Tài liệu TIỂU LUẬN: Công nghệ thu hoạch nhân cà phê ppt

Công nghệ thu hoạch nhân cà phê GVHD : Đàm Sao Mai Quy trình công nghệ Nguyên liệu Phân loại quả và tách tạp chất Bóc vỏ thịt rửa Làm ráo và làmkhô kh06 Tách tạp chất Bóc vỏ trấu và vỏ l

Công nghệ thu hoạch nhân cà phê GVHD : Đàm Sao Mai

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

TIỂU LUẬN

Công nghệ thu hoạch nhân cà phê

Công nghệ thu hoạch nhân cà phê GVHD : Đàm Sao Mai

I Giới thiệu về cà phê

1 Sơ lược về cà phê trên thị trường thế giới

Cà phê được trồng và chế biến ở nhiều quốc gia trên thế giới, chủ yếu ở những vùng xích đạo có khí hậu nhiệt đới như: Việt Nam, Indonêxia,Malaixia, An Độ, Brazin…

Hàng năm sản lượng cà phê nhân toàn cầu đạt tới 4.5đến 5 triệu tấn, phần lớn là để xuất khâủ sang các nước phát triển là nơi có mức sống cao và

cà phê trỡ thành nhu yếu phẩm trong cuộc sống bình thường của mỗi người dân

2 Cà phê ở Việt Nam

Cà phê được đưa vào trồng ở Việt Nam từ 1875,trước hết là tại Hà nam, Quảng Bình và komtum…Đầu thế kỷ 20 trở đi thì cà phê được trồng trên quy moô lớn của càc đồn điền Pháp, Nghệ An, Đắc Lắc, Lâm Đồng nhưng tổng diện tích không qúa vài ngàn hecta Ở miền nam trước ngày giãi phóng,1975 diện tích cà phê khoảng 10.000ha,tại Đac Lắc 7000ha,Lâm Đông 1.700 ha và Đồng Nai 1.100 ha

Ở miền Bắc cà phê trồng trong những nămtrước đây chủ yếu là cà phê chè(Arabica)năng suất từ 400-600kg/ha, một số nơi có năng suất cao 1tấn/ha Hạn chế lớn nhất đôí với việc trồng cà phêchè ở Miền Bắc là do tắc hại của sâu bệnh Sâu đục thân (xylotrechos quadriper) và bệnh rỉ sắt cà phê (hemilia vastatric) laà 2 đối tượng sâu bệnh nguy hiểm nhất Do điều kiện sinh thaí không phù hợp,đặc biệt có mùa đông giá lạnh kéo dài,vì vậy cà phê vối khó

có khả năng phát triển

Ở miền Nam trước ngày giải phóng, chủ yếu là giống cà phê vối (Robusta),một số cà phê được trồng ở Lâm Đồng, năng suất thường đạt trên 1 tấn /ha.ở một số đồn điền có quy mô vừa và nhỏ đạt năng suất 2-3 tấn/ha Ngày nay trong cơ chế quản lý mới được áp dụng, do đó năng suất tăng nhanh Cà phê Việt Nam sẽ là một hàng quan trọng trên thị trường thế giới và

sẽ đem lại nguồn lợi xứng đáng trong kinh tế quốc doanh

II Phân loại giống cà phê

Ba giống cà phê được trồng chủ yếu trên thế giới cũng như ở Việt Nam

đó làArabica (cà phê chè), cà phe Robusta(cà phê vối), cà phêChari (cà phê mít) Ba giống này có chất lượng khác nhau, điều này cho phép người ta trồng phối hợp một cách hợp lý giữa chúng để điều hóa thời vụt hhu hoạch nhằm kéo dài bảo quản trong năm

1 Giống Arabica

Đây là loại được trồng nhiều nhất trên thế giới, được phát hiện đầu tiên tại Etiopia thộc vùng nhiệt đớiĐông Châu Phi

Công nghệ thu hoạch nhân cà phê GVHD : Đàm Sao Mai

Arabica cao từ 3-5m,trong điều kiện thuận lợi có thể cao đến 7m,có một thân hoặc nhiều thân Đời sống có thể kéo dài 30-40năm.Tuy nhiên để kinh tế người ta thường trồng 12-14 năm sau đó phá hủy trồng lại cây mới

Qủa thường hình trứng, sau 4-5 tháng thì nhân hình thành ,lúc đầu mềm,sau cứng dần Vỏ qủa đầu tiên có màu xanh đậm,sau xanh nhạt, và cuối cùng là màu vàng hoạc đỏ Từ khi thụ phấn đến khi qủa chín kéo dài 6-9 tháng Khi

vỏ qủa có màu đạt hơn 2/3 màu vàng hoặc đỏ là cần thu hoạchdo qũa chín qúa sẽ bị rụng Thường chín rộ vào tháng 12 và tháng 1 Ở Tây Nguyên chín sớm hơn khoảng 2-3 tháng so với miền Bắc

2 Giống Robusta

Co nguồn gốc khu vực sông Côngô và miền núithấp xích đaọ và nhiệt đới Tây châu phi Robustacao từ 5-7m, quả hình trứng hoặc tròn, quả chín có màu đỏthẩm Vỏ qủa cứng và dai hơn Arabica Qủa chín từ tháng 2-4 ở miền Bắc vàtừ tháng 12-2 Tây Nguyên.Nhân hình tròn, to ngang,vỏ lụa màu ánh nâu bạc, nhân có màu xám xanh,xanh bạc, lượng cafin 1.5-3%

3 Giống Chari

Có nguồn gốc ở Ubangui Chari, gần sa mạc Sahara.Cà phê mít cao 6 -15m, qủa hình trứng, hơi lồi và to Thường chín vào tháng 5-7

III Cấu tạo qủa cà phê

Qủa cà phê gồm những phần sau:

 Lớp vỏ qủa: là lớp vỏ ngoài,mềm,ngoài bì có màu đỏ khi chín.vỏ qủa

cà phê chè mềm hơn cà phê vối và cà phê mít

 Lớp vỏ thịt: còn gọi là trung bì Vỏ qủa cà phê chè mềm và ngọt hơn

so với cà phê vối và cà phê mít, do đó dể xay xát hơn

 Vỏ trấu :nội bì Vỏ trấu của cà phê chè dễ dập hơn

 Vỏ lụa : nằm sát nân ,mềm, mỏng, có màu sắc và đặc tính khắc nhau tùy vào loại cà phê Vỏ lụa cà phê chè màu trắng bạcvà dễ tách ra khỏi nhân,vỏ lụa cà phê voi và cà phê mít dễ dễ tách

 Nhân cà phê: ngoài cùng chứa những tế bào nhỏ, trong chứa chất dẻo

và có những tế bào lớn hơn, mềm hơn

Tỷ lệ thành phần cấu tạo của qủa cà phê:

Công nghệ thu hoạch nhân cà phê GVHD : Đàm Sao Mai

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH THU NHẬN CÀ PHÊ NHÂN

Nguyên liệu chế biến cà phê nhân là qủa cà phê đã chín,được thu hoạch bằng máy hoặc bằng tay Để làmra cà phê nhân người ta có hể áp dụng 2 phương pháp:

 Phương pháp khô

 Phương pháp ướt

I phương pháp ướt

Pương pháp này người ta dùng những thiết bịvà qúa trình thích hợp để bóc lớp vỏ qủa và vỏ thịch, sau hai giai đoạn này, nhân cà phê còn bọc lớp vỏ trấu và vỏ lụa gọilà cà phê thóc ướt Người ta dễ dàng làm khô cà phêthóc ướt đến độ ẩm thích hợpvà thu được bán thành phẩm là cà phê thóc khô

Công nghệ thu hoạch nhân cà phê GVHD : Đàm Sao Mai

Quy trình công nghệ

Nguyên liệu

Phân loại quả và

tách tạp chất

Bóc vỏ thịt

rửa

Làm ráo và làmkhô

kh06

Tách tạp chất

Bóc vỏ trấu và vỏ

lụa

Phân loại theo kích thước, màu sắc, khối lượng

Bóc vỏ quả

đấu trộn, đóng bao Nhân cà phê Bảo quản

Công nghệ thu hoạch nhân cà phê GVHD : Đàm Sao Mai

1 Nguyên liệu:

Cà phê hái cần đảm bảo độ chín đồng đều của trái vì trái xanh làm trực tiếp giảm chất lượng thức uống cà phê Trái được hái cần đạt độ chín khi trái cĩ 2/3 màu đỏ, lúc đĩ trái đã chín sinh lý đày đủ, sự hình thành phơi nhủ sừng đã ổn định và khơng thay đổithành phần sinh hố

Trong khi thu hái cà phê cần đảm bảo khơng làm rụng lá, nụ hoa đang hình thành để khơng ảnh hưởng đến mùa thu hoạch năm sau Thơng thừơng với cà phê Arabica vàRobusta, lúc trái chín thì nụ hoa đã hình và ở trạng thái tiềm sinh(domancy).Khoảng một tháng saukhi thu hoạch xong, nụ hoaphát triển và chuẩn bị nở

Cà phê cần được hái từng tái chín, khơng hái từng chùm hay suốt(strip picking) lẫn trái cịn xanh, vì trái xanh cho nhân nhỏ, màu đen khi phơi khơ và vị đắng Trong thực tế

cà phê khơng chiín một đợt mà phải thu hoạch nhiều lần, do đĩ thường chứatỷ lệ trái xanh vượt quá 5% cho phép Cần chú ý chỉ hái trái chín để nâng cao chất kượng sản phẩm

Máy hái cà phê (havester) được sử dụng nhiều ở Brazin,Hawaii và Australia, vời năng suất tương đương100 cơng thu hoạch Đầu tiên nĩ được thiết kế ở Hawaii và sau đuo7c5 cải tiến để khơng hái trái xanh Loại máy này dùng hai trục quay, mỗi trục cĩ nhiều cánh tay dài,khi chuyển động làm rung cành và tác động vào ngay cuống làm rụng trái Đây là loại máy áp dụng rất tốt trên cà phê Arabica, dựa vào nguyên lý lực tách rời trái (fruit removal force) tác động ngay vào phần cuống trái chín Sau khi rụng, trái được chuyển ngay băng chuyền vào thùng chứa Yêu cầu sử dụng cũa loại máy nàylà cần phải thiết kế hàng cây và khoảng cách cho phù hợp để máy di chuyển thuận lợi Các nghiên cứu sử dụng máy hái trên cà phê Robusta cịn hạn chế

Ta cĩ thể sử dụng biện pháp chín tập trung dể thu hái nhanh Trong cơng nghệ thu hoạch, để thu háicà phê nhanh, việc sử dụng ethephon để làm trái chín đồng loạt và thu hái một lần Các nước sản xuất cà phê lớn trên thế giới đều sử dụng ethephon để llàm trái chín đồng loạt và giúp choviệc thu hoạch bằng máy được dể dàng.Ở Việt Nam sử dụng ethephon ở nồng độ 250 ppm cho vùng Đắc Lắc và Đồng Nai, nồng độ 500 ppm cho vùng Lâm Đồng giúp thu 80% trái cà phêb chín sau 15 ngày

Trái cà phê sau thu hoạch cần được vận chuyển sớm về nơi chế biến Trường hợp với khối lượng lớn cà phê tươi,cần phải trải thành một lớp trên nền sạch,khơ ráo,thống,vớichiều dày từ 30-40 cm Trái cà phê khơng nên đổ thành đống lớn, vì vỏ trái chín thường chứa nhiều nước và đường của chất keo cho nên dể lên men, nhiều mốc trắng mọc lên làm cho các acid hửu cơ hiiình thành đưa đến sự lên men acetic, butiric,dẫn đến vị uống chua và hơi Ttrái cà phê đổ thành đống thường hơ hấp rất mạnh và toả nhiệt làm bốc hơi nĩng, tăng sự lên men quá mức đưa đến hiện tượng “bạc bụng” làm giảm phẩp chất cà phê nhân

2 Phân loại quả và tách tạp chất

Khối quả thường cĩ kích thước khắc nhau và lẩn nhiều tạp chất như cành lá, đất đá

Để tăng hiệu hiệu suất và năng suất của máy bĩc vỏ quả, trước khi đưa nguyên liệu vào

Công nghệ thu hoạch nhân cà phê GVHD : Đàm Sao Mai

máy, phải phân loại quả và loại tạp chất Để làm việc này người ta áp dụng 2 phương pháp kết hợp:

Dùng sàng để phân loại quả theo kích thước và tách tạp chất lớn

Dùng bể xi phơng để tách các tạp chất nặng như đất đá,kim loại và tạp chất nhẹ cĩ kích thước tương tự như quả cà phê Bể xi phơng la một thùng lớn bănng2 kim loại hay bằng bê tơng chứa đầy nước.Quả cà phê sau khi phân loại bằng sàng được cho vào bể Tạp chất nhẹ sẽ nổi, tạp chất nặng sẻ chìm, cịn quả cà phê cĩ tỷ trọng xấp xỉ 1 lơ lửng trong nước Hổn hợp nước và quả sẻ được dẩn vào máy bĩc vỏ Mặt khác do ngâm trong nước nên quả trở nên mềm vá dể bĩc hơn

3 Bĩc vỏ quả(xát tươi)

Xát vỏ tươi nhằm loại trừ lớp vỏ chứa nhiều chất nhớt bên ngồi, cịn lại vỏ trấu dính sắt vào hạt cà phê Trrái cần sát vỏ trong vịg 24 tiếng sau khi hái cĩ 2 loại máy xát:máy xát hình trụ và máy sát hình đĩa

Máy xát trụ Gosdon: Máy gồm một trục rỗng bằng kim loại quay nằm ngang và được bọc bằng một lớp đồng, cĩ gai hình bầu dục như nút nhỏ Một lớp vỏ ngang trịn bao lấy trụ để cĩ thể điều chỉnh kích thước xát vỏ tươi Trái cà phê tươi được cho vào một cái phểu lớn chạy qua trục ép và gai xé nhỏ vỏ trái ra, hạt sẽ được đưa ra miệng của máy và đi ra phía trước Năng suất 500kg/giờ/miệng

Máy xát đĩa: Gồm 4 đĩa dược lắp trên trục ngang, đĩa cĩ gai như máy xát trụ Hai bên đĩa cĩ 2 tấm kim loại gọi là má điều chỉnh Trái cà phê được ép vào giữa đĩa làm bĩc

vỏ Số vịng quay của đĩa la120 vịng/phút Năng suất tuỳ thuộc vào số đĩa Khi trái bị

Năng suất máy là một tấn trái tươi/đĩa/giờ

Máy xát tươi Raoeng: Máy gồm một trục rổng, trên bề mặt cĩ nhiều đuờng gân nối chia làm 3 đoạn cĩ tác dụng khác nhau Đoạan đầu cĩ đường gân xoắn như vít để đưa trái vào vị trí boc vỏ từ một cái phểu ở trên Đoạn giữa là những đường gân nổi hình bình hành xé lớp vỏ trái, tách lớp thịt tráivà đẩy sang đoạn cuơí Đoạn cuối gồm nhiều đường gân nối dài đánh nhớt và đẩy cà phê thoc ra phía ngồi Ở ngồi trục cĩ bộ phận lưới sàng bằng máy Nước bơm áp lực từ bể xi phơng chảy ra máy rửa nhớt và áp sut61 nhớt tron g ống trục đẩy vỏ trái qua mắt lưới ra ngồi.Máy này vừa bĩc vỏ trái vừa đánh nhớt

và rửa cà phê thĩc Số vịng quay của máy lớn hơn 50% so với máy xát đĩa Lượng nước dùng cho máy này gp61 5-6 lần so với máy xát đĩa và máy xát trụ Hiệu suất của 3 loại máy xát tươi như sau:

trấu và dập

Cà phê sĩt nguyên trái Arabica

Robusta

chari

Raoeng

Máy xát đĩa

Máy xát trụ

5-10 4-6 10-15

15

20

0-5 0-1 0-3

3-5 5-10 1-10

Công nghệ thu hoạch nhân cà phê GVHD : Đàm Sao Mai

4 bĩc vỏ thịt (tách lớp nhớt)

Lớp nhớt gồm chất keo, pectin khơng tan trong nước và chất đường, rất thuận lợi cho nấm mốc phát triển Lớp nhớt này khi phơi khơ cũng hút ẩm rất nhanh, vì vậy cần loại bỏ ngay khi xát tươi Cĩ 4 phương pháp chính để tách lớp nhớt:

a Phương pháp lên men

Chủ yếu là tạo cho pectin ở chung quanh vỏ bĩc được chuyển hố với hoạt động của men lactic, khơng cho lên men axetic, butyric, men thối làm giảm chất lượng cà phê chế biến Các enzym pectinase cĩ trong lớp nhớt phân giải pectin, đồng thời pectin cũng bị thuỷ phân theo phản ứng sau:

metylic

Các vi sinh vật cĩ thể xúc tiến quá trình lên men, tuy nhiên cũng cần phát triển vi khuẩn lên men lactic, hạn chế các loại E.coli và nấm mốc

Quy trìng lên men như sau:

Cà phê thĩc sau khi lên men được dẩn tới bể ngâm bằng xi măng, cĩ thể tích khoảng

lớp pectin Trong quá trình lên men, cần chú ý đảo 2-3 lần/ngày để điều hồ nhiệt độ bên

độ PH giảm từ 6.5-6.8 xuống 4.5-4.8

Ủ cà phê cĩ thể làm giảm chất lượng nếu:

 Trái cịn xanh, lựơng protopectin khơng hồ tan chứa nhiều tinh bột chậm phân huỷ, hạt màu tối

 Nước ngâm ủ khơng được sạch, nhiều vi sinh vật phân giải nitrat gây lên men thối,

pH nước cao làm chậm quá trình lên men Nhiều nước đọng, cà phê dễ bị thối

Thời gian ngâm ủ lâu làm hạt cà phê bạc bụng

 Nhiệt độ lên men thấp cần ủ lâu hơn

 Ủ lâu quá độ cà phê cĩ vị chua

Phương pháp lên men áp dụng cho cà phê Arabica, tuy nhiên về sự tăng thêm chất lượng thì chưa rỏ

b Phương pháp hố học

Tuy nhiên phương pháp này ít được áp dụng vì ảnh hưởng xấu đến chất lượng cà phê, làm vị uống nhạt

c Phương pháp cơ giới

Phương pháp này được dùng rộng rãi bằng máy xát trục Raoeng, vừa xát lớp vỏ vừa xát lớp nhớt bao quanh lớp vỏ trấu Máy gồm một vỏ kim loại cĩ khe hở nhỏ, trụ cĩ gờ xoắn ốc vận tốc quay từ 400-450 vịng / phút Trái được đưa qua một cái phểu chạy vào trục xát nhiều vịng tách vỏ nhờn ra khỏi vỏ trấu Yêu cầu của máy là hạt phải cĩ kích

Công nghệ thu hoạch nhân cà phê GVHD : Đàm Sao Mai

kg/giờ

Phương pháp này ít hao hụt(tỷ lệ hao hụt là 2%) cịn phương pháp ngâm ủ tỷ lệ hao hụt rất cao

d Phương pháp cơ hố học

Người ta sử dụng hố chất cĩ tính kiềm để ngâm ủ cà phê sau khi bĩc vỏ quả, sau

đĩ dùng lực ma sát để làm sạch phần cịn lại của võ thịt Phương pháp này ít được áp dụng vì chất lượng cà phê nhân khơng cao

5 Rửa cà phê

Mục tiêu là loại bỏ lớp chất nhớtđã lên men, tạp chất, vỏ trái cịn dính vào vỏ thĩc Rửa cà phê cịn ảnh hưởng rất quan trọng đến phẩm chất cà phê nhân vì nĩ tẩy sạch nhửng chất gây ảnh hưởng màu sắc hạt và mùi vị hạt lúc rang

Rửa cà phê được tiến hành ngay trong bể ngâm ủ Cĩ thể dùng cách rửa cơ giới bằng nhiều cánh quạt ly tâm hay thủ cơng đánh hết lớp nhờn và tạp chất Xả nước ra khỏi ống thốt của bể cĩ lưới chắn để giử hạt cà phê thĩc lại Năng suất của máy rửa ly tâm là 5-6 tấn/giờ Khối lượng nước cần nhiều, khoảng 10 lit nước cho 1kg cà phê

Cĩ thể rửa bằng máy lộ thiên, bằng cách cho dịng nước chảy qua và dùng cào để đánh rửa hạt

6 Làm ráo và làm khơ

Hàm lượng nước trong cà phê chiếm 50-60%, phần nước bám xung quanh từ 8-10% Sấy trực tiếp thường làm hạt cĩ màu xấu, giảm phẩm chất vì nhiệt độ cao, hạt cà phê như bị luộc chín tạo ra màu xanh thẫm Ngược lại nếu đem phơi trên sân thường phải kéo dài thời gian và nấm mốc lại phát triển trên sân phơi

Cĩ 2 phương pháp cơ bản làm ráo cà phê thĩc :

a Phương pháp ly tâm

Cĩ 2 phương pháp ly tâm: ly tâm gián đoạn và ly tâm liên tục Ly tâm gián đoạn cĩ

2 trục quay từ 100-200 vịng/phút làm bắn hạt nước ra ngồi lưới Sau đĩ thùng được tháo ra để lấy cà phê ráo nước Ly tâm liên tục gồm một bộ phận đưa hạt cà phê lên và đổ vào ống để ly tâm bắn nước qua thùng lưới Máy loại này cĩ năng suất cao, nhưng nhược điểm là làm hat cà phê bị vở và trĩc vỏ trấu

b Phương pháp quạt

Cà phê thĩc được trải rộng trên sàng lưới, dùng quạt giĩ thổi khơng khí từ dưĩi lên trên với vận tốc 10-15 m/s, trong thời gian từ 6-9 giờ, làm giảm được khoảng 90% lượng nước bao quanh hạt

Cĩ 2 phương pháp làm khơ cà phê

a Phơi cà phê

Cà phê thĩc được phơi trên nhiều loại vật liệu như vải bạt, sân xi măng, sân phơi