Công nghệ chế biến cà phê Specialty hiện đại để lại dấu ấn độc đáo trong hương vị

Rất nhiều năm trước đây, sản xuất cà phê Specialty hầu hết phụ thuộc vào sức người và sự ủng hộ của thiên nhiên. Người nông dân tự tay thực hiện các công đoạn khác nhau từ gieo trồng, thu hoạch đến lên men, rang và xay cà phê. Tuy nhiên để đạt được sự đồng nhất và giảm thiểu rủi ro từ các yếu tố bên ngoài, các chuyên gia đã mày mò nghiên cứu và áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất cà phê.

Công nghệ sấy cà phê Specialty

Những quả cà phê chắc mẩy, căng mọng sau khi thu hoạch chứa độ ẩm tương đối lớn (khoảng gần 60%), lâu ngày chúng sẽ bị lên men hoặc bị tấn công bởi nấm mốc. Quá trình sấy sẽ giúp độ ẩm trong hạt giảm xuống còn 10 – 12%. Bên cạnh sấy thủ công dưới ánh nắng mặt trời, nhiều nông trại áp dụng các công nghệ sấy hiện đại để rút ngắn thời gian đồng thời giữ nguyên vẹn đặc điểm của hạt cà phê.

Quá trình sấy sẽ giúp độ ẩm trong hạt giảm xuống còn 10 – 12%

Sấy thăng hoa (freeze drying)

Sấy thăng hoa là quá trình loại bỏ nước khỏi hạt cà phê bằng cách đóng băng rồi giảm áp suất xung quanh để nước bay hơi mà không cần trải qua trạng thái lỏng. Hạt cà phê sau khi sấy sẽ ở dạng ổn định, nhẹ và chứa đầy hương vị. 

Quá trình sấy thăng hoa trải qua 3 giai đoạn quan trọng:

– Đóng băng

Nhiệt độ được hạ xuống khoảng -40 độ C trong thời gian nhanh để củng cố hàm lượng nước trong hạt. Các phân tử nước có trong cấu trúc tế bào của hạt cà phê sẽ hình thành các tinh thể băng. Việc bảo quản hàm lượng nước ở trạng thái rắn sẽ bảo vệ hương vị và mùi thơm tinh tế của cà phê.

– Sấy sơ cấp

Hạt cà sau khi đông lạnh sẽ được đặt vào buồng chân không nhằm giảm áp suất khí quyển và tăng nhiệt độ có kiểm soát. Khi áp suất giảm, tinh thể băng trong hạt cà sẽ chuyển qua thể khí mà không qua thể lỏng. Quá trình này sẽ loại bỏ phần lớn độ ẩm trong hạt cà phê.

– Sấy thứ cấp

Trong giai đoạn này, nhiệt độ sẽ được tăng lên và độ ẩm trong còn sót lại trong hạt sẽ được loại bỏ một cách tỉ mỉ. Người nông dân sẽ thu được hạt cà phê với độ ẩm mong muốn đồng thời ngăn chặn sự tái hấp thu độ ẩm trong quá trình bảo quản. Nhờ hàm lượng nước thấp đáng kể, hạt cà phê sau khi sấy có khả năng chống lại sự phát triển và oxy hóa của vi sinh vật – nguyên nhân khiến làm giảm chất lượng và thời gian bảo quản hạt cà phê.

Sấy thăng hoa là quá trình loại bỏ nước khỏi hạt cà phê bằng cách đóng băng rồi giảm áp suất xung quanh để nước bay hơi mà không cần trải qua trạng thái lỏng

Sấy tầng sôi (fluid bed drying)

Sấy tầng sôi sử dụng không khí nóng để làm khô cà phê một cách nhanh chóng và đồng đều. Kỹ thuật này sử dụng luồng không khí mạnh để đẩy hạt cà phê lên, giúp chúng di chuyển tự do và đều đặn trong buồng rang. Nhờ vậy, hạt cà phê được giữ lơ lửng trong không khí nóng, tiết kiệm thời gian hơn so với phương pháp truyền thống. Vì liên tục di chuyển nên hạt cà phê được rang đồng đều. Đồng thời đây cũng là sự thách thức với người rang trong việc kiểm soát nhiệt độ để không làm cháy hạt cà.

Máy sấy tầng sôi hoạt động theo nguyên lý:

– Hóa lỏng

Sự hóa lỏng xảy ra khi một chất khí, thường là không khí, đi qua một lớp các hạt rắn từ bên dưới. Khi luồng không khí trở nên nhanh hơn, các hạt được nâng lên trong luồng không khí để có một hỗn hợp các hạt riêng biệt lơ lửng trong luồng không khí, điều này làm cho lớp hạt giãn nở và hoạt động giống như một chất lỏng. 

– Tạo ra khí nóng

Quá trình sấy tầng chất lỏng bắt đầu bằng bước gia nhiệt. Không khí sấy được làm nóng đến nhiệt độ mong muốn bằng cách sử dụng lò sưởi hoặc bộ trao đổi nhiệt. Khí nóng sau đó được đưa vào khoang dưới của máy sấy bằng một bộ ống dẫn nhánh có trang bị bộ giảm chấn. 

– Truyền nhiệt và loại bỏ độ ẩm

Ở trạng thái hóa lỏng, các hạt được bao quanh bởi không khí khô nóng. Hỗn hợp này mang lại sự tiếp xúc lớn hơn giữa khí nóng và vật liệu ướt, tạo điều kiện cho quá trình truyền nhiệt và bay hơi hiệu quả. Khí truyền năng lượng nhiệt của nó sang các hạt rắn, làm bay hơi hơi ẩm từ vật liệu vào không khí.

– Sấy khô

Tầng dưới có thể được chia thành các phần riêng biệt, mỗi phần có nhiệt độ đầu vào sấy hoặc tốc độ hóa lỏng khác nhau. Điều này cho phép sử dụng nhiệt độ cao hơn ở đầu cấp liệu của buồng sấy, nơi sản phẩm ẩm hơn và nhiệt độ thấp hơn trong các giai đoạn tiếp theo khi bề mặt của các hạt trở nên khô hơn. 

– Làm mát

Sau khi quá trình sấy hoàn tất, luồng không khí mát được kiểm soát có thể được đưa vào giai đoạn cuối sau các phần sấy để làm mát vật liệu đã sấy.

Sấy tầng sôi sử dụng không khí nóng để làm khô cà phê một cách nhanh chóng và đồng đều

Lên men có kiểm soát

Quá trình lên men có thể phá hỏng chất lượng và hương vị cà phê Specialty nếu không được kiểm soát chặt chẽ các thông số. Lên men lactic – phương pháp chế biến lên men kỵ khí được sáng tạo bởi La Palma y El Tucán tại Colombia, tạo ra một môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi khuẩn lactobacillus (LAB) giúp hương vị cà phê được tự do bay bổng và trở nên quyến rũ hơn. 

Hạt cà phê sau khi tách vỏ sẽ được đậy kín trong các thùng chứa để loại bỏ (hoặc giảm đáng kể) lượng oxy. Các vi khuẩn axit lactic kỵ khí như Leuconostoc mesenteroides có trong hạt sẽ nhanh chóng phát triển, phản ứng với đường trong chất nhầy rồi biến đổi thành axit lactic. Nhà sản xuất kiểm soát phản ứng enzyme thông qua việc theo dõi các thông số như nhiệt độ, độ pH, từ đó bảo vệ quá trình lên men khỏi các tác động tiêu cực bên ngoài. Kết quả là có tới 90% glucose và fructose được chuyển hoá khiến hạt cà phê sở hữu hồ sơ hương vị đặc biệt, không dễ bị nhầm lẫn.

Quá trình lên men có thể phá hỏng chất lượng và hương vị cà phê Specialty nếu không được kiểm soát chặt chẽ các thông số

Công nghệ nâng cao hiệu quả quản lý chất lượng cà phê

Bên cạnh việc tạo ra chất lượng tốt nhờ ứng dụng sự tiến bộ của khoa học, kỹ thuật, ngành cà phê Specialty cần kiểm soát tốt chúng. 

ProfilePrint – Trí tuệ nhân tạo phân tích các đặc điểm của cà phê xanh

ProfilePrint có khả năng phân tích các đặc điểm của cà phê nhân xanh như cấu hình, hương vị, độ ẩm, mật độ hạt bằng cách sử dụng các dấu hiệu phân tử trong cà phê xanh để liên kết với các thuộc tính cảm quan của cà phê rang. Nền tảng này giúp cho quy trình đánh giá chất lượng trở nên đơn giản và cải thiện tính nhất quán cho lô cà phê. Ngoài ra, các nhà sản xuất quy mô nhỏ cũng có thể tiếp cận thông tin sản phẩm một cách dễ dàng hơn.

ProfilePrint có khả năng phân tích các đặc điểm của cà phê nhân xanh như cấu hình, hương vị, độ ẩm, mật độ hạt bằng cách sử dụng các dấu hiệu phân tử trong cà phê xanh để liên kết với các thuộc tính cảm quan của cà phê rang

Blockchain – Bản ghi kỹ thuật số mang đến hiệu quả truy xuất nguồn gốc tuyệt vời

Công nghệ blockchain đảm bảo chất lượng sản phẩm từ nguồn gốc đến tay người tiêu dùng, tăng cường tính minh bạch và trách nhiệm của các nhà sản xuất. Đây là giải pháp hữu ích cho ngành cà phê Specialty trách nhiệm. Dữ liệu cà phê sẽ được ghi nhận đầy đủ, lưu trữ an toàn trên các chuỗi khối giúp tất cả các bên tham gia chuỗi cung ứng cà phê Specialty có thể theo dõi, kiểm tra sát sao. Nhờ mã băm và mã băm đối chiếu trong cấu trúc blockchain, công nghệ này có thể ngăn chặn tối đa sự xâm nhập, tấn công bởi hệ thống khác, từ đó đảm bảo sự chính xác và bảo mật thông tin tối ưu.

Với mã băm và mã băm đối chiếu trong cấu trúc blockchain, công nghệ này có thể ngăn chặn tối đa sự xâm nhập, tấn công bởi hệ thống khác, từ đó đảm bảo sự chính xác và bảo mật thông tin tối ưu

Cà phê thủ công được thực hiện tỉ mỉ bởi bàn tay con người vẫn luôn mang màu sắc tươi đẹp, mê hoặc. Thế nhưng không phải lúc nào sức người cũng có khả năng đáp ứng mọi yêu cầu phát triển của ngành cà phê, nhất là trong bối cảnh cần nâng cao sản lượng lẫn chất lượng sản phẩm như hiện nay. 

Công nghệ chế biến tiên tiến tạo ra những lô cà phê Specialty chất lượng cao

Bằng cách cải thiện các quy trình từ thu hoạch đến rang xay, công nghệ chế biến cà phê hiện đại đã và đang nâng cao chất lượng hạt cà một cách đáng kể. Không còn bị phụ thuộc quá nhiều vào thời tiết biến đổi thất thường và khó lường, các công đoạn chế biến cà phê Specialty đã được kiểm soát bởi bàn tay con người, tạo nên tính ổn định và nhất quán trong từng sản phẩm. 

Phơi khô cà phê

Phương pháp phơi hạt cà phê trên giàn phơi vẫn được ứng dụng cho đến hiện tại. Tuy nhiên việc này lại chịu nhiều rủi ro đến từ thời tiết. Tùy thuộc vào cường độ nắng và sự biến động của thời tiết mà người nông dân sẽ phải thay đổi thời gian phơi cũng như thường xuyên đảo hạt cà để không bị nấm mốc. Nhằm hạn chế những khó khăn này, các nhà sản xuất đã ứng dụng lồng sấy, sấy bằng nhiệt để giảm bớt độ ẩm tự nhiên trong hạt cà phê. Các hạt sẽ được sấy đồng đều và người nông dân cũng có thể an tâm về quá trình này.

Lên men

Lên men bị tác động bởi nhiều yếu tố khác nhau khiến cho quá trình này dễ mất kiểm soát. Nỗi lo này đã được hóa giải một phần nhờ công nghệ lên men có kiểm soát. Người nông dân có thể tạo ra môi trường lên men lý tưởng hơn cho hạt cà, giảm thiểu sự ảnh hưởng của môi trường bên ngoài lên hành trình chuyển hóa của glucose và fructose.

Công nghệ chế biến cà phê hiện đại đã và đang nâng cao chất lượng hạt cà một cách đáng kể

Rang

Người rang cà chắc hẳn là một nghệ nhân khi phải thấu hiểu cấu hình hạt cà để chọn mức nhiệt, thời gian và biểu đồ rang phù hợp làm sao cho các hợp chất phản ứng vừa đủ mà không làm biến đổi bản chất hạt. Sự ra đời của các loại máy rang hiện đại đã giúp người rang dễ dàng quan sát, theo dõi các chỉ số để cho ra mẻ rang chất lượng, đồng nhất.

Bảo quản

Trên chặng đường vận chuyển dài và thời gian lưu kho lâu, các hạt cà phê chất lượng cao có thể thay đổi, giảm sút, thậm chí là hư hỏng. Tuy nhiên bảo quản cà phê Specialty hiện nay không chỉ nhờ vào các túi đay truyền thống mà đã ứng dụng sự cải tiến của công nghệ với các chất liệu thân thiện với môi trường, có thể tái chế như dự án GrainPro. Hạt cà phê không chỉ giữ được độ tươi mà còn vẹn nguyên từng nốt hương cao quý.

Sự ra đời của các loại máy rang hiện đại đã giúp người rang dễ dàng quan sát, theo dõi các chỉ số để cho ra mẻ rang chất lượng, đồng nhất

Công nghệ chế biến cà phê Specialty phát triển tối đa nốt hương thuần nguyên

Những nốt hương mang đậm nét đẹp nguyên bản là điểm sáng đáng tự hào được mỗi hạt cà phê Specialty mang trong mình. Mầm mống hạt hương hình thành từ đất trời, gió, nước vùng trồng rồi dần dần lớn lên, kết tinh và được tìm thấy qua phương pháp chế biến phù hợp. Không phải lúc nào các nhà sản xuất cũng có thể tối ưu và khiến sự mộc mạc đó trở nên rực rỡ, xinh đẹp như cánh bướm. Công nghệ chế biến cà phê hiện đại dần được ra đời để hỗ trợ con người làm điều đó. 

Từ việc gieo trồng, sơ chế đến rang, pha chế đều có thể áp dụng công nghệ để theo dõi, kiểm soát và điều chỉnh thông số kịp thời, giúp cho những tầng hương tự tin bung tỏa theo cách riêng của nó. Chúng ta có thể thấy điều này qua các công nghệ sấy tiên tiến giúp lưu giữ tối đa hương thơm, chất dinh dưỡng có trong hạt cà phê dù trải qua thời gian bảo quản dài như sấy thăng hoa hay sấy tầng sôi. Quá trình đóng băng đột ngột rồi giảm áp suất xung quanh của sấy thăng hoa giúp hạt cà phê được sấy khô mà không trải qua quá trình hóa lỏng – giai đoạn hạt dễ bị tấn công bởi quá trình oxy hóa, các vi khuẩn, nấm gây biến đổi mùi hương giúp hạt cà bảo vệ thành công giá trị nguyên bản cốt lõi của mình.

Từ việc gieo trồng, sơ chế đến rang, pha chế đều có thể áp dụng công nghệ để theo dõi, kiểm soát và điều chỉnh thông số kịp thời, giúp cho những tầng hương tự tin bung tỏa theo cách riêng của nó

Bên cạnh đó, việc quản lý tốt quá trình lên men với sự phát triển đúng mực của những loại vi khuẩn có lợi giúp cho người dùng có thể cảm nhận hương vị cà phê một cách rõ rệt. Điển hình là vi khuẩn lactobacillus (LAB) phát triển trong phương pháp lên men lactic được áp dụng ở trang trại Granja Esperanza. Ở phương pháp này, các nhà sản xuất có thể kiểm soát chặt chẽ các yếu tố bên ngoài có thể làm thay đổi hương vị đặc trưng của hạt cà phê như nhiệt độ, độ pH. Nhờ vậy mỗi hạt hương mang đậm dấu ấn nguồn cội trong sâu thẳm hạt cà đều được gìn giữ, chờ đến ngày thăng hoa qua bàn tay nghệ nhân rang. 

Theo dòng tìm về nốt hương cội nguồn, XLIII Coffee lựa chọn sử dụng mức rang siêu sáng cho các lô cà nhân xanh của mình để đảm bảo tính nguyên bản của chúng. Hạt cà phê được lấy ra sau tiếng nổ thứ nhất, khi các phản ứng hóa học chỉ xảy ra ở mức độ vừa đủ để làm nổi bật lên những nốt hương thanh thuần bên trong tâm hạt. Các loại acid phong phú vẫn được giữ nguyên vẹn, phát triển mạnh mẽ trở thành những nốt hương bay bổng xâm chiếm tâm trí người dùng. 

XLIII Coffee lựa chọn sử dụng mức rang siêu sáng cho các lô cà nhân xanh của mình để đảm bảo tính nguyên bản

Với những lợi ích to lớn mà công nghệ chế biến cà phê Specialty tiên tiến mang đến cho toàn ngành, chúng ta có thể đặt niềm tin vào một tương lai áp dụng mạnh mẽ, đồng bộ những công nghệ này. 

Những khó khăn trên con đường ứng dụng công nghệ chế biến cà phê hiện đại

Cà phê Specialty phần lớn xuất phát từ các quốc gia còn tồn tại nhiều khó khăn như các nước ở Đông Phi. Ở đó, việc tiếp cận công nghệ của người nông dân vẫn còn nhiều hạn chế khi cuộc sống và điều kiện làm việc chưa được đảm bảo. Áp dụng khoa học công nghệ vào quy trình sản xuất cà phê chưa thực sự là khái niệm phổ biến đến tất cả mọi người. Đối với họ, duy trì sinh kế và đấu tranh vì quyền lợi công bằng là vấn đề trước mắt cần giải quyết. 

Ngoài ra, chi phí vận hành cũng là một nguyên nhân khiến công nghệ chế biến cà phê hiện đại chưa được áp dụng ở một số trang trại. Để có thể đưa vào sử dụng những công nghệ này, nhà sản xuất cần chuẩn bị cơ sở hạ tầng phù hợp, đào tạo nhân lực có khả năng và kinh nghiệm. Những điều này là gánh nặng lớn đè lên vai doanh nghiệp vừa và nhỏ.

Chi phí vận hành cũng là một nguyên nhân khiến công nghệ chế biến cà phê hiện đại chưa được áp dụng ở một số trang trại

Vượt qua trở ngại, công nghệ chế biến cà phê tiếp tục được cải tiến mang lại nhiều kết quả thiết thực

Những khó khăn về con người, chi phí không thể giải quyết triệt để trong thời gian ngắn nhưng chúng không thể cản bước tiến lên của công nghệ chế biến. Bởi đây là điều cần thiết để ngành cà phê theo kịp nhịp phát triển của thời đại. Các chuyên gia vẫn liên tục nghiên cứu, tìm cách cải thiện công nghệ, kỹ thuật để nâng cao chất lượng toàn ngành và tăng tính khả thi cho phần lớn đối tượng. 

Trang trại Granja Esperanza với nỗ lực tạo ra những lô cà phê tuyệt hảo đã áp dụng công nghệ lên men kỵ khí để giảm thiểu tác động bên ngoài lên quá trình này. Ngoài ra, nhiều nông trại ở Đông Phi đã sử dụng kỹ thuật sấy bằng nhiệt để tăng tính đồng nhất và quản lý chất lượng hạt dễ dàng hơn. 

Các chuyên gia vẫn liên tục nghiên cứu, tìm cách cải thiện công nghệ, kỹ thuật để nâng cao chất lượng toàn ngành và tăng tính khả thi cho phần lớn đối tượng

Tạm kết

Không chỉ quanh quẩn tại các vùng trồng, Specialty Coffee ngày nay đã sải rộng cánh để phủ sóng khắp các châu lục. Các công nghệ chế biến cà phê Specialty tiên tiến là phương thức hữu hiệu để nâng tầm quy mô phát triển và giữ vững chất lượng vàng làm nên thương hiệu của loài cà phê giá trị cao này. Để chiến thắng khó khăn, việc áp dụng rộng rãi công nghệ hiện đại cho toàn ngành cần sự chung tay của toàn thể các bên trong chuỗi cung ứng.

Nguồn hình ảnh do đối tác của XLIII Coffee cung cấp và do XLIII Coffee sưu tầm

Câu 1: Công nghệ chế biến cà phê Specialty có vai trò gì trong việc nâng cao hương vị cà phê?

Công nghệ chế biến hiện đại giúp khai phá triệt để hương vị của cà phê Specialty, đảm bảo sự đồng nhất và giảm thiểu rủi ro từ các yếu tố bên ngoài, từ đó nâng cao chất lượng và hương vị cà phê.

Câu 2: Công nghệ lên men có kiểm soát giúp ích gì cho quá trình chế biến cà phê Specialty?

Công nghệ lên men có kiểm soát giúp kiểm soát các thông số như nhiệt độ và độ pH, ngăn chặn các tác động tiêu cực từ môi trường, từ đó bảo vệ và cải thiện hương vị của cà phê. Nhờ đó, các vi khuẩn có lợi có điều kiện để phát triển tạo nên cảm quan hương vị mạnh mẽ. 

Câu 3: Những khó khăn khi áp dụng công nghệ chế biến cà phê hiện đại ở các quốc gia Đông Phi?

Các quốc gia Đông Phi có điều kiện làm việc thiếu thốn, cuộc sống của người nông dân chưa được đảm bảo khiến trình độ nhận thức, khả năng tiếp cận công nghệ của họ còn nhiều hạn chế. Đồng thời các trang trại chưa đủ kinh tế để chi trả cho quá trình vận hành công nghệ đồng bộ.

Câu 4: Công nghệ chế biến cà phê Specialty đã phát triển như thế nào trong những năm gần đây?

Trong những năm trở lại đây, công nghệ chế biến cà phê Specialty đã có nhiều cải tiến về kỹ thuật, bao gồm việc sử dụng các phương pháp sấy hiện đại, áp dụng công nghệ lên men có kiểm soát và trí tuệ nhân tạo để nâng cao chất lượng cà phê.

Câu 5: Sấy tầng sôi có lợi ích gì so với các phương pháp sấy truyền thống?

So với sấy truyền thống thì sấy tầng sôi sử dụng luồng không khí nóng mạnh để làm khô cà phê nhanh chóng và đồng đều, tiết kiệm thời gian và đảm bảo hạt cà phê được rang đồng đều mà không bị cháy.