóng bao Bảo quản cà phê nhân III.1.2 .Làm sạch cà phê: SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 17
Quả cà phê thu hoạch về rất dễ hỏng, phải bảo quản cẩn thận, tránh dập nát quả, không chất đống để tránh tự bốc nóng và thối qủa. Dùng sàn để phân loại quả theo kích thước, độ lớn và màu sắc. Dùng bể xi phông để tách các tạp chất nặng như đất đá kim loại và tạp chất nhẹ. Sau đó sử dụng máy xát để bóc vỏ quả (xát tươi) tạo thuận lợi cho quá trình bóc tách vỏ thịt sau này. Vỏ thịt dày chứa nhiều đường, pectin, nên khó làm khô lại dễ bị vi sinh vật gây hại. Vì thế để bóc lớp vỏ thịt, người ta dùng nhiều biện pháp khác nhau như phương pháp ngâm ủ trong bể (sinh hoá) khoảng 10-12 giờ ở nhiệt độ 35-420C, hoặc dùng các chất kiểm tra như Na2CO3 để phân giải lớp thịt (phương pháp hóa học ) hoặc dùng lực masát ( phương pháp cơ học ) để bóc lớp vỏ thịt. Dùng nước sạch để rửa cà phê thóc sau khi được bóc lớp vỏ thịt. Cà phê thóc ướt được chuyển sang một bể, dưới đáy có lớp thoát nước để làm ráo tự nhiên, hoặc có thể cho cà phê thóc ướt vào máy ly tâm. Sau khi làm ráo nước, hạt cà phê được làm khô bằng cách phơi khô 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 thóc sau khi phơi, hoặc sấy đạt 12-13%. Để bóc vỏ trấu và vỏ lụa ở cà phê thóc khô, người ta dùng máy xát kiểu trục, sau đó được đưa sang máy đánh bóng để bóc vỏ lụa. Sau khi bóc vỏ lụa ta thu được cà phê nhân, có bề mặt bóng, 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 đó có hai loại hạt tròn 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, không 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 hoá học xảy ra dẫn đến biến đổi tính chất vật lý, làm cho cà phê trở nên giòn, xốp. Trong khi rang các chất có trong cà phê như nước, bụi bám, chất dễ bị bay hơi.  Biến đổi hoá 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 hóa, phản ứ ng melanoidin xảy ra ngoài ra còn có 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 : có mùi thơm đặc trưng Trạng thái: giòn xốp, dễ nghiền Nhữngbiến đổi của cà phê khi rang (theo nhiệt độ) SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 18
T0(0C) Biến đổi - Cà phê có màu vàng, thể tích ban đầu tăng do có sự xuất hiện CO2 130-140 -Gluxit bị phân hủy, protein bị phân giải, CO2 tạo thành mạnh dẫn đến thể 140-190 tích trương nở đạt cực đại, cấu trúc cà phê giòn, xốp. - Khi cà phê đạt nhiệt độ 2000C:Không gia nhiệt nhưng nhiệt độ cà phê vẫn 200-230 tăng do các phản ứng hóa học là tỏa nhiệt, hình thành các chất tạo vị ,tạo mùi -Xảy ra sự cháy >230 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 ho ặc dùng chảo quay hình cầu (rang gián đoạn) thiết bị rang hình tháp. Nhiên liệu gas, dầu, củi … Có ba phuơng pháp rang cà phê:  Gia nhiệt trực tiếp: áp dụng từ lâu đời.  Gia nhiệt gián tiếp: cần phải có các thiết bị.  Gia nhiệt theo nguyên lý tầng sôi: lớp không 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 không đồng đều bằng Arabica Đổ cà phê ra khi màu sắc đạt màu sắc chuẩn Cố gắng không để nhiệt độ quá 2100C, nếu hạt bắt đầu cháy kéo leaver để cho một luồng không 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 không 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 môi trường xung quanh (rải mỏng trên lưới, dùng quạt ). Nếu sản xuất lớn: cần có phòng làm nguội riêng, có quạt hút, quạt máy. SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 19
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 có ba phương pháp làm nguội:  Làm nguội bằng không khí. Không khí là một chất tải nhiệt dùng để làm nguội thực phẩm và các thiết bị. Không khí được dùng làm nguội tự nhiên hay nhân tạo- phương pháp này làm nguội đến nhiệt độ trong phòng. Làm nguội tự nhiên bằng không 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 không khí tiến hành nhờ tác dụng của luồng không khí do quạt thổi vào sản phẩm hoặc thiết bị. Làm nguội nhân tạo nhanh hơn làm nguội tự nhiên do tốc độ luồng không 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, có 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 xuôi chiều ngược chiều và chéo chiều.  Làm nguội bằng nước đá. Dùng nước đá làm chất tải nhiệt có thể làm nguội sản phẩm đến gần 00C. Nước đá được trực tiếp đưa vào ngăn thiết bị có 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 hòa lẫn trong sản phẩm, do đó chỉ dùng phương pháp này cho sản phẩm lỏng cần làm loãng và không có tác dụng hóa học vơí nước.  Trong thực tế người ta thường sử dụng phương pháp làm nguội bằng không khí do không 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, có lẫn tạp chất, lẫn hạt xanh có 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 bóng thường người ta gọi là cà phê xô, bao gồm tất cả các loại cà phê xấu, tốt, nặng nhẹ, vỏ trấu, vỏ lụa, mảnh vỡ to nhỏ, cà phê quả chưa bóc hết vỏ hoặc còn một phần vỏ v.v… người ta tiến hành phân loại cà phê nhờ các thiết bị sau:  Sàng tròn quay: SVTH:Traàn Thò Kim Haïnh Trang 20