Tìm hiểu quy trình công nghệ chế biến cà phê hòa tan đóng gói.

Tìm hiểu quy trình công nghệ chế biến cà phê hòa tan đóng gói.

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÀ PHÊ

I Lịch sử về cà phê

II Giá trị cà phê

1 Giá trị sinh lý

2 Giá trị thay thế

CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU

I Phân loại cà phê

1 Cà phê chè

2 Cà phê vối

CHƯƠNG III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

1 Chọn cà phê nhân

CHƯƠNG IV: CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

CHƯƠNG V: THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ

CHƯƠNG I

I Lịch sử về cà phê

Cây cà phê có nguồn gốc từ vùng cao nguyên Ethiopia (Châu Phi), sau đó đượcđưa sang trồng tại Ả rập vào thế kỉ XV Năm 1658, người Hà Lan đưa cây cà phê sangXrilanca và từ đó sang Java (Ấn Độ) Nửa thế kỉ sau, cây cà phê đã có mặt ở Châu Á,Châu Đại Dương Cuối thế kỉ XVII, cây cà phê đã tìm được chỗ đứng trên thị trườngthế giới

Tuy vậy, phải đến đầu thế kỉ XX, sản phẩm cà phê hòa tan mới được biết đến.Năm 1901, cà phê hòa tan (cà phê uống liền) lần đầu tiên được tìm ra bởi một nhà hóahọc người Nhật sống ở Chicago tên là Satori Kato

Năm 1906, nhà hóa học người Anh George Constant Washington tìm thấy loại càphê hòa tan dạng khối Washington sống ở Guatemala, ông quan sát sự bay hơi cà phêtrong bình, sau nhiều thí nghiệm ông tìm ra "cà phê đỏ loại E" và đó là tên loại cà phêhòa tan của ông lần đầu tiên đưa ra thị trường vào năm 1909

Năm 1936, Max Rudolf Morgenthaler, người Thụy Sĩ đã sáng chế ra cà phê hòatan hay còn gọi là cà phê lạnh khô Sản phẩm này đã được công ty Nestle đăng kýnhãn hiệu Nestcafe vào năm 1938

Do sự tiện dụng, dễ bảo quản và những đặc tính về chất lượng, cà phê hòa tannhanh chóng được người tiêu dùng và các nhà sản xuất chấp nhận

 Lịch sử trồng cây cà phê ở Việt Nam:

Cây cà phê được các nhà truyền đạo công giáo đưa vào trồng thử năm 1857 ở BốTrạch (Quảng Bình) và Quảng Trị Đến năm 1870 cây cà phê đã thấy ở Hà Nam Ninh.Năm 1888, thực dân Pháp đã thành lập các đồn điền cà phê ở Nghệ An, Quảng Trị,Đắc Lắc Các đồn điền lớn mọc lên ở Ngàn Trươi, Ngàn Phố, Ngàn Sâu - Hà Tĩnh(1910), Yên Mỹ - Thanh Hóa (1911), Nghĩa Đàn - Nghệ An (1913)…Đến 1920-1925,khi khai phá vùng đất bazan phì nhiêu ở Tây Nguyên, người Pháp đã đưa cà phê vàotrồng ở đây Đến 1945 tổng diện tích cà phê toàn quốc khoảng 10.070 ha, năng suấtcà phê chè khoảng 4-5 tạ/ha, cà phê vối 5-6 tạ/ha

Trong thời gian chiến tranh tình hình sản xuất cà phê có nhiều biến đổi Ở miềnbắc các nông trường duy trì sản xuất ngay cả những năm chiến tranh ác liệt Nhưng doquy hoạch trồng cà phê không đúng đắn ngay từ đầu nên nhiều nông trường được thiếtlập ồ ạt sau này phải thanh lý Ở miền nam sau 1968, do chiến tranh nhiều vùng phảibỏ hoang, đến 1973 chỉ còn 8872 ha, năm 1975 khoảng 10.000 ha, phần lớn cà phê sảnxuất ra được tiêu dùng nội địa

Sau ngày giải phóng 4/1975 ngành cà phê ở giai đoạn phát triển chưa từng có, chỉtrong 2 năm 1978 - 1979 tỉnh Đắc Lắc đã phát động phong trào rầm rộ trồng được

6000 ha cà phê tạo khí thế mạnh và quyết tâm cao Nhưng do chưa chuẩn bị chu đáo,thiếu trình độ chuyên môn nên đã gặp nhiều khó khăn, không lâu sau đó một diện tíchlớn cà phê bị hủy bỏ, số còn lại còi cọc, không hiệu quả

Vào thập kỉ 80, chính phủ ta kí hàng loạt hiệp định hợp tác sản xuất với Liên Xô(cũ), CHLB Đức, Bungari, Tiệp Khắc, Balan đã tạo điều kiện cho cà phê có vốn đầu

tư, thiết bị để bước vào thời kì phát triển mới

Khoảng 10 năm gần đây, cây cà phê Việt Nam đã có những bước phát triểnmạnh mẽ về diện tích, năng suất và sản lượng

II Giá trị cà phê:

1 Giá trị sinh lý :

Cà phê là một thức uống đặc biệt trong đời sống hàng ngày Phân tích giá trị sửdụng của cà phê, người ta thường chú ý đến giá trị sinh lý của nó đối với cơ thể Càphê uống vào có tác dụng kích thích hoạt động trí óc minh mẫn hơn và thông qua sựkích thích hệ thần kinh làm tăng cường hoạt năng của các bộ phận khác như trợ tim,xúc tiến sự tuần hoàn của máu, thông tiểu tiện, phản ứng của bắp thịt nhạy, khỏe vàbền hơn Do đó con người trở nên tỉnh táo, làm việc sáng suốt và có hiệu quả hơn.Những tác động sinh lý trên chủ yếu là do hoạt chất caffeine trong hạt cà phê, cóhàm lượng từ 1 – 3% có tác dụng kích thích thần kinh, giúp tế bào não tăng cường khảnăng làm việc và qua đó thúc đẩy hoạt động của cơ bắp, hệ tuần hoàn Thêm vào đóhàm lượng vitamin B và PP trong hạt cà phê khá cao, có thể lên đến 10 - 40mg vit PP/100g cà phê rang, nên cà phê còn có tác dụng nâng cao sinh lực, chống mệt mỏi vàbuồn ngủ cho cơ thể

Tuy nhiên caffeine trong cà phê là một alkaloid độc, nếu uống quá nhiều sẽ sinh

ra táo bón, thần kinh bị quá kích thích, bị rối loạn, hồi hộp, khó tiêu, mất ngủ, bồnchồn dẫn đến suy nhược Trước tình hình đó, ngoài cà phê có caffeine người ta cònsản xuất “cà phê không caffeine” để phục vụ cho số đông người nghiện cà phê Đồngthời, các nhà khoa học cũng đã nghiên cứu biến đổi gen nhằm tạo ra các giống cà phêkhông có hoặc có rất ítù caffeine

Các nhà khoa học Thụy Sĩ đã phát hiện khoảng 670 hợp chất thơm có trong hạtcà phê tạo thành một mùi hương tổng hợp hấp dẫn khiến nhiều người nghiện cà phêthích thú với hương vị của nó

Tất cả các tác dụng sinh lý kể trên cũng chưa giải thích hết nguyên nhân nghiệncà phê của gần một nửa dân số thế giới Ngoài giá trị là một “chất bổ” ở một mức độnào đó, uống cà phê còn là một nhu cầu tâm lý, một thói quen, một nét đặc trưng văn

Cà phê trở thành một thức uống cao cấp, nhu cầu tiêu dùng không ngừng tăng lênvà điều quan trọng là chưa có một sản phẩm nhân tạo tương tự nào được chấp nhậnthay thế.

2 Giá trị thay thế :

Cà phê là loại thức uống cao cấp, được đánh giá cao, được ưa chuộng và được sửdụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới Cà phê là một sản phẩm của các nướcnhiệt đới trên thế giới nhưng số lớn cà phê lại được tiêu thụ ở các nước vùng ôn đới

So với nhiều giống cây trồng khác, cà phê thâm nhập vào nước ta không lâunhưng hiện nay nó đã đóng một vai trò khá quan trọng trong nền kinh tế xã hội đấtnước Năm 1995, kim ngạch xuất khẩu cà phê đạt 420 triệu USD và 568 triệu USDnăm 1998, sánh ngang bằng với mặt hàng truyền thống khác (ví dụ gạo) Trên thịtrường thế giới, có lúc người ta xếp cà phê chỉ đứng sau dầu hỏa và đứng trước tất cảcác loại nông sản khác

Mức tiêu thụ cà phê trên thế giới ngày càng cao Xuất khẩu cà phê là ngànhmang lại nguồn thu nhập lớn cho nhiều nước Sản xuất cà phê làm cho quan hệ hợptác quốc tế, thương mại được mở rộng và phát triển Trồng trọt và sản xuất cà phêcũng đã giải quyết việc làm cho một số lượng lớn người lao động

Trồng cà phê còn có ý nghĩa về mặt môi trường, góp phần phủ xanh cho hơn 6triệu ha rừng bị phá hủy trong 40-50 năm qua, góp phần quan trọng trong việc cải tạomôi trường chống lũ lụt, hạn chế xói mòn, đảm bảo an toàn sinh thái, bảo vệ năngsuất cây trồng…

Cà phê hoà tan là một loại cà phê không có cặn và sử dụng đơn giản thích hợpvới mọi điều kiện Hiện nay kỹ nghệ sản xuất cà phê hoà tan trên thế giới đã đạt đếntrình độ cao

Phương pháp sản xuất cà phê hoà tan không phức tạp lắm, nhưng để đạt được sảnphẩm bột cuối cùng có chất lượng cao thì có nhiều cách và khác nhau trong vài chitiết, tuy nhiên những chi tiết nhỏ ấy lại rất quan trọng và đó cũng chính là những yếutố thành công

CHƯƠNG II

NGUYÊN LIỆU

I Phân loại cà phê

Cây cà phê có nhiều chủng loại, nhưng phổ biến nhất là 3 giống sau:

I.1 Cà phê chè (coffee Arabica L) :

Nguồn gốc ở cao nguyên Jimma, thuộc nước Etiopia, vùng nhiệt đới ở phía đôngChâu Phi Gồm các chủng như : Typpica Bourbon, Moka, Caturra, Catuai, Catimor…Đây là cà phê được trồng lâu đời nhất và tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới vì thơmngon, dịu (chiếm 70% sản lượng cà phê trên thế giới) Hàm lượng caffeine trong hạttrung bình 1,3%

Cây thuộc dạng bụi, thân cao 3 - 4m, cành đối xứng, mềm, rủ xuống Lá mọc đốixứng, hình trứng dài, đầu nhọn, rìa lá quăn, xanh đậm.Quả cà phê thuộc loại quả thịt,hình trứng, khi chín có màu đỏ tươi (chủng Caturra amarello có quả màu vàng), chiềudài 10 - 18mm, rộng 8 - 12mm Hạt cà phê hình tròn dẹt, có màu xanh xám, xanh lục,xanh cốm tùy theo giống và điều kiện bảo quản, chế biến Cây cà phê chè có đặc tínhtự thụ phấn nên có độ thuần chủng cao hơn các loại cà phê khác

Cây cà phê chè ưa nơi mát và hơi lạnh Phạm vi thích hợp 18 – 25oC, thích hợpnhất là từ 10 – 20oC Do yêu cầu như vậy nên cà phê thường trồng ở miền núi có độcao từ 600 - 2500m Các nước trồng cà phê chè có hương vị thơm ngon như : Kenya,Tazania, Etiopia, Colombia…thường trồng ở nơi có độ cao 800m trở lên

I.2 Cà phê vối (Coffee Canephora) :

Nguồn gốc ở khu vực sông Công-gô, miền vùng thấp xích đạo và nhiệt đới TâyChâu Phi, có rất nhiều chủng loại khác nhau về kích thước lá, độ gợn sóng của phiếnlá, màu sắc lá và quả, hình dạng quả…Song chủng loại được trồng phổ biến nhất ở cácnước trên thế giới là Robusta

Cà phê vối có hàm lượng caffeine trong hạt chiếm 1,97 - 3,06% (cao nhất trong 3loại cà phê)

Cây có một hoặc nhiều thân, cây cao 8 - 12m, cành dài rủ xuống Lá hình trứnghoặc hình lưỡi mác, mũi nhọn, phiến lá gợn sóng mạnh Quả hình trứng, núm quả nhỏ,trên quả thường có nhiều gân dọc, quả chín có màu đỏ hoặc hồng Kích thước hạtthường nhỏ hơn cà phê chè, hạt có dạng hình tròn, dày, màu xanh bạc, xanh lục hoặcxanh nâu tùy chủng loại và cách chế biến Tỉ lệ nhân trên quả cao hơn cà phê chè.Cà phê vối không tự thụ phấn được, điều này dẫn tới sự đa dạng ở vườn cà phêvối trồng bằng hạt

Cà phê vối thích nơi nóng ẩm, nhiệt độ thích hợp nhất là 24-26oC

I.3 Cà phê mít (Coffee excelsa) :

Nguồn gốc ở xứ Ubangui-Chari, xứ Biển Hồ Sát, sa mạc Sahara, thường gọi càphê sari

Hàm lượng caffeine trong hạt 1,02-1,15% Cây cao 6 - 15m, lá to, hình trứng hoặchình lưỡi mác Quả hình trứng, hơi dẹt, núm quả lồi Quả to khi chín có màu đỏ sẫm,hạt màu xanh ngả vàng, vỏ lụa bám chặt vào hạt khó làm tróc hết Cà phê mít ít thơm,có vị chua chất lượng nước uống ít được ưa chuộng

II Thành phần hoá học cà phê nhân

Thành phần hóa học của cà phê nhân phụ thuộc vào chủng loại, độ chín, điềukiện canh tác, phương pháp chế biến và bảo quản

Trong nhân cà phê đã sấy khô còn khoảng 10-12% nước ở dạng liên kết Sau khirang, hàm lượng nước trong cà phê còn khoảng 2,7% Hàm lượng nước trong cà phêảnh hưởng thực tiếp đến chất lượng cà phê Nếu độ ẩm cao, vi sinh vật dễ phát triểnvà hương cà phê dễ bị tổn thất

b) Chất khoáng:

Hàm lượng chất khoáng trong cà phê khoảng 3-5%, chủ yếu là Kali, Magie,Phospho, Clo ngoài ra còn có nhôm, sắt, đồng, iot, lưu huỳnh… Những chất này ảnhhưởng không tốt đến mùi cà phê rang Cà phê có lượng khoáng càng thấp thì càng tốt

Glucide chiếm khoảng 50% tổng lượng chất khô trong cà phê Các chất nàykhông tham gia vào thành phần nước uống mà có tác dụng tạo màu sắc và vị caramelcho cà phê

Hàm lượng protein trong cà phê không cao nhưng có vai trò quan trọng trong việchình thành hương vị cho sản phẩm Trong đó, các acid amin chứa lưu huỳnh nhưcystine, methionine là quan trọng nhất, chúng tạo nên hương thơm mạnh cho cà phêrang Đăëc biệt, methionine và prolin có tác dụng làm giảm tốc độ oxy hóa các chấtthơm, giúp giữ được mùi thơm của cà phê trong quá trình bảo quản

Hàm lượng lipid trong cà phê khá lớn (10 -13%) gồm có dầu và sáp Trong quátrình chế biến, một phần acid béo tham gia phản ứng dưới tác dụng của nhiệt độ caotạo nên hương thơm cho sản phẩm Lượng lipid còn lại không bị biến đổi chính là dungmôi tốt để hòa tan các chất thơm

f) Các ankaloid

Trong cà phê có các ankaloid như caffeine, trigonelline, betain, colin Trong đó,quan trọng nhất là caffeine và trigonellin.

Caffeine

Hàm lượng khoảng 1-3% phụ thuộc vào chủng loại, điều kiện khí hậu, điều kiệncanh tác Caffeine của cà phê kích thích hệ thần kinh trong thời gian dài do khi uốngcà phê, tốc độ lưu thông của máu không tăng lên nên caffeine thải ra ngoài chậm

Trigonelline (acid metinbe)

Trigonelline là ankaloid không có hoạt tính sinh lý, ít tan trong rượu etylic, khôngtan trong cloroform và eter, tan nhiều trong nước nóng Tính chất quý của trigonellinlà dưới tác dụng của nhiệt độ cao, nó bị nhiệt phân tạo thành acid nicotinic (tiềnvitamin PP)

Các chất thơm của cà phê dễ bị bay hơi, dễ biến đổi làm giảm chất lượng cà phênên cần bảo quản cà phê trong bao bì kín

Ngoài ra trong nhân cà phê còn có một lượng đáng kể vitamin Trong cà phê chủyếu là vitamin nhóm B như B1, B2, B6, B12 và các loại acid hữu cơ là tiền các loạivitamin.

Bảng 1: Thành phần hóa học của cà phê nhân

Tên hợp chất Tan %Không tan

1

CacbonhydratĐường khửĐường caramelHemicelluloseChất xơ

12 – 20

1 – 2

10 – 171

43

71422

1 – 45(vết)

1

5

Acid:

ChlorogenicCaffeicQuinicOxalic, Malic, Citric, TartaricAcid không bền

6,85

4,50,50,510,35

Tổng 27-35 73-65

Bảng 2: Phân tích ảnh hưởng các tính chất đến hương vị cà phê

Chất Thành phần (%) Mức độ ảnh hưởng

Hợp chất Sulfur

CHÖÔNG III

QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ

Xay Trích ly

Cô đặcSấyTạo hạtĐóng góiLọc

Sản phẩm

RangCà phê nhân

Bột trợ lọc

NhiệtKhông khí nóngNước nóng

Bao bì

BãHơi

Không khí nguội

1 Chọn cà phê nhân :

Có những loại cà phê khi uống bình thường bằng pha phin thì ngon nhưng mangchế biến cà phê hoà tan thì lại nhạt nhẽo, cho nên việc chọn loại cà phê thích hợp đểpha trộn, kỹ thuật rang tốt cho ta bột tốt Đó là một bước quan trọng

Mỗi cơ sở sản xuất cần xác định thị trường phù hợp với thiết bị của mình và chọnnguyên liệu cho thích hợp Thông thường thì dùng loại Robusta chế biến cà phê hoàtan thì sẽ có chất lượng đạt tiêu chuẩn hơn.

2 Rang cà phê :

Rang quyết định chất lượng của cà phê hoà tan Rang hơi cháy thì tỷ lệ thànhphẩm tăng nhưng hương vị bị giảm

Thường rang ở 180oC và tăng dần nhiệt độ lên 200 – 240oC Tuy nhiên nếu rangnhiệt độ cao quá thì mùi thơm bị tổn thất nhiều Trong quá trình rang màu sắc biến đổinhư sau :

- Màu nhạt

- Màu quế

- Nâu trung bình

- Nâu hơi đậm

- Nâu cánh gián

- Nâu đậm đến mức dầu ra mặt ngoài

- Đen thành than

Tuỳ theo sở thích của người uống mà rang Nếu rang nhạt thì ít thơm, nước nhạt,uống sẽ hăng mùi gỗ, nếu rang cháy cà phê sẽ bị đắng, có mùi khét nhưng nước đậmhơn

+ Xử lý trước khi rang : là giai đoạn làm sạch bụi đá tạp chất Có thể dùng cácloại sàng rung động, sàng hút…Sau đó có thể dùng thiết bị trộn để cho khối hạt đượcđều trước khi đưa vào rang

+ Rang : quá trình rang là quan trọng bậc nhất vì rang là làm cho hương thơmhình thành Tuỳ theo cỡ hạt, từng loại thiết bị mà có chế độ rang thích hợp khác nhau + Thiết bị rang : người ta tiến hành rang trong nhiều loại thiết bị có mức độ cơgiới khác nhau, và dùng nhiều loại nhiên liệu khác nhau

Người ta có thể rang trong thiết bị thùng đứng có trục khuấy hoặc tay đảo Thiết

bị còn có ống lấy mẫu và cửa quan sát Cà phê sau khi rang qua hệ thống làm nguộibằng thùng hoặc bằng băng tải rải đều cà phê cho chóng nguội

Có thể đốt bằng than, dầu hoặc hơi nóng ở vỏ nồi hoặc trục nổi Ngoài ra còn cónhững thiết bị rang hiện đại, tự động hoá dưới một áp suất lớn, cho ta sản phẩm saurang rất đều và hao hụt về hương thơm coi như được khống chế tốt

3 Xay cà phê

3.1 Bản chất

Xay là quá trình làm vỡ hạt cà phê thành những hạt nhỏ, mịn theo yêu cầu đểđưa vào quá trình trích ly

Chuẩn bị: chia nhỏ hạt cà phê, làm vỡ các tế bào để tăng diện tích tiếp xúc, nhờđó, quá trình trích ly được dễ dàng và triệt để hơn.

3.3 Các biến đổi

• Vật lý: Sự giảm kích thước hạt, giảm khối lượng riêng xốp, tăng nhiệt độ (do ma

sát)

• Hóa học: Có một số phản ứng phân hủy, oxy hóa do nhiệt độ và bề mặt tiếp xúc

tăng

• Hóa lý: Sự tăng diện tích bề mặt riêng, sự bay hơi của một số chất mùi Cảm

quan : giảm mùi thơm của cà phê do một số chất mùi bị thất thoát

3.4 Các yếu tố ảnh hưởng

 • Bản chất của hạt: độ cứng, độ giòn, độ ẩm, hình dạng, kích thước

 • Điều kiện : nhiệt độ, cấu tạo thiết bị…

3.5 Phương pháp thực hiện

• Nguyên tắc: Cà phê nhân được đưa vào máy nghiền Các trục nghiền chà xát,đập các hạt vỡ ra Sau đó, khối hạt được đưa tới rây Các hạt đạt yêu cầu được đưatiếp vào giai đoạn trích ly, hạt quá lớn được hoàn lưu trở về máy nghiền

• Thiết bị: Máy nghiền trục, máy nghiền răng

• Thông số công nghệ: Kích thước của bột cà phê ảnh hưởng đến quá trình trích ly

do ảnh hưởng đến độ giảm áp của dòng nước khi đi qua thiết bị trích ly Nếu bột quáthô thì hiệu quả trích ly kém do bề mặt tiếp xúc không lớn Song, nếu hạt quá mịn thìsự tiếp xúc của nước với hạt khó khăn (do sức căng bề mặt lớn) và các hạt sẽ bị cuốntheo dòng nước làm cho các giai đoạn sau phức tạp hơn Để quá trình trích ly dễ dàng,bột cà phê có đường kính khoảng 1000 – 2000µm (qua rây 8 mesh và trên rây 20mesh)

3.6 Thiết bị : máy nghiền trục

Nguyên tắc : nghiền nát vật liệu bằng phương pháp ép khi vật liệu đi qua khe hở

giữa hai trục và chà xát do vận tốc quay của hai trục khác nhau

Bộ phận chính của máy nghiền trục là hai trục nghiền có đường kính bằng nhau,làm bằng thép không gỉ, quay ngược chiều nhau Lõi của hai trục được gắn với cơ cấulò xo để tránh quá tải Khi gặp trường hợp quá tải (hạt hay tạp chất quá cứng), lực éptăng lên sẽ nén lò xo lại, làm tăng kích thước khe hở giữa hai trục nghiền để vật liệuthoát ra Khi chấm dứt hiện tượng trên lò xo lại đẩy trục nghiền về vị trí cũ Máynghiền cà phê thường có các trục nghiền trơn Vận tốc quay của trục khoảng 50 – 900vòng/phút Cà phê sau khi nghiền rơi xuống bộ phận rây phân loại gồm rây 8 mesh vàrây 20 mesh

Phần bột ở trên rây 8 mesh được hoàn lưu để nghiền thêm, bột qua rây 20 meshlà phế liệu, bột trên rây 20 mesh đạt yêu cầu đưa vào quá trình trích ly

Máy nghiền trục

4.Trích ly

4.1 Bản chất

Trong sản xuất cà phê hòa tan, người ta sử dụng quá trình trích ly lỏng – rắn Đâylà quá trình tách các chất hòa tan trong bột cà phê bằng nước nóng nhờ sự khuếch táncủa các chất dễ hòa tan giữa hai pha Động lực của quá trình là sự chênh lệch nồng độchất hòa tan giữa hai pha Quá trình được thực hiện cho đến khi đạt được sự cân bằngnồng độ giữa pha trích và pha raffinate

Vật liệu:

• - Pha rắn: cà phê bột

• - Pha lỏng: nước nóng

4.2 Mục đích

Quá trình này nhằm khai thác các chất hòa tan trong bột cà phê Đây là giai đoạnquan trọng, quyết định đến chất lượng, hương vị và cả sản lượng cà phê hòa tan

4.3 Các biến đổi

Hóa lý: Sự hòa tan của các chất, độ nhớt dung dịch tăng, độ ẩm của bột càphê tăng

• Hóa học : Sự thay đổi hàm lượng chất khô trong hai pha, sự thủy phân một sốchất (đường, protein, hemicellulose); phản ứng phân hủy của một số chất nhất là cácchất mùi là các rượu, ester, ceton… không bền; phản ứng tạo màu

• Vật lý: sự thay đổi về khối lượng riêng, thể tích, nhiệt độ của dung dịch và bãcà phê

• Cảm quan: hương thơm giảm, màu sậm hơn, làm cho cà phê có mùi caramel,mùi khét, mùi nấu Quá trình trích ly còn làm cho cà phê có vị chua, gắt và khan

Hầu như không có các biến đổi về sinh học, hóa sinh do quá trình được thựïc hiện

ở nhiệt độ cao, áp suất cao

4.4 Các yếu tố ảnh hưởng

• Sự chênh lệch nồng độ giữa hai pha: Đây chính là động lực của quá trình Khichênh lệch nồng độ lớn thì hiệu quả trích ly càng cao, thời gian giảm, lượng dung môigiảm

• Tính chất vật liệu (độ xốp, tính thấm nước)

• Thời gian trích ly: thời gian càng dài thì trích ly càng triệt để Nhưng nếu cà phêtiếp xúc với nước nóng quá lâu thì sẽ có những biến đổi không tốt đến mùi vị sảnphẩm

• Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa bột cà phê và nước: Diện tích tiếp xúc càng lớnthì quá trình trích ly càng triệt để nhưng nếu bột cà phê quá mịn thì sẽ khó khăn choquá trình lắng, lọc dịch cà phê

• Nhiệt độ: khi nhiệt độ tăng, tốc độ khuếch tán tăng, độ nhớt giảm, các phần tửchất hòa tan chuyển động dễ dàng hơn Nhưng nhiệt độ quá cao sẽ dẫn tới những phảnứng bất lợi cho hương vị, màu sắc của cà phê nên việc tăng nhiệt độ phải có giới hạn

4.5 Phương pháp thực hiện

• Nguyên tắc: Cho dung môi tiếp xúc trực tiếp với cà phê trong thiết bị, các chấthòa tan sẽ tan vào nước và được tách ra để đưa tiếp vào giai đoạn sau, bã cà phê đượcsấy khô

Trích ly có thể được thực hiện trong một hay nhiều bậc, nước và cà phê chuyểnđộng ngược chiều hay xuôi chiều, gián đoạn hay liên tục Hiện nay người ta thườngthực hiện ngược chiều, liên tục vì sẽ giảm được lượng nước sử dụng, dịch cà phê đượcxử lý ngay nên giữ được nhiều phẩm chất tốt

• Thiết bị:

- Thiết bị trích ly gián đoạn, ngược chiều, nhiều bậc: một bộ 10 -15 bình ngâmchiết

- Thiết bị trích ly Hildebrandt

• Thông số kỹ thuật:

- Tỉ lệ nước và bột cà phê: khoảng 3/1 ÷ 4/1

- Nhiệt độ nước : cà phê được trích ly bằng nước nóng trên 100oC Trong suốt quátrình ly, nhiệt độ của nước có thể lên đến 180oC

- Áp suất: được duy trì ở mức cao để nước vẫn ở thể lỏng, khoảng trên 10at

- Nồng độ dịch chiết: 15÷30% tùy hiệu quả của thiết bị

Sau đó, dịch chiết cà phê được làm lạnh đến khoảng 5o C và tách bỏ cặn bằng

cách lọc hay ly tâm rồi bảo quản để chuẩn bị cho quá trình cô đặc

4.6 Thiết bị

Ở cửa ra của dịch chiết có lưới ngăn để ngăn các hạt cà phê Tốc độ quay củacác vít tải khoảng 10 vòng/phút.

Ưu điểm: năng suất lớn (40 tấn/giờ), hiệu quả cao.

Nhược điểm: cấu tạo, hoạt động phức tạp, chi phí cao.

Thiết bị Hildebrandt

5 Lọc:

Lọc là quá trình phân riêng hỗn hợp không đồng nhất qua lớp lọc, bã được giữ lạitrên lớp lọc, dung dịch chui qua lớp lọc dưới áp suất dư so với áp suất bên dưới vậtngăn Áp suất này tạo r a do áp suất thuỷ tĩnh của lớp chất lỏng trên vật ngăn hoặc dobơm

Lọc bằng phương pháp ly tâm thì tốt nhưng thiết bị tối tân, giá thành đắt Cho nênngười ta thường dùng thiết bị lọc khung bản (ép) Quá trình lọc nhằm tách hết cặn càphê để thu được dịch chiết trong suốt.

Nguyên lý làm việc :

Để tăng hiệu quả quá trình lọc, trước khi lọc người ta tiến hành hồ lên bề mặt vảilọc một lớp bột mịn có tác dụng chèn kín các lỗ vải làm cho kích thước các lỗ đó nhỏhơn Hoặc ta có thể cho dịch chiết đã hoà bột trợ lọc qua thiết bị để trải chất trợ lọclên bề mặt lớp vải lọc, dịch chiết lúc này được hoàn lưu trở lại nồi nấu, khi kiểm tradịch chiết thấy trong hoàn toàn không còn cặn thì ngưng hoàn lưu và cho qua thiết bịcô đặc

Dịch chiết dưới tác dụng của áp suất 5 – 6at được đẩy vào các rãnh của khung rồivào khoảng trống bên trong khung Dịch chiết sạch chui qua lớp vải lọc rồi chảy theocác rãnh trên bề mặt bản, cuối cùng tập trung ở rãnh nằm ngang phía dưới và theo van

đi ra ngoài Bã được bám vào bề mặt vải và ngày càng dày lên cho đến khi khoảngtrống của khung chứa đầy bã, lúc đó dịch chiết sẽ không chảy nữa, ngừng cung cấpdịch chiết và tiến hành rửa bã

Ưu nhược điểm của máy lọc khung bản :

Ưu điểm :

 Năng suất và hiệu suất cao

 Bề mặt lọc trên một đơn vị diện tích đặt máy lớn, động lực quá trình cao, cóthể kiểm tra quá trình làm việc

Nhược điểm :

 Làm việc gián đoạn

 Thao tác bằng tay nặng nhọc, thời gian phụ dài

 Lao động vất vả khi tháo bã và giặt vải lọc

 Vải lọc chóng hỏng