Quy trình sản xuất cà phê hoà tan

Để sản xuất cà phê hoà tan với chất lượng cao, cần có quy trình sản xuất hợp lý và phù hợp với từng loại cà phê

Thu hoạch

Quy trình sản xuất cà phê hoà tan bắt đầu bằng việc thu hoạch trái cà phê. Trái cà phê cần có phương pháp thu hoạch phù hợp và thời gian thu hoạch sẽ tuỳ thuộc vào nơi trồng cây và giống cây.

Một trong những thách thức lớn trong việc thu hoạch cà phê đó là đạt được độ chín đồng đều vào cùng thời điểm để cung cấp cà phê có chất lượng ổn định. Độ chín của từng trái không giống nhau bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm điều kiện khí hậu, thời tiết, thổ nhưỡng, chất lượng giống không đồng nhất, lượng phân bón không đồng đều, sự chênh lệch về thời gian hoa nở, …

sản xuất cà phê hòa tan - cà phê chín không đồng đều - HORIBA - REDLAB — Quả cà phê chín không đồng đều

Có hai cách thu hoạch cà phê: thu hoạch theo dãy và thu hoạch có chọn lọc.

Thu hoạch theo dãy thường được thực hiện bằng máy móc hoặc bằng tay. Với phương pháp này, toàn bộ trái cà phê được thu hoạch cùng một lúc. Cà phê sau khi thu hoạch có thể không đạt được chất lượng mong muốn do có lẫn những trái cà phê chưa chín hoặc chín quá. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thu hoạch theo dãy: địa hình, độ nghiêng, khoảng cách, độ thẳng hàng và chiều cao của cây cà phê.
Đối với thu hoạch có chọn lọc, chỉ những trái cà phê chín vừa đủ được thu hoạch thủ công bằng tay một cách có chọn lọc. Cà phê thu hoạch đạt tiêu chuẩn do các quả cà phê đều nhau. Phương pháp này có nhược điểm là tốn nhiều lao động. Vì vậy cần xem xét ưu – nhược của cả hai cách để ứng dụng thu hoạch cà phê cho phù hợp.

Quá trình tiền xử lý cà phê

Trái cà phê sau khi thu hoạch được loại bỏ cả cùi và vỏ bằng phương pháp ướt hoặc khô. Với phương pháp khô, lớp vỏ ngoài của cà phê được loại bỏ bằng các máy và thiết bị chuyên dụng chỉ để lại hạt cà phê. Trong phương pháp ướt, cùi và vỏ được loại bỏ trong khi quả cà phê vẫn còn tươi. Quá trình này có bước lên men vi sinh vật để loại bỏ chất nhầy còn bám trên hạt và thúc đẩy tạo ra các hợp chất dễ bay hơi, giúp cà phê thơm hơn và hương vị đặc sắc hơn. Phương pháp khô thường được sử dụng cho cà phê Robusta, về mặt công nghệ đơn giản hơn so với phương pháp ướt dùng cho hạt cà phê Arabica.

Quá trình rang cà phê

Giai đoạn quan trọng nhất trong sản xuất cà phê là rang, trong đó các thay đổi về lý – hóa với tác động của nhiệt độ cao dẫn đến thay đổi các đặc tính của hạt cà phê. Quá trình nhiệt phân trong máy rang tạo nên nhiều phản ứng hoá học hình thành nên hương vị hạt cà phê. Các phản ứng thiết yếu trong quá trình rang cà phê chịu trách nhiệm tạo ra màu sắc, các hợp chất dễ bay hơi và sự phát triển hương vị được gọi là phản ứng Maillard và caramen hóa. Bên cạnh đó, hạt cà phê cũng cần được phân loại theo kích thước trước khi rang để các mẻ rang được đồng đều vì thời gian và nhiệt độ đều ảnh hưởng đến hương vị của cà phê.

Coffee-Roasting-Defects- HORIBA - REDLAB — Quá trình rang cà phê. Nguồn ảnh: fullcoffeeroast.com

Quá trình xay cà phê

Sau quá trình rang, hạt cà phê phải được làm lạnh nhanh chóng để ngăn chặn các phản ứng tỏa nhiệt tiếp tục diễn ra dẫn tới việc rang quá mức có thể làm cháy hạt cà phê. Sau đó, hạt cà phê được xay, thường bằng máy xay nhiều tầng.

Kích thước hạt cà phê sau khi xay là một yếu tố quan trọng. Đối với cà phê được sử dụng bình thường, xay quá mịn có thể tạo ra hương vị quá mạnh và có thể làm tắc các bộ lọc hoặc đi qua bộ lọc vào ly. Nếu xay quá thô sẽ làm giảm hương vị. Vì vậy mối quan hệ giữa hương vị và kích thước là một trong những yếu tố chính đảm bảo chất lượng. Đối với cà phê hoà tan, với kích thước hạt cà phê nhỏ, diện tích bề mặt tiếp xúc của cà phê và dung môi tăng lên. Do đó dẫn đến tăng năng suất trích ly.

kích thước hạt cà phê - sản xuất cà phê hòa tan - HORIBA - REDLAB — Kích thước hạt cà phê sau khi xay. Nguồn ảnh:craftcoffeespot.com

Để kiểm soát kích thước cà phê tốt hơn, cần có phương pháp đo kích thước hạt cà phê hiệu quả. Máy phân tích nhiễu xạ laze HORIBA LA-960 là thiết bị lý tưởng để phân tích kích thước hạt/ bột cà phê sau khi xay với sự hỗ trợ của phụ kiện Bộ nạp khô PowderJet hiện đại. Nhờ vậy, máy có khả năng đo mẫu ở dạng khô.

Ngoài ra, một số loại cà phê được đóng gói và vận chuyển dưới dạng nguyên hạt. Mỗi loại sản phẩm đều có thể được tối ưu hóa với sự trợ giúp của phân tích kích thước hạt.

sản xuất cà phê hòa tan - cà phê rang - xay nhuyễn - HORIBA - REDLAB — Nguồn ảnh: www.foodunfolded.com

Quá trình trích ly

Sau khi rang và xay, cà phê cần được trích ly để tạo thành cà phê hoà tan. Các chất rắn hòa tan và các hợp chất tạo hương thơm và hương vị được trích ly từ hạt cà phê với nước là dung môi. Điều kiện trích ly với nhiệt độ là 175 °C trong điều kiện có áp suất cao. Sau quá trình trích ly, dịch cà phê được tăng nồng độ thông qua quá trình cô đặc để thuận lợi cho quá trình sấy, làm khô sản phẩm. Làm khô đông lạnh và sấy phun là những phương pháp thường được sử dụng nhất để sản xuất cà phê hòa tan.

Quá trình sàng

Trong phương pháp làm khô đông lạnh, chiết xuất cà phê đã cô đặc ban đầu được làm lạnh và sau đó được xay. Tiếp theo, các hạt được sàng trước khi sấy để đảm bảo kích thước đồng nhất. Trong quá trình này, một số ít hạt sẽ bị thay đổi về hương thơm do quá trình đốt nóng và oxy hóa gây ra vì độ ẩm được tăng lên trong buồng chân không.

Quá trình sấy tạo cà phê hòa tan

Khi sử dụng phương pháp sấy phun, chiết xuất cà phê đậm đặc được phun ra trong một buồng sấy, từ đó nước được loại bỏ do tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ từ 200 – 300 °C. Kỹ thuật này cho phép sản xuất quy mô lớn và cung cấp các sản phẩm có khối lượng riêng thấp và khả năng hoà tan tốt.

Đánh giá chất lượng cà phê hoà tan với thiết bị phân tích kích thước hạt HORIBA

Máy phân tích kích thước hạt tán xạ laser là thiết bị lý tưởng cho việc đo/ phân tích kích thước hạt/ bột cà phê xay với phạm vi đo rộng và có máy nạp bột khô riêng. Thiết bị có khả năng đo nền ở dạng khô ban đầu và loại bỏ các nhược điểm khi đo ở dạng lỏng.

Máy nạp bột khô riêng sử dụng không khí nén được kiểm soát để loại bỏ bã cà phê vón cục và sau đó đo sự phân bố kích thước hạt bằng kỹ thuật tán xạ laser. Máy đo kích thước hạn tán xạ LA-960 có thể đo các hạt khô với kích thước lên đến 5000 micromet (5 milimet). Hiện nay phương pháp tán xạ laser đang thay thế các phương pháp đo kích thước truyền thống từ các nhà rang xay cà phê chuyên dụng trên toàn thế giới, giúp đảm bảo và nâng cao chất lượng cà phê trong quy trình sản xuất cà phê hòa tan.

Máy phân tích kích thước hạt tán xạ Laser LA-960V2 HORIBA

Thiết kế quang học cải tiến
Tự động căn chỉnh nguồn laser nhanh. Phạm vi góc đo lớn cho độ phân giải tín hiệu tốt.
Thiết bị tán xạ laser ổn định
Thời gian đo mẫu lỏng nhanh, hệ thống phân tán mạnh và đơn giản.
Đo khô phân tán bột tự động

Máy phân tích kích thước hạt tán xạ Laser LA-350 Horiba

Kích thước nhỏ gọn
Phân tích nhanh
Phần mềm đầy đủ tính năng
Dễ sử dụng: Với tính năng căn chỉnh tự động, hệ thống siêu âm tích hợp để phân tán mẫu và hệ thống bơm mạnh mẽ, kết hợp với các tính năng tự động hóa của phần mềm.

máy đo kích thước hạt bằng phương pháp đo tán xạ ánh sáng SLS - HORIBA LA 350

Máy phân tích kích thước hạt nano (DLS) và trọng lượng phân tử SZ-100S2 HORIBA

Hai sản phẩm đo DLS SZ-100Z2 đến từ HORIBA có các thông số kỹ thuật:

Phạm vi đo kích thước hạt: 0,3 nm đến 10 µm.
Trọng lượng phân tử: 1000 đến 2×10^7 Da (Đồ thị Debye) và 5.4×10^2 đến 2×10^7 Da (Phương trình MHS).
Đo thế Zeta từ – 500 đến + 500 mV.

A picture containing appliance, iron

Description automatically generated

HORIBA LA-960V2 và SZ-100Z2 – Lựa chọn đáng tin cậy cho quá trình phân tích, kiểm tra kích thước hạt trong sản xuất cà phê hòa tan.

Tìm hiểu thêm về các ứng dụng nổi bật khác của thiết bị phân tích kích thước hạt HORIBA tại đây>>>

Tài liệu tham khảo:

2020, IntechOpen, Coffee – Production and Research
2011, Solange I. Mussatto và cộng sự, Production, Composition, and Application of Coffee and Its Industrial Residues, Food and Bioprocess Technology.
2020, Michel Rocha Baqueta, Nicola Caporaso, Aline Coqueiro và cộng sự, Chapter 2. A Review of Coffee Quality Assessment Based on Sensory Evaluation and Advanced Analytical Techniques.
ISO 20938:2008 Instant coffee — Determination of moisture content — Karl Fischer method (Reference method)
2012, Eva Tavčar và cộng sự, Simple Modification of Karl-Fischer Titration Method for Determination of Water Content in Colored Samples
ISO 11292:1995 Instant coffee — Determination of free and total carbohydrate contents — Method using high-performance anion-exchange chromatography
2006, Philippe Girard và cộng sự, Carbohydrate Specification Limits for the Authenticity Assessment of Soluble (Instant) Coffee: Statistical Approach

REDLAB – FOR YOUR LABORATORY

Công ty TNHH Redlab là đối tác đáng tin cậy cho phòng LAB của bạn, chúng tôi cung cấp:

Thiết bị và vật tư tiêu hao
Tư vấn, thiết kế và lắp đặt nội thất phòng thí nghiệm
Dịch vụ sửa chữa – bảo trì – bảo dưỡng thiết bị

Mời bạn xem thông tin sản phẩm và đặt hàng các thiết bị tại cửa hàng trực tuyến của RedLAB tại đây: online-store.redlab.com.vn hoặc tham khảo thêm các sản phẩm thiết bị phòng thí nghiệm khác trên website: redlab.com.vn

Để được tư vấn sản phẩm, mời bạn liên hệ HOTLINE: 0889 973 944.

ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH KÍCH THƯỚC HẠT TRONG SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN