(Tiểu luận) đồ án công nghệ 1 đề tài tìm hiểu về các phương pháp sản xuất cà phê rang xay dạng hạt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
KHOA HỐ

ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ 1
ĐỀ TÀI:
TÌM HIỂU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT
CÀ PHÊ RANG XAY DẠNG HẠT

GVHD: ThS. ĐOÀN THỊ HỒI NAM

SVTH: LÊ VŨ KIỀU TRINH
MSSV: 107170280
NHĨM HP: 17.48B

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2020


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU........................................................................................2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUN LIỆU............................................3
1.1.

Đặc tính thực vật của cà phê-----------------------------------------------------------3

1.2.

Cấu tạo giải phẫu và thành phần hoá học của quả cà phê-------------------------4

1.2.1.

Cấu tạo giải phẫu quả cà phê [4]------------------------------------------------4

1.2.2.

Thành phần hoá học của quả cà phê [3, 4]------------------------------------5

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ RANG XAY..........................8
2.1. Các phương pháp sản xuất cà phê nhân – Ưu điểm và nhược điểm của từng
phương pháp [6]---------------------------------------------------------------------------------8
2.1.1. Phương pháp phơi khô tự nhiên (Dry Processed/ Natural/ Sun Dried)-------8
2.1.2. Phương pháp chế biến ướt (Full-washed/ Washed/ Wet)------------------------9
2.1.3. Phương pháp chế biến bán ướt (Semi-washed/ Honey/ Pulped Natural)-----9
2.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê rang xay [3, 7]-------------------------------11
2.2.1. Quy trình cơng nghệ----------------------------------------------------------------11
2.2.2. Thuyết minh quy trình--------------------------------------------------------------12
2.2.2.1. Xử lí và làm sạch------------------------------------------------------------------12
2.2.2.2. Phân loại---------------------------------------------------------------------------12
2.2.2.3. Rang cà phê nhân-----------------------------------------------------------------12
2.2.2.3.1. Mục đích và yêu cầu---------------------------------------------------------12
2.2.2.3.2. Các biến đổi và yếu tố ảnh hưởng-----------------------------------------14
2.2.2.3.3. Máy móc thiết bị rang-------------------------------------------------------16
2.2.2.4. Làm nguội cà phê rang-----------------------------------------------------------18
2.2.2.5. Phối trộn cà phê rang------------------------------------------------------------18
2.2.2.6. Ủ cà phê rang----------------------------------------------------------------------19
2.2.2.7. Xay cà phê rang-------------------------------------------------------------------19
2.2.2.8. Bao gói và bảo quản cà phê rang xay------------------------------------------21

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 1


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

MỤC LỤC HÌNH
Hình 1.1: Quả và lá của ba lồi cà phê thơng dụng............................................4
Hình 1.2: Cấu tạo giải phẫu quả cà phê..........................................................5
Hình 2.1 : Phơi cà phê............................................................................... 9
Hình 2.2: Cà phê được rửa ra khỏi bồn lên men.............................................. 10
Hình 2.3: Các loại hạt cà phân nhân sau khi chế biến bằng phương pháp bán ướt....11
Hình 2.4: Rang cà phê bằng chảo................................................................ 17
Hình 2.5: Máy rang cà phê loại 5kg.............................................................17
Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo của máy rang cà phê Hot Air.......................................18
Hình 2.7: Máy rang cà phê Hot Air cơng nghiệp.............................................19
Hình 2.8: Một số thiết bị phối trộn cà phê......................................................20
Hình 2.9: Một số loại máy xay cà phê..........................................................22
Hình 2.10: Một số loại bao bì bảo quản cà phê rang xay....................................22
Hình 2.11: Sơ đồ hệ thống sản xuất cà phê rang xay dạng hạt của một nhà máy......23

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 2


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần hoá học của lớp vỏ quả.................................................6
Bảng 1.2: Thành phần hoá học của lớp vỏ thịt.................................................7
Bảng 1.3: Thành phần hoá học của lớp vỏ trấu.................................................7
Bảng 1.4: Thành phần hoá học của nhân cà phê............................................... 8
Bảng 1.5: Các cấu tử thơm của nhân cà phê.................................................... 8
Bảng 2.1: Sự biến đổi màu sắc của cà phê theo nhiệt độ rang.............................16

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 3


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

LỜI NÓI ĐẦU
Cà phê (gốc từ café trong tiếng Pháp) là một loại thức uống màu nâu cánh gián
với hương thơm phương phức rất mê hoặc đã được phát hiện từ rất sớm, và ngày nay
nó trở thành một sản phẩm hàng hố quan trọng có mặt khắp mọi nơi trong cuộc sống
từ vùng quê đến thành thị. Cà phê không thể thiếu trong sinh hoạt hằng ngày của
nhiều người, đi đâu ta cũng thấy mọi người nhắc đến hai chữ cà phê, từ bàn luận công
việc, bạn bè tán gẫu, giải trí cùng gia đình, tiếp đón khách,… Khơng giống các loại
đồ uống khác, chức năng chính của cà phê không phải là giải khát, mặc dù người dân
Mỹ uống nó như thức uống giải khát. Chức năng chính của cà phê là tạo cảm giác
hưng phấn với người sử dụng do có chứa hàm lượng cafein. Theo một nghiên cứu

được công bố vào tháng 8 năm 2005 của nhà hố học Mỹ, Joe A. Vinson, thuộc đại
học Scranton thì cà phê là một nguồn quan trọng cung cấp các chất chống oxi hố
(antioxidant) cho cơ thể, mà vai trị trước đây người ta chỉ thấy ở hoa quả và rau
xanh. Những chất này cũng gián tiếp làm giảm nguy cơ bị ung thư ở người.
Người ta tin rằng tỉnh Kaffa của Ethiopia chính là vùng đất khởi nguyên của cây
cà phê. Từ thế kỉ thứ 9 người ta đã nói đến loại cây này ở đây. 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, hay còn được gọi là Mokka, tức là thành phố Al Mukha thuộc
Yemen ngày nay.[ CITATION Ben01 \l 1066 ]k Hiện nay, cà phê được trồng tại hơn
70 quốc gia trên thế giới, chủ yếu là các khu vực nằm gần đường xích đạo thuộc châu
Mỹ, Đơng Nam Á, Ấn Độ và châu Phi.
Ở
Việt Nam cà phê là một thức uống được ưa chuộng với hai dạng thường thấy
là cà phê pha phin và cà phê hoà tan. Cà phê hoà tan được biết đến với sự tiện lợi của
nó, chỉ cần chế với nước sơi và khuấy đều là có thể thưởng thức. Nhưng thông dụng
nhất vẫn là cà phê pha phin. Sau khi chín, quả cà phê sẽ được hái, chế biến và phơi khô.
Hạt cà phê khô sẽ được rang trong nhiều điều kiện nhiệt độ khác nhau, tùy thuộc vào
nhu cầu thị hiếu. Hạt cà phê sau khi rang sẽ được đem đi xay và ủ với nước sôi để tạo ra
cà phê dưới dạng thức uống.
Trong bài này, em sẽ trình bày về các phương pháp sản xuất cà phê nhân cũng
như quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê rang xay, để biết có được một ly cà phê
thơm ngon là thành quả cả một quá trình từ lúc gieo trồng, ra hoa kết trái rồi rang
xay, chế biến.
SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 4

Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

1.1. Đặc tính thực vật của cà phê
Cà phê (Coffea) là tên một chi thực vật thuộc họ Rubiaceae, và bao gồm 103
loài từ châu Mỹ Latinh, châu Phi và châu Á. Chỉ có hai lồi thuộc chi Coffea được
trồng rộng rãi và có ý nghĩa kinh tế: lồi thứ nhất có tên thơng thường trong tiếng
Việt là Cà phê chè (tên khoa học: Coffea Arabica), loài thứ hai là Cà phê vối (tên
khoa học: Coffea Canephora hay Coffea Robusta), một số loài khác được trồng trên
các bề mặt nhỏ. Hai loài này chiếm lần lượt 65% và 35% sản lượng cà phê thế giới.
[ CITATION Ale19 \l 1066 ] Trong hai loại cà phê kể trên, cà phê chè thường được
đánh giá cao hơn về các tính chất hương vị, và thường được dùng để sản xuất cà phê
rang xay. Còn cà phê vối thường dùng để sản xuất cà phê hoà tan hoặc phối trộn với
cà phê chè để sản xuất cà phê rang xay.
Cà phê chè (Coffea Arabica L.)
Xuất xứ ở cao nguyên Ethiopia có đặc điểm lá cây nhỏ, lá mỏng và nhỏ, hoa
màu trắng có hương thơm, có khả năng chịu lạnh (ở nhiệt độ 15-20 ℃ ), nhân hình
trịn (cà phê bi), nhỏ, có hương và mùi thơm hơn các loại cà phê khác. Hàm lượng
cafein khoảng 1,3-1,7%. Ở Việt Nam hiện nay trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc nơi có
điều kiện thời tiết lạnh, thời gian thu hoạch từ tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm
sau. Tuy nhiên loại này cũng có các chủng sau:
rất cao.

Coffea Arabica – L. var. Mokka Cramer: Có năng suất thấp nhưng chất lượng

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

-

Coffea Arabica – L. var. Typica L: Có khả năng chống chịu hạn khá tốt, có năng

suất cao hơn nhưng chấp lượng lại thấp hơn.[ CITATION Ngu10 \l 1066 ]

Cà phê vối (Coffea Canephora P.)
Xuất xứ ở Công Gơ 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 được
lạnh và gió mạnh. Nhân hình trứng (cà phê sẻ), to. Hàm lượng cafein khoảng 2,03,6%. Loại này phù hợp cho sản xuất cà phê hoà tan, thời gian thu hoạch từ tháng 12
năm trước tới tháng 4 năm sau. Tuy nhiên, loại này cũng có 2 chủng sau:

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 5


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

Coffea Canephora – P. var. Robusta: Có khả năng trồng được ở mọi độ cao
nhưng 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 và nhân nhỏ hơn chủng trên.[ CITATION Ngu10 \l 1066 ]
Ngoài 2 loại cà phê chính trên chúng ta cịn có cà phê mít (tên khoa học: Coffea
Liberica) với đặc điểm là cây cao tới 8-10m, lá to, quả mọng, năng suất cao, có khả
năng sinh trưởng ở vùng đất xấu, chịu hạn tốt, chịu ẩm tốt nhưng hương thơm kém
và có vị đắng mạnh. Hàm lượng cafein khoảng 0,8-1,2%. Thời gian thu hoạch từ
tháng 5 đến tháng 8 hàng năm.[ CITATION Ngu10 \l 1066 ]

Hình 1.1: Quả và lá của ba lồi cà phê thơng dụng
1.2. Cấu tạo giải phẫu và thành phần hoá học của quả cà phê
1.2.1. Cấu tạo giải phẫu quả cà phê[ CITATION Trị09 \l 1066 ]
Quả cà phê gồm các phần sau: Lớp vỏ quả, lớp vỏ thịt (lớp nhầy), lớp vỏ trấu,
lớp vỏ lụa và nhân quả.

Hình 1.2: Cấu tạo giải phẫu quả cà phê
Lớp vỏ quả (Skin): Là lớp vỏ ngồi cùng, có màu đỏ, đỏ sẫm hoặc vàng tuỳ
chủng, mềm, cà phê chè mềm hơn cà phê vối và cà phê mít.

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 6


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

Lớp vỏ thịt (Mucilage): nằm dưới lớp vỏ quả, mềm. Vỏ thịt cà phê vối và cà
phê chè mềm, ngọt, mỏng, dễ bong tróc khi xay xát hơn cà phê mít.
Vỏ trấu (Parchment): là một lớp vỏ cứng bao bọc nhân, cấu tạo chủ yếu là
cellulose. Vỏ trấu cà phê chè mỏng hơn, dễ vỡ hơn cà phê vối và cà phê mít. Hạt cà phê
sau khi loại các chất nhầy và phơi khơ gọi là cà phê thóc.
Lớp vỏ lụa (Silver Skin) : Đây là một lớp vỏ mỏng, mềm, nằm sát nhân cà phê,
chúng có màu sắc và đặc tính khác nhau tùy theo loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè có màu
trắng bạc rất mỏng và dễ bong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vối
màu nâu nhạt, vỏ lụa cà phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhân cà phê.
Nhân cà phê: gồm nội nhũ (edosperm) và phôi (embryo). Nội nhũ là lớp tế bào

phần ngồi, có những tế bào nhỏ trong đó chứa những chất dầu, chịu trách nhiệm tích
luỹ chất dinh dưỡng cho q trình nảy mầm của phơi. Trong lớp nội nhũ là phơi, có
những tế bào lớn và mềm hơn.
1.2.2. Thành phần hoá học của quả cà phê[ CITATION Ngu10 \l 1066 \m Trị09]

-

Thành phần hoá học của lớp vỏ quả
Bảng 1.1: Thành phần hoá học của lớp vỏ quả
Thành phần
Protein

Cà phê chè (%)

Cà phê vối (%)

9,20-11,20

9,17

Lipit

1,73

2,00

Xenlulo

13,16

27,65

Tro

3,22

3,33

Hợp chất phi protein

66,16

57,85

Đường

-

14,60

Tanin

-

14,42

Pectin

-

4,07

Cafein

0,58

0,25

(-) là chưa xác định

-

Thành phần hoá học của lớp vỏ thịt
Bảng 1.2: Thành phần hoá học của lớp vỏ thịt

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 7


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

Thành phần

Cà phê chè (%)

Cà phê vối (%)

Pectin

33,0

38,0

Đường không khử

20,0

-

Đường khử

30,0

45,8

Xenlulo và tro

17,0

-

(-) là chưa xác định
Độ pH của lớp vỏ thịt tuỳ thuộc vào độ chín của quả, thường pH = 5,6-5,7
nhưng có khi pH = 6,4. Trong lớp vỏ thịt đặc biệt có men pectaza phân giải pectin
trong quá trình lên men.
-

Thành phần hố học của lớp vỏ trấu
Bảng 1.3: Thành phần hoá học của lớp vỏ trấu
Thành phần

Cà phê chè (%)

Cà phê vối (%)

Xenlulo

61,80

67,8

Hemixenlulo

11,60

-

Protein

1,46

2,22

Đường

27,00

-

Tro

0,96

3,30

Các hợp chất có dầu

0,35

0,35

Trong vỏ trấu có một ít cafein, khoảng 0,4% do từ nhân khuếch tán ra lúc lên
men hoặc lúc phơi khô.
-

Thành phần hoá học của nhân cà phê
Bảng 1.4: Thành phần hoá học của nhân cà phê
Thành phần

g/100g

Thành phần

g/100g

Protein

9,0 – 16,0

Cafein

0,8 – 2,0

Lipit

4,0 – 18,0

Nước

8,0 – 12,0

Xenlulo

10,0 – 20,0

Hemixenlulo

20,0

Linhin

4,0

Tro

2,5 – 4,5

Tinh bột

5,0 – 23,0

Axit clorogenic

2,0 – 8,0

Đường

5,0 – 10,0

Axit cafetanic

8,0 – 9,0

Tanin

2,0

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Axit cafeic

1,0

Trang 8


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

Dextrin

0,85

Pentosan

5,0

Trong nhân cà phê có chứa khoảng 30 – 40 cấu tử thơm, thành phần và tính chất
của các cấu tử chính như sau:
Cấu tử

Bảng 1.5: Các cấu tử thơm của nhân cà phê
Tỉ lệ (%)
Khối lượng phân tử

Điểm sôi (
℃)

Acetaldehyde

19,9

44

21

Diacetyl

7,5

86

88

Isoleucine

3,0

72

63

Furan

3,2

68

32

Dimethyl Sulfate

1,0

62

38

n- butaldehyt

0,7

72

75

Metylmercaptan

0,1

48

6

Axeton

18,7

58

56

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 9

Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ RANG XAY

2.1. Các phương pháp sản xuất cà phê nhân – Ưu điểm và nhược điểm của từng
phương pháp[ CITATION Trư15 \l 1066 ]
Sau khi được thu hoạch, mỗi quả cà phê sẽ mang trong mình sứ mệnh riêng, con
đường riêng để đến với người tiêu dùng. Để khai thác trọn vẹn hương vị của từng loại
cà phê, từng điều kiện sinh trưởng,… người ta chế biến cà phê nguyên bản theo các
phương pháp khác nhau. Mỗi phương pháp chế biến đều là quy trình sản xuất chuyên
biệt để làm nên chuẩn mực hương vị của từng loại cà phê. Nguyên tắc trong chế biến
cà phê là tách vỏ ra khỏi quả chín rồi làm giảm độ ẩm của hạt cà phê xuống cịn 1012%. Nghe thì đơn giản vậy thơi, nhưng thật ra quy trình chế biến lại rất phức tạp.
Hiện nay, có 3 phương pháp chế biến cà phê chính đang được sử dụng:
2.1.1. Phương pháp phơi khô tự nhiên (Dry Processed/ Natural/ Sun Dried)
Đây là phương pháp chế biến lâu đời nhất, dễ thực hiện nhất và phù hợp với các vùng
ít nước. Phương pháp này được sử dụng phổ biến ở Brazil, Ethiopia, Yemen, Costa Rica, ở
Việt Nam thường sử dụng phương pháp chế biến khô cho cà phê Robusta. Ngun quả cà
phê chín được để ngun tồn bộ lớp vỏ, sau đó trực tiếp phơi dưới ánh nắng tự nhiên,
được phơi dưới nền đất hoặc trên sàn lưới. Thời gian phơi tối thiểu 7 ngày (nếu đủ nắng)
đến 9 ngày khi đó quả khơ sẽ đạt độ ẩm 12%. Ngồi ra, một số nơi cịn sử dụng máy xát vỏ
trước khi phơi nên thời gian phơi giảm đáng kể xuống còn 4 ngày, với cách này chúng ta
giảm được thời gian phơi và nhân cơng.

Hình 2.1 : Phơi cà phê

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 10


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

Ưu điểm: Phương pháp này sẽ đảm bảo vị mật ngọt tự nhiên của trái cà phê, ít
chua và giữ hương vị tốt. Phương pháp này phù hợp với môi trường vì hầu như rất ít sử
dụng nước, phơi nắng tự nhiên, và ít tốn kém đầu tư máy móc thiết bị, nhân công.
Nhược điểm: Quả lâu khô, dễ bị lên men, mốc, có mùi đất (nếu phơi sân ẩm).
Hầu hết Robusta ở Việt Nam sử dụng phương pháp chế biến khô, đối với Arabica cần
hạn chế phương pháp này.
2.1.2. Phương pháp chế biến ướt (Full-washed/ Washed/ Wet)
Cà phê sau khi thu hoạch được phân loại trái chín và chưa chín bằng tay hoặc
bằng thiết bị máy móc. Quả chín được mang đi xát vỏ thịt bằng máy chuyên dụng.
Sau đó hạt cà phê được mang đi ủ để loại bỏ chất nhầy bên ngoài lớp vỏ trấu. Thời
gian ủ từ 24 – 36 giờ tuỳ theo hương vị cà phê mà người ta muốn sản xuất, thời gian
ủ càng lâu vị chua của cà phê càng đậm. Xong công đoạn lên men cà phê được mang
ra rửa sạch lớp nhớt cịn bám quanh hạt. Sau đó cà phê thóc được mang đến sân phơi
hoặc sấy khô để đạt độ ẩm 12%. Hầu hết cà phê Arabica trên thế giới được chế biến
theo cách này, đây là lí do cà phê Arabica ngun chất có vị chua thanh đặc trưng.

Hình 2.2: Cà phê được rửa ra khỏi bồn lên men
Ưu điểm: Phương pháp này giúp đảm bảo phẩm chất nội tại của hạt cà phê
cho ra sản phẩm cà phê nhân có màu sắc, chất lượng đồng nhất, có giá trị thương mại
cao.
Nhược điểm: Để chế biến ướt đạt hiệu quả cần theo dõi sát sao suốt quá trình
lên men, tránh việc hình thành các hương vị khơng mong muốn do lên men quá mức.
Đồng thời quá trình này khá tốn kém (so với phương pháp chế biến khô chỉ cần phơi

dưới ánh mặt trời) địi hỏi chi phí cao, sử dụng nhiều máy móc, lượng nước xả thải lớn.
2.1.3. Phương pháp chế biến bán ướt (Semi-washed/ Honey/ Pulped Natural)
Phương pháp chế biến bán ướt hay còn gọi là phương pháp mật ong. Phương
pháp này xuất xứ từ Costa Rica và thường được các nước vùng Trung Mỹ sử dụng.

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 11


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

Đây là cách chế biến nửa khô nửa ướt, nguyên tắc cơ bản là chỉ chọn những trái cà
phê đã chín khi thu hái. Khi đó, hàm lượng đường trong quả sẽ đạt mức cao nhất và
đạt chất lượng tốt nhất để chế biến theo phương pháp này. Vỏ trái cà phê được tách
hoàn toàn, nếu trong chế biến ướt, sau khi xát vỏ quả, cà phê được ngâm ủ trong bồn
lên men từ 24 – 36 giờ thì trong phương pháp mật ong cà phê khơng cần lên men
hồn tồn, hoặc chỉ lên men ngắn dưới 12 giờ để giữ lại 1 phần chất nhầy (phần thịt
quả). Sau đó, đưa hạt cà phê lên giàn phơi bằng nắng tự nhiên, tùy thuộc vào điều
kiện thời tiết và thời gian phơi mà chất lượng cùng hương vị của cà phê lại khác
nhau. Do lớp cơm của trái cà phê chín có độ nhớt và sệt, nên người ta gọi đây là
phương pháp chế biến mật ong, chứ không phải cà phê tẩm mật ong.
Dường như để làm cho mọi thứ trở nên phức tạp hơn, có vẻ như các nhà sản
xuất cà phê Trung Mỹ đã chuẩn hóa quy trình chế biến mật ong với sự khác biệt màu
sắc (và chất vị) dựa trên lượng chất nhầy được giữ lại và thời gian phơi sấy:
Yellow Honey: Trong kỹ thuật mật ong vàng, một phần chất nhầy được loại
bỏ bằng thiết bị cơ khí. Cà phê có thể được ủ và làm khô trong khoảng 8 đến
10 ngày, lớp chất nhầy sau khi khô sẽ bết lại với màu vàng đặc trưng – như

mật ong. Hương vị lúc này gần giống với cà phê chế biến ướt, và tùy thuộc vào
giống cà phê, tính acid có thể được tăng cường.
Red Honey: Tương tự như trên, nhưng khi sản xuất cà phê mật ong đỏ,
khoảng 50 đến 75% (tương đối là nhiều hơn) chất nhầy được giữ lại cho q
trình sấy khơ, phải mất 12 đến 15 ngày để sấy khô khối hạt với sự đảo trộn
thường xuyên.
Black Honey: Chế biến mật ong đen được làm khơ với 100% chất nhầy. Do
độ dính cao của khối hạt cà phê sau khi xát vỏ, nên cà phê phải được xoay và
trộn thường xuyên để tránh bết thành các khối. Đây là q trình khó khăn nhất,
địi hỏi rất nhiều thời gian và cơng sức. Phải mất khoảng 30 ngày để làm khơ
hồn tồn cà phê.

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 12


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

Hình 2.3: Các loại hạt cà phân nhân sau khi chế biến bằng phương pháp bán ướt
Ưu điểm: Vì khơng địi hỏi cơ giới cao, phương pháp này cũng tiêu thụ ít
nước hơn so với chế biến ướt truyền thống, lượng xả thải cũng hạn chế mà vẫn phát huy
được hương vị cà phê trong quá trình lên men.
Nhược điểm: Cũng như phương pháp phơi khô tự nhiên, chất lượng của cà
phê có thể sẽ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên như ánh sáng, gió, bụi bẩn,… (do có
một q trình phơi khơ). Ngồi ra, cà phê chế biến bằng phương pháp bán ướt còn chịu
ảnh hưởng bởi tay nghề của người sơ chế, người sơ chế cần có kỹ năng và kinh nghiệm
thì mới cho những mẻ cà phê thành phẩm chất lượng, đồng nhất hương vị.

2.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê rang xay[CITATION Ngu10 \m pha \l
1066 ]
Nguyên liệu để sản xuất cà phê rang xay là hạt cà phê hay còn gọi là cà phê
nhân. Dưới đây em sẽ trình bày quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê rang xay từ cà
phê nhân được chế biến theo phương pháp chế biến ướt. Và sản phẩm cà phê rang
xay có các đặc tính sau:
-

Màu nước đen tuyền/huyền.
Hương thơm đặc trưng của cà phê.

-

Vị đắng mạnh, hậu ngọt.
2.2.1. Quy trình cơng nghệ
Cà phê nhân

Xử lí và làm sạch

Phân loại

Rang cà phê nhân

Làm nguội cà phê rang

Phối trộn

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 13

Đồ Án Cơng Nghệ 1

Ủ

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

cà phê

Xay cà phê rang

Bao gói, bảo quản
2.2.2. Thuyết minh quy trình
2.2.2.1. Xử lí và làm sạch
Mục đích: Trong q trình sản xuất cà phê nhân được bảo quản một thời gian
lâu nên cà phê nhân dễ bị hấp phụ mùi lạ đặc biệt là mùi mốc nên phải xử lí trước khi
chế biến.
Phương pháp xử lí: có thể xử lí bằng nước hoặc bằng dung mơi hữu cơ.
Xử lí bằng nước: cà phê nhân sau khi bảo quản (chất lượng còn tốt) ngâm cà
phê trong nước 5 phút, lúc này nước sẽ ngấm vào hạt hoà tan mùi mốc, sau đó vớt ra để
ráo, đây là trường hợp đối với mốc nhẹ.
Xử lí bằng dung mơi hữu cơ: xử lí trong trường hợp bị mốc nặng, dùng rượu
có nồng độ 20% thể tích. Thời gian xử lí 5-10 phút, sau đó vớt ra để ráo.
2.2.2.2. Phân loại
Mục đích: Tạo cho khối hạt có kích thước đồng đều, tạo điều kiện cho quá
trình rang được thuận lợi.
Phương pháp: thường dùng hệ thống sàng để tiến hành phân loại, dựa vào sự
khác nhau về kích thước giữa các cấu tử trong hỗn hợp cà phê. Quá trình phân loại
nguyên liệu ta được 2 phần: phần lọt sàng gồm các phần tử hạt gãy, vỡ, phần không

lọt sàng là các hạt nguyên. Khối hạt cà phê sau phân loại được tách đem rang riêng.
2.2.2.3. Rang cà phê nhân
2.2.2.3.1. Mục đích và yêu cầu
Rang là quá trình gia nhiệt cho cà phê nhân để tạo nên những biến đổi màu sắc
trong hạt, hình thành nên những tính chất đặc trưng cho cà phê về màu sắc, mùi và vị
thông qua sự biến đổi về màu sắc, cấu trúc và thành phần hoá học của hạt. Giảm độ
ẩm, tiêu diệt vi sinh vật, nấm mốc, bảo quản, hạt giòn dễ xay.

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 14


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

Hiện nay, có nhiều yêu cầu khác nhau về sản phẩm cà phê rang, vì vậy có nhiều
loại cà phê rang khác nhau như sau:
Cà phê rang nhạt (light roast)
Loại này cịn gọi là cà phê rang quế vì sản phẩm có màu nâu vàng giống màu
phía trong của vỏ bóc ra từ cây quế, một loại cây thường gặp ở vùng Đông Nam Á,
đây không phải màu vàng nâu do tẩm chất khác vào. Loại này khi pha có mùi chua
dịu, khi rang đạt màu như vậy thì hạt mất 3 – 5% khối lượng khô. Trong loại cà phê
rang này hầu hết các hợp chất tạo ra mùi vị thơm ngon chưa có mặt đầy đủ và ở hàm
lượng thấp. Mùi vị cà phê chưa thật đậm đà, nhưng nếu có mùi vị lạ thì chúng chưa bị
mất đi và rất dễ nhận biết khi nếm. Vì vậy loại này thường dùng cho thử nếm đánh
giá chất lượng các mẫu cà phê.
Cà phê rang vừa (medium roast)
Loại này còn gọi là cà phê rang kiểu Mỹ vì nó phổ biến ở nước này. Sản phẩm

có màu nâu vừa (trung gian giữa màu socola đậm và socola sữa). Bề mặt hạt khơ,
chưa có dầu tiết ra bề mặt hạt. Khi pha cho mùi vị đậm đà và chua ngon nhẹ, rang đạt
màu như vậy thì hạt mất 5 – 8% khối lượng khô. Trong loại cà phê này hầu hết các
hợp chất tạo ra mùi vị thơm ngon đã có mặt đầy đủ và ở hàm lượng cao nhất.
Cà phê rang hơi đậm (medium to dark roast)
Loại này còn gọi là rang kiểu Pháp nhạt. Hạt cà phê rang có vết dầu lốm đốm
tiết ra trên bề mặt hạt. Nó thiếu đi một chút vị chua của loại cà phê rang nhạt nhưng
có được mùi vị đậm đà của cà phê rang đậm. Hạt bị mất đi 8% khối lượng khô sau
khi rang.
Cà phê rang đậm kiểu Ý hay kiểu Pháp (dark continental or Italian roast)
Hạt cà phê rang có nhiều dầu tiết ra trên bề mặt hạt nhưng hạt chưa thật bóng
láng và cịn một ít vị chua, hạt màu nâu đậm nhưng chưa đen. Phổ biến ở Pháp. Hạt
bị mất đi 8 – 12% khối lượng khô sau khi rang.
Cà phê rang rất đậm / rang cháy (very dark roast / espresso roast)
Loại này chỉ áp dụng cho máy pha chế đặc biệt espresso cần rang rất đậm và xay rất
mịn để có thể trích ly nhanh các chất tan có trong bột cà phê ra tách chỉ trong vòng vài
giây. Hạt cà phê rang theo kiểu này làm cho dầu tiết ra nhiều trên bề mặt hạt và hạt trở nên
bóng láng, có màu đen thật sự, nhưng nếu tiếp tục rang thì dầu bị mất hết và hạt cà phê
giống như than. Kiểu rang này thường được sử dụng cho cà phê Robusta mà

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 15


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

hiếm khi áp dụng cho cà phê Arabica. Nhiệt làm bay hương thơm của Arabica nhưng

với Robusta lại rất cần thiết để tăng mùi vị. Khối lượng hạt bị mất khoảng 14%.
Cà phê rang “Torrefacto”
Loại cà phê rang Torrefacto này có nguồn gốc từ Tây Ban Nha cách đây hơn
160 năm. Cà phê rang có bổ sung đường, đường được caramel hoá cho vào cà phê
vừa mới rang xong, bề mặt hạt có màu đen bóng. Lượng đường khoảng 15% so với
cà phê, nhưng đường không phải thêm vào với mục đích tăng độ ngọt. Loại cà phê
rang Torrefacto gần giống với loại cà phê rang ở Việt Nam hiện nay.
2.2.2.3.2. Các biến đổi và yếu tố ảnh hưởng
Trong quá trình rang xảy ra các phản ứng sau:
Phản ứng Caramel: xảy ra ở nhiệt độ nóng chảy của đường, nhiệt độ nóng
chảy của đường Glucoza là 145 - 150 ℃ , của Fructoza là 95 - 100 ℃ , của Saccaroza
là 160 - 180 ℃ , của Lactoza là 223 - 252 ℃ ,… tạo nên các hợp chất có màu và vị.
Fructoza
Glucoza
Đường

{

t0

Lactoza

Saccaroza
Hợp chất có màu và vị
}
→
Phản ứng Melanoidin: Xảy ra giữa đường khử và axit amin dưới tác dụng của
nhiệt độ (>0 ℃ ) tạo nên các sản phẩm có màu và mùi (đặc trưng của hoa quả).

t0

Đường khử + Axit amin

→

Sản phẩm có màu và mùi

Ngồi ra, cịn xảy ra những phản ứng khác như phản ứng Cracking các hợp chất
cao phân tử (gluxit, protein,..), sự vô cơ hố các hợp chất chứa cacbon,… tạo hình
dáng và màu sắc cho sản phẩm.
Sự biến đổi màu sắc của của phê phụ thuộc vào nhiệt độ trong quá trình rang
như
sau:
Bảng 2.1: Sự biến đổi màu sắc của cà phê theo nhiệt độ rang
Nhiệt độ rang ( ℃ )
Biến đổi màu của cà phê
Khoảng 100
Màu xanh -> màu vàng
120 – 130
Màu vàng -> màu hạt dẻ
150– 180
Màu hạt giẻ -> màu xám
>180
Màu xám -> màu tối
Khoảng 270
Màu tối -> màu đen
Khoảng 300
Màu đen dạng bồ hóng và vỡ vụn
SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 16


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng nhất quyết định đến chất lượng
sản phẩm. Các kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ rang phải bắt đầu ở khoảng 200
, nhiệt độ rang tối ưu là 210 - 230 ℃ . Thời gian rang phụ thuộc vào nhiệt độ
rang vài phút đối với rang liên tục và vài chục phút với rang gián đoạn và các yếu tố
khác.
℃

Quá trình rang trải qua 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Nhiệt độ khối hạt tăng lên 120 ℃ , hàm ẩm giảm 13% xuống
2%. Quá trình bay hơi nước làm thất thốt các chất dễ bay hơi, khí thốt ra có mùi hăng
màu trắng đục, thể tích hạt tăng đáng kể, bề mặt hạt chai. Khi hạt đạt đến nhiệt độ rang
thì trong hạt xảy ra phản ứng caramel hố sinh ra một lượng lớn khí CO 2 tích tụ trong
hạt. Đồng thời có một phần chất chứa cacbon bị vơ cơ hố tạo muội than. Q trình này
dầu cà phê trong túi dầu thoát lên bề mặt hạt tạo cho hạt bỏng, các phản ứng hình thành
chất thơm.
Giai đoạn 2: nhiệt độ tăng lên 150 ℃ , thể tích hạt cà phê tăng đột ngột 49100%, hạt biến thành dạng xốp, khí thốt ra mạnh có mùi đặc trưng của hạt cà phê. Khí
có màu xanh lam, bề mặt hạt trở nên rất bóng. Trong q trình này có một lượng cafein
bị thất thoát do thăng hoa.
Giai đoạn 3: thể tích hạt khơng tăng nữa, khí thốt ra ít, hạt đen bóng, vị đắng
tăng lên.
Như vậy, trong q trình rang thể tích hạt cà phê tăng từ 50 – 100%, hao hụt
trọng lượng khoảng 14 – 23 %, độ ẩm từ 10 – 12% giảm còn 2 – 2,5%.
Trong quá trình rang mỗi hợp chất trong cà phê có thể tăng thêm hoặc giảm đi

và hình thành những hợp chất mới, mùi vị cà phê là kết quả của quá trình này.
Hydratcacbon: là thành phần cao nhất trong cà phê, phần lớn là các loại
polysaccarit hồ tan hay khơng hồ tan trong nước, phần nhỏ là đường. Trong quá trình
rang các polysaccarit thay đổi nhiều, chúng có thể phân huỷ thành các hợp chất khác
nhau hoặc biến màu hầu như hồn tồn như các chất đường. Các polysaccarit khơng hồ
tan trong nước tạo nên thành tế bào ở hạt cà phê và sau khi pha trở thành bã cà phê.
Nước: trong khi rang, nước giảm còn 2 – 2,5% sau đó tăng lên, theo quy định
của các nước tiêu thụ cà phê lớn, hàm lượng nước trong cà phê không được vượt quá
5%.

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 17


Đồ Án Cơng Nghệ 1

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

Các chất béo: trong cà phê nhân tổng hàm lượng chất béo chiếm từ 10 – 13%.
Hàm lượng chất béo hầu như không đổi hoặc tăng lên.
Các axit hữu cơ: những đại diện quan trọng nhất của nhóm là các loại axit
chlorogen. Đây là những loại axit đặc trưng đối với cà phê trong quá trình rang sẽ bị
phân huỷ từ 30 – 70%.
Protein: trong cà phê nhân có khoảng 11% protein tự nhiên. Dưới tác động của
nhiệt độ cao trong quá trình rang, chúng bị phân huỷ và một số được tái tạo lại và có mặt
trong cà phê rang. Một số sản phẩm tạo ra từ sự phân huỷ protein kết hợp với
hydratcacbon và axit chlorogen tạo thành hợp chất màu nâu.
Hợp chất alcalorit: là hợp chất có chứa nitơ. Cafein trong cà phê khi rang hầu
như không đổi nhưng trigonellin giảm 75%. Có một số chất mới hình thành niacin và

nicotin acid có lợi với cơ thể người.
Chất khống: cà phê nhân có khoảng 4% khống và 90% trong số này có ở
trong nước cà phê chủ yếu là kali.
Chất thơm: cà phê rang là một trong những loại thực phẩm có hàm lượng chất
thơm phong phú nhất. Những chất thơm này khơng có trong cà phê nhân mà chúng chỉ
hình thành khi rang xay.
2.2.2.3.3. Máy móc thiết bị rang
Dựa vào cách thức máy rang truyền nhiệt vào hạt cà phê, máy rang cà phê được chia
làm ba loại chính: cơng nghệ hot air (rang đối lưu bằng khí nóng), rang trống (lị rang có
hình dạng tương tự như trống rang), rang chảo (cách rang thủ công bằng chảo).

-

Rang cà phê bằng chảo: Cách rang thủ công, cho chất lượng cà phê thấp.

Hình 2.4: Rang cà phê bằng chảo

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 18


Đồ Án Cơng Nghệ 1

-

GVHD: ThS. Đồn Thị Hồi Nam

Rang trống: Là công nghệ được dùng

phổ biến tại Việt Nam hiện nay. Hạt cà phê được cung cấp nhiệt trực tiếp qua thành trống.
Máy rang cà phê kiểu trống rang phụ thuộc nhiều vào trình độ của người rang cà phê, vì hạt cà
phê có nguy cơ chín khơng đều trong cùng một mẻ rang, vì những hạt cà phê trực tiếp tiếp xúc
với bề mặt trống rang sẽ chín nhanh hơn những hạt nằm phía trong.

Hình 2.5: Máy rang cà phê loại 5kg
Máy rang cà phê Hot Air: Là loại máy rang tiên tiến nhất hiện nay, dùng khí
nóng để làm chín cà phê. Sử dụng máy rang cơng nghệ này sẽ đáp ứng được hai mục
đích: vừa truyền nhiệt để làm chín hạt cà phê, vừa đảo trộn hạt cà phê giúp cà phê chín
đều và giữ được độ ổn định của hạt.
Máy rang cà phê Hot Air sử dụng thép chịu nhiệt với thành trống dày cách nhiệt, có
bảng điều khiển trên thân máy nên tiện lợi, dễ dàng tiến hành các thao tác. Đồng thời chỉnh
gas và luồng gió bằng van điều khiển giúp thuận tiện khi sử dụng. Ngồi ra cịn tiết kiệm
được tối đa thời gian và nhiên liệu, an toàn, thân thiện với môi trường.

SVTH: Lê Vũ Kiều Trinh – 17SH

Trang 19