Quy trình công nghệ sản xuất cà phê bột

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO TIỂU LUẬN HỌC PHẦN
CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN TRÀ, CÀ PHÊ, CACAO
ĐỀ TÀI

QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT
CÀ PHÊ BỘT
GVHD: HỒNG THỊ TRÚC QUỲNH
NHĨM 7

SVTH:

TP HỒ CHÍ MINH, 2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO TIỂU LUẬN HỌC PHẦN
CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN TRÀ, CÀ PHÊ, CACAO

ĐỀ TÀI

QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT
CÀ PHÊ BỘT
GVHD: HỒNG THỊ TRÚC QUỲNH
NHĨM 7

SVTH:

TP HỒ CHÍ MINH, 2021
MỤC LỤC


MỤC LỤC.................................................................................................................. iii
BẢNG PHÂN CƠNG CƠNG VIỆC............................................................................v
DANH MỤC HÌNH ẢNH..........................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU.......................................................................................vii
LỜI MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 1
1.

Tổng quan về nguyên liệu...................................................................................2
1.1. Đặc trưng các chất có trong nhân cà phê..........................................................3
1.2. Quá trình biến đổi chất của hạt cà phê trong khi rang.......................................3
1.3. Chỉ tiêu chất lượng cà phê................................................................................5
1.3.1. Cà phê rang (TCVN 5250:2015)...............................................................5
1.3.2. Cà phê bột (TCVN 5251:2015).................................................................6

2.

Quy trình sản xuất cà phê bột và thuyết minh quy trình......................................8
2.1 Quy trình sản xuất cà phê bột............................................................................8
2.2 Thuyết minh quy trình.......................................................................................8
2.2.1 Tiếp nhận làm sạch cà phê nhân.................................................................8
2.2.2 Rang cà phê nhân.......................................................................................9

2.2.2.1 Mục đích và yêu cầu........................................................................................9
2.2.2.1.1 Mục đích.........................................................................................9
2.2.2.1.2 Yêu cầu.........................................................................................10

2.2.2.2 Mức độ rang...................................................................................................10
2.2.2.3 Quy trình rang................................................................................................12
2.2.2.4 Các biến đổi và yếu tố ảnh hưởng trong quá trình rang cà phê......................13
2.2.2.5 Máy móc thiết bị rang....................................................................................18
2.2.2.4.1 Phương pháp rang gián đoạn.........................................................18
2.2.2.4.2 Phương pháp rang liên tục.............................................................20
2.2.3 Làm nguội cà phê rang.............................................................................22
2.2.4 Phối trộn cà phê rang với các chất phụ gia...............................................22
2.2.5 Ủ cà phê...................................................................................................23
2.2.6 Xay cà phê rang........................................................................................24
2.2.7. Bao gói và bảo quản................................................................................26
2.2.7.1. Đóng bao chân khơng dùng hộp kim loại......................................................27


2.2.7.2. Đóng bao dùng bao nhựa kết (laminates) nhiều lớp cứng.............................27
2.2.7.3. Đóng bao dùng bao bì mềm hay xốp.............................................................28
KẾT LUẬN................................................................................................................30
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................31
PHỤ LỤC..................................................................................................................32
Phụ lục 1: TCVN 5250:2015 Cà phê rang.............................................................32
Phụ lục 2: TCVN 5251:2015 Cà phê bột...............................................................36


BẢNG PHÂN CƠNG CƠNG VIỆC

STT
1

Cơng việc
Tổng quan về ngun liệu

Quy trình sản xuất cà phê bột
PowerPoint

2

Tiếp nhận và làm sạch cà phê
nhân
Mục đích và yêu cầu của rang cà
phê nhân
Tổng hợp word

3

Các biến đổi và yếu tố ảnh
hưởng, phương pháp rang, máy
móc thiết bị rang

4

Ủ cà phê
Xây cà phê rang

5

Làm nguội cà phê rang
Phối trộn cà phê rang với các
chất phụ gia

6

Bao gói và bảo quản


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 Cà phê nhân ngun liệu..................................................................................2
Hình 2 Cà phê nhân khi đem xay.................................................................................4
Hình 3 Màu sắc hạt thay đổi trong quá trình rang........................................................4
Hình 4 Đồ thị nhiệt của mẻ rang (tham khảo)..............................................................5
Hình 5 Quy trình sản xuất cà phê bột...........................................................................8
Hình 6 Màu của hạt cà phê ở các mức độ rang khác nhau.........................................11
Hình 7 Loại cà phê rang Torrefacto...........................................................................12
Hình 8 Rang thủ cơng................................................................................................17
Hình 9 Rang bằng máy..............................................................................................18
Hình 10 Sơ đồ máy rang trống có cánh khuấy...........................................................19
Hình 11 Hình 3d về máy rang trống quay nằm ngang gián đoạn...............................20
Hình 12 Sơ đồ máy rang trống nằm ngang gián đoạn................................................20
Hình 13 Máy rang trống quay nằm ngang liên tục.....................................................21
Hình 14 Sơ đồ máy rang trống liên tục......................................................................21
Hình 15 Thiết bị phối trộn.........................................................................................23
Hình 16 Thiết bị xay cà phê dạng trục.......................................................................25
Hình 17 Máy đóng gói cà phê bột tự động dạng hộp kim loại...................................27
Hình 18 Các loại bao nhựa kết cứng nhiều lớp đóng gói cà phê................................27
Hình 19 Máy đóng gói và phê bột tự động.................................................................29


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 Các thành phần hóa học trong nhân cà phê......................................................2
Bảng 2 Yêu cầu cảm quan đối với cà phê rang............................................................5
Bảng 3 Yêu cầu lý – hóa đối với cà phê rang...............................................................6

Bảng 4 Yêu cầu cảm quan đối với cà phê bột..............................................................6
Bảng 5 Yêu cầu lý - hóa đối với cà phê bột.................................................................7
Bảng 6 Biến đổi màu sắc của cà phê theo nhiệt độ....................................................15
Bảng 7 Màu sắc của nhân cà phê ở các mức độ rang.................................................16


LỜI MỞ ĐẦU
Cà phê là một loại thức uống màu đen có chứa chất caffein và được sử dụng
khá rộng rãi. Nó được sản xuất từ những hạt cà phê được rang lên, từ cây cà phê.
Cà phê được sử dụng lần đầu tiên vào thế kỉ thứ IX, khi nó được khám phá ra từ
vùng cao nguyên Ethiopia. Từ đó, nó lan ra Ai Cập và Yemen, và tới thế kỉ thứ
15 thì đến Armenia, Persia, Thổ Nhĩ Kỳ và phía bắc Châu Phi. Từ thế giới Hồi
giáo, cà phê đến Ý, sau đó là phần cịn lại của Châu Âu, Indonesia và Mĩ. Ngày
nay, cà phê là một trong những thức uống thơng dụng tồn cầu.
Khơng giống như 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. Nhiều
người uống nó với mục đích tạo cảm giác hưng phấn. Theo một nghiên cứu được
công bố vào tháng 8 năm 2005 của nhà hố học Mỹ Joe Vinson thuộc Đại học
Scranton thì cà phê là một nguồn quan trọng cung cấp các chất chống oxy hóa
(antioxidant) cho cơ thể, vai trị mà 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.
Cà phê đóng một vai trò quan trọng trong xã hội xuyên suốt lịch sử hiện đại.
Không những thế, cà phê là một loại đồ uống hàng ngày rất thân thuộc với người
dân Việt Nam. “Cà phê bột” là loại cà phê rất tiện dụng và được sử dụng rộng
rãi. Cà phê bột trên thị trường hiện nay có nhiều loại và cấp độ khác nhau. Vậy
tại sao có nhiều loại cà phê bột như vậy? Bản chất của sự khác nhau này xuất
phát từ q trình hay cơng đoạn nào? Chính vì vậy, nhóm chúng em xin tìm hiểu
đề tài “Quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê bột”.

1. Tổng quan về nguyên liệu
Cà phê nhân ở dạng thương phẩm gồm có: nước, khống, lipid, gluxit.
Ngồi ra cịn có những chất khác mà ta thường gặp trong thực vật là những acid
hữu cơ chủ yếu như acid clorogenic và các ancaloit. Trên thế giới cũng như
trong nước ta, đã có nhiều nghiên cứu và phân tích thành phần hóa học của nhân
cà phê.

Hình 1 Cà phê nhân nguyên liệu

Ngồi ra trong nhân cà phê cịn có một lượng đáng kể vitamin, các chất
bay hơi và các cấu tử gây mùi thơm. Hiện nay người ta đã tìm ra hơn 70 chất
thơm hỗn hợp lại thành mùi thơm của cà phê. Trong cà phê chủ yếu là vitamin
nhóm B như B1, B2, B6, B12 và các loại acid hữu cơ là tiền các loại vitamin.
Bảng 1 Các thành phần hóa học trong nhân cà phê

Thành phần hóa học

Tính bằng g/100g

Nước

8 - 12

Chất béo

4 - 18

Đạm

1,8 - 2,5

Protein

9 - 16

Cafein

0,8 - 2

Acid clorogenic

2-8

Trigonenlin

1-3

Tính bằng mg/100g


Tanin

2

Acid cafetanic

8-9

Acid cafeic

1

Pentozan

5

Tinh boät

5 - 23

Dextrin

0,85

Đường

5 - 10

Xenlulo

10 - 20

Hemixenlulo

20

Linhin

4

Tro

2,5 - 4,5

Trong đó có:
Ca

85 - 100

P

130 - 150

Fe

3 - 10

Na

4

Mn

1 - 45

Rb, Cu, F

Vết

1.1. Đặc trưng các chất có trong nhân cà phê

Nước
Khi sấy khơ, cafe đạt chuẩn phải có từ 10 – 12% nước ở dạng liên kết. Sau khi
rang con số này khoảng 2 – 3%. Khi lượng nước nhiều hơn, việc bảo quản sẽ vơ
cùng khó khăn. Nhân cà phê sẽ bị ẩm mốc ảnh hưởng rất nặng đến chất lượng.
Lipid


Trong 10 – 13% Lipid của nhân cafe thì có đến 90% là chất dầu, còn lại là sáp.
Đây là thành phần tạo nên độ thơm và sệt của cafe, sau khi chế biến, lượng Lipid
cịn lại rất ít và bám trên bã cà phê. Dùng bã này để dưỡng da rất tốt.
Protein
Protein trong cà phê tuy thấp nhưng lại có rất nhiều các loại axit amin tốt. Khi
rang, lượng Protein này sẽ bị cháy và tạo ra mùi thơm đặc trưng và mùi vị của
cafe có rất nhiều đóng góp của thành phần này.
Các chất khống
Hàm lượng chất khống trong nhân cafe chiếm từ 3 – 5% chủ yếu là các loại
như Magie, Kali, Nito, Photpho, Clo, Sắt, lưu huỳnh,… Những loại cafe ngon
thường có rất ít hàm lượng chất khống vì chúng ảnh hưởng khơng tốt cho mùi
vị cả cà phê.
Caffeine
Đây chính là đặc trưng khiến cafe khác biệt với những loại quả và hạt
khác. Caffeine chính là nguồn gốc của những lợi ích từ việc uống cà phê, giúp
tinh thần thoải mái và tràn đầy năng lượng. Lượng caffeine trong các loại cafe là
khác nhau, trong đó Robusta có hàm lượng caffeine cao nhất.
Cafe nhân được đem rang và xay ra thành bột, người muốn sử dụng phải
đem đi pha bằng máy, pha phin hoặc một số dụng cụ khác. Đây là loại cafe được
chế biến từ 100% hạt cà phê tự nhiên, khơng hề có bóng dáng của bất kỳ loại
chất phụ gia nào khác như đậu, bắp hay ngũ cốc. Ưu điểm của cà phê nguyên
chất là giữ được những gì đặc trưng nhất của cà phê, những người sành uống và

yêu thích loại hạt này sẽ thích dùng cafe nguyên chất rang mộc. Loại này thường
được biến tấu như nén thành viên, thành túi nhỏ,… để phù hợp với từng mục
đích sử dụng. Đây cũng là loại được bán nhiều nhất trên thị trường, và hầu như
các công thức pha chế cafe điều dùng nguyên liệu là loại cafe bột này.


Hình

2 Cà
phê nhân khi đem xay

1.2. Quá trình biến đổi chất của hạt cà phê trong khi rang

Việc rang cà phê sẽ được bắt đầu từ lúc nhiệt độ đạt 100 oC cho đến khi kết
thúc ở 240oC. Trong quá trình gia nhiệt này, những thành phần trong cà phê sẽ
bắt đầu biến đổi:

Hình 3 Màu sắc hạt thay đổi trong quá trình rang

Khi đạt 100 độ C
Lượng nước bên trong sẽ bắt đầu bốc hơi khiến nhân cafe co lại.
Từ 0 – 150 độ C
Lượng nước tiếp tục mất đi, nhân cafe bắt đầu thay đổi màu sắc sang vàng nhạt.
Quá trình teo nhỏ vẫn tiếp tục và kèm theo đó là mùi thơm bắt đầu bốc lên.


Từ 150 – 180 độ C
Nếu giữ nhiệt ở mức 150 độ C, nhân cafe sẽ từ màu vàng nhạt chuyển sang nâu
nhạt. Lúc này cần gia nhiệt lên 180 độ C để cafe bốc mùi thơm hơn. Quá trình
teo nhỏ kết thúc, thay vào đó là việc trương nở thể tích do các thành phần bên

trong bắt đầu.
Từ 180 – 200 độ C
Trong quá trình gia nhiệt từ 180 lên 200 độ C, hạt cà phê đã trương nở ra hết
sức, mùi thơm bốc lên ngào ngạt, các thành phần bên trong đã có thể dễ dàng
đem đi xay nhuyễn. Tuy nhiên lúc này mà đem đi xay thì thành phẩm sẽ chưa
đạt chất lượng tốt nhất và không có vị chua.
Từ 200 – 210 độ C
Hạt cà phê bắt đầu trương nở đến mức nổ tung, khói bắt đầu bốc lên tạo hương
thơm ngát và lan tỏa đi xa hơn.
Từ 210 – 230 độ C
Hạt cà phê tiếp tục trương nở do giải phóng Cacbon dioxit và nổ nhiều hơn.
Từ 230 – 240 độ C
Hạt lúc này sẽ có màu nâu đậm, mùi hương nồng nàn, các thành phần bên trong
cũng được biến đổi để đạt được hương bị tốt nhất. Lúc này là thích hợp nhất để
đem đi xay nhuyễn và bắt đầu pha chế.
Lưu ý: Quá trình rang cà phê chính là q trình gia nhiệt cho hạt. Nhiệt độ bên
trên là nhiệt độ tích luỹ bên trong hạt cafe. Tuỳ theo mục đích rang và phương
pháp pha chế mà các thợ rang có thể chọn dừng quá trình rang ở nhiệt độ nào.
Hoặc nếu thực hiện rang trên máy rang có hiển thị đồ thị nhiệt theo thời gian,
người thợ rang cũng có thể kết thúc quá trình rang theo thời gian tuỳ thuộc vào
mục đích pha chế.


Hình 4
Đồ thị nhiệt của mẻ rang (tham khảo).

1.3. Chỉ tiêu chất lượng cà phê
1.3.1. Cà phê rang (TCVN 5250:2015)
‒ Yêu cầu cảm quan
Bảng 2 Yêu cầu cảm quan đối với cà phê rang

Tên chỉ tiêu
1. Màu sắc

Yêu cầu
Màu nâu đặc trưng của sản phẩm, hạt rang chín
đều, khơng cháy

2. Mùi
3. Vị

Thơm đặc trưng của sản phẩm, khơng có mùi lạ
Vị đặc trưng của sản phẩm

‒ Yêu cầu lý – hóa
Bảng 3 Yêu cầu lý – hóa đối với cà phê rang

Tên chỉ tiêu

Mức

1. Hạt tốt, tính theo % khối lượng, khơng nhỏ hơn

92

2. Hạt lỗi, tính theo % khối lượng, khơng lớn hơn

5,0

3. Mảnh vỡ, tính theo % khối lượng, không lớn

3,0


hơn
4. Độ ẩm, tính theo % khối lượng, khơng lớn hơn

5,0

5. Hàm lượng tro tổng số, tính theo % khối lượng,

5,0

khơng lớn hơn
6. Hàm lượng tạp chất, tính theo % khối lượng,

0,3

không lớn hơn

1.3.2. Cà phê bột (TCVN 5251:2015)

‒ Yêu cầu cảm quan
Bảng 4 Yêu cầu cảm quan đối với cà phê bột

Tên chỉ tiêu
1. Màu sắc
2. Mùi

Yêu cầu

Màu nâu đặc trưng của sản phẩm
Thơm đặc trưng của sản phẩm, khơng có mùi
lạ

3. Vị
4. Trạng thái
5. Cà phê pha

Đặc trưng của sản phẩm
Dạng bột, mịn, khơng vón cục
Có màu đặc trưng của sản phẩm

‒ Yêu cầu lý - hóa
Bảng 5 Yêu cầu lý - hóa đối với cà phê bột

Tên chỉ tiêu

Mức

1. Độ mịn, tính theo % khối lượng
– lọt qua rây cỡ lỗ 0,56 mm, không nhỏ hơn

30

– giữ lại trên rây cỡ lỗ 0,25 mm, không lớn hơn

15

2. Độ ẩm, tính theo % khối lượng, khơng lớn hơn

5,0

3. Hàm lượng cafein, tính theo % khối lượng,

1,0


khơng nhỏ hơn
4. Hàm lượng chất tan trong nước, tính theo %
khối lượng chất khô, không nhỏ hơn

25

5. Hàm lượng tro khơng tan trong axit clohydric
(HCl), tính theo % khối lượng, không lớn hơn

0,2

2.

Quy trình sản xuất cà phê bột và thuyết minh quy trình

2.1 Quy trình sản xuất cà phê bột

Cà phê nhân

Tiếp nhận

Rang

Làm nguội

Phối trộn

Ủ

Xay

Bao gói, bảo quản

Sản phẩm cà phê bột

Phân loại, làm sạch


Hình 5 Quy trình sản xuất cà phê bột

2.2 Thuyết minh quy trình
2.2.1 Tiếp nhận làm sạch cà phê nhân
Tiếp nhận cà phê nhân để đưa vào sản xuất nhằm đảm bảo đủ về số lượng. Việc
tiếp nhận có thể thực hiện bằng tay hoặc bằng các thiết bị chuyên dùng như gầu tải, vít
tải, bằng dịng khí, …
Cà phê nhân có thể là cà phê nhân xơ hoặc cà phê nhân đã qua phân loại, làm
sạch. Nếu là cà phê nhân đã qua phân loại, làm sạch thì có thể đưa đi rang ngay, còn
nếu là cà phê nhân xơ thì phải tiến hành phân loại và làm sạch.
Phân loại để tạo ra sự đồng đều cho khối hạt về kích thước, khối lượng riêng,
màu sắc. Làm sạch nhằm loại bỏ các tạp chất nhẹ như cành cây, lá cây, … tạp chất
nặng như cát, đá, kim loại, … khử mùi tạp, loại bỏ những hạt kém phẩm chất như hật
bị thối đen, mốc, sâu mọt, … để thuận lợi cho các giai đoạn sản xuất tiếp theo, đồng
thời bảo đảm chất lượng sản phẩm.

Phương pháp thực hiện là phân loại theo kích thước, khối lượng riêng và màu
sắc, còn phương pháp làm sạch là dùng sàng, máy tách kim loại hoặc dùng nước để
khử mùi cho hạt cà phê. Áp dụng nguyên tắc khí động: Bản chất dựa vào tính chất vật
lý của nguyên liệu là trọng lượng. Ngun tắc: Một luồng khơng khí mạnh được tạo ra
do quạt ly tâm thổi từ dưới lên xuyên qua khối hạt cà phê ngay khi nó được cung cấp
xuống từ máng cấp nguyên liệu trên. Hạt nào nặng sẽ tiếp tục rơi xuống máng hứng,
còn hạt và tạp chất nhẹ hơn sẽ được thổi bay đi ra ngồi.
Mục đích phân loại để đạt được những hạt cà phê đồng đều về kích thước. Phân
loại dựa trên kích thước dựa trên sự khác nhau về kích thước của nguyên liệu và các
tạp chất để phân loại có thể dùng sàng chấn động, sàng tròn, sàng bắc ngang, … nhưng
chủ yếu người ta thường làm sàng chấn động.


2.2.2 Rang cà phê nhân
2.2.2.1 Mục đích và yêu cầu
2.2.2.1.1 Mục đích
Là q trình gia nhiệt cho cà phê nhân để tạo nên những biến đổi sâu 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 hóa học của hạt. Rang là một khâu
quan trọng của chế biến cà phê vì nó quyết định đến chất lượng cà phê tách, do đó cần
phải có kỹ thuật rang đúng. Quá trình này giúp giảm độ ẩm, tiêu diệt vi sinh vật, nấm
mốc. Nhờ vậy, hạt sẽ được bảo quản lâu hơn và nó trở nên giịn dễ xay, thuận lợi cho
quá trình tiếp theo.
2.2.2.1.2 Yêu cầu
Tùy thuộc thị hiếu khách hàng mà khối cà phê được rang theo mức độ đặt ra
ban đầu. Tuy nhiên ở mức độ rang nào thì khối hạt cà phê cũng phải chín đồng đều,
khơng có hạt khét cháy.
2.2.2.2 Mức độ rang
Để xác định mức độ rang, người ta thường dùng phương pháp cảm quan (nhìn
bằng mắt so sánh với mẫu chuẩn) hoặc dùng máy có tế bào quang điện (đo mức độ hấp

thụ ánh sáng của cà phê rang). Có thể dùng bằng phân cấp theo độ màu của Agtron để
xác định mức độ rang càng tăng thì khả năng phản xạ ánh sáng của hạt cà phê càng
giảm, tương ứng với chỉ số độ màu giảm dần
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 có màu từ 85 đến 75 và còn được 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 Đơng Nam Á. Loại này pha có mùi vị chua dịu, khi rang hạt đạt màu như
vậy thì hạt mất 3 đến 5% khối lượng khơ. 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 thấy


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 có màu 60 và cịn được 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 nhẹ.
Trong loại cà phê này hầu hết các hợp chất tạo ra mùi vị thơm ngon đã có đầy đủ và ở
hàm lượng cao nhất. Khi rang đạt màu như vậy thì hạt mất 5 đến 8% khối lượng khô.
Người ta cũng gọi đây là loại cà phê rang “nửa thành thị”.
*Cà phê rang hơi đậm (medium to dark roast)
Loại này có màu 55 đến 45 và còn được 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. Với loại cà phê
rang này hạt bị mất khoảng 8% khối lượng khơ. Nó cũng được gọi là rang thành thị.
Người ta cho rằng cà phê rang kiểu này cho các đặc trưng mùi vị tốt nhất và nen áp
dụng với các loại cà phê nhân sống chất lượng tốt.

*Cà phê rang đậm kiểu Itallia hay kiểu Pháp (dark continental ở Italian roast)
Cà phê rang đậm kiểu Ý-Pháp có màu 45 đến 35 và có nhiều dầu tiết ra trên bề
mặt hạt nhưng hạt chưa thật bóng láng và tách, cịn rất ít vị chua, màu hạt nâu đậm
nhưng chưa đen. Loại cà phê này phổ biến ở Pháp và cũng giống với một loại cà phê
Viennese của Áo. Hạt mất từ 8 đên 12% khối lượng chất khô.
*Cà phê rang rất đậm/ rang cháy (Very dark roast/ espresso roast)
Loại này có màu 30 và 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 chỉ
trong vài giây. Hạt cà phê rang rất đậm làm cho dầu tiết ra rất nhiều trên bề mặt hạt
rang và hạt trở nên bóng láng và có màu đen thật sự, nếu tiếp tục rang thì dầu mất hết
và hạt giống như than. Kiểu rang này thường sử dụng cho cà phê Robusta mà hiếm khi
cho cà phê Arabica. Nhiệt làm bay hương thơm của Arabica nhưng dường như lại cần
thiết để tăng mùi vị của Robusta. Tất cả vị chua ngon bị mất và mùi vị đậm đà bị mất
do “than hóa”. Khối lượng hạt mất khoảng 14% khối lượng chất khô.


Hình 6 Màu của hạt cà phê ở các mức độ rang khác nhau

*Loại cà phê rang “Torrefacto”
Loại cà phê rang Torrefacto có nguồn gốc từ Tây Ban Nha cách đây hơn 160
năm. Cà phê có bổ sung đường, đường được caramel hóa cho vào cà phê vừa mới rang
xong để tạo độ đen bóng cho hạt. Lượng đường cho vào khoảng 15% so với cà phê.
Loại này phổ biến đặc biệt ở miền nhiệt đới. Loại này gần giống với loại cà phê rang ở
Việt Nam hiện nay.

Hình 7 Loại cà phê rang Torrefacto

2.2.2.3 Quy trình rang
Quy trình rang thường được chia làm 3 giai đoạn gia nhiệt nhau sau:
‒ Giai đoạn 1: Đây là quá trình tăng nhiệt độ khối cà phê lên đến nhiệt độ rang,

thời gian này càng ngắn càng tốt. Trong giai đoạn này ẩm bề mặt hạt bay ra,
quan sát thấy khói trắng bay ra (thực chất là hơi nước) kèm theo mùi hăng.


‒ Giai đoạn 2: Là giai đoạn rang, nhiệt độ khối hạt dao động trong khoảng 200240oC. Trong giai đoạn này nước tự do trong hạt bay ra làm hạt bị nổ tạo ra
tiếng kêu lách tách, thể tích khối hạt tăng lên, màu xanh xám của hạt mất dần,
hạt chuyển sang màu vàng rồi nâu nhạt. Cuối giai đoạn 2 cường độ mùi tăng
lên, tiếng nổ lách tách rộ lên.
‒ Giai đoạn 3: Là giai đoạn tạo hương thơm, cần khống chế không để nhiệt độ
khối hạt vượt quá 240oC. Trong giai đoạn này, các phản ứng tạo màu, mùi xảy
ra rất nhanh, mạnh. Khói thốt ra chuyển từ màu trắng đến màu vàng sậm. Ở
giai đoạn này, cần phải kiểm tra thường xuyên để xác định điểm dừng được
chính xác.
Sau khi hạt cà phê đạt cấp màu rang mong muốn, cắt nguồn nhiệt và nhanh chóng cho
cà phê ra thiết bị làm nguội.
2.2.2.4 Các biến đổi và yếu tố ảnh hưởng trong quá trình rang cà phê
Các biến đổi chủ yếu trong quá trình rang:
‒ Biến đổi vật lý: thể tích hạt tăng lên, khối lượng hạt giảm dần, độ ẩm giảm, màu
sắc chuyển từ màu xanh xám sang màu vàng, nâu, rồi nâu sẫm. Khi nhiệt độ hạt
trên 220oC, hạt cà phê phồng lên và lớn gấp đơi kích thước ban đầu, hạt trở nên
giịn, dễ vỡ, bề mặt nhẵn bóng, bên trong xốp nhẹ hơn. Nếu hạt được rang ở
nhiệt độ thấp hoặc cao hơn thì sẽ khơng nở tốt.
‒ Biến đổi hóa học:
 Carbonhydrate: là thành phần cao nhất trong ca phê, phần lớn là các loại
polysaccharide hịa tan hay khơng hịa tan trong nước, phần nhỏ là đường.
Trong quá trình rang, các polysaccharide thay đổi nhiều chúng có thể phân hủy
thành các hợp chất khác nhau hoặc biến màu hầu như hoàn toàn các chất
đường. Các polysaccharide khơng hịa tan trong nước chúng tạo nên thành tế
bào ở hạt cà phê và sau khi pha trở thành bã cà phê. Còn các loại đường bị
caramen hóa ở nhiệt độ 170- 200 oC tham gia tạo màu và hương vị cho cà phê.

 Nước: cà phê nhân sống có 10-13% nước ở dạng khơng liên kết. Trong khi rang
nước giảm cịn 1- 2.5% sau đó tăng lên do một số chất hữu cơ bị cháy và phần


nước không bay hơi do liên kết với đường caramen hóa. theo quy định của các
nước tiêu thụ cà phê hàm lượng nước trong cà phê không được vượt quá 5%.
 Các chất béo: trong cà phê nhân tổng hàm lượng chất béo chiếm từ 10-13% và
hàm lượng hầu như khơng đổi, nếu tính theo tỉ lệ khối lượng thì hàm lượng chất
béo tăng lên. Cà phê Arabica có nhiều chất béo (hay gọi là dầu cà phê) so với cà
phê Robusta. Các chất béo khơng tan vào nước vì thế chúng chỉ xuất hiện lượng
nhỏ trong cà phê tách.
 Các axit hữu cơ: những đại diện quan trọng nhất của nhóm là các loại axit
chlorogenic. Đây là những loại acid đặc trưng đối với cà phê trong quá trình
rang chúng sẽ bị phân hủy từ 30-70%.
 Protein: trong cà phê nhân có khoảng 11% protein tự nhiên, trong quá trình rang
chúng bị phân hủy thành acid amin và một số được tái tạo lại và có mặt trong cà
phê rang. Một số sản phẩm tạo ra từ sự phân hủy protein kết hợp với
carbonhydrate và axit chlorogenic tạo thành hợp chất màu nâu và quan trọng là
phản ứng Maillard tạo mùi giữa acid amin và đường đơn.
 Hợp chất alkaloid: là hợp chất có chứa nitơ, trong nhóm này có caffeine,
trigonelline và nicotin acid. Hàm lượng Caffeine chiếm từ 0,8- 2,5% và hàm
lượng caffeine hầu như không đổi trong quá trình rang. Đáng kể nhất là niacin
hay nicotin acid, trong cơ thể con người tác dụng như vitamin PP. Lượng niacin
trong một tách đáp ứng 1 phần 10 nhu cầu niacin của người lớn trong ngày.
 Chất khoáng: chủng loại, khu vực trồng cà phê, cấu tạo đất và phân bón tác
động đến tỷ lệ khống chất. Trong cà phê nhân có khoảng 4% khống chất và
90% lượng khống này có trong nước cà phê. Kali chiếm tỷ lệ cao nhất, sau đó
là Canxi, Magie, Phospho. Trong cà phê, hàm lượng kim loại nặng hoặc các
chất tàn dư khác rất thấp.
 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. Bằng phương pháp sắc ký, người ta phát
hiện ra hơn 800 hợp phần thơm khác nhau. Các chất cho hương và vị này cộng
lại tạo nên hương vị có một khơng hai của cà phê, vì thực tế hầu như các loại


sản phẩm thực vật ít nhiều đều có hợp chất của cà phê, trừ chất caffeine vì thế
hiện nay người ta vẫn chưa tạo nên hương vị cà phê nhân tạo.
Trong q trình rang cịn sinh ra chất khí, chủ yếu là CO 2 do oxy hóa
carbonhydrate. Khoảng 50% lượng khí này nằm lại hạt gây áp suất làm hạt phồng lên.
Giữ CO2 trong hạt rất quan trọng cho việc duy trì chất lượng cà phê rang trong quá
trình bảo quản (vừa duy trì hương thơm vừa khơng làm ơi dầu trong hạt). Chất lượng
sản phẩm cà phê rang xay phụ thuộc vào nguyên liệu, quá trình rang (phương pháp
rang, thiết bị rang, kỹ thuật rang, ...), quá trình phối trộn, ...
Khi rang cà phê, thường xảy ra các phản ứng chủ yếu sau:
‒ Phản ứng caramel: Xảy ra khi đường đạt nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ nóng
chảy của đường Glucoza là 145- 150 oC, của Fructoza là 95- 100 oC, của
Saccharoza là 160- 180 oC, của Lactoza là 223- 252oC, ... tạo nên hợp chất có
màu và vị.
‒ Phản ứng Melanoidin (Maillard, Ozamin): Xảy ra giữa đường khử và acid amin
dưới tác dụng của nhiệt độ tạo nên sản phẩm có màu và mùi đặc trưng.
Ngồi ra, cịn xảy ra những phản ứng khác như phản ứng cracking các hợp chất cao
phân tử (glucid, protein, ...), sự vô cơ hóa các hợp chất chứa cacbon, ... tạo hình dáng
và màu sắc cho sản phẩm.
Trong quá trình rang, nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất
lượng sản phẩm, sự biến đổi màu sắc khi rang cà phê phụ thuộc vào nhiệt độ trong quá
trình rang, hạt cà phê biến đổi về màu sắc từ xanh đến nâu đen, đồng thời hình thành
các hợp chất thơm đặc trưng. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiệt độ rang bắt đầu
khoảng 200oC, nhiệt độ tối ưu là 210 - 230 oC. Khi đó thời gian rang sẽ phụ thuộc vào
nhiệt độ rang thường từ vài phút (với phương pháp rang liên tục) đế vài chục phút

phương pháp rang gián đoạn) và các yếu tố khác. Sự biến đổi nhiệt độ trong quá trình
rang như sau:
Bảng 6 Biến đổi màu sắc của cà phê theo nhiệt độ

Nhiệt độ rang (oC)
Khoảng 100

Biến đổi màu của cà phê
Màu xanh - Màu vàng


120-130

Màu vàng - Màu hạt dẻ

150-180

Màu hạt dẻ - Màu xám

> 180

Màu xám - Màu tối

Khoảng 270

Màu tối - Màu đen

Khoảng 300

Màu đen dạng bồ hóng và vỡ vụn

Bảng 7 Màu sắc của nhân cà phê ở các mức độ rang

Độ ẩm nguyên liệu: trong quá trình rang, độ ẩm của hạt đóng một vai trị quan
trọng. Trong điều kiện bình thường, hạt cà phê nhân có độ ẩm từ 10- 12%. Độ ẩm sẽ
dao động tự do với độ ẩm tương đối của khơng khí xung quanh. Độ ẩm tương đối để
bảo quản hạt cà phê nhân trong một thời gian dài và để làm chậm quá trình lão hóa của
cà phê nhân. Điều này cũng làm giảm khả năng cho người rang phải thay đổi quy trình
rang để bù đắp cho những sai lệch có thể có trong cà phê nhân. Cà phê có độ ẩm cao
thường yêu cầu rằng quá trình xay bao gồm giai đoạn làm khô sơ bộ trước khi bắt đầu
rang.
Mật độ cấu trúc tế bào: hạt cà phê mật độ cao có cấu trúc tế bào dày đặc hơn và
nhiều tế bào hơn so với hạt mật độ thấp. Hạt có mật độ cao có khả năng chịu nhiệt tốt
hơn, điều này sẽ đặc biệt đáng chú ý trong giai đoạn đầu của quá trình rang. Sau khi
làm bay hơi ẩm tự do, màu của hạt cà phê bắt đầu thay đổi từ màu xanh lục đến vàng
rồi đến nâu nhạt. Trong suốt quá trình này thay đổi, hạt đậu bắt đầu nở ra với đậu có


mật độ thấp hơn, đường cắt ở giữa sẽ mở nhanh hơn, cho phép truyền nhiệt nhanh hơn
điều này sẽ thúc đẩy q trình rang nhanh hơn nhưng sẽ khơng đồng đều nhau.
2.2.2.3 Phương pháp rang
Gồm 2 phương pháp rang là rang thủ công và rang bằng máy.
‒ Rang thủ công: sử dụng chảo để rang cà phê, cách rang xay cà phê này được
thực hiện tại nhà, phù hợp với nhu cầu rang số lượng nhỏ, phục vụ nhu cầu của
gia đình. Trong các phương pháp rang cà phê, đây là cách làm thủ công dễ thực
hiện nhất. Cách làm này không yêu cầu cao về hệ thống máy móc cũng như quy
trình chun nghiệp, nhanh chóng, dễ dàng hơn, ít rủi ro hơn và chất lượng cà
phê rang hồn hảo hơn.

Hình 8 Rang thủ cơng

‒ Rang bằng máy: thường dùng trong quy mô công nghiệp, năng suất lớn. Có hai
phương pháp rang đó là phương pháp rang gián đoạn và phương pháp rang liên
tục. Với phương pháp rang gián đoạn sử dụng thiết bị rang dạng hình trụ hoặc
hình cầu, cịn phương pháp rang liên tục sử dụng thiết bị rang dạng trống quay,
dạng chảo quay, …Vật liệu để chế tạo thiết bị thường là thép đen, thép chống rỉ
hoặc gang.