Đề tài CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN THEO PHƯƠNG PHÁP KHÔ VÀ CÀ PHÊ ĐÓNG CHAI (LON)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.72 MB, 100 trang )
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
KHOA HÓA
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
--------------
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 1
Đề tài: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN THEO
PHƯƠNG PHÁP KHÔ VÀ CÀ PHÊ ĐÓNG CHAI (LON)
Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
Sinh viên thực hiện:
Lớp:
Nhóm:
Nguyễn Thị Thu Hà
Trương Hồ Khánh Linh
Nguyễn Thị Thùy Nhung
Phạm Thị Như Quỳnh
Trương Công Sang
18H2B
6
Đà Nẵng, năm 2021.
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
TĨM TẮT
Tên đề tài: “Cơng nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai
(lon)”.
Sinh viên thực hiện – Số thẻ SV:
Nguyễn Thị Thu Hà – 107180068.
Trương Hồ Khánh Linh – 107180083.
Nguyễn Thị Thùy Nhung – 107180095.
Phạm Thị Như Quỳnh – 107180099.
Trương Công Sang – 107180100.
Lớp: 18H2B.
Đồ án “Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)”
bao gồm 5 chương:
- Chương 1: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm
- Chương 2: Quy trình cơng nghệ sản xuất
- Chương 3: Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị trong quy trình cơng nghệ
- Chương 4: TCVN đánh giá chất lượng nguyên liệu và sản phẩm
-
Chương 5: Tìm hiểu thị trường cà phê nhân & cà phê đóng chai (lon)
LỜI NĨI ĐẦU
Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô TS. Nguyễn Thị Trúc
Loan đã trực tiếp hướng dẫn, trang bị cho chúng em những kiến thức, kỹ năng cơ bản cần
có để hồn thành đồ án công nghệ này.
Tuy nhiên, do lần đầu thực hiện một đồ án cũng như kiến thức chuyên ngành còn
hạn chế nên nhóm vẫn cịn nhiều thiếu sót trong việc tìm hiểu, đánh giá và trình bày về đề
tài. Rất mong nhận được sự quan tâm, góp ý của cơ để đề tài được đầy đủ và hoàn chỉnh
hơn.
Cuối cùng, chúng em xin chúc cô dồi dào sức khỏe và thành cơng trong sự nghiệp
của mình.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
i
CAM ĐOAN
Nhóm “cà phê nhân theo phương pháp khơ & cà phê đóng chai (lon)”, xin cam
đoan đồ án này do chính bản thân các thành viên trong nhóm tự tìm tịi, nghiên cứu và
thực hiện. Nội dung trong đồ án do sự hướng dẫn của cô Nguyễn Thị Trúc Loan. Các tài
liệu tham khảo đều được tìm từ các nguồn chính thống và trích dẫn rõ ràng.
Nếu có bất kỳ vấn đề gì, nhóm hồn tồn chịu trách nhiệm với lời cam đoan của
mình.
Nhóm sinh viên thực hiện
ii
MỤC LỤC
TĨM TẮT
LỜI NĨI ĐẦU
MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
DANH SÁCH CÁC BẢNG
MỞ ĐẦU
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
1.1.
Tổng quan về nguyên liệu
1.1.1. Nguồn gốc của cây cà phê
1.1.1.1. Nguồn gốc cây cà phê trên thế giới
1.1.1.2. Nguồn gốc cây cà phê tại Việt Nam
1.1.2. Phân loại
1.1.2.1. Cà phê chè (coffee arabica)
1.1.2.2. Cà phê vối (coffee robusta)
i
iii
viii
x
1
2
2
2
2
2
3
3
4
1.1.2.3. Cà phê mít (coffee chari)
1.1.3. Vai trị của cây cà phê
4
5
1.1.4. Tình hình sản suất và tiêu thụ cà phê trên thế giới
1.1.4.1. Tình hình sản xuất cà phê trên thế giới
1.1.4.2. Tình hình tiêu thụ cà phê trên thế giới
1.1.5. Tình hình sản xuất, tiêu thụ và xuất khẩu cà phê ở nước ta
1.1.5.1. Tình hình sản suất, tiêu thụ cà phê ở nước ta
1.1.5.2. Tình hình xuất khẩu cà phê ở nước ta
1.1.6. Cấu tạo và thành phần hóa học của quả cà phê
5
5
6
7
7
7
8
1.1.6.1. Cấu tạo giải phẫu của quả cà phê
1.1.6.2. Cấu tạo hóa học của quả cà phê
1.1.6.3. Thành phần khối lượng của quả cà phê
1.1.6.4. Thành phần hóa học của quả cà phê
1.1.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê
1.1.7.1. Giống cà phê
1.1.7.2. Đất trồng
8
8
9
9
11
11
11
iii
1.1.7.3. Độ cao và độ dốc
11
1.1.7.4. Điều kiện canh tác và chăm sóc
12
1.1.7.5. Sâu bệnh hại
1.1.7.6. Kỹ thuật thu hái
12
12
1.1.7.7. Quá trình vận chuyển và bảo quản
1.2.
Tổng quan về sản phẩm.
1.2.1. Tác dụng của cà phê
1.2.2. Phân loại cà phê
Chương 2: TÌM HIỂU VỀ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT
12
13
13
13
16
2.1. Quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê nhân bằng phương pháp khô
16
2.1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất cà phê nhân bằng phương pháp khơ
16
2.1.2. Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp
khô
17
2.1.2.1. Quả cà phê
17
2.1.2.2. Bảo quản cà phê
19
2.1.2.3. Làm khô
19
2.1.2.4. Tách tạp chất
20
2.1.2.5.
Bóc vỏ quả và vỏ lụa
20
2.1.2.6.
2.1.2.7.
2.1.2.8.
2.1.2.9.
Phân loại
Đấu trộn
Đóng gói
Bảo quản
21
22
22
23
2.2.
Quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê đóng chai (lon)
2.2.1. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất cà phê đóng chai (lon)
2.2.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê chai (lon)
2.2.2.1. Làm sạch
2.2.2.2.
2.2.2.3.
2.2.2.4.
2.2.2.5.
2.2.2.6.
2.2.2.7.
2.2.2.8.
Rang
Làm nguội
Xay
Trích ly
Lọc
Phối trộn
Rót lon
24
24
25
25
25
27
27
28
29
29
30
iv
2.2.2.9.
Tiệt trùng
2.2.2.10. Bảo ơn
30
31
2.2.2.11. Đóng gói
32
Chương 3: CẤU TẠO VÀ NGUN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ TRONG
QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
33
3.1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị trong QTCN sản xuất cà phê
nhân theo phương pháp khô
33
3.1.1. Bể xiphông
33
3.1.2. Thiết bị làm khô
34
3.1.2.1. Máy sấy tĩnh
3.1.2.2. Máy sấy thùng quay
3.1.2.3. Mấy sấy tháp
3.1.3. Máy sàn rung động
3.1.4. Thiết bị bóc vỏ quả
3.1.4.1. Máy kiểu tang quay
3.1.4.2. Máy kiểu đĩa quay
3.1.4.3. Máy kiểu tấm thủng
34
34
35
36
36
36
37
38
3.1.5. Thiết bị bóc lụa – máy đánh bóng khơ
38
3.1.6. Thiết bị phân loại cà phê
3.1.6.1. Thiết bị phân loại cà phê theo kích thước
3.1.6.2. Thiết bị phân loại cà phê theo tỷ trọng
3.1.6.3. Thiết bị phân loại cà phê màu sắc
39
39
39
40
3.1.7. Thiết bị đấu trộn
42
3.1.8. Thiết bị bao gói
43
3.2.
Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bị trong QTCN sản xuất cà phê
đóng chai (lon)
44
3.2.1. Thiết bị thu nhận và làm sạch cà phê
3.2.2. Thiết bị rang
3.2.2.1. Thiết bị rang liên tục
3.2.2.2. Thiết bị rang gián đoạn
3.2.3. Thiết bị xay
3.2.3.1. Máy nghiền trục có răng
3.2.3.2. Máy nghiền đĩa
44
44
45
46
47
47
48
v
3.2.4. Thiết bị trích ly
49
3.2.5. Thiết bị lọc khung bản
49
3.2.6. Bồn khuấy trộn khơng gia nhiệt
3.2.7. Máy rót chai lon
50
51
3.2.8. Thiết bị hấp tiệt trùng
3.2.9. Máy dán nhãn
Chương 4: TCVN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
4.1. TCVN đánh giá chất lượng cà phê nhân
4.1.1. Phân hạng chất lượng cà phê nhân
53
53
56
56
56
4.1.2.
4.1.3.
phê
4.1.4.
4.1.5.
Tỷ lệ lẫn cà phê khác loại cho phép trong các hạt cà phê
56
Tỷ lệ khối lượng khuyết tật (nhân lỗi, tạp chất) tối đa cho phép từng hạng cà
57
Tỷ lệ khối lượng tối đa cho phép đối với một số khuyết tật
58
Tỷ lệ khổi lượng tối thiểu trên sàng gỗ tròn quy định đối với từng hạt cà phê
58
4.1.6. Màu sắc
59
4.1.7. Mùi
59
4.1.8. Độ ẩm
4.1.9. Phương pháp thử
4.1.10. Bao gói, ghi nhãn, bảo quản, vận chuyển
4.2.
TCVN đánh giá chất lượng cà phê đóng chai (lon)
4.2.1. Chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu của cà phê đóng lon
4.2.1.1.
4.2.1.2.
4.2.1.3.
4.2.1.4.
Các chỉ tiêu chất lượng của cà phê nhân
Chỉ tiêu chất lượng nước
Chỉ tiêu chất lượng đường
Hương liệu
4.2.1.5. Chất bảo quản
4.2.2. Chỉ tiêu chất lượng về sản phẩm của cà phê đóng lon
4.2.2.1. Chỉ tiêu vật lý
4.2.2.2. Chỉ tiêu hóa học
4.2.2.3. Chỉ tiêu cảm quan
4.2.2.4. Chỉ tiêu vi sinh
59
59
59
61
61
61
64
65
66
67
67
67
67
68
68
vi
CHƯƠNG 5: TÌM HIỂU THỊ TRƯỜNG CÀ PHÊ NHÂN & CÀ PHÊ ĐÓNG CHAI
(LON)
5.1. Thị trường cà phê nhân
5.2. Thị trường cà phê đóng chai (lon)
5.3. Đánh giá chung
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
69
69
79
84
85
86
vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Minh họa người dân hái cà phê
2
Hình 1. 2. Đồn điền cà phê Việt Nam cuối thế kỉ XIX
Hình 1. 3. Hoa của cây cà phê chè
Hình 1. 4. Cây cà phê chè (Coffee arabica)
Hình 1. 5. Quả cà phê vối (Coffee robusta)
Hình 1. 6. Quả cà phê mít (Coffee chari)
3
3
3
4
4
Hình 1. 7. Biểu đồ sản xuất cà phê của từng khu vực trên thế giới (Nguồn ICO)
Hình 1. 8. Biểu đồ tiêu thụ cà phê từng khu vực niên vụ 2019/2020 (Nguồn ICO)
Hình 1. 9. Cấu tạo giải phẫu của quả cà phê
5
6
8
Hình 2. 1. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ
Hình 2. 2. Thu hái cà phê
Hình 2. 3. Phơi cà phê theo phương pháp thủ cơng
Hình 2. 4. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất cà phê đóng chai (lon)
16
18
20
24
Hình 3. 1. Bể Xiphơng
Hình 3. 2. Cấu tạo máy sấy tĩnh
Hình 3. 3. Máy sấy thùng quay
Hình 3. 4. Cấu tạo máy sấy tháp
33
34
34
35
Hình 3. 5. Máy sàn rung động
Hình 3. 6. Cấu tạo của máy bóc vỏ quả kiểu tang quay
Hình 3. 7. Máy bóc vỏ quả kiểu tang quay
Hình 3. 8. Cấu tạo của máy bóc vỏ quả kiểu đĩa quay
36
37
37
37
Hình 3. 9. Máy bóc vỏ quả kiểu đĩa quay
Hình 3. 10. Máy bóc vỏ quả kiểu tấm thủng
Hình 3. 11. Cấu tạo máy đánh bóng khơ
Hình 3. 12. Thiết bị phân loại cà phê theo kích thước
Hình 3. 13. Thiết bị phân loại cà phê theo tỷ trọng
Hình 3. 14. Máy phân loại cà phê theo màu sắc kiểu băng tải
Hình 3. 15. Cấu tạo của máy phân loại cà phê theo màu sắc kiểu khí đẩy
37
38
38
39
39
40
41
viii
Hình 3. 16. Máy phân loại cà phê theo màu sắc kiểu điện trường
41
Hình 3. 17. Cấu tạo máy Opsotex
42
Hình 3. 18. Máy trộn đa chiều EYH
Hình 3. 19. Máy đóng gói tự động
42
43
Hình 3. 20. Cấu tạo gàu tải đổ theo phương pháp ly tâm và phương pháp trọng lực
Hình 3. 21. Thiết bị rang dạng trống quay
Hình 3. 22. Thiết bị rang dạng chảo quay
Hình 3. 23. Thiết bị rang cà phê hình cầu
Hình 3. 24. Thiết bị rang cà phê hình trụ
44
45
46
46
47
Hình 3. 25. Máy nghiền trục có răng
Hình 3. 26. Máy nghiền đĩa
Hình 3. 27. Thiết bị trích ly bộ lọc nhiều bậc gián đoạn
Hình 3. 28. Cấu tạo thiết bị lọc khung bản
Hình 3. 29. Bồn khuấy trộn khơng gia nhiệt
Hình 3. 30. Máy rót lon tự động
Hình 3. 31. Thiết bị hấp tiệt trùng Hydrolock
Hình 3. 32. Thiết bị dán nhãn chai trịn tự động
48
48
49
50
51
52
53
54
ix
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1. 1 Diện tích và sản lượng cà phê Việt Nam qua các giai đoạn
Bảng 1. 2. Sản lượng xuất khẩu cà phê Việt Nam qua các giai đoạn
Bảng 1. 3. Thành phần khối lượng của quả cà phê
7
7
9
Bảng 1. 4. Thành phần hóa học của lớp vỏ quả
Bảng 1. 5. Thành phần hóa học của lớp vỏ thịt
9
9
Bảng 1. 6. Thành phần hóa học của lớp vỏ trấu
10
Bảng 1. 7. Thành phần hóa học của nhân cà phê
10
Bảng 1. 8. Các cấu tử thơm của nhân cà phê
11
Bảng 4. 1. Phân loại chất lượng cà phê nhân
56
Bảng 4. 2. Tỉ lệ lẫn cà phê các loại cho phép
Bảng 4. 3. Tỷ lệ khối lượng khuyết tật cho phép tối đa đối với cà phê chè
Bảng 4. 4. Tỷ lệ khối lượng khuyết tật tối đa cho phép đối với cà phê vối
56
57
57
Bảng 4. 5. Tỷ lệ khối lượng tối đa cho phép đối với một số khuyết tật
58
Bảng 4. 6. Bảng tỷ lệ khối lượng tối thiểu trên sàng lỗ tròn quy định đối với từng hạng cà
phê
Bảng 4. 7.Chỉ tiêu cảm quan của cà phê nhân
Bảng 4. 8. Chỉ tiêu hóa lý của cà phê nhân
Bảng 4. 9. Chỉ tiêu độc tố nấm mốc của cà phê nhân
Bảng 4. 10. Chỉ tiêu vi sinh của cà phê nhân
Bảng 4. 11. Chỉ tiêu kim loại và các nguyên tố vi lượng
Bảng 4. 12. Chỉ tiêu chất lượng nước uống và chế biến thực phẩm
Bảng 4. 13. Chỉ tiêu cảm quan về đường tinh luyện
58
61
62
62
63
63
64
65
Bảng 4. 14. Chỉ tiêu hóa lý về đường tinh luyện
Bảng 4. 15. Chỉ tiêu về các chất nhiễm bẩn
Bảng 4. 16. Một số hương liệu trên thị trường cho sản phẩm cà phê
65
66
66
Bảng 5. 1. Một số sản phẩm cà phê nhân (sau khi rang) trên thị trường
Bảng 5. 2. Một số sản phẩm cà phê đóng chai (lon) trên thị trường
69
79
x
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
MỞ ĐẦU
Trong thời đại khoa học – công nghệ ngày càng tiến bộ, công nghệ thực phẩm luôn
được chú trọng đầu tư phát triển. Trong đó, cơng nghiệp đồ uống ln là một mảng quan
trọng. Đồ uống khơng chỉ để giải khát mà cịn là sản phẩm cung cấp năng lượng hoặc có
một số chức năng nhất định. Trong số đó, khi nói đến sản phẩm đồ uống giúp tăng khả
năng tập trung tư duy, không thể không kể đến cà phê.
Trong nhiều năm qua, ngành cà phê vẫn luôn là một trong những ngành hàng nông
sản chiến lược của Việt Nam. Luôn nằm trong top những quốc gia có sản lượng cà phê
xuất khẩu nhiều nhất thế giới nhưng những nằm gần đây, vị thế của cà phê Việt Nam có
xu hướng suy giảm. Vì vậy, phát triển bền vững đang là địi hỏi cấp thiết của ngành cà
phê nước nhà, nhằm từng bước nâng cao năng suất, chất lượng, giá trị gia tăng và cải
thiện thu nhập cho nông dân.
Là sinh viên ngành Cơng nghệ thực phẩm địi hỏi phải trang bị cho mình những
kiến thức đầy đủ và chuyên sâu về quy trình cơng nghệ, máy móc vận hành,…của cơng
nghiệp đồ uống nói chung và sản phẩm cà phê nói riêng để đóng góp một phần nào đó
vào mục tiêu phát triển bền vững của đất nước.
Cũng chính từ những lý do đó mà nhóm được giao nhiệm vụ: Tìm hiểu về công
nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon).
Nội dung đồ án được nhóm tìm hiểu, nghiên cứu và thực hiện thơng qua các giáo
trình và tài liệu, sách có liên quan đến đề tài.
Nhóm 6 – 18H2B
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
1
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
1.1. Tổng quan về nguyên liệu
1.1.1. Nguồn gốc của cây cà phê
1.1.1.1. Nguồn gốc cây cà phê trên thế giới
Truyền thuyết kể về nguồn gốc của cây cà phê xuất hiện từ 1500 năm trước. Các
truyền thuyết đều xoay quanh sự kiện phát hiện ra cây cà phê và tác dụng của hoạt chất
kích thích trong cà phê.
Vào năm 1671, một nhà tu hành người
Xyri đã ghị lại huyền thoại về sự phát hiện
ra cây cà phê qua động thái lạ lùng của
một bầy gia súc. Những người chăn bò ở
Kaffa thuộc Abessinien than phiền rằng
bầy gia súc của họ suốt đêm tỉnh như sáo,
hầu như chúng khơng cần ngủ. Các nhà tu
hành đã tìm thấy ở khu vực chăn thả
Hình 1. 1. Minh họa người dân hái cà phê
những bụi cây màu xanh thẫm, có quả màu xanh, vàng và đỏ. Các nhà tu hành đã hãm
nước từ loại quả đó và uống thử, quả nhiên họ khơng hề buồn ngủ.
Các cơng trình nghiên cứu cho rằng: cây cà phê đã được trồng từ hồi xa xưa và quê
hương của cây cà phê chà là vùng cao nguyên Abessinia ở Ethiopia.
Nhưng cũng có nghiên cứu cho rằng: cây cà phê chè mọc hoang dại được biết đến đầu
tiên vào khoảng thế kỉ XIII-XIV ở cao nguyên Ethiopia và ở vùng biên giới giáp cao
nguyên Boma ở Sudan
Từ khoảng thế kỷ XV, cây cà phê được trồng đầu tiên tại các khu vườn miền nam
Yenmen. Từ khoảng thế kỷ XVII, cây cà phê được trồng rộng rãi trên khắp thế giới.
Năm 1889 đã tìm thấy cây cà phê vối mọc hoang dã ở nhiều vùng thuộc Công Gô và
mọc rải rác ở một số vùng khác thuộc Tây Phi gần xích đạo [1].
1.1.1.2. Nguồn gốc cây cà phê tại Việt Nam
Ở Việt Nam, cây cà phê xuất hiện đầu tiên vào năm 1857 ở Quảng Trị và Bố Trạch
(Quảng Bình) sau đó lan sang Hà Nam và Nghệ An. Tuy nhiên, cây cà phê chỉ phát triển
Nhóm 6 – 18H2B
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
2
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
tốt trong điều kiện khí hậu ở Đăk Lăk, Gia Lai, Lâm Đồng, Kon Tum. Giống cà phê được
trồng chủ yếu ở đây là cà phê vối.
Đồn điền cà phê đầu tiên được lập ở Việt
Nam là do người Pháp khởi sự ở gần Kẻ Sở,
Bắc Kỳ vào năm 1888.
Giống cà phê chè được trồng ở ven sông.
Sau việc canh tác cà phê lan xuống vùng Phủ
Lý, Ninh Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Kon
Tum và Di Linh [2].
Hình 1. 2. Đồn điền cà phê Việt Nam cuối
1.1.2. Phân loại
thế kỉ XIX
Hiện nay trên thế giới có tới trên 100 loại cà phê khác nhau. Tuy nhiên, số loại cà phê
có giá trị kinh tế cao thì khơng nhiều. Có 3 giống cà phê được trồng chủ yếu trên thế giới
cũng như Việt Nam bao gồm:
1.1.2.1. Cà phê chè (coffee arabica)
Ở Việt Nam được trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc, nơi có điều kiện lạnh, thời gian thu
hoạch từ tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau. Là loại cà phê được trồng và tiêu thụ
nhiều nhất trên thế giới, chiếm 9/10 tổng sản lượng cà phê, do hương thơm và mùi vị tốt.
Hình 1. 3. Hoa của cây cà phê chè
Hình 1. 4. Cây cà phê chè (Coffee arabica)
Đặc tính:
- Cây cao 3-5m, lá mỏng và nhỏ, độc thân hoặc nhiều than, hoa mọc thành từng chum
gồm 5 cánh màu trắng có hương thơm, thời gian ra hoa từ tháng 2-4.
- Quả hình trứng hoặc hình trịn, chín màu đỏ tươi, kích thước: dài 17-18mm, đường
kính 10-15mm.
- Hạt vỏ có màu bạc, ít bám vào nhân, kích thước: dài 5-10mm, rộng: 4-7mm, dày 24mm, kích thước thay đổi tùy theo từng loại và điều kiện mơi trường.
Nhóm 6 – 18H2B
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
3
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
- Tỷ lệ thành phẩm so với nguyên liệu là 14-20%. Hàm lượng cafein: 1.3-1.7%.
1.1.2.2. Cà phê vối (coffee robusta)
Xuất xứ ở Công Gô, ít thơm, thường dùng để pha trộn với cà phê chè hoặc chế biến
cà phê hòa tan và bánh kẹo cà phê. Thời gian thu hoạch từ tháng 12 năm trước – tháng 4
năm sau.
Đặc tính:
- Dễ trồng, chịu được điều kiện vùng đất xấu, chịu hạn tốt, cho năng suất cao hơn cà
phê chè nhưng không chịu được lạnh và gió mạnh.
- Cây cao từ 3-8m, vỏ cây mốc trắng hoặc trắng ngà, hoa màu trắng mọc thành cụm
có 5-7 cánh.
- Quả hình trịn hoặc hình trứng, khi chín
có màu đỏ hoặc hồng, trên quả có đường vân
dọc, vỏ quả mỏng.
- Hạt hình bầu dục hay trịn, vỏ lụa trắng
dễ bong. Hạt dài 5-8mm, có màu xanh bạc,
xanh lục hoặc xanh nâu tùy theo chủng và
cách chế biến.
Hình 1. 5. Quả cà phê vối (Coffee robusta)
• Hàm lượng cafein: 2-3.6%.
1.1.2.3. Cà phê mít (coffee chari)
Thời gian thu hoạch từ tháng 5 đến tháng 8
Đặc tính:
- Cây cao 8-10m, nếu đất tốt có thể cao 20m, lá to, quả mọng, năng suất cao, có khả
năng sinh trưởng ở vùng đất xấu, chịu hạn tốt, chịu ẩm tốt nhưng hương vị thơm kém và
có vị đắng mạnh.
- Hoa màu trắng có 5 canh, quả hình
trứng hơi ép ngang, quả chín có màu đỏ, to
và dày.
- Hình dạng cà phê mít giống cà phê chè,
màu vàng xanh hay màu vàng rạ, vỏ lụa dính
vào nhân, khó bong.
- Tỷ lệ thành phẩm so với cà phê tươi 1015%. Hàm lượng cafein 0.8-1.2% [3].
Nhóm 6 – 18H2B
Hình 1. 6. Quả cà phê mít (Coffee chari)
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
4
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
1.1.3. Vai trị của cây cà phê
Cà phê là một cây công nghiệp quan trọng đối với nhiều quốc gia trên thế giới, cho
hiệu quả kinh tế cao.
Cà phê vừa là yếu tố đảm bảo nguồn thu nhập ngoại tệ cho nhiều nước sản xuất nông
nghiệp vừa là nguồn thu ngân sách nhà nước hấp dẫn.
Ngành trồng cà phê đòi hỏi rất nhiều lao động nên góp phần vào việc phát triển và
nâng cao mức sống của người dân.
Là động lực phát triển kinh tế, thông qua kinh doanh cà phê mà nhiều cá nhân tổ chức
thu được lợi nhuận cao.
Đảm bảo được cơ cấu lao động hợp lý.
Do đó, việc phát triển mạnh cây cà phê ở vùng trung du và miền núi là biện pháp hiệu
quả, phân bố đồng đều nguồn lao động trong phạm vi cả nước, phân bố xí nghiệp sản xuất
cà phê đồng đều và rút ngắn chênh lệch giàu nghèo giữa các vùng [1].
1.1.4. Tình hình sản suất và tiêu thụ cà phê trên thế giới
1.1.4.1. Tình hình sản xuất cà phê trên thế giới
Hình 1. 7. Biểu đồ sản xuất cà phê của từng khu
vực trên thế giới (Nguồn ICO)
Hiện nay, cà phê được trồng ở hơn 70 nước trên thế giới, tập trung nhiều ở châu
Á, châu Mỹ, châu Phi. Những nước trồng cà phê bao gồm:
- Châu Á gồm có Indonesia, Ấn Độ, Malaysia, Philippine, Việt Nam,... Trong đó,
Việt Nam có sản lượng cao nhất, sản lượng trung bình hàng năm khoảng 800.000 –
900.000 tấn.
- Châu Mỹ gồm có Brazil, Cơlơmbia, Mêxicơ, Costa Rica, Pêru, Guatamêla,
Honduras,... Trong đó, Brazil có sản lượng cao nhất, sản lượng cà phê hàng năm khoảng
2,5 triệu tấn.
Nhóm 6 – 18H2B
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
5
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
- Châu Phi gồm có Bờ Biển Ngà, Kenia, Uganda,...[1].
Phân bố sản lượng cà phê thế giới theo các khu vực có thể được tóm tắt như sau:
- Châu Mỹ sản xuất ra 60-70% sản lượng cà phê thế giới, tức là khoảng 4 triệu tấn cà
phê nhân. Châu Phi sản xuất ra 20-22% khoảng hơn một triệu tấn.
- Châu Á hàng năm sản xuất khoảng 70 nghìn tấn chiếm 12% sản lượng tồn thế giới,
sản lượng cà phê hàng năm biến động thất thường nhưng theo hướng ngày càng tăng.
- Thập kỉ 70 sản lượng trung bình đạt 4,5 triệu tấn/năm, thập kỉ 80 tăng lên 5,5 triệu
tấn/năm, sang thập kỷ 90 con số đó đã tăng lên 6 triệu tấn/năm [4].
1.1.4.2. Tình hình tiêu thụ cà phê trên thế giới
Nhu cầu về cà phê trên thế giới ngày càng gia tăng và ngày nay cà phê cũng đã trở
thành đồ uống phổ biến trên thế giới, nhu cầu tiêu thụ cà phê hàng năm khoảng 100 – 110
triệu bao ( khoảng 6 triệu tấn). Những nước tiêu thụ cà phê chủ yếu bao gồm:
• Châu Âu gồm: Anh, Pháp, Đức, Tây Ban Nha,Hà Lan,...
• Châu Mỹ gồm: Mỹ, Brazil,....
• Châu Á gồm: Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc,Việt Nam,...[1].
Phần Lan là quốc gia tiêu thụ cà phê nhiều nhất trên thế giới, trung bình mỗi người
tiêu thụ 26,45 Lbs tương ứng với 12kg cà phê trên một năm. Các loại cà phê phổ biến
nhất ở Phần Lan là loại cà phê rang rất nhẹ, nhẹ hơn nhiều so với bất kỳ nơi nào khác trên
thế giới. Cách pha cà phê truyền thống của Phần Lan là một biến thể của cà phê Thổ Nhĩ
Kỳ, nơi nước và bã cà phê chỉ được đun sơi nhiều lần [5].
Hình 1. 8. Biểu đồ tiêu thụ cà phê từng khu vực niên vụ 2019/2020
(Nguồn ICO)
Nhóm 6 – 18H2B
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
6
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
1.1.5. Tình hình sản xuất, tiêu thụ và xuất khẩu cà phê ở nước ta
1.1.5.1. Tình hình sản suất, tiêu thụ cà phê ở nước ta
Cây cà phê xuất hiện đầu tiên ở Việt Nam vào năm 1857 ở Quảng Bình, sau đó lan
sang Hà Nam và Nghệ An. Tuy nhiên do khí hậu không phù hợp nên cây cà phê ở miền
bắc bị mai mọt đi, còn ở vùng Tây Nguyên, Nam Trung Bộ và các tỉnh khác lại phát triển
mạnh do điều kiện khí hậu, thỗ nhưỡng phù hợp.
Đặc biệt, Đăk Lăk được ví như thủ đơ của cây cà phê, sản lượng cà phê của Đăk Lăk
chiếm khoảng 60% tổng sản lượng cà phê của Việt Nam. Cà phê còn được trồng ở một số
nơi khác như Gia Lai, Lâm Đồng, Đăk Nông, Kon Tum. Giống cà phê được trồng ở đây
là cà phê vối.
Ở vùng miền núi phía Bắc gồm có các tỉnh Sơn La, Lai Châu,...
Ở vùng trung du Bắc bộ gồm có các tỉnh Yên Bái, Hà Giang, Phú Thọ, Tuyên Quang,
Lạng Sơn, Cao Bằng,... Giống cà phê được trồng chủ yếu ở đây là cà phê chè [1].
Bảng 1. 1. Diện tích và sản lượng cà phê Việt Nam qua các giai đoạn [6].
Niên vụ
Diện tích
Sản lượng sản xuất
1997 – 1998
295 000
410.530
2000 – 2001
300 000
465.800
2001 – 2002
305 000
481.070
(Nguồn: Tạp chí thương mại số tháng 10/2002)
1.1.5.2. Tình hình xuất khẩu cà phê ở nước ta
Bảng 1. 2. Sản lượng xuất khẩu cà phê Việt Nam qua các giai đoạn
Năm
1990
1995
2000
2002
2005
2012
Sản lượng
Khối lượng cà
phê xuất khẩu
92,0
89,6
218,0
248,1
698,2
733,9
699,5
722
752,1
855
961,0
1229,0
Hiện nay, ở Việt Nam cà phê là mặt hàng nơng sản xuất khẩu có giá trị lớn đứng thứ
2 sau gạo. Giá trị xuất khẩu của cà phê chiếm khoảng 10% tổng kim ngạch xuất khẩu
hàng năm. Hiện nay, sản phẩm cà phê Việt Nam đã có mặt ở 61 nước trên thế giới gồm có
Anh, Pháp, Đức, Ý, Tây Ban Nha, Ba Lan, Nhật Bản, Hàn Quốc,... Giá trị xuất khẩu cà
phê của Việt Nam đứng thứ hai trên thế giới chỉ sau Brazil. Tuy nhiên, giá cà phê trên thị
trường thế giới không ổn định do phụ thuộc nhiều điều kiện thời tiết. Đồng thời, tổ chức
cà phê quốc tế (ICO) cũng đã quyết định thành lập và khai trương sàn giao dịch cà phê
Nhóm 6 – 18H2B
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
7
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
quốc tế tại TP. Buôn Ma Thuột, Đăk Lăk. Đây là điều kiện thuận lợi cho ngành cà phê
Việt Nam trên bước đường hội nhập quốc tế [1].
1.1.6. Cấu tạo và thành phần hóa học của quả cà phê
1.1.6.1. Cấu tạo giải phẫu của quả cà phê
Quả cà phê có dạng hình trứng hoặc hình trịn, cấu tạo giải phẫu bao gồm: lớp vỏ quả,
lớp vỏ thịt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa, trong cùng là nhân [7].
- Lớp vỏ quả: là lớp vỏ ngồi cùng, mềm,có màu đỏ, đỏ sẩm hoặc màu vàng tùy theo
từng chuẩn.
- Lớp thịt quả: nằm dưới lớp vỏ quả có cấu
trúc mềm, chứa nhiều chất ngọt, mọng nước và
có độ nhớt cao.
- Lớp vỏ trấu: là lớp vỏ cứng bao bọc nhân,
cấu tạo chủ yếu là cellulose.
- Lớp vỏ lụa: nằm dưới lớp vỏ trấu, được
hình thành từ nucellus có màu trắng bạc sau
Hình 1. 9. Cấu tạo giải phẫu của quả cà
khi phơi khô, lớp vỏ này mỏng và mềm.
phê
- Nhân: lớp trong cùng của quả cà phê, phía ngồi của lớp nhân là lớp tế bào rất cứng
có những tế bào nhỏ chứa chất dầu, phần bên trong có những tế bào lớn, mềm hơn. Một
quả cà phê thường có 2 nhân, trong nhân cịn có phơi mầm [8].
1.1.6.2. Cấu tạo hóa học của quả cà phê
- Lớp vỏ quả: có màu đỏ do chất antoxian và các vết alkaloid, trong vỏ quả chứa 21.5
– 30 % chất khô bao gồm: tanin, cafein, enzyme...
- Lớp thịt quả: là tế bào chứa nhiều đường và pectine, còn có enzyme pectinase phân
giải pectine trong q trình lên men.
- Vỏ trấu: chứa chủ yếu là cellulose, cafein 0,4% do khuếch tán từ vỏ trong lúc phơi
khô hoặc lên men.
- Nhân: nước chiếm 10-12%, protein chiếm 9-11%, lipid chiếm 5-10%, tinh bột
chiếm 10-13%, ngồi ra cịn có một số chất thơm, khống, alkaloid. Thành phần hóa học
của nhân quyết định chất lượng của cà phê rang xay [9].
Nhóm 6 – 18H2B
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
8
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
1.1.6.3. Thành phần khối lượng của quả cà phê
Thành phần khối lượng là tỉ số khối lượng của một thành phần nào đó so với toàn bộ
khối lượng của quả. Thành phần khối lượng phụ thuộc vào giống, mùa vụ, đất đai, điều
kiện canh tác, chăm sóc,...
Bảng 1. 3. Thành phần khối lượng của quả cà phê [1].
Thành phần
Cà phê chè (%)
Cà phê vối (%)
Nhân và vỏ lụa
26-30
26-29
Vỏ trấu ( vỏ cứng )
6,0-7,5
6,0-8,0
Vỏ thịt ( vỏ nhớt )
20-23
21-22
Vỏ quả
43-45
41-44
1.1.6.4. Thành phần hóa học của quả cà phê
-
Thành phần hóa học của lớp vỏ quả
Bảng 1. 4. Thành phần hóa học của lớp vỏ quả [1].
Thành phần
Cà phê chè (%)
Cà phê vối (%)
Protein
9,20 – 11,20
9,17
Lipit
1,73
2,00
Xenlluloza
13,16
21,65
Tro
3,20
3,30
Hợp chất phi protein
66,16
57,85
Đường
-
14,60
Tanin
-
4,46
Pectin
-
6,5
Cafein
0,88
-
(-) là chưa xác định
-
Thành phần hóa học của lớp vỏ nhớt ( vỏ thịt)
Bảng 1. 5. Thành phần hóa học của lớp vỏ thịt [1].
Thành phần
Cà phê chè (%)
Cà phê vối (%)
Pectin
33,0
38,0
Đường khơng khử
20,0
-
Đường khử
30,0
-
Xenlluloza
17,0
-
Nhóm 6 – 18H2B
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
9
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
-
Thành phần hóa học của lớp vỏ trấu ( vỏ cứng )
Bảng 1. 6. Thành phần hóa học của lớp vỏ trấu [1].
Thành phần
Cà phê chè (%)
Cà phê vối (%)
Xenlulloza
61,80
67,8
Hemixenlluloza
11,60
-
Protein
1,46
2,22
Đường
27,00
-
Tro
0,96
3,30
Các hợp chất có dầu
0,35
0.35
- Thành phần hóa học của nhân cà phê
Bảng 1. 7. Thành phần hóa học của nhân cà phê [1].
Thành phần
g/100g
Thành phần
g/100g
Ptotein
9,0-16,0
Nước
8,0-12,0
Lipit
4,0-18,0
Hemixenlulloza
20,0
Xenlluloza
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
-
-
Cafein
0,8-2,0
-
-
- Trong nhân cà phê có chứa khoảng 30-40 cấu tử thơm, thành phần và tính chất
của các cấu tử chính như sau:
Nhóm 6 – 18H2B
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
10
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
Bảng 1. 8. Các cấu tử thơm của nhân cà phê [1].
Cấu tử
Tỷ lệ (%)
Khối lượng cấu tử
Điểm sôi (0 C)
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
1.1.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê
1.1.7.1. Giống cà phê
Giống là yếu tố quan trọng, quyết định hàng đầu chất lượng cũng như hương vị của
cà phê. Mỗi loại cà phê thì sẽ cho một hương vị khác nhau.
- Cà phê chè (Arabica): Nước pha êm dịu, thơm, chua ngọt và thể chất nhẹ.
- Cà phê vối (Robusta): Hơi đắng chát, ít thơm, ít chua ngọt nhưng thể chất đậm đà.
1.1.7.2. Đất trồng
Cùng một loại giống nhưng trồng trên các điều kiện thổ nhưỡng khác nhau thì chất
lượng cũng không giống nhau.
Cây cà phê sẽ phát triển tốt nhất và cho chất lượng cũng như số lượng cà phê cao
nhất khi được trồng trên tầng đất mặt sâu, tơi xốp, thốt nước tốt. Đất bazan trên các vùng
địa hình của Tây Nguyên là phù hợp cho cây cà phê nhất [10].
1.1.7.3. Độ cao và độ dốc
Cà phê được trồng trên đất cao sẽ thu được chất lượng cà phê cao hơn trên vùng đất
thấp do điều kiện khơng khí tốt hơn và tránh được hiện tượng ứ nước.
Theo khuyến cáo của Bộ nông nghiệp, cà phê không nên trồng trên đất có độ dốc
trên 15O là tốt nhất. Vì với đất quá dốc, tầng đất mỏng, sẽ dẫn tới xói mịn làm cây khơng
phát triển được, khi đó chất lượng và sản lượng quả cà phê sẽ bị ảnh hưởng [10].
Nhóm 6 – 18H2B
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
11
Công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ và cà phê đóng chai (lon)
1.1.7.4. Điều kiện canh tác và chăm sóc
- Khí hậu: Cà phê là cây nhiệt đới nên đòi hỏi nhiệt độ, ánh sáng, lượng mưa khá
cao và tùy từng chủng: Cà phê chè ưa mát, nhiệt độ tối ưu 20 – 22OC, ánh sáng tán xạ nên
thường được trồng ở miền núi cao 600 – 2500m. Cà phê vối ưa nóng ẩm, nhiệt độ 24 –
26OC, thích ánh sáng trực xạ yếu, thường được trồng ở các Cao Nguyên thấp và Bình
Nguyên.
- Lượng mưa: Đối với cà phê vối cần từ 1300 – 2500mm. Đối với cà phê chè, lượng
mưa phù hợp là từ 1300 – 1900m
- Điều kiện tưới nước: Vùng trồng cà phê có thời kỳ khơ hạn kéo dài từ 5 – 6 tháng
thì nước tưới là một tiêu chuẩn rất quan trọng và cần thiết [10].
1.1.7.5. Sâu bệnh hại
Có thể chia sâu bệnh làm hư hại cà phê thành 2 loại:
- Sâu hại cà phê: Sâu, rệp làm cho cây không phát triển, làm rễ bị thối rữa, cành bị
đục rỗng. Rệp sáp bao phủ đen trên các chùm quả là cho cà phê khô dần rồi rụng nhiều.
Mọt đục quả sẽ đục vào trong quả làm quả cà phê mất đi một phần nhân, hoặc cũng có
trường hợp là mất hết cả hai phần nhân nếu độ mọt trong vườn nhiều.
- Bệnh hại cà phê: Bệnh thán thư làm cháy lá, khô cành, khô quả, thối cuống quả
[11].
1.1.7.6. Kỹ thuật thu hái
Việc thu hái cà phê đúng thời gian là rất cần thiết. Vì quả xanh non chưa tích lũy
được đầy đủ chất khô và các tiền tố hương vị cà phê. Hầu hết các hạt xanh non sẽ chuyển
thành hạt đen nếu sấy ở nhiệt độ cao hoặc do ủ quả làm khối quả bốc nóng. Tỷ lệ nhân
khô thu hồi từ quả xanh cũng sẽ bị hao hụt rất nhiều so với quả chín. Hương vị cà phê thu
được từ các quả xanh non cũng rất thấp so với quả chín đúng thời vụ kỹ thuật [10],[11].
1.1.7.7. Quá trình vận chuyển và bảo quản
Trong quá trình vận chuyển, cần tránh làm rách bao và rơi vãi sản phẩm. Việc làm
rơi vãi hay dập quả sẽ làm giảm một lượng lớn cà phê sau chế biến.
Sau thu hái, không lưu giữ quả tươi để chế biến ướt quá 12 giờ với cà phê chè hoặc
24 giờ với cà phê vối. Không nên lưu giữ quả để chế biến khô quá 24 giờ đặc biệt trong
điều kiện nhiệt độ cao. Việc lưu giữ quả tươi lâu làm khối quả bốc nóng và tạo nguy cơ
hại chất lượng nhân, làm nhiều hạt bị mốc, bị biến màu đồng thời làm hao hụt khối lượng
nhân [10].
Nhóm 6 – 18H2B
GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
12
