Tài liệu Quy trình sản xuất cafe hòa tan

QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn MỤC LỤC I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÀ PHÊ.............................................................4 1. Phân loại....................................................................................................................4 A. Cà phê chè (Arabica)...............................................................................................4 B. Cà phê vối (Robusta)...............................................................................................4 C. Cà phê mít (liberica).......................................................................................5 2. Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê..................................................5 3. Cấu tạo quả cà phê....................................................................................................6 4. Thành phần hóa học cà phê nhân (arabica)..........................................................7 5. Tiêu chuẩn cà phê nhân...........................................................................................8 II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN............................................. 1. Làm sạch..................................................................................................................12 A. Mục đích.................................................................................................................12 B. Các biến đổi...........................................................................................................12 C. Phương pháp thực hiện..........................................................................................12 D. Thiết bị.................................................................................................................. 12 2. A. B. C. D. Phối trộn..................................................................................................................13 Mục đích....................................................................................................................13 Các biến đổi..............................................................................................................13 Phương pháp thực hiện.............................................................................................13 Máy trộn thùng quay.................................................................................................14 3. A. B. C. D. Rang.........................................................................................................................14 Mục đích................................................................................................................... 14 Các biến đổi..............................................................................................................14 Phương pháp thực hiện.............................................................................................14 Thiết bị rang liên tục hiệu Burn Thermalo...............................................................15 4. A. B. C. D. Xay............................................................................................................................16 Mục đích....................................................................................................................16 Các biến đổi..............................................................................................................16 Phương pháp thực hiện.............................................................................................16 Thiết bị xay................................................................................................................16 5. A. B. C. D. Trích ly.....................................................................................................................17 Mục đích....................................................................................................................18 Các biến đổi..............................................................................................................18 Phương pháp thực hiện.............................................................................................18 Thiết bị trích ly bộ lọc...............................................................................................18 6. A. B. C. D. Xử lý dịch chiết........................................................................................................20 Mục đích....................................................................................................................20 Các biến đổi..............................................................................................................20 Phương pháp thực hiện.............................................................................................20 Thiết bị......................................................................................................................20 7. Cô đặc.......................................................................................................................21 A. Mục đích....................................................................................................................21 Trang 1 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn B. Các biến đổi..............................................................................................................21 7.1) cô đặc bốc hơi (qui trình I).............................................................................22 A. Các biến đổi...................................................................................................22 B. Phương pháp thực hiện..................................................................................22 C. Thiết bị...........................................................................................................22 7.2) cô đặc kết tinh (qui trình II)...........................................................................23 8. Sấy............................................................................................................................25 8.1) sấy phun..........................................................................................................25 A. B. C. D. Mục đích....................................................................................................................25 Các biến đổi..............................................................................................................25 Phương pháp thực hiện.............................................................................................25 Thiết bị......................................................................................................................27 8.2) sấy thăng hoa..................................................................................................29 A. Bản chất:........................................................................................................29 B. Mục đích........................................................................................................29 C. Các biến đổi...................................................................................................30 D. Phương pháp thực hiện.................................................................................30 E. Thông số công nghệ.......................................................................................32 9. A. B. C. D. Tạo hạt (Agglomeration)........................................................................................32 Mục đích....................................................................................................................32 Các biến đổi..............................................................................................................32 Phương pháp thực hiện.............................................................................................33 Thiết bị......................................................................................................................33 E. Thiết bị...........................................................................................................33 10. Bao gói......................................................................................................................33 A. Mục đích....................................................................................................................33 B. Các biến đổi..............................................................................................................33 C. Phương pháp thực hiện.............................................................................................34 D. Vật liệu bao bì...........................................................................................................34 E. Thiết bị......................................................................................................................34 III. SO SÁNH 2 QUY TRÌNH.................................................................................34 IV. SẢN PHẨM CÀ PHÊ HÒA TAN.....................................................................35 1. Những thay đổi của hương cà phê trong quá trình chế biến.......................35 2. Các chất tạo nên hương vị cà phê................................................................36 3. Chất lượng của cà phê hoà tan.....................................................................39 V. TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG CỦA CÀ PHÊ HÒA TAN............................41 VI. THÀNH TỰU....................................................................................................42 VII. PHỤ LỤC...........................................................................................................43 TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................47 Trang 2 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÀ PHÊ 1. PHÂN LOẠI a. Cây cà phê có nhiều chủng loại nhưng phổ biến là 2 loại cà phê Arabica và Robusta. Trước đây, Robusta được trồng chủ yếu ở Châu Phi, nhưng bây giờ hầu hết những nước sản xuất cà phê đều trồng Robusta do nhu cầu ngày càng lớn của công nghiệp sản xuất cà phê hòa tan. Ngành công nghiệp này sử dụng cà phê Robusta nhiều hơn bởi vì nó cho hiệu quả trích ly cao hơn và giá thành lại thấp hơn Arabica. Đặc điểm của Arabica là hiệu quả trích ly thấp hơn, nhưng giá thành lại cao hơn do được ưa thích hơn và nhu cầu lớn hơn. Số lượng chủng loại và mùi thơm của cà phê tùy thuộc vào điều kiện trồng, phương pháp thu hoạch và cách xử lý sau thu hoạch trái cà phê, bao gồm cả cách loại bỏ thịt quả. Những loại cơ bản được đề cập trên đây đại diện cho khoảng 50 loại cà phê thường được sử dụng hiện nay. Những loại này được chia thành 3 nhóm: “Brazils” đặc Trang 3 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn trưng cho cà phê được trồng ở Brazil, Milds bao gồm tất cả những loại Arabica khác và cuối cùng là Robusta. a. Cà phê chè (ARABICA) Nguồn gốc: cao nguyên Jimma (Ethiopia) Gồm nhiều chủng như: Tipica, Bourbon, Moka, Catuai, Catimor,… Chiếm 70% sản lượng cà phê thế giới. Đây là cà phê được trồng lâu đời nhất và tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới vị thơm ngon, dịu, hàm lượng caffeine trong hạt trung bình 1,3%. Đặc điểm thực vật học: Cây thuộc dạng bụi, thân cao 3 – 4m, cành đối xứng, mềm rũ xuống. Lá mọc đối xứng, hình trứng dài, đầu nhọn, rìa lá quăn, màu xanh đậm. Quả cà phê thuộc dạng quả thịt, hình trứng, khi chín có màu đỏ tươi (chủng Caturra amrello cho quả màu vàng). Hạt cà phê hình tròn dẹt, có màu xanh xám, hoặc xám xanh, xanh lục, xanh cốm, tùy theo giống và điều kiện bảo quản và chế biến. Cà phê Arabica có đặc tính tự thụ phấn nên có độ thuần chủng cao hơn các loại cà phê khác. Cây ưa mát và hơi lạnh, phạm vi thích hợp 18 – 25oC, thích hợp nhất là từ 10 – 20oC. Các nước trồng cà phê có chất lượng tốt như: Brazil, Kenya, Tanzania, Etiopia, Columbia… Các chủng cà phê Arabica ở một số nước nổi tiếng về cà phê Arabica: Arabica culta, Nacional (Brazil), Java (Indonesia), Arabigo (Trung Mỹ), Tipica roja (Columbia),… b. Cà phê vối (ROBUSTA) Nguồn gốc: lưu vực sông Công-gô, miền núi vùng xích đạo và nhiệt đới Tây Phi. Chiếm 30% tổng lượng cà phê. Tên thương mại “Robusta” nhằm chỉ chung cho cà phê canephora. Đặc điểm thực vật học: cây có một hoặc nhiều thân, thân cao khoảng 8 – 12m. Lá có hình trứng hoặc hình lưỡi mác, mũi nhọn, phiến lá gợn sóng mạnh. Quả hình tròn hoặc hình trứng, núm quả nhỏ, trên quả thường có nhiều gân dọc, quả chín đỏ hoặc hồng. Kích thước hạt nhỏ hơn cà phê Arabica, hạt có dạng hình tròn, dày, màu xanh bạc, xanh lục hoặc xanh nâu tùy chủng loại và cách chế biến. Tỷ lệ khối lượng nhân trên quả tươi cao hơn cà phê Arabica. Cà phê Robusta không tự thụ phấn được, điều này dẫn tới sự đa dạng ở vườn cà phê vối trồng bằng hạt. Cây thích nơi nóng ẩm, nhiệt độ thích hợp nhất là 24-26oC. Hàm lượng caffeine trong hạt chiếm 1.97 – 3.06% (cao nhất trong 3 loại cà phê). Cà phê Robusta được trồng nhiều ở vùng trung hải Ivory, Tây Phi, Cameroon, Uganda, Angola và các nước châu Á. c. Cà phê mít (LIBERICA) Nguồn gốc ở xứ Ubangui-Chari, xứ Biển Hồ Sát, sa mạc Sahara, thường gọi cà phê sari. Đặc điểm thực vật học: Cây cao 6 - 15m, lá to, hình trứng hoặc hình lưỡi mác. Quả hình trứng, hơi dẹt, núm quả lồi. Quả to khi chín có màu đỏ sẫm, hạt màu xanh ngả vàng, vỏ lụa bám chặt vào hạt khó làm tróc hết. Cà phê mít ít thơm, có vị chua chất lượng nước uống ít được ưa chuộng. Hàm lượng caffeine trong hạt 1,02-1,15%. 2. NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÀ PHÊ  Anh hưởng của loại đất trồng cà phê: Đất trồng cà phê có ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị và màu sắc của cà phê. Trang 4 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Ví dụ: cà phê trồng trên đất bazan thì cây tốt, khoẻ, sản lượng cao, phẩm chất cà phê tốt còn có hương vị đậm đà, hậu vị thơm ngon hơn là cà phê trồng trên các loại đất khác.  Anh hưởng của chế độ chăm sóc: chế độ chăm sóc kĩ thuật trong thời gian trồng cà phê rất quan trọng. Người trồng cà phê quyết định đên chất lượng cà phê. Các chế độ chăm sóc cà phê gồm có:  Tủ gốc cây cà phê  Đánh nhánh tạo hình cây  Phân bón đúng kỳ, đúng số lượng cần thiết  Số lượng và loại cây bóng mát cần thiết cho từng loại cà phê  Phòng trừ sâu bệnh hại cà phê Chăm sóc cây tố sẽ ảnh hưởng lớn đến sản lượng cà phê, độ chắc mẩy của hạt cà phê, chất dinh dưỡng trong cây đầy đủ.  Anh hưởng của độ cao: độ cao vùng đất trồng cũng ảnh hưởng đến chất lượng cà phê, chẳng hạn cà phê trồng ở độ cao 2000m trở lên có hương vị đặc biệt và xếp hạng cao hơn cà phê trồng ở thấp.  Chủng loại cà phê: cà phê Robusta có hiệu suất trích ly cao phù hợp để sản xuất cà phê hoà tan nhưng hương vị của cà phê Arabica lại được ưa chuộng nhiều hơn. 3. CẤU TẠO QUẢ CÀ PHÊ Lớp vỏ quả: là lớp vỏ ngoài cùng, mềm mỏng, có màu xanh hoặc đỏ. Lớp vỏ thịt: nằm dưới lớp vỏ quả. Vỏ thịt cà phê chè mềm, chứa nhiều chất nọt dễ xay xát hơn. Lớp vỏ thóc: cứng, nhiều xơ, bao bọc xung quanh nhân. Vỏ lụa: là lớp vỏ nằm sát nhân cà phê, có màu sắc và đặc tính khác nhau tùy thuộc loại cà phê. Nhân cà phê: nằm trong cùng. Lớp tế bào phần ngoài của nhân cứng, tế bào nhỏ, trong chứa dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn. Một quả cà phê thường có 1,2 hoặc 3 nhân. Bảng 1: Tỉ lệ các thành phần cấu tạo các hạt cà phê (% theo quả tươi ) Các loại vỏ và nhân Cà phê chè (%) Cà phê vối (%) Vỏ quả 43 - 45 41 - 42 Lớp nhớt 20 - 23 21 - 22 Vỏ trấu 6 - 7,5 6-8 Nhân và vỏ lụa 26 - 30 26 - 29 4. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CÀ PHÊ NHÂN (Arabica) Thành phần hoá học trong nhân cà phê biến đổi phụ thuộc vào chủng loại, độ chín, điều kiện canh tác, phương pháp chế biến và bảo quản. oNước Trong nhân cà phê đã sấy khô, nước còn lại 10-12% ở dạng liên kết. Khi hàm lượng nước cao hơn, các loại nấm mốc phát triển mạnh làm hỏng hạt. Mặt khác, hàm lượng nước cao sẽ làm tăng thể tích bảo quản kho, khó khăn trong quá trình rang, tốn nhiều nhiên liệu và nhất là làm tổn thất hương cà phê. Hàm lượng nước trong cà phê sau khi rang còn 2,7% . oChất khoáng Hàm lượng chất khoáng trong cà phê khoảng 3-5%, chủ yếu là kali, nitơ, magie, photpho, clo. Ngoài ra còn thấy nhôm, sắt, đồng, iod, lưu huỳnh… Những chất này ảnh Trang 5 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn hưởng không tốt đến mùi cà phê. Chất lượng cà phê cao khi hàm lượng chất khoáng càng thấp và ngược lại. oGlucid Chiếm khoảng ½ tổng số chất khô, đại bộ phận không tham gia vào thành phần nước uống mà chỉ cho màu và vị caramel. Đường có trong cà phê do trong quá trình thuỷ phân dưới tác dụng của acid hữu cơ và enzyme thuỷ phân. Hàm lượng saccharose có trong cà phê phụ thuộc vào mức độ chín: quả càng chín thì hàm lượng saccharose càng cao. Hạt cà phê còn chứa nhiều polysaccharide nhưng phần lớn bị loại ra ngoài bã cà phê sau quá trình trích ly. oProtein Hàm lượng protein trong cà phê không cao nhưng nó đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành hương vị của sản phẩm. Thành phần protein của cà phê có những acid amin sau: cysteine, alanie, phenylalanine, histidine, leucine, lysine… Các acid amin này ít thấy ở trạng thái tự do, chúng thường ở dạng liên kết. Khi gia nhiệt, các mạch polypeptide bị phân cắt, các acid amin được giải phóng tiếp tục tham gia các phản ứng maillard, caramel tạo mùi và vị cho cà phê rang. Trong số các acid amin kể trên đáng chú ý nhất là những acid amin có chứa lưu huỳnh như cysteine, methionine và proline, chúng góp phần tạo nên hương đặc trưng của cà phê sau khi rang. Đặc biệt, methionine và proline có tác dụng làm giảm tốc độ oxi hoá các chất thơm, làm cho cà phê rang giữ được mùi vị khi bảo quản. Trong quá trình chế biến chỉ có một phần protein bị phân giải thành acid amin, còn phần lớn bị biến thành hợp chất không tan. oLipid Hạt cà phê chứa lượng lipid khá lớn (10-13%). Lipid trong cà phê gồm chủ yếu dầu và sáp. Trong đó sáp chiếm 7-8% tổng lượng lipid, còn dầu chiếm 90%. Trong quá trình chế biến, lipid bị biến đổi, song một phần acid béo tham gia phản ứng dưới tác dụng của nhiệt độ cao tạo nên hương thơm cho sản phẩm, lượng lipid không bị biến đổi là dung môi tốt hoà tan các chất thơm. Khi pha cà phê thì chỉ một lượng nhỏ lipid đi vào nước còn phần lớn lưu lại trên bã. oCác alcaloid Trong cà phê có các alcaloid như caffeine, trigonelline, coline. Trong đó quan trọng và được nghiên cứu nhiều hơn cả là caffeine và trigonelline. Caffeine chiếm từ 1-3% phụ thuộc vào chủng loại, điều kiện khí hậu, điều kiện canh tác. Hàm lượng caffeine thấp hơn trong chè nhưng nó kích thích hệ thần kinh với thời gian dài hơn vì khi uống cà phê tốc độ lưu thông của máu không tăng lên nên caffeine thải ra ngoài chậm, mặt khác khi pha cà phê trong nước, caffeine được giải phóng hoàn toàn ở trạng thái tự do, không hình thành những chất có khả năng kết tủa hoặc những chất không có hoạt tính của alcaloid. Trigonelline (acid metyl betanicotic: C7H7NO2) là alcanoid không có hoạt tính sinh lý, ít tan trong rượu etylic, không tan trong cloroform và ete, tan nhiều trong nước nóng, nhiệt độ nóng chảy là 218oC. Tính chất đáng quý của trigonelline là dưới tác dụng của nhiệt độ cao nó bị thủy phân tạo thành acid nicotic (tiền vitamin PP). Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy trong cà phê nhân không có acid nicotic nhưng nó được hình thành trong quá trình gia nhiệt trong đó sự nhiệt phân trigonelline giữ vị trí quan trọng. oChất thơm Trong cà phê hàm lượng chất thơm nhỏ, nó được hình thành và tích lũy trong hạt. Sự tích lũy chịu nhiều yếu tố như đất đai, khí hậu và nhất là chủng loại cà phê. Mặt Trang 6 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn khác nó được hình thành trong quá trình chế biến, đặc biệt trong quá trình rang. Chất thơm bao gồm nhiều cấu tử khác nhau: acid, aldehide, cetone, rượu, phenol, este. Trong quá trình rang, các chất thơm thoát ra ban đầu có mùi hắc sau chuyển thành mùi thơm. Các chất thơm của cà phê dễ bị bay hơi, biến đổi và dẫn đến hiện tượng cà phê bị mất mùi thơm nên cần đựng trong bao bì kín và tiêu thụ nhanh. Trang 7 QTSX cà phê hòa tan Thành phần hóa học Nước Chất béo Đạm Protein Caffeine Acid chlorogenic Trigonelline Tannin Acid caffetanic Acid caffeic Pentosan Tinh bột Dextrine Đường Cellulose Hemicellulose Lignin Tro GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bảng 2: Thành phần hoá học cà phê nhân Đơn vị g/100g Thành phần hóa học Ca 8 - 12 P 4 - 18 Fe 1,8 - 2,5 Na 9 - 16 Mn Rb, Cu, F 0,8 - 2 Đơn vị mg/100g 85 – 100 130 - 150 3 - 10 4 1 - 45 Vết 2-8 1-3 2 8-9 1 5 5 - 23 0,85 5 - 10 10 - 20 20 4 2,5 - 4,5 5. TIÊU CHUẨN CÀ PHÊ NHÂN Đây là tiêu chuẩn của công ty đầu tư xuất nhập khẩu Daklak - Inexim Daklak cho cà phê nhân sống chất lượng cao:  Độ ẩm: 12,5% max  Đen, vỡ: 0%  3% max  Tạp chất: 0%  0,5% max  Cỡ hạt đồng đều theo tiêu chuẩn TCVN 4807: 2001.  Màu sắc, mùi vị tự nhiên.  Không mốc, không lên men, không mùi vị lạ…  Theo tiêu chuẩn TCVN 4193:2001: 90 lỗi max/300gr. a. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng cà phê của SCAA (The Specialty Coffee Association of America) Tiêu chuẩn phân cấp cà phê nhân của SCAA tốt hơn các hệ thống phân cấp khác vì nó đã định ra được mối liên hệ giữa các khuyết tật của hạt với chất lượng của cà phê pha. Tuy nhiên phương pháp này đã bỏ qua một ít các khuyết tật quan trọng có thể có trong nguyên liệu. Trong phương pháp này, người ta lấy 300g mẫu cà phê và phân tích theo các tiêu chuẩn về khuyết tật theo Bảng 3, Bảng 4 và phân cấp theo các tiêu chuẩn dưới. Dùng 100g cà phê trên sàng qua sàng số 14, 15, 16, 17 và 18 rồi tính phần trăm khối lượng cà phê trên mỗi sàng. Vì việc phân tích 300g cà phê tốn thời gian hơn nên thông thường chỉ tiến hành phân tích bằng sàng với 100g mẫu. Trường hợp cà phê chất lượng cao, chỉ Trang 8 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn có ít khuyết tật thì mới phân tích khuyết tất với 300g mẫu. Nếu cà phê chất lượng thấp, nhiều khuyết tật thì phân tích với 100g mẫu là đủ – cũng áp dụng với cà phê hạng 4 và hạng 5. Sau đó cà phê được đem đi rang và đánh giá cảm quan để xác định các tính chất cảm quan của cà phê. b. Cấp bậc cà phê nhân theo SCAA  Hạng 1 (Specialty Grade): không có quá 5 đơn vị khuyết tật trong 300g cà phê. Không được phép có những khuyết tật cấp I. Chỉ được phép có tối đa 5% khối lượng cà phê không đúng kích thước. Phải có ít nhất 1 tính chất đặc trưng về thể chất, mùi hương, vị hoặc tính acid. Hoàn toàn không có hạt bị hỏng, bị sâu và không được phép có hạt thứ phẩm. Hàm ẩm trong khoảng 9 – 13%.  Hạng 2 (Premium Grade): không có quá 8 đơn vị khuyết tật trong 300g cà phê. Được phép có những khuyết tật cấp I. Chỉ được phép có tối đa 5% khối lượng cà phê không đúng kích thước. Phải có ít nhất 1 tính chất đặc trưng về thể chất, mùi hương, vị hoặc tính acid. Hoàn toàn không có hạt bị hỏng và được phép có 3 hạt thứ phẩm. Hàm ẩm trong khoảng 9 – 13%.  Hạng 3 (Exchange Grade): có 9 – 23 đơn vị khuyết tật trong 300g cà phê. Phải có 50% khối lượng trên sàng 15 và có ít hơn 5% khối lượng dưới sàng 14. Không có biểu hiện hỏng (mùi vị lạ) trong nước cà phê và chỉ có tối đa 5 hạt thứ phẩm. Hàm ẩm trong khoảng 9 – 13%.  Hạng 4 (Below Standard Grade): có 24 – 86 đơn vị khuyết tật trong 300g cà phê.  Hạng 5 (Off Grade): có nhiều hơn 86 đơn vị khuyết tật trong 300g cà phê. Bảng3: Những khuyết tật cấp I Số đơn vị khuyết Khuyết tật cấp I Số lần phát hiện tật Nhân đen 1 1 Nhân bị chua hoàn toàn 1 1 Có quả cà phê 1 1 Đá lớn 2 1 Đá trung bình 5 1 Mẩu cành cây lớn 2 1 Mẩu cành cây trung bình 5 1 Trang 9 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bảng 4: Những khuyết tật cấp II Số đơn vị khuyết Khuyết tật cấp II Số lần phát hiện tật Vỏ trấu 2–3 1 Mảnh vỏ khô 2–3 1 Mảnh vỡ 5 1 Nhân bị côn trùng ăn 2–5 1 Nhân đen một phần 2–3 1 Nhân bị lên men một 2–3 1 phần Nhân nổi 5 1 Nhân rỗng ruột 5 1 Đá nhỏ 1 1 Mẩu cành cây nhỏ 1 1 Nhân bị nước phá hỏng 2–5 1 II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN Cà phê hòa tan là một loại thức uống bắt nguồn từ cà phê. Nó xuất hiện đầu tiên trên thị trường vào những năm 50 của thế kỷ 20. Từ đó, công nghiệp sản xuất cà phê hòa tan đã phát triển rất mạnh, và trở thành một trong những loại thức uống phổ biến nhất của cà phê được hàng triệu người trên thế giới ưa chuộng. Loại cà phê này rất tiện lợi và dễ dàng sử dụng nhưng quy trình sản xuất thì rất phức tạp và đòi hỏi chi phí cao. Trang 10 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn C ph nhn Lm sạch C ph khc Phối trộn Rang Xay Nước Trích ly Xử lýý dịch chiết Hơi nước B Cô đặc bốc hơi Sấy phun Tạo hạt Bao gĩi Sản phẩm Quy trình I sản xuất cà phê hòa tan từ cà phê nhân Trang 11 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình II sản xuất cà phê hòa tan từ cà phê nhân 1. LÀM SẠCH Trang 12 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn a. Mục đích Chuẩn bị: tách tạp chất ra khỏi nguyên liệu, tạo nguồn nguyên liệu sạch để đưa vào sản xuất. b. Các biến đổi Trong quá trình làm sạch chỉ có sự thay đổi về thành phần các cấu tử mà không có sự thay đổi về chất. Vật lý:  Khối lượng của nguyên liệu giảm do các tạp chất được tách ra.  Thay đổi về tỷ trọng. c. Phương pháp thực hiện Để làm sạch tốt nguyên liệu ta tiến hành theo 4 bước:  Phân loại theo kích thước: tách các tạp chất có kích thước khác với kích thước của cà phê nhân.  Phân loại bằng khí động: tách các tạp chất nhẹ.  Phân loại theo từ tính: tách kim loại.  Phân loại theo tính chất bề mặt: tách các tạp chất như đá, sỏi,… do có ma sát lớn. d. Thiết bị Nguyên liệu sau khi vào thiết bị được dẫn qua máy sàng 2 tầng. Tại đây, các tạp chất có kích thước nhỏ hơn và các tạp chất có kích thước lớn hơn cà phê nhân được tách ra. Sau đó, nhờ hệ thống quạt hút, các tạp chất nhẹ lẫn trong cà phê nhân sẽ được hút ra ngoài. Từ đây, nguyên liệu được dẫn qua bộ phận nam châm quay để tách kim loại. Cuối cùng, nguyên liệu đi qua máy tách đá và thoát ra ngoài. 2. PHỐI TRỘN a. Mục đích Chuẩn bị: phối trộn nhiều loại cà phê khác nhau về nguồn gốc để  Tạo nên hương vị mới do sự phối hợp hương vị của nhiều loại cà phê  Hạ giá thành sản phẩm bằng cách tận dụng những loại cà phê chất lượng thấp (đối với những loại cà phê chất lượng cao thì không có giai đoạn này)  Giảm sự phụ thuộc của sản xuất vào sản lượng của từng mùa vụ b. Các biến đổi Trong giai đoạn này, các biến đổi trong bản thân từng hạt cà phê nhân hầu như không xảy ra, chỉ có sự phân bố đồng đều các hạt trong toàn khối. c. Phương pháp thực hiện Các loại cà phê khác nhau sẽ được phối trộn lại với nhau theo một công thức nào đó (do nhà sản xuất đặt ra) tạo nên hương vị đặc trưng riêng cho sản phẩm. Ví dụ: Cũng có vài trường hợp người ta phối trộn cùng một loại cà phê ở các mức độ rang khác nhau, khi đó quá trình trộn được thực hiện sau quá trình rang. d. Máy trộn thùng quay Thùng chứa vật liệu được truyền động quay qua các trục được gắn với thùng. Khi thùng quay, dưới tác dụng của lực ly tâm, vật liệu trong thùng sẽ được nâng lên và rơi xuống tạo sự đảo trộn trong khối vật liệu. 3. RANG a. Bản chất Trang 13 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Rang là công đoạn xử lý nhiệt cho hạt cà phê tại nhiệt độ cao từ 190 oC đến 240 o C nhằm đạt được các biến đổi mong muốn về màu sắc và hương vị. b. Mục đích Chế biến: xảy ra các phản ứng hóa học, các biến đổi làm dậy lên hương vị của cà phê. Chuẩn bị: thuận lợi cho việc trích ly các hợp chất hòa tan và hợp chất hương dễ bay hơi c. Các biến đổi Vật lý:  Giảm khối lượng do thoát ẩm.  Hạt cà phê phồng lên, tăng thể tích từng hạt cũng như thể tích của toàn khối hạtDo đó khối lượng riêng của hạt và khối lượng riêng tự nhiên (khối lượng riêng xốp) của toàn khối hạt giảm. Sự giảm khối lượng riêng này phụ thuộc vào mức độ rang và tốc độ rang. Hóa học:  Các phản ứng tạo CO2, CO, N2 (đặc biệt là CO2). Quá trình rang cà phê sẽ giải phóng ra CO2, lượng CO2 này phụ thuộc vào mức độ rang, sự đảo trộn và cả phương pháp xác định tuy nhiên không phải tất cả các lượng CO 2 sinh ra đều thoát ra ngoài mà còn một lượng bị giữ lại trong đống hạt. Khối hạt cà phê sau khi rang có thể lưu lại 2 – 5mlCO2/g thậm chí đến 10mlCO2/g (chiếm khoảng 0,4 – 1% trọng lượng khối hạt), (xác định ở 20oC, 760mmHg). Lượng CO2 này sẽ từ từ thoát ra khỏi khối hạt. Ap suất gây bởi lượng CO 2 lưu lại trong khối hạt có thể tính theo công thức: VCO2 Vr với: Vr là thể tích rỗng khối hạt. Quá trình giải phóng ra CO2 thực sự vẫn chưa được hiểu rõ.  Các phản ứng tỏa nhiệt: trong quá trình rang, có hiện tượng tỏa nhiệt của khối hạt, nhiệt lượng này làm cho nhiệt độ rang thay đổi đáng kể, do đó cần theo dõi chặt chẽ để nhiệt đọ rang không tăng quá cao so với tính toán. Hiện tượng tỏa nhiệt này theo một số giả thiết thì nó liên quan đến sự hiện diện của thành phần saccharide đặc biệt là sucrose.  Chất hòa tan: tăng theo mức độ rang  Tổn thất chất hòa tan cũng tăng theo mức độ rang  Các phản ứng tạo hương, tạo màu: maillard, caramel…  Giải phóng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi: phenol, pyrazine, furfuryl alcohol, acetic acid, cyclopentanol  Protein bị phân hủy một phần hay tòan phần do nhiệt, hàm lượng cafein cũng bị biến đổi .  Trong quá trình rang, trigoneline sẽ mất đi một lượng lớn tạo thành các sản phẩm gồm Nicotinic (niacin), Nicotiamide và các chất thơm dễ bay hơi như là Pyridine và Pyrol Nhiệt độ cao khi rang, đặc biệt là khi sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt có bề mặt kim loại nóng, sẽ gây ra những phản ứng hóa học không mong muốn, nhất là ở bề mặt cà phê (bề mặt cà phê có thành phần khác với phía trong nhân) ví dụ như quá trình than hóa. Hóa lý:  Sự bay hơi nước một phần do nhiệt độ cao (lượng hơi nước thoát ra gồm có lượng nước này và nước sinh ra trong các phản ứng). Trang 14 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn  Các cấu tử hương tạo thành bị bay hơi 1 phần Cảm quan:  Sự thay đổi màu sắc của cà phê nhân, chuyển sang màu sáng nhạt đến nâu đen tùy thuộc vào mức độ rang. Có thể xuất hiện các đốm đen do than hóa.  Càng rang “sâu” thì dầu từ bên trong thoát ra bề mặt càng nhiều, bề mặt hạt cà phê càng bóng.  Yếu tố ảnh hưởng: Nguyên liệu, nhiệt độ, thời gian, thiết bị do đó tuỳ theo sở thích của người uống mà ta chọn các thông số rang phù hợp. d. Phương pháp thực hiện  Quá trình rang được thực hiện ở áp suất thường.  Tác nhân cung cấp nhiệt cho quá trình rang: không khí, bề mặt kim loại nóng hay các tia bức xạ. Hiện nay, không khí nóng được sử dụng phổ biến hơn, bề mặt kim loại chỉ được dùng như tác nhân phụ bổ sung cho không khí nóng..  Trong thiết bị rang có bộ phận làm nguội bằng không khí lạnh (đôi khi bằng phương pháp phun nước trực tiếp vào khu vực rang) nhằm hạ nhiệt độ khối cà phê xuống nhanh sau khi đã đạt được mức độ rang cần thiết.  Tùy theo mức độ thay đổi của hạt cà phê về màu sắc, sự thay đổi hương vị, hao tổn khối lượng và các biến đổi hóa học bên trong cà phê nhân, người ta phân chia quá trình rang ra làm 3 loại: rang nhẹ (light), rang vừa (medium), rang “sâu” (dark), đôi khi còn phân ra loại “very dark”. Ngoài ra, người ta còn có thể phân loại quá trình rang theo thời gian rang:  Rang nhanh: vài phút  Rang thông thường: khoảng 12 – 15 phút. Theo nguyên lý hoạt động của thiết bị, quá trình rang có 2 loại:  Rang gián đoạn: thiết bị dạng tang trống đặt nằm ngang hay đặt đứng có cánh khuấy, thiết bị dạng chảo quay đặt đứng... thường có thời gian rang dài (12 – 15 phút hay có thể hơn) và nhiệt độ cao (có thể lên đến 450oC)  Rang liên tục: thiết bị dạng tang trống đặt nằm ngang (thời gian rang ngắn hơn (có thể chỉ trong 3 – 6 phút) và nhiệt độ thấp hơn (khoảng 250 oC) e. Thiết bị rang liên tục hiệu Burns Thermalo  Bộ phận rang: dạng tang trống được đục lỗ, có năng suất 3000lb/h, tốc độ quay 2 – 7 rpm tùy thuộc vào thời gian lưu của nhân cà phê. Bên trong hình trụ có các tấm dạng xoắn ốc ngăn tang trống ra thành các khu vực chứa cà phê.  Bộ phận làm nguội: dạng tang trống được đục lỗ, ngăn cách với bộ phận rang bằng một đĩa đặt ở tâm hình trụ.  Thời gian lưu: khoảng 7 phút ứng với tốc độ quay lớn nhất của bộ phân rang, trong đó 5 phút là ở bộ phận rang, còn lại là ở bộ phận làm nguội.  Nhiệt độ khí nóng: khoảng 250oC (500oF) (thấp hơn hẳn so với rang gián đoạn do sử dụng hệ thống tuần hoàn khí và sử dụng lượng không khí lớn).  Thông số công nghệ (sử dụng ở nhà máy cà phê Biên Hòa) Theo từng loại riêng biệt đã phân loại trong trống rang  Nhiệt độ rang: 150-180 oC  Khối lượng rang: 45kg/mẻ.  Thời gian rang: 10-15 phút  Để giữ hương vị của cà phê, khi kết thúc một mẻ rang bơm vào khoảng 0,5 l nước Trang 15 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn  Cà phê sau khi rang có độ ẩm khỏang 2% có màu hạt dẻ, hương thơm, vị không chua 4. XAY a. Bản chất Xay là quá trình làm vỡ hạt cà phê thành những hạt nhỏ, mịn theo yêu cầu để đưa vào quá trình trích ly. b. Mục đích  Chuẩn bị: Chia nhỏ hạt cà phê, làm vỡ các tế bào để tăng diện tích tiếp xúc, nhờ đó, quá trình trích ly được dễ dàng và triệt để hơn. c. Các biến đổi Vật lý:  Sự giảm kích thước hạt của cà phê từ hạt rắn sang dạng bột rắn khô.  Giảm khối lượng toàn hạt và tăng khối lượng riêng xốp lượng do khí cacbonic, hơi nước và các chất dễ bay hơi tạo thành từ giai đoạn rang tiếp tục được giải phóng  Sự gia tăng nhiệt độ do ma sát  Sự tách tiếp tục lớp vỏ còn chưa được tách ra trong quá trình rang Hóa học: Có một số phản ứng phân hủy, oxy hóa do nhiệt độ và bề mặt tiếp xúc tăng. Hóa lý: Sự tăng diện tích bề mặt riêng, sự bay hơi của một số chất mùi. Cảm quan: Giảm mùi thơm của cà phê do một số chất mùi bị thất thoát. d. Các yếu tố ảnh hưởng  Bản chất của hạt: Độ cứng, độ giòn, độ ẩm, hình dạng, kích thước.  Điều kiện: Nhiệt độ, cấu tạo thiết bị…  Mức độ rang e. Phương pháp thực hiện  Hạt cà phê sau khi rang cần lực cắt hơn là lực xé hay lực ép, do đó thiết bị xay thường sử dụng là các con lăn có răng cưa để cắt với nhiều kiểu dáng khác nhau. Ngoài ra còn có nhiều loại thiết bị khác để tạo cà phê hạt mịn hay cà phê dạng bông (thường có lợi cho quá trình ủ sau này).  Hạt cà phê sau khi xay không nên còn quá thô vì thời gian trích ly bằng nước các chất rắn hòa tan và các cấu tử dễ bay hơi sẽ lớn, nhưng cũng không nên quá mịn có thể làm nghẹt lọc.  Trong khi xay nên thêm một ít nước (bằng cách phun ẩm) để tạo thuận lợi cho quá trình trích ly bằng nước sau này. Theo nghiên cứu, lượng nước thêm vào trong giai đoạn này tốt nhất là khoảng 7%.  Người ta có thể sử dụng phương pháp xay lạnh đông. Theo cách này, hạt cà phê sẽ được xay mịn hơn và lượng cấu tử hương thất thoát sẽ giảm xuống (trong quá trình xay ở nhiệt độ thường, sự ma sát sẽ làm tăng nhiệt độ cà phê).  Khí thoát ra có thể được thu hồi và sử dụng ở các giai đoạn sản xuất sau và trong quá trình bao gói.  Lớp vỏ bong ra có thể bị bỏ đi hay được tận dụng để phối trộn với cà phê bột lúc sau nhằm tận thu hết những chất dầu thấm ra vỏ trong quá trình rang và khống chế khối lượng riêng thể tích của khối bột sau xay. f. Thiết bị  Thiết bị xay trong công nghiệp được thiết kế gồm nhiều con lăn có tốc độ quay khác nhau. Trên bề mặt các con lăn có các rãnh răng cưa: trên bề mặt con lăn tốc Trang 16 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn độ cao có các răng cưa hình chữ U nằm nghiêng, còn trên bề mặt con lăn tốc độ thấp có các răng cưa hình chữ U thẳng đứng. Hai con lăn với tốc độ quay khác nhau sẽ tạo thành một cặp, giữa mỗi cặp sẽ có một khoảng cách thích hợp với mức độ nghiền. Đi từ trên xuống dưới, mức độ nghiền sẽ đi từ thô sang tinh hơn.  Thông số công nghệ: Kích thước của bột cà phê ảnh hưởng đến quá trình trích ly do ảnh hưởng đến độ giảm áp của dòng nước khi đi qua thiết bị trích ly. Để quá trình trích ly dễ dàng, bột cà phê có đường kính khoảng 1000 – 2000ìm (qua rây 8 mesh và trên rây 20 mesh). 5. TRÍCH LY a. Bản chất Trong sản xuất cà phê hòa tan, người ta sử dụng quá trình trích ly lỏng – rắn. Đây là quá trình tách các chất hòa tan trong bột cà phê bằng nước nóng nhờ sự khuếch tán của các chất dễ hòa tan giữa hai pha. Động lực của quá trình là sự chênh lệch nồng độ chất hòa tan giữa hai pha. Quá trình được thực hiện cho đến khi đạt được sự cân bằng nồng độ giữa pha trích và pha raffinate. Vật liệu: • Pha rắn: cà phê bột • Pha lỏng: nước nóng b. Mục đích: Khai thác: Quá trình này nhằm khai thác các chất hòa tan trong bột cà phê. Đây là giai đoạn quan trọng, quyết định đến chất lượng, hương vị và cả sản lượng cà phê hòa tan. c. Các biến đổi Vật lý: Sự thay đổi về khối lượng riêng, thể tích, nhiệt độ của dung dịch và bã cà phê. Hóa lý:  Độ ẩm của bột cà phê tăng  Độ nhớt dung dịch tăng  Có sự chuyển pha của các chất rắn hòa tan trong cà phê thành lỏng.  Có sự thất thoát các cấu tử mùi.  Một phần protein bị kết tủa do biến tính bất thuận nghịch. Hóa học:  Sự thay đổi hàm lượng chất khô trong hai pha;  Phản ứng phân hủy của một số chất nhất là các chất mùi là các rượu, ester, ceton… không bền;  Phản ứng tạo màu.  Sự thủy phân một số chất (đường, protein, hemicellulose). Cắt những polysaccharide mạch dài thành những polymer mạch ngắn có khả năng hòa tan.  Sự giải phóng của một vài thành phần được giữ bởi thành tế bào, ngay cả những liên kết hóa trị, có lẽ cũng diễn ra, như là một số arabinogalactan.  Tất cả những thành phần trong cà phê rang đều được trích ly, ngoại trừ cellulose, lignin và 1 số polysaccharide mạch dài. Nhiệt độ nước sử dụng càng cao thì mức độ trích ly các chất càng lớn. Mức độ của sự trích ly thay đổi từ 100% cho acid aliphatic và quinic, 85 – 100% cho alkaloid và acid unchanged chlorogenic, 40 – 100% Trang 17 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn cho những hợp chất dễ bay hơi, 15 – 20% cho “protein” và 20 – 25% cho melanoidine và giảm xuống 1 – 5% cho dầu cà phê.  Xảy ra phản ứng Maillard, phản ứng caramel hóa. Cảm quan:  Mùi thơm giảm, làm cho cà phê có mùi caramel, mùi khét, mùi nấu.  Màu sậm hơn.  Cà phê có vị chua, gắt và khan. d. Các yếu tố ảnh hưởng  Sự chênh lệch nồng độ giữa hai pha: Đây chính là động lực của quá trình. Khi chênh lệch nồng độ lớn thì hiệu quả trích ly càng cao, thời gian giảm, lượng dung môi giảm.  Tính chất vật liệu (độ xốp, tính thấm nước)  Thời gian trích ly: thời gian càng dài thì trích ly càng triệt để. Nhưng nếu cà phê tiếp xúc với nước nóng quá lâu thì sẽ có những biến đổi không tốt đến mùi vị sản phẩm.  Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa bột cà phê và nước: Diện tích tiếp xúc càng lớn thì quá trình trích ly càng triệt để nhưng nếu bột cà phê quá mịn thì sẽ khó khăn cho quá trình lắng, lọc dịch cà phê.  Nhiệt độ: khi nhiệt độ tăng, tốc độ khuếch tán tăng, độ nhớt giảm, các phần tử chất hòa tan chuyển động dễ dàng hơn. Nhưng nhiệt độ quá cao sẽ dẫn tới những phản ứng bất lợi cho hương vị, màu sắc của cà phê nên việc tăng nhiệt độ phải có giới hạn. e. Phương pháp thực hiện  Nguyên tắc:  Cho dung môi tiếp xúc trực tiếp với cà phê trong thiết bị, các chất hòa tan sẽ tan vào nước và được tách ra để đưa tiếp vào giai đoạn sau, bã cà phê được sấy khô.  Trích ly có thể được thực hiện trong một hay nhiều bậc, nước và cà phê chuyển động ngược chiều hay xuôi chiều, gián đoạn hay liên tục. f. Thiết bị trích ly bộ lọc (Percolation batteries extraction) (quy trình I) Thiết bị trích ly gián đoạn, ngược chiều, nhiều bậc: một bộ 5-8 bình ngâm chiết. Đây là phương pháp phổ biến nhất. Hệ thống gồm khoảng 5-8 bình nối tiếp nhau, giữa các bình có thiết bị gia nhiệt để giữ nhiệt độ của nước theo yêu cầu. Cà phê bột được đổ đầy vào các bình (1), (2), (3),... (7), nước nóng được bơm lần lượt vào các bình từ (1), (2), (3),... và dịch trích ly được lấy ra ở bình (5). Các bình (6), (7), (8) là các bình dự trữ. Khi vật liệu trong bình (1) đã được trích ly triệt để, bình này được tách ra khỏi hệ thống để tháo bã, rửa và nạp cà phê mới. Bình (6) đã được nạp cà phê bột mới được nối vào sau bình (5). Lúc này, nước được đưa vào bình (2), dung dịch được lấy ra ở bình (6). Trang 18 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn  Nước được cung cấp ở nhiệt độ rất cao, có thể lên đến 180 oC. Khi đó, do sự tỏa nhiệt tự nhiên từ cột, nhiệt độ của chất lỏng và cặn trong mỗi cột sẽ giảm từ từ cho đến khi nhiệt độ của chất lỏng tiếp xúc với cà phê mới nhất đạt khoảng 100oC. Việc sử dụng nhiệt độ cao hơn cho phép trích ly được một lượng nhiều hơn và do đó ta sẽ thu được dịch trích ly có nồng độ cao hơn. Thế nhưng việc sử dụng nhiệt độ cao đòi hỏi hệ thống phải được giữ dưới một áp suất sao cho nước vẫn còn ở trạng thái lỏng (ví dụ nước ở 175oC cần áp suất là 120 PSI hoặc 828 kPa), và do đó những cột riêng lẻ và hệ thống đường ống của chúng phải được thiết kế sao cho có thể chịu được áp lực trên. Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, hoạt đông đơn giản. Nhược điểm : năng suất thấp, hiệu quả tách không cao, nồng độ dịch chiết thấp.  Thông số công nghệ: (sử dụng tại nhà máy cà phê Biên Hòa)  Ap suất lò hơi: 16 – 18kg/cm2  Lưu lượng nước nóng: 250 – 280 l/h  Mỗi bình làm việc chứa 70 kg cà phê  Thời gian trích ly 1 bình: 45phút  Dịch cà phê lấy ra bình cuối có áp suất 12 – 14 atm, nhiệt độ là 90 – 100oC 6. XỬ LÝ DỊCH CHIẾT a. Mục đích Chuẩn bị: làm sạch dịch chiết để giúp cho các quá trình cô đặc tiếp theo diễn ra tốt hơn. Hoàn thiện: tách các chất ảnh hưởng xấu đến sản phẩm. b. Các biến đổi Vật lý:  Thể tích và khối lượng giảm.  Tỷ trọng giảm.  Nhiệt độ giảm.  Độ nhớt giảm. Hóa lý: Có sự kết tủa của các chất keo tụ. c. Phương pháp thực hiện Dịch chiết có nhiệt độ cao sẽ được làm lạnh về nhiệt độ 5oC, sau đó được lọc tinh để gạn đi các tạp chất thô, tách cặn và các hợp chất keo tụ. Trang 19 QTSX cà phê hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn d. Thiết bị Quá trình xử lý dịch chiết được thực hiện qua 2 thiết bị:  Thiết bị làm lạnh dạng bản mỏng: thiết bị này sử dụng nước lạnh để làm lạnh dịch chiết về nhiệt độ yêu cầu.  Thiết bị lọc khung bản: để tách cặn và các hợp chất keo tụ 7. CÔ ĐẶC a. Bản chất Cô đặc là quá trình nâng cao nồng độ chất khô các sản phẩm bằng phương pháp bay hơi nước. b. Mục đích Chuẩn bị: quá trình cô đặc nhằm chuẩn bị cho quá trình sấy, nó làm tăng nồng độ chất khô trong dịch chiết giúp giảm chi phí về năng lượng, giảm thời gian sấy, tăng độ đậm đặc của sản phẩm.  Có 2 phương pháp:  Truyền thống: cô đặc bốc hơi trong nồi chân không ở nhiệt độ thấp  Hiện đại: cô đặc kết tinh 1) Cô đặc bốc hơi (QUI TRÌNH I) a. Các biến đổi Vật lý: Khi nồng độ tăng; tính chất dung dịch thay đổi phụ thuộc vào thời gian cô đặc đó là:  Giảm: Hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung, hệ số cấp nhiệt, hệ số truyền nhiệt.  Tăng: Khối lượng riêng, độ nhớt, nhiệt độ sôi. Hóa học:  Xảy ra phản ứng Maillard, phản ứng caramel hóa.  Phản ứng thủy phân một số các hợp chất cao phân tử. Hóa lý: Một phần protein bị kết tủa do biến tính bất thuận nghịch. Hóa sinh:  Một số enzyme có thể bị vô hoạt hoặc giảm hoạt tính bởi nhiệt độ nên sẽ làm giảm các phản ứng do enzyme xúc tác. Sinh học:  Một số vi sinh vật không chịu nhiệt có thể bị tiêu diệt hoặc bị ức chế. Cảm quan:  Màu cà phê sậm hơn do các phản ứng caramel, phản ứng Maillard tạo các hợp chất màu dạng keo.  Giảm mùi thơm do các chất tạo mùi bay hơi.  Có thêm các vị lạ. b. Phương pháp thực hiện Tiến hành cô đặc bằng thiết bị dạng màng rơi hoặc thiết bị dạng tấm bản, nồng độ cuối cùng của dịch trích cà phê có thể tăng lên đến 60% hoặc hơn. Điểm quan trọng trong quá trình này là việc sử dụng nhiệt độ bốc hơi thấp để tránh phá hủy dịch trích cà phê, và thiết bị bốc hơi nên có 3 hoặc 4 giai đoạn để tiết kiệm năng lượng. Vùng bốc hơi được vận hành dưới điều kiện chân không, có nghĩa là quá trình bốc hơi diễn ra tại nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ứng với áp suất khí quyển thông thường. Chân không được tạo ra bằng bơm chân không trước khi khởi động thiết bị bốc hơi, và Trang 20