i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
o0o ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:

ĐÁNH GIÁ SỰ PHÙ HỢP CỦA MỘT SỐ LOẠI
BAO BÌ ĐỰNG SẢN PHẨM CÀ PHÊ HÒA TAN
GVHD : Ths. Lê Vân Anh
SVTH : Nguyễn Tạ Phượng Linh
MSSV : 08B1100052
Tp. HCM, tháng 11 năm 2010

ii

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Kỹ Thuật
Công Nghệ – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã truyền đạt cho em những kiến thức quý

Thành phố Hồ Chí Minh
Ngày ……… tháng ……… năm 2010 
iv

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN


STT
Cấu trúc bao bì
(Vật liệu, độ dày (mm))
Kí
hiệu
Số
lớp
Nhãn hàng cà phê
01
PET 12 / Mực 2 / Keo 3 / Al 7 /
Keo 3 / LLDPE 50
A
03 Cà phê Vinacafe 3 trong 1
02
PET 12 / Mực 2 / PE 20 / Al 7 /
PE 30
B
04
Nescafe, cà phê Mister 3 in
1, cà phê Gold Eagle 3 in 1
03
PET 12 / Mực 2 / PE 15 / Al 7 /
PE 15 / LLDPE 30
C 05
Cà phê G7 3 in 1, cà phê
Sunrise 3 in 1, Cà phê sữa 2
Zero “Bổ sung collagen và
chất xơ” 5 in 1.
(Theo bảng 3.3: Phân loại các cấu trúc bao bì khảo sát được)


CHƯƠNG 2: NỘI DUNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20
2.1. Nội dung nghiên cứu 20
2.2. Nguyên liệu 21
2.3. Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 21
2.4. Phương pháp nghiên cứu 23
2.4.1. Phương pháp khảo sát một số cấu trúc của bao bì đựng cà phê hòa tan có mặt trên
thị trường 23
2.4.2. Phương pháp sản xuất mẫu thử các cấu trúc kh
ảo sát được 24
2.4.2.1. Phương pháp đo OTR theo ASTM D – 3985 26
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths. Lê Vân Anh
SVTH: Nguyễn Tạ Phượng Linh viii
2.4.2.2. Phương pháp đo WVTR theo ASTM D – 1249 27
2.4.2.3. Phương pháp đo OD 27
2.4.2.4. Phương pháp đo bonding strength theo ASTM F - 904 27
2.4.3. Phương pháp so sánh chất lượng các mẫu bao bì sản xuất thử 28
2.4.3.1. Phương pháp kiểm tra ngoại quan túi bao bì đựng cà phê bằng mắt 29
2.4.3.2. Phương pháp đo heat seal strength theo ASTM F - 88 29
2.4.3.3. Phương pháp đo bonding strength theo ASTM F - 904 29
2.5. Phương pháp xử lý số liệu 30
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 31
3.1. Kết quả khảo sát cấu trúc một số loại bao bì đựng cà phê hòa tan có mặt trên thị trường
31
3.2. Kết quả
sản xuất mẫu thử 33
3.2.1. Kết quả đo OTR 35
3.2.2. Kết quả đo WVTR 36
3.2.3. Kết quả đo OD 36
3.2.4. Kết quả đo bonding strength sau khi ghép 37
3.3. Kết quả kiểm tra sự lão hóa của cấu trúc A, B, C 38

Bảng 3.3: Phân loại các cấu trúc bao bì khảo sát được 33
Bảng 3.4: Chỉ tiêu OTR 35
Bảng 3.5: Chỉ tiêu WVTR 36
Bảng 3.6: Chỉ tiêu OD cấu trúc A, B, C sau khi ghép 36
Bảng 3.7: Khảo sát bonding strength các cấu trúc A, B, C 37
Bảng 3.8: Ngoại quan cấu trúc A, B, C sau khi kiểm tra sự lão hóa 40
Bảng 3.9: Khảo sát heat seal strength cấu trúc A, B, C sau khi để trong tủ MMM 7, 22, 45, 67
ngày 41
B
ảng 3.10: Khảo sát bonding strength cấu trúc A, B, C sau khi để trong tủ MMM 7, 22, 45, 67
ngày 45
Bảng B.1: Độ dày cấu trúc A, B, C sau khi ghép XI
Bảng D.1: Tính chất cản mùi của các loại màng XII
Bảng D.2: Kháng hóa chất của các loại màng XII
Bảng D.3: Khoảng nhiệt độ của mỗi loại màng XII
Bảng D.4: So sánh giữa LLDPE và LDPE trong tính chất hàn dán XIII
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths. Lê Vân Anh
SVTH: Nguyễn Tạ Phượng Linh xi
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1: Sơ đồ qui trình sản xuất cà phê hòa tan 6
Sơ đồ 1.2: Sơ đồ qui trình sản xuất màng phức hợp 18
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ nội dung nghiên cứu 20
Sơ đồ 2.2: Phương pháp kiểm tra cấu trúc bao bì đựng cà phê 23
Sơ đồ 2.3: Sơ đồ cấu trúc máy ép đùn 25
Sơ đồ 2.4: Sơ đồ cấu trúc máy ghép khô 26

DANH MỤC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1: Đồ thị khảo sát độ kín đường hàn đỉnh túi theo thời gian 42
Đồ thị 3.2: Đồ thị khảo sát độ kín đường hàn đáy túi theo thời gian 43
Đồ thị 3.3: Đồ thị khảo sát độ kín đường hàn biên trái túi theo thời gian 43

Hình B.5: Mẫu bao bì cà phê 2 Zero “Bổ sung collagen và chất xơ” 5 in 1 dạng sachet VII
Hình B.6: Mẫu bao bì cà phê Vinacafe 3 trong 1 dạng sachet VIII
Hình B.7: Mẫu bao bì cà phê Sunrise 3 in 1 dạng sachet VIII
Hình B.8: Mẫu bao bì cà phê Gold Eagle 3 in 1 dạng sachet IX
Hình B.9: Mẫu bao bì cà phê Mister Cup 3 in 1 dạng stick X
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths. Lê Vân Anh
SVTH: Nguyễn Tạ Phượng Linh xiii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
 OTR: Oxygen tranmission (Khả năng thẩm thấu khí qua bao bì)
Chỉ tiêu OTR: Là tính chất quan trọng trong việc bao gói nhạy cảm với O
2
, là nguyên
nhân ảnh hưởng đến quá trình hư hại của sản phẩm cà phê.
 WVTR: Water vapor tranmission (Khả năng thẩm thấu hơi ẩm qua bao bì)
Chỉ tiêu WVTR: Là tốc độ truyền hơi nước, tính chất này rất quan trọng trong việc bao
gói cà phê hòa tan là loại thực phẩm rất nhạy ẩm, là nguyên nhân ảnh hưởng đến quá trình hư
hại của sản phẩm cà phê.
 OD: Optical density (Khả năng cho ánh sáng đi qua bao bì)
 PET: Polyethylene therephthalate
 Al: Aluminium (Nhôm)

PE: Polyethylene
 LLDPE: Linear Low Density Polyethylene
 Cấu trúc A: PET 12 / Mực 2 / Keo 3 / Al 7 / Keo 3 / LLDPE 50
 Cấu trúc B: PET 12 / Mực 2 / PE 20 / Al 7 / PE 30
 Cấu trúc C: PET 12 / Mực 2 / PE 15 / Al 7 / PE 15 / LLDPE 30
 STT: Số thứ tự

 Chiếm thị phần lớn có:
 Công ty Nestlé - Thụy Sĩ: Sản phẩm Nescafe đậm đà và đậm đà hơn 3 in1.
 Công ty Cổ phần Cà phê Biên Hòa – Vinacafe: Sản phẩm Vinacafe.
 Công ty Trung Nguyên: Sản phẩm cà phê hòa tan G7.
 Đại diện hai công ty m
ới xuất hiện có:
 Công ty An Thái: Sản phẩm cà phê Sunrise.
Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ths. Lê Vân Anh
2
 Công ty cổ phần Việt Nam Kỹ Nghệ Bột Mì: Sản phẩm cà phê 2 Zero “Bổ
sung collagen và chất xơ”.
 Cà phê hòa tan nhập khẩu có hai công ty:
 Công ty Super Coffee Coproration Pte Ltd – Singapore: Cà phê Mister được
nhập khẩu bởi công ty Hà Thành – BQP, do công ty TNHH Ánh Dương Châu Á phân
phối.
 Công ty Srithai Food Service Co., Ltd – Thái Lan: Cà phê Gold Eagle được
nhập khẩu và phân phối bởi công ty Advanced Ditribution C., Ltd (AD).
Nội dung đồ án:
- Khảo sát cấu trúc của các bao bì đựng cà phê ở trên, từ đó tìm ra cấu trúc các loại bao
bì này.
- Sản xuấ
t mẫu thử các cấu trúc tìm được.
- Khảo sát sự lão hóa của các loại bao bì sản xuất ra. Chương 1: Tổng quan GVHD: Ths. Lê Vân Anh
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cà phê [1], [4], [5], [6], ]10], [11]
Cây cà phê có nguồn gốc từ vùng cao nguyên Ethiopia (Châu Phi), sau đó được đưa

Chương 1: Tổng quan GVHD: Ths. Lê Vân Anh
4
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của cà phê nhân
STT Tên hợp chất Tan (%) Không tan (%)
1
Cacbonhydrat 12 – 20 43
Đường khử 1 – 2
Đường caramel 10 – 17 7
Hemicellulose 1 14
Chất xơ 22
2 Chất béo 15
3
Protein
Acid amin tan
1 – 2 11
4
Tro :
- Ca (mg/ 100 g)
- P (mg/ 100 g)
- Fe (mg/ 100 g)
- Na (mg/ 100 g)
- Mn (mg/ 100 g)
- Rb, Cu, F (mg/ 100 g)
3
80 – 100
130 – 150
3 - 10
4
1 – 45
(vết)

Iso Butyral 3 Rất ít
Iso Methylbutyral 6,8 Ít
Valeral 7,3 Ít
Iso Valeral 5 Ít
Nhóm Ketone
Acetone 18,7 Ít
Metyl Etyl K 2,3 Ít
Diacetyl 7,5 Rất ít
Hợp chất Heterocyclo
Furan 3,2 Ít
2_Methyl Fural 4,7 Rất ít
Hợp chất Sulfur
Hydrogen Sulfide 0,2 Ít
Carbon Disulfide 1 Ít
Dimetyl Sulfide 1 Rất ít
Nhóm Ester
Metyl Formate 4 Ít
Metyl Acetate 1,7 Ít
Etyl Formate 0,3 Ít
Methanol 0,2 Nhiều
Nhóm Hydrocarbon
Iso Prene 3 Ít
C
4
– C
7
(Paraffin) 2 Ít
CO
2
3,8
Sơ đồ 1.1: Sơ đồ qui trình sản xuất cà phê hòa tan
Chương 1: Tổng quan GVHD: Ths. Lê Vân Anh
7
Có nhiều loại cà phê khi uống bằng cách pha phin thì ngon nhưng khi dùng để chế biến
cà phê hoà tan thì lại không ngon, cho nên các nhà sản xuất thường chọn cà phê loại Robusta
để chế biến cà phê hoà tan để có chất lượng đạt tiêu chuẩn hơn.
 Rang:
Công đoạn rang cà phê quyết định chất lượng của cà phê hoà tan. Rang hơi cháy thì tỷ lệ
thành phẩm tăng nhưng hương vị bị giảm. Thường rang ở 180
0

 Hóa học: Có một số phản ứng phân hủ
y, oxy hóa do nhiệt độ và bề mặt tiếp xúc
tăng.
Chương 1: Tổng quan GVHD: Ths. Lê Vân Anh
8
 Hóa lý: Sự tăng diện tích bề mặt riêng, sự bay hơi của một số chất mùi làm giảm
mùi thơm của cà phê.
 Trích ly:
Trong sản xuất cà phê hòa tan, người ta sử dụng quá trình trích ly lỏng – rắn, trong đó
pha rắn là cà phê bột, pha lỏng là nước nóng. 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. Quá trình
được thực hiện cho đến khi đạt được sự cân bằ
ng nồng độ giữa pha trích và pha raffinate
(chứa sản phẩm tinh lọc: các chất hòa tan trong bột cà phê). Đây là giai đoạn quan trọng,
quyết định đến chất lượng, hương vị và sản lượng cà phê hòa tan.
Quá trình trích ly được tiến hành: 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, n
ước và cà phê chuyển
động ngược chiều hay xuôi chiều, gián đoạn hay liên tục. Hiện nay người ta thường thực hiện
ngược chiều, liên tục vì sẽ giảm được lượng nước sử dụng, dịch cà phê được xử lý ngay nên
giữ được nhiều phẩm chất tốt. Thiết bị sử dụng: Thiết bị trích ly gián đoạn, ngược chiều,
nhiều bậc: Một bộ 10 ÷ 15 bình ngâm chiết và thiết b
ị trích ly Hildebrandt. Thông số kỹ thuật
yêu cầu:
 Tỉ lệ nước và bột cà phê: Khoảng 3:1 hoặc 4:1.
 Nhiệt độ nước: Cà phê được trích ly bằng nước nóng trên 100
0
C. Trong suốt quá
trình ly, nhiệt độ của nước có thể lên đến 180

(đường, protein, hemicellulose); phản ứng phân hủy của một số chất nhất là các chất
mùi có rượu, ester, ceton… không bền; phản ứng tạo màu.
 Vật lý: Sự thay đổi về khối lượng riêng, thể tích, nhiệt độ của dung dịch và bã cà
phê.
 Cảm quan: Hương thơm giảm, màu sậm hơn, làm cho cà phê có mùi caramel, mùi
khét, mùi nấu. Quá trình trích ly còn làm cho cà phê có vị chua, gắt và khan.
 Hầu như không có các biến đổi về sinh học, hóa sinh do quá trình được thực hiện ở
nhiệt độ cao, áp suất cao.
 Lọc:
Dịch trích ly được đem đi lọc để tách hết cặn cà phê và thu được dịch chiết trong suốt.
Để tăng hiệu quả quá trình lọc, trước khi lọc người ta tiến hành hồ hóa lên bề mặt vải lọc một
lớp bột mịn có tác dụng chèn kín các lỗ vải làm cho kích thước các lỗ đó nhỏ hơn. Hoặc ta có
thể cho dịch chiết đã hoà bột trợ lọc qua thiết bị để trải chất trợ lọc lên bề mặt lớp vải lọc, dịch
chiết lúc này được hoàn lưu trở lại nồi nấu, khi kiểm tra dịch chiết thấy trong, hoàn toàn
không còn cặn thì ngưng hoàn lưu và cho qua thiết bị cô đặc.

Chương 1: Tổng quan GVHD: Ths. Lê Vân Anh
10
 Cô đặc:
Cà phê được cô đặc bằng hệ thống các nồi cô đặc dạng chảy màng để giảm tổn thất
hương. Ta có thể dùng một hay nhiều nồi liên tục, ở áp suất dư hay áp suất chân không. Trên
thực tế, để tiết kiệm năng lượng, người ta sử dụng hệ thống cô đặc nhiều nồi, nồi đầu có áp
suất dư, các nồi sau có áp suất chân không. Thiết bị s
ử dụng phải đạt các yêu cầu sau:
 Vật liệu không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
 Cường độ truyền nhiệt cao trong giới hạn truyền nhiệt nhất định.
 Tiêu hao nguyên liệu trên một đơn vị bề mặt truyền nhiệt là nhỏ nhất.
 Cấu tạo đơn giản, dễ sửa chữa, tháo ráp.
 Phân bố hơi
đều trong buồng bốc.

không khí nóng phun vào, sấy theo phương pháp này bột cà phê thành phẩm sản xuất ra ở
dưới dạng hạt rất nhỏ, rỗng ruột gọi là bột nhẹ, tỷ trọng nhỏ nhưng cũng dễ hoà tan, hình dáng
bột khá đều đặn. Phương pháp sấy trong chân không: Dịch đặc cà phê đưa đến buồng bốc hơi
chân không ở nhiệt độ thấp, bột cà phê thành phẩm sản xuất ra hoà tan được nhanh, tốt. Sấ
y
bằng phương pháp thăng hoa và hồng ngoại: Đưa dung dịch đặc cà phê làm lạnh, sau đó dùng
tia hồng ngoại để sấy đột ngột. Dung dịch từ rắn bốc hơi, cà phê còn lại ở dạng bột, tinh thể
thu được dễ tan, hương đảm bảo, chất lượng tốt nhất. Trong công nghệ sản xuất cà phê hoà
tan vì thành phần hoá học sản phẩm cà phê hoà tan chủ yếu là các chất màu, chất mùi rất nhạy
cảm với nhiệt độ và yêu cầu cà phê hòa tan: Khối bột mịn, xốp, không tạo thành cục vón có
tính chất keo, độ ẩm rất thấp (vì sấy đến lượng nước tối thiểu nên vi sinh vật khó phát triển,
do đó bảo quản sản phẩm được lâu).
Các biến đổi trong quá trình sấy:
 Vật lý: Hiện tượng co thể tích, tăng khối lượng riêng, giảm khối lượng do nước bay
hơi, độ giòn và độ
xốp tăng.
 Hoá lý: Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy ẩm khuếch tán từ lớp ngoài vào trong
vật liệu do giãn nở vì nhiệt. Ngoài hiện tượng khuếch tán ẩm, trong sấy còn có hiện
tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm và có ảnh hưởng của hệ keo trong quá
trình sấy, tuỳ tính chất vật liệu chứa hệ keo ưa nước hay kỵ nước. Keo kỵ nước liên
kết lỏ
ng lẻo, dễ khuếch tán. Keo ưa nước thì khuếch tán chậm hơn.
 Hoá học: Xảy ra 2 khuynh hướng đó là tốc độ phản ứng hoá học tăng lên do nhiệt độ
vật liệu tăng như: phản ứng Maillard, phản ứng caramel hoá, phân huỷ protein… và
tốc độ một số phản ứng (phản ứng thuỷ phân) chậm đi do môi trường nước giảm
dần.
Chương 1: Tổng quan GVHD: Ths. Lê Vân Anh
12
 Cảm quan: Về màu sắc cường độ màu tăng, có màu thẫm, màu nâu do phản ứng
caramel, melanoidin và oxy hoá polyphenol. Mùi: Một số chất thơm bay hơi theo ẩm

ở dạng túi ngang hoặc dạng ống với trọng lượng (16 ÷ 22) g, nhỏ gọn và tiện lợi. Sau