Embed Size (px)
Citation preview
PHẦN I : MỞ ĐẦU
Cà phê là một loại thức uống rất đặc biệt có từ rất lâu. Ngày nay thì cà phê càng được ưa chuộng và phát triển không ngừng. Cà phê là loại cây chỉ trồng ở một số nước ở vùng nhiệt đới, nơi mà có điều kiện khí hậu thuận lợi. Tuy nhiên ở một số quốc gia được coi là thị trường lớn, là nơi tiêu thụ lớn lượng cà phê: Pháp, Mỹ và các nước Châu Âu.... thì lại không trồng được loại cà phê này. Các quốc gia này là nơi mà cà phê được coi là không thể thiếu, chính vì vậy mà cà phê là một mặt hàng không chỉ tiêu thụ trong nước mà còn xuất khẩu mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Ngày nay, người sử dụng cà phê ngày càng nhiều và cà phê trở thành một loại thức uống phổ biến, thêm vào đó là sự hối hả của cuộc sống và nhịp sống tất bậc của thời đại thì việc thưởng thức cà phê bằng phương pháp cổ điển mang lại điều bất lợi về thời gian.
Chính vì vậy mà các sản phẩm cà phê hoà tan ra đời, với sự ra đời đầu tiên của công ty Nestle với thương hiệu Nestcafe (1938). Cà phê hoà tan có tính ưu việt và sự tiện lợi của nó đối với người tiêu dùng và ngày càng được mọi người ưa chuộng và lựa chọn. Cà phê hoà tan đem lại hiệu quả kinh tế cao, là mặt hàng có giá trị, rất thuận lợi trong quá trình bảo quản và vận chuyển.
Ở nước ta tình hình sản xuất và xuất khẩu cà phê đang trên đà phát triển, với sản lượng hàng năm rất lớn, đứng thứ hai trên thế giới. Tuy nhiên việc chế biến cà phê trong nước còn rất nhiều hạn chế với nhiều nguyên nhân khác nhau. Song với những thuận lợi về nguồn nguyên liệu thì việc chế biến các sản phẩm cà phê đặc biệt là cà phê hoà tan sẽ có nhiều thuận lợi và hiệu quả kinh tế hơn.
Việc chế biến cà phê hoà tan trong nước sẽ giải quyết được nguồn nguyên liệu dồi dào trong nước, giải quyết về vấn đề việc làm cho người dân, tăng thu nhập. Vì vậy việc nghiên cứu chế biến cà phê hoà tan là việc làm rất cần thiết và có nhiều ý nghĩa. Cà phê hoà tan cũng là sản phẩm có thể cạnh tranh với các sản phẩm khác cùng loại của nước ngoài đem lại hiệu quả kinh tế và xuất khẩu.
Nội dung đề bài: Cà phê hoà tan là một sản phẩm có hương vị đặc biệt, rất phong phú và đa dạng. Nó
không phải là một sản phẩm thực phẩm về đồ ăn, thức uống chủ yếu. Tuy nhiên qua đề tài chúng ta có thể hiểu các đặc tính sinh lý, quy trình sản xuất sản phẩm, các yêu cầu về chất lượng và bảo quản.... Từ đó ta có thể mở rộng và nâng cao hơn đến ý nghĩa của chất lượng phục vụ.
Đề tài sẽ giới thiệu đến một số nội dung về: nguyên liệu, quy trình sản xuất cà phê hoà tan cùng một số máy móc thiết bị và quy trình được áp dụng trong chế biến, các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm .
Ý nghĩa khoa học: - Qua đề tài nghiên cứu này giúp biết thêm về công nghệ chế biến cà phê hoà tan.- Có kiến thức để xử lý những sự cố trong quá trình sản xuất và phát triển sản phẩm đáp
ứng nhu cầu xã hội ngày càng tăng. Ý nghĩa thực tiễn:
- Đề tài nghiên cứu đến quy trình sản xuất chung của sản phẩm nghiên cứu và tìm hiểu thêm các quá trình được ứng dụng và thiết bị phục vụ chế biến sản xuất. Từ đó đề ra các phương pháp sản xuất, việc sử dụng máy móc thiết bị phù hợp để tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, đạt tiêu chuẩn nhằm đem lại lợi ích cao nhất.
- Việc nghiên cứu thành công không những tạo ra một sản phẩm có giá trị kinh tế mà còn nâng cao giá trị của cà phê nguyên liệu góp phần tăng thêm thu nhập của người trồng cà phê. Việc sản xuất cà phê hoà tan cũng là một biện pháp phát triển ngành công nghiệp chế biến
1
cà phê ở nước ta. Hiện nay phần lớn cà phê của ta là xuất khẩu nguyên liệu thô, chưa qua chế biến nên giá trị của nó thấp, lợi ích kinh tế từ trồng cà phê mang lại chưa cao.
PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CÂY CÀ PHÊ
1.1 Nguồn gốc và xuất xứ của cây cà phê:Theo một truyền thuyết được ghi lại trên giấy vào năm 1671, những người chăn dê ở
Kaffa ( thuộc Ethiopia ngày nay) phát hiện một số con dê của họ sau ăn quả cây màu đỏ có màu hoa trắng thì chúng chạy nhảy không mệt mỏi. Và khi họ thử ăn loại quả đó thì họ cảm nhận được công hiệu của nó, dần dần họ biết ép dịch nước quả đó để uống... Và mọi ngưòi ai cũng tin rằng Ethiopia là vùng đất khơi nguyên của cây cà phê.
Từ thế kỉ IX, cây cà phê bắt đầu được biết đến, từ thế kỉ XIV những người buôn nô lệ mang hạt cà phê từ Ethiopia sang Ả Rập, nhưng đến thế kỉ XV thì người ta mới biết rang cà phê lên và sử dụng nó làm đồ uống. Và vùng Ả Rập là nơi trồng cà phê độc quyền, trung tâm mua bán giao dịch là Mocha (Mokka) ngày nay là thành phố Al Mukka thuộc Yemen. Cách thức pha cổ xưa của người Ethiopia: Hạt cà phê sau khi rang lên được cho vào nghiền vụn, hoặc giã trong cối. Sau đó đem trộn với đường, nấu và đổ ra bát.
Đây là loại cây chỉ được trồng ở Ả Rập và Châu Phi và cây ngày càng được trồng ở nhiều nơi thích hợp khác. Đầu thế kỉ XVII cà phê được trồng ở khắp các xứ sở nhiệt đới mà nguyên nhân chủ yếu là do người Châu Âu mang sang với sự bành trướng thuộc địa của đế quốc Châu Âu.
Cây cà phê được trồng đầu tiên ở Việt Nam từ năm 1870 và mãi đến đầu thế kỉ XX thì mới phát triển ở một số nông trường quốc doanh ở các tỉnh phía Bắc- khoảng 13000 ha. Sau giải phóng 1975, cây cà phê phát triển mạnh ở Tây Nguyên nhờ vốn từ các Hiệp định hợp tác liên chính phủ của các nước: Liên Xô, CHDC Đức, Tiệp Khắc..(119000 ha-1990).
Ngày nay, dựa trên cở sở đó, phong tráo trồng cà phê phát triển mạnh trong nhân dân (sản lượng 700000 tấn với diện tích khoảng 390000 ha).
1.2 Đặc điểm sinh thái, các yêu cầu về điều kiện ngoại cảnh (khí hậu- thổ nhưỡng của cây cà phê):
1.2.1 Đặc điểm sinh thái: Cây cà phê thuộc họ thiên thảo, cây cao từ 3-10m Có hoa màu trắng, thời gian thu hoạch dài từ tháng 10 đến tháng 1 năm sau. Có nhiều loại cà phê trên thế giới nhưng được trồng chủ yếu là 3 loại giống cà phê sau: - Cà phê chè (Arabica): cà phê thuộc giống Coffea aribia linaeus. - Cà phê vối (Robuta): cà phê thuộc giống Coffea canephora Pierre. - Cà phê mít: cà phê thuộc giống Coffea ex-Frochner. * Cây cà phê: Tuỳ thuộc vào chủng loại và giống cà phê mà cây có độ cao khác nhau. Cà phê chè có thể cao 6m, cà phê vối lên đến 10m. Tuy nhiên trong việc trồng trọt, chăm sóc cây, người ta thường cắt tỉa cành lá để giữ được độ cao từ 2-4m để thuận lợi cho việc thu hoạch sau này. Cây cà phê có cành thon dài, lá cuốn ngắn, xanh đậm, hình oval, màu xanh của lá là xanh xẩm ở phía trên còn phía dưới có màu xanh nhạt hơn.Chiều dài lá khoảng 8- 15cm, rộng 4- 6cm. Rễ cà phê là rễ cọc với rễ cái cắm sâu vào lòng đất 1- 2,5m và rất nhiều rễ phụ toả ra xung quanh giúp cây được vững chắc và làm nhiệm vụ hút chất dinh dưỡng nuôi cây. * Hoa cà phê: Hoa cà phê có màu trắng, 5 cánh và thường mọc thành chùm 2 hay chùm 3, hoa có màu
2
và mùi giống hoa nhài. Hoa nở trong 3- 4 ngày và thời gian hoa thụ phấn khoảng vài giờ. Tổng số bông trên một cây: 30000- 40000 bông hoa. Việc hình thành hoa, kết quả giúp cho người trồng đánh giá về chất lượng, sản lượng mùa vụ cũng như về giá cả thị trường. * Quả cà phê: Sau khi hoa được thụ phấn bởi gió và côn trùng, thì sau khoảng từ 7- 9 tháng cây sẽ hình thành quả. Quả cà phê có hình bầu dục, bề ngoài giống quả anh đào. Trong quá trình quả chín, các thành phần bên trong và màu sắc của quả có sự biến đổi, màu quả từ xanh sang vàng và cuối cùng là đỏ, khi quả chín màu quả có màu đen. Do thời gian ra hoa và kết quả của cà phê kéo dài nên mùa vụ cà phê kéo dài 1 năm nên trên 1 cây thường có cả hoa và cả quả cà phê. Quả cà phê thường có 2 hạt, đôi khi có 3 hoặc 1 hạt. Chúng được bao bọc bởi lớp thịt quả bên ngoài, hai hạt cà phê nằm ép sát bên nhau. Mặt tiếp xúc giữa chúng là mặt phẳng, mặt hướng ra ngoài hình vòng cung. Mỗi hạt được bảo vệ bởi lớp màng mỏng, lớp màu trắng bọc ở bên trong bám chặt lấy vỏ hạt, lớp màu vàng rời rạc bao bọc bên ngoài.
1.2.2 Các yêu cầu về điều kiện ngoại cảnh: a. Đất đai:
Cà phê có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau tuỳ theo từng chủng loại cây cà phê mà cần trồng trên loại đất thích hợp. Trong đó đất đỏ Bazan là một trong những loại đất lý tưởng để trồng cây cà phê vì có đặc điểm lý hoá tính tốt và tầng dày của loại đất này.
Yêu cầu cơ bản của đất trồng cà phê là có tầng sâu, sâu từ 70cm trở lên, có độ thoát nước tốt, không úng lầy.
Cây cà phê có khả năng trồng được trên các loại đất kể cả vùng cao. Dù trồng ở loại đất nào, thuận lợi hay không thuận lợi thì cần phải nâng cao độ phì nhiêu của đất: bón phân đầy đủ kết hợp với việc chăm sóc cây đúng kỹ thuật... tạo điều kiện cho cây phát triển góp phần nâng cao năng suất. b. Khí hậu:
Không phải vùng đất nào cũng đều có khả năng trồng được cây cà phê. Ngoài yếu tố về đất trồng, cây cà phê còn đòi hỏi một số yêu cầu như: về nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, ánh sáng, gió. Đây là các yếu tố hết sức quan trọng trong việc sinh trưởng và phát triển của cây. Vì vậy khi trồng cà phê cần phải chọn vùng đất phù hợp.
- Nhiệt độ: Tuỳ từng loại cây cà phê mà có điều kiện nhiệt độ thích hợp, nhưng nhìn chung khoảng nhiệt độ cà phê tồn tại tương đối rộng, nhiệt độ: t0 = S-320C cây vẫn tồn tại và sinh trưởng phát triển . + Đối với cà phê chè nhiệt độ thích hợp từ 18- 250C, thích hợp nhất từ 20- 220C. Do vậy mà cà phê chè thường được trồng ở miền núi có độ cao từ 600- 2500m. + Cà phê vối, nhiệt độ yêu cầu là nóng ẩm, nhiệt độ từ 22- 260C và thích hợp nhất nhiệt độ từ 24- 260C. Các điều kiện khí hậu về nhiệt độ không phù hợp với từng chủng loại cây cà phê : quá nóng hay quá lạnh đều ảnh hưởng bất lợi đến sự phát triển của cây cà phê: gió nóng, gió rét, sương muối....
- Lượng mưa: Mỗi cây cà phê cần một lượng nước nhất định, do vậy lượng mưa rất cần thiết đối với mỗi loại cà phê. + Cà phê chè: lượng mưa từ 1300mm- 1900mm/năm + Cà phê vối: lượng mưa từ 1300mm- 2500mm/năm Nếu lượng mưa được phân bổ đều trong năm giữa các mùa: mưa khô ngắn vào cuối và sau vụ thu hoạch thì thuận lợi cho quá trình phân hoá mầm. + Đối với cà phê mít, lượng mưa và nhiệt độ yêu cầu như cà phê vối nhưng bộ rễ cà phê
3
hút sâu, có thể trồng ở nơi ít mưa hơn. Để khắc phục tình trạng lượng mưa phân bổ không đều, người ta tiến hành các biện pháp: tủ gốc giữ ẩm ,trồng rừng phòng hộ, túp lều và tưới nước.
- Độ ẩm: Độ ẩm của không khí thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây cà phê phải trên 70%. Đặc biệt trong giai đoạn nở hoa cần phải có độ ẩm cao. Nếu độ ẩm quá thấp và khô hạn, nhiệt độ cao làm cho hoa, mầm hoa bị thui, quả non bị rụng. Nếu xảy ra thời tiết này thì phải phun mưa cho cây.
- Ánh sáng : ánh sáng rất quan trọng trong quá trình quang hợp của cây đối với mỗi loại cây cà phê cần có cường độ và loại ánh sáng phù hợp. + Cà phê chè ưa ánh sáng tán xạ. + Cà phê vối ưa ánh sáng trực xa. Điều kiện ánh sáng phù hợp sẽ có tác dụng điều hoà sự sinh trưởng và phát triển của cây: ra hoa, kết quả.... phù hợp với cơ chế quang hợp và sự tích hợp, tạo thành chất dinh dưỡng cho cây.
- Gió: gió lạnh, gió nóng, gió khô đều có hại đến sự sinh trưởng của cây cà phê. Gió quá mạnh làm cho lá cây bị rách, rụng, các lá non bị cháy đen (thui đen), gió nóng làm lá bị héo. Gió sẽ làm tăng khả năng thoát hơi nước của đất và cây vì vậy cần có các biện pháp hạn chế, phòng chống trồng rừng phòng hộ, che bóng....
* Ngoài những yêu cầu trên cây cà phê còn ảnh hưởng bởi các điều kiện chăm sóc kĩ thuật bao gồm các chế độ chăm sóc:
+ Đánh gốc tạo hình cây+ Tủ gốc cây cà phê.+ Bón phân đúng định kì, số lượng cần thiết.+ Các biện pháp trồng rừng chắn gió, che mát cho cây.+ Phòng trừ sâu hại gây bệnh.+ Độ cao của đất...
1.3 Sự phát triển và quá trình chăm sóc cây cà phê:Cây cà phê là cây phát triển ở vùng đất của các nước nhiệt đới. Đây là loại cây trồng
thích hợp ở vùng cao, đồi núi.Tuy vậy để trồng cây cà phê đạt năng suất cao như mong muốn thì trong quá trình trồng
cây phải tiến hành chăm sóc, bảo vệ cây .Các biện pháp chủ yếu của quá trình chăm sóc cà phê:
1. Chọn lọc giống: Đây là bước quan trọng đầu tiên để có được cây con khoẻ mạnh. Sử dụng cây có phẩm chất tốt và cho quả tốt để làm giống. Chọn lọc những cây mẹ suất sắc, sản lượng tốt, ổn định trong thời gian dài khoảng 3- 4 năm.
2. Chế biến và bảo quản giống: Hạt cà phê làm giống chọn để hái phải được chế biến trong 24 giờ. Sau đó phơi khô ở nơi thoáng, mát hay nắng nhẹ. Độ ẩm của hạt khoảng 20 – 30 %. Bảo quản hạt giống đã phơi khô nơi thoáng mát. 3. Xử lý giống: - Giống được xử lý bằng H2O vôi ẩm, t0 = 60 0C/24h
- Tiến hành ủ giống, bảo quản nhiệt độ và độ ẩm ổn định cho hạt giống .- Sau khoảng 7 –10 ngày, hạt nảy mầm
4. Kỹ thuật gieo hạt:- Gieo hạt sau từ 1 –1,5cm so với mặt đất, đặt hạt nằm úp.
4
- Cần đảm bảo rễ hạt không quá dài. Nếu đem gieo dễ gãy rễ cây bị biến dạng, bảo đảm đất tơi, đều.
5. Chăm sóc cây con trong vườn ươm:- Tưới nước: cần đảm bảo lượng nước cho cây, kết hợp với các kĩ thuật thao tác tưới.- Trong quá trình tưới nước có thể tưới thúc các loại phân kèm theo với liều lượng của
từng loại phù hợp.6. Điều chỉnh ánh sáng và huấn luyện cây con:
Dùng mái che ánh sáng chỉ cho khoảng 30 – 40 % ánh sáng lọt qua. Độ rộng của khe hở mái che được mở rộng dần để cây được thích ứng dần với tự nhiên như ngoài vườn trồng. Trước khi được đem ra trồng khoảng 0,5 tháng, cần ngưng tưới nước thúc phân bón.
7. Chăm sóc đặc biệt với những cây sâu và xử lý cắt bầu thân đoạn đối với những cây con còn lại từ năm trước.
8. Xây dựng vườn cây trồng: khai hoang, làm cỏ, cải tạo đất, thiết kế vườn trồng phù hợp.9. Đào hố, trộn phân, kĩ thuật trồng, làm bồn quanh gốc.10. Thời vụ trồng: trồng cây thích hợp với thời vụ, trồng vào đầu mùa mưa.11. Tủ gốc, giữ ẩm cho cây.12. Trồng cây xen kẻ, che phủ, bảo vệ cải tạo đất trong vườn nhằm chống xói mòn đất khi
trời mưa...13. Che túp: đây là việc làm nhằm để chống gió, rét và cả hạn cần che túp đúng hướng gió
tới và phù hợp có thể che túp xung quanh.14. Trồng cây che bóng và đai rừng chắn gió.15. Tưới nước cho cây: cần đảm bảo đủ H2O cho cây trong mùa khô.16. Tạo hình, sửa cành.
Đây là biện pháp là một khâu rất quan trọng. Nếu thực hiện tốt sẽ tạo cho cây cà phê cho năng suất cao.
Cần nắm rõ quy luật ra hoa, quả của cà phê: cà phê vối thì ra hoa ở mỗi đợt một lần trong năm còn cà phê chè thì hoa, quả vẫn ra lại trên đốt cũ đã ra hoa trước đây.Vì vậy cần cắt tỉa đúng chỗ, đúng thời gian, hiện trạng của cành....
17. Cưa đốn phục hồi:Cà phê sau khi ra hoa và thu hoạch nhiều lần thì năng suất thấp dần do vậy cần cưa đốn
phục hồi để làm trẻ lại và nâng cao năng suất.Cần cải tạo đất sau khi cưa đốn phục hối. Khi cưa đốn cần lưu ý đến: Thời vụ cưa đốn, độ cao đốn và số thân cưa đốn và giữ lại trên cây, hãm ngọn....
18. Phân bón:Cây cà phê là loại cây trồng có yêu cầu thâm canh cao và phân bón là yếu tố cần thiết
quan trọng. Cần đảm bảo lượng phân: hữu cơ và vô cơ phù hợp.Bón phân đúng lúc, đúng cách, thời vụ, đủ số lượng tránh các hiện tượng rửa trôi...
1.4 Cấu tạo giải phẫu của quả cà phê:Quả cà phê bao gồm những phần sau: lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa,
nhân.- Cấu tạo của quả: cấu tạo của một quả cà phê bao gồm các bộ phận sau đây
5
Hình : Cấu tạo quả cà phê.
- Lớp vỏ quả: là lớp vỏ ngoài viềm, ngoài bì có màu đỏ, vỏ cà phê chè mềm hơn cà phê vối, cà phê mít. Vỏ quả khi chín có màu đỏ, là chất Antoxian, trong đó có vết của Aucaloid, fanin, cafein và các loại Enzyme. Trong vỏ quả có từ 21,5- 30 % chất khô.
- Lớp vỏ thịt: dưới lớp vỏ mỏng gọi là lớp vỏ thịt gọi là trung bình.Vỏ thịt cà phê chè mềm, chứa nhiều chất ngọt, dễ xay xát hơn, vỏ thịt cà phê mít cứng và dày hơn. Phía dưới vỏ quả là lớp nhớt, nó gồm những tế bào mềm không chứa cafein, fanin nhưng nó chứa nhiều đường và pectin. Độ pH của lớp thịt phụ thuộc vào độ chín của quả. Thông thường pH 5,5- 5,7, đôi khi pH lên đến pH= 6,4. Ngoài ra trong lớp nhớt có chứa Enzyne pectinase phần giải pectin trong quá trình lên men.
- Vỏ trấu: Hạt cà phê sau khi loại bỏ chất nhờn và phơi khô gọi là cà phê thóc vì bao bọc nhân là lớp vỏ cứng nhiều xơ, mềm gọi là vỏ trấu tức là nội bì. Vỏ trấu cà phê chè mỏng hơn và dễ dập hơn vỏ trấu của cà phê vối và cà phê mít.Vỏ trấu chứa nhiều Cellulose (chủ yếu) ngoài ra còn chứa một số thành phần hoá học khác. Trong vỏ trấu có lượng nhỏ Cafein, khoảng 0,4% do từ nhân khuếch tán ra trong quá trình lên men hoặc lúc phơi khô. Vỏ trấu có thể dùng làm chất đốt hoặc có thể đóng bánh, nuôi trồng nấm.....
- Vỏ lụa : bao bọc quanh nhân cà phê còn có một lớp mỏng, mềm gọi là vỏ lụa chúng có màu sắc khác nhau tuỳ loại từng 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 vối màu nâu nhạt, vỏ lụa cà phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhân cà phê.
- Nhân cà phê: là phần ở trong cùng, lớp tế bào phần ngoài của nhân cứng có những tế bào nhỏ, trong đó có chứa những chất dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn. Một quả cà phê thường có từ 1- 2 hoặc 3 nhân, thông thường nhất chỉ có 2 nhân. Trong nhân cà phê, H2O chiếm 10- 12%, Protein chiếm 9 -11%, lipid chiếm 10- 13%, các loại đường chiếm 5-10%, tinh bột chiếm 3-5%. Ngoài ra trong nhân còn có các chất thơm, Aucaloid. Các thành phần hoá học trong nhân cà phê biến đổi phụ thuộc vào chủng loại, độ chín, điều kiện canh tác cũng như phương pháp chế biến bảo quản.
1.5. Thành phần hoá học của hạt cà phê:- Nước: sau khi cà phê được sấy khô thì hàm lượng nước còn lại 10-11% ở dạng liên
kết. Nếu hàm lượng H2O cao hơn thì nhân cà phê dễ bị hư hỏng do nấm mốc tấn công. Mặt khác nếu hàm lượng nước cao thì chất lượng hạt kém, thể tích hạt lớn làm tăng thể tích khó bảo quản và tốn nhiều nguyên nhiên liệu nhất là hương cà phê trong quá trình rang. Hàm lượng H2O cà phê sau khi rang= 2,7%.
6
- Chất khoáng: Hàm lượng chất khoáng trong cà phê khoảng 3- 5% chủ yếu là : K, N, Mg, P, Cl..... Ngoài ra còn thấy sự có mặt của: Fe, Al, Cu, I, S,.... Đây là những chất ảnh hưởng không tốt đến mùi cà phê. Chất lượng cà phê tỉ lệ nghịch với hàm lượng chất khoáng.
- Glucid:Glucid chiếm khoảng ½ tổng số chất khô, Glucid không tham gia vào thành phần nước uống về vị ngọt mà bằng màu sắc và vị của caramen. Đường trong cà phê là do quá trình thuỷ phân dưới tác dụng của acid hữu cơ và Enzyme. Hàm lượng Sacchrose có trong cà phê phụ thuộc vào độ chín của quả: Quả càng chín thì hàm lượng Saccharose càng cao. Đường Saccharose sẽ bị caramen hoá trong quá trình rang cà phê tạo nên hương vị đặc trưng cho nước cà phê sau này. Ngoài ra hạt cà phê còn chứa nhiều Pdysaccharit nhưng phần lớn bị loại ra ngoài bã cà phê sau quá trình trích ly.
- Protein:Hàm lượng protein thấp, không cao nhưng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành hương vị của sản phẩm.
Các thành phần của protein cà phê gồn các acid amin sau: Cysteine, Methionine, alanie, phenilalamine, thistidine, leucine, lysine, derine... Các acid amin này thường ở dạng liên kết khi gia nhiệt, các mạch polypeptit bị phân cắt, các acid amin được giải phóng ra, tác dụng với nhau hoặc tác dụng với những chất tạo mùi và vị của cà phê trong quá trinh rang. Trong đó đáng chú ý nhất lá các acid amin có chứa lưu huỳnh như: Cystein, proline và Methionine. Đây là những chất có tác dụng làm giảm tốc độ oxy hoá các chất thơm, làm cho cà phê rang giữ được mùi vị khi bảo quản. Trong quá trình chế biến thì chỉ một phần Protein bị phân giải thành acid amin, còn phần lớn tạo thành hợp chất không tan.
- Lipid: chiếm 10- 13%Hạt cà phê chứa lượng lipid khá lớn khoảng 10-13%, gồm chủ yếu là dầu và sáp. Trong đó
sáp chiếm 7-8%, dầu chiếm 90%. Trong quá trình chế biến, lipid bị biến đổi. Tuy nhiên, một phần acid béo tạo nên hương vị thơm của cà phê dưới nhiệt độ cao. Còn lượng Lipid không biến đổi là dung môi hoà tan chất thơm. Hàm lượng Lipid phần lớn được giữ lại trên bã khi pha cà phê, chỉ có một lượng nhỏ đi vào trong nước.
- Ancaloid: Các Ancaloid của cà phê bao gồm như: cafein, colin, tri-gonulin, trong đó thì trigonulin và cafein được nghiên cứu nhiều hơn.
+ Cafein: chiếm từ 1- 3% tuỳ thuộc vào từng loại cà phê, điều kiện về khí hậu và canh tác. Khi pha cà phê, cafein được hoà tan và giải phòng hoàn toàn ở dạng tự do, không hình thành những chất có khả năng kết tủa, khi đi vào trong cơ thể nó kích thích hệ thần kinh. Thời gian kích thích của nó trong cà phê dài hơn của chè tuy hàm lượng cafein trong chè lớn hơn. Vì lượng cafein có trong cafein thải ra ngoài chậm do tốc độ của máu không lên khi uống cà phê.
+ Trigonulin (acid metyl B nicotie- C7H7NO2)Đây là một ancaloid không có hoạt tính sinh lý, ít tan trong rược etylic không tan trong ete
và clorofoc, tan nhiều trong nước nóng t0nc=2180C.
Dưới nhiệt độ cao Trigonulin thuỷ phân tạo thành acid Nicotic (đây là chất tiền Vitamin PP). Acid Nicotic không có trong cà phê nhân nhưng nó được hình thành trong quá trình gia nhiệt.
- Chất thơm: trong cà phê hàm lượng chất thơm nhỏ.Chất thơm được hình thành và tích lũy dần trong hạt và phụ thuộc vào yếu tố: đất đai, khí
hậu và đặc biệt là loại cây cà phê. Ngoài ra chất thơm được hình thành trong quá trình chế biến, chủ yếu là quá trình rang. Trong quá trình rang, ban đầu thì chất thơm thoát ra có mùi cháy hắc sau đó chuyển sang thơm.
7
Chất thơm bao gồm: acid, andehit, ceton, este, rượu, phenol,... là những chất dễ bay hơi và dễ biến đổi trong quá trình bảo quản.Vì vậy cần bảo quản cà phê trong bao bì và tiêu thụ nhanh.
1.6. Giá trị sử dụng của cà phê: Cà phê là một loại nước uống cao cấp, các nhu cầu sử dụng của thế giới ngày càng tăng lên và các sản phẩm cà phê phải được bảo đảm chất lượng khi sử dụng.
Cây cà phê được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, trong đó phần hạt cà phê là quan trọng nhất, nhân cà phê được sử dụng làm nước uống và các sản phẩm khác có trong thành phần của hạt, phần vỏ cà phê sau khi sát tươi được dùng làm phân bón.
Cà phê từ lâu đã được biết đến với công dụng kích thích sự hưng phấn của thần kinh dưới sự ảnh hưởng của Cafein có trong thành phần của hạt Cafein có tác dụng kích thích hoạt động của hệ thần kinh, làm gia tăng các hoạt động thể chất liên quan đến thần kinh: hoạt động trí não, gia tăng trạng thái thức tỉnh, các hoạt động tư duy, giúp tỉnh táo, tăng nhịp tim, tăng nhịp thở và tăng huyết áp, các hoạt động cơ bắp..... Sự hưng phấn của thần kinh làm tỉnh táo, tăng khả năng tập trung và hiệu quả công việc.
Ngoài ra người ta còn chứng minh được Cafein có tác dụng an thần, nếu uống một lượng cà phê trước khi ngủ 15 phút sẽ giúp ngủ sâu hơn, chống lại sự suy giảm nhịp thở khi ngủ. Cà phê gây nên hưng phấn, tỉnh táo khi làm việc nếu sử dụng cà phê nhiều lần trong ngày, một lần một lượng ít.
Một nghiên cứu mới nhất ở Nhật cho thấy cà phê cũng giống như trà xanh có khả năng chống oxy hoá, các chất chống oxy hoá trong cà phê (Autioxidant) có khả năng bảo vệ thận khỏi bị ăn mòn.
Nhưng nếu sử dụng lượng lớn cà phê vượt quá ngưỡng kích thích của cafein thì ảnh hưởng của cà phê là ngược lại làm suy nhược thần kinh, gia tăng sự nhạy cảm đối với Stress....
Từ đó, cà phê sẽ gây nên một số bệnh về tim mạch, huyết áp và tiêu hoá. Ngoài ra cafein còn làm tăng đột ngột lượng Insalin trong máu làm mất thăng bằng cơ thể cũng như ảnh hưởng không tốt đến tuyến tuỵ.
8
CHƯƠNG II: KỸ THUẬT SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN.
2.1 Tình hình sản xuất và xuất khẩu cà phê của Việt Nam:Ở Việt Nam cây cà phê được trồng phổ biến vào đầu thế kỉ XX ở các đồn điền của người
Pháp, tổng diện tích chỉ vài ngàn ha khoảng 5000 – 6000 ha.Sau cách mạng tháng 8 có thêm các nông trường quốc doanh với diện tích khoảng 10000
ha (1963- 1964); ở miền Nam trước 1975 cũng khoảng 10000 ha Đắc lắc khoảng 7000 ha; Lâm Đồng 1700 ha;..... với năng suất trung bình thường đạt từ 400 – 60 kg/ha, có nơi thâm canh tốt thì lên đến 1 tấn/ha và loại cà phê thường trồng là cà phê chè.
Để khắc phục năng suất thấp người ta thay đổi bằng cà phê vối với khả năng phát triển và chịu sự khắc nghiệt cao hơn với năng suất 1- 2 tấn/ha có nơi 2- 3 tấn/ha.
Tính đến 1994, tổng diện tích khoảng 150000 ha với sản lượng >150000 tấn/năm vụ 1994/1995 năng suất khoảng 180000 tấn và năng suất bình quân từ 2- 3 tấn/ha. Riêng một số nông trường có thâm canh tốt năng suất từ 4- 6 tấn/ha.
Những năm gần đây Việt Nam là một trong những nước có diện tích trồng cà phê, xuất khẩu cà phê lớn nhất của thế giới. Diện tích cà phê hiện nay khoảng 500000 ha. Sản lượng xuất khẩu hàng năm >10 triệu bao/năm và những năm gần đây sản lượng xuất khẩu >15 triệu bao/năm. Hiên nayViệt Nam đang là nước xếp thứ 2 trên thế giới về sản lượng xuất khẩu cà phê.
Năm 2001 sản lượng 15,5 triệu bao.Năm 2004 sản lượng >14 triệu bao.Năm 2006 - 2007 sản lượng >18 triệu bao khoảng 435000 tấn với kim ngạch xuất khẩu
hàng năm > 1 tỷ USD, riêng năm 2007 dự kiến đạt 1,5 tỷ USD tăng 1,1% so với 2006.Trong đó lượng cà phê xuất khẩu chủ yếu là cà phê vối. Hiện nay Việt Nam đứng đầu về
những nước xuất khẩu cà phê vối khoảng 43% sản lượng toàn cầu.Cà phê Việt Nam xuất khẩu trên 70 nước của thế giới với các nước tiêu thụ lớn nhất: Đức,
Tây Ban Nha, Mỹ,....Sản lượng cà phê năm 2007 khoảng 900000 tấn.Với sản lượng và lợi ích của cây cà phê, cà
phê là mặt hàng nông sản đem lại hiệu quả kinh tế cao và cây cà phê được chú trọng ngày càng nâng cao về chất lượng, sản lượng cây cà phê – là cây trồng chiến lược của bộ nông nghiệp và người dân.
2.2 Kĩ thuật sản xuất cà phê nhân:2.1.1 Các phương pháp sản xuất cà phê nhân:Chất lượng của cà phê phụ thuộc vào các yếu tố: giống, khí hậu, độ cao so với mực nước
biển, độ phì của đất, phân bón, độ chín của quả, kĩ thuật chế biến và bảo quản. Các phương pháp chế biến cà phê nhân bao gồm: Phương pháp chế biến ướt và phương
pháp chế biến khô. Ngoài ra, người ta còn kết hợp giữa 2 phương pháp đó là phương pháp trung gian nửa ướt, nửa khô.
Quy trình chế biến:
9
Nguyên liệu quả tươi
Phương pháp ướt Phương pháp khô
Thu nhận nguyên liệu Thu nhận nguyên liệu
Phân loại nguyên liệu Phơi và sấy cà phê
Sát tươi
Phân loại nguyên liệu theo trọng lượng
Lên men
Ngâm rửa
Để ráo nước
Phơi sấy
Cà phê thóc khô Cà phê quả khô
Làm sạch tạp chất
Sát khô
Đánh bóng cà phê nhân
Phân loại
Thành phẩm
Thuyết minh quy trình (Phương pháp ướt):1. Thu nhận nguyên liệu: Nguyên liệu thu nhận phải có phẩm chất tốt tỉ lệ chín >95%, hái
quả xanh, non. Nguyên liệu thu nhận phải là nguyên liệu vừa mới hái trong ngày hôm đó, không quá 24 tiếng; nơi thu nhận phải sạch sẽ.
2. Phân loại nguyên liệu: Nguyên liệu sau đó được phân loại trong bể xi phông nhằm loại bỏ tạp chất, rửa sạch nguyên liệu và phân chia, phân loại nguyên liệu.
3. Sát tươi: Nguyên liệu được đưa vào máy sát tưới và được bào gọt để tách lớp vỏ và thịt bao bọc xung quanh hạt cà phê.
4. Phân loại nguyên liệu theo trọng lượng: Đây là công đoạn loại bỏ những hạt nguyên liệu lép, nhỏ, và tạp chất như: vỏ hay cát còn xót lại.
5. Lên men: Sử dụng nấm mốc Asp-Niger lên men cà phê nhằm loại bỏ Cellulose và pectin của vỏ và nhân nâng cao hiệu suất trích ly của cà phê sau này (lên đến 95%) và đảm bảo chất lượng cà phê.
6. Ngâm rửa, làm ráo: Sau khi lên men xong cần rửa sạch loại bỏ những phần vỏ bị xót lại đã được lấy ra bởi quá trình lên men. Sau đó để ráo nguyên liệu.
10
7. Phơi sấy: Phơi sấy cà phê đạt W=14-17%, phơi nắng:10-14 ngày; sấy bằng không khí nóng từ 12- 18 giờ tạo thành cà phê thóc khô.
8. Sát khô- đánh bóng cà phê: Cà phê thóc khô sau khi được làm sạch tạp chất phải qua sát khô. Nguyên liệu được cho vào máy sát (máy quay) để tách lớp da bao bọc bên ngoài. Đánh bóng cà phê bằng máy đánh bóng để cà phê có màu sáng hơn, nguyên liệu đạt được về giá trị cảm quan nâng cao chất lượng sản phẩm.
9. Phân loại: cà phê nhân được phân loại bằng máy nên ổn định về chất lượng của từng loại: kích thước, màu sắc,... * Còn trong phương pháp khô, nguyên liệu quả tươi sau khi loại bỏ tạp chất : rửa sạch, loại bỏ cành lá, cát sạn... Sau đó tiến hành đem phơi trên sàn hoặc sấy khô quả mà không cần quả sát tươi, thu được cà phê quả khô. Công đoạn sát khô về sau tương tự như trong phương pháp ướt.
* Phương pháp nửa khô, nửa ướt: Đây là phương pháp mà nguyên liệu được đem đi sát tươi và sau đó tiến hành đem phơi hoặc sấy mà không qua công đoạn lên men và ngâm rửa.
2.2.2 Công nghệ và thiết bị sản xuất:Trong các phương pháp sản xuất cà phê thì phương pháp chế biến cà phê bằng phương
pháp ướt là được phổ biến và ứng dụng rộng rãi. Chất lượng cà phê nhân sau này sẽ cao hơn, sản phẩm cũng dễ bán ra thị trường và thuận tiện việc bảo quản. Sau đây là một số thiết bị dùng trong phương pháp sản xuất ướt.
* Sơ chế:( Để thu được cà phê quả khô (thóc) để dễ bảo quản, vận chuyển, làm nguyên liệu cho công đoạn sau) Cà phê quả chín – Máy tách tạp chất (loại bỏ cành, lá, quả xanh, hỏng) - Hệ thống xát quả tươi (tách lớp vỏ thịt ra) – Máy đánh nhớt (làm sạch cà phê thóc khỏi lớp vỏ thịt) - Hệ thống máy sấy tĩnh (sấy khô cà phê thóc) – Cà phê quả khô.
* Chế biến cà phê quả khô thành cà phê nhân: Cà phê khô - Hệ thống máy sấy trống quay (sấy đảm bảo độ ẩm cần thiết) – Máy tách tạp chất (tách sạn, đá lẫn trong cà phê thóc) – Máy xát vỏ cà phê (xát, bỏ lớp vỏ cứng) – Máy phân loại (theo kích thước, trọng lượng, màu sắc) – Máy đánh bóng (làm đẹp cà phê nhân) – Máy đóng bao (đóng bao sản phẩm cà phê).
11
a). Máy rửa cà phê quả:
MÁY RỬA CÀ PHÊ QUẢ
Ứng dụngMáy rửa cà phê quả là thiết bị dùng để rửa cà phê, tách tạp chất và phân thành hai loại
cà quả chìm và cà quả nổi riêng biệt.Cà quả chìm gồm quả chín và quả xanh,cà quả nổi gồm quả xốp, quả sâu, quả lép,...
Cấu tạo Máy rửa cà phê quả có cấu tạo gồm các bộ phận sau:
Hình 2.1: Máy rửa cà phê1.Sàn tạp chất 2.Máy rửa quả.3.Máng ra cà quả chìm và cà quả nổi.4.Ống bơm nước lên sàn tạp chất.5.Tay van điều chính áp lực nước cấp cho sàn tạp chất.6.Tay van điều chỉnh lượng nước trong thùng rửa quả.7.Mô tơ truyền động.Nguyên tắc hoạt động
Cà phê quả tươi sau khi thu hoạch được chuyển vào sàn tạp chất nhờ băng tải vấu hoặc gầu tải,sàng tạp chất có nhiệm vụ tách lá cành, một phần đất đá sau đó cà rơi xuống máng nước, tại đây cà phê quả được rửa sạch để cho đất không còn bám vào vỏ quả cà phê,tiếp tục theo dòng nước xuống sống cản đá,sống cản đá có nhiệm vụ cho cà phê quả đi qua còn đất đá được giữ lại rơi vào phễu hứng rồi theo hệ thống ống Ventury đi ra ngoài vào thùng chứa. Cà phê quả được chia làm hai loại quả chìm và quả nổi, quả chìm sẽ lắng xuống qua ống si phông đi đến sàng hứng quả chìm, phần quả nổi sẽ tiếp tục đi thẳng đến sàng hứng quả nổi.
12
b) Bể si phông:BỂ SI PHÔNG
Ứng dụng : Bể si phông là thiết bị dùng để tách cà thóc lép ra khỏi cà thóc tốt sau khi qua máy xát cà
quả nổi hoặc dùng để tách cà quả thành hai loại quả chìm và quả nổi.
Cấu tạo: Bể si phông có cấu tạo gồm các bộ phận sau:1.Thùng chứa2.Cửa ra cà chắc3.Cửa ra cà lép4.Chân đế.
Hình 2.2: Bể si phôngNguyên tắc hoạt động:
Cà phê thóc sau khi qua máy xát cà quả nổi sẽ được đưa vào bể si phông, cà thóc chắc sẽ chìm xuống dưới rồi theo dòng nước trong ống đi đến cửa ra cà thóc tốt ra ngoài, cà thóc lép nổi lên mặt nước qua cửa ra cà lép đi ra ngoài.Trong quá trình phân loại cần liên tục cung cấp nước bổ sung cho đầy si phông.
13
c) Máy xát quả tươi:MÁY XÁT QUẢ TƯƠI
Ứng d ụng: Máy xát quả là thiết bị dùng để tách lớp thịt của quả cà phê, sau khi qua sàng tạp chất và máy rửa.
Cấu tạo:Máy xát quả có cấu tạo gồm các bộ phận sau:
1.Phễu nạp liệu.2.Rulô xát 3.Máng chuyển cà thóc và vỏ vào máy tách vỏ4.Cửa xả cà xanh.5.Mô tơ truyền động 6.Chân đế máy 7.Máy tách vỏ
Hình 2.3: Máy xát quả tươi. Nguyên lí hoạt động:
Cà phê quả sau khi qua sàng tạp chất và máy rửa sẽ được chuyển vào máng nạp liệu của máy xát. Trên rulô xát có gắn các thanh dao, xung quanh là khung lưới, các thanh dao và khung lưới này sẽ bóc tách vỏ ra khỏi quả cà phê. Cà phê thóc và vỏ sẽ lọt qua lỗ lưới đi xuống máng đến phễu nạp liệu của máy tách vỏ, còn cà quả xanh chưa bóc sạch vỏ sẽ theo cửa xả liệu đi ra ngoài.
14
d) Máy đánh nhớt:MÁY ĐÁNH NHỚT
Ứng dụng : Máy đánh nhớt là thiết bị dùng để đánh sạch lớp nhớt bám trên hạt cà phê thóc sau khi xát.
Cấu tạo: Máy đánh nhớt có cấu tạo gồm các bộ phận sau:1.Phễu nạp liệu2.Trống đánh nhớt3.Cửa xả liệu4.Phễu hứng chất nhớt và chất sơ.5.Mô tơ truyền động6.Hệ thống van cấp nước.7.Chân đế máy.
Hình 2.4: Máy đánh nhớt.Nguyên tắc hoạt động:
Cà phê thóc sau khi qua lồng tách quả sẽ được đưa vào phễu nạp liệu của máy đánh nhớt, cà phê thóc được vít tải đẩy lên phía trên có các cánh đánh nhớt,tại đây các lớp nhớt bám trên hạt cà phê thóc được đánh ra, nước nhớt và chất sơ sẽ thoát ra khỏi lướt nhờ lượng nước được cấp từ hệ thống van đi vào dọc thân trống đánh nhớt .Nước nhớt và chất sơ rơi xuống phễu hứng chảy vào bể lắng còn cà thóc sạch nhớt tiếp tục đi lên đến cửa xả liệu và ra ngoài.
e) Hệ thống máy sấy tĩnh:
HỆ THỐNG MÁY SẤY TĨNH
Hệ thống máy sấy tĩnh là hệ thống máy được dùng để sấy sơ bộ cà phê thóc sau khi đã được đánh nhớt và làm ráo. Tuy nhiên cũng có thể sử dụng để sấy khô cà phê thóc sau khi chế biến ướt. Hệ thống máy sấy tĩnh bao gồm : Lò đốt là nguồn cung cấp nhiệt chính. Quạt hút dùng để chuyển tải nhiệt lượng của lò đốt qua khay sấy. Khay sấy là nơi chứa nguyên liệu cần sấy. Tùy vào tính chất và yêu cầu của quá trình sấy mà ta có thể dùng hệ thống chuyển tải nhiệt lượng trực tiếp hay gián tiếp.
15
Cấu tạo : (Hệ thống máy sấy tĩnh loại cấp nhiệt trực tiếp)1. Lò đốt : Đây là loại lò tạo nhiệt trực tiếp, nguyên liệu dùng để đốt lò được sử dụng
bằng than đá hoặc bằng vỏ trấu. Nguyên liệu được đốt trong buồng đốt, nhiệt lượng từ đó đưa vào khay sấy hạt thông qua hệ thống quạt hút và cấp nhiệt.
2. Quạt hút nhiệt : Với hệ thống sấy tĩnh loại cấp nhiệt trực tiếp ta thường dùng loại quạt hút hướng trục. Đây là loại quạt hút có lưu lượng hút cao được đặt trước đầu khay sấy: chuyển hỗn hợp khí nóng từ lò đốt và một phần không khí bên ngoài vào dưới khay sấy.
3. Khay sấy : Được làm bằng gạch xây hoặc làm bằng các tấm thép có thể tháo ráp và di chuyển được. Trên khay sấy có bố trí các khung lưới để chứa nguyên liệu cần sấy, trên thành khay có bố trí các cửa nạp liệu vào khi cần sấy và xả liệu sau khi đã sấy xong.
Hình 2.5: Hệ thống máy sấy tĩnh. Nguyên lí hoạt động :Nguyên liệu cần sấy được trải đều trên toàn bộ diện tích khay sấy với bề mật cao khoảng
200mm. Nhiệt lượng được cấp vào đấy khay sấy bởi nguồn nhiệt tạo ra bởi lò đốt, quạt hút hướng trục hoạt động sẽ hút trực tiếp một phần nhiệt từ lò đốt và một phần không khí bên ngoài tạo thành một hòa khí có vận tốc cao đi vào khay sấy xuyên qua lớp hạt trên khung lưới. Tại đây hạt được tiếp xúc với hơi nóng có vận tốc cao làm thoát ẩm có trong hạt bốc lên phía trên.
Do lớp hạt có trong khay sấy ở trạng thái yên tĩnh nên trong quá trình sấy ta cần phải thường xuyên đảo lớp hạt bằng phương pháp thủ công để các hạt trong khối hạt tiếp xúc đều với lượng khí nóng xuyên qua, làm giảm thời gian sấy Sau quá trình sấy cà phê thóc có độ ẩm đạt 35% với thời gian khoảng 8-10 giờ.
Thao tác vận hành:1. Chuyển cà phê thóc sau đánh nhớt đã để ráo vào khay sấy, trải đều lớp hạt trên
khung lưới cho kín để nhiệt độ khỏi phải tự thoát ra ngoài theo các khe lưới không qua lớp hạt cần sấy. Sau đó ta cần phải đóng các cửa hông lại.
2. Nhóm lò : Than đá sau khi được mồi phải cháy đỏ mới khởi động quạt hút nhiệt để mùi khói không bám vào cà phê thóc, tăng được chất lượng cà phê sau khi sấy
16
3. Khởi động quạt hút hướng trục: điều chỉnh các cửa hút nhiệt trước quạt hút để điều chỉnh hòa khí giữa không khí nóng trong buồng đốt với khong khí bên ngoài .
4. Khuấy đảo : trong quá trình sấy để sấy điều các hạt cà phê ta phải tiến hành khuấy đảo lớp hạt khoảng 20-30 phút cho một lần đảo. Quá trình khuấy đảo nhiều thì độ điều của hạt cà phê khi sấy càng cao và thời gian sấy sẽ giảm.
5. Xã liệu: Sau khi sấy hạt, ta tiến hành kiểm tra độ ẩm của hạt , nếu đạt yêu cầu, ta mở các cửa hông trên thành khe sấy. Ngừng các quạt hút nhiệt và chuyển khối hạt ra ngoài.
Vệ sinh bảo dưỡng: Việc vệ sinh bảo dưỡng hệ thống máy sấy định kỳ nhằm ổn định quá trrình làm việc cà nâng cao tuổi thọ của má dwwo.- Sau mỗi sấy ta phải vệ sinh sạch sẽ lưới của khay sấy nâng cao hệ số truyền nhiệt
cho các mẻ sau.- Vệ sinh buồng đốt : cạo sạch than cũ và xỉ than vướng trong khe của ghi lò.- Kiểm tra lại quạt hút , các ổ bi, tra dầu mở và bôi trơn các ổ bi, gối bi.
f) Hệ thống máy sấy trống quay:HỆ THỐNG MÁY SẤY TRỐNG QUAY
Hệ thống máy sấy trống quay có nhiều ưu điểm trong việc sấy cà phê thóc. Vì sấy theo phương pháp này sẽ đảm bảo độ ẩm cần thiết cho cà phê và sẽ giảm tối thiểu tỷ lệ vỡ vỏ thóc trong quá trình sấy.
Hình 2.6: Hệ thống máy sấy trống quay. Cấu tạo:
1. Lò đốt: Được dùng để cung cấp không khí nóng cho máy sấy. Nguyên liệu sử dụng là than đá và nhiệt được truyền đi qua bộ trao đổi nhiệt trước khi được quạt hút thổi vào trống sấy hạt.
2. Quạt hút khí nóng: Đây là bộ phận giữ vai trò hút khí nóng từ lò đốt để cấp nhiệt cho trống sấy trong suốt quá trình sấy.
17
3. Trống sấy hạt: Quá trình sấy hạt sẽ được thực hiện tại đây, khí nóng sẽ được chuyển vào tâm trống sấy kết hợp với quá trình đảo hạt nhờ tác dụng của cánh đảo và cánh đẩy cà phê sẽ làm giảm dần độ ẩm của hạt.
4. Gàu tải nạp liệu: Là bộ phận chuyển nguyên liệu cần sấy vào bồn chứa liệu5. Bồn chứa nạp liệu vào trống sấy: Là bộ phận chứa cà phê chuẩn bị cho quá trình sấy
mới, định lượng nguyên liệu cần thiết trước khi nạp liệu vào trống sấy hạt, làm giảm tối đa thời gian cần thiết cho quá trình nạp liệu
6. Máng tháo hạt ra ngoài khi sấy: Đây là bộ phận có chức năng gom toàn bộ cà phê sau khi sấy để chuyển ra ngoài.
Nguyên lí hoạt động và chức năng :1. Nguyên lý hoạt động của trống sấy hạt
Được vận hành nhờ bộ truyền động giảm tốc cơ khí có số vòng quay của trống sấy là: 1,8 vòng/phút. Ống dẫn khí nóng được dẫn vào tâm trống sấy nhờ một trục rỗng lắp trên gối đỡ trống sấy có kết cấu hở và khí nóng đi vào chop dẫn khí nóng thoát ra ngoài. Bên trong trống sấy, nhờ vào kết cấu của các cánh đẩy và cánh đảo, cà phê thóc được đảo liên tục trong suốt quá trình sấy và quá trình giảm ẩm sảy ra liên tục, đều trên bề mặt của hạt cũng như toàn bộ khối hạt.
2 . Tác động của các cơ cấu đến quá trình hoạt động của máy Tay đóng các van xả của gầu tải : Được sử dụng để chuyển cà phê vào buồng chứa và xả cà phê ra ngoài sau khi sấy. việc
điều chỉnh này thông qua van lật gắn vào cửa xả ở đầu gàu tải. Tay đóng mở cửa xả của buồng chứa:Thao tác này được thực hiện thông qua tay quay gắn trên cửa xả của bồn. Khi bắt đầu
một mẻ mới phải mở cửa nạp trống sấy mở hết cửa xả để nạp cà phê vào trống sấy. Tay đóng mở các cửa nạp, xả của trống sấy: Việc đóng mở các cửa này chỉ thực hiện khi trống sấy đã dừng hẳn. Khi bắt đầu hay kết
thúc một mẻ sấy các cửa này mở ra khi nạp cà phê và đóng lại khi trống quay. Vận hành phanh hãm trống:
- Hãm trống khi có sự cố.- Để xác định vị trí tương ứng giữa các cửa trống với cửa xả bồn ở phía trên trước khi
sấy và máng gom cà phê phía dưới sau khi sấy. Quá trình này giúp cho việc nạp và xả liệu được dễ dàng , nhanh chóng, có thể dừng cửa xả ở bất kì vị trí nào khi cần thiết.
- Dừng trống sấy khi xác định độ ẩm của cà phê Lò đốt:Lò đốt gián tiếp cấp nhiệt cho trống quay có thể sử dụng nguyên liệu than đá hay các loại
nguyên liệu khác.Than đá sau khi nhóm đã cháy đỏ ta mới hút không khí nóng vào trong trống sấy. Nhiệt
độ trong trống sấy không được cao quá 75ºC. Quá trình sấy cũng tùy theo mức độ giảm ẩm của nguyên liệu sấy: + Giai đoạn 1: Khống chế nhiệt độ khoảng 45-50ºC trong thời gian đầu + Giai đoạn 2: Tăng nhiệt độ sấy lên khoảng 60-70ºC + Giai đoạn 3: Giảm lại nhiệt độ sấy xuống 40-45ºC
Thao tác vận hành:Cần nắm rõ được các nguyên lý hoạt động của máy trước khi thực hiện các thao tác trên
máy, tránh được những sai sót không cần thiết.Các thao tác vận hành phải được thực hiện trình tự theo các bước sau:
18
Bước 1:- Mở công tắc mô tơ gàu tải cho gàu tải hoạt động.- Chuyển cà phê vào bộ phận nạp liệu của gàu tải; kéo cần mở cửa nạp vào gầu, kiểm tra
khối lượng cà phê của buồng chứa trước khi vào sấy. Bước 2:Khởi động motor truyền động sấy trống và cơ cấu phanh hãm, điều chỉnh đúng vị trí các
cửa xả tương ứng với vị trí cửa nạp liệu vào trống sấy. Mở các cửa trên trống sấy sau đó mở cửa xả liệu của buồng chứa. Khi cà phê đầy trống thì đóng cửa xả buồng lại. Đóng các cửa trống sấy lại khởi động motor truyền động quay trống sấy 1 vòng để kiểm tra khối lượng bên trong hạt có phủ kín đỉnh chóp hay chưa , nếu chưa thì tiếp tục cho hạt vào trống sấy. Độ hở trong trống từ lớp hạt đến cửa nạp liệu từ150-200mm, nếu nạp quá đầy thì khả năng đảo trộn của khối hạt sẽ bị hạn chế.
Bước 3:Mở công tắc quạt hút khí nóng để cấp nhiệt vào trống sấy. đối với cà phê thócôsau khi sát
tưoi và để ráo, thời gian cần sấy là 32 giờ để đạt được độ ẩm 13%. Nhiệt độ sấy được biểu thị qua đồng hồ gắn trên trống sấy.
Kiểm tra độ ẩm của hạt bằng một cửa nhỏ ở giữa trống sấy. Sau khi độ ẩm đạt yêu cầu tiến hành hãm phanh, dừng trống để xả liệu xuống máng tháo. Lưu ý: sau khi xả hạt xong thì đóng các cửa trống sấy lại và quay thêm 1 vòng nửa để lấy hết lượng hạt còn xót trên chóp dẫn khí nóng. Trong thời gian sấy hạt ta tiến hành cấp hạt lên bồn chứa để chuẩn bị cho mẻ sau.
Vệ sinh bảo dưỡng máy: Bôi trơn tất cả các vị trí ổ bi bằng mở chịu nhiệt, chịu tải trọng. Kiểm tra, bơm mở vào các ổ bi, độ ăn khớp của các bánh răng. Kiểm tra lại độ căng của dây đai, điều chỉnh lại cho đúng độ căng của dây đai. kiểm tra độ mòn của bố phanh hãm, nếu quá mòn ta phải thay bố hãm khác. Chải sạch mặt lưới của vỏ ngoài trống sấy và phần chóp dẫn khí nóng vào phía trong
trống sấy . Kiểm tra, siết chặt toàn bộ bulon của hệ thống sấy. Sơn bảo quản toàn bộ phần trống sấy nhất là lưới thép bằng lợi sơn chịu nhiệt nếu lớp
sơn cũ bị bong tróc.
g) Máy tách tạp chất:MÁY TÁCH TẠP CHẤT
Máy tách tạp chất là một thiết bị cần thiết trong hệ thống chế biến và phân loại cà phê. Máy có chức năng làm sạch cà phê trước khi đưa vào máy xát. Máy sẽ tách các tạp chất lớn như cành cây khô, vỏ quả cà phê và các loại tạp chất nhỏ như hạt mẻ , cát, đá… Cấu tạo:
Các bộ phận chính của máy bao gồm:1. Cửa nạp liệu 2. Motor truyền động chính 3. Khung lưới sàng4. Khung sàng5. Chân đế máy 6. Cửa xả liệu 7. Cửa nạp liệu 8. Cửa hút bụi
19
Hình 2.7: Máy tách tạp chất.Nguyên lí hoạt động: Máy hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển động ngược dòng từ thấp lên cao nhờ tần số rung của sàng . Nguyên liệu được nạp vào máy bằng gàu tải, qua cửa nạp liệu đặt bên trên máy và trải đều xuống bề ngang phía thấp của mặt sàng. Trong quá trình nạp liệu, máy hút bụi bên ngoài cũng được vận động theo và hút lớp bụi tại cửa hút bụi chuyển ra ngoài vào thùng chứa bụi. Khi khung sàng chuyển động rung sẽ làm cho nguyên liệu chuyển động từ phía mặt thấp cán sàng lên phía mặt cao của sàng. Nhờ khung sàng có các lớp lưới khác nhau nên khi chuyển động sẽ làm giữ lại ở lớp trên của sàng những tạp chất lớn như: cành lá, vỏ khô, dây bao, đá…có kích thước lớn hơn hạt cà phê và đi ra ngoài qua cửa xả tạp chất. Còn cà phê thành phẩm sẽ được rơi xuống mặt sàng kế tiếp và đi ra ngoài qua cửa xả liệu. Riêng những tạp chất nhỏ:hạt mẻ, vỡ, cát đá…rơi xuống đáy sàng và đi ra ngoài qua một cửa khác. Vận hành:
Trước khi vận hành cần chú ý kiểm tra lại chiều quay của trục chính. Kiểm tra độ cứng vững của khung sàng và bulon nền.
Kiểm tra sự cân bằng của khung sàng , bộ thanh truyền của khung sàng . Khởi động máy chạy không tải trước khi cho nguyên liệu vào máy. Quan sát tốc độ chuyển động của cà phê trên khung sàng để điều chỉnh cấp độ cấp liệu
cho phù hợp. Quan sát cửa ra tạp chất và cửa ra sản phẩm để điều chỉnh tốc độ rung, nếu cửa ra tạp
chất còn lẫn cà phê thì cần phải giảm bớt tốc độ cấp liệu để giảm bớt dòng chuyển động của hạt.
Vệ sinh bảo dưỡng: Thường xuyên vệ sinh máy, trong quá trình làm việc nếu có tiếng động lạ thì phải dừng
máy kiểm tra khắc phục sau đó mới cho hoạt động lại Định kỳ kiển tra và bơm mở lại các ổ đỡ bi trục Kiểm tra , điều chỉnh lại độ căng dây đai của bộ truyền động . Kiểm tra siết chặt các bulon trên máy và bệ đỡ motor, đặc biệt là bộ thanh truyền và
các bulon liên kết nhíp sàng.
h) Mát xát vỏ:MÁY XÁT VỎ
20
Giới thiệu chung : Máy xát vỏ dùng để xát và tách lớp vỏ của cà phê thóc và cà phê khô. Thành phẩm đi ra từ máy là cà phê nhân xô.
Cấu tạo: cấu tạo chính của máy xát vỏ bao gồm:1.Trục chính máy2.Bộ phận xả liệu3.Cửa nạp liệu4. Đối trọng điều chỉnh5.Núm điều chỉnh mặt dao6.Quạt thổi tạp7.Khung máy.
Nguyên lý hoạt động : Máy hoạt động dựa trên nguyên lí ma sát của lớp hạt (hoặc quả khô) trong rãnh của rulô
và dao xát, máng xát. Nguyên liệu cà phê đi vào máy, trục rulô quay làm lớp hạt (hoặc quả khô) trượt qua rãnh
rulô và ma sát lớp mặt dao, rãnh sắt của rulô và bề mặt nhám của máng xát nữa trên, làm vỡ ra lớp vỏ bao bọc bên ngoài hạt. Lớp vỏ vỡ sẽ được quạt hút qua máng lưới xát ở nữa dưới và thổi ra ngoài chứa vào nhà chứa vỏ trấu.Còn lớp hạt nhân sẽ di trượt theo rãnh rulô đi ra ngoài qua cửa xả hạt.
Tại điểm giữa bộ phận xả liệu có ống thông với hệ thống quạt hút, nên trong quá trình lớp hạt nhân thoát qua bộ phận xả liệu sẽ được quạt hút tiếp những tạp chất nhẹ: vỏ lụa, vỏ thóc ...ra ngoài, thành phẩm còn lại là những hạt cà phê nhân.
Hình 2.8: Máy xát vỏ.
k) Máy phân loại kích thước:MÁY PHÂN LOẠI KÍCH THƯỚC
Giới thiệu chung : Máy phân loại kích thước là một thiết bị trong hệ thống chế biến và phân loại cà phê,
chức năng của máy dùng để phân loại kích thước các hạt cà phê theo những kích thước khác nhau dựa trên các kích thước lổ tiêu chuẩn của mặt sàng. Máy có khả năng phân loại ra các loại cỡ hạt như: hạt 13,16,18, cà bi,.... ngoài ra còn tách được các tạp chất như: bụi hạt vỡ mẽ,....Cấu tạo :
Các bộ phân chính của máy phân loại kích thước bao gồm:
21
1.Chân đế máy.2.Máng nạp liệu.3.Motor truyền động trục chính 4.Khung sàng.5.Cửa ra thành phẩm.
Nguyên lý hoạt động:Máy hoạt động phân loại theo kích thước cỡ hạt dựa theo nguyên lí chuyển động ngược
dòng, từ thấp lên cao nhờ tần số rung của sàng và kích thước lỗ lưới của từng khung lưới khác nhau đặt trong khung sàng.
Nguyên liệu được nạp vào máy bằng gầu tải, qua cửa nạp liệu đặt bên trên máy và trải đều xuồng bề ngang phía thấp của mặt sàng. Trong quá trình nạp liệu vào máy quạt thổi tạp sẽ hoạt động và thổi đi những tạp chất nhỏ nhẹ qua cửa xã tạp đi ra ngoài chứa vào thùng bụi. Nguyên liệu được trải đều trên mặt ngang của sàng. Khung sàng chuyển động với tần số rung sẽ làm nguyên liệu chuyển động từ phía mặt thấp của sàng lên phía mặt cao của sàng. Nhờ khung sàng có các lớp lưới với các kích thước lỗ lưới khác nhau theo các kích cỡ hạt cần phân loại, nên khi chuyển động sẽ làm phân ra những hạt có kích thước khác nhau theo lỗ lưới trên khung lưới và được chuyển động ra ngoài qua các cửa xã liệu.
Trên từng lớp lưới sàng còn có bố trí những viên bi chuyển động tự do nhằm ngăn chặn những hạt cà phê bị kẹp trong lỗ lưới, đảm bảo cho việc phân loại hạt cà được liên tục và tốt hơn.
Hình 2.9: Máy phân loại kích thước.
m) Máy phân loại trọng lượng:
MÁY PHÂN LOẠI TRỌNG LƯỢNG
Công dụng : Máy phân loại các thành phần khác nhau trong cà phê nhân như:- Hạt chắc.- Hạt vỡ, hạt xốt,hạt bị lỗ sâu mọt.- Một ít tạp chất còn lại như: vỏ trấu, đá, lá cành....
Cấu tạo :
22
Máy phân loại trọng lượng có cấu tạo gồm các bộ phận sau:1.Tay quay chỉnh tốc độ rung2.Tay quay chỉnh lưu lượng gió 3.Tay chỉnh độ nghiêng ngang4.Núm hàm độ nghiêng dọc5.Tay chỉnh độ nghiêng dọc6.Núm hàm độ nghiêng ngang.7.Mặt sàng8.Máng xả liệu9.Cửa gió
Nguyên lí hoạt động : - Máy hoạt động tạo ra sự phân loại nhờ kết hợp 3 yếu tố:- Tần số rung của khung sàng qua việc điều chỉnh làm thay đổi bán kính của puli vô cấp.- Điều chỉnh độ nghiêng dọc và nghiêng ngang của khung sàng.- Điều chỉnh lưu lượng gió ở các vị trí của mặt sàng (thông qua các núm tay quay).
Hình 2.10: Máy phân loại trọng lượngn) Máy đánh bóng:
MÁY ĐÁNH BÓNG
Giới thiệu chung:Máy được sử dụng để bóc lớp vỏ lụa và đánh bóng hạt cà phê nhân nhằm nâng cao chất
lượng thành phẩm sau khi chế biến.
Cấu tạo:Các bộ phận chính của máy đánh bóng gồm:
1.Motor
23
2.Bộ phận nạp liệu3.Bộ phận xả liệu4.Quạt thổi tạp.5. Đối trọng điều chỉnh độ bóng
Hình 2.11: Máy đánh bóng.Nguyên lí hoạt động:
Máy hoạt động dựa trên nén ép và di trượt của hạt cà phê nhân trong rãnh xoắn của rulô và máng xát. Hạt cà phê tự chèn vào nhau tách đi một phần lớp vỏ lụa trên bề mặt hạt nhân và đánh bóng hạt cà nhân. Lớp vỏ luạ sinh ra trong quá trình đánh bóng sẽ được quạt hút thổi ra ngoài.2.3 Y êu c ầu k ỹ thu ật:
Bộ NN&PTNT vừa quyết định tạm thời sử dụng tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4193:2005 trong kiểm tra chất lượng cà phê nhân XK, trước khi quy chuẩn kỹ thuật cà phê được ban hành.
Tiêu chuẩn mới (TCVN 4193:2005) đã được Tổ chức Cà phê Quốc tế (ICO) coi là quy định chuẩn để phân loại cà phê. Hiện nay, phần lớn DN chế biến cà phê trong nước vẫn XK chủ yếu cà phê được phân loại theo tiêu chuẩn cũ (TCVN 4193-93) với các chỉ tiêu sơ đẳng là phần trăm lượng ẩm, tỷ lệ hạt vỡ và tạp chất. Trong thống kê qua sàn giao dịch LIFFE ở London, trong niên vụ 2006-2007, tỷ lệ cà phê bị loại vì chất lượng không đạt tiêu cầu của VN tiếp tục tăng. Trong số 708300 bao cà phê bị loại ra ở sàn này thì VN chiếm tới 88%.
Cà phê nhân gồm: cà phê chè (Arabica) và cà phê vối (Robusta). Cà phê chè có 5 hạng: Hạng đặc biệt; Hạng1; Hạng 2; Hạng 3; Hạng 4. Cà phê vối có 4 hạng: Hạng đặc biệt; Hạng 1; Hạng 2; Hạng 3.
Theo tiêu chuẩn mới, cà phê nhân có độ ẩm nhỏ hơn hoặc bằng 12,5%. Hạng đặc biệt và hạng 1 của cà phê chè không được lẫn cà phê vối và cà phê mít. Đối với cà phê vối, hạng đặc biệt và hạng 1 có tỷ lệ được lẫn cà phê vối nhỏ hơn hoặc bằng 0,5% và cà phê chè nhỏ hơn hoặc bằng 3%.
Theo Quyết định, các tổ chức, cá nhân XK cà phê phải thực hiện việc kiểm tra chất lượng theo tiêu chuẩn quốc gia 4193:2005 trước khi thông qua.(Web chính phủ).
Tiêu chuẩn này gồm có 6 hạng mục chính và 2 phục lục, quy định cụ thể về phân hạng chất lượng cà phê nhân, màu sắc, mùi, độ ẩm, tỷ lệ lẫn cà phê các loại, tổng trị số lỗi cho phép đối với từng hạng cà phê, tỷ lệ khối lượng đối với từng hạng cà phê trên sàn lỗ tròn, phương pháp thử, bao gói, ghi nhãn và vận chuyển.
a) Phân hạng chất lượng cà phê nhân, được quy định trong bảng sau:Bảng :- Phân hạng chất lượng cà phê nhân
24
Cà phê chè Cà phê vốiHạng đặc biệt Hạng đặc biệt
Hạng1 Hạng1:1 a1b
Hạng 2 Hạng 2:2a2b2c
Hạng 3 Hạng 3Hạng 4 -
b) Màu sắc: Màu đặc trưng của từng loại cà phê nhân.c) Mùi: Mùi đặc trưng của từng loại cà phê nhân, không có mùi lạ.d) Độ ẩm: Nhỏ hơn hoặc bằng 12,5%.e) Tỉ lệ cà phê khác loại, được quy định trong bảng sau:
Bảng - Tỉ lệ lẫn cà phê khác loại cho phép trong các hạng cà phêLoại cà
phêHạng đặc biệt và
hạng 1Hạng 2 Hạng 3 Hạng 4
Cà phê chè
Không được lẫn R và C Được lẫn R:<=1% và C:<=0,5%
Được lẫn R:<=5% và C:<=1%
Được lẫn R:<=5% và C:<=1%
Cà phê vối
Được lẫn C:<=0,5% và A:<=3%
Được lẫn C:<=1% và A:<=5%
Được lẫn C:<=5% và A:<=5%
Chú thích: - A: cà phê chè (Arabica), R: cà phê vối (Robusta),C: cà phê mít (Chart). - %: tính theo phần trăm khối lượng
f)Tổng trị số lỗi cho phép đối với từng hạng cà phê, được quy định trong bảng sau:Bảng - Tổng trị số lỗi cho phép đối với từng hạng cà phê
Hạng chất lượngMức tối đa
(trong 300 g mẫu)Cà phê chè Cà phê vối
Hạng đặc biệt 15 30Hạng 1
1a1b
30--
6090
Hạng 22a2b2c
60---
120150200
Hạng 3 120 250Hạng 4 150 -
g) Tỷ lệ khối lượng đối với từng hạng cà phê trên sàng lỗ tròn, được quy định bảng sau:
Bảng - Tỷ lệ khối lượng đối với từng hạng cà phê trên sàng lỗ tròn
25
Hạng chất lượng Cỡ sàng Tỷ lệ tối thiểu (%)Cà phê chè Cà phê vối
Hạng đặc biệt N0 18/ N016 N018/ N016 90/10Hạng 1 N016/ N014 N016/ N012 1/2 90/10Hạng 2 N012 ½ / N012 N012 ½ /N012 90/10
Hạng 3 và hạng 4 N012 / N010 N012 / N010 90/10
CHƯƠNG III: KĨ THUẬT SẢN XUẤT CÀ PHÊ HOÀ TAN
3.1 Tình hình chế biến cà phê hiện nay ở Việt Nam ....
26
Cà phê là một loại thức uống lâu đời và ngày càng được phát triển và ưa chuộng. Từ đó việc sản xuất, chế biến cà phê mang lại nhiều nguồn lợi to lớn.
Ở Việt Nam trước đây việc sử dụng cà phê chủ yếu là cà phê bột sau đó pha bằng phin hay túi lọc...Ngày nay, đi kèm với cà phê lọc và có phần được ưa chuộng hơn là cà phê hoà tan.Lĩnh vực chế biến sản xuất cà phê hoà tan của nước ta ngày nay đang trên đà phát triển mạnh. Nếu trước đây chỉ có một vài nhãn hiệu độc quỳên kinh doanh: Nesstcafe và 1 số loại khác... thì ngày nay những tên tuổi, thương hiệu cà phê hoà tan của Việt Nam ngày càng được ưu thích.
Đến nay, ở Việt Nam có 3 đơn vị sản xuất cà phê hoà tan lớn nhất với tổng công suất khoảng 2200 tấn/năm đó là Vinacafe:1000 tấn/năm; Cà phê Trung Nguyên với sản phẩm G7 và Nesstcafe. Ngoài ra còn có một số công ty, thương hiệu cà phê nhỏ lẻ khác trong việc sản xuất.
Các sản phẩm chế biến của cà phê: cà phê rang xay và cà phê hoà tan.Cà phê rang xay ngày càng mất đi vị trí thì cà phê hoà tan càng chiếm được lòng người tiêu dùng.
Nhiều thương hiệu cho ra những sản phẩm mới ngoài sản phẩm thông thường là cà phê hoà tan nguyên chất là sản phẩm cà phê 3 trong 2, thậm chí là 4 trong 1.
Tình hình chế biến, sản xuất ở Việt Nam , thị trường cà phê hoà tan dường như đã bão hoà: Vinacafe: 50,4%; Nestcafe: 33,2%; còn lại là các thương hiệu khác. Tuy vậy vẫn có nhiều cơ sở, doanh nghiệp vẫn tiếp tục đầu tư làm cho thị trường càng gay gắt.
Ngoài Vinacafe và Nesstcafe thì Vinamilk nhãn hiệu sửa Việt Nam cùng tham gia vào thị trường với sản phẩm Cafe Moment. Và đặc biệt là Trung Nguyên – nhãn hiệu cà phê rang xay có tên tuổi trước đây đã đầu tư một dây chuyền sản xuất và tham gia vào thị trường với sản phẩm G7, năng suất khoảng 200 tấn/năm.
3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất cà phê hoà tan: Cà phê nhân
Làm sạch Tạp chất
Rang
Xay
Nước Trích ly
Lọc Cặn
Phụ gia Cô đặc Nước
Sấy phun
Bao gói
27
Thành phẩm
Thuyết minh quy trình:1. Cà phê nhân (nguyên liệu):Chọn nguyên liệu đạt chất lượng tốt: có kích thước, phẩm
chất tốt màu sắc đồng đều ..2. Làm sạch nguyên liệu để loại bỏ tạp chất còn xót lại trong nguyên liệu.3. Rang: Đây là công đoạn xử lý nhiệt cho hạt cà phê ở nhiệt độ cao từ 190- 240 0C nhằm
làm biến đổi các thành phần có trong hạt để tạo ra hương vị và màu sắc mong muốn.4. Xay: Là quá trình nghiền mịn cà phê nhân sau khi rang bằng cơ học để thuận lợi cho
quá trình sau.5. Trích ly: Sau khi có cà phê bột ta tiến hành trích ly cà phê bằng H2O nóng nhằm hoà tan
các chất có trong cà phê tạo dung dịch cà phê.6. Lọc: Sau quá trình trích ly ta tiến hành lọc để thu dung dịch cà phê và loại bỏ cà phê.7. Cô đặc: Làm bốc hơi nước, tăng nồng độ của các chất hoà tan có trong dịch cà phê và
nồng độ cao thuận lợi cho quá trình tiếp theo.8. Sấy phun: Sử dụng máy sấy phun(chân không) sấy dung dịch cà phê đã cô đặc về dạng
bột. Dịch cà phê được phun ra với vận tốc lớn và tiếp xúc với không khí nóng tạo thành bột cà phê hoà tan.
9. Bao gói: Bao gói cà phê thành phẩm bằng bao bì không thấm khí, ẩm sử dụng dây chuyền đóng gói.
3.3 Các quá trình công nghệ áp dụng trong quy trình sản xuất:* Quá trình rang cà phê:
Rang cà phê là công đoạn xử lý nhiệt cho hạt cà phê tại nhiệt độ cao(190-2400C/T=20-25 phút, kết hợp với đảo trộn đến để tránh hiện tượng cháy hay rang quá độ.
Sau khi rang xong phải tiến hành làm nguội ngay để tránh một số biến đổi do nhiệt độ. Cà phê rang xong có màu nâu.
Có thể pha trộn các hương vị, phụ gia khác trong quá trình rang để phù hợp với thị hiếu, yêu cầu của thị trường.
* Một số biến đổi của cà phê sau khi rang:- Biến đổi về vật lý:
+ Thể tích tăng 50- 100% kích thước ban đầu.+ Trọng lượng giảm: khoảng 20%.+ Hàm lượng ẩm giảm.
- Biến đổi hoá học:+ Hydrocacben: bị biến đổi trong quá trình tạo ra các phản ứng màu và mùi .+ Lipid: chất béo mất khoảng 1- 2% tổng số Lipid.+ Protein: ở nhiệt độ cao phần lớn protein bị phân huỷ, phần còn lại kết hợp với Hydratcacbon và acid Chlorogenic tạo thành màu nâu cà phê .+ Các Acid: đặc biệt là acid Chlorogenic có trong cà phê, nó phân huỷ khoảng 60- 70% trong quá trình.Một số acid dễ bay hơi tất cả tạo nên vị chua của cà phê.+ Alkaloid: Cafein hầu như không biến đổi. Trigonelline giảm 75% tạo ra các acid và các chất thơm dễ bay hơi.+ Chất thơm: có xu hướng tăng lên do các thành phần trong cà phê chuyển hoá.
* Các phương pháp rang:Có 2 phương pháp rang phổ biến đó là rang bằng cách làm nẩy hạt và rang bằng cách dùng không khí nóng.
28
3.4 Các thiết bị máy móc công nghệ áp dụng trong quy trính sản xuất:3.4.1 Thiết bị rang cà phê
RANG CÀ PHÊ
Ứng dụng:Máy rang cà phê MR-25 là thiết bị chuyên dùng để rang cà phê nhân. Máy có thể sử dụng
riêng lẻ hoặc lắp trong dây chuyền chế biến hoàn chỉnh.
Cấu tạo : Máy rang cà phê MR-25 có cấu tạo gồm các bộ phận sau:
1.Máng nạp liệu2.Tay mở van nạp liệu3.Trống rang hạt4.Xăm thử cà5.Tay mở cửa xả cà sau khi rang6.Cửa xả cà sau khi rang7.Nia làm nguội8.Cửa xả cà sau khi làm nguội9.Tay xoay trống rang10.Quạt hút tạp11.Cyclon lắng tạp12.Bến đốt ga13.Tủ điện điều khiển.14.Motor truyền động trống rang hạt15.Motor quạt hút16.Motor truyền động nia làm nguội
Hình 3.1: Rang cà phê
Nguyên tắc hoạt động:Cà phê nhân được chuyển vào trống rang qua máng nạp liệu.Trong quá trình rang, cà phê
được đảo đều liên tục bên trong trống rang kết hợp với việc cấp nhiệt vào bên dưới trống rang sẽ làm hạt cà phê nhân chín đều. Cà phê sau khi rang chín sẽ được chuyển vào nia làm nguội
29
để hạ thấp nhiệt độ của hạt. Tạp chất, vỏ lụa, khói sinh trong quá trình rang sẽ theo ống dẫn vào buồng hút trước khi được quạt hút thổi vào cyclon lắng tạp.
3.4.2.Thiết bị xay cà phêMÁY XAY CÀ PHÊ
C ông d ụng:Máy xay cà phê là thiết bị chuyên dùng xay cà phê sau khi rang, có thể lắp nhiều máy
trong hệ thống chế biến hoặc dùng riêng lẻ trong các hộ sản xuất gia đình...C ấu t ạo:
Vật liệu chế tạo cho máy : phần tiếp xúc với cà phê làm bằng thép không rỉ, vỏ máy làm bằng thép đen, được sơn tĩnh điện.
1.Phễu nạp liệu2 Cửa nạp điều chỉnh3. Đĩa ép4.Cửa xả cà phê thành phẩm.5. Motor truyền động
Nguyên lý hoạt động:Cà phê sau khi rang được nạp vào máy qua phễu nạp, khi máy hoạt động trục chính có
chức năng dẫn động cho đĩa ép quay, đồng thời chuyển cà phê từ từ vào khe hở giữa 2 mặt đĩa nhờ rãnh xoắn trên trục. Cà phê sẽ được nghiền nhỏ trong khe hở giữa 2 mặt đĩa cố định và đĩa quay nhờ các rãnh xát được quay trên đĩa.Cà phê sau khi được nghiền nhỏ sẽ đi ra ngoài theo cửa xả thành phẩm.
Hình 3.2: Xay cà phê
30
3.4.3 Thiết bị trích ly - Mục đích là để đạt hiệu suất cao và giữ được hương vị tốt, tối đa của cà phê rang. Hòa tan cà phê rang bằng nước nóng 900C. Trích ly dể làm giàu them các chất hòa tan khi cà phê đi qua các tháp, thườn thì trích ly trong 5-6 tháp nối tiếp nhau bằng ống dẫn. Tính toán và thao tác thế nào để cà phê có một độ dày nhất định trong các tháo và bề mặt tiếp xúc với nước được tối đa. - Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly và chất lượng sản phẩm:+ Độ nghiền của cà phê+ Nhiệt độ của nước vào thiết bị trích ly và sự biến đổi của nhiệt trong quá trinh trích ly.+ Thời gian ngâm trích+ Tỷ lệ cà phê / nước.+ Thiết bị trích ly.- Có 2 phương pháp trích ly: trích ly gián đoạn và trích ly liên tục:. + Trích ly gián đoạn: thườn dùng là lọc. + Trích ly liên tục: với thiết bị dạng tầng gồm 5-10 tầng với nước được xối liên tục từ trên xuống. Qua mỗi tầng dịch cà phê sẽ được kéo theo với nước và nồng độ dịch cà phê tăng. Nếu nồng độ của dịch cà phê không đạt thì nó sẽ được hồi lưu để đạt yêu cầu. Nhiệt độ của nước vào trong cột trích ly là khoảng 154-1820C. Nhiệt độ của nước cuối giai đoạn trích ly khoảng 60-820C. Sau khi trích ly nhiệt độ của dich trích cần được hạ thấp nhờ vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để duy trì được mùi vị của hạt cà phê trước giai đoạn sấy. Hầu hết các nhà máy cà phê hòa tan hiện nay đều dung phương phá trích ly liên tục vì hiệu suất làm việc tốt, trích ly được sâu hơn. Tuy nhiên cả 2 phương pháp đều phải đạt được hiệu quả trích ly 25-30%. Ngoài ra người ta còn dung phương pháp trích ly bằng siêu âm. Phương pháp này có thể lấy hết toàn bộ chất hòa tan trong bột cà phê một cách liên tục, nhanh với nước lạnh. Ưu việt hơn nữa là giữ được các chất bốc hơi đạt được hương vị tốt nhất. Tuy nhiên phương pháp này khá phức tạp, phải thủy phân bột cà phê rồi trung hòa cộng với việc hóa nghiêm xác định chất lượng của dung dich hòa tan rất phức tạp.
3.4.4. Thiết bị sấy phun
Sấy phun là 1 quy trình công nghệ được sử dụng rộng rãi trong sản xuất.Một hệ phân tán mịn của nguyên liệu từ chất lỏng hòa tan, nhũ tương, huyền phù đã được cô đặc trước(40%-60% ẩm) được phun để hình thành những giọt mịn, rơi vào trong dòng khí nóng cùng chiều hoặc ngược chiều ở nhiệt độ khoảng 150-3000C trong buồng sấy lớn.
Cấu tạo:1.Quạt2.Bộ lọc3.Phòng sấy4.Vít tải5.Cào6. Đĩa quay nhanh.
Hình 3.3: Sấy phun
31
Nguyên tắc hoạt động• Các giọt chất lỏng khi rơi vào dòng không khí nóng, hay khi chúng bị chất tải nhiệt bao phủ lấy mọi hướng và trong một vài giây ẩm bốc hết.• Sản phẩm lắng xuống đáy phòng ở dạng bột.• Sản phẩm được chuyển dịch nhờ cào 5 và ra khỏi máy sấy nhờ vít tải 4 hay nhờ cơ cấu vận chuyển khác.• Tác nhân sấy bị hút liên tục nhờ quạt 1. Khi đi qua bộ lọc 2 để làm lắng, những tiểu phần nhỏ của sản phẩm bị dòng khí mang đi.• Trong các máy sấy tương tự, các chất lỏng có thể phân tán bằng các đĩa phun, vòi cơ học, vòi khí động học. • Các máy sấy phun làm việc có đường kính từ 500 đến 15000 mm, năng suất bốc hơi ẩm từ 500 đến 15000 kg/h.
3.5 Yêu cầu về chất lượng sản phẩm, biện pháp kiểm tra, giám sát bảo đảm chất lượng Yêu cầu chất lượng sản phẩm:
- Sản phẩm bột khô có màu sắc đẹp, đặc trưng.- Bột mịn, đều có tính tan tốt.- Sau khi tan tạo ra dinh dưỡng đồng nhất, không vốn cục và óng c ặn dưới đáy.- Có hương thơm đảm bảo chất lượng tốt,không có mùi cháy khét...
* Các biện pháp, kiểm tra, giám sát bảo đảm chất lượng:- Trong mỗi công đoạn cần khống chế các thông số kĩ thuật đảm bảo chất lượng cho sản
phẩm về sau này.- Thực hịên tốt qu á trình vận chuyển và bảo quản sản phẩm :
Nhiệt độĐộ ẩmNhà kho, bao bì.
a. Phân hạng chất lượng:
32
Cà phê rang được chia làm 2 hạng: hạng 1 và hạng 2.b. Yêu cầu cảm quan:
Bảng - Yêu cầu cảm quan đối với cà phê rang.
Tên chỉ tiêuYêu cầu
Hạng 1 Hạng 21.Màu sắc Màu nâu cánh gián đậm, hạt rang
đồng đều không cháy, cho phép dính ít vỏ luạ màu ánh bạc.
Màu nâu cánh gián, hạt rang không đồng đều, cho phép dính vỏ lụa màu ánh bạc.
2.Mùi Thơm rất đặc trưng của cà phê rang, không có mùi lạ.
Thơm đặc trưng của cà phê rang, không có mùi lạ.
3.Vị Có vị rất đặc trưng của sản phẩm. Có vị đặc trưng của sản phẩm.
c. Yêu cầu hoá lý:B ảng - Yêu cầu về hoá lý đối với cà phê rang.
Tên chỉ tiêuMức
Hạng 1 Hạng 21.Hạt tốt, tính theo % khối lượng, không nhỏ hơn. 92 862.Mảnh vỡ, tính theo % khối lượng, không lớn hơn 3 43.Hạt bị lỗi, tính theo % khối lượng, không lớn hơn 5 104. Độ ẩm, tính theo % khối lượng. không lớn hơn 5 55.Hàm lượng tro, tính theo % khối lượng, không lớn hơn
- Tro tổng số- Tro không tan trong axit clohydric 5
0.25
0.26.Tỷ lệ chất tan trong nước, tính theo % khối lượng, không nhỏ hơn
25 25
7.Tạp chất, tính theo % khối lượng, không lớn hơn 0.3 0.3
33
34
35
36
SVTH: Đặng Văn Phùng Lớp : 05C2
GVHD: Trần Thức Trang 37
