Công nghệ chế biến cà phê hòa tan

QUY TRÌNH SẢN XUẤT
CÀ PHÊ HOÀ TAN
GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn
SVTH: Võ Thành Trung 60903020
Huỳnh Hưng Thịnh 60902607
Nguyễn Thị Hồng Nhung 60901866
Trần Vũ Phương Trang 60902874
Trần Quốc Tuấn 60903133

Trường Đại học Bách Khoa TPHCM
Khoa Kỹ thuật hoá học
Bộ môn Công nghệ thực phẩm
Mục lục
1. Nguyên liệu
Bảng 1. Thành phần hóa học cà phê nhân
Cà phê nhân
Nước
Bột sữa gầy
Đường
1. Nguyên liệu
Cà phê nhân
Nước
Bột sữa gầy
Đường
Nước dùng trong công nghiệp thực phẩm phải
Trong
Không màu
Không mùi vị
Bảng 2. Chỉ tiêu vi sinh của nước dùng trong công nghiệp thực phẩm
1. Nguyên liệu
Cà phê nhân
Nước
Bột sữa gầy
Đường
Bảng 3. Các chỉ tiêu cảm quan của sữa bột gầy
Bảng 4. Chỉ tiêu hoá lý của sữa bột gầy
1. Nguyên liệu
Cà phê nhân
Nước
Bột sữa gầy
Đường
Chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện
Tinh thể màu trắng, kích thước đồng đều, không vón cục
Không có mùi vị lạ
2. Quy trình I
 Làm sạch
Mục đích : Chuẩn bị
Biến đổi
Khối lượng nguyên liệu giảm
Nguyên liệu đồng đều hơn về kích thước và tỷ trọng
Thiết bị
Phối trộn
Mục đích : Hoàn thiện
Chọn tỷ lệ phối trộn Robusta:Arabica là 7:3
Thiết bị : Máy trộn thùng quay
2. Quy trình I
Rang
Mục đích: Chế biến, bảo quản
Các biến đổi
Vật lý: hạt cà phê trương nở, khối lượng và tỷ trọng hạt cũng giảm đi
Hoá lý: nước và một số chất có phân tử lượng thấp bay hơi
Hoá học:
Độ ẩm cà phê sau rang:1-2%
Xảy ra phản ứng Maillard, Caramel
Sự tổn thất chất khô
Hàm lượng chất khô hòa tan thường tăng lên
Hoá sinh và vi sinh: enzyme và vi sinh vật bị vô hoạt hoàn toàn.
Cảm quan: màu sắc của hạt cà phê sẽ biến đổi dần
2. Quy trình I
Thiết bị
2. Quy trình I
Hình 1. Thiết bị rang thùng quay liên tục
Nghiền
Mục đích: Chuẩn bị
Các biến đổi
Vật lý: hạt giảm kích thước và khối lượng, tăng khối lượng riêng
Hoá học: biến đổi không đáng kể
Hoá lý: tăng diện tích bề mặt riêng, sự bay hơi của một số chất mùi
Cảm quan: giảm mùi thơm
2. Quy trình I
Thiết bị
2. Quy trình I
Hình 2. Thiết bị rang thùng quay liên tục
Trích ly
Mục đích: Khai thác
Các biến đổi
Vật lý
Hoá lý: Có sự chuyển pha của các chất rắn hòa tan trong cà phê thành lỏng
Hoá học:
Sự thủy phân một số chất
Cắt những polysaccharide mạch dài thành những polymer mạch ngắn có khả năng hòa tan
Cảm quan: mùi thơm giảm, màu sậm hơn, cà phê có vị chua, gắt và khan
2. Quy trình I
Thiết bị trích ly bộ lọc
Hình 3 . Nguyên lý hoạt động của
thiết bị trích ly bộ lọc
2. Quy trình I
Thông số công nghệ
Tỷ lệ nước và bột cà phê: 3/1
Nhiệt độ nước: cà phê được trích ly bằng nước nóng trên 100oC
A�p suất được duy trì ở mức cao khoảng trên 10atm
Nồng độ dịch chiết: 15-30%

Xử lý dịch chiết
Mục đích: Chuẩn bị và hoàn thiện
Các biến đổi
Vật lý: thể tích, khối lượng, tỷ trọng, nhiệt độ, độ nhớt giảm
Hoá lý: có sự kết tủa của các chất keo tụ
2. Quy trình I
2. Quy trình I
Thiết bị
Hình 4. Thiết bị làm lạnh dạng bản mỏng
Hình 5. Thiết bị ly tâm dạng đĩa
2. Quy trình I
Tách hương
Mục đích: Khai thác
Thiết bị
Hình 6. Thiết bị tách hương
Cô đặc bốc hơi
Mục đích: Khai thác
Biến đổi
Vật lý: hàm lượng chất khô tăng, độ nhớt tăng
Hoá học:
Xảy ra phản ứng Maillard
Phản ứng thủy phân một số các hợp chất cao phân tử
Hoá lý: nước chuyển sang trạng thái hơi
Hoá sinh và sinh học
Cảm quan: màu cà phê sậm hơn , giảm mùi thơm
2. Quy trình I
Thiết bị
A = nhập liệu 
B = sản phẩm
C = nước ngưng tụ 
D = hơi nước bão hoà
E = hơi thải
1 = đỉnh
2 = buồng trao đổi nhiệt 
3 = thiết bị tách
4 = ống thông
5 = đáy
Thông số công nghệ
Nồng độ dung dịch vào: 15-30%
Nồng độ dung dịch ra: 55-60%
Nhiệt độ 80-100oC
Hình 7. Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng màng rơi
2. Quy trình I
Sấy phun
Mục đích: Hoàn thiện
Các biến đổi
Vật lý
Hoá học: hàm ẩm giảm nhanh chóng
Hoá lý: dịch trích cà phê (dạng lỏng) chuyển thành bột cà phê hòa tan (dạng rắn)
Cảm quan

2. Quy trình I
Thiết bị
Hình 8.Sơ đồ hệ thống sấy phun
2. Quy trình I
1. Buồng sấy
2. Caloriphe
3. Thùng chứa nguyên liệu cần sấy
4. Bơm nguyên liệu
5. Cơ cấu phun mẫu
6. Cyclon thu hồi sản phẩm từ khí thoát
7. Cyclon vận chuyển sản phẩm
8. Hệ thống quạt hút và màng lọc
Thông số công nghệ
Nhiệt độ tác nhân sấy: 230-2500C
Nhiệt độ không khí ra: 900C
Độ ẩm bột sau khi sấy: 3.5%
Du?ng kính bột cà phê: 300??m
2. Quy trình I
Thiết bị
Tạo hạt
Mục đích: Hoàn thiện
Các biến đổi
Vật lý: Kích thước hạt tăng lên, tỉ trọng hạt giảm do hạt có cấu trúc xốp
Hoá học
Hoá sinh và sinh học

2. Quy trình I
Thiết bị
Hình 9. Nguyên lý hoạt động của thiết bị tạo hạt
Hình 10. Thiết bị tạo hạt
2. Quy trình I
Phối trộn
Mục đích: Hoàn thiện
Thiết bị: Máy trộn thùng quay

2. Quy trình I
Bao gói
Mục đích: Hoàn thiện và bảo quản
Thiết bị


2. Quy trình I
Hình 11. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị bao gói cà phê hòa tan
Sấy thăng hoa
Mục đích: Hoàn thiện
Các biến đổi
Vật lý: khối lượng riêng của dịch chiết cà phê tăng
Hoá học: hàm ẩm giảm nhanh
Hoá lý: có sự chuyển pha từ dung dịch lỏng sang rắn
Cảm quan: giữ được tính chất cảm quan hương vị từ sản phẩm ban đầu

3. Quy trình II
Thiết bị
3. Quy trình II
Hình 12. Sơ đồ hệ thống máy sấy thăng hoa

1: taïo boït vaø tieàn laïnh ñoâng
2: laïnh ñoâng
3: phaân loaïi theo kích thöôùc
4: saáy thaêng hoa
5: saûn phaåm
Thiết bị
Hình 13. Cấu tạo hình thăng hoa
3. Quy trình II
Nghiền
Mục đích: Hoàn thiện
Các biến đổi
Vật lý: dích thước nguyên liệu sẽ giảm, diện tích bề mặt riêng tăng lên
Hoá học
Hoá lý: dễ mất các cấu tử hương cũng như dễ hút ẩm
Hoá sinh, sinh học

3. Quy trình II
Thiết bị
Hình 14. Nguyên lý hoạt động thiết bị nghiền trục
3. Quy trình II
4. So sánh 2 quy trình
Bảng 6. So sánh 2 quá trình sấy
5. Sản phẩm cà phê hoà tan
Bảng 7. Chỉ tiêu chất lượng cà phê hòa tan
Cám ơn thầy và các bạn
đã lắng nghe