Đồ án quy trình công nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

MỤC LỤC

MỤC LỤC.............................................................................................................................i
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ................................................................................v
LỜI MỞ ĐẦU......................................................................................................................1
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM.............................2

1.1 Lịch sử, phân bố và phân loại nguyên liệu cà phê.................................................2
1.1.1 Lịch sử cây cà phê...............................................................................................2
1.1.2 Sự phân bố cà phê trên thế giới...........................................................................2
1.1.3 Phân loại cây cà phê............................................................................................2
1.1.3.1 Cà phê chè (Coffee Arabica)........................................................................3
1.1.3.2 Cà phê vối (Coffee Robusta)........................................................................4
1.1.3.3 Cà phê mít (Coffee Liberica)........................................................................4
1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà phê.....................................................................4
1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà phê trên thế giới..............................................4
1.2.1.1 Tình hình sản xuất cà phê.............................................................................4
1.2.1.2 Tình hình tiêu thụ..........................................................................................5
1.2.2 Tình hình sản xuất, xuất khẩu và tiêu thụ cà phê ở Việt Nam.............................5
1.2.2.1 Tình hình sản xuất........................................................................................5
1.2.2.2 Tình hình xuất khẩu......................................................................................5
1.2.2.3 Tình hình tiêu thụ..........................................................................................6
1.3 Cấu tạo giải phẫu và thành phần hóa học của quả cà phê......................................6
1.3.1 Cấu tạo giải phẫu.................................................................................................6
1.3.1.1 Lớp vỏ quả....................................................................................................7
1.3.1.2 Lớp thịt quả (lớp nhầy).................................................................................7
1.3.1.3 Lớp vỏ trấu....................................................................................................7
1.3.1.4 Phần vỏ lụa...................................................................................................7
1.3.1.5 Phần nhân quả...............................................................................................8

1.3.2 Thành phần hóa học của quả cà phê....................................................................8
1.4 Tác dụng của cà phê đối với con người................................................................13
1.4.1 Tác dụng tích cực..............................................................................................13
1.4.2 Tác dụng tiêu cực..............................................................................................14
1.5 Các dạng sản phẩm của cà phê.............................................................................15
1.5.1 Cà phê nhân.......................................................................................................15


1.5.2 Cà phê rang xay.................................................................................................15
1.5.3 Cà phê hòa tan...................................................................................................15
CHƯƠNG 2:

QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ..............................16

2.1 Quy trình chế biến cà phê bằng phương pháp ướt...............................................16
2.1.1 Khái niệm..........................................................................................................16
2.1.2 Áp dụng cho loại cà phê....................................................................................16
2.1.3 Quy trình chế biến.............................................................................................17
2.1.3.1 Bảo quản cà phê sau thu hoạch...................................................................17
2.1.3.2 Phân loại quả và tách tạp chất.....................................................................18
2.1.3.3 Bóc vỏ quả và vỏ thịt..................................................................................18
2.1.3.4 Rửa lớp nhớt...............................................................................................20
2.1.3.5 Làm ráo.......................................................................................................21
2.1.3.6 Làm khơ......................................................................................................21
2.1.3.7 Tách tạp chất...............................................................................................22
2.1.3.8 Bóc vỏ trấu và vỏ lụa (đánh bóng)..............................................................22
2.1.3.9 Phân loại cà phê nhân.................................................................................23
2.1.3.10 Đấu trộn và bao gói cà phê nhân................................................................24
2.2 Quy trình chế biến cà phê hịa tan........................................................................24
2.2.1 Khái niệm..........................................................................................................24

2.2.2 Quy trình chế biến............................................................................................25
2.2.2.1 Chuẩn bị cà phê rang xay............................................................................25
2.2.2.2 Trích ly chất hịa tan...................................................................................26
2.2.2.3 Lọc dịch cà phê hịa tan..............................................................................26
2.2.2.4 Cô đặc.........................................................................................................27
2.2.2.5 Sấy khô.......................................................................................................27
2.2.2.6 Nghiền - Rây...............................................................................................28
2.2.2.7 Phối trộn......................................................................................................28
2.2.2.8 Bao gói........................................................................................................29
CHƯƠNG 3:

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC CỦA THIẾT BỊ..............30

3.1 Thiết bị dùng trong quy trình sản xuất cà phê nhân bằng phương pháp ướt........30
3.1.1 Máy hái cà phê...................................................................................................30
3.1.2 Thiết bị phân loại và bảo quản cà phê sau thu hoạch........................................30
3.1.2.1 Bể xi phông.................................................................................................30
3.1.2.2 Sàng phân loại và tách tạp chất...................................................................31
3.1.3 Thiết bị bóc lớp vỏ quả cà phê..........................................................................32
3.1.3.1 Máy kiểu tang quay....................................................................................32
3.1.3.2 Máy kiểu đĩa quay......................................................................................32


3.1.3.3 Máy kiểu tấm thủng....................................................................................33
3.1.4 Máy bóc vỏ thịt..................................................................................................33
3.1.4.1 Máy đánh nhớt............................................................................................33
3.1.4.2 Máy xát liên hoàn Raoeng..........................................................................33
3.1.5 Máy sấy làm khô cà phê....................................................................................34
3.1.5.1 Máy sấy thùng quay....................................................................................34
3.1.5.2 Máy sấy tĩnh...............................................................................................36

3.1.5.3 Thiết bị sấy tháp..........................................................................................36
3.1.6 Thiết bị tách tạp chất.........................................................................................37
3.1.7 Máy bóc vỏ trấu.................................................................................................38
3.1.8 Máy đánh bóng khơ...........................................................................................38
3.1.9 Thiết bị phân loại...............................................................................................39
3.1.9.1 Phân loại theo kích thước...........................................................................39
3.1.9.2 Phân loại theo khối lượng riêng..................................................................39
3.1.9.3 Phân loại theo màu sắc...............................................................................41
3.2 Thiết bị dùng trong q trình sản xuất cà phê hịa tan.........................................43
3.2.1 Thiết bị trích ly cà phê.......................................................................................43
3.2.1.1 Phương pháp trích ly gián đoạn..................................................................43
3.2.1.2 Phương pháp trích ly liên tục......................................................................44
3.2.2 Thiết bị lọc dịch cà phê.....................................................................................45
3.2.2.1 Máy lọc dịch khung bản.............................................................................45
3.2.2.2 Máy lọc túi..................................................................................................46
3.2.2.3 Máy lọc chân không thùng quay.................................................................47
3.2.2.4 Máy lọc chân không loại đĩa quay..............................................................48
3.2.2.5 Máy lọc ống................................................................................................49
3.2.3 Thiết bị cô đặc dịch cà phê tan..........................................................................50
3.2.3.1 Cô đặc một nồi............................................................................................50
3.2.3.2 Cô đặc nhiều nồi.........................................................................................51
3.2.4 Thiết bị sấy khô dịch cà phê tan........................................................................51
3.2.4.1 Thiết bị sấy phun........................................................................................51
3.2.4.2 Thiết bị sấy thăng hoa (sấy lạnh đông).......................................................52
3.2.5 Thiết bị nghiền, rây bột cà phê..........................................................................53
3.2.6 Thiết bị phối trộn cà phê....................................................................................53
3.2.7 Thiết bị bao gói..................................................................................................54
CHƯƠNG 4: TIÊU CHUẨN VIỆT NAM ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NGUYÊN
LIỆU VÀ SẢN PHẨM.......................................................................................................55
4.1 Chỉ tiêu chất lượng của cà phê nhân....................................................................55

4.1.1 Màu sắc..............................................................................................................55


4.1.2
4.1.3
4.1.4
4.1.5
4.1.6
4.1.7
4.1.8

Mùi....................................................................................................................55
Độ ẩm................................................................................................................55
Tỉ lệ lẫn cà phê khác loại...................................................................................55
Tỷ lệ khối lượng khuyết tật cho phép đối với từng hạng cà phê.......................55
Tỷ lệ khối lượng đối với từng hạng cà phê trên sàng lỗ tròn............................56
Tỷ lệ lỗi khống chế cho một số loại khuyết tật..................................................56
Bao gói, ghi nhãn, bảo quản và vận chuyển......................................................57

4.2 Chỉ tiêu chất lượng của cà phê hòa tan.................................................................58
4.2.1 Tiêu chuẩn cảm quan.........................................................................................58
4.2.2 Tiêu chuẩn hóa lý..............................................................................................59
4.2.2.1 Phương pháp xác định độ ẩm......................................................................59
4.2.2.2 Phương pháp xác định hàm lượng tro.........................................................60
4.2.3 Tiêu chuẩn kim loại nặng..................................................................................61
4.2.4 Tiêu chuẩn độc tố vi sinh...................................................................................61
4.2.5 Tiêu chuẩn chất phụ gia.....................................................................................62
4.2.6 Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật........................................................................62
4.2.7 Bao gói, ghi nhãn, bảo quản và vận chuyển......................................................62
CHƯƠNG 5: NHỮNG THƯƠNG HIỆU CÀ PHÊ Ở VIỆT NAM VÀ NƯỚC NGOÀI63

KẾT LUẬN........................................................................................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................78


DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
Bảng 1. 1 Tỷ lệ phần trăm khối lượng các thành phần của quả cà phê ...............................8
Bảng 1. 2 Thành phần hoá học của vỏ quả cà phê, đơn vị %.............................................11
Bảng 1. 3 Thành phần hoá học của thịt quả, đơn vị % ......................................................11
Bảng 1. 4 Thành phần hoá học của lớp vỏ trấu, đơn vị %..................................................12
Bảng 1. 5 Thành phần hoá học của nhân, đơn vị % ..........................................................12
Bảng 1. 6 Các cấu tử thơm của nhân cà phê ......................................................................13
Bảng 4. 1 Tỷ lệ cà phê khác loại cho phép trong các hạng cà phê ....................................55
Bảng 4. 3 Tỷ lệ khối lượng khuyết tật cho phép đối với từng hạng cà phê vối (Robusta).56
Bảng 4. 4 Tỷ lệ khối lượng đối với từng hạt cà phê trên sàng lỗ tròn................................56
Bảng 4. 5 Tỷ lệ lỗi khống chế cho một số loại khuyết tật..................................................56
Bảng 4. 6 Yêu cầu cảm quan của cà phê hòa tan...............................................................58
Bảng 4. 7 Chỉ tiêu hóa lý trong sản xuất cà phê hịa tan....................................................59
Bảng 4. 8 Lượng kim loại có thể chấp nhận được .............................................................61
Bảng 4. 9 Giới hạn ochratoxin A........................................................................................61
Bảng 4. 10 Các chỉ tiêu vi sinh của cá sản phẩm cà phê decaffeine hòa tan ở dạng lỏng..62
Bảng 4. 11 Hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật tối đa cho phép ..........................................62
Bảng 5. 1 Những thương hiệu cà phê ở Việt Nam và thế giới...........................................63
Hình 2. 1 Cà phê Robusta có hàm lượng axit cao hơn cà phê Arbica rất nhiều.................16
Hình 2. 2 Quy trình sản xuất cà phê theo phương pháp ướt...............................................17
Hình 2. 3 Cà phê lên men...................................................................................................19
Hình 2. 4 Cà phê sau khi rửa lớp nhớt................................................................................21
Hình 2. 5 Cà phê hịa tan ở dạng sấy khơ...........................................................................24
Hình 2. 6 Quy trình sản xuất cà phê hịa tan......................................................................25
Hình 3. 2 Bể xi phơng........................................................................................................30
Hình 3. 3 Thiết bị phân loại và tách tạp chất dạng ống......................................................31

Hình 3. 4 Sàng rung hình chữ nhật.....................................................................................31
Hình 3. 5 Các dạng máy bóc vỏ quả cà phê.......................................................................32
Hình 3. 6 Máy đánh nhớt cà phê........................................................................................33
Hình 3. 7 Thiết bị Raoeng..................................................................................................34
Hình 3. 8 Thiết bị sấy thùng quay......................................................................................35
Hình 3. 9 Thiết bị sấy tĩnh..................................................................................................36
Hình 3. 10 Thiết bị sấy tháp...............................................................................................36
Hình 3. 11 Thiết bị sàng tạp chất........................................................................................37


Hình 3. 12 Thiết bị bóc vỏ trấu...........................................................................................38
Hình 3. 13 Máy đánh bóng khơ..........................................................................................38
Hình 3. 14 Thiết bị sàng trọng lượng.................................................................................40
Hình 3. 15 Máy Catador.....................................................................................................40
Hình 3. 16 Máy phân loại theo màu sắc kiểu băng tải.......................................................41
Hình 3. 17 Máy phân loại theo màu sắc kiểu khí đẩy........................................................42
Hình 3. 18 Máy phân loại theo màu sắc kiểu điện trường..................................................42
Hình 3. 19 Hệ thống trích ly gián đoạn..............................................................................43
Hình 3. 20 Hệ thống trích ly liên tục kiểu tháp..................................................................44
Hình 3. 21 Thiết bị trích ly liên tục kiểu trục vít................................................................45
Hình 3. 22 Thiết bị lọc khung bản......................................................................................45
Hình 3. 23 Máy lọc túi........................................................................................................46
Hình 3. 24 Máy lọc chân khơng thùng quay......................................................................47
Hình 3. 25 Máy lọc chân khơng loại đĩa quay...................................................................48
Hình 3. 26 Máy lọc ống......................................................................................................49
Hình 3. 27 Thiết bị cơ đặc một nồi.....................................................................................50
Hình 3. 28 Thiết bị cơ đặc nhiều nồi..................................................................................51
Hình 3. 29 Thiết bị sấy phun..............................................................................................51
Hình 3. 30 Thiết bị sấy thăng hoa.......................................................................................52
Hình 3. 31 Thiết bị nghiền - rây bột cà phê........................................................................53

Hình 3. 32 Thiết bị phối trộn cà phê...................................................................................53
Hình 3. 33 Thiết bị bao gói.................................................................................................54


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

LỜI MỞ ĐẦU

Việt Nam là một nước thuộc vùng khí hậu nhiệt đới, vì vậy cây nhiệt đới có vai
trị quan trọng trong đời sống của con người cũng như là một mặt hàng chính trong xuất
khẩu của nước ta. Cà phê là một trong những mặt hàng có vai trị rất quan trọng, mang
lại giá trị lớn cho ngành xuất khẩu ở Việt Nam. Ngồi ra, cà phê cịn là thức uống được
ưa chuộng nhất trên thế giới và có mức tiêu thụ cao. Cùng với sự phát triển ngày càng
nhanh chóng, nhịp sống con người ngày càng hối hả hơn thì nhu cầu tiêu thụ các sản
phẩm cà phê ngày càng lớn. Chính vì vậy, chúng ta cần phải hiểu rõ hơn về q trình
sản xuất, cơ chế để hồn thiện và nâng cao chất lượng cà phê để có thể đáp ứng
được nhu cầu rất lớn của thị trường cũng như nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng,
đóng góp vào sự nghiệp cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Cà phê (bắt nguồn từ tiếng Pháp: café [/kafe/]) là một loại thức uống được ủ từ hạt
cà phê rang, lấy từ quả của cây cà phê. Các giống cây cà phê được bắt nguồn từ vùng
nhiệt đới châu Phi và các vùng Madagascar, Comoros, Mauritius và Réunion trên các khu
vực thuộc đường xích đạo. Cà phê có ít tính axit và có thể gây kích thích đối với người sử
dụng do có chứa hàm lượng cafeine. Cà phê ngày nay là một trong những thức uống phổ
biến trên thế giới. Thức uống này có thể được chuẩn bị và phục vụ theo nhiều dạng uống
khác nhau (ví dụ như espresso, cà phê bình, latte, ...).
Để hiểu rõ hơn, trong đồ án lần này, nhóm chúng em xin trình bày công nghệ sản
xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê hịa tan. Nội dung chính của đồ án bao
gồm:
Chương 1: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm.
Chương 2: Tìm hiểu về cơng nghệ sản xuất cà phê.

Chương 3: Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị trong quy trình cơng
nghệ.
Chương 4: TCVN về cách đánh giá chất lượng nguyên liệu và sản phẩm.
Chương 5: Tìm hiểu về thị trường cà phê.
Vì đây là lần đầu tiên chúng em thực hiện đồ án, với sự thiếu kinh nghiệm, vốn kiến
thức vừa phải, khả năng tìm nguồn tài liệu chưa đầy đủ và phong phú cũng như thời gian
cịn hạn chế nên bài báo cáo khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong

SVTH: Nhóm 5

Hướng dẫn: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

1


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hịa tan

nhận được sự đóng góp ý kiến từ Cơ để có thể hồn thành đồ án tốt nhất và giúp chúng
em cải thiện nhiều kỹ năng hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn cô!

SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

2


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

1.1 Lịch sử, phân bố và phân loại nguyên liệu cà phê
1.1.1 Lịch sử cây cà phê
Từ thế kỉ thứ 9 người ta tin rằng loại cây cà phê có nguồn gốc đầu tiên ở tỉnh Kaffa
của Ethiopia. Vào thế kỉ thứ 14 những người buôn nô lệ đã mang cà phê từ Ethiopia sang
vùng Ả Rập. Nhưng tới tận giữa thế kỉ thứ 15 người ta mới biết rang hạt cà phê lên và sử
dụng nó làm đồ uống. Vùng Ả Rập chính là nơi trồng cà phê độc quyền. Trung tâm giao
dịch cà phê là thành phố cảng Mocha (Al Mukha thuộc Yemen ngày nay). Cuối thế kỷ 18
cà phê phát triển khắp các xứ sở nhiệt đới, Á nhiệt đới thuộc châu Á, châu Âu, châu Phi
và châu Mỹ do sự bành trướng thuộc địa của các nước châu Âu.
Vào thế kỷ 17-18 những giáo sĩ Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Pháp, … đã mang Cà
phê trồng rải rác ở một vài khu vực ở Việt Nam. Năm 1857, Pháp mang giống cà phê
Arabica (giống thuần chủng ở Ethiopia) trồng ở Kẻ Sở (Bắc Kỳ), kế tiếp lan dần xuống
Phủ Lý, Ninh Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Trị… Năm 1925 người Pháp đã trồng
cà phê thành công trên những vùng Tây Nguyên, nổi bật là cao nguyên Lang Biang (Lâm
Đồng) và Daklak. Cà phê được trồng thành nhiều đồn điền với các chủ nhân là người
Pháp và nhân công là người dân tộc thiểu số. Giống cà phê Arabica được trồng ở Lâm
Đồng và giống cà phê Robusta được trồng ở Daklak do những điều kiện thời tiết và độ
cao phù hợp [1].
1.1.2 Sự phân bố cà phê trên thế giới
Hiện tại trên thế giới có hơn 70 nước canh tác cà phê, trong đó có 3 khu vực chính:
 Châu Phi: Với trọng tâm là các quốc gia Nam và Đông Phi như Ethiopia, Kenya,
Rwanda, Tanzania, Uganda, Zambia, …
 Châu Mỹ: Với hai khu vực chính là vùng cà phê Trung Mỹ bao gồm Costarica,
El Salvador, Guatemala, Honduras, Jamaica, Nicaragua và Panama. Khu vực canh tác cà
phê Nam Mỹ bao gồm: Brazil, Colombia, Bolivia, Ecuador và Peru.
 Châu Á Thái Bình Dương: Yenmen, Ấn Độ, Indonesia, Thái Lan, Việt Nam [2].

1.1.3 Phân loại cây cà phê
Hiện nay trên thế giới cũng như Việt Nam trồng 3 loại cà phê chính là cà phê chè
(coffee Arabica), cà phê vối (coffee Robusta) và cà phê mít (coffee Liberica). Đặc tính
của các giống cà phê như sau:
SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

3


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

1.1.3.1 Cà phê chè (Coffee Arabica)
Đại diện cho khoảng 61% các loại cà phê trên thế giới. Xuất xứ ở cao nguyên
Ethiopia có đặc điểm lá nhỏ, mỏng, hoa có màu trắng và có hương thơm. Có khả năng
chịu nhiệt từ 15-20⁰C, nhân hình trịn, nhỏ, có hương thơm hơn các loại cà phê khác. Hàm
lượng caffeine từ 1,3-1,7%. Ở Việt Nam được trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc. Loại cà
phê này có các chủng sau:
Typica: Năng suất thấp, luôn tạo ra vị chua rõ và cộng hưởng, có hương vị chua
của chanh với chút hương hoa và hậu vị ngọt kéo dài.
Bourbon: Hạt có vị acid nhẹ với mùi rượu vang, hậu vị ngọt, được trồng ở những
nơi cao, thơm hương hoa. Lá của cây bourbon rộng, trái tương đối nhỏ và nặng nên hạt
nhỏ và tròn hơn typica.
Caturra: Caturra là một dạng đột biến của bourbon, tạo trái có chất lượng tốt và
sản lượng cao, có vị acid của chanh rõ rệt nhưng khơng ngọt bằng bourbon.
Mundo Novo: Là một chủng lai tự nhiên khác giữa typica và bourbon, có năng
suất cao, khả năng kháng bệnh tốt. Hương vị của cà phê này thường rất ít ngọt và đắng rất
rõ. Điều kiện dinh dưỡng và phương pháp thụ phấn sẽ cải thiện hương vị.
Catuai: Catuai là chủng lai giữa mundo novo và caturra, có thể được trồng với

mật độ cao hơn và cho sản lượng cao, có khả năng chịu gió và mưa mà các trái khơng dễ
bị rụng dưới các tác động đó. Catuai khơng có hương vị đặc trưng rõ rệt, khi thụ phấn hợp
lý và sử dụng phân hữu cơ thì độ ngọt và hương vị sẽ cải thiện đáng kể.
Maragogype: Hương vị rất dịu với vị chua phảng phất vị ngọt tuy nhiên rất khó
rang. Hạt cà phê phải được rang chậm và ở nhiệt độ thấp đủ để tạo hương vị độc đáo của
riêng nó. Maragogype là một dạng đột biến của chủng typica và năng suất rất thấp.
Pacas: Là một dạng tạp giao giữa caturra và bourbon, cho năng suất cao.
Pacamara: Đây là một họ hàng của maragogype. Chủng này là kết quả của sự
tạp giao giữa maragogype và pacas. 
Catimor: Là một dạng tạp giao giữa
Timor (Robusta) và caturra (Arabica). Ưu
điểm của nó là có khả năng kháng bệnh gỉ sắt,
cho năng suất tương đối cao. Chất lượng thử
nếm của catimor khá đặc biệt vì độ chua của
nó với một ít vị chát và có hậu vị hơi mặn.
Hình 1. 1 Cà phê chè
SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

4


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

1.1.3.2 Cà phê vối (Coffee Robusta)
Chiếm gần 39% các sản phẩm cà phê. Xuất xứ
ở Cơng Gơ, có đặc điểm là dễ trồng chịu được
điều kiện vùng đất xấu, chịu hạn tốt, nhiệt độ ưa
thích từ 24-29⁰C, cho năng suất cao hơn giống cà

phê chè nhưng khơng chịu được lạnh và gió mạnh.
Hàm lượng caffeine cao hơn cà phê chè 2-3,6%.
Loại này phù hợp cho sản xuất cà phê hịa tan.
Hình 1. 2 Cà phê vối
1.1.3.3 Cà phê mít (Coffee Liberica)
Cà phê Liberica có nguồn gốc ở
Liberia – Châu Phi (Theo Uncommon
grounds / Mark Pendergrast) cây cao 2m – 5m.
Thân, lá và quả đều rất to, khác biệt hẳn cà phê
vối. Do lá to, xanh đậm nhìn rất giống cây mít
nên ở Việt Nam cịn gọi là “cà phê mít”. Cà
phê Liberica chịu hạn tốt, ít cần nước tưới nên
thường trồng quảng canh. Năng suất thấp, khả
Hình 1. 3 Cà phê mít
năng chống bệnh gỉ sắt kém, hương vị chỉ ở
mức chấp nhận.
Hàm lượng caffeine chỉ từ 0,8-1,2% [3].
1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà phê
1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà phê trên thế giới
1.2.1.1 Tình hình sản xuất cà phê
Hiện nay cà phê được trồng ở hơn 70 quốc gia trên thế giới, tập trung nhiều ở
châu Á, châu Phi, châu Mỹ.
- Các nước Châu Á hàng năm sản xuất khoảng 70 ngàn tấn cà phê chiếm 12% sản
lượng toàn thế giới, sản lượng cà phê hằng năm biến động thất thường nhưng theo chiều
hướng ngày càng tăng. Trong đó Việt Nam có sản lượng cao nhất và đứng thứ 2 trên thế
giới (sau Brasil), ước tính trung bình hằng năm khoảng 850.000-900.000 tấn.

SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

5


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

- Châu Mỹ: Sản xuất ra 60 - 70 % sản lượng cà phê thế giới, tức là khoảng gần 4
triệu tấn cà phê nhân. Trong đó Brasil là nước sản xuất cà phê lớn nhất trên thế giới với
sản lượng trên 1,7 triệu tấn hàng năm, chiếm 25% thị trường quốc tế.
- Châu Phi gồm có: Bờ Biển Ngà, Kenya, … Châu Phi sản xuất ra 20 - 22%
khoảng hơn 1 triệu tấn.
1.2.1.2 Tình hình tiêu thụ
Tiêu thụ ở các nước nhập khẩu ICO:
- Trong 21 nước thành viên nhập khẩu thì Mỹ là nước tiêu thụ cà phê lớn nhất và
ổn định từ 17.5-18 triệu bao/năm, chiếm 30% thị trường thế giới.
- Các nước EU tiêu thụ cà phê từ 30-35 triệu bao, chiếm 57% thị trường thế giới.
- Nhật Bản là nước tiêu thụ cà phê lớn nhất châu Á, mức tiêu thụ 6 triệu bao/năm.
- Các nước đang phát triển có lượng tiêu thụ tăng lên đáng kể do điều kiện kinh tế
được cải thiện [4].
1.2.2 Tình hình sản xuất, xuất khẩu và tiêu thụ cà phê ở Việt Nam
1.2.2.1 Tình hình sản xuất
- Theo Cục Xuất nhập khẩu, tại Việt Nam, đã bắt đầu vào vụ thu hoạch cà phê,
nhưng quy mô nhỏ, chỉ khoảng 1/4 vụ thu hoạch đã chín hồn tồn. Hiện thu hoạch cà
phê Robusta diễn ra khá chậm chạp do thời tiết không thuận lợi, ảnh hưởng đến việc phơi
sấy.
- Cùng với năng suất sụt giảm, giá cà phê thấp, người trồng cà phê tại Kon Tum
cịn đang phải đối diện với một khó khăn nữa là tình trạng thiếu nhân cơng thu hái cà phê.
- Ngành sản xuất cà phê Việt Nam đang duy trì mức tăng trưởng khoảng
8%/năm, diện tích trồng cà phê cả nước là 600.000 ha, sản lượng hiện nay khoảng 1,6 1,7 triệu tấn.
- Trong 3 năm trở lại đây, diện tích cây cà phê chuyển đổi sang sầu riêng, bơ, tiêu

ở khu vực Tây Nguyên đã đạt khoảng 100.000 ha.
1.2.2.2 Tình hình xuất khẩu
- Theo thống kê, các sản phẩm cà phê của Việt Nam hiện đã được xuất khẩu đến
hơn 80 quốc gia và vùng lãnh thổ, chiếm 14,2% thị phần xuất khẩu cà phê nhân toàn cầu
(đứng thứ 2, sau Brazil); đặc biệt, cà phê rang xay và hòa tan xuất khẩu đã chiếm 9,1% thị
phần (đứng thứ 5, sau Brazil, Indonesia, Malaysia và Ấn Độ) ...
- Số liệu thống kê cho thấy, trong những năm qua, xuất khẩu cà phê của Việt Nam
duy trì được tốc độ tăng trưởng khá, đạt 8,2%/năm với kim ngạch bình quân 3,13 tỷ
SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

6


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

USD/năm giai đoạn 2011-2018, chiếm 15% tổng kim ngạch xuất khẩu nông sản của cả
nước.
- Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, năm 2019 cả nước xuất khẩu cà phê đạt
1,61 triệu tấn (tương đương 26,8 triệu bao), trị giá 2,785 tỷ USD, giảm 13,9% về lượng và
giảm 21,2% về giá trị so với năm 2018. Như vậy, năm 2019, xuất khẩu cà phê Việt Nam
bị tuột mốc 3 tỷ USD so với vài năm trở lại đây.
- Cục Xuất Nhập khẩu (Bộ Cơng Thương) cho hay, tính chung 5 tháng đầu năm
2020, xuất khẩu cà phê ước đạt 813 nghìn tấn, trị giá 1,367 tỷ USD, tăng 4,7% về lượng
và tăng 2,9% về trị giá so với cùng kỳ năm 2019. Giá xuất khẩu cà phê bình quân trong
tháng 5/2020 đạt mức 1.680 USD/tấn, giảm 0,4% so với tháng 4/2020, nhưng tăng 2,4%
so với tháng 5/2019. Tính chung 5 tháng đầu năm 2020, giá xuất khẩu cà phê bình quân
đạt mức 1.682 USD/tấn, giảm 1,7% so với cùng kỳ năm 2019 [5].
1.2.2.3 Tình hình tiêu thụ

- Các chuỗi cửa hàng cà phê là loại hình phát triển nhanh với doanh thu hằng năm
tăng 32%. Sự tăng trưởng cao này là do việc mở rộng của các nhãn hiệu cửa hàng cà phê
hiện có và sự xâm nhập của các nhãn hiệu mới. Các chuỗi cửa hàng khác như  cà phê
nguyên chất, Coffee Bean and Tea Leaf, Gloria Jeans, Coffee Concepts và Highlands
cũng đang tiếp tục phát triển và mở thêm nhiều cơ sở. Sự phát triển bùng nổ của chuỗi
cửa hàng cà phê nói trên cho thấy khách hàng ngày càng khắt khe về chất lượng sản phẩm
cũng như dịch vụ của cửa hàng.
- Trong giai đoạn từ năm 2005-2015, lượng tiêu thụ cà phê của Việt Nam tăng
trưởng đáng kinh ngạc từ 0,43kg/đầu người/năm lên 1,38kg/đầu người/năm- mức tăng
trưởng cao nhất trong số các quốc gia xuất khẩu cà phê trên thế giới. Con số này được dự
báo sẽ tăng lên mức 2,6 kg/đầu/năm người vào năm 2021. Bộ Nông nghiệp và Phát triển
Nông thôn kỳ vọng lượng tiêu thụ cà phê trong nước sẽ tăng 10-15% [6].
1.3 Cấu tạo giải phẫu và thành phần hóa học của quả cà phê
1.3.1 Cấu tạo giải phẫu
Quả cà phê thường có hình dạng
elip tròn, elip. Cấu tạo quả cà phê bao
gồm các phần: Lớp vỏ quả (exocarp),
lớp thịt quả (mesocarp), lớp vỏ trấu
(endocarp), lớp vỏ lụa (silver skin),
nhân (seed).
SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

7


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hịa tan

Hình 1. 4 Cấu tạo quả cà phê

1.3.1.1

Lớp vỏ quả
- Đây là lớp vỏ cứng ngoài cùng của mỗi trái cà phê, thành phần chủ yếu là
cellulose chiếm khoảng 20-23% khối lượng quả.
- Vỏ quả được hình thành bởi một lớp tế bào nhu mơ nhỏ (các tế bào sơ cấp có
chứa lục lạp và có khả năng hấp thụ nước).
- Màu sắc của lớp vỏ này sẽ thay đổi rõ ràng trong suốt quá trình sinh trưởng của
trái cà phê, từ màu xanh (chlorophyl) khi còn non, chuyển dần sang màu vàng, màu đỏ,
và khi chín sẽ có màu đỏ thẫm (anthoxian).
- Phía ngồi vỏ quả được phủ một lớp sáp mỏng có tác dụng chống thoát ẩm cho
quả, lớp này mất dần khi quả chín.
1.3.1.2
L

Hình 1. 5 Sự thay đổi màu sắc của quả cà phê
ớp thịt quả (lớp nhầy)
- Thịt quả xếp tiếp theo lớp vỏ quả, là lớp khá dày (1.5-2mm).
- Trong quả cà phê chưa chín, đây là các mô cứng gắn liền với vỏ quả, khi quả
trưởng thành, các enzyme pectolytic sẽ phá vỡ các chuỗi pectin tạo thành các hợp chất
đường và pectin làm nên một cấu trúc mềm, mọng nước có độ nhớt cao nên được gọi là
chất nhầy, có nhiệm vụ bảo vệ hạt nhân khỏi cơn trùng gây hại khi trái cà phê chín chưa
được thu hoạch [7].
1.3.1.3 Lớp vỏ trấu
- Tiếp theo lớp thịt là lớp vỏ trấu, hay còn gọi là vỏ thóc, vỏ cứng.
- Thành phần chủ yếu là cellulose, muối khống và một ít chất béo.
- Lớp vỏ cứng thực chất là một màng bán thấm khô giữ nhiệm vụ bảo vệ cho
nhân.
- Vỏ trấu cà phê chè mỏng và dễ đập vỡ hơn so với cà phê vối và cà phê mít [8].
SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

8


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

1.3.1.4 Phần vỏ lụa
- Là lớp vỏ mỏng nằm sát nhân, vỏ lụa thực chất là màng bán thấm tinh.
- Vỏ lụa được hình thành từ nucellus có màu trắng bạc sau khi phơi khơ, nên cịn
được gọi là vỏ bạc.
- Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc, rất mỏng và dễ bong ra khỏi hạt khi chế
biến, còn vỏ lụa cà phê vối có màu nâu nhạt, cà phê mít có màu vàng nhạt, bám sát vào
nhân.
- Tuy nhiên, ở một số phương pháp sản xuất có thể giữ lại lớp vỏ lụa này và sẽ tự
tiêu hủy trong quá trình rang cà phê.
1.3.1.5 Phần nhân quả
- Phần trong cùng và là phần quan trọng nhất của quả, chịu trách nhiệm tích lũy
chất dinh dưỡng cho q trình nảy mầm của phơi.
- Một quả cà phê thơng thường có 2 nhân (cá biệt có 1 hoặc 3 nhân) bên trong là
phơi và nhũ. Nhũ chứa toàn bộ chất dinh dưỡng.
Bảng 1. 1 Tỷ lệ phần trăm khối lượng các thành phần của quả cà phê [9]
Thành phần

Loại cà phê
Cà phê chè
(Arabica)

Cà phê vối

(Robusta)

Vỏ quả

43-45

41-44

Vỏ thịt – Lớp nhớt

20-23

21-22

Vỏ trấu

6-7,5

6-8

Vỏ lụa và nhân

26-30

26-29

1.3.2 Thành phần hóa học của quả cà phê
 Nhóm chất hữu cơ có trong cà phê
Nước: Cà phê tươi có độ ẩm tuyệt đối, với hàm lượng nước cao thì các loại nấm
mốc phát triển mạnh làm hỏng quả đồng thời khi rang sẽ tốn nhiều nhiên liệu và thất thốt

hương nhiều hơn. Vì vậy thơng qua các phương pháp chế biến cà phê hàm lượng nước
giảm xuống 10-12% cà phê sẽ được bảo quản lâu hơn. Hàm lượng nước sau rang cịn
khoảng 2-3%.
Protein: Hàm lượng khơng cao nhưng đóng vai trị quan trọng trong q trình hình
thành hương vị của sản phẩm. Bằng phương pháp thủy phân, thành phần protein có những
axit amin ít thấy ở dạng tự do sau: Cysteine, Alanine, Phenylalanine, Histidine, Leucine,
SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

9


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

Lysine, Derine, ... Chúng được giải phóng ra và tác dụng với nhau hoặc tác dụng với
những chất tạo mùi và vị cho cà phê rang. Những axit amin có chứa lưu huỳnh như
cystein, 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 [10].
Lipid: Chiếm 10-13%, chủ yếu là dầu và sáp. Trong đó sáp chiếm 7-8%, cịn lại
dầu chiếm khoảng 90%. Trong quá trình chế biến một phần axit béo tham gia dưới tác
dụng của nhiệt độ cao tạo nên hương thơm cho sản phẩm, lượng lipid không bị biến đổi là
dung mơi tốt hịa tan các chất thơm. Khi pha cà phê phần lớn lipid lưu lại trong bã.
Cacbohydrat: Chiếm 1⁄2 tổng số chất khô, đại bộ phận không tham gia vào thành
phần nước uống mà chỉ cho màu và vị caramel. Đường có trong cà phê do quá trình thủy
phân dưới tác dụng của axit hữu cơ và các enzyme thủy phân. Hàm lượng Saccharose có
trong 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 cà phê.
 Nhóm chất hương, chất khống:
Các Alkaloid: Bản chất là các methylxanthin, khơng màu, khơng mùi, tan trong

nước và có vị đắng và có khả năng kích thích hệ thần kinh, bao gồm: Caffeine,
trigonelline,
theobromine, theophylline. Trong đó quan trọng và được nghiên cứu nhiều hơn cả là
Caffeine và Trigonellin.
- Caffeine (C8H10N4O2):

Hình 1. 6 Cơng thức hóa học của caffeine
Cịn gọi là trimethylaxantine, coffeine, thine, mateine, guaranine, hay 1,3,7trimethylxanthine là một xanthine alkaloid có thể tìm thấy được trong các loại hạt cà phê,
trong trà (chè), hạt cola, và (một lượng nhỏ) trong hạt ca cao. Trong quả cà phê caffeine
chỉ đóng góp khoảng 10% vào vị đắng của cà phê, phần nhiều còn lại là do trigonelline
gây ra. Caffeine hòa tan tốt trong cả nước và lipid, vì vậy nó dễ dàng hấp thụ trực tiếp vào
máu – nhanh chóng tác động lên toàn cơ thể cũng như não. Hàm lượng caffeine hầu như
khơng thay đổi trong q trình rang cà phê. Do nhiệt độ phân hủy cao, caffeine trong cấu
SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

10


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

trúc tế bào của hạt cà phê rất ổn định ngay cả hơn 200°C (400°F). Trong quả cà phê,
caffeine có vai trị là một chất chống cơn trùng, hàm lượng caffeine trung bình trong cà
phê Robusta cao hơn so với cà phê Arabica nên khả năng chống chịu sâu bệnh cũng tốt
hơn [11].
- Trigonelline (Acid Metyl Betanicotic: C7H7NO2 ):

Hình 1. 7 Cơng thức hóa học của trigonelline
Là Ancanoit khơng có hoạt tính sinh lý, ít tan trong rượu Etylic, không tan trong

Clorofoc và Ete, tan nhiều trong nước nóng, nhiệt độ nóng chảy là 2180 ⁰C. Tính chất
đáng quý của Trigonelline là dưới tác dụng của nhiệt độ cao nó bị thủy phân tạo thành
Acid Nicotic (tiền Vitamin PP). Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy trong cà phê nhân
khơng có Acid Nicotic nhưng nó được hình thành trong q trình gia nhiệt trong đó sự
nhiệt phân Trigonelline giữ vị trí quan trọng.
Hàm lượng Trigonelline được tìm thấy trong cà phê Arabica là khoảng 1% và
trong cà phê Robusta là khoảng 0.7%. Nhiệm vụ quan trọng nhất của Trigonelline trong
hạt cà phê là tạo hương vị trong quá trình rang. Khi gặp nhiệt độ trên 160oC, Trigonelline
phản ứng dần trong điều kiện nhiệt độ cao để tạo thành khí CO2, nước và phức hợp các
chất tạo mùi thơm thuộc nhóm Pyridine. Các chất thuộc nhóm Pyridine này là tác nhân
chính tạo hương vị ngọt ngào, hương caramel và hương đất cho các sản phẩm cà phê rang.
Chất thơm và vitamin:
Trong cà phê hàm lượng chất thơm nhỏ, nó được hình thành và tích lũy trong hạt.
Sự tích lũy chất thơm trong hạt nói riêng và cấu trúc hương vị cà phê chịu ảnh hưởng rất
lớn bởi độ cao, vì vậy các loại cà phê được trồng càng cao thì phẩm chất hạt càng tốt hơn.
Mặt khác nó được hình thành trong q trình chế biến cà phê, đặc biệt trong quá trình
rang. Chất thơm bao gồm nhiều phân tử cấu thành như: Acid, Aldehyd, Ceton, rượu,
Phenol, Este… Trong quá trình rang các chất thơm thốt ra ban đầu có mùi hắc sau
chuyển thành mùi thơm. Các chất thơm của cà phê dễ bị bay hơi, biến đổi và dẫn đến hiện
tượng cà phê bị mất mùi thơm nên cần đựng trong bao bì kín và tiêu thụ nhanh [12].
Vitamin nhóm B như: B1, B2, B3, B6, PP, B12 và vitamin E. Cà phê nhân có hệ
SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

11


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

enzyme đa dạng với đủ các nhóm: Oxydaza, hydrolaza, transpheraza, isomeraza đóng vai
trị quan trọng trong q trình sinh hóa, sinh lý của hạt. Màu sắc của cà phê nhân thay đổi
có liên hệ với sự thay đổi hoạt tính của hệ enzyme này.

Các bảng thành phần hóa học:
Bảng 1. 2 Thành phần hố học của vỏ quả cà phê, đơn vị %
Loại cà phê
Thành phần
Protein

Arabica

Robusta

9,2-11,2

9,17

Chất béo

1,73

2,00

Cellulose

13,16

21,65

Tro

3,20

3,30

Hợp chất không chứa nitơ

66,16

57,85

Đường

-

14,60

Tanin

-

4,46

Pectin

-

6,50

0,88

-

Caffeine

Bảng 1. 3 Thành phần hoá học của thịt quả, đơn vị % [9]
Loại cà phê
Thành phần

Arabica

Robusta

Pectin

33,0

38,0

Đường khử

20,0

-

Đường khơng khử

30,0

-

Cellulose và tro

17,0

-

SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

12


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

Bảng 1. 4 Thành phần hoá học của lớp vỏ trấu, đơn vị % [9]
Tên thành phần

Loại cà phê
Arabica

Robusta

Protein

1,46

2,22

Chất béo

0,35

0,35

Cellulose

61,80

67,8

Hemicellulose

11,60

-

Tro

0,96

3,30

Chất đường

27,0

-

Bảng 1. 5 Thành phần hoá học của nhân, đơn vị % [9]
Thành phần

g/100g

Thành phần

Hàm lượng (%)

Protein

9,0-16,0

Nước

8,0-12,0

Lipid

4,0-18,0

Hemixenllulose

20,0

Cellulose

10,0-20,0

Licnhin

4,0

Tro

2,5-4,5

Axit clorogenic

2,0-8,0

Tinh bột

5,0-23,0

Axit cafetanic

8,0-9,0

Đường

5,0-10,0

Axit cafeic

1,0

Tanin

2,0

Pentosan

5,0

Dextrin

0,85

-

SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

-

13


Quy trình cơng nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt và cà phê hòa tan

Caffeine

0,8-2,0

-

-

(-) chưa xác định
Trong nhân cà phê có chứa khoảng 30-40 cấu tử thơm, thành phần và tính chất các
cấu tử như sau:
Bảng 1. 6 Các cấu tử thơm của nhân cà phê [9]
Cấu tử

Tỷ lệ (%)

Khối lượng phân tử

Điểm sôi (⁰C)

Axetaldehyt

19,9

44

21

Diaxetyl

7,5

86

88

Izoloxin

3,0

72

63

Furan

3,2

68

32

Dimetylsunfit

1,0

62

38

n-Butaldehyt

0,7

72

75

Metylmercaptan

0,1

48

6

Axeton

18,7

58

56

1.4 Tác dụng của cà phê đối với con người
1.4.1 Tác dụng tích cực
Cà phê là một hỗn hợp phức tạp của hơn 800 hợp chất dễ bay hơi, chủ yếu trong
caffeine có axit chlorogenic. Trong những năm qua, cà phê đã dần mang lại các tác động
tích cực cho sức khỏe của con người. Theo các nghiên cứu dịch tễ học và nghiên cứu thực
nghiệm cho thấy rằng uống cà phê có thể giúp ngăn ngừa một số bệnh mãn tính, bao gồm
bệnh đái tháo đường týp 2 và bệnh gan. Cà phê cịn có tác dụng giúp cơ thể khỏe mạnh,
tim mạch khỏe hơn và tỉnh táo làm việc. Thậm chí, cà phê còn giúp hạn chế khả năng gây
ung thư, chống lại các bệnh liên quan tới tim mạch và đột quỵ. Phụ nữ uống cà phê
thường xuyên giúp giảm quá trình oxy hóa, làm chậm lão hóa, đẹp da.
Có thể hiệu quả cho:
 Sự tỉnh táo: Uống cà phê và các đồ uống khác có chứa caffeine suốt cả ngày
dường như giúp tăng sự tỉnh táo và suy nghĩ rõ ràng. Caffeine cũng có thể cải thiện sự

tỉnh táo sau khi thiếu ngủ.
 Suy giảm chuyển động của thức ăn qua ruột sau khi phẫu thuật: Uống cà phê có
thể làm tăng tốc độ tiêu hóa và khả năng ăn thức ăn rắn của một người sau một số ca phẫu
thuật đường ruột.
SVTH: Nhóm 5

GVHD: T.S Nguyễn Thị Trúc Loan

14