CÔNG NGHỆ RANG XAY CÀ PHÊ

Trường đại học Bách khoa Hà Nội
Viện công nghệ sinh học công nghệ thực phẩm

CÔNG NGHỆ RANG XAY
CÀ PHÊ
GVHD: PGS.TS Phan Thanh Tâm
SVTH:
1.
2.
3.
4.
5.

Nguyễn Thị Trâm
Hồ Thị Thúy An
Nguyễn Thị Trang
Nguyễn Thị Tú
Nguyễn Thị Quế

20134096
20130005
20134063
20134494
20133171


Nội dung


I. THỊ TRƯỜNG CÀ PHÊ RANG XAY
1.

Thị trường cà phê thế giới

• Trồng nhiều ở các nước đang phát triển như Brazil, Việt Nam, Ấn Độ,
Trung Quốc nhưng lại được tiêu thụ nhiều bởi các quốc gia có nền
kinh tế phát triển như các nước Châu Âu, Mỹ, Canada…
• Diện tích đất trồng chủ yếu là cà phê Arabica và Robusta. Arabica có
giá trị kinh tế nhất chiếm 61% các sản phẩm cà phê toàn thế giới.
• Brazil là nước xuất khẩu cà phê Arabica lớn nhất thế giới và theo sau
là Columbia.


2. Thị trường cà phê Việt Nam
• Việt Nam là nước xuất khẩu cà phê lớn thứ hai trên thế giới sau Brazil
nhưng lại đứng đầu về xuất khẩu Robusta.
• Sản phẩm xuất khẩu chủ yếu là cà phê nhân
• Cà phê hòa tan và cà phê rang xay xuất khẩu giữ mức thấp, chiếm
khoảng 5 %.


2. Thị trường cà phê Việt Nam
 Niên vụ 2014 -2015,
sản lượng cà phê
nhân chiếm tới hơn
92%, cà phê hòa tan
đạt 6% và cà phê
rang xay chỉ đạt
khoảng 2%.
 Tuy nhiên, tỷ trọng
giữa cà phê đã qua

chế biến và cà phê
nhân đang có xu
hướng tăng dần.


2. Thị trường cà phê Việt Nam
• Nhiều năm trước, thị trường cà phê rang xay trong nước chủ yếu là cà
phê truyền thống nhưng gần đây càng trở nên hấp dẫn, cạnh tranh
khốc liệt giữa DN trong nước và nước ngoài
• Các thương hiệu cà phê nổi tiếng: Trung Nguyên, Vinacafe, Nescafe,
Highlands Coffee, Starbucks, Ubran Station…liên tục mở thêm các
nhà máy, cửa hàng
• Chiếm 2/3 tổng số lượng sản phẩm tiêu thụ trong nước.
• Các quán cà phê đều hướng tới phong cách thiết kế và phục vụ độc
đáo, tạo cảm giác thoải mái cho khách hàng.
 Muc tiêu trong các năm tới, các công ty lớn sẽ phát triển thêm nhiều chi
nhánh, tạo ra nhiều dòng sản phẩm mới từ hạt cà phê rang xay nhằm thỏa
mãn thị hiếu người tiêu dùng


Một số thương hiệu cà phê


II. Quy trình công nghệ rang xay cà phê

Cà phê nhân

Phối trộn

Phân loại, làm

sạch

Ủ

Rang

Xay

Làm nguội

Bao gói


THUYẾT MINH QUY TRÌNH
1. Nguyên liệu

Robusta

Arabica
Cherry


Tỷ lệ lẫn cà phê khác loại cho phép có trong từng hạng cà
phê
TCVN 4193:2014
Loại cà phê

Hạng 1

Hạng 2

Cà phê chè Không được lẫn R Được lẫn R ≤ 1 % và C
và C
≤ 0,5 %

Hạng 3
-

Cà phê vối Cho phép lẫn C ≤ Cho phép lẫn C ≤ 1 % Cho phép lẫn C ≤
0,5 % và A ≤ 3 %
và A ≤ 5 %
1 % và A ≤ 5 %
Chú thích

A: Cà phê chè (Arabica), R: Cà phê vối (Robusta), C: Cà phê
mít (Chari)
%: Tính theo phần trăm khối lượng.


2. Phân loại, làm sạch
• Khối hạt trước khi rang phải đồng đều về kích thước, không
có hạt non, lép và xốp.
• Có màu sắc đặc trưng cho từng loại cà phê nhân.
• Cà phê nhân phải sạch
• Phân riêng các giống cà phê khác nhau
• Loại bỏ các mùi không thích hợp ở cà phê nhân
• Loại bỏ tạp chất, đặc biệt là tạp chất hữu cơ
• Loại bỏ côn trùng phát triển trong cà phê
• Độ ẩm phù hợp: 12 – 13%

Các cách xử lý nguyên liệu trước khi rang
Xử lý

Thiết bị thực hiện

Phân loại theo kích thước hạt

Các loại sàng lỗ

Phân loại theo khối lượng riêng

Sàng hoặc máy phân loại catodor

Phân loại theo màu sắc

Bằng mắt
Tế bào quang điện
Kiểu điện trường

Loại bỏ tạp chất là kim loại

Kiểu khí đẩy
Nam châm


3. Rang
a)Mục đích
Quá trình gia nhiệt nhằm biến đổi tính chất vật lý, hóa
học của hạt cà phê nhân  mùi vị, màu sắc đặc trưng cho

cà phê rang xay.
 


b)Các mức độ rang
- 9 cấp độ Half city, Cinnamon, City, Full city, Full city +,
Vienna (full city ++), Italian, French, Nearly black.
 


b)Các mức độ rang
Cấp độ rang

Tên gọi khác

Đặc điểm

Rang nhạt (Light)

Half city

- Là lúc hạt nổ đầu tiên, cà phê

195˚C - 210˚C

Cinnamon

bắt đầu caramel hóa ở 180˚C.
- Bề mặt hạt khô.
- Tính acid cao, thể chất nhẹ,

hương vị chưa rõ ràng, mang vị

Rang vừa

City

đắng của cà phê nhân
- Hạt cà phê tiếp tục nở ra, hương

(Medium)

Full city

vị cà phê rang xuất hiện.

210˚C-220˚C

- Bề mặt hạt khô.
- Đường đã bị caramel hóa, tính
axit giảm dần, thể chất đầy đặn,
vị ngọt bắt đầu tăng, vị đắng dịu
l ại


b)Các mức độ rang
Cấp độ rang

Tên gọi khác

Đặc điểm

Rang nâu

Full city +

- Hạt cà phê nổ lần 2, đổ dầu, hương dark

(Full roast)

Vienna

roast xuất hiện, hương đặc trưng cà phê

220˚C-240˚C

Italian

giảm.
- Bề mặt hạt bóng
- Thể chất dày, hương thơm đặc trưng,
hương caramel, vị đắng đậm, vị ngọt giảm
dần, vị chua mất hẳn

Rang đậm

French

- Dầu đổ ra nhiều hơn, màu hạt đen dần,

(double roast)

Nearly Black

giai đoạn caramel hóa kết thúc, hạt bắt đầu

240˚C-250˚C

cháy khét.
- Bề mặt hạt bóng dầu
- Chỉ còn hương vị cà phê rang đặc trưng,
thể chất nhẹ, đắng gắt, không còn vị chua
và ngọt


c)Các thiết bị rang
Chảo rang thủ công

Máy rang cà phê gia đình
bằng cồn


c)Các thiết bị rang

Máy rang cà phê dạng đứng

Máy rang hình trụ nhiệt điện trở


c)Các thiết bị rang

Máy rang cà phê dạng thùng quay nằm ngang


d) Các biến đổi xảy ra
• Biến đổi hóa lý
- Giai đoạn 1:
+ nhiệt độ ban đầu đến 100˚C: khói trắng bốc lên, mùi khó chịu, hơi
nước bốc ra, thể tích hạt tăng chậm
+ 150˚C-180˚C bề mặt hạt chín, chuyển sang màu vàng, chưa có sự
biến đổi sâu sắc về hương vị, có mùi cỏ ướt
-Giai đoạn 2:
+ 180˚C: chuẩn bị diễn ra quá trình cracking phá vỡ phân tử, h ạt màu
vàng đậm, hình dáng hạt thay đổi (bề mặt hạt có gân n ổi lên, th ể tích
tăng 20-30%), có mùi bánh mì cháy, mùi gỗ cháy, mùi khoai lang
nướng


d) Các biến đổi xảy ra
+ 200˚C: phản ứng cracking xảy ra, các hợp chất cao phân tử bị bẻ
gãy thành các phân tử thấp hơn, các phân tử này tham gia phản
ứng hình thành các chất thơm, có mùi bánh nướng, mùi quả chín,
mùi mật ong, mùi vị cà phê đặc trưng ít.
+ nhiệt độ >200-210˚C: màu sắc hạt chưa đồng đều, có tiếng nổ
lách tách, ẩm giải phóng làm giãn nỡ hạt làm bong các mảnh vỏ
lụa cháy, tạo độ xốp cho hạt
+ nhiệt độ >220˚C: tiếng nổ rộn ràng vui tai, khói tỏa ra nhiều,
hương thơm ngào ngạt


d) Các biến đổi xảy ra

- Giai đoạn 3:
+ 225˚C: dầu tiết ra làm cho hạt cà phê bóng, mùi thơm tinh tế hấp
dẫn
+ 235˚C: xuất hiện tiếng nổ lần 2 nhưng không rộn ràng mà khô
khốc, hiện tượng này xảy ra nhanh chóng.
+240˚C: hạt có màu nâu đậm, khối lượng hạt cà phê rang xong bằng
0,65-0,7 lần với khối lượng ban đầu. Thể tích hạt tăng 1,3-1,7 lần
có loại tăng 2 lần. Cà phê rang lúc này ngon nhất.


d) Các biến đổi xảy ra
• Biến đổi hóa học
- Hydratcacbon
+ phân hủy thành chất khác
+ tham gia phản ứng tạo màu, mùi cho cà phê rang
+ các poyscharide không hòa tan trong n ước chúng tạo nên nh ững
thành tế bào ở hạt cà phê và sau khi pha trở thành bã cà phê
- Nước
+ giảm từ độ ẩm 13% xuống <5% trong nhân cà phê
- Protein:
+ bị phân hủy, tái tạo trong cà phê rang
+ kết hợp với hidrocacbon và acid chlorogen tạo hợp ch ất màu nâu


d) Các biến đổi xảy ra
-Chất béo:
+ hợp chất béo mất đi khoảng 1-2% do phân hủy tạo thành các aldehyte
dễ bay hơi, các chất béo tạo thành dầu cà phê là diterpen và triglycerit. Các
diterpen bị giảm đi do tạo thành terpen bay hơi, naphalen và quinonline
+ dầu cà phê bám trên bề mặt tạo thành lớp màng bao b ọc không cho

hương thơm bay ra, tạo độ bóng cho hạt.
-Alcaloid:
+ thành phần cafein không đổi chỉ có 1 phần nhỏ b ị thăng hoa
+ trigoneline giảm 75% phân hủy tạo thành niacin, nicotiamide và các h ợp
chất thơm bay hơi như pyrine, pyrol
+ hàm lượng cafein và trigoneline gây vị đắng cho cà phê


d) Các biến đổi xảy ra
- Các acid :

+ chlorogen là acid đặc chưng cho cà phê rang, nó b ị phân h ủy 30-70%
+ sau khi rang hình thành 1 số acid d ễ bay h ơi, các acid này góp ph ần t ạo v ị
chua cho cà phê
- Các chất thơm

+ không có trong cà phê nhân ban đ ầu mà đ ược tạo thành trong quá trình rang
+ các hợp chất furan là nhóm chất thơm mạnh nhất, chúng có mùi caramel, là
sản phẩm của phản ứng phân hủy đường.
+ các hợp chất chứa lưu huỳnh pyrazine: tạo mùi nướng (bỏng ngô, bánh mỳ
nướng, cây óc chó)
+ các hợp chất pyrrole: mùi giống mùi caramel và mùi nấm trong cà phê
+ thiophen: mùi giống mùi thịt, sản phẩm cuả phản ứng aminoaxit ch ứa l ưu
huỳnh với đường khử.