Máy cô đặc cà phê

Ngành công nghiệp cà phê hòa tan (instant coffee) là một thị trường toàn cầu trị giá hàng tỷ đô la, nơi chất lượng và hương vị là yếu tố cạnh tranh sống còn. Quá trình sản xuất cà phê hòa tan bao gồm ba giai đoạn chính: chiết xuất, cô đặc và sấy. Trong đó, cô đặc dịch chiết cà phê là bước cực kỳ quan trọng, quyết định đến hiệu suất sản xuất và đặc tính cảm quan cuối cùng của sản phẩm.

Máy cô đặc cà phê (thường là một hệ thống cô đặc chân không chuyên dụng) được thiết kế để loại bỏ phần lớn lượng nước thừa trong dịch chiết sau khi chiết xuất, làm tăng nồng độ chất rắn hòa tan (TDS) từ khoảng $15\%-25\%$ lên đến $45\%-60\%$ trước khi chuyển sang giai đoạn sấy. Công nghệ cô đặc hiện đại không chỉ giúp giảm chi phí sấy mà quan trọng hơn là bảo toàn tối đa hương thơm và chất lượng của cà phê.

1. VAI TRÒ CHỦ CHỐT CỦA CÔNG NGHỆ CHÂN KHÔNG TRONG MÁY CÔ ĐẶC CÀ PHÊ

Cà phê là một sản phẩm rất nhạy cảm với nhiệt độ cao. Khi bị gia nhiệt quá mức, các hợp chất tạo mùi thơm dễ bay hơi sẽ bị mất đi, đồng thời các axit chlorogenic có thể bị thủy phân thành axit caffeic, gây ra vị đắng gắt và chát khó chịu.

Do đó, máy cô đặc cà phê bắt buộc phải hoạt động dựa trên nguyên lý cô đặc chân không (Vacuum Evaporation):

1. Hạ thấp Điểm Sôi: Bằng cách duy trì áp suất chân không sâu trong buồng cô đặc (thường là dưới $50\text{ kPa}$), điểm sôi của nước có thể giảm xuống ngưỡng thấp, an toàn cho cà phê (thường là từ 40∘C đến 70∘C).
2. Bảo toàn Hương thơm: Ở nhiệt độ thấp này, tốc độ bay hơi của các hợp chất tạo mùi thơm dễ bay hơi (Volatile Aroma Compounds) được kiểm soát tốt hơn, và các phản ứng thoái hóa nhiệt (thermal degradation) gây mùi cháy, khét hầu như bị loại bỏ.
3. Tối ưu hóa Chi phí: Dịch chiết cô đặc có nồng độ cao hơn sẽ giúp giảm thiểu đáng kể chi phí vận hành cho thiết bị sấy phun (Spray Dryer) hoặc sấy đông khô (Freeze Dryer) – vốn là các thiết bị tiêu tốn năng lượng rất lớn.

2. CÁC LOẠI MÁY CÔ ĐẶC CÀ PHÊ PHỔ BIẾN

Trong sản xuất cà phê, các nhà máy thường sử dụng các loại máy cô đặc tiên tiến, được thiết kế để xử lý dung dịch lỏng có hàm lượng chất rắn trung bình và cần lưu ý đặc biệt đến việc thu hồi hương thơm:

2.1. Máy cô đặc Màng Rơi (Falling Film Evaporator)

• Đặc điểm: Dịch chiết cà phê được phân tán thành một lớp màng mỏng chảy dọc theo bề mặt gia nhiệt (thường là bên trong các ống chùm).
• Ưu điểm: Quá trình truyền nhiệt rất hiệu quả, thời gian lưu giữ sản phẩm ngắn (chỉ vài giây). Điều này giúp giảm thiểu tối đa sự tiếp xúc của cà phê với nhiệt độ cao, bảo toàn chất lượng tuyệt đối. Đây là loại máy được ưa chuộng nhất trong ngành công nghiệp cà phê cao cấp.

2.2. Máy cô đặc Tuần hoàn Cưỡng bức (Forced Circulation Evaporator)

• Đặc điểm: Sử dụng bơm để đẩy dịch chiết cà phê qua bộ phận gia nhiệt với tốc độ cao, sau đó dẫn vào buồng bốc hơi để giảm áp suất và bốc hơi nhanh.
• Ưu điểm: Phù hợp hơn khi cô đặc dịch có nồng độ cao hoặc độ nhớt tăng lên đáng kể ở cuối quy trình, giúp tránh hiện tượng đóng cặn (fouling) trên bề mặt truyền nhiệt.

2.3. Hệ thống Cô đặc Nhiều Nồi (Multi-Effect Evaporator)

• Đặc điểm: Tận dụng hơi nước thứ cấp bốc ra từ nồi trước để làm nguồn nhiệt cho nồi sau (như hệ thống 2 nồi, 3 nồi).
• Ưu điểm: Tiết kiệm năng lượng vượt trội. Đối với quy mô sản xuất lớn, hệ thống nhiều nồi giúp giảm từ $40\%$ đến $60\%$ lượng hơi nước công nghiệp cần thiết, từ đó giảm chi phí sản xuất cà phê hòa tan hàng năm.

3. QUY TRÌNH THU HỒI VÀ LƯU GIỮ HƯƠNG THƠM

Thách thức lớn nhất trong cô đặc cà phê là các hợp chất tạo mùi thơm dễ bay hơi hơn nước. Khi nước bốc hơi, các hợp chất này cũng bay hơi theo. Nếu không thu hồi, hương thơm sẽ bị mất đi.

Máy cô đặc cà phê hiện đại thường tích hợp hệ thống Thu hồi Hương thơm phức tạp, hoạt động như sau:

1. Phân tách Hơi: Hơi thứ cấp bốc ra trong giai đoạn cô đặc đầu tiên được phân tách thành hai dòng: dòng giàu hương thơm (từ hơi bốc ra trước) và dòng ít hương thơm (từ hơi bốc ra sau).
2. Cô đặc Hương thơm: Dòng giàu hương thơm được đưa vào một cột phân tách đặc biệt (Stripping Column) hoặc một hệ thống cô đặc chân không riêng biệt. Tại đây, các hợp chất tạo mùi thơm được ngưng tụ và cô đặc lại thành một chất lỏng đậm đặc (Aroma Concentrate).
3. Tái kết hợp: Chất lỏng cô đặc hương thơm này sẽ được bơm trở lại dịch chiết cà phê sau khi cô đặc xong hoặc được thêm vào sản phẩm cà phê hòa tan khô ở cuối giai đoạn sấy.

Quy trình này đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng không chỉ có nồng độ cao mà còn giữ được trọn vẹn hương thơm tự nhiên, giúp cà phê hòa tan có chất lượng tương đương với cà phê pha truyền thống.

4. LỢI ÍCH KINH TẾ VÀ KỸ THUẬT

Việc sử dụng máy cô đặc chân không chuyên biệt cho cà phê mang lại nhiều lợi ích chiến lược:

Máy cô đặc cà phê là trái tim công nghệ của bất kỳ dây chuyền sản xuất cà phê hòa tan hiện đại nào. Nó không chỉ là thiết bị loại bỏ nước mà là một hệ thống tinh vi, sử dụng nguyên lý chân không và tái sử dụng nhiệt năng để bảo toàn những giá trị cốt lõi nhất của hạt cà phê: hương thơm và chất lượng. Đối với các nhà sản xuất cà phê đang tìm kiếm sự khác biệt và muốn cung cấp các sản phẩm hòa tan cao cấp, việc đầu tư vào hệ thống cô đặc chân không, đặc biệt là các dòng màng rơi và đa hiệu ứng với tính năng thu hồi hương thơm, là một quyết định chiến lược không thể thiếu.

Tham khảo thêm sản phẩm: https://maykhuayachau.net/san-pham/may-co-dac-chan-khong/

Video tham khảo sản phẩm:

Mọi thông tin chi tiết về sản phẩm vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi:

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI SẢN XUẤT CHẾ TẠO CƠ KHÍ Á CHÂU      

Địa chỉ: Lô I.9/1 Đường số 5, KCN Vĩnh Lộc, P. Bình Hưng Hoà B, Quận Bình Tân, TPHCM

Hotline: 0902.804.600

Email: nvkd1.achau@gmail.com