Công nghệ sản xuất cà phê nhân và các sản phẩm

Công nghệ sản xuất cà phê nhân và các sản phẩm từ cà phê nhân; sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khô và phương pháp ướt, sản xuất cà phê rang xay, sản xuất cà phê hòa tan, sản xuất cà phê lon, sản xuất cà phê decaffein

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÀ PHÊ 2

1.1 Giới thiệu, nguồn gốc và phân loại 2

1.1.1 Giới thiệu 2

1.1.2 Nguồn gốc 2

1.1.3 Phân loại 2

1.2 Cấu tạo và thành phần hóa học 3

1.2.1 Cấu tạo của quả cà phê 3

1.2.2 Thành phần hóa học quả cà phê 5

1.2.2.1 Thành phần hóa học quả cà phê 6

1.2.2.2 Bảng các thành phần hóa học có trong cà phê 8

1.3 Thu hái, vận chuyển, bảo quản 10

1.3.1 Thu hoạch quả cà phê 10

1.3.1.1 Thời vụ thu hoạch 10

1.3.1.2 Phương pháp thu hái 11

1.3.2 Vận chuyển quả cà phê 12

1.3.3 Bảo quản quả cà phê 12

1.3.3.1 Bảo quản khô (sử dụng trong chế biến theo phương pháp khô) 12

1.3.3.2 Bảo quản trong bể (sử dụng trong chế biến theo phương pháp ướt) 12

1.4 Tiêu chuẩn đánh giá nguyên liệu 13

1.5 Tình hình sản xuất cà phê trên thế giới và Việt Nam 14

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 16

PHẦN I: SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN TỪ QUẢ CÀ PHÊ TƯƠI 16

2.1 Quy trình công nghệ sản xuất cà phê nhân 16

2.1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê nhân 16

2.1.2 Thuyết minh quy trình 16

2.1.2.1 Phân loại quả và tách tạp chất 16

2.1.2.2 Làm khô (đối với phương pháp khô) 16

2.1.2.3 Bóc vỏ quả 18

2.1.2.4 Bóc vỏ thịt 18

2.1.2.5 Rửa lớp nhớt 20

2.1.2.6 Làm ráo và làm khô cà phê thóc ướt 20

2.1.2.7 Tách tạp chất 22

2.1.2.8 Bóc vỏ trấu và bóc vỏ lụa 22

2.1.2.9 Phân loại cà phê nhân 23

2.1.2.10 Đấu trộn, bao gói cà phê nhân 24

2.1.2.11 Bảo quản cà phê nhân 25

PHẦN II: SẢN XUẤT CÀ PHÊ RANG XAY 27

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất cà phê rang xay 27

2.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 27

2.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 27

2.2.2.1 Tiếp nhận, phân loại và làm sạch cà phê nhân 27

2.2.2.2 Rang cà phê nhân 28

2.2.2.3 Làm nguội 30

2.2.2.4 Phối trộn 30

2.2.2.5 Ủ cà phê 30

2.2.2.6 Xay cà phê rang 30

2.2.2.7 Bao gói và bảo quản cà phê 31

PHẦN III: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN VÀ CÀ PHÊ LON .32 2.3 Quy trình công nghệ 32

2.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 32

2.3.2 Thuyết minh quy trình sản xuất cà phê hòa tan 33

2.3.2.1 Trích ly 33

2.3.2.2 Lọc dịch cà phê tan 33

2.3.2.3 Cô đặc dịch cà phê tan 33

2.3.2.4 Sấy khô dịch cà phê tan 34

2.3.2.5 Nghiền, rây bột cà phê tan 35

2.3.2.6 Phối trộn bột cà phê tan với các chất phụ gia 35

2.3.2.7 Bao gói và bảo quản cà phê hòa tan 36

2.3.3 Thuyết minh quy trình sản xuất cà phê đóng lon 36

2.3.3.1 Lọc 36

2.3.3.2 Phối trộn 36

2.3.3.3 Rót lon 36

2.3.3.4 Tiệt trùng 37

PHẦN IV: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ DECAFFEINE .38

2.4 Quy trình công nghệ sản xuất cà phê decaffeine 38

2.4.1 Giới thiệu chung 38

2.4.2 Phương pháp khử dung môi hữu cơ 38

2.4.3 Phương pháp dùng CO2 siêu tới hạn 39

2.4.4 Phương pháp Swiss Water 40

CHƯƠNG 3: CÁC THIẾT BỊ TRONG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 44

3.1 Thiết bị dùng trong quy trình sản xuất cà phê nhân 44

3.1.1 Máy bóc vỏ quả cà phê 44

3.1.2 Máy bóc vỏ thịt 45

3.1.3 Máy sấy làm khô cà phê 46

3.1.4 Thiết bị tách tạp chất 49

3.1.5 Máy bóc vỏ trấu 51

3.1.6 Máy đánh bóng khô 52

3.1.7 Thiết bị phân loại 53

3.2.Thiết bị dùng trong quá trình sản xuất cà phê rang xay 58

3.2.1.Thiết bị dùng trong phương pháp rang gián đoạn 58

3.2.2 Thiết bị dùng cho phương pháp rang liên tục 60

3.2.3 Thiết bị xay cà phê 60

3.2.4 Thiết bị phối trộn cà phê 61

3.3 Thiết bị dùng trong quá trình sản xuất cà phê hòa tan và cà phê lon 62

3.3.1 Thiết bị trích ly cà phê 62

3.3.2 Thiết bị lọc dịch cà phê 64

3.3.3 Thiết bị cô đặc dịch cà phê tan 68

3.3.4 Thiết bị sấy khô dịch cà phê tan 70

3.3.5 Thiết bị nghiền, rây bột cà phê 72

3.3.6 Thiết bị rót lon liên tục tự động 72

3.3.7 Thiết bị tiệt trùng Hydrolock 73

CHƯƠNG 4: CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ 74

4.1 Tiêu chuẩn chất lượng và phương pháp đánh giá cà phê nhân 74

4.1.1 Phạm vi áp dụng 74

4.1.2 Yêu cầu kỹ thuật 74

4.1.2.1 Phân loại chất lượng 74

4.1.2.2 Màu sắc 74

4.1.2.3 Mùi 74

4.1.2.4 Độ ẩm 74

4.1.2.5 Tỉ lệ lẫn cà phê khác loại 74

4.1.2.6 Tỉ lệ khối lượng hạt lỗi cho phép 74

4.1.2.7 Tỉ lệ khối lượng đối với từng hạng cà phê trên sàng lỗ tròn 75

4.1.3 Phương pháp thử 75

4.1.3.1 Lấy mẫu 75

4.1.3.2 Xác định ngoại quan 75

4.1.3.3 Xác định độ ẩm 78

4.1.3.4 Xác định tỉ lệ lẫn cà phê khác loại 79

4.1.3.5 Xác định tỉ lệ lỗi 79

4.1.3.6 Xác định tỉ lệ khối lượng trên sàng lỗ tròn 79

4.2 Các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng các sản phẩm từ cà phê nhân 80

4.2.1 Tiêu chuẩn chất lượng cà phê rang xay 80

4.2.1.1 Yêu cầu cảm quan 80

4.2.1.2 Yêu cầu hóa lý 80

4.2.2 Tiêu chuẩn chất lượng cà phê hòa tan 80

4.2.2.1 Yêu cầu cảm quan 80

4.2.2.2 Yêu cầu hóa lý 80

4.2.3 Tiêu chuẩn chất lượng cà phê decaffeine 81

4.2.3.1 Yêu cầu hóa lý 81

4.2.3.2 Kim loại nặng 81

4.2.3.3 Độc tố vi nấm 81

4.2.3.4 Chỉ tiêu vi sinh vật của các sản phẩm cà phê decaffeine hòa tan ở dạng lỏng 82 4.2.3.5 Quy định về chất bảo quản đối với cà phê decaffeine ở dạng lỏng 82

4.2.4 Tiêu chuẩn chất lượng cà phê trích ly cô đặc 82

4.2.4.1 Chỉ tiêu cảm quan 82

4.2.4.2 Chỉ tiêu hóa học 82

4.2.4.3 Chỉ tiêu vi sinh 83

4.3 Các phương pháp đánh giá các sản phẩm từ cà phê nhân 83

4.3.1 Các phương pháp chung 83

4.3.1.1 Xác định độ ẩm (áp dụng cho cà phê hòa tan và cà phê rang xay) 83

4.3.1.2 Phương pháp xác định hàm lượng tro (áp dụng cho cà phê rang xay và cà phê decaffeine) 84

4.3.2 Các phương pháp riêng 86

4.3.2.1 Phương pháp đánh giá cà phê rang xay 86

4.3.2.2 Phương pháp đánh giá cà phê hòa tan 87

4.3.2.3 Phương pháp đánh giá cà phê decaffeine 94

CHƯƠNG 5: THƯƠNG HIỆU CÀ PHÊ Ở VIỆT NAM VÀ NƯỚC NGOÀI 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 105

PHỤ LỤC 107

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cấu tạo sơ lược quả cà phê 3

Hình 1.2 Cấu tạo chi tiết quả cà phê 4

Hình 1.3 Ảnh hiển vi cấu trúc bề mặt nhân cà phê 5

Hình 1.4 Ảnh hiển vi điện tử của Caffeine 7

Hình 1.5 Hái chọn 11

Hình 1.6 Hái xô 11

Hình 1.7 Hái cà phê bằng máy 11

Hình 1.8 Bảo quản khô 12

Hình 1.9 Bảo quản trong bể 12

Hình 1.10 Nước xuất khẩu cà phê hàng đầu thế giới 14

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê nhân 17

Hình 2.2 Sơ đồ sản xuất các loại cà phê từ cà phê nhân 26

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất cà phê rang xay 27

Hình 2.4 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất cà phê hòa tan và cà phê lon 32

Hình 2.5 Phương pháp dùng dung môi hữu cơ 38

Hình 2.6 Phương pháp dùng carbon dioxide tới hạn 39

Hình 2.7 Phương pháp Swiss Water 40

Hình 2.8 Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê decaffeine bằng phương pháp Swiss Water 41 Hình 2.9 Sơ đồ thiết bị phương pháp Swiss Water 43

Hình 3.1 Các loại máy bóc vỏ cà phê 44

Hình 3.2 Máy Raoeng 45

Hình 3.3 Máy đánh nhớt 46

Hình 3.4 Máy sấy tĩnh 46

Hình 3.5 Máy sấy tháp 47

Hình 3.6 Máy sấy thùng quay 48

Hình 3.7 Sàng tách tạp chất 49

Hình 3.8 Máy tách đá 50

Hình 3.9 Máy tách sắt 51

Hình 3.10 Máy bóc vỏ trấu 51

Hình 3.11 Máy đánh bóng khô 52

Hình 3.12 Sàng phân loại theo kích thước 53

Hình 3.13 Sàng trọng lượng 54

Hình 3.14 Máy Catador 54

Hình 3.15 Máy phân loại theo màu sắc kiểu băng tải 55

Hình 3.16 Máy phân loại theo màu sắc kiểu khí đẩy 56

Hình 3.17 Máy phân loại theo màu sắc kiểu điện trường 57

Hình 3.18 Máy Opsotex phân loại hạt theo màu 57

Hình 3.19 Thiết bị rang cà phê hình cầu 58

Hình 3.20 Thiết bị rang cà phê hình trụ 58

Hình 3.21 Máy rang cà phê dạng trống quay nằm ngang 59

Hình 3.22 Máy rang cà phê dạng chảo quay 60

Hình 3.23 Máy rang cà phê liên tục dạng trống 60

Hình 3.24 Máy xay cà phê 61

Hình 3.25 Máy trộn thùng quay 62

Hình 3.26 Hệ thống trích ly gián đoạn 62

Hình 3.27 Hệ thống trích ly liên tục kiểu tháp 63

Hình 3.28 Thiết bị trích ly liên tục kiểu trục vít 64

Hình 3.29 Máy lọc khung bản 64

Hình 3.30 Máy lọc túi 65

Hình 3.31 Máy lọc chân không thùng quay 66

Hình 3.32 Máy lọc chân không loại đĩa quay 67

Hình 3.33 Máy lọc ống 68

Hình 3.34 Hệ thống cô đặc một nồi 69

Hình 3.35 Hệ thống cô đặc nhiều nồi xuôi chiều 69

Hình 3.36 Thiết bị sấy phun 70

Hình 3.37 Thiết bị sấy thăng hoa 71

Hình 3.38 Máy nghiền răng 72

Hình 3.39 Thiết bị rót lon liên tục tự động 73

Hình 3.40 Thiết bị tiệt trùng Hydrolock 73

Hình 4.1 Chuẩn bị cột tinh 96

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học quả cà phê 6

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của lớp vỏ quả 8

Bảng 1.3 Thành phần hóa học của lớp vỏ thịt 9

Bảng 1.4 Thành phần hóa học của lớp vỏ trấu 9

Bảng 1.5 Thành phần hóa học của nhân cà phê 9

Bảng 1.6 Bảng thành phần cấu tử thơm của nhân cà phê 9

Bảng 1.7 Các cấp chất lượng quả cà phê tươi 13

Bảng 1.8 Bảng tiến độ thu hoạch cà phê 13

Bảng 2.1 Các loại lỗi cơ lý của cà phê và nguyên nhân 24

Bảng 2.2 Sự biến đổi màu sắc của cà phê theo nhiệt độ rang 29

Bảng 2.3 Một số loại dung môi 39

Bảng 3.1 Các giai đoạn trong quá trình sấy 49

Bảng 4.1 Tỉ lệ lẫn cà phê khác loại cho phép trong các hạng cà phê 74

Bảng 4.2 Tỉ lệ khối lượng hạt lỗi cho phép đối với từng hạng Cà phê (Robusta) 75

Bảng 4.3 Tỉ lệ khối lượng hạt lỗi cho phép đối với từng hạng Cà phê (Arabica) 75

Bảng 4.4 Tỉ lệ khối lượng đối với từng hạng cà phê trên sàng lỗ tròn 75

Bảng 4.5 Tỉ lệ lỗi khống chế cho một số loại khuyết tật 76

Bảng 4.6 Yêu cầu cảm quan 80

Bảng 4.7 Yêu cầu lý – hóa 80

Bảng 4.8 Yêu cầu cảm quan 80

Bảng 4.9 Một số yêu cầu hóa lý 80

Bảng 4.10 Chỉ tiêu hóa lý 81

Bảng 4.11 Giới hạn trong ô nhiễm kim loại nặng 81

Bảng 4.12 Giới hạn ochratoxin A 81

Bảng 4.14 Chuẩn bị cột 90

Bảng 4.15 Các điều kiện để phân tích 90

Bảng 5.1 Những thương hiệu cà phê ở Việt Nam và nước ngoài 104

Bảng B.1 - Cỡ sàng và kích thước lỗ sàng 109

LỜI MỞ ĐẦU

Cà phê có nguồn gốc từ phương Tây, theo chân người Pháp du nhập vào ViệtNam từ thời thuộc địa Ban đầu thứ thức uống này chỉ dành riêng cho giới quý tộc, cácquan chức Pháp, hay tầng lớp trí thức nơi thành thị Dần dần cà phê trở thành thứ thứcuống phổ biến trong cuộc sống của người dân

Ngày nay cà phê Việt không chỉ được biết đến về sản lượng đứng hàng đầu thếgiới mà còn tạo dựng được nét cà phê rất riêng của người Việt Hai loại cà phê được sửdụng và trồng phổ biến ở Việt Nam là Arabica và Robusta Mỗi loại đều mang lại têntuổi của nó ở trong nước cũng như ở nước ngoài về sản lượng, chất lượng, mùi vị.Hương vị cà phê Việt ngày càng bay cao, bay xa với những thương hiệu lớn như Càphê Trung Nguyên, VinaCafé, NesCafé,…

Trong nhiều năm gần đây, cà phê là một mặt hàng nông nghiệp xuất khẩu quantrọng của Việt Nam có kim ngạch hàng năm từ 400 đến 600 triệu Đôla Mỹ, chỉ đứngsau gạo Không chỉ đem về nhiều ngoại tệ cho đất nước, cây cà phê đang ngày cànggiữ vị trí quan trọng trong nền kinh tế của nước ta Việt Nam có điều kiện tự nhiênthuận lợi để phát triển loại cây trồng này Cà phê được trồng phổ biến ở các caonguyên Kon Tum, Gia Lai, Dak Lak, Di Linh,… Mặc dù những năm gần đây có nhiềubiến động nhưng nguồn thu nhập cao và nhanh chóng đã thu hút nhiều cơ quan và hộ

tư nhân đầu tư vào ngành sản xuất cà phê

Cùng với việc trồng cà phê thì kỹ thuật sản xuất, chế biến cà phê cũng đòi hỏiyêu cầu ngày càng cao để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của trong và ngoài nước Trongmôn học Đồ án Công nghệ 2, chúng em sẽ nghiên cứu về những đặc tính, cấu tạo,thành phần của hạt cà phê; công nghệ sản xuất cà phê nhân và các sản phẩm từ cà phênhân; các chỉ tiêu chất lượng của cà phê nhân và các sản phẩm đồng thời giới thiệumột số thương hiệu cà phê nổi tiếng trong và ngoài nước

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÀ PHÊ

1.1 Giới thiệu, nguồn gốc và phân loại

mà xanh thẫm, có quả màu xanh, vàng và đỏ Bầy gia súc đã ăn những quả ở bụi câynày Các nhà tu hành đã hãm nước từ loại quả đó và uống thử, quả nhiên họ cũng rấtbất ngờ vì cầu kinh, truyện trò thâu đêm mà không hề buồn ngủ”

1.1.3 Phân loại

Trên thế giới có tới trên 100 loài cà phê khác nhau Tuy nhiên, số loại cà phê cógiá trị kinh tế cao không nhiều Hiện nay, có 3 giống cà phê được trồng chủ yếu trênthế giới cũng như ở Việt Nam là giống cà phê chè (Coffea Arabica), giống cà phê vối(Coffea canephora hay Coffea robusta) và giống cà phê mít (Coffea excels hayLiberia)

Giống cà phê chè: đại diện cho khoảng 61% các sản phẩm cà phê trên thế giới.

Xuất xứ ở cao nguyên Ethiopia có đặc điểm là cây nhỏ, lá mỏng và nhỏ, hoa màutrắng có hương thơm, có khả năng chịu lạnh (ở nhiệt độ 15-20°C), nhân hình tròn, nhỏ,

có hương và mùi thơm hơn các loại cà phê khác Hàm lượng caffeine khoảng từ 1,7% Ở Việt Nam hiện này trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc nơi có điều kiện thời tiếtlạnh, thời gian thu hoạch từ tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau Tuy nhiên loạinày cũng có các chủng loại sau:

1,3-+ Coffea Arabica – L var mokka Cramer: Có năng suất thấp nhưng chất lượngrất cao

+ Coffea Arabica – L var caturra KMC: Có khả năng chống chịu hạn tốt, cónăng suất cao nhưng chất lượng thấp.

+ Coffea Arabica – L var typica L: Có khả năng chống chịu hạn khá tốt, có năngsuất cao hơn nhưng chât lượng lại thấp hơn

Giống cà phê vối: Chiếm gần 39% các sản phẩm cà phê.

Xuất xứ ở Công gô có đặc điểm là dễ trồng, chịu được điều kiện vùng đất xấu,chịu hạn tốt hơn, cho năng suất cao hơn giống cà phê chè nhưng không chịu đựng lạnh

và gió mạnh Nhân hình trứng, to Hàm lượng caffeine khoảng 2,0 - 3,6% Loại nàyphù hợp cho sản xuất cà phê hòa tan Thời gian thu hoạch từ tháng 12 năm trước tớitháng 4 năm sau Loại này có 2 chủng loại:

+ Coffea canephora – P var robusta: Có khả năng trồng được ở mọi độ caonhưng khả năng chịu hạn kém Chất lượng cà phê tốt

+ Coffea canephora – P var koiulou: khả năng chịu hạn tốt hơn, lá to hơn, quả vànhân nhỏ hơn chủng trên

Giống cà phê mít: sản lượng không đáng kể.

Có đặc điểm là cây cao tới 8-10m, lá to, quả mọng, năng suất cao, có khả năngsinh trưởng ở vùng đất xấu, chịu hạn tốt, chịu ẩm tốt nhưng hương thơm kém và có vịđắng mạnh Hàm lượng caffeine khoảng 0,8 - 1,2% Thời gian thu hoạch từ tháng 5đến tháng 8 hàng năm[2]

1.2 Cấu tạo và thành phần hóa học

1.2.1 Cấu tạo của quả cà phê

Quả cà phê có dạng hình trứng hoặc hình tròn Cấu tạo giải phẫu của quả cà phênhư sau:

Hình 1.1 Cấu tạo sơ lược quả cà phê

Quả cà phê gồm những phần sau: lớp vỏ quả, thịt quả, lớp nhầy, lớp vỏ trấu, lớp

vỏ lụa và nhân quả Có thể chia làm hai phần chính bao gồm:

Phần vỏ: Bao gồm vỏ quả, thịt quả.

- Lớp vỏ quả: Vỏ quả được hình thành bởi một lớp tế bào nhu mô nhỏ (các tế bào

sơ cấp có chứa lục lạp và có khả năng hấp thụ nước) Màu sắc của vỏ quả khi bắt đầuhình thành có màu xanh lá cây do sự hiện diện của lục lạp sau đó biến mất khi quảchín Màu sắc khi trưởng thành còn phụ thuộc vào từng giống cà phê, nhưng phổ biếnnhất là màu đỏ hoặc màu vàng Màu da đỏ (cà phê Typica) đến từ các sắc tốanthocyanin, trong khi màu vàng được quy cho luteolin (cà phê Bourbon)[3]

- Lớp thịt vỏ: Trong quả cà phê chưa chín, đây là các mô cứng gắn liền với vỏ

quả, khi quả trưởng thành, các enzym pectolytic sẽ phá vỡ các chuỗi pectic tạo thànhcác hợp chất đường và pectin làm nên một cấu trúc mềm, mọng nước có độ nhớt caonên thường được gọi là chất nhầy Trong phương pháp chế biến ướt, lớp chất nhầy nàyđược loại bỏ thông qua quá trình lên men có kiểm soát Trong khi đó, với kỹ thuật chếbiến khô, chất nhầy cùng với vỏ ngoài được giữ nguyên trong quá trình sấy khô[3]

Phần hạt: Lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa và nhân quả.

- Lớp vỏ trấu: Là lớp ngoài cùng của phần hạt, tiếp xúc trực tiếp với phần vỏ quả,

Parchment được hình thành từ ba đến bảy lớp tế bào xơ cứng (tế bào sợi đóng vai tròchính trong thực vật) nên còn được gọi là vỏ trấu Các tế bào cấu thành vỏ trấu sẽcứng dần trong quá trình trưởng thành của quả cà phê, do đó hạn chế kích thước cuốicùng của hạt nhân cà phê, Trong cà phê Arabica, trọng lượng trung bình của vỏ trấuvới độ ẩm khoảng 11% nằm trong khoảng 3,8% tổng trọng lượng quả cà phê[3]

- Lớp vỏ lụa: Vỏ lụa được hình thành từ nucellus có màu trắng bạc sau khi phơi

khô, nên còn được gọi là vỏ bạc Lớp vỏ này rất mỏng và có thể được bóc ra khỏi nhân

Hình 1.2 Cấu tạo chi tiết quả cà phê

trong quá trình đánh bóng hạt Tuy nhiên, một số nhà chế biến cà phê thường để lại vỏlụa trên hạt cà phê như một lớp bảo vệ tự nhiên, lớp vỏ này sau đó sẽ tự hủy trong quátrình rang cà phê Ở một số vùng, và tùy thuộc vào giống cà phê lớp vỏ lụa có thể sẫmmàu hơn[3].

Nhân cà phê: Phần trong cùng và là quan trọng nhất của quả, chịu trách nhiệm

trích lũy chất dinh dưỡng cho quá trình nảy mầm của phôi Một quả cà phê thôngthường có 2 nhân (cá biệt có 1 hoặc 3 nhân) Thành phần hóa học của nhân là vô cùngquan trọng vì đây được xem là tiền thân của các hương vị và mùi thơm sau này trong

cà phê rang Các hợp chất hóa học được tìm thấy trong nội nhũ có thể kể đến bao gồm:Các hợp chất tan trong nước như caffeine, trigonelline, axit nicotinic (niacin), ítnhất 18 axit chlorogen, các thành phần cacbohydrat (Mono-, di- và oligosacarit) một

số protein các khoáng chất và axit carboxylic…

Trong khi đó các thành phần không hòa tan trong nước bao gồm cellulose,polysacarit, lignin và hemiaullulose, cũng như một số protein, khoáng chất và lipid.Trong lớp nhân cà phê sẽ là phôi (Embryo) bao gồm một trục phôi (hypocotyl) vàhai lá mầm dài từ 3 - 4 mm, khi hạt bắt đầu nảy mầm trục phôi sẽ kéo dài và đẩy hạtlên trên mặt đất Các lá mầm ban đầu ở dưới lòng đất ngay sau đó các lá mầm mới sẽhình thành[3]

1.2.2 Thành phần hóa học quả cà phê

Thành phần khối lượng là tỉ số khối lượng của một thành phần nào đó so vớitoàn bộ khối lượng của quả Thành phần khối lượng phụ thuộc vào giống, mùa vụ,đất đai[2],

Hình 1.3 Ảnh hiển vi cấu trúc bề mặt nhân cà phê

Bảng 1.1 Thành phần hóa học quả cà phêThành phần Cà phê chè (%) Cà phê vối (%)

1.2.2.1 Thành phần hóa học quả cà phê

Nhóm chất cơ bản sau đây đều có mặt ở tất cả các giống loài cà phê, tuy nhiêntùy theo giống cà phê và phụ thuộc vào điều kiện canh tác mà các thành phần hóa họctrong cà phê có thể thay đổi, ví dụ như cà phê Arabica có hàm lượng axit thấp hơnRobusta, hạt cà phê ở độ cao với thời gian sinh trưởng kéo dài hơn hạt cà phê đượctrồng ở vùng thấp hơn lại có sự tích lũy các chất tạo mùi khác nhau[3]

Nhóm chất có trong cà phê

- Nước

Cà phê tươi có độ ẩm tuyệt đối, với hàm lượng nước cao thì các loại nấm mốcphát triển mạnh làm hỏng hạt đồng thời khi rang sẽ tốn nhiều nhiên liệu và thất thoáthương nhiều hơn Vì vậy thông qua các phương pháp chế biến cà phê hàm lượng nướcgiảm xuống 10-12% cà phê sẽ được bảo quản lâu hơn Hàm lượng nước sau khi rangcòn khoảng 2-3%[3]

- Các loại Cacbohydrat (Gluxit) trong cà phê

Chiếm ½ tổng số chất khô, đại bộ phận không tham gia vào thành phần nướcuống mà chỉ cho màu và vị caramen Đường có trong cà phê do quá trình thủy phândưới tác dụng của axit hữu cơ và các enzim thủy phân Hàm lượng Saccharose cótrong cà phê phụ thuộc vào độ chín của quả, quả càng chín thì hàm lượng càng cao.Saccharose bị caramen hóa trong quá trình rang tạo thành hương vị cho nước càphê[3]

- Thành phần Protein trong cà phê

Hàm lượng protein không cao nhưng đóng vai trò quan trọng giúp hình thànhhương vị của cà phê trong quá trình rang qua phản ứng Maillard với các loại đường cótrong cà phê Bằng các phương pháp định tính người ta nhận thấy trong thành phầnprotein có những axit amin chính như: cystein, alanie, phenylalanine, histidine,leucine, lysine, derine

Các axit amin này ít thấy ở dạng tự do, chúng được giải phóng ra và tác dụng vớinhau hoặc tác dụng với những chất tạo mùi và vị cho cà phê rang.Trong các chất axitamin kể trên đáng chú ý nhất là những axit amin có chứa lưu huỳnh như cystein,methionine và proline… chúng góp phần tạo hương đặc trưng của cà phê sau khi rang

Đặc biệt methionine và proline có tác dụng làm giảm oxy hóa các chất thơm, làm cho

cà phê rang giữ được mùi vị khi bảo quản[3]

- Các Axit hữu cơ

Thành phần axit trong cà phê bao gồm một tập hợp khoảng hơn 30 loại axit hữukhác nhau, với một số loại axit quan trọng như: axit Acetic, axit Citric, axitChlorogenic, axit Phosphoric Các axit hữu cơ này góp phần tạo nên đặc tính axit (độchua) của cà phê Thành phần và hàm lượng axit trong cà phê phụ thuộc vào giống càphê đồng thời thay đổi liên tục trong quá trình chế biến, mà phần lớn là trong quá trìnhlên men và rang cà phê Một số loại axit sẽ mất đi đáng kể, một số loại khác lại đượcsinh ra[3]

- Lipid trong cà phê

Hàm lượng lipid chiếm khá lớn 10 - 13% Chủ yếu là dầu và sáp Trong đó sápchiếm 7 - 8%, còn lại dầu chiếm khoảng 90% Trong quá trình chế biến lipid bị biếnđổi, song một phần axit béo tham gia dưới tác dụng của nhiệt độ cao tạo nên hươngthơm cho sản phẩm, lượng lipid không bị biến đổi là dung môi tốt hòa tan các chấtthơm Khi pha cà phê thì chỉ một lượng nhỏ lipid đi vào nước còn phần lớn lưu lại trênbã[3]

do Trigonelline gây ra

Hình 1.4 Ảnh hiển vi điện tử của Caffeine

Trong quả cà phê, Caffeine có vai trò là một chất chống côn trùng Hàm lượngCaffeine trung bình trong Cà phê Robusta cao hơn so với cà phê Arabica nên khả năngchống chịu sâu bệnh cũng tốt hơn Mặc dù được nhiều nghiên cứu công nhận là lànhtính, và không tác động xấu đến sức khỏe, song liều lượng sử dụng Caffeine cũng khácnhau với mỗi người tùy thuộc vào cơ địa, mức độ mẫn cảm[3],

- 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 nhất là chủng loại cà phê Sự tíchlũy chất thơm trong hạt nói riêng và cấu trúc hương vị cà phê chịu ảnh hưởng rất lớnbởi độ cao, vì vậy các loại cà phê được trồng càng cao, thì phẩm chất hạt càng tốt hơn.Mặt khác, phần lớn mùi hương cà phê mà ta nhận thấy được hình thành trong quá trìnhchế biến cà phê, đặc biệt trong quá trình rang Các chất thơm phức tạp bao gồm nhiềuphân tử cấu thành như: axit, andehit, xeton, rượu , phenol, este… Các chất thơm của càphê dễ bị bay hơi, biến đổi và dẫn đến hiện tượng cà phê bị mất mùi thơm nên cầnđựng trong bao bì kín và tiêu thụ nhanh[3]

- Chất khoáng

Chỉ từ khoảng 3 - 5% chủ yếu là Kali, Nito, Magie, Photpho, Clo Ngoài ra còn

có các chất nhôm, sắt, đồng, lưu huỳnh… Những chất này ảnh hưởng không tốt đếnmùi hương cà phê Chất lượng cà phê càng cao thì khoáng chất càng thấp và ngượclại[3]

1.2.2.2 Bảng các thành phần hóa học có trong cà phê

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của lớp vỏ quả[2]

Thành phần Cà phê chè (%) Cà phê vối (%)

-Bảng 1.4 Thành phần hóa học của lớp vỏ trấu[2]

Tinh bột 5.0 – 23.0 Axit clorogenic 2.0 – 8.0

Bảng 1.6 Bảng thành phần cấu tử thơm của nhân cà phê[2]

Cấu tử Tỉ lệ (%) Khối lượng phân tử Điểm sôi ( o C)

1.3 Thu hái, vận chuyển, bảo quản

1.3.1 Thu hoạch quả cà phê

1.3.1.1 Thời vụ thu hoạch

Cây cà phê bắt đầu cho thu hoạch lứa đầu tiên sau khi trồng từ 3 - 4 năm và chosản lượng cao nhất từ năm thứ 6 đến năm thứ 8 và khi vượt qua 20 tuổi thì năng suất

cà phê giảm, lúc này phải thực hiện biện pháp đốn hoặc trồng mới

Bình thường cà phê cho thu hoạch một năm một lần Ở các vùng nhiệt đới không

có mùa khô và mùa mưa rõ rệt thì cà phê có thể ra hoa 2 lần trong một năm và có một

vụ thu hoạch chính và một vụ thu hoạch phụ

Thời gian thu hoạch cà phê có thể kéo dài từ 10 - 12 tuần vì cà phê chín khôngđồng đều, tuy nhiên đa số quả chín trong khoảng thời gian từ 6 đến 8 tuần Ở nhữngvùng trồng cà phê tập trung, cà phê chín rộ trong một thời điểm nhất định với khốilượng lớn thì đòi hỏi khâu thu hoạch phải được bố trí và tổ chức tốt (thời gian từ lúcchín đến lúc chín già ở cà phê kéo dài từ 10 đến 14 ngày)[2]

Đối với cà phê Chè Arabica, chỉ có một mùa thu hoạch trong năm, tuy nhiên ởColombia, có một mùa thu hoạch chính và một mùa phụ do họ có giống Arabica tốt.Thời gian từ khi ra hoa đến khi trái chín là khoảng 7 – 9 tháng và thời điểm thu hoạchtrái thường vào tháng 9 hằng năm Ở những đốt ra hoa và quả ở năm nay sẽ tiếp tục rahoa ở những năm sau đó, do đó khi thu hái trái cà phê Chè Arabica thường được tiếnhành bằng tay để không làm tổn thương các đốt ra hoa và chọn lọc được những hạt càphê chất lượng

Thu hoạch cà phê cần nhiều lao động do vậy mà ở một số nước có diện tích càphê tương đối lớn, đến mùa thu hoạch họ đã đưa máy móc vào sử dụng để tiết kiệmbớt nhân công[4]

Khi thu hái quả cà phê cần chú ý: Nếu thu hái khi còn xanh thì các thành phầnhoá học của quả cà phê chưa được tích luỹ đầy đủ Do đó, chất lượng cà phê sẽ kém và

sẽ khó xử lý để tách lớp vỏ nên không được thu hái quả cà phê xanh, còn nếu quả càphê quá chín sẽ xảy ra quá trình oxy hóa lên men làm chuyển hóa các chất, tạo ra cácchất không có lợi gây biến mùi và làm giảm các chất có lợi nên cũng không được đểquả cà phê quá chín mới thu hái Vì vậy, việc thu hái quả cà phê phải đúng vào thờiđiểm chín kỹ thuật của quả

Tiêu chuẩn thu hái là lúc quả cà phê đạt đến độ chín kỹ thuật tức khi có 2/3 da vỏquả màu đỏ[2]

1.3.1.2 Phương pháp thu hái

Khi thu hoạch chỉ nên hái trái cà phê vừa chín vì

những trái cà phê quá chín hoặc xanh là nguyên nhân

làm cho cà phê mất mùi vị ngon, ngoài ra nó còn tạo

điều kiện cho nấm mốc và độc tố phát triển Cà phê

thu hoạch ngày nào, chế biến ngay ngày đó, không

nên ủ quá 24 giờ, làm giảm chất lượng Sản phẩm thu

hoạch có tỉ lệ quả chín (có màu đặc trưng của quả khi

chín chiếm 2/3 diện tích quả) đạt từ 95% trở lên và tỉ lệ tạp chất không quá 0.5% Vàođợt tận thu cuối vụ, tỉ lệ quả chín đạt trên 80%, tỉ lệ tạp chất không quá 1% và khôngđược chiếm quá 10% tổng sản lượng của toàn vụ Ở nước ta cà phê được thu hoạchbằng tay và được thực hiện làm nhiều đợt trong một vụ để thu hái kịp thời những quảchín trên cây

Có 2 phương pháp thu hái cà phê phổ biến hiện

nay là phương pháp hái chọn và phương pháp hái xô

Với phương pháp hái chọn người ta tiến hành hái

từng quả chín một rồi gom lại vào trong dụng cụ chứa

Phương pháp này cho chất lượng cà phê rất cao, tuy

nhiên tốn nhiều công sức và thời gian nên chi phí cao

Cách thu hái này lặp lại sau 8 đến 10 ngày cho đến khi

thu hái hết cà phê

Với phương pháp hái xô người ta tiến hành như sau: Trước khi thu hái quả cà phêchín, người nông dân dùng những tấm vải bạt thật lớn bao phủ khắp mặt đất quanh gốccây Sau đó, một tay với cành cà phê xuống, còn một tay tuốt những quả cà phê cho rơixuống mặt đất (đối với những cành cao có thể phải bắc ghế hoặc thang)

Phương pháp hái xô đạt được năng suất

cao, tránh tạp chất như đất, đá lẫn vào quả

nhưng cà phê bị lẫn loại nhiều như quả xanh,

quả ương, quả chín, quả khô, lá cây, cành

cây,

Hiện nay ở một số nước như Brazil,

người ta còn áp dụng phương pháp thu hái

động, đạt năng suất cao, tuy nhiên cà phê cũng bị lẫn loại nhiều[2]

Hình 1.7 Hái cà phê bằng máy

Hình 1.6 Hái xôHình 1.5 Hái chọn

1.3.2 Vận chuyển quả cà phê

Quả cà phê sau khi được thu hái có độ ẩm cao, lớp vỏ mềm nên dễ bị dập nát.Đồng thời, quá trình hô hấp xảy ra mạnh làm giảm chất lượng cà phê Do đó, quá trìnhthu gom và vận chuyển quả cà phê phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Quả cà phê sau khi thu hái phải được thu gom lại và vận chuyển về nơi sản xuấtcàng nhanh càng tốt

- Quả cà phê phải được chứa trong các bao tải hoặc bao dứa để thuận tiện choviệc thu gom và xếp dỡ

- Động tác thu gom quả cà phê cũng như xếp dỡ các bao chứa phải nhẹ nhàng đểtránh cho quả cà phê không bị dập nát

- Xe vận chuyển quả cà phê phải được che chắn cẩn thận bằng mui bạt để tránhmưa, nắng Đồng thời, phải thông thoáng để giảm thiểu hiện tượng hô hấp xảy ra.Việc vận chuyển quả cà phê có thể thực hiện bằng xe bò, công nông, xe kéo hoặc

ô tô Quả cà phê sau khi vận chuyển về nên được đưa đi sản xuất ngay[2]

1.3.3 Bảo quản quả cà phê

1.3.3.1 Bảo quản khô (sử dụng trong chế biến

theo phương pháp khô)

Cà phê quả tươi sau khi vận chuyển về

được trải thành một lớp trên nền sạch, khô ráo,

thoáng với chiều dày 30-40cm Không nên đổ cà

phê quả tươi thành đồng lớn vì quả tươi hô hấp

rất mạnh sẽ sinh nhiệt, thúc đẩy enzym nội tại

làm phản ứng sinh hóa trong vỏ quả xảy ra nhanh Mặtkhác vỏ quả chín có nhiều nước và đường dễ lên men, đồng thời là môi trường dinhdưỡng tốt cho vi sinh vật hoạt động, nhiều mốc trắng mọc lên làm cho các axit hữu cơhình thành đưa đến sự lên men acetic, butyric dẫn đến nước cà phê pha chế uống bịchua và hôi Nếu quá trình lên men quá mức dẫn đến có nhiều hạt hóa nâu, đen làmgiảm phẩm chất cà phê nhân

1.3.3.2 Bảo quản trong bể (sử dụng trong

chế biến theo phương pháp ướt)

Cà phê quả tươi sau khi vận chuyển về

nơi chế biến, được cho xuống bể chứa Bể dùng

để chứa cà phê có đáy nghiêng để thoát nước

và vận chuyển quả cà phê vào máy bơm Trong

quá trình bảo quản, thường xuyên tưới nước lên

khối quả để làm giảm nhiệt độ khối quả do quá

Hình 1.8 Bảo quản khô

Hình 1.9 Bảo quản trong bể

trình quả hô hấp tăng nhiệt Do hái cà phê quả chín nên cần chế biến ngay, không nên

để lâu Tốt nhất không nên để quá 24 giờ sau khi thu hái[5]

1.4 Tiêu chuẩn đánh giá nguyên liệu

Yêu cầu kỹ thuật của quả cà phê tươi (tiêu chuẩn này áp dụng cho 3 loại cà

phê Arabica, Robusta và Chari)

Cà phê quả tươi được phân thành 5 cấp chất lượng sau:

Bảng 1.7 Các cấp chất lượng quả cà phê tươi[6]

Cấp chất

lượng

Tỉ lệ quả chín không ít hơn (%)

Tỉ lệ quả khô chùm xanh ương (%)

Tỉ lệ quả lép không nhiều hơn (%)

Tạp chất và xanh non không nhiều hơn (%)

1 - 4

5 - 9

10 - 1515- 20

1 - 2

3 - 5

Cấp 5 gồm những loại sau:

- Cà phê tận thu, quả xanh ương trên 50%

- Cà phê sau thu hoạch ủ đống, bốc nóng nên bị lên men, vỏ thịt bị thối bấy

- Cà phê có tỉ lệ lép trên 30%

Ghi chú: Cà phê xanh non coi như tạp chất.

+ Đối với sản xuất theo phương pháp ướt: sử dụng cà phê quả tươi có cấp chấtlượng từ cấp 2 trở lên

+ Đối với sản xuất theo phương pháp khô: sử dụng cà phê quả tươi có cấp chấtlượng từ cấp 3 trở lên[7]

- Những yêu cầu tiêu chuẩn:

Loại cà phê tận thu không được quá 10% tổng sản lượng toàn vụ

Quy định tiến độ thu hoạch: Căn cứ theo tầm chín của quả mà bố trí thu hoachcho hợp lí và kịp thời

Bảng 1.8 Bảng tiến độ thu hoạch cà phê[6]

Không được hái cà phê quả ương hoặc xanh già về “ dấm chín” rồi đem làmnguyên liệu sản xuất[8]

1.5 Tình hình sản xuất cà phê trên thế giới và Việt Nam

Brazil là quốc gia sản xuất cà phê lớn nhất thế giới Với 2,3 triệu hecta chiếm gần40% tổng sản lượng thế giới, phần lớn nằm ở Minas Gerais, Sao Paulo và Parana, nơi

có khí hậu và nhiệt độ lý tưởng cho việc sản xuất cà phê

Nước sản xuất và xuất khẩu cà phê đứng thứ 2 thế giới là Việt Nam Ngành càphê Việt Nam tăng trưởng ở mức cao trong vòng 3 năm qua Năm 2014, diện tíchtrồng cà phê là 653 ngàn hecta, tăng 2,7% so với năm 2013 Các tỉnh trồng cà phênhiều nhất là Đắk Lắk, Lâm Đồng và Đắk Nông Cà phê Việt Nam đa phần là xuấtkhẩu và sản xuất chủ yếu là cà phê robusta Trong tháng 7 năm 2013/2014 đã xuấtkhẩu 1,1 triệu tấn cà phê các loại (cà phê nhân, rang xay và cà phê hòa tan), đạt mức

kỷ lục mới về xuất khẩu cà phê và đã xuất khẩu sang 70 quốc gia trên thế giới

Colombia là nước sản xuất cà phê đứng thứ 3 thế giới sau Brazil và Việt Nam,nhưng là nhà sản xuất cà phê arabica lớn thứ hai thế giới sau Brazil Colombia đã sảnxuất 1,46 triệu bao loại 60kg/bao cà phê arabica trong tháng 7, tăng 18% so với mộtnăm trước và xuất khẩu cũng tăng 35% lên 1,2 triệu bao

Indonesia là nước sản xuất cà phê robusta đứng thứ 2 thế giới sau Việt Nam.Ngoài các quốc gia trên còn có các nước được xếp thứ tự trong 10 quốc gia sản xuất càphê hàng đầu thế giới là Ethiopia, Ấn Độ, Honduras, Mexico, Uganda, Guatemala[9]

Hình 1.10 Nước xuất khẩu cà phê hàng đầu thế giới[9]

Ba tháng đầu năm 2019, hoạt động sản xuất cà phê ở nhiều quốc gia khó khănkhi diễn biến thời tiết phức tạp

Brazil: Vào đầu năm, các chuyên gia phân tích dự báo sản lượng cà phê Brazil cóthể giảm do chịu tác động của thời tiết không thuận lợi Theo Reuters, sản lượng càphê của Brazil năm 2019 có thể đạt 55 triệu bao, giảm 6,6 triệu bao so với mức kỉ lụcnăm 2018 Xét niên vụ tới (2019 – 2020), Ngân hàng nông nghiệp Rabobank dự kiến,sản lượng cà phê niên vụ 2019 - 2020 của Brazil đạt 57,6 triệu bao, gồm 38 triệu bao

cà phê arabica và 19,5 triệu bao cà phê robusta, sau khi khảo sát trên 350 vườn trồng

cà phê

Ấn Độ: Tương tự, tại Ấn Độ, hậu quả của đợt mưa lũ hồi tháng 8 – 9/2018 đốivới vụ mùa cà phê niên vụ 2018 – 2019 kéo dài đến năm nay sản lượng giảm 60% sảnlượng cà phê Ấn Độ 4 tháng đầu niên vụ 2018 – 2019 ước tính giảm 10,5% xuống còn5,2 triệu bao

Ethiopia chủ yếu xuất khẩu cà phê sang châu Âu, Mỹ và Nhật Bản Niên vụ 2018– 2019, Chính phủ Ethiopia dự báo sản lượng cà phê có thể đạt 600.000 tấn

Philippines: Trong tháng 3 của niên vụ 2018 – 2019, số lượng cây cà phê tại đâyđạt 70.722 cây, tăng tới 15 lần so với năm 2015 Sản lượng hạt cà phê trung bình 1,1kg/cây[10]

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

PHẦN I: SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN TỪ QUẢ CÀ PHÊ TƯƠI

2.1 Quy trình công nghệ sản xuất cà phê nhân

2.1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê nhân

Nguyên liệu để chế biến cà phê nhân là quả cà phê đã chín, được thu hoạchbằng máy hoặc bằng tay Để lấy được nhân cà phê người ta phải loại bỏ vỏ quả, vỏthịt, vỏ trấu, vỏ lụa Sơ đồ quy trình sản xuất được thể hiện ở hình 2.1

Để làm cà phê nhân, người ta có thể áp dụng 2 phương pháp:

- Phương pháp chế biến ướt (phương pháp ướt): Người ta dùng những thiết bị

và quá trình thích hợp để bóc lớp vỏ quả và thịt quả Sau 2 giai đoạn này nhân cà phêtách ra còn bọc lớp vỏ trấu và vỏ lụa gọi là cà phê thóc ướt Sau đó làm khô đến độ ẩmthích ẩm thích hợp và thu được bán thành phẩm là cà phê thóc khô

Ưu điểm: cà phê nhân có chất lượng cao và ổn định

Nhược điểm: quá trình gia công phức tạp, đầu tư nhiều thiết bị

- Phương pháp chế biến khô (phương pháp khô): Người ta không bóc lớp vỏquả và vỏ thịt mà mang ngay cả quả cà phê tươi đi làm khô (phơi hoặc sấy) Bán thànhphẩm thu được là cà phê quả khô

Ưu điểm: đơn giản, đầu tư thấp, cho cảm quan về màu sắc tốt hơn

Nhược điểm: chất lượng sản phẩm không cao, không kiểm soát được thời tiết

2.1.2 Thuyết minh quy trình

2.1.2.1 Phân loại quả và tách tạp chất

Công đoạn này nhằm tạo sự đồng nhất cho khối quả về kích thước và độ chín(thể hiện qua khối lượng riêng và màu sắc), tách các tạp chất nặng như đất, đá và cáctạp chất nhẹ không có giá trị sử dụng như rác, cành khô, lá khô

Để thực hiện người ta sử dụng sàng phân loại và bể xi phông

2.1.2.2 Làm khô (đối với phương pháp khô)

Quả cà phê sau khi thu hái được vận chuyển về nơi sản xuất, nếu chưa kịp đưavào sản xuất ngay (có thể do lượng cà phê không đủ hoặc do điều kiện sản xuất khôngthuận lợi) thì phải tiến hành bảo quản để duy trì chất lượng của quả, tránh các biến đổikhông có lợi làm quả cà phê bị hư hỏng

Sau đó, quả cà phê được đưa đi làm khô Quá trình làm khô nhằm giảm độ ẩmcủa quả từ 50 – 60% xuống 12% nhằm phù hợp cho quá trình chế biến tiếp theo

Hiện nay có hai phương pháp làm khô quả cà phê là phương pháp phơi thủ công

và phương pháp sấy cơ giới

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất cà phê nhân[2]

Phân loại quả và tách tạp chất

Độ ẩm sau = 12%

Với phương pháp phơi thủ công, người ta tiến hành rải quả cà phê ra sân bằng

bê tông, gạch lát hoặc trên giá với chiều dày hợp lý, không quá dày sẽ làm cho quả càphê bị úng, đồng thời định kì đảo trộn cà phê trên sân để cho cà phê khô đều và phảiche chắn khi trời mưa hoặc có biến động về nhiệt độ lớn Thời gian phơi phụ thuộc vàođiều kiện thời tiết Quá trình phơi kết thúc khi độ ẩm cuối của quả đạt 12% khi đó lắc

sẽ nghe tiếng kêu lạo xạo

Phương pháp phơi đơn giản, dễ thực hiện, chi phí thấp, phù hợp với nhữngvùng nhiều nắng, ít mưa Tuy nhiên phương pháp này phụ thuộc nhiều vào thời tiếtnên không chủ động được trong sản xuất và chất lượng cà phê không ổn định

Với phương pháp sấy cơ giới người ta sử dụng các loại máy sấy chuyên dụngnhư máy sấy thùng quay, máy sấy tháp hoặc có thể sử dụng hầm sấy Phương pháp sấykhắc phục được những hạn chế của phương pháp phơi, tuy nhiên phương pháp này chiphí tốn kém hơn [2]

2.1.2.3 Bóc vỏ quả

Lớp ngoài cùng của quả cà phê có thành phần chủ yếu là hợp chất phi protein,xenluloza và protein Do đó, nguyên tắc cơ bản để bóc lớp vỏ quả là tạo lực ma sát chàsát để làm rách lớp vỏ quả Để thực hiện người ta sử dụng máy bóc vỏ kiểu tang quay,đĩa quay hoặc tấm thủng

Phương pháp kiểm tra, đánh giá hiệu quả quá trình bóc vỏ quả

Sau quá trình bóc vỏ quả phải tiến hành lấy mẫu để kiểm tra, hiệu quả của quátrình bóc vỏ quả được đánh giá dựa vào tỉ lệ giữa quả cà phê được bóc vỏ so với tổng

số quả cà phê trong mẫu Ngoài ra người ta còn dựa vào tỉ lệ hạt cà phê nguyên vẹntrọng mẫu

2.1.2.4 Bóc vỏ thịt

Lớp vỏ thịt (lớp thịt quả hay lớp nhớt) là một khối mô mềm (mô được liên kếtvới nhau khá bề vững, khó phân tán trong nước) có bản chất là hợp chất pectin Vì vậy,

để bóc vỏ thịt ta phải dùng phương pháp cắt đứt liên kết mạch pectin Hiện nay để bóc

vỏ thịt người ta có các phương pháp sau:

Phương pháp cơ học

Với phương pháp này người ta sử dụng máy đánh nhớt

Ưu điểm: Thời gian xử lí nhanh, lớp nhớt khá sạch

Nhược điểm: Do tác dụng của lực va đập mạnh nên lớp vỏ trấu dễ bị nứt vỡ

Phương pháp hóa học

Với phương pháp này, người ta sử dụng các chất có tính kiềm như NaOH,KOH, NaHCO3, Ca(OH)2, Na2CO3 hoặc nước tro để thủy phân pectin Chẳng hạn vớiNaOH thường dung nồng độ khoảng 0,04% so với dịch ngâm, cà phê được đổ vào dịch

ngâm trong khoảng thời gian 12 – 18 phút Quá trình ngâm kết thúc khi toàn bộ lớp vỏthịt bị phân tán vào dịch.

Ưu điểm: thời gian xử lý ngắn

Nhược điểm: Cà phê thành phẩm có mùi nồng (do sự tác dụng của kiềm vớitinh bột có trong cà phê), gây ô nhiễm môi trường

Phương pháp sinh học

Phương pháp lên men tự nhiên

Do trong thịt quả chứa pectin và enzym pectinaza Vì vậy, nguyên tắc cơ bản làtạo môi trường thuận lợi cho enzym này hoặc động để phân giải hợp chất pectin(enzym pectinaza hoạt động mạnh nhất ở pH = 5.1 – 5.3 và to = 35 – 37oC) Cách tiếnhành như sau:

Sau khi bóc vỏ ta chuyển khối cà phê nhân và thịt quả vào bể ngâm ủ được xâybằng gạch hoặc bê tông để ủ Có 2 cách ủ là ủ yếm khí (lên men) và ủ hiếu khí bằngcách tháo cạn nước trong bể di hoặc thường xuyên sục khí và trong bể ngâm ủ Quátrình ủ kết thúc khi toàn bộ vỏ thịt được tách ra Thời gian ủ phụ thuộc vào mùa, đốivới mùa hè thời gian ủ khoản 8 – 12h còn đối với mùa đông thời gian ủ khoảng 12 –18h

Ưu điểm: chất lượng cà phê rất cao, nhân cà phê có màu xám, mùi cà phê rấtthơm

Nhược điểm: thời gian kéo dào, tốn nhiều nhân công

Phương pháp lên men có bổ sung enzym

Để tăng tốc độ quá trình phân giải lớp thịt quả, người ta sử dụng một lượng nhỏenzym pectic gồm pectaza, pectinaza hay pectinesteraza và protopectinaze là nhữngenzym hoạt động chủ yếu Khi nghiên cứu người ta nhận thấy, cơ chế hoạt động củacác enzym này có sự khác biệt, cụ thể như sau:

- Enzym pectaza hay polygalacturonaza phân cắt axit polygalacturonic (axitpectic) thành từng axit galacturonic một

- Enzym pectinaza hay pectinesteraza tách nhóm metoxy (CH3COO) khỏi pectinhòa tan tạp thành axit pectic kết tủa

- Enzym protopectinaza hay pectosinaza thủy phân protopectin (pectin khôngtan) thành pectin hòa tan Ở nhiệt độ 38oC, nếu sử dụng một lượng lớn thì enzym này

sẽ phân giải lớp thịt quả trong vòng 5 phút nhưng hiệu quả kinh tế không cao do chiphí lớn Do đó người ta chỉ dùng một lượng nhỏ nên thời gian xử lý kéo dài 5 – 8h.Trong thực tế, người ta tiếng hành xử lý lớp thịt quả vào cuối ngày bằng cách bổ sungenzym vào và giữ qua đêm

Ưu điểm: Thời gian xử lý tách lớp thịt quả nhanh, chất lượng cà phê tốt, chi phíđầu tư thấp (để chế tạo thiết bị lên men).

Phương pháp sử dụng nước ấm

Với phương pháp này, người ta sử dụng nước ấm có nhiệt độ t0= 50±30C Khi

đó, dưới tác dụng của nước ấm sẽ phá vỡ cấu trúc mạch pectin ở dạng gel của thịt quả.Quá trình xử lý kết thúc khi toàn bộ lớp vỏ thịt được tách ra Thời gian xử lý khoảng 3phút Phương pháp này đơn giản, thời gian xử lý để tách lớp nhớt nhanh

Phương pháp kiểm tra, đánh giá hiệu quả quá trình bóc vỏ thịt

Để kiểm tra hiệu quả quá trình bóc vỏ thịt, người ta tiếng hành lấy một ít mẫulên tay Sau đó dùng tay bóp mạnh nếu nghe thấy tiếng kêu lạo xạo là sạch nhớt, cònnếu thấy nhầy là chưa sạch nhớt Khi đó phải tiếp tục xử lý cho đến khi đạt yêu cầu

Ngoài ra, để đảm bảo quá trình kiểm tra độ chính xác thì sau đó lấy mẫu người

ta phải tiến hành rửa mẫu bằng cách cho mẫu vào cốc, tháo nước sạch vào cốc và dùngđũa khuấy mạnh Sau đó, tháo hết nước rửa đi và rửa lại lần 2 rồi mới lấy mẫu để kiểmtra

Bên cạnh các các phương pháp trên, người ta còn sử dụng máy Raoeng để bóclớp vỏ quả, lớp vỏ thịt và rửa cà phê đồng thời

2.1.2.5 Rửa lớp nhớt

Rửa lớp nhớt được tiến hành ngay sau khi bóc vỏ thịt nhằm loại bỏ hoàn toànphần nhớt còn bám trên vỏ trấu của cà phê thóc ướt, tạo thuận lợi cho các công đoạntiếp theo

Để rửa lớp nhớt, người ta tiến hành đưa nước sạch vào và thực hiện quá trìnhkhuấy đảo làm cho vỏ thịt tách ra hết Sau đó, tháo nước rửa đi và rửa lại lần 2, cuốicùng thu cà phê thóc ướt đưa đi làm ráo và làm khô

2.1.2.6 Làm ráo và làm khô cà phê thóc ướt

Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực hiện, chi phí thấp

Nhược điểm: Thời gian làm ráo dài và hiệu quả không cao

Phương pháp ly tâm

Sử dụng máy ly tâm, nhờ tác dụng của lực ly tâm làm nước nhanh chóng đượctách ra triệt để.

Ưu điểm: Hiệu quả cao, thời gian làm ráo ngắn

Nhược điểm: Chi phí lớn hơn phương pháp tự chảy

Làm khô

Sau khi làm ráo, lượng nước còn lại trong cà phê thóc khá cao Do đó, phảitiếng hành làm khô cà phê thóc để thuận lợi cho quá trình bảo quản cũng như cho cáccông đoạn tiếp theo Có hai phương pháp làm khô cà phê thóc

Phương pháp phơi

- Phạm vi áp dụng: Ở những vùng nhiều nắng và ít mưa Sân phơi thường bằng

bê tông hoặc gạch lát (không dùng sân đất nện), một số nơi phơi trên giàn

- Nguyên tắc: Lợi dụng năng lượng nhiệt của mặt trời và sự đối lưu của khôngkhí tự nhiên để làm thoát hơi nước từ cà phê thóc

- Yêu cầu sân phơi:

+ Đặt ở vị trí thoáng gió, hướng gió chủ đạo

+ Có khả năng cách nhiệt tốt, lớp cách nhiệt thường làm bằng đất cao lanh xốphoặc bê tông xốp

+ Dễ thoát nước khi gặp mưa và chịu được tải trọng của các phương tiện vậntải

Yêu cầu kĩ thuật khi phơi:

- Trước khi phơi loại cà phê đã tương đối khô phải tiến hành phơi sân, dưới tácdụng của ánh nắng mặt trời sẽ làm sân nóng lên Do đó, khi phơi cà phê sẽ tránh được

sự tích tụ ẩm trên mặt sân và như vậy sẽ tránh không cho cà phê hút ẩm trở lại (đối với

cà phê thóc có độ ẩm cao tức làm ở ngày đầu của quá trình làm khô thì không nhấtthiết phải phơi sân)

- Khi đưa cà phê ra sân phải rải cà phê đều thành lớp trên mặt sân theo nguyêntắc khi cà phê ướt thì rải mỏng, cà phê khô thì rải đầy Nắng to, gió mạnh thì rải dày,nắng nhỏ, gió yếu thì rải mỏng

- Phải định kì đảo trộn cà phê trên sân để tạo sóng trên bề mặt lớp hạt làm tăngtốc độ quá trình thoát ẩm từ cà phê, đồng thời tạo ẩm phân bố đều Ngoài ra, phải định

kỳ dồn luống kết hợp với phơi sân một thời gian sau đó san cà phê ra phơi tiếp

Chú ý: Thời gian đảo và dồn luống cà phê phụ thuộc vào cường độ ánh nắng,tốc độ gió, khối lượng cà phê và độ ẩm của cà phê trên sân Trong quá trình phơi, nhân

cà phê bị sừng hóa, nó trở nên cứng và dẻo Vì vậy, quá trình này mầm của hạt bị mấthoàn toàn

Quá trình phơi kết thúc khi độ ẩm cà phê còn lại khỏi 12% Thời gian phơi phụthuộc vào điều kiện thời tiết, thường kéo dài khoảng 6 - 8 ngày, thậm chí 10 – 15 ngày.

Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực hiện, chi phí thấp

Nhược điểm: Tốn nhân công, chất lượng cà phê không ổn định, phụ thuộc nhiềuvào điều kiện thời tiết nên không chủ động được trong sản xuất, sản phẩm dễ lẫn tạpchất từ môi trường

Phương pháp sấy

Nguyên tắc: Lợi dụng năng lượng nhiệt và sự đối lưu của không khí nóng đểlàm thoát hơi nước từ cà phê thóc

Đặc trưng của quá trình bay hơi ẩm từ cà phê thóc ướt

- Tốc độ bay hơi chậm do lớp vỏ trấu rất cứng và bền

- Thời gian làm khô dài

- Vỏ trấu rất dễ bị nứt vỡ do sự giãn nở bởi nhiệt và do áp lực của phần khôngkhí giữa vỏ và nhân

Vì vậy nhiệt độ sấy tối đa là 700C (nhiệt độ có thể thay đổi trong các giai đoạnsấy)

Quá trình sấy được thực hiện gián đoạn Thường người ta sử dụng máy sấythùng quay hoặc máy sấy kiểu tháp, ở một số nơi người ta dùng máy sấy tĩnh

Để tách tạp chất nhẹ và tạp chất năng có kích thước nhỏ, người ta sử dụng sàng;

để tách đá và tạp chất nặng khác người ta dùng máy tách đá; để tách sắt người ta dùngmáy tách sắt

2.1.2.8 Bóc vỏ trấu và bóc vỏ lụa

Đây là 2 lớp vỏ cuối cùng cần phải loại bỏ để thu được cà phê nhân Khi bóc vỏlụa cũng là giai đoạn làm cho bề mặt nhân cà phê trở nên nhẵn bóng, tăng giá trị vềhình thức sản phẩm

Bóc vỏ trấu

Để bóc vỏ trấu, người ta sử dụng máy xát kiểu trục Khi trục quay tạo nên masát và lực nén rất mạnh làm vỏ trấu bị nát vụn

Bóc vỏ lụa

Sau khi bóc vỏ trấu, ta thấy 1 lớp màng mỏng bao bọc nhân cà phê, đó là lớp vỏlụa Ảnh hưởng của lớp vỏ lụa:

+ Làm giảm giá trị thương phẩm của cà phê nhân (bề mặt cà phê nhân thườngkhông nhẵn bóng)

+ Bản chất của lớp vỏ lụa là xenluloza nên khi rang nó sẽ cháy tạo mùi khét làmảnh hưởng đến chất lượng cà phê

+ Lớp vỏ lụa dễ bị hút ẩm trong quá trình bảo quản

Vì vậy phải tiến hành bóc vỏ lụa hay đánh bóng cà phê nhân Hiện nay, có haiphương pháp đánh bóng cà phê nhân là phương pháp đánh bóng khô (không phunnước) và phương pháp đánh bóng ướt (có phun nước)

Sau khi bóc vỏ trấu, cà phê nhân được đưa sang máy đánh bóng để bóc vỏ lụatrong máy, cà phê nhân được cọ xát với nhau và cọ xát với mặt nhẵn bóng của máy và

vỏ máy nên vỏ lụa bị bóc ra và bề mặt hạt cà phê trở nên bóng hơn

2.1.2.9 Phân loại cà phê nhân

Mục đích quá trình phân loại:

- Tạo sự đồng đều về kích thước, khối lượng riêng và màu sắc hạt để nâng caochất lượng sản phẩm và tạo thuận lợi cho quá trình gia công tiếp theo

- Loại bỏ những hạt kém phẩm chất như hạt bị sâu mọt, mốc, thối,… ảnh hưởngtới chất lượng cà phê sau này

Phương pháp phân loại: Có 3 phương pháp phân loại cà phê nhân là phân loạitheo kích thước, phân loại theo khối lượng riêng hay trọng lượng và phân loại theomàu sắc Thường người ta sử dụng cả ba phương pháp:

Phân loại theo kích thước

Sử dụng sàng để phân loại Thường dùng sàng lỗ dài để phân loại cà phê tròn(cà phê bi) và sàng lỗ tròn để phân loại cà phê dẹt (cà phê sẻ)

Phân loại theo khối lượng riêng

Nguyên tắc: hạt cà phê được cho rơi tự do trong một dòng khi thổi ngược chiều.Hạt nhẹ sẽ bay theo gió, hạt nặng sẽ rơi xuống máng hứng Nhờ cách này người ta táchkhối hạt có cùng kích thước thành 2 loại: hạt chắc có khối lượng lớn và hạt xốp cókhối lượng nhỏ

Hiện nay để phân loại theo khối lượng riêng người ta sử dụng sàng trọng lượnghoặc máy Catodor

Phân loại theo màu sắc

Chọn riêng những hạt có cùng màu sắc bằng mắt hoặc dùng máy phân loại kiểuquang điện

Tùy thuộc vào giống cà phê, người ta đánh giá chất lượng cà phê nhân dựa vàomàu sắc đặc trưng của nó như sau:

- Cà phê chè: Màu xanh xám tự nhiên

- Cà phê vối: Màu xanh hơi đậm hoặc màu xanh hơi vàng

- Cà phê mít: Màu hơi vàng hoặc nâu

Ngoài ra, hiện nay để phân loại theo màu sắc người ta còn dùng máy Opsotex

Bảng 2.1 Các loại lỗi cơ lý của cà phê và nguyên nhân[2]

- Quả thiếu nước khi sinh trưởng

- Lên men quá mức

- Quả tươi được tiếp nhận trên nền đất

- Sấy không hiệu quả

- Lên men quá mức

- Vệ sinh bể lên men không sạch

- Rửa cà phê bằng nước nhiễm bẩn

- Bảo quản cà phê thóc ướt trong thời gian dài

4 Nhân bị kết tinh và dễ vỡ Nhiệt độ sấy quá cao

5 Nhân bị đốm màu Cà phê ướt lại sau khi đã sấy khô

6

Nhân hoàn toàn bị trắng,

xốp

- Cà phê bị ướt lại do sấy không hiệu quả

- Thời gian sấy kéo dài trong điều kiện độ ẩmcao

7 Nhân bị tẩy trắng (màu

hơi vàng sáng, dễ vỡ)

Thời gian sấy quá lâu

8 Nhân có những lỗ nhỏ Bị côn trùng tấn công khi còn trên cây hoặc trong

khi bảo quản

Sấy chưa đủ thời gian

2.1.2.10 Đấu trộn, bao gói cà phê nhân

Đấu trộn

Dựa vào tiêu chuẩn chất lượng hoặc đơn đặt hàng.

Đấu trộn bằng cơ học trong máy chuyên dùng kiểu trụ quay

2.1.2.11 Bảo quản cà phê nhân

Bảo quản cà phê nhân trong kho khô ráo, thoáng mát, sạch sẽ tránh ánh nắngchiếu trực tiếp vào Các bao cà phê thường được xếp trên kệ cách nền và cách tường

để đảm bảo tránh hút ẩm Ngoài ra, kho bảo quản còn sử dụng các biện pháp để phòngchống sự xâm nhập của các loại côn trùng như chuột, mối, mọt,…

Quả cà phêPhương pháp ướt

Cô đặc Nồng độ sau cô đặc

30 – 33%

Sấy (W = 3-5%)Phối trộnBao gói

Cà phê hòa tan

Phối trộn Xay

Lọc

Phối trộn

Rót lon

và tiệt trùng

PHẦN II: SẢN XUẤT CÀ PHÊ RANG XAY

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất cà phê rang xay

Cà phê rang xay là một sản phẩm được sản xuất từ cà phê nhân và có các đặctính sau:

+ Màu nước đen tuyền

+ Hương thơm đặc trưng của cà phê

+ Vị đắng mạnh, hậu ngọt

Cà phê rang xay sạch là loại cà phê nguyên chất 100%, không pha trộn thêm bất

kỳ phụ gia khác

2.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất cà phê rang xay[2]

2.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

2.2.2.1 Tiếp nhận, phân loại và làm sạch cà phê nhân

Tiếp nhận cà phê nhân để đưa vào sản xuất nhằm đảm bảo đủ về số lượng Việctiếp nhận có thể thực hiện bằng tay hoặc bằng các thiết bị chuyên dụng như gầu tải, víttải,…

Cà phê nhân có thể là cà phê nhân xô hoặc cà phê nhân đã qua phân loại, làmsạch Nếu là cà phê nhân đã qua phân loại, làm sạch thì có thể đưa đi rang ngay, cònnếu là cà phê nhân xô thì phải tiến hành phân loại và làm sạch

Phân loại nhằm để loại bỏ những hạt đen, khuyết tật, hạt mốc thối không đạt tiêuchuẩn Lựa chọn nguyên liệu tốt và đồng đều giúp chế biến dễ dàng hơn Đồng thời

giúp sản phẩm có chất lượng tốt hơn Phương pháp phân loại là phân loại theo kíchthước, khối lượng riêng và màu sắc, còn phương pháp làm sạch là dùng sàng, máy táchkim loại hoặc dùng nước để khử mùi cho hạt cà phê.

2.2.2.2 Rang cà phê nhân

Mục đích, yêu cầu:

Đây là công đoạn quan trọng nhất và mang tính chất quyết định đến chất lượngcủa cà phê thành phẩm, dưới tác dụng của nhiệt độ các phản ứng hóa học diễn ra vàtạo thành hương vị, màu sắc đặc trưng thông qua sự biến đổi về màu sắc, cấu trúc vàthành phần hóa học của hạt

Cách tiến hành:

Trong quá trình rang xảy ra các phản ứng chủ yếu sau:

- Phản ứng caramel:

Xảy ra ở nhiệt độ nóng chảy của đường, nhiệt độ nóng chảy của đường Glucozơ

là 145-150°C, của Fructozo là 95-100°C, của Saccarozo là 160-180°C, của Lactozo là223-252°C,… tạo nên các hợp chất có màu và vị

t°

- Phản ứng Melanoidin (Maillard, Ozamin):

Xảy ra giữa đường khử và axit amin dưới tác dụng của nhiệt độ (>0°C) tạo nêncác sản phẩm có màu và mùi (đặc trưng của hoa quả)

t°

Đường khử + Axit amin Sản phẩm có màu và mùi

Ngoài ra, còn xảy ra các phản ứng khác như phản ứng cracking các hợp chất cao

phân tử (gluxit, protein,…), sự vô cơ hóa các hợp chất cacbon,… tạo hình dáng vàmàu sắc cho sản phẩm

Dưới tác dụng của nhiệt độ cao trong quá trình rang các enzym có trong nguyênliệu bị vô hoạt, các vi sinh vật bị tiêu diệt hoặc ức chế

Sự biến đổi màu sắc của cà phê phụ thuộc vào nhiệt độ trong quá trình rang nhưsau:

FructozoGlucozoSaccarozoLactozo

Bảng 2.2 Sự biến đổi màu sắc của cà phê theo nhiệt độ rang[2]

Nhiệt độ rang (°C) Biến đổi màu của cà phê

Khoảng 300 Màu đen dạng bồ hóng và vỡ vụnQuá trình rang trải qua 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1:

Làm nóng cà phê đến nhiệt độ rang, thể tích của hạt tăng lên đáng kể (V1), bề mặtcủa hạt bị chai lại Khi hạt đạt tới nhiệt độ rang thì trong hạt xảy ra quá trình caramelhóa sinh ra một lượng lớn khí CO2 tích tụ trong hạt Đồng thời, có một phần chất chứacacbon bị vô cơ hóa tạo muội than Quá trình cracking các hợp chất cao phân tử nhưprotein, tinh bột cũng sinh ra một lượng CO2 làm tăng áp lực trong hạt lên đáng kể.Trong quá trình này, dầu cà phê trong túi dầu thoát lên bề mặt của hạt tạo cho hạtbóng Các phản ứng xảy ra hình thành các chất thơm

+ Giai đoạn 2:

Thể tích hạt cà phê tăng lên đột ngột (V2), hạt biến thành hạt xốp, khí thoát ramạnh có mùi đặc trưng của cà phê Khí có màu xanh lam, nghe thấy tiếng nổ đều, bềmặt hạt trở nên rất bóng Trong quá trình này có một lượng caffeine bị tổn thất dothăng hoa Phía trong hạt chuyển sang màu vàng nâu còn phía ngoài hạt có màu nâucánh gián

+ Giai đoạn 3:

Ở giai đoạn này, thể tích hạt không tăng nữa (V3), lượng khí thoát ra ít, tiếng nổgiảm Quá trình caramel hóa xảy ra làm hạt chuyển sang màu đen, hàm lượng chấtthơm giảm, vị đắng tăng lên

Như vậy, trong quá trình rang thể tích của hạt tăng từ 50 - 80% (thậm chí tới100%) và hao hụt trọng lượng khoảng 14 - 23% (phụ thuộc vào mức độ rang, phươngpháp rang) Còn độ ẩm biến đổi từ 10 - 12% trong cà phê nhân xuống 2 - 2,5% trong

cà phê rang

Trong quá trình rang, mỗi một hợp chất trong hạt cà phê có thể tăng thêm hoặcgiảm đi và hình thành những chất mới Mùi vị của cà phê là kết quả của quá trình biếnđổi này

Phương pháp rang

Có hai phương pháp rang là phương pháp rang gián đoạn và phương pháp rangliên tục Với phương pháp rang gián đoạn sử dụng thiết bị rang dạng hình trị hoặc hình

cầu, còn phương pháp rang liên tục sử dụng thiết bị rang dạng ống quay, dạng chảoquay,… Vật liệu để chế tạo thiết bị thường là thép đen, thép chống rỉ hoặc gang.

2.2.2.3 Làm nguội

Cà phê sau khi trải qua quá trình rang ở nhiệt độ cao khiến cho các hợp chất tạohương mới sinh ra và liên tục bay hơi làm giảm mùi hương Do đó để tránh việc thấtthoát hương thơm thì sau khi rang cà phê bạn cần làm nguội chúng càng nhanh càngtốt

Cà phê sau khi rang xong được đem đi làm nguội nhanh nhằm tản nhiệt cho hạt,tránh các biến đổi không có lợi xảy ra và giải phóng khí CO2 sinh ra trong quá trìnhrang tạo thuận lợi cho quá trình bao gói sau này

Cà phê sau khi rang được làm nguội ngay trên thiết bị rang cà phê dạng trốngđứng cố định có cánh khuấy

2.2.2.4 Phối trộn

Sau khi làm nguội, cà phê được đưa đi phối trộn theo đơn đặt hàng giữa cácchủng, phối trộn các hạng cà phê với nhau theo một tỷ lệ nhất định hoặc với cácnguyên liệu phụ và các chất phụ gia theo thị hiếu của người tiêu dùng

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại cà phê, mỗi loại cà phê có nhữnghương vị đặc trưng, để đáp ứng khẩu vị của người uống thì quá trình phối trộn đóngvai trò rất quan trọng

2.2.2.5 Ủ cà phê

Sau khi phối trộn, cà phê được đưa đi ủ trong khoảng 40h Quá trình ủ nhằm làmcho các chất phụ gia ngấm đều vào trong hạt cà phê nhưng không làm ảnh hưởng đếnchất lượng của cà phê rang

Quá trình ủ được thực hiện trong các thùng hoặc các bao kín, khối lượng tùythuộc vào quy mô sản xuất

2.2.2.6 Xay cà phê rang

Mục đích của việc xay cà phê rang chính là làm giảm đi kích thước của hạt càphê Tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình pha chế hoặc khi có nhu cầu dùng đến.Đồng thời cũng làm cho một số loại khí sinh ra trong quá trình rang thoát ra ngoài

Cà phê xay đúng tiêu chuẩn là hạt cà phê phải có độ mịn phù hợp và đồng đều.Nếu bột thô thì khi pha sẽ rất khó có thể chiết được hết các chất hòa tan ra ngoài nêndịch chiết sẽ loãng hoặc thời gian pha phải kéo dài Ngược lại bột quá mịn thì khi pha

cà phê sẽ rất khó chảy và có thể dịch chiết sẽ có lẫn cặn

Độ mịn của bột cũng tùy theo phương pháp pha hoặc nơi tiêu thụ Độ mịn phùhợp khoảng 400µm

2.2.2.7 Bao gói và bảo quản cà phê

Người ta thường sử dụng lọ thủy tinh màu, hộp kim loại hoặc bao bì hỗn hợp để

có khả năng chống ẩm, chống thấm khí và chống ánh sáng xuyên thấu

Phương pháp đóng bao thường đi kèm với vật liệu làm bao[2]