BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
TIỂU LUẬN
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
CÀ PHÊ ĐÓNG LON UỐNG LIỀN
GVHD: Hoàng Thị Trúc Quỳnh
Thực hiện: Nhóm 8
Tphcm, ngày 29 tháng 3 năm 2017
LỜI MỞ ĐẦU
Cà phê đã xuất hiện từ rất lâu trên thế giới, mặc dù nguồn gốc thực sự của nó vẫn
chưa rõ ràng. Người Oromo, tổ tiên của những người Ethiopia ngày nay được tin rằng là
những người đầu tiên khám phá ra tác dụng tích cực của cà phê. Câu chuyện vào năm 850
của Kaldi, một người chăn dê Ethiopia, nhận thấy những con dê của mình trở nên phấn
khích sau khi ăn một loại hạt, là sự phát hiện tình cờ ra cà phê. Người ta đã biết ngâm cà
phê trong nước nóng để uống giúp chống lại được cơn buồn ngủ vào ban đêm. Cà phê chỉ
được thưởng thức như một văn hóa thức uống vào thế kỷ 15, khi những những người
Arab đã biết rang, nghiền cà phê rồi pha trong nước nóng. Đến thế kỷ 16, cà phê lan đến
Trung Đông, Ba Tư, Bắc Phi, rồi sang Ý, châu Âu và châu Mỹ, trở thành một loại thức
uống phổ biến trên toàn thế giới như ngày nay.
Cà phê hòa tan sử dụng ngay được nghiên cứu từ những năm 1901 bởi Satori
Kato, một nhà khoa học Nhật Bản. Một ưu điểm của nó chính lạ sự nhanh chóng trong
quá trình chuẩn bị. Cà phê hòa tan cũng có thể được chuẩn bị với một ít đá để uống lạnh,
phù hợp với vùng khí hậu ấm và nóng. Sản phẩm cà phê hòa tan đầu tiên được thương
mại hóa vào năm 1938 với thương hiệu Nescafe của tập đoàn Nestlé. Nestlé ngày nay đã
trở thành một trong những tập đoàn thực phẩm hàng đầu thế giới, nổi tiếng với các sản
phẩm: trà hòa tan, cà phê hòa tan, bột dinh dưỡng, bột nêm và nước chấm…
Cà phê đóng lon là một sáng tạo của người Nhật Bản. Công ty cà phê UCC
Ueshima nổi tiếng ở Nhật Bản giới thiệu sản phẩm cà phê sữa đóng lon đầu tiên vào năm
1969. Cho đến khi có sự xuất hiện của cà phê đóng lon, người thưởng thức cà phê không
có nhiều lựa chọn để uống cà phê khi đi ra ngoài, hoặc khi đứng đợi tàu… Ông Ueshima,
một trong những người sáng lập của UCC, đã có suy nghĩ tạo ra một sản phẩm cà phê có
thể uống bất cứ lúc nào, bất cứ ở đâu. Và giải pháp ông đưa ra đó là đóng lon cà phê.
2
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: NGUYÊN LIỆU...........................................................................................5
1.1 Cà phê nhân..............................................................................................................5
1.2 Nước......................................................................................................................... 7
1.3 Đường....................................................................................................................... 8
1.4 Hương liệu................................................................................................................8
1.5 Chất bảo quản...........................................................................................................9
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT.........................................................................10
2.1 Làm sạch.................................................................................................................10
2.2 Rang........................................................................................................................ 11
2.3 Xay.........................................................................................................................12
2.4 Trích ly...................................................................................................................13
2.5
Lọc...................................................................................................................... 16
2.6
Phối trộn.............................................................................................................17
2.7
Rót lon................................................................................................................18
2.8
Tiệt trùng............................................................................................................18
CHƯƠNG 3: SẢN PHẨM CÀ PHÊ ĐÓNG LON UỐNG LIỀN....................................20
3.1 Các chỉ tiêu chất lượng:..........................................................................................20
3.2 Giá trị dinh dưỡng:..................................................................................................20
3.3 Hướng phát triển:....................................................................................................21
3
Một số sản phẩm cà phê đóng lon uống liền trên thị trường hiện nay:
Sản phẩm NESCAFÉ lon có dung tích 180ml, đóng
trong thùng carton 30 lon và có mức giá bán lẻ đến
tay người tiêu dùng là 7000 đồng/lon. Sản phẩm
chính thức có mặt trên thị trường TP. Hồ Chí Minh từ
ngày 3/11/2009
Cà phê sữa, cà phê đen
Birdy 170ml thùng 30
Lon. Giá bán lẻ: 8500đ
Cà phê sữa đá
Highlands Coffee lon
235ml
Cà phê Blue Mountain
Blend Mr.Brown lon 240ml
4
CHƯƠNG 1: NGUYÊN LIỆU
1.1 Cà phê nhân
1.1.1 Phân loại
Tên khoa học của cà phê:
Lớp: Magnoliopsida
Bộ: Rubiales
Họ : Rubiacae
Giống: Coffea
Hiện nay đã xác định được 21 loài trong giống Coffea, tuy nhiên chỉ có 3 loài
được trồng phổ biến trên thế giới là: Coffea arabica, Coffea canephora, Coffea excelsa.
1.1.1.1 Cà phê chè (cà phê Arabica) :
Nguồn gốc ở cao nguyên Jimma, thuộc nước Ethiopia, vùng nhiệt đới ở phía đông
Châu Phi. Gồm các chủng như : Typica, Bourbon, Moka, Caturra, Catuai,
Catimor… Đây là cà phê được trồng lâu đời nhất và tiêu thụ nhiều nhất trên thế
giới vì thơm ngon, dịu (chiếm 70% sản lượng cà phê trên thế giới). Hàm lượng
caffeine trong hạt trung bình 1,3%.
Cây thuộc dạng bụi, thân cao 3-4m, cành đối xứng, mềm rủ xuống. Lá mọc đối
xứng, hình trứng dài, dầu nhọn, rìa lá quăn, màu xanh đậm. Quả cà phê thuôc loại
quả thịt, hình trứng, khi chín có màu đỏ tươi ( chủng Caturra amrello cho quả màu
vàng ). Hạt cà phê hình tròn dẹt, có màu xanh xám, hoặc xám xanh, xanh lụa, xanh
cốm, tùy theo giống và điều kiện bảo quản và chế biến. Cây cà phê Arabica tự thụ
phấn.
Cây cà phê chè ưa nơi mát và hơi lạnh, thích hợp 18 – 25 0C, thích hợp nhất là từ
10 – 200C. Cà phê thường trồng ở miền núi có độ cao từ 600 - 2500m. Các nước
trồng cà phê chè có hương vị thơm ngon như : Kenya, Tazania, Ethiopia,
Colombia…thường trồng ở nơi có độ cao 800m trở lên.
1.1.1.2 Cà phê vối ( cà phê Canephora, cà phê Robusta) :
Nguồn gốc: khu vực sông Công-gô, miền vùng thấp xích đạo và nhiệt đới Tây
Châu Phi. Cà phê vối có hàm lượng caffeine trung bình trong hạt 1,5 - 3 % (cao
nhất trong 3 loại cà phê).
Cây có một hoặc nhiều thân, thân cao khỏang 8-12m. Lá có hình trứng hoặc hình
lưỡi mác , mũi nhon, phiên lá gợn sóng. Quả hình tròn hoặc hình trứng,núm quả
nhỏ. Trên có nhiều gân dọc, quả chín có màu đỏ hoặc hồng. Kích thước hạt nhỏ
5
hơn hạt cà phê Arabica. Hạt có dạng hình tròn, dày, mù xanh bạc, xanh lụa hoặc
xanh nâu tùy chủng loại và cách chế biến.
Cà phê vối không tự thụ phấn được, điều này dẫn tới sự đa dạng ở vườn cà phê vối
trồng bằng hạt. Cà phê vối thích nơi nóng ẩm, nhiệt độ thích hợp nhất là 24-260C.
1.1.1.3 Cà phê mít ( cà phê Excelsa hay cà phê Chari)
Nguồn gốc ở xứ Ubangui-Chari, xứ Biển Hồ Sát, sa mạc Sahara, thường gọi cà
phê Chari. Hàm lượng caffeine trong hạt 1,02-1,15%.
Cây cao từ 6-15m, lá to, hình trứng hoặc hình lưỡi mác. Quả hình trứng, hơi dẹt,
núm quả lồi. Quả to, khi chín có màu đỏ sẫm. Hạt có màu xanh ngả vàng, có lớp
vỏ lụa bám chặt vào hạt, khó làm tróc ra hết.
Cà phê mít ít thơm, có vị chua, chất lượng nước uống ít được ưa chuộng.
Cà phê nhân được sử dụng trong sản xuất cà phê đóng lon là cà phê Robusta vì các lí do
sau:
Hàm lượng chất khô hòa tan trong cà phê Robusta cao hơn cà phê Arabica, do đó ,
lượng sản phẩm thu hồi được nhiều hơn.
Hàm lượng caffeine trong cà phê nhân Robusta thường trong khoảng 2% (chất
khô) cao hơn hàm lượng caffeine trong cà phê nhân Aribica ( khoảng 1.2 % chất
khô ).
Giá thành cà phê Robusta thấp hơn cà phê Aribica.
Bảng 1.1: Thành phần hóa học cà phê nhân.
Thành phần (% chất khô)
Arabica
Robusta
Khoáng
3.0 – 2.0
4.0 – 4.5
Caffeine
0.9 – 1.2
1.6 – 2.4
Trigonelline
1.0 – 1.2
0.6 – 0.75
12.0 – 18.0
9.0 – 13.0
Acid chlorogenic tổng
5.5 – 8.0
7.0 – 10
Aliphatic acid
1.5 – 2.0
1.5 – 2.0
Oligosaccharides
6.0 – 8.0
5.0 – 7.0
50.0 – 55.0
37.0 – 47.0
2.0
2.0
11.0 – 13.0
11.0 – 13.0
Lipids
Polysaccharides tổng
Amino acid
Protein
6
1.1.2 Chỉ tiêu chất lượng cà phê nhân
Các chỉ tiêu chất lượng của cà phê nhân: do sự đa dạng về sản phẩm theo thị hiếu
của người sử dụng, hiện nay tiêu chuẩn cà phê nguyên liệu để sản xuất cà phê sữa đóng
lon phù thuộc vào từng nhà sản xuất cụ thể. Để đánh giá chất lượng cà phê nhân , người
ta thường dựa vào các chỉ tiêu sau đây:
Độ ẩm: thường nhỏ hơn 13%(w/w).
Kích thước hạt :dựa vào số lượng hạt qua các lỗ sàng có kích thước theo bộ tiêu
chuẩn cuả ISO về kích thước lỗ sàng.
Tỷ trọng và khối lượng của 100 hạt.
Số lượng lỗi có trên 100 hạt ( các lỗi như màu sắc không đạc trưng, sâu bọ ,hạt
non,các tổn thương do quá trình chế biến…).
Hàm lượng tạp chất và tỷ lệ lẫn các loại cà phê khác nhau.
Các tính chất cảm quan về màu sắc và thể chất của hạt cà phê.
Tiêu chuẩn chọn cà phê nhân:
Đây là tiêu chuẩn của công ty đầu tư xuất nhập khẩu Daklak - Inexim Daklak cho
cà phê nhân sống chất lượng cao:
Độ ẩm: 12,5% max.
Đen, vỡ: 0% - 3% max.
Tạp chất: 0% - 0,5% max.
Cỡ hạt đồng đều theo tiêu chuẩn TCVN 4807: 2001.
Màu sắc, mùi vị tự nhiên.
Không mốc, không lên men, không mùi vị lạ…
Theo tiêu chuẩn TCVN 4193:2001: 90 lỗi max/300gr.
1.2 Nước
Nước là nguyên liệu chính thứ hai trong sản xuất cà phê đóng lon, vừa tham gia
vào quy trình sản xuất vừa tồn tại trong sản phẩm. Vì thế thành phần hóa học và chất
lượng nước ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm.
Bảng 1.2: Chỉ tiêu chất lượng nước uống và chế biến thực phẩm
(QCVN 01:2009/BYT).
Tên chỉ tiêu
Đơn vị
Giới hạn tối đa
TCU
15
Mùi vị
-
Không có mùi, vị lạ
Độ đục
NTU
2
-
6.5 – 8.5
Màu sắc
pH
7
Độ cứng tính theo CaCO3
mg/l
300
Hàm lượng Clorua
mg/l
250 – 300
Hàm lượng sắt tổng số
mg/l
0.3
Hàm lượng mangan tổng số
mg/l
0.3
Hàm lượng nitrat
mg/l
50
Hàm lượng nitrit
mg/l
3
Hàm lượng sunphát
mg/l
250
Chỉ số pecmanganat
mg/l
2
Clo dư (trong khử trùng)
mg/l
0.3 – 0.5
Coliform tổng số
vk / 100ml
0
E. coli hoặc Coliform chịu
nhiệt
vk / 100ml
0
1.3 Đường
Đường là chất phụ gia tạo vị dùng để bổ sung vào sản phẩm. Đường làm tăng giá
trị dinh dưỡng của sản phẩm và kích thích dịch vị. Đường có tác dụng tạo độ ngọt nhằm
điều chỉnh hài hoà độ ngọt, vị đắng , mùi hương đặc trưng cà phê. Bổ sung đường làm
tăng nồng độ chất tan và có khả năng giữ các chất thơm trong sản phẩm. Ngoài ra đường
còn có tác dụng cung cấp năng lượng cho cơ thể (4,1 kcal/1g đường).
Đường sử dụng trong sản xuất cà phê đóng lon là đường tinh luyện RE (99,8% là
đường saccharose).
Chỉ tiêu
Ngoại hình
Mùi vị
Bảng 1.3: Tiêu chuẩn đường sử dụng.
Yêu cầu
Tinh thể tương đối đồng đều không vón cục.
Tinh thể hay dung dịch đều có vị ngọt không mùi vị lạ.
Màu sắc
Tất cả tinh thể đều trắng óng ánh.
Độ Pol
99.80% min
Đường khử
0.03% max
Độ ẩm
0.05% max
Tro
0.03% max
8
1.4 Hương liệu
Hương liệu là một trong những nguyên liệu làm tăng giá trị cảm quan của cà phê,
tuy chỉ chiếm số lượng nhỏ nhưng nó góp phần cải thiện hương vị cũng như tạo ra sự đa
dạng cho sản phẩm cà phê.
Yêu cầu của hương liệu :
Phải nằm trong danh mục những chất phụ gia được bộ Y tế cho phép sử dụng
trong trong thực phẩm.
Phải hòa tan tốt.
Phải có độ tinh khiết cao, không chứa các tạp chất như: thủy ngân, asen, chì,
urani…
Bảng 1.4: Một số hương liệu trên thị trường cho sản phẩm cà phê.
Mã hàng
Coffee 592025T
Coffee
374816FE
Coffee 55402C
Coffee 504104P
Coffee 71223LD
Coffee D4161
Mô tả
Mùi thơm và bốc theo kiểu cà phê “Đông Đức” hơi nồng rượu
rhum và có hậu vị mạnh.
Hương cà phê “Chồn” đặc biệt. Hậu vị mùi cà phê Moka thơm
nồng xen lẫn vị cà phê lên men.
Mùi thơm cà phê Moka truyền thống với hậu vị thơm dai.
Hương thơm cà phê rang chín kết hợp với vị cà phê ủ men kiểu
“Santos”ở Brazil.
Hương cà phê Moka đặc trưng mùi thơm cà phê rang vừa chín với
hương thơm nồng nàn.
Mùi cà phê nhẹ làm nền ổn định và khử mùi không mong muốn khi
rang
1.5 Chất bảo quản
Trong quá trình bảo quản cà phê đóng lon, cần sử dụng thêm một lượng chất bảo quản
nhằm ngăn chặn sự lên men và nấm mốc phát triển. Chất bảo quản phải đảm bảo sự tinh
khiết và lượng sử dụng không vượt quá mức tối đa qui định tiêu chuẩn. Chất bảo quản
thường sử dụng trong sản xuất cà phê đóng lon là acid benzoic và sodium benzoate. Theo
qui định của Bộ y tế năm 1998 (QĐ 867/BYT) thì liều lượng acid benzoic và sodium
benzoate tối đa sử dụng trong sản xuất là 1000mg/kg sản phẩm.
9
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT
2.1 Làm sạch
2.1.1 Mục đích: chuẩn bị.
Tách các tạp chất như: lá, vỏ cà phê, đá cát, kim loại... ra khỏi nguyên liệu.
Ngoài ra còn phân loại cà phê theo kích thước, tỷ trọng.
2.1.2 Các biến đổi của nguyên liệu:
Chủ yếu là các biến đổi vật lý: hàm lượng tạp chất giảm, nguyên liệu sẽ đồng đều
hơn về kích thước và tỷ trọng.
2.1.3 Thiết bị: các bước của quá trình sử dụng các thiết bị khác nhau.
10
Phân loại dựa trên sự khác biệt về kích thước: bước này dùng sàng thực hiện,
thông thường thực hiện trên hai sàng nối tiếp, hạt cà phê có đủ kích thước sẽ được
giữ lại sàng, tạp chất sẽ bị loại bỏ.
Làm sạch bằng khí động: thực hiện sau khi sàng. Tại đây, các tạp chất có khối
lượng nhỏ sẽ bị khí lôi cuốn đi.
Tách kim loại: sử dụng thiết bị tách từ để tách kim loại có từ tính.
2.1.4 Thông số công nghệ:
Kích thước lỗ sàng của hai sàng, tốc độ khí động phụ thuộc vào từng loại cà phê
nguyên liệu.
2.2 Rang
Rang là quá trình gia công nhiệt cho cà phê, sử dụng không khí nóng.
2.2.1 Phân loại: Quá trình rang cà phê có thể được phân loại như sau:
- Nhiệt độ thấp, thời gian dài.
- Nhiệt độ cao, thời gian ngắn.
- Nhiệt độ cao, thời gian dài.
Ngoài ra ta có thể phân loại dựa vào màu sắc, trạng thái bề mặt của hạt cà phê sau khi
rang.
2.2.2 Mục đích:
- Khai thác: rang là một quá trình quan trọng và quyết định chất lượng của dịch cà
phê sau này. Dưới tác dụng của nhiệt đọ các phản ứng hóa học xẩy ra tạo màu sắc
và hương vị cho sản phẩm.
- Chuẩn bị: tạo ra các biến đổi có lý hạt cà phê làm cho nghiền cà phê về sau được
thực hiện dễ dàng hơn. Sau ràn hạt cà phê có độ bền cơ học giảm, độ giòn tăng
lên.
2.2.3 Các biến đổi của nguyên liệu:
- Vật lý:
Nhiệt độ của hạt cà phê tăng cao do tác nhân nhiệt cung cấp.
Các hạt cà phê trương nở làm giảm khối lượng, tỷ trọng.
Có sự thay đổi màu sắc của hạt cà phê do có một số phản ứng tạo màu xảy ra:
Mailard, caramel,...
Thay đổi về cấu trúc, biến đổi cơ lý của hạt: giòn hơn, cứng hơn,...
Hàm lượng mẩm sẽ giảm do có sự bốc hơi nước.
- Hóa lý: xẩy ra hiện tượng bốc hơi nước, các chất dễ bay hơi.
- Hóa học: những biến đổi này rất quan trọng vì sẽ tạo hương, màu cho cà phê: các
phản ứng Mailard, caramel, thủy phân trigoelline, oxi hóa lipid, thủy phân
phenolic, nhiệt phân,...
11
-
Hóa sinh và vi sinh: vi sinh vật, enzyme có trong hạt sẽ bị tiêu diệt, vô hoạt ở nhiệt
độ cao.
2.2.4 Thiết bị:
Sử dụng thiết bị rang cà phê dạng chén quay: thiết bị gồm một thùng quay được
gắn với một trục động cơ. Tác nhân rang là không khí nóng có thể tuần hoàn và không
tuần hoàn. Ta cũng có thể gia nhiệt trực tiếp bằng vỏ thùng.
Thiết bị rang dạng chén quay
2.2.5 Thông số công nghệ:
Nhiệt độ của không khí sử dụng rang là: 180-2600C. Ta phải giảm tốc độ gia nhiệt
khi nhiệt đọ đạt 1700C. Vì nhiệt lượng tỏa ra rất lớn từ phẩn ứng nhiệt phân trong
hạt khi hạt đạt tới nhiệt độ này.
Độ ẩm trong hạt sau khi rang phải đạt: 1-2%.
Thông thường, thời gian rang cà phê không vượt quá 1h.
Cà phê sau quá trình rang có nhiệt độ cao làm cho các hợp chất tạo hương mới sinh ra
tiếp tục bay hơi làm thất thoát hương. Vì vậy để tránh tốn thất hương, cần làm nguội
nhanh sản phẩm.
2.3 Xay
2.3.1 Mục đích: chuẩn bị.
Làm giảm kích thước hạt cà phê, phá vỡ cấu trúc vốn có của cà phê rang, để tạo
điều kiện cho quá trình trích ly được thực hiện dễ dàng.
2.3.2 Các biến đổi của nguyên liệu:
- Vật lý:
Giảm kích thước hạt.
Hơi, khí CO2 thoát ra làm giảm khối lượng và tăng khối lượng riêng.
Xẩy ra tách phần lớp vỏ mà quá trình rang chưa xẩy ra.
- Hóa lý: xẩy ra sự bay hơi nước, CO2, các cấu tử mùi.
12
2.3.3 Thiết bị: sử dụng thiết bị nghiền trục.
Bộ phận chính của thiết bị là các cặp trục nghiền có đường kính bằng nhau, bằng
thép không rỉ quay ngược chiều nhau. Lõi của hai trục được gắn cơ cấu lò xo để tránh quá
tải. sau quá trình nghiền, bột cà phê được đi qua rây phân loại. Thành phần có kích thước
không đạt yêu cầu sẽ hoàn lưu nghiền lại.
Máy nghiền trục có răng
2.3.4 Thông số công nghệ:
Tốc độ quay của trục nghiền khoảng 50-900 vòng/phút.
2.4 Trích ly
2.4.1 Mục đích: Khai thác
Quá trình trích ly nhằm mục đích khai thác các chất hoà tan và các chất tạo hương
cho cà phê . Trích ly là một trong những công đoạn quan trọng, ảnh hưởng quyết định
đến hiệu suất sử dụng cà phê cũng như đến chất lượng cà phê
2.4.2Các biến đổi của nguyên liệu
- Vật lý và hoá lý: quá trình trích ly có bản chất là một quá trình hoá lý, trong đó
xảy ra hiện tượng khuếch tán của vật chất:
+ Sự khuếch tán của nước từ ngoài vào hạt.
+ Sự khuếch tán của các chất hoà tan từ nguyên liệu vào dung môi.
+ Pha rắn (các hạt bột cà phê): hạt bột cà phê sẽ hút ẩm, sẽ trở nên dai, mềm và nén được.
+ Pha lỏng (dịch trích cà phê): tỷ trọng và độ nhớt của dịch trích cà phê sẽ tăng lên do
nồng độ chất khô trong dịch trích tăng lên theo thời gian.
+ Sự bay hơi nước làm cuốn theo các hợp chất dễ bay hơi (đặc biệt là các hợp chất tạo
hương).
- Hóa học
13
+ Nồng độ trích ly trong dịch trích sẽ dần tăng lên theo thời gian. Nồng độ chất khô trong
dịch trích cuối cùng có thể đạt đến 20-25% (w/w).
+ Ở nhiệt độ cao sẽ làm tổn thất các cấu tử hương, đồng thời diễn ra các phản ứng tạo
màu.
+ Thuỷ phân hợp chất cao phân tử như: cellulose và hemicellulose.
Tất cả những thành phần trong cà phê rang đều được trích ly, ngoại trừ cellulose,
lignin và 1 số polysaccharide mạch dài. Nhiệt độ nước sử dụng càng cao thì mức độ trích
ly các chất càng lớn. Mức độ của sự trích ly thay đổi từ 100% cho acid aliphatic và
quinic, 85 – 100% cho alkaloid và acid unchanged chlorogenic, 40 – 100% cho những
hợp chất dễ bay hơi, 15 – 20% cho “protein” và 20 – 25% cho melanoidine và giảm
xuống 1 – 5% cho dầu cà phê.
2.4.3Các yếu tố ảnh hưởng :
- Sự chênh lệch nồng độ giữa hai pha: đây chính là động lực của quá trình. Khi
chênh lệch nồng độ lớn thì hiệu quả trích ly càng cao, thời gian giảm, lượng dung
môi giảm.
- 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 phê
tiếp xúc với nước nóng quá lâu thì sẽ có những biến đổi không tốt đến mùi vị sản
phẩm.
- Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa bột cà phê và nước: diện tích tiếp xúc càng lớn thì
quá trình trích ly càng triệt để nhưng nếu bột cà phê quá mịn thì sẽ khó khăn cho
quá trình lắng, lọc dịch cà phê.
- Nhiệt độ: khi nhiệt độ tăng, tốc độ khuếch tán tăng, độ nhớt giảm, các phần tử chất
hòa tan chuyển động dễ dàng hơn. Nhưng nhiệt độ quá cao sẽ dẫn tới những phản
ứng bất lợi cho hương vị, màu sắc của cà phê nên việc tăng nhiệt độ phải có giới
hạn.
2.4.4Thiết bị:
Thiết bị trích ly gián đoạn, ngược chiều, nhiều bậc. Đây là phương pháp phổ biến
nhất. Hệ thống gồm khoảng 5-8 bình nối tiếp nhau, giữa các bình có thiết bị gia nhiệt để
giữ nhiệt độ của nước theo yêu cầu.
Cà phê bột được đổ đầy vào các bình (1), (2), (3),... (5), nước nóng được bơm lần
lượt vào các bình từ (1), (2), (3),... và dịch trích ly được lấy ra ở bình (5).. Khi vật liệu
trong bình (1) đã được trích ly triệt để, bình này được tách ra khỏi hệ thống để tháo bã,
rửa và nạp cà phê mới. Bình (6) đã được nạp cà phê bột mới được nối vào sau bình (5).
Lúc này, nước được đưa vào bình (2), dung dịch được lấy ra ở bình (6).
14
Thiết bị trích ly bộ lọc nhiều bậc gián đoạn
2.4.5Thông số công nghệ : (sử dụng tại nhà máy cà phê Biên Hòa)
- Áp suất lò hơi: 16 – 18kg/cm2.
- Lưu lượng nước nóng: 250 – 280 l/h.
- Mỗi bình làm việc chứa 70 kg cà phê.
- Thời gian trích ly 1 bình: 45phút.
- Dịch cà phê lấy ra bình cuối có áp suất 12 – 14 atm, nhiệt độ là 90 – 1000C.
- Nước được cung cấp ở nhiệt độ 1800C.
15
2.5 Lọc
2.5.1Mục đích : hoàn thiện, tách bã cà phê.
2.5.2Những biến đổi của nguyên liệu:
- Vật lý: giảm thể tích, khối lượng của hỗn hợp, nhiệt độ giảm.
- Hóa học: hầu như không có sự thay đổi về thành phần hóa học, tuy nhiên có tổn
thất một số protein, chất màu và vitamin … theo cặn.
- Hóa lý: chỉ còn một pha đồng nhất.
- Sinh học: một số vi sinh vật không có lợi có thể bị loại bỏ theo bã lọc
2.5.3Thiết bị : thiết bị lọc khung bản
Cấu tạo: đây là loại thiết bị lọc làm việc gián đoạn, nhập liệu vào liên tục, nước lọc
lấy ra liên tục nhưng bã được tháo theo chu kì.
-
Thiết bị lọc khung bản được cấu tạo chủ yếu bởi khung và bản.
Khung giữ vai trò chứa bã lọc và là nơi nhập huyền phù vào.
Bản tạo ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn dịch lọc.
Khung và bản thường được chế tạo có dạng hình vuông và phải có sự bít kín tốt
khi ghép khung và bản.
16
Khung và bản được xếp liên tiếp nhau trên giá đỡ. Giữa khung và bản là vách
ngăn lọc.
Ưu điểm:
- Thời gian lọc: nhanh.
- Lượng nước rửa: ít.
- Độ ẩm bã: thấp.
- Diện tích bề mặt lọc lớn.
- Tính linh động cao (dễ tăng giảm diện tích lọc).
- Giá bảo trì thấp.
Nhược điểm:
- Độ tổn thất chất chiết cao.
- Mức độ cơ giới hóa và tự động hóa: không cao.
- Thiết bị làm việc gián đoạn nên tốn thời gian cho việc tháo bã và rửa bã.
2.5.4Thông số công nghệ:
- Áp suất lọc: 1.1 – 1.2 kg/cm2
- Áp suất rữa bã: 1.4 kg/cm2
-
2.6 Phối trộn
2.6.1Mục đích:
Chế biến: sau khi phối trộn thành phần hóa học của nguyên liệu biến đổi sâu sắc
theo hướng tạo ra sản phẩm.
Hoàn thiện: đạt được chỉ tiêu hóa lý, cảm quan cho sản phẩm cà phê đóng lon sau
khi phối trộn với đường.
Bảo quản: Natri benzoat được cho vào kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm, ức
chế vi sinh vật hại.
2.6.2Những biến đổi của nguyên liệu:
Vật lý: thành phần thay đổi lớn với sự có mặt của đường, hương liệu. Các thành
phần mới như: protein, lipid, glucid, khoáng,…
2.6.3Thiết bị:
Sử dụng thiết bị hình trụ đứng, bên trong có cánh khuấy và được làm bằng thép
không gỉ, bên trong thiết bị có cánh khuấy để trộn đều.
17
Thiết bị khuấy trộn bằng thép không gỉ.
2.7 Rót lon
2.7.1Mục đích: hoàn thiện
Phân chia sản phẩm vào các lon chứa, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân
phối và vận chuyển sản phẩm.
Làm giảm tối thiểu lượng oxy hòa tan, giảm sự nhiễm khuẩn của môi trường vào
sản phẩm.
Làm tăng giá trị cảm quan, tạo vẻ mỹ quan cho sản phẩm.
Dùng lon bằng sắt trắng hoặc sắt tây (thép lá mỏng được mạ thiếc cả hai mặt).
Ngoài ra để tránh tác dụng của lon đến sản phẩm ta phủ một lớp verni lên bề mặt.
2.7.2Các biến đổi của nguyên liệu:
Khi tiến hành rót cà phê vào lon trong điều kiện vệ sinh tốt sẽ không làm xảy ra
những biến đổi chất lượng sản phẩm.
2.7.3Thiết bị: sử dụng thiết bị tự động và liên tục.
Thiết bị rót lon liên tục, tự động.
18
2.7.4Thông số công nghệ:
Năng suất của máy khoảng 120 lon/phút.
2.8 Tiệt trùng
2.8.1Mục đích: bảo quản
Quá trình tiệt trùng nhằm ức chế bất thuận nghịch enzyme và tiêu diệt toàn bộ vi
sinh vật có mặt trong cà phê, nhờ vậy mà thời gian bảo quản kéo dài và chất lượng
của sản phẩm ổn định.
2.8.2Các biến đổi của nguyên liệu:
Vật lý:
o Độ nhớt dịch sữa giảm khi nhiệt độ tăng.
o Có sự thay đổi về thể tích trong quá trình tiệt trùng nhưng với mức độ
không đáng kể.
Hóa học:
o Một số phản ứng thủy phân xảy ra làm tổn thất các thành phần dinh dưỡng
như: vitamin trong sữa, các cấu tử hương trong dịch cà phê ban đầu.
o Các thành phần đường khử và acid amin, peptide sẽ tham gia phản ứng
Maillard.
Hóa sinh và sinh học: hệ enzyme trong sữa bị vô hoạt, các vi sinh vật bị tiêu diệt
hoàn toàn giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
Hóa lý: một số protein đông tụ nhưng hàm lượng không đáng kể.
2.8.3Thiết bị: sử dụng thiết bị tiệt trùng hydrolock.
Thiết bị dạng hình trụ có hai khoang: khoang gia nhiệt và khoang giữ nhiệt nằm
phía trên (tác nhân gia nhiệt là hơi nước) và khoang làm nguội nằm bên dưới (tác
nhân làm nguội là nước). Hai khoang này được ngăn cách bởi một vài tấm cách nhiệt
và được liên thông với nhau tại vài vị trí để băng chuyền đưa sản phẩm từ khoang gia
nhiệt – giữ nhiệt vào khoang làm nguội. Băng chuyền có dạng ống lưới, lon sản phẩm
được đặt bên trong các ống lưới của băng chuyền.
19
Thiết bị tiệt trùng hydrolock.
2.8.4Thông số công nghệ:
Nhiệt độ tiệt trùng thường là 1210C, thời gian tiệt trùng khoảng 20-25 phút.
20
- Xem thêm -