1. Các thông số nhiệt lý của dịch trích cà phê

Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ đến các tính chất nhiệt lý của dịch trích cà phê (tỉ trọng, nhiệt dung riêng, hệ số dẫn nhiệt, độ khuếch tán nhiệt, các thông số lưu biến) đã được nghiên cứu (Telis-Romero et al., 2000).

2. Điểm sôi của dịch trích cà phê

Kiến thức về điểm sôi của dịch chiết cà phê đối với một dãy nồng độ có tầm quan trọng lớn đến ngành công nghiệp cà phê hòa tan, bởi vì từ đó, quá trình bay hơi có thể được sử dụng rộng rãi để cô đặc nồng độ chất chiết trước quá trình sấy phun hoặc sấy lạnh (freeze drying).

Trong khoảng nồng độ 9.2 đến 16.2oBrix, sự tăng điểm sôi của dịch chiết cà phê gần như không phụ thuộc vào nhiệt độ, mà chỉ thay đổi theo nồng độ chất khô hòa tan.

Nhiệt độ sôi của dịch chiết cà phê có thể biểu diễn theo phương trình của Antoine

Trong đó, P là áp suất khi trích ly cà phê (Pa), TA là nhiệt độ sôi của dịch chiết cà phê (K), A, B, C là những hằng số thực nghiệm phụ thuộc vào nồng độ chất chiết.  

3. Các thông số cho quá trình trích ly cà phê

Tốc độ trích ly tăng theo nhiệt độ nước (đặc biệt khi nhiệt độ nước cao hơn 90oC, tốc độ trích ly tăng đáng kể), mức độ rang cà phê, và tỉ số nguyên liệu/dung dịch.Factors influencing the coffee extraction rate.He HongYan; Liu GuangHua; Wen ZhiHua; Chen JinHuan; Bi XiaoFei; Yang Bei

1

Guangxi Agricultural Sciences 2010 Vol. 41 No. 3 pp. 248-249

Ba chế độ vận hành của quá trình trích ly

Chế độ truyền thống sản xuất cà phê hòa tan

Chế độ trích ly phổ biến nhất trong sản xuất cà phê

Chế độ sản xuất cà phê hòa tan cao cấp

3.1 Chế độ trích ly truyền thống

Các nhà sản xuất cà phê hòa tan bắt đầu bằng việc ngâm cà phê trong một thiết bị chiết tách hiệu năng cao. Nước mềm chảy qua một dãy từ năm đến tám cột chứa hạt cà phê.

2

Đầu tiên, nước sẽ chảy qua một vài khoang nóng (140-180oC), hoặc ít nhất là một bộ phận nào đó hoạt động ở áp suất cao, để chiết các thành phần khó chiết như carbohydrates. Sau đó, dung dịch chảy qua từ hai khoang lạnh trở lên (100oC) để trích ly các cấu tử mùi vị nhiều hơn. Dịch trích được bơm qua một thiết bị trao đổi nhiệt để làm lạnh về 5oC. Ở cuối chu trình, dịch trích cà phê chứa 20-30% chất khô. Pintauro, Nicholas. Soluble Coffee Manufacturing Processes. Noyes Development Corp., 1969.

3.2 Chế độ trích ly theo GEA NIRO

Quy trình sản xuất cà phê hòa tan theo thiết bị trích ly dòng FIC của hãng NIRO1. Trước khi được trích ly, cà phê rang cần phải được nghiền một cách cẩn thận đến kích thước cho trước để đạt được tốc độ dòng và năng suất trích ly đã chọn mà không cản trở dòng chảy trong bình trích. Qúa trình nghiền được thực hiện trong hai tầng có sàng phân loại để kiểm soát kích thước hạt thu được.2. Để trích ly hiệu quả, yêu cầu tất cả các hạt cà phê nghiền phải tiếp xúc với nước. Vì vậy, cà phê rang và cà phê nghiền phải được làm ướt trong một máy trộn để đảm bảo làm ướt đồng nhất. Thật ra, làm ướt có hai mục đich: tránh tạo kênh trong quá trình trích và giúp loại khí khỏi các hạt cà phê để tránh tạo bọt sau này. 3. Cà phê ướt sẽ được đổ vào bình trích, cùng lúc đó, không khí được rút khỏi bình để nén khối hạt cà phê nghiền. Độ chân không cao sẽ giúp loại bỏ phần khí còn lại trong khối cà phê nghiền.4. Quá trình trích ly hai lần được thực hiện. Lần đầu, các cấu tử hương được trích ly một cách độc lập ở nhiệt độ thấp hơn 120oC trong thời gian 15-20 phút trong thiết bị thu hồi hương (thiết bị bốc hơi phân tách – flash evaporator). Lần trích ly thứ hai giúp trích ly các hợp chất thủy phân ở cà phê. Qúa trình này diễn ra với tốc độ nước chảy gấp hai lần tốc độ nước khi trích ly thông thường. 5. Tinh sạch – Để dịch trích cà phê đạt tiêu chuẩn quốc tế, tinh sạch là một khâu quan trọng của quy trình. Một hệ thống bao gồm các bộ lọc và thiết bị ly tâm được dùng để tách các phần không tan khỏi dịch trích. 6. Cô đặc – cô đặc có hai mục đích là: làm tăng hàm lượng chất khô trong dịch trích để chuẩn bị cho quá trình sấy phun hoặc sấy lạnh, đồng thời tăng tính hiệu quả kinh tế nhất có thể.

3

Giải pháp trích ly cà phê từ GEA NIRO.

4. Thiết bị trích ly và các thiết bị khác

Sử dụng thiết bị trích ly FIC của hãng NIRO.

4

Đặc điểm:Thiết bị hoạt động liên tụcCó các bình trích ly nhiều dòng hoạt động tự độngHiệu suất trích ly cao (53% trở lên)

Phần trên và phần dưới của bình trích ly theo mẻ truyền thống

5

Phần trên và phần dưới của bình trích ly cà phê FIC của hãng NIRO

6