Từ năm 1986, khi ngành cà phê Việt Nam bắt đầu phát triển thì việc thưởng thức cà phê đã dần dần trở thành một thói quen trong cuộc sống. Tuy nhiên ít ai biết được để có một ly cà phê như thế phải trải qua một quá trình tìm hiểu. Trên thế giới cây cà phê được trồng ở các nước: Ấn Độ, Malaysia, Indonesia, Barazin, Ethiopia...với nhiều giống cà phê khác nhau như: Cà phê Arabica (cà phê chè), Cà phê Robuta (cà phê vối), Cà phê Excelsa ( cà phê mít)... Ở Việt Nam với khí hậu nhiệt đới rất thích hợp cho việc trồng và phát triển cây cà phê và nó trở thành một trong mười mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Trải qua hơn 100 năm đến nay cây cà phê đã có mặt gần như khắp các vùng trong cả nước với quy mô lớn như vùng Bắc Bộ ( Lai Châu, Sơn La, Tuyên Quang), Trung Bộ ( Nghệ An, Quảng Trị...), Nam Bộ ( Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu), Tây Nguyên ( Gia Lai, Kontum, Buôn Ma Thuột, Lâm Đồng ), chính vì vậy Việt Nam trở thành quốc gia xuất khẩu cà phê đứng thứ hai trên thế giới sau Barazin. Cùng với sự phát triển của việc trồng cây cà phê thì kỹ thuật chế biến đòi hỏi ngày càng cao và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thành phẩm. Hiện nay có nhiều cơ sở chế biến cà phê nhân để phục vụ cho các doanh nghiệp trong nước và xuất khẩu sang nước ngoài tuy nhiên chất lượng sản phẩm chưa cao do công nghệ chế biến cũng như phương thức thực hiện còn thủ công và nhỏ lẻ dẫn đến tình trạng bị ép giá, giảm đáng kể giá trị của sản phẩm cũng như khả năng cạnh tranh với các nước trong khu vực. Để cho chất lượng cà phê tốt hơn thì một trong các phương pháp mà doanh nghiệp sử dụng đó là chế biến cà phê theo phương pháp ướt. Với phương pháp này không những cho cà phê có chất lượng tốt hơn mà còn giúp cho doanh nghiệp chủ động và rút ngắn thời gian sản xuất. Để tạo ra những mặt hàng xuất khẩu có giá trị cao cũng như các sản phẩm chế biến tiếp theo từ cà phê nhân đạt chất lượng đòi hỏi chúng ta phải có những nhà máy chế biến công nghệ hiện đại với quy mô lớn.Xuất phát từ tình hình thực tế đó, em được giao nhiệm vụ Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt năng suất 50 tấn nguyên liệu ca
SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp là sản phẩm cuối cùng của sinh viên trước khi rời khỏi trường đại học. Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp sinh viên phải áp dụng tất cả những kiến thức đã được học và tích lũy trong suốt những năm ngồi trên ghế nhà trường. Chính vì vậy những kiến thức đã được tiếp thu trong suốt quá trình học tại trường đại học Bách Khoa là nền tảng vững chắc giúp tôi hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này, và còn là hành trang quý báu để tôi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Hóa nói chung và các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Minh Nhật, thầy là người đã chỉ bảo tận tình cho tôi những kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện thuận lơi cho tôi có thể hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này. Tôi cũng xin cảm ơn bạn bè và người thân đã luôn đồng hành và là chỗ dựa vững chắc giúp đỡ tôi trong mọi việc. Cuối cùng, tôi xin kính chúc quý thầy cô, gia đình và bạn bè dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp của mình. Sinh viên thực hiện Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT MỤC LỤC 2.1.3. Cà phê Chari ( cà phê mít) [10, tr 10]............................................................6 2.4.2. Ảnh hưởng của chế độ chăm sóc kỹ thuật....................................................10 2.4.3. Ảnh hưởng của độ cao..................................................................................10 2.4.4. Ảnh hưởng của giống...................................................................................10 2.4.5. Ảnh hưởng của sâu bệnh..............................................................................10 2.4.6. Ảnh hưởng của việc thu hái..........................................................................10 2.4.7. Ảnh hưởng của quá trình bảo quản, vận chuyển..........................................11 2.4.8. Ảnh hưởng của quá trình chế biến...............................................................11 3.2.1 Thu nhận và bảo quản nguyên.......................................................................14 3.2.1.1 Thu nhận nguyên liệu.................................................................................14 3.2.2. Làm sạch và phân loại..................................................................................15 3.2.3. Xát cà phê quả tươi.......................................................................................16 3.2.3.2. Yêu cầu của quá trình xát tươi..................................................................17 3.2.5. Ngâm ủ (lên men) [8,tr 33-34].....................................................................17 3.2.5. Rửa nhớt.......................................................................................................20 3.2.6 . Làm ráo........................................................................................................21 3.2.7. Sấy................................................................................................................21 3.2.10. Xát khô.......................................................................................................22 3.2.11. Đánh bóng cà phê.......................................................................................23 3.2.13. Phân loại theo trọng lượng.........................................................................24 3.2.14. Phân loại theo màu sắc...............................................................................24 3.2.15. Phối trộn, cân, đóng bao.............................................................................25 3.2.16. Bảo quản.....................................................................................................25 Chương 4 CÂN BẰNG VẬT LIỆU....................................................................................26 5.1.1. Xác định các thông số trạng thái của không khí...........................................36 5.4.4.Tính trị nhiệt của nhiên liệu..........................................................................42 5.4.5. Tính nhiệt trị cao của nhiên liệu...................................................................42 5.4.6. Tính nhiệt trị thấp của nhiên liệu..................................................................43 5.4.7. Nhiệt trị trung bình của nhiên liệu................................................................43 Chương 6 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ...................................................................45 6.2. Thiết bị sấy thùng quay..........................................................................................46 6.2.2. Nguyên tắc hoạt động...................................................................................46 6.2.6. Lò đốt...........................................................................................................48 6.7. Máy xát tươi [16]....................................................................................................67 6.7.1. Cấu tạo..........................................................................................................67 6.7.2. Nguyên tắc hoạt động...................................................................................67 6.7.3. Chọn số lượng thiết bị..................................................................................67 6.8. Máy tách tạp chất [17]............................................................................................68 6.9. Máy xát khô MSV1 [19]........................................................................................69 6.9.1. Cấu tạo..........................................................................................................69 6.12. Máy phân loại theo trọng lượng[20].............................................................72 6.12.3. Nguyên tắc hoạt động:................................................................................72 6.16. Các hố chứa cà phê...............................................................................................80 6.17. Hệ thống cân đóng bao tự động [25]...................................................................81 6.18. Gàu tải..................................................................................................................81 Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 6.18.1. Giới thiệu chung.........................................................................................81 6.18.2. Đặc tính kỹ thuật........................................................................................81 6.18.3. Cấu tạo.......................................................................................................81 7.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy......................................................................83 7.3. Tổ chức lao động của nhà máy...............................................................................84 7.3.2. Nhân lực.......................................................................................................85 8.2. Tính xây dựng [11].................................................................................................87 8.2.1. Phân xưởng sản xuất chính..................................................................................87 8.2.4. Nhà hành chính. [11, tr 54]...........................................................................88 10.1. Mục đích...............................................................................................................99 10.2. Yêu cầu việc kiểm tra sản xuất............................................................................99 + Đánh giá phẩm chất cà phê bằng phương pháp cảm quan tức là xác định phẩm chất của hạt cà phê bằng hình thức bên ngoài và giá trị bên trong qua cảm giác của người kiểm tra......................................................................................................100 10.4.1. Phương pháp phân tích kiểm nghiệm.......................................................100 10.4.2. Phương pháp phân tích lý học..................................................................100 10.3.3. Phương pháp phân tích hóa học...............................................................101 Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 1 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT LỜI MỞ ĐẦU Từ năm 1986, khi ngành cà phê Việt Nam bắt đầu phát triển thì việc thưởng thức cà phê đã dần dần trở thành một thói quen trong cuộc sống. Tuy nhiên ít ai biết được để có một ly cà phê như thế phải trải qua một quá trình tìm hiểu. Trên thế giới cây cà phê được trồng ở các nước: Ấn Độ, Malaysia, Indonesia, Barazin, Ethiopia...với nhiều giống cà phê khác nhau như: Cà phê Arabica (cà phê chè), Cà phê Robuta (cà phê vối), Cà phê Excelsa ( cà phê mít)... Ở Việt Nam với khí hậu nhiệt đới rất thích hợp cho việc trồng và phát triển cây cà phê và nó trở thành một trong mười mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Trải qua hơn 100 năm đến nay cây cà phê đã có mặt gần như khắp các vùng trong cả nước với quy mô lớn như vùng Bắc Bộ ( Lai Châu, Sơn La, Tuyên Quang), Trung Bộ ( Nghệ An, Quảng Trị...), Nam Bộ ( Đồng Nai, Bà Rịa -Vũng Tàu), Tây Nguyên ( Gia Lai, Kontum, Buôn Ma Thuột, Lâm Đồng ), chính vì vậy Việt Nam trở thành quốc gia xuất khẩu cà phê đứng thứ hai trên thế giới sau Barazin. Cùng với sự phát triển của việc trồng cây cà phê thì kỹ thuật chế biến đòi hỏi ngày càng cao và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thành phẩm. Hiện nay có nhiều cơ sở chế biến cà phê nhân để phục vụ cho các doanh nghiệp trong nước và xuất khẩu sang nước ngoài tuy nhiên chất lượng sản phẩm chưa cao do công nghệ chế biến cũng như phương thức thực hiện còn thủ công và nhỏ lẻ dẫn đến tình trạng bị ép giá, giảm đáng kể giá trị của sản phẩm cũng như khả năng cạnh tranh với các nước trong khu vực. Để cho chất lượng cà phê tốt hơn thì một trong các phương pháp mà doanh nghiệp sử dụng đó là chế biến cà phê theo phương pháp ướt. Với phương pháp này không những cho cà phê có chất lượng tốt hơn mà còn giúp cho doanh nghiệp chủ động và rút ngắn thời gian sản xuất. Để tạo ra những mặt hàng xuất khẩu có giá trị cao cũng như các sản phẩm chế biến tiếp theo từ cà phê nhân đạt chất lượng đòi hỏi chúng ta phải có những nhà máy chế biến công nghệ hiện đại với quy mô lớn.Xuất phát từ tình hình thực tế đó, em được giao nhiệm vụ "Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt năng suất 50 tấn nguyên liệu /ca" Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG Chương 1 - 2 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1. Đặt vấn đề Việt Nam tuy là nước xuất khẩu cà phê đứng thứ hai trên thế giới nhưng các mặt hàng của chúng ta còn ở dạng nguyên liệu, chưa qua chế biến sâu, chất lượng chưa cao nên thường xuyên bị ép giá. Chính vì vậy để đứng vững trên thị trường chúng ta cần phải cân nhắc để lựa chọn công nghệ, trang thiết bị và địa điểm xây dựng cho phù hợp. 1.2. Tính khả thi Cà phê dần dần đi vào đời sống con người như một thói quen hằng ngày, và đôi khi là không thể thiếu đối với một số bộ phận nào đó. Chính vì vậy nhu cầu sử dụng loại thức uống này không ngừng tăng lên. Mặt khác nhờ được sự hỗ trợ về kỹ thuật trồng trọt, giống và điều kiện chăm sóc cùng với diện tích ngày càng được mở rộng thì sản lượng cà phê cũng tăng đáng kể vì thế đủ cung cấp nguyên liệu cho nhà máy hoạt động. 1.3. Vị trí xây dựng [24] Hầu hết các tỉnh Tây Nguyên đều trồng cà phê với diện tích và sản lượng khá lớn trong số đó Gia Lai cũng không ngoại lệ, đây là một điều kiện thuận lợi để cung cấp nguồn nguyên liệu cho cho nhà máy đồng thời giảm chi phí vận chuyển, đảm bảo được chất lượng nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất. Mặt khác với vị trí địa lý thuận lợi cho việc giao thương kinh tế: Phía Đông giáp các tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Phía Nam giáp tỉnh Đăk Lak. phía Tây giáp Campuchia. Phía Bắc giáp tỉnh Kontum tại điều kiện cho việc vận chuyển và tiêu thụ sản phẩm. 1.4. Địa điểm xây dựng Dựa vào những điều kiện trên tôi quyết định chọn Gia Lai là địa điểm xây dựng nhà máy, cụ thể là khu công nghiệp Tra Đà, thành phố Pleyku tỉnh Gia Lai. Khu công nghiệp Tra Đà nằm cách xa khu dân cư, có hệ thống xử lý nước thải chung của khu công nghiệp nên có khá nhiều thuận lợi cho việc xử lý nước thải, tiếng ồn...tránh ảnh hưởng đến đời sống nhân dân. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 3 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Gia Lai có khí hậu nhiệt đới gió mùa, trong năm chia làm 2 mùa: Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình khoảng 22-250C Hướng gió chính trong năm : Đông Bắc 1.5. Đường giao thông Nhà máy nằm ở vị trí giao thông thuận lợi ＋ Đường bộ: Giao thông với 3 trục quốc lộ: Quốc lộ 14 nối Gia Lai với các tỉnh Quảng Nam, Đà Nẵng, Tây Nguyên với thành phố Hồ Chí Minh, Đông Nam Bộ, Đồng Bằng sông Cửu Long, quốc lộ 19 nối tỉnh với cảng Quy Nhơn và Campuchia, quốc lộ 25 nối Gia Lai với các tỉnh Phú Yên và Duyên Hải Miền Trung. ＋ Đường thủy: Gần cảng Nha Trang nên có thể sử dụng cảng này để phân phối sản phẩm trong và ngoài nước. ＋ Đường sắt: nhà máy có thể vận chuyển đến ga Nha Trang rồi từ đó vận chuyển đi khắp nơi bằng đường sắt. 1.6. Vùng nguyên liệu Với nhà máy sản xuất cà phê thì nguyên liệu chủ yếu là cà phê thu mua từ các hộ nông dân trồng cà phê, vì vậy gần nguồn nguyên liệu là yếu tố vô cùng quan trọng. Quanh khu công nghiệp Tra Đà có nhiều công ty trồng cà phê trực thuộc tổng công ty cà phê Việt Nam: Công ty cà phê Iasao I, Iasao II, 706, Chư pả...thuộc huyện Iagrai, ngoài ra còn có các huyện Đăkđoa, Chư Sê. Tổng diện tích cà phê là 76.367ha với sản lượng 132.800 tấn mỗi năm. 1.7. Nguồn cung cấp năng lượng + Điện: việc sử dụng điện để chạy động cơ, thiết bị và chiếu sáng điện thế sử dụng thường là 110-220V/360V. Ðể đạt yêu cầu phải lấy điện cao thế thường là 6 KV qua hạ thế. Nhà máy sử dụng lưới điện quốc gia đưa về khu công nghiệp, ngoài ra nhà máy còn có máy phát điện dự phòng để đảm bảo sự hoạt động liên tục của nhà máy. + Nước: Nguồn cung cấp lấy từ nhà máy nước, trong nhà máy có xây bể nước ngầm để phòng tránh mùa khô bị hụt nước, đảm bảo sự hoạt động của nhà máy. + Nhiên liệu: Nhiên liệu dùng cho nhà máy bao gồm: Dầu FO dùng cho lò Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 4 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT hơi và xăng dùng cho xe ô tô của nhà máy được lấy ở các cây xăng dầu lân cận. 1.8. Vấn đề xử lý nước thải Nước thải ra trong quá trình sản xuất được xử lý, nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà máy được đưa vào hệ thống cống rãnh trong nhà máy đến qua các lưới lọc trước khi thải ra ngoài môi trường. Chất thải ở là vỏ trấu thì sử dụng làm nhiên liệu hoặc bán. 1.9. Hợp tác hóa và thị trường tiêu thụ Việc hợp tác hóa giữa các nhà máy sản xuất cà phê tại Gia lai với các nhà máy ở các tỉnh khác sẽ thuận lợi cho việc đầu tư trang thiết bị, máy móc, phát triển nâng cấp, cải tiến kỹ thuật của nhà máy đồng thời qua sự hợp tác này sẽ tạo điều kiện cho việc sử dụng chung những công trình giao thông vận tải, cung cấp điện, nước… Ngoài ra, liên hợp hóa còn có tác dụng nâng cao hiệu quả kinh tế, nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu. Cà phê nhân sản xuất ra một phần cung ứng cho các tỉnh trong khu vực Tây Nguyên và trong nước, còn phần lớn xuất khẩu sang các nước như Hoa kỳ, Đức, Bỉ, Ý, Hà Lan, Singapore, Pháp... Chương 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 2.1. Giới thiệu chung về nguyên liệu [10, tr 9] Cà phê là loại cây thuộc giống coffice, chúng có nhiều loại khác nhau và chỉ có khoảng 10 loại có ý nghĩa về mặt trồng trọt. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 5 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Ở Việt Nam hiện nay trồng chủ yếu 3 giống cà phê chính: Giống Arabica, Giống Robusta, Giống Chari. Các giống này đều có thời gian thu hoạch khác nhau nên có thể bổ sung thời vụ cho việc trồng và thu hoạch các giống chính. 2.1.1. Cà phê Arabica (cà phê chè) [10, tr 9-10] Đây là loại cây được trồng nhiều nhất trên thế giới. Nguồn gốc của giống này là ở cao nguyên Etiôpia vùng nhiệt đới Đông Châu Phi. - Đặc tính Hình 2.1. Cà phê Arabica Cây cà phê Arabica cao từ 3-5m, trong điều kiện đất đai thuận lợi có thể cao đến 7m, độc thân hoặc nhiều thân, lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác, quả thường hình trứng có khi hình cầu, khi quả chín có màu đỏ tươi, một số giống khi chín có màu vàng đường kính quả 10-15mm. Số lượng quả 800-1200 quả/kg, thời gian nuôi quả từ 6-7 tháng. Trong điều kiện thời tiết khí hậu ở miền Bắc, cà phê Arabica chín rộ vào tháng 12 và tháng 1. Ở Tây Nguyên cà phê chín sớm hơn 2-3 tháng so với miền Bắc, khi quả chín nếu bị mưa dễ nứt và rụng. Trong 1 quả có 2 nhân, một số ít quả có 3 nhân. Nhân có vỏ lụa màu bạc bám cứng vào nhân. Ngoài vỏ lụa là vỏ trấu cứng, ngoài cùng là vỏ thịt. Từ 5-7 kg quả sẽ thu được 1kg nhân cà phê sống. Màu hạt xám xanh, xanh lục, xanh nhạt, tùy theo cách chế biến. Lượng cafein có trong nhân khoảng 1,5% tùy theo giống. 2.1.2. Cà phê Robusta (cà phê vối) [10, tr 10] Nguồn gốc khu vực sông Công Gô miền núi vùng thấp xích đạo và nhiệt đới Tây Châu Phi. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca Hình 2.2. Quả cà phê Robusta 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 6 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT - Đặc tính Robusta cao từ 5-7m quả hình trứng hoặc hình tròn, quả chín có màu đỏ thẫm. Vỏ quả cứng và dai hơn cà phê Arabica. Từ 5-6 kg quả sẽ thu được 1kg cà phê nhân. Quả chín từ tháng 2 đến tháng 4 ở miền Bắc, ở Tây nguyên chín sớm hơn từ tháng 12 đến tháng 2. Đặc biệt loại cà phê Robusta không ra hoa kết quả tại các mắt cũ của cành. Nhân hình hơi tròn, to ngang vỏ lụa màu ánh nâu bạc. Màu sắc của nhân xám xanh, xanh bạc vàng mỡ gà ….tùy thuộc chủng và phương pháp chế biến lượng cafein có khoảng 1-3%. 2.1.3. Cà phê Chari ( cà phê mít) [10, tr 10] Nguồn gốc ở xứ Ubangui Chari thuộc biển hồ gần sa mạc Xahara, loại này được đưa vào Việt Nam 1905. Đặc tính Chari cây lớn cao 6- 15 m lá hình trứng hoặc lưỡi mác, gân lá nổi nhiều ở mặt dưới, quả hình trứng nuốm hơi lồi và to. Quả chín cùng 1 lúc với đợt hoa mới, cho nên trên cùng một đốt cành có thể có đồng thời quả chín, quả xanh, nụ hoa, hoa nở và nụ quả, đó là điều bất lợi trong thu hoạch. Quả thường chín vào tháng 5 đến tháng 7. 2.2. Thành phần hoá học của quả cà phê 2.2.1. Cấu tạo và giải phẩu quả cà phê Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 7 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Hình Hình2.3. 2.3:Nhân Nhâncàcàphê phê Quả cà phê gồm có những phần sau: Lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa và nhân. Là lớp vỏ ngoài, mềm, ngoài bì có màu đỏ, vỏ cà phê chè mềm hơn cà phê vối và cà phê mít. 2.2.1.1. Lớp vỏ thịt Nằm dưới lớp vỏ mỏng hay còn gọi là trung bì, vỏ thịt cà phê chè mềm chứa nhiều chất ngọt, dễ xay xát hơn. Vỏ thịt cà phê mít cứng và dày hơn. 2.2.1.2. Lớp vỏ trấu Hạt cà phê sau khi loại bỏ các chất nhờn và phơi khô gọi là cà phê thóc, vì bao bọc nhân là một lớp vỏ cứng nhiều chất xơ mềm gọi là vỏ trấu tức là nội bì. Vỏ trấu cà phê chè mỏng hơn và dễ đập hơn là vỏ trấu cà phê vối và cà phê mít. 2.2.1.3. Lớp vỏ lụa Bao bọc quanh nhân cà phê còn một lớp vỏ mỏng, mềm gọi là vỏ lụa. Chúng có màu sắc khác nhau tùy theo loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc rất mỏng và dễ bong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vối màu nâu nhạt, vỏ lụa cà phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhân cà phê. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 8 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 2.2.1.4. Nhân cà phê Đây là lớp trong cùng của quả cà phê, phía ngoài của nhân là lớp tế bào rất cứng có những tế bào nhỏ chứa những chất dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn. Một quả cà phê thường có 1, 2 hoặc 3 nhân, thông thường thì chỉ 2 nhân. 2.2.2. Thành phần hóa học của các phần cấu tạo quả cà phê [7, tr 93-94] 2.2.2.1. Thành phần hóa học của vỏ quả Vỏ quả cà phê khi chín có màu đỏ, chứa chất antoxian và vết của ancaloit, tanin, cafein, các loại enzim. Trong vỏ quả có khoảng 21,5-30% chất khô. Xem phụ lục 1 bảng 1.1 2.2.2.2. Thành phần hóa học của lớp nhớt Độ PH của lớp lớp nhớt tùy theo độ chín của quả thường từ: 5,6÷5,7 đôi lúc lên tới 6,4. Trong lớp nhớt đặc biệt có men pectinaza phân giải pectin trong quá trình lên men. Xem phụ lục 1 bảng 1.2 2.2.2.3. Thành phần hóa học của vỏ trấu Gồm có xenlulo là chủ yếu, trong vỏ trấu có một ít cafein, khoảng 0,4% do từ nhân khuếch tán ra lúc lên men hoặc lúc phơi khô. Trong vỏ trấu có khoảng 0,4% cafein từ nhân khuyếch tán ra lúc lên men hoặc lúc phơi khô. Vỏ trấu dễ cháy dùng làm chất đốt, có thể đóng thành bánh không cần chất dính bằng các loại máy ép than, ép mùn cưa. Xem phụ lục 1, bảng 1.3 2.2.2.4. Thành phần hóa học của nhân Cà phê nhân nhân ở dạng thương phẩm gồm có: nước, chất khoáng, Lipit, Protit, Gluxit. Ngoài ra, còn có những chất mà ta thường gặp trong thực vật là những axit hữu cơ chủ yếu là axit Clorogenic và các chất Ancaloit. Trên thế giới cũng như trong nước ta đã có nhiều nghiên cứu và phân tích thành phần hóa học của nhân cà phê. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 9 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Ngoài ra, trong nhân cà phê còn có một lượng đáng kể Vitamin, các chất bay hơi và cấu tử của mùi thơm. Từ cà phê nhân ta sẽ chế biến tạo nên các sản phẩm khác: cà phê rang, cà phê bột thô, cà phê hòa tan,… hoặc các sản phẩm phối chế: cà phê sữa, sôcôla,… tạo nên sự phong phú đa dạng cho sản phẩm. Như vậy, cà phê nhân đóng vai trò quan trọng trong các nhà máy sản xuất cà phê rang, cà phê rang xay, cà phê bột hoà tan vì nó là nguyên liệu chính của các nhà máy này. Hiện nay, trên thế giới cũng như trong nước có rất nhiều nhà máy sản xuất cà phê rang, cà phê rang xay nên nhu cầu về cà phê nhân là rất lớn. Muốn đánh giá tác dụng các thành phần hóa học của nhân cà phê đến phẩm chất nước pha cà phê cần phải biết những biến đổi của các thành phần ấy trong quá trình chế biến, đặc biệt là trong quá trình rang. Hiện nay, người ta đã tìm ra có tới hơn 70 chất thơm hỗn hợp lại thành mùi thơm đặc biệt của cà phê. Trong cà phê chủ yếu là Vitamin nhóm B như: B1, B2, B6,…và các loại axit hữu cơ là tiền các loại Vitamin. 2.3. Tổng quan về sản phẩm [15] + Cà phê quả tươi (Cherry coffee): Cà phê quả còn tươi thuộc chi Coffea sau khi thu hoạch và trước khi làm khô. + Cà phê quả khô (Husk coffee): Cà phê quả tươi sau khi được làm khô bằng phương pháp khô hoặc sấy. + Cà phê thóc khô: Là dạng cà phê mà nhân còn bọc một lớp vỏ trấu. + Cà phê nhân: Là dạng cà phê sau khi đã bóc hết các lớp vỏ bên ngoài. + Cà phê vùng gió mùa: Là cà phê nhân thu được từ cà phê không rửa, ở vùng nhiệt đới gió mùa, nên dễ bị hút ẩm làm cho nhân nở ra và màu của nhân chuyển thành màu vàng hoặc màu sáng. + Cà phê đánh bóng: Cà phê nhân được chế biến ướt được bóc vỏ lụa bằng tác động cơ học làm mặt cà phê bóng và đẹp hơn. 2.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê[10, tr 10-11] 2.4.1. Ảnh hưởng của loại đất trồng cà phê Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 10 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị và màu sắc của cà phê. Nếu cà phê trồng trên đất bazan thì cây tốt, khỏe, sản lượng cao, phẩm chất cà phê tốt còn có một hương vị đậm đà, mùi vị thơm ngon hơn các loại cà phê trồng trên các loại đất khác. 2.4.2. Ảnh hưởng của chế độ chăm sóc kỹ thuật Chế độ chăm sóc kỹ thuật trong thời gian trồng cà phê rất quan trọng, người trồng cà phê quyết định chất lượng cà phê. Các biện pháp chăm sóc kỹ thuật gồm có: - - Tủ gốc cây cà phê - Đánh nhánh tạo hình cây. - Phân bón đúng kỳ và đúng số lượng cần thiết. - Số lượng và cây bóng mát cần thiết cho từng loại cà phê. - Phòng trừ sâu bệnh hại cà phê. 2.4.3. Ảnh hưởng của độ cao Độ cao cũng ảnh hưởng đến chất lượng của cà phê. Cà phê trồng ở trên cao thì có hương vị đặc biệt và xếp hạng cao hơn cà phê trồng ở vị trí thấp. 2.4.4. Ảnh hưởng của giống Giống cà phê có một ý nghĩa quyết định đến chất lượng cà phê. Chính chất lượng vốn có của sản phẩm chứa đựng trong giống. Sự khác nhau về chất lượng giữa các loại cà phê chè, vối, mít cũng do giống quyết định. Nước pha cà phê chè có hương vị thơm, dịu, nước pha cà phê vối ít thơm và hơi đắng chát nhưng đậm đà. Ngay trong một loại thì các giống khác nhau thì cũng khác nhau. 2.4.5. Ảnh hưởng của sâu bệnh Sâu bệnh tấn công cũng sẽ làm cho hạt cà phê bị hư hại. Mọt đục quả cà phê tạo ra các hạt thủng, có rãnh. Ngoài mọt đục quả ra thì các loại sâu khác cũng gây hại đến cà phê. Chúng đục rỗng những quả cà phê khô. Khi thời tiết nóng ẩm là lúc chúng làm tổ trong nhân cà phê. 2.4.6. Ảnh hưởng của việc thu hái Cà phê dù được chế biến theo phương pháp nào đều phải được thu hái khi Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 11 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT quả chín đều mới có sản phẩm chất lượng cao. Các hạt cà phê xanh non có tỉ trọng hạt thấp, nước pha uống có vị ngái, không thơm, kém hấp dẫn. Quả cà phê quá chín gây khó khăn trong quá trình xát đồng thời làm cho nước uống có mùi vỏ quả không hấp dẫn, nước uống có chất lượng không cao. 2.4.7. Ảnh hưởng của quá trình bảo quản, vận chuyển Trong quá trình bảo quản, độ ẩm và nhiệt độ trong kho, đặc biệt là độ ẩm của hạt cà phê đưa vào bảo quản có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cà phê. Độ ẩm của hạt cà phê bảo quản phải dưới 13%. Độ ẩm của môi trường trong kho bảo quản quá cao hoặc quá thấp có thể làm cho chất lượng cà phê trong kho bảo quản bị giảm rõ rệt chủ yếu được biểu hiện ở sự biến đổi màu của hạt cà phê, chất lượng nước uống. Với khâu vận chuyển ta quan tâm đến tình trạng vệ sinh của phương tiện vận chuyển, ví dụ không dùng xe chở gia súc để vận chuyển cà phê, không dùng xe tải chở phân hóa học để vận chuyển cà phê. 2.4.8. Ảnh hưởng của quá trình chế biến Quá trình chế biến là quá trình chuyển cà phê tươi thành cà phê nhân sau khi loại bỏ toàn bộ vỏ quả, làm sạch nhớt, loại vỏ thóc và làm giảm hàm lượng nước trong nhân cà phê xuống còn khoảng 13%. Cà phê được chế biến theo phương pháp khô có thể tận dụng năng lượng mặt trời để phơi. Sân phơi phải sạch, được lát gạch hoặc được xây bằng xi măng. Cà phê phơi quá dày, không cào đảo cũng dễ bị nấm mốc xâm nhiễm, khi phơi trên sàn đất thì khó tránh khỏi cà phê bị nhiễm mùi đất và bị nhiễm các loại vi sinh vật khác ảnh hưởng đến chất lượng, vệ sinh an toàn thực phẩm của cà phê. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG Chương 3 - 12 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ A. Chọn phương pháp chế biến cà phê [10, tr17] Chế biến cà phê nhân nhằm mục đích loại bỏ các lớp vỏ bao quanh hạt nhân cà phê và phơi sấy khô đến mức độ nhất định, làm cho cà phê nhân sống có một giá trị thương phẩm cao. Rồi sau đó tiếp tục các quá trình chế biến khác. Trong kỹ thuật chế biến cà phê nhân có hai phương pháp: - Phương pháp chế biến ướt. - Phương pháp chế biến khô. Phương pháp chế biến khô: Chỉ có một công đoạn chính là sau khi phơi quả cà phê đến mức độ nhất định dùng máy xát khô loại bỏ các lớp vỏ bọc nhân, không cần qua giai đoạn chế biến cà phê thóc. - Ưu điểm: Giá thành thấp, ít tác động đối với môi trường. - Nhược điểm: Chất lượng cà phê thấp, bị phụ thuộc vào các điều kiện tự nhiên, thời gian kéo dài. Phương pháp chế biến ướt: Gồm hai giai đoạn chính. + Giai đoạn xát tươi và phơi sấy loại bỏ các lớp vỏ thịt và các chất nhờn bên ngoài và phơi sấy khô dần đến mức độ quy định. + Giai đoạn xay xát loại bỏ lớp vỏ trấu, một phần vỏ lụa, tạo thành cà phê nhân. - Ưu điểm: sản xuất chủ động hơn, chất lượng cà phê tốt, ít phụ thuộc vào các điều kiện tự nhiên và rút ngắn được thời gian chế biến. - Nhược điểm: Giá thành cao, tác động đến môi trường Trong xu thế hội nhập việc nâng cao,hoàn thiện chất lượng sản phẩm là điều thiết yếu. Hơn nữa hiện nay, nước ta có sản lượng cà phê xuất khẩu lớn xong ở những thị trường khó tính như Mỹ, Châu Âu cà phê của Việt Nam vẫn chưa được ưa chuộng, với lý do chất lượng cà phê Việt Nam còn rất thấp. Chính vì lý do đó mà lựa chọn một phương pháp sản xuất thích hợp nhằm nâng cao chất lượng cà phê trên thị trường quốc tế là thực tiễn rất cần thiết. Vì vậy tôi quyết định chọn phương Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 13 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT pháp chế biến ướt để sản xuất cà phê nhân. B. Dây chuyền công nghệ chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt 3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ [4] Thu nhận nguyên liệu Phân loại và làm sạch Xát cà phê quả Vỏ quả Ngâm ủ (lên men) Nước Rửa nhớt Làm ráo Sấy Cà phê thóc Tạp chất Sàng tạp chất Xát khô Vỏ trấu Đánh bóng Phân loại theo kích thước Phân loại theo trọng lượng Phân loại theo màu sắc Phối trộn Cân, đóng bao Sản phẩm Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 14 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 3.2.1 Thu nhận và bảo quản nguyên 3.2.1.1 Thu nhận nguyên liệu Quá trình thu hoạch cà phê chủ yếu là hái bằng tay, cà phê chè thấp dễ hái. Người ta hái vào giỏ đeo trước bụng hoặc bên sườn. Đối với cà phê mít thì cây cao, phải bắt thang để hái. Cà phê là một loại sản phẩm dễ bị mất phẩm chất nếu không được thu hái đúng lúc, và chế biến kịp thời. Để đảm bảo phẩm chất tốt, đồng thời tránh lãng phí vì rơi rụng hư hỏng, việc thu hái cần đạt được các yêu cầu sau: ٭Phải thu hái khi cà phê vừa chín tới (2/3 diện tích quả có màu đỏ), không được để quả quá chín, quả sẽ bị rụng và hao tổn chất dự trữ trong quả. ٭Không thu hái những quả còn xanh, vì lúc đó chất dự trữ chưa đầy đủ, trong quá trình chế biến vỏ lụa bám chặt vào nhân, khó bóc và hạt sẽ nhăn nheo ٭Trong quá trình thu hái không được làm tổ thương xây xát cho cà phê tránh làm giảm năng suất cho mùa sau. ٭Giữ vệ sinh trong quá trình thu hái, không được để lẫn tạp chất vào nguyên liệu, không được làm dập nát quả tạo điều kiện cho VSV xâm nhập, phát triển gây thối rữa Mỗi loại cà phê có thời gian chín và thu hoạch khác nhau. Cà phê chè và cà phê mít chín tập trung hơn. Cà phê vối thường chín rải rác hơn. Thời gian thu rộ vào khoảng 20÷40 ngày, nên việc tập trung nhân lực thu hoạch rất chú trọng. Tùy thuộc vào thời tiết khí hậu từng vùng mà cà phê có thể chín sớm hoặc muộn hơn ngoài ra còn phụ thuộc vào mức độ chăm bón. Thông thường thời vụ thu hoạch như sau: ٭Cà phê chè: từ tháng 11-12, ở Tây Nguyên thường thu hoạch sớm hơn khoảng 2 tháng. ٭Cà phê vối từ tháng 12, 1, 2, 3, 4 thu rộ vào tháng 2 và tháng 3. ٭Cà phê mít: tháng 5, 6, 7, 8, rộ vào tháng Nhìn qua thời vụ thu hoạch của 3 loại cà phê ta thấy: Nếu trồng cả 3 loại cà phê với một tỷ lệ thích hợp, thì sẽ có một sản lượng nguyên liệu tương đối ổn Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 15 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT định tận dụng được công suất của các cơ sở chế biến. 3.2.1.2. Bảo quản và vận chuyển nguyên liệu Mục đích của quá trình bảo quản này nhằm điều phối nguyên liệu trong quá trình sản xuất. Tránh hiện tượng lãng phí nhân lực, thiết bị đồng thời cũng đảm bảo được màu sắc và hương vị của thành phẩm. Trong quá trình vận chuyển nguyên liệu, cần tránh lẫn các tạp chất như: Cỏ dại, đất cát...và không để nguyên liệu bị dập nát, nếu nguyên liệu bị dập nát thì đem đi chế biến trước. Phương tiện vận chuyển có thể dùng xe ô tô hoặc các phương tiện thô sơ khác nếu địa hình nơi thu hái cho phép. Nguyên liệu sau khi thu hoạch phải bảo quản tốt, tuyệt đối không để cà phê dưới nền đất bẩn và để đống ngoài nắng. Chiều dày lớp cà phê đổ trên sàn nhà không quá 40cm, nhiệt độ trong khối cà phê không quá 300c, 2-3 giờ ta tiến hành đảo trộn một lần, thời gian bảo quản càng ngắn càng tốt, thời gian từ khi thu hoạch đến khi xát tươi không quá 36h đối với cà phê Arabica(chè), 48h đối với cà phê Robusta (vối) và cà phê mít. 3.2.2. Làm sạch và phân loại 3.2.2.1. Mục đích Cà phê hái về thường có lẫn đất đá, rác cành, quả khô, quả to nhỏ khác nhau… cho nên trước khi đưa vào máy xát tươi, nguyên liệu cần phải được làm sạch và phân loại để tạo điều kiện tốt cho việc tăng năng suất máy và độ bền của thiết bị, đảm bảo chất lượng sản phẩm. 3.2.2.2. Cơ sở của phương pháp làm sạch và phân loại Làm sạch và phân loại nguyên liệu chủ yếu là dựa vào sự khác nhau về tính chất vật lý, trạng thái của nguyên liệu và tạp chất. Đặc biệt chú ý đến các tạp chất khó làm sạch để loại chúng ra, đồng thời phải áp dụng các phương pháp kinh tế nhất, có hiệu quả nhất. Hiện nay người ta thường dùng hai phương pháp làm sạch và phân loại nguyên liệu là: sàn chấn động và bể Xi phông. Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng. Trong đồ án này tôi Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 16 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT chọn phương pháp làm sạch bằng bể Xi phông. Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào sự khác nhau về tỉ trọng của các quả cà phê và các tạp chất so với tỷ trọng của nước để phân loại, kết hợp làm sạch nguyên liệu. Tác dụng của phương pháp phân loại bằng bể xi phông: + Phân loại các tạp chất nặng làm cho nguyên liệu được thuần khiết hơn, tránh hư hỏng máy móc thiết bị. + Tách tạp chất nhẹ, đảm bảo phẩm chất của sản phẩm. + Làm mềm và rửa quả tạo điều kiện cho quá trình bóc vỏ tươi. + Ngoài ra bể xi phông còn có tác dụng chứa nguyên liệu khi chưa chế biến. ＋Lợi dụng sức nước để đẩy khối cà phê vào máy xát tươi một cách điều hoà mà không dùng sức người. Phương pháp này sử dụng nước để tiến hành phân loại. Đối với quả cà phê chín đúng mức, có khối lượng riêng gần bằng 1 nên lơ lưng trong nước. Đối với cà phê chín có khối lượng riêng nhỏ hơn 1 nên sẽ nổi lên. Còn đối với cà phê xanh thì khối lượng riêng lớn hơn 1 sẽ chìm xuống dưới. Yêu cầu đối với bể xi phông : có cửa lấy tạp chất nặng, nhẹ dễ dàng, vệ sinh thiết bị dễ dàng. Chu kì làm vệ sinh của bể xi phông nhỏ hơn 12h. Tỷ lệ nước/nguyên liệu là 3:1 là thích hợp. Lưu lượng nước đưa vào có thể điều chỉnh một cách thuận lợi. Trong quá trình này nên chú ý không để nguyên liệu nằm quá lâu trong bể xi phông. Vì như thế các chất có trong vỏ quả sẽ hòa tan vào trong nước tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. Hơn nữa tác dụng phân loại sẽ không còn do nguyên liệu bị ngấm nước quá nhiều. 3.2.3. Xát cà phê quả tươi 3.2.3.1. Mục đích Thành phần chủ yếu của lớp vỏ quả là nước, Gluxit, và Protein… những chất này không tham gia vào quá trình hình thành chất lượng cà phê mà còn gây khó Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 17 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT khăn cho quá trình chế biến như gây thối rữa đồng thời kéo dài thời gian sấy. Do đó phải tiến hành loại bỏ lớp vỏ này. Ngoài ra, lớp vỏ thịt, thành phần chủ yếu là pectin cũng không có lợi cho quá trình. Để bóc vỏ quả, người ta thường dùng phương pháp cơ học, ở đây sử dụng máy xát vỏ. 3.2.3.2. Yêu cầu của quá trình xát tươi Sau khi xát tươi phải được hai phần chủ yếu: vỏ quả và cà phê thóc ướt. Cà phê quả lẫn trong cà phê thóc ướt có thể tách ra và đem xát lại lần 2. Cà phê sau khi xát tươi phải giữ nguyên hạt, tỉ lệ hạt dập vỡ càng ít càng tốt (thường C6H10O7 + CH3COOH + C6H12O6+C5H10O5 + CH3OH Nhớt và các chất không hoà tan khác sẽ thối rửa lên men sơ bộ, mọc mầm sơ bộ làm chất lượng cà phê được nâng cao. Quá trình lên men kết thúc khi ta tiến hành rửa hạt cà phê để tách rượu, axit lactic, propionic, butiric…Thời gian lên men phải thích hợp, đúng thời điểm. Những hạt cà phê không đạt đủ độ lên men sẽ được loại bỏ vì chất lượng không cao và hình dạng màu sắc bên ngoài của nó. Để kiểm tra quá trình lên men, ta có thể dùng móng tay cào mạnh vào lớp vỏ bao quanh nhân, hoặc vốc một nắm cà phê đang ủ bóp chà xát trong lòng bàn tay nếu thấy nhám không còn nhớt ở rãnh giữa khe của hạt thì quá trình lên men đã xong. Những hạt cà phê lên men quá mức thì làm hạt cà phê bị giảm trọng lượng ảnh Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 19 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT hưởng đến chất lượng của hạt cà phê. 3.2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men [10, tr36] ● Độ chín của quả Yếu tố này rất quan trọng vì nếu quả còn xanh lượng protopectin ( pectin không hoà tan ), tinh bột nhiều gây khó khăn và kéo dài thời gian phân huỷ lớp vỏ nhớt. ● Thành phần của nước Trong nước không được chứa lẫn một chất nào có tính chất làm ức chế sự hoạt động của vi sinh vật, không chứa các chất bài tiết của vi sinh vật phân giải thành NH3 hoặc men thối có thể làm cho quá trình lên men chậm lại hoặc đình chỉ tuỳ theo nồng độ và độ PH của nước cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men, nếu nhiệt độ thấp và PH cao thì sẽ kéo theo thời gian lên men. ● Khối lượng đống ủ Cũng như các sản phẩm lên men khác, cần phải có đủ một khối lượng nhất định để cho quá trình lên men tiến hành tốt, không bị bên ngoài cản trở. Khối lượng đống ủ ảnh hưởng đến sự tạo thành nhiệt độ đống ủ, khối lượng lớn thì sự tạo thành nhiệt độ nhiều và nhanh, giữ được nhiệt cần thiết cho quá trình lên men mà không ảnh hưởng bởi một môi trường bên ngoài. Chiều dày lớp cà phê trong các bể ủ phải đảm bảo tối thiểu là 0.5m. Khoảng cách giữa thời gian ủ phải đảo đều khối cà phê 1 lần. Các bể ủ cà phê cần phải có mái che. Khối ủ nếu được che kín càng tốt, tuyệt đối không được phơi nắng đống ủ. ● Nhiệt độ Mỗi loại men có một nhiệt độ thích hợp. Đối với cà phê thì nhiệt độ thích hợp khoảng 35 – 420C. ● Thời gian lên men Nếu thời gian ngắn thì quá trình phân giải lớp nhớt chưa hoàn toàn, nếu thời gian lên men kéo dài quá thì ảnh hưởng đến màu sắc, hương vị của thành phẩm. Thời gian kết thúc sự lên men khoảng 10 – 12 giờ đối với cà phê Arabica và 16 – 18 giờ đối với cà phê Robusta và Chari. ● Khoảng cách về thời gian thu hoạch và xát tươi Nên xát tươi sớm sau khi thu hoạch ( tối đa 36 giờ ) để tránh sự lên men đầu tiên Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 20 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT có thể xảy ra ngay trong quá trình còn là quả nguyên 3.2.5. Rửa nhớt Đánh và rửa nhớt nhằm mục đích loại bỏ những vật phẩm tạo thành trong quá trình lên men, loại bỏ các vết của lớp vỏ nhớt. Đây là công đoạn quan trọng vì nếu còn các vật phẩm trên bám vào hạt cà phê, không những làm cho màu sắc, mùi vị của hạt bị ảnh hưởng mà còn kéo dài thời gian phơi sấy. Ở đây ta tiến hành rửa đồng thời trong xilo lên men. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rửa ٭Quá trình lên men Lên men tốt hay xấu đều ảnh hưởng đến quá trình đánh và rửa nhớt. Nếu lên men tốt, nhớt được phân huỷ hoàn toàn thì quá trình rửa nhớt sẽ dễ dàng và nhanh chóng, hoặc ngược lại. ٭Quá trình khuấy Nếu dùng phương pháp cơ giới thì yêu cầu chính là tốc độ khuấy. Cần điều chỉnh tốc độ vừa phải tùy theo kết quả lên men. Nếu tốc độ quá nhỏ thì làm cho lớp nhớt không được tách ra hoàn toàn, nếu tốc dộ lớn quá thì sự va đập giữa máy và nguyên liệu sẽ lớn gây dập nát hoặc làm bong vỏ trấu ra khỏi nhân cà phê, hoặc vỏ trấu bị xé rách làm cho nhân mất lớp bảo vệ đặc biệt là khi phơi nhân tiếp xúc trực tiếp với nắng làm đổi màu. ٭Tỷ lệ nước Nếu tỷ lệ nước/ nguyên liệu lớn thì sẽ kéo dài thời gian rửa nhớt. Nếu tỷ lệ nước/ nguyên liệu nhỏ sẽ làm tăng công suất của thiết bị. Thông thường có thể dùng tỷ lệ khoảng 0,9 – 1,2. Ở đây ta tiến hành rửa nhớt trực tiếp trong bể lên men bằng phương pháp cơ học. Nước được bơm vào trong bể lên men, công nhân dùng dụng cụ đảo trộn khối cà phê sau đó cà phê đã tách hết lớp nhớt được tháo ra ngoài. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 21 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 3.2.6 . Làm ráo 3.2.6.1. Mục đích Sau khi đã rửa sạch nhớt, lượng nước còn trong hạt và lượng nước bám xung quanh vào khoảng 8 – 10 %. Nếu để nguyên lượng nước này mang cà phê đi sấy thì ảnh hưởng không tốt đến màu sắc của nhân, vì khi nhiệt độ cao, lượng nước này sẽ gần sôi làm cho nhân gần như luộc dẫn đến nhân cà phê sẽ có màu xanh thẫm và tốn nhiều thời gian sấy và tốn thêm nhiên liệu, nếu để nguyên cả vỏ thóc ướt mang phơi thì kéo dài thời gian phơi và men mốc sẽ có đủ thời gian phát triển ngay trên sân. Vì vậy trước khi phơi cần làm giảm lượng nước bề mặt của nó. 3.2.6.2. Cách tiến hành Có nhiều phương pháp để làm ráo cà phê (ly tâm, dùng tháp gió, thủ công, sấy sơ bộ). Ở đây ta chọn phương pháp để ráo tự nhiên . Sau khi rửa nhớt nước được tháo ra, nguyên liệu chạy trên máng lưới để ráo nước trước khi vào máy sấy tĩnh. 3.2.7. Sấy 3.2.7.1. Mục đích Nhằm làm giảm độ ẩm của cà phê từ 50-60% về 10-12% đ ể thuận lợi cho quá trình bảo quản và các quá trình chế biến tiếp theo. 3.2.7.2. Tiến hành Tiến hành sấy qua 2 giai đoạn: ٭Giai đoạn 1: Sấy sơ bộ bằng phương pháp sấy tĩnh, tác nhân sấy là khói lò, bên trên có quạt hút không khí ẩm vì nó phù hợp với quy mô sản xuất lớn và công nghệ sản xuất hiện đại. Sau sấy tĩnh độ ẩm của nguyên liệu đạt khoảng w = 40% ٭Giai đoạn 2 : Dùng phương pháp sấy động và chọn thiết bị sấy thùng quay Độ ẩm sau khi sấy w = 12% 3.2.7.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy Thời gian sấy dài hay ngắn phụ thuộc vào các yếu tố sau: ٭Nhiệt độ không khí nóng và vận tốc không khí nóng ٭Độ ẩm không khí bên ngoài Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 22 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT ٭Độ ẩm nguyên liệu ban đầu 3.2.7.4. Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng hạt cà phê ٭Ở nhiệt độ cao, protein của hạt cà phê bị biến tính và keo tụ lại ٭Chất béo trong hạt bị phân giải ở nhiệt độ cao, do đó hàm lượng acid béo trong hạt tăng lên. ٭Tinh bột trong hạt tạo thành dextrin dưới tác dụng của nhiệt độ. ٭Ở nhiệt độ cao các loại men trong hạt bị đình chỉ hoạt động, vitamin bị tổn thất nhiều. 3.2.9. Sàng tách tạp chất 3.2.9.1. Mục đích Cà phê thóc khô không tránh khỏi các tạp chất nặng nhẹ như kim loại, cành, lá, rơm rác và các vỏ vụn cà phê, cần phải làm sạch rồi mới đưa vào máy xay xát để đảm bảo cho thiết bị khỏi hư hỏng thất thường. 3.2.9.2. Phương pháp thực hiện Thường dùng sàng rung động để tách. Lưới sàng có lỗ khác nhau để các tạp chất tách ra riêng và cà phê thóc ra riêng. Ở miệng phểu ra có gắn một nam châm vĩnh cửu để hút các tạp chất kim loại. Bộ khung có tay truyền động gắn với trục khuỷu. Khi hoạt động, máy bị giật lui đẩy sản phẩm đi. 3.2.10. Xát khô 3.2.10.1. Mục đích Cà phê sau khi phơi sấy xong bên ngoài có lớp vỏ trấu chiếm 25-35% trọng lượng hạt, thành phần chủ yếu là xenlulose không góp phần tạo nên chất lượng của sản phẩm nên phải loại ra. Cà phê sau khi xát khô ta được hỗn hợp gồm: cà phê thóc, trấu, cà phê nhân, hạt vụn nát. Tùy theo tính chất và công dụng mà cách giải quyết của mỗi thành phẩm trong hỗn hợp sau khi xát khô không giống nhau. ٭Cà phê thóc đưa trở lại máy xát để tách vỏ lần nữa. ٭Cà phê nhân là sản phẩm chủ yếu để đưa đi đánh bóng. ٭Trấu chứa nhiều xenlulose và chất khoáng có thể dùng làm nhiên liệu. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 23 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 3.2.10.2. Phương pháp thực hiện Có 3 loại chính: Nén và xé, đập và xé, văng và đập. Đối với cà phê thì vỏ quả và vỏ trấu bọc rất chắc quanh nhân nên người ta thường dùng loại đập và xé, ma sát qua các gờ của dao máy thì vỏ trấu mới bong ra được. Điển hình thường dùng là loại máy trục ngang có gắn nhiều dao xiên nổi lên trên trục để ma sát với dao ngoài vỏ máy làm bong vỏ trấu. 3.2.11. Đánh bóng cà phê 3.2.11.1. Mục đích Cà phê nhân sau khi xát thì vẫn còn lại một lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc, đó là lớp thứ tư của vỏ quả, lớp này chủ yếu là xenlulose nó không giúp ích gì cho quá trình tạo thành chất lượng của sản phẩm mà còn làm giảm giá trị cảm quan của nhân cà phê. Vì vậy cà phê sau khi xát phải đưa đi đánh bóng để làm cho lớp vỏ lụa bong ra hoặc mòn đi. Đó cũng là một chỉ tiêu không thể thiếu được của công nghiệp sản xuất cà phê Người ta thường dùng máy để đánh bóng cà phê nhân. Nguyên tắc chung là dùng ma sát giữa hạt và vỏ, giữa hạt và trục máy, giữa hạt và hạt. Yêu cầu trục máy và vỏ máy có cấu tạo cũng dẫn nhiệt tốt. Thường dùng hợp kim đồng thau. 3.2.11.2. Yêu cầu hạt sau khi đánh bóng Nhiệt độ của khối cà phê không quá 55 0C, tỉ lệ hạt nứt vỡ không quá 1%. Cà phê đưa vào máy đánh bóng có vỏ trấu lẫn không quá 5%. Độ sạch vỏ lụa sau khi đánh bóng phải đảm bảo yêu cầu Xem phụ lục bảng 1.4 3.2.12. Phân loại theo kích thước Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 24 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 3.2.12.1. Mục đích Cà phê sau khi ra khỏi máy đánh bóng thường người ta gọi là cà phê xô bao gồm tất cả các loại cà phê xấu tốt, nặng, nhẹ, vỏ trấu, vỏ lụa, mảnh vỡ to nhỏ, cà phê quả chưa bóc hết vỏ hoặc còn một phần nhỏ … Cho nên người ta tiến hành phân cà phê xô ra các cỡ khác nhau theo kích thước. Nhằm tạo cho khối hạt đồng đều, làm cho công tác phân loại trọng lượng tiếp theo được chính xác, đồng thời các bước tiếp theo được dễ dàng và năng suất cao. Nhất thiết phải qua khâu phân loại kích thước mới tiến hành phân loại theo trọng lượng để thiết bị làm việc chính xác hơn. 3.2.12.2. Phương pháp thực hiện Thường dùng sàng tròn quay hoặc sàng lắc để phân loại theo kích thước. Nguyên tắc để phân loại theo kích thước là sự khác nhau về kích thước của hạt. Phân loại theo kích thước qua sàng người ta thu được 3 loại hạt cà phê có kích thước khác nhau: Hạt >6,3mm, hạt >5,6mm, hạt >5mm. Ngoài ra, người ta còn phân ra được một ít cà phê tấm với số lượng không đáng kể. 3.2.13. Phân loại theo trọng lượng 3.2.13.1. Mục đích Sau khi phân loại theo kích thước thì hạt cà phê có sự đồng đều về mặt kích thước nhưng chưa được đồng đều về trọng lượng vì còn có những hạt lép, hạt bị sâu bệnh… 3.2.13.2. Phương pháp thực hiện Có nhiều loại thiết bị phân loại theo trọng lượng riêng nhưng thường dùng 2 loại chính: Loại nằm ngang và loại thẳng đứng. ٭Loại nằm ngang: cà phê rơi từ trên xuống, quạt gió nằm ngang hơi chếch thổi từ dưới lên. Do sự khác nhau của hạt mà được phân riêng làm nhiều loại khác nhau: tạp chất, rác, bụi … ٭Loại thẳng đứng: Catador. 3.2.14. Phân loại theo màu sắc 3.2.14.1. Mục đích Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 25 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Để hạn chế số hạt lỗi ( hạt đen, hạt nâu) nhằm đạt được màu sắc đồng đều, tăng chất lượng cảm quan. 3.2.14.2. Nguyên tắc Thường phân loại dựa trên tiêu chuẩn nhà nước hoặc dựa trên hợp đồng buôn bán với các cơ quan hữu quan hoặc giữa các nước với nhau và cũng thoã mãn được yêu cầu của bên mua và bên sản xuất. 3.2.14.3. Phương pháp thực hiện Có hai cách phân loại: Phân loại bằng máy, phân loại bằng tay. Cà phê sau khi phân loại phẩm cấp phải qua kiểm tra chất lượng xem đã đạt tiêu chuẩn hay chưa và nhập kho. 3.2.15. Phối trộn, cân, đóng bao 3.2.15.1. Phối trộn Cà phê nhân sau khi đã phân loại, phân cấp xong cần pha trộn với nhau để được cà phê theo đúng quy cách, cà phê thương phẩm theo tiêu chuẩn của nhà nước quy định. Chỉ được pha trộn các loại cà phê tương tự về màu sắc, còn cỡ hạt thì theo đúng tiêu chuẩn. 3.2.15.2 Đóng bao Cà phê sau khi phối trộn thường được đóng gói theo yêu cầu của khách hàng. Đối với cà phê Arabica ta phải đóng bao hai lớp, lớp trong là lớp polyetylen và bao gai ở ngoài. Đối với cà phê Robusta ta đóng gói trong một lớp bao gai. Trọng lượng mỗi bao 50-70 kg. Việc ghi tên nhà sản xuất, nhãn hiệu, mẫu mã đều phải đúng theo quy định của nhà nước. 3.2.16. Bảo quản Cà phê nhân nếu tiếp xúc với môi trường xung quanh thì vi sinh vật sẽ xâm nhập và làm hư hỏng. Bảo quản cà phê nhân nhằm đảm bảo chất lượng của sản phẩm, chuẩn bị cho công đọan tiếp theo. Kéo dài thời gian bảo quản nếu đem đi xuất khẩu. Yêu cầu bảo quản ở độ ẩm 10-12%, hàm lượng tạp chất càng ít càng tốt. Bảo quản trong điều kiện kho tốt, cách ẩm, cách nhiệt tốt. Cần sát trùng, vệ sinh nhà kho trước khi xếp bao. Với tiêu chuẩn này có thể bảo quản trong kho được 5 tháng. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 26 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG CÂN BẰNG VẬT LIỆU Chương 4 4.1. Tình hình sản xuất của nhà máy 4.1.1. Thu nhập nguyên liệu của nhà máy Căn cứ vào thời điểm thu hoạch cà phê nguyên liệu, nhà máy ngừng sản xuất từ tháng 58 để bảo trì máy móc, thiết bị. Bảng 4.1. Bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 Robusta × × × × - - - - 9 10 11 12 × × × × Arabica Chú thích: - Nghỉ × Nhập nguyên liệu sản xuất 4.1.2. Biểu đồ sản xuất của phân xưởng Thông số: Nhà máy sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt với năng suất là: 50 tấn nguyên liệu/ca. Dựa vào bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy và lượng nguyên liệu nhập vào. Ta có thể lập ra kế hoạch làm việc trong tháng, số ca làm việc trong ngày. Mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc 8 tiếng, các ngày chủ nhật và ngày lễ tết được nghỉ. Bảng 4.2. Kế hoạch sản xuất cà phê trong năm Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cả Số 26 20 26 24 - - - - 25 27 26 27 năm 201 ngày Số ca 78 60 78 72 - - - - 75 81 78 81 603 Vậy năng suất sản xuất cà phê của nhà máy trong một giờ là: = 6.25 (tấn nguyên liệu/ giờ) 50 8 4.2. Cân bằng nguyên liệu cho sản xuất cà phê nhân Tính toán cho 6250kg nguyên lệu quả tươi/giờ. Ở đây ta tính cân bằng vật liệu cho cà Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 27 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG phê robusta. 4.2.1. Thu nhận và bảo quản - Lượng nguyên liệu : 6250 (kg/h) 4.2.2. Làm sạch và phân loại - Lượng nguyên liệu vào : 6250 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 2.5% - Lượng nguyên liệu sau hao hụt : 6250 x 0.025 = 156,25 (kg/h) 4.2.3. Xát tươi - Lượng nguyên liệu vào : 6250 –156, 25 = 6093,75 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 40% - Lượng nguyên liệu hao hụt : 6093,75 x 0,4 = 2437,5 (kg/h) 4.2.4. Lên men - Lượng nguyên liệu vào : 6093,75 – 2437,5= 3656,25(kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 2% - Lượng nguyên liệu hao hụt : 3656,25 x 0.02 = 73,125 (kg/h) 4.2.5. Làm ráo - Lượng nguyên liệu vào : 3656,25– 73,125 = 3583,125 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 8% - Lượng nguyên liệu hao hụt : 3583,125 x 0.08 = 286,65 (kg/h) 4.2.6. Sấy tĩnh - Lượng nguyên liệu vào : 3583,125–286,65 = 3296,475(kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 1% - Lượng ẩm tách ra trong quá trình sấy sơ bộ tính theo công thức (kg/h) [5, tr 45] Trong đó: ∆G = G1 × W1 − W2 100 − W2 : Lượng ẩm tách ra trong ∆G quá trình sấy (kg/h) G1 : Lượng nguyên liệu trước khi sấy tĩnh (kg/h) w1; w2 : Độ ẩm của nguyên liệu trước và sau sấy w1 = 55%; w2 = 40% Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 28 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT = 3296,475 =824,12 (kg/h) × 55 − 40 ∆G 100 − 40 - Lượng nguyên liệu sau khi sấy sơ bộ: G2 = G1 – =3296,475 – 824,12 = ∆G 2472,355 (kg/h) - Lượng hao hụt chất khô tách ra trong quá trình sấy sơ bộ: G’2 = 2472,355 × 0,01 = 24,724 (kg/h) 4.2.7. Sấy động - Lượng nguyên liệu ban đầu: 2472,355 – 24,724= 2447,63 (kg/h) - Độ ẩm ban đầu : w1 = 40% - Độ ẩm sau khi sấy : w2 = 12% -Tỷ lệ hao hụt : 0.5% -Lượng ẩm tách ra trong quá trình sấy động 40 − 12 ∆G -Lượng nguyên liệu còn lại sau khi 100 − 12 = 2447,63 = 778,79 (kg/h) × sấy: G2 = G1 – = 2447,63 – 778,79 ∆G = 1668,84 (kg/h) - Lượng hao hụt khi sấy là: 1668,84 x 0,005 = 8,34(kg/h) - Lượng nguyên liệu sau khi sấy: 1668,84 – 8,34 = 1660,496(kg/h). 4.2.8. Sàng tạp chất - Lượng nguyên liệu vào : 1660,496 (kg/h). - Tỷ lệ hao hụt : 0,5%. - Lượng nguyên liệu hao hụt : 1660,496× 0,005 = 8,3 (kg/h). 4.2.9. Xát cà phê khô - Lượng nguyên liệu vào : 1660,496– 8,3 = 1652,194 (kg/h). - Tỷ lệ hao hụt : 15 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : 1652,194 × 0,15 = 247,829 (kg/h). 4.2.10. Đánh bóng cà phê - Lượng nguyên liệu vào : 1652,194 – 247,829= 1404,364 (kg/h). - Tỷ lệ hao hụt : 0,5 %. - Lượng nguyên liệu hao hụt : 1404,364 × 0,005 =7,02 (kg/h). Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 29 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 4.2.11. Phân loại theo kích thước - Lượng nguyên liệu vào : 1404,364 – 7,02 = 1397,34 (kg/h). Gồm các loại hạt: hạt >6,3mm (70%), hạt >5,6mm (20%), hạt >5mm (10%) • Hạt > 6,3mm (70%) + Lượng hạt > 6,3mm phân loại được: 1397,34 x 0,7 = 978,14 (kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,5%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: × 0,005978,14 = 4,89(kg/h). • Hạt > 5,6mm (20%) + Lượng hạt > 5,6mm phân loại được: 1397,34 x 0,2 = 279,469 (kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,5%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,005 x 279,469 = 1,397 (kg/h). • Hạt > 5mm (10%) + Lượng hạt > 5mm phân loại được: 1397,34x 0,1 = 139,734 (kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,5%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,005 x 139,734= 0,699 (kg/h). 4.2.12. Xilo chứa • Hạt > 6,3mm (70%) + Lượng hạt > 6,3mm vào xilo: 978,14- 4,891= 973,249 (kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,1%. ＋Lượng nguyên liệu hao hụt: 973,429 × 0,001=0,97(kg/h) • Hạt > 5,6mm (20%) + Lượng hạt > 5,6mm phân loại được: 279,469 - 1,397= 278,071 (kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,001 x 278,071= 0,28 (kg/h). • Hạt > 5mm (10%) + Lượng hạt > 5mm phân loại được: 139,734-0,699 = 139,036 (kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,001 x 139,036= 0,14 (kg/h). Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 30 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 4.2.13. Phân loại theo trọng lượng riêng * Loại 1 (hạt > 6,3mm) + Lượng nguyên liệu vào: 973,249 – 0,0,97= 972,279 (kg/h). + Tỷ lệ hao hụt: 1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 972,279 x 0,01 = 9,72(kg/h). • Loại 2 (hạt > 5,6mm) + Lượng nguyên liệu vào: 278,071 – 0,28 = 277,791(kg/h). + Tỷ lệ hao hụt: 1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,01 x 277,791 = 2,78 (kg/h). • Loại 3 (hạt > 5mm) + Lượng nguyên liệu vào: 139,036 –0,14= 138,896(kg/h). + Tỷ lệ hao hụt: 1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,01 x 138,896 = 1,39 (kg/h). 4.2.14. Phân loại theo màu sắc * Loại 1 (hạt > 6,3mm) + Lượng nguyên liệu vào: 972,279– 9,72 =962,559 (kg/h). + Tỷ lệ hao hụt: 1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 962,559 x 0,01 =9,63 (kg/h) • Loại 2 (hạt > 5,6mm) + Lượng nguyên liệu vào: 277,791 – 2,78 = 275,011 (kg/h). + Tỷ lệ hao hụt: 1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,01 x 275,011 = 2,75 (kg/h). • Loại 3 (hạt > 5mm) + Lượng nguyên liệu vào: 138,896– 1,39 = 137,506(kg/h). + Tỷ lệ hao hụt: 1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,01 x 137,506= 1,38 (kg/h). 4.2.15. Xilo chứa sau phân loại • Hạt > 6,3mm (70%) + Lượng hạt > 6,3mm vào xilo: 962,559- 9,63= 952,928 (kg/h). Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 31 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,1%. ＋Lượng nguyên liệu hao hụt: 952,928× 0,001=0,952(kg/h) • Hạt > 5,6mm (20%) + Lượng hạt > 5,6mm phân loại được: 275,011 - 2,75= 272,261 (kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,001 x 272,261= 0,272 (kg/h). • Hạt > 5mm (10%) + Lượng hạt > 5mm phân loại được: 137,506-1,38 = 136,126(kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,001 x 136,126= 0,136 (kg/h). 4.2.16. Phối trộn Ta có khối lượng của các loại hạt: • Hạt > 6,3mm (70%): 952,928-0,952=9951,887 (kg/h) • Hạt > 5,6mm (20%): 272,261-0,272=271,989(kg/h) • Hạt > 5mm (10%): 136,126-0,136=135,99(kg/h) Người ta phối trộn như sau: • Loại 1 (80% hạt loại 1+ 10% hạt loại 2 + 10% hạt loại 3 ) + Lượng nguyên liệu vào: 951,887 x 0.8 + 271,989 x 0.1 + 135,99 x 0.1 = 802,379(kg/h) + Tỷ lệ hao hụt: 0,2%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 802,379x 0.002= 1,604 (kg/h). • Loại 2 (10% hạt loại 1+70% hạt loại 2 +20% hạt loại 3) + Lượng nguyên liệu vào: 951,887 x 0,1 +271,989 x 0,7 + 135,99 x 0,2 =312,729 (kg/h). + Tỷ lệ hao hụt: 0,2%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 312,729 x 0,002 = 0,312 (kg/h). • Loại 3 (10% hạt loại 1+20% hạt loại 2 +70% hạt loại 3) + Lượng nguyên liệu vào: 951,887 x 0,1 + 271,989x 0,2 + 135,99 x 0,7 = 244,793(kg/h). Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 32 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT + Tỷ lệ hao hụt: 0,2%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 244,793 x 0,002 = 0,489(kg/h). 4.1.17. Xilo chứa sau khi phối trộn • Hạt loại 1: + Lượng hạt vào xilo: 802,379- 1,604= 800,774 (kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,1%. ＋Lượng nguyên liệu hao hụt: 800,774× 0,001=0,8(kg/h) • Hạt loại 2: + Lượng hạt vào xilo: 312,729 - 0,312= 312,166 (kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,001 x 312,166= 0,312(kg/h). • Hạt loại 3: + Lượng hạt vào xilo : 244,793-0,489 = 244,304(kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,001 x 244,304= 0,244 (kg/h). 4.2.18. Cân đóng bao Hạt loại 1: + Khối lượng : 800,774- 0,8= 799,973 (kg/h). + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,1%. ＋Lượng nguyên liệu hao hụt: 799,973× 0,001=0,799(kg/h) Hạt loại 2: + Khối lượng hạt: 312,166- 0,312= 311,854 (kg/h) + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,1%. + Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,001 x 311,854= 0,311(kg/h) 4.2.19. Cà phê nhân thành phẩm + Loại1: 799,973– 0,79= 799,173(kg/h) + Loại 2: 311,854 – 0,311 = 311,542(kg/h) + Loại 3: 244,060– 0,244= 243,816 (kg/h) Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 33 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Tổng khối lượng cà phê nhân thành phẩm: 1354,531(kg/h) Vì 2 giống cà phê Arabica và Roubusta có một số điểm khác nhau về tính chất nên có mức hao hụt khác nhau trong quá trình sản xuất. Sau khi chọn mức hao hụt và tính toán cân bằng vật chất cho từng loại cà phê (tính tương tự cho Arabica) ta có bảng tổng kết sau. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT Bảng 4.4. Nguyên liệu và hao hụt qua từng công đoạn SVTH:ST TRẦN THỊ THÙY DUNG Robusta - 34 - GVHD: PGS.TSArabica ĐẶNG MINH NHẬT Robusta Arabica T Công đoạn (kg/h) % (kg/h) (%) 1 Nguyên liệu 6250,000 6250 2 Làm sạch, phân loại 6250,000 2,5 6250 2 3 Xát tươi 6093,750 40 6125 42 4 Lên men 3656,250 2 3552,500 2 5 Làm ráo 3583,125 8 3481,450 8 6 Sấy tĩnh 3296,475 1 3202,934 1 7 Sấy động 2447,633 0,5 2378,178 0,5 8 Cà phê thóc 1660,496 1613,378 9 Tách tạp chất 1660,496 0,5 1613,378 0,5 10 Xát khô 1652,194 15 1605,311 15 11 Đánh bóng 1404,364 0,5 1364,514 0,5 Phân loại kích thước Loại 1:Hạt > 6.3mm 978,140 0,5 950,384 0,5 Loại 2:Hạt > 5.6mm 279,469 0,5 271,538 0,5 12 Loại 3:Hạt > 5mm 139,734 0,5 135,769 0,5 Xilo chứa Loại 1:Hạt > 6.3mm 973,249 0,1 945,632 0,1 Loại 2:Hạt > 5.6mm 278,071 0,1 270,181 0,1 13 Loại 3:Hạt > 5mm 139,036 0,1 135,090 0,1 Phân loại trọng lượng Loại 1:Hạt > 6.3mm 972,279 1,0 944,687 1,0 Loại 2:Hạt > 5.6mm 277,791 1,0 269,911 1,0 14 Loại 3:Hạt > 5mm 138,896 1,0 134,955 1,0 Phân loại theo màu sắc Loại 1:Hạt > 6.3mm 962,559 1,0 935,240 1,0 Loại 2:Hạt > 5.6mm 275,011 1,0 267,211 1,0 15 Loại 3:Hạt > 5mm 137,506 1,0 133606 1,0 Xilo chứa sau phân loại Loại 1:Hạt > 6.3mm 952,928 0,1 925,887 0,1 Loại 2:Hạt > 5.6mm 272,261 0,1 264539 0,1 16 Loại 3:Hạt > 5mm 136,126 0,1 132270 0,1 Phối trộn Loại I 802,379 0,2 779,610 0,2 Loại II 312,729 0,2 303,916 0,2 17 Loại III 244,793 0,2 237,847 0,2 Xilo chứa sau phối trộn Loại I 800,774 0,1 778,051 0,1 Loại II 312,166 0,1 303,308 0,1 18 Loại III 244,304 0,1 237,372 0,1 Đóng bao Loại I 799,973 0,1 777,273 0,1 Loại II 311,854 0,1 303,005 0,1 Thiết kế19nhàLoại máyIII chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt 12H2LT 244,060 0,1 237,134 0,1 Năng suất 50 tấn NL /ca Sản phẩm Loại I 799,173 776,496 Loại II 311,542 302,702 20 Loại III 243,816 236,897 SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG Chương 5 - 35 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG CHO QUÁ TRÌNH SẤY KẾT THÚC 5.1. Xây dựng quá trình sấy lý thuyết Để đơn giản cho việc tính toán nhiệt, trước tiên ta nghiên cứu quá trình sấy lý thuyết, coi thiết bị sấy là lý tưởng: ٭Nhiệt lượng bổ sung bằng không. ٭Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che bằng không. ٭Nhiệt tổn thất do thiết bị chuyển tải mang đi bằng không. ٭Nhiệt tổn thất do vật liệu sấy mang đi bằng không. Như vậy trong thiết bị sấy lý tưởng chỉ còn nhiệt tổn thất do tác nhân sấy mang đi. Quá trình sấy xảy ra trong một thiết bị sấy lý tưởng như vậy gọi là quá trình sấy lý thuyết. ● Cơ sở của quá trình cân bằng nhiệt Sấy là một trong những công đoạn quan trọng trong công nghệ sau thu hoạch đối với các loại nông sản. Nó quyết định đến chỉ tiêu, thông số kỹ thuật của sản phẩm như: độ ẩm cho phép, độ cứng, độ bền, màu sắc, các tính chất lý hóa… và góp phần tăng chất lượng sản phẩm, phục vục cho quá trình bảo quản. Đó không chỉ là một quá trình bốc hơi nước ra khỏi vật liệu mà là cả một quá trình công nghệ nên cần phải thực hiên tốt để mới có thể đạt được các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm sau khi sấy. Nhà máy sử dụng 2 hệ thống sấy: sấy tĩnh và sấy động. Ở đây ta chỉ tính cân bằng nhiệt cho quá trình sấy động ● Các thông số ban đầu + Nhiệt độ không khí sấy: t1 = 750C. + Nhiệt độ nguyên liệu vào: 400C. + Nhiệt độ nguyên liệu ra: t2 chọn theo nhiệt độ điểm sương. + Nhiệt độ môi trường không khí trước khi qua calorife: t0= 22.10C. + Độ ẩm của nguyên liệu trước khi sấy: 40%. + Độ ẩm của nguyên liệu sau khi sấy: 12%. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 36 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT + φ0: là độ ẩm ban đầu của không khí trước khi vào calorife : φ0 = 88%. + Áp suất khí quyển: P = 757 (mmHg) 5.1.1. Xác định các thông số trạng thái của không khí 5.1.1.1. Không khí trước khi vào Calorife ٭Trạng thái của không khí trước khi vào calorife với điều kiện khí hậu ở Gia Lai to= 22.10C, φ0 = 88% [13, tr 100] + Áp suất hơi bão hoà của không khí tra bảng [I.250] [12, tr 312] ta được: Áp dụng công thức nội suy ta có: ở t0 = 22,10C, suy ra Pbh = 0,028(at) = 20,6 (mmHg) + Hàm ẩm của không khí được xác định theo công thức: [2, tr 156] ﾧ ﾧ (kg/kgkkk). Trong đó: ϕ 0 × Pbh x0 = 0.622 × (ϕ.60 × Pbh ) 0.88P×−20 x0 = 0.622 × = 0.0152 760 − (0.88 × 20.6) xo: Hàm ẩm của không khí ẩm, [kg/kgkkk] φ: Độ ẩm của không khí, [%] P: Áp suất chung, [at] Pbh: Áp suất bão hòa của không khí ẩm, [mmHg] + Hàm nhiệt của không khí ẩm trước khi qua calorife: Io = Ckto + (2493 + 1,97× to)×xo [2, tr 156], với Ck = 1(kJ/kg.K) Io = 1x22.1 + (2493 + 1,97×22.1)×0,0152 = 60,66(kJ/ kg kkk). Bảng 5.1: Các thông số trạng thái của không khí Asbh Pbh 0,028 (bar) 20,6 mmHg Hàm ẩm xo 0,0152 (kg/kgkkk) Hàm nhiệt Io 60,66 (kJ/kgkkk) 5.1.1.2. Các thông số của không khí khi qua calorife trước khi vào máy sấy Hàm ẩm của không khí sau khi qua calorife không thay đổi, không khí chỉ thay đổi nhiệt độ nhưng không thay đổi hàm ẩm [2, tr 166] x1 = xo = 0,0152 (kg/kgkkk). + Chọn nhiệt độ của không khí sau khi ra khỏi calorife là: t1= 750C Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 37 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT suy ra Pbh1 = 0,393(at) = 289,09 mmHg; bảng [I.250] [12, tr 312] + Độ ẩm tương đối của không khí sau khi qua calorife: ﾧ + Hàm ϕ1 = x1 × P 0.0152 × 760 = = 0.063 = 6.3% (0.622 + x1 ) × Pbh1 (0.622 + 0.0152) × 289.09 nhiệt của không khí sau khi qua calorife: I1 = Ckto + (2493 + 1,97× t1)×x1 [2, tr156], với Ck = 1(kJ/kg.K) I1 = 1x75 + (2493 + 1,97×75)×0,0152 = 115.14 (kJ/ kg kkk). Bảng 5.2: Thông số của không khí qua Calorife trước khi vào máy sấy Hàm ẩm Nhiệt độ Áp suất hơi bão hòa của không khí x1 t1 p1 Độ ẩm tương đối của không khí. Hàm nhiệt φ1 I1 0,0152 75 0,393 289,09 0,063 115.14 (kg/kgkkk) 0C (bar) mmHg (kJ/kgkkk) 5.1.1.3. Xác định nhiệt độ điểm sương ● Mục đích Khi tính toán về sấy cần phải biết nhiệt độ điểm sương t s vì đó là giới hạn làm nguội không khí ẩm. Biết được t s khi chọn nhiệt độ cuối của quá trình sấy ta không lấy gần nhiệt độ điểm sương để tránh hiện tượng ngưng tụ ẩm trên bề mặt vật liệu. Nhiệt độ cuối của quá trình sấy không được quá thấp để tránh hiện tượng ngưng tụ ẩm nhưng cũng không được quá cao vì làm cho sản phẩm không đạt yêu cầu và tiêu tốn năng lượng. ● Phương Pháp xác định nhiệt độ điểm sương q = l × ( I2 – I0 ) – Δ [ 2, Tr 168 ]. Δ: là nhiệt lượng bổ sung thực tế chính bằng nhiệt lượng bổ sung chung trừ cho nhiệt lượng tổn thất chung. Trong sấy lý thuyết coi các đại lượng nhiệt bổ sung và nhiệt tổn thất đều bằng không nghĩa là Δ= 0. Như vậy: q = l × (I2-I0) q = l × (I1-I0) [ 2, Tr 168 ]. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 38 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT mà l>0 nên suy ra : I1 = I2= 115.14(kJ/kgkkk) . I1 = t1+(2493 + 1,97t2)x1 [ 2, Tr 156]. Giả sử nhiệt độ tác nhân sấy sau khi ra khỏi máy sấy t2 = 340C. (kg ẩm/kg kkk) Tại nhiệt độ điểm x2 = I 2 − t2 115,14 − 34 = = 0,032 2493 + 1,97 × t 2 2493 + 1,97 × 34 sương φ =1 nên: Pbhs = Dựa vào Pbhs x2 Pbh 0 0,032 × 760 = = 37,18(mmHg ) = 0,049(bar ) 0,622 + x2 0,622 + 0,032 áp dụng công thức nội suy ta có ts = 32,140C Chênh lệch nhiệt độ ∆t = t2 -ts = 34– 32,14 = 1,860C Vậy : t2=340c thõa mãn điều kiện 5.1.1.4. Thông số của không khí sau sấy Ta chọn nhiệt độ của tác nhân sau t 2 = 340 C khi sấy là: Suy ra Pbh2 = 0.0545(at) = 40.09mmHg Suy ra: x2 =(kg ẩm/kg kkk) ﾧ Vậy chọn t2 = 340C I 2 − t2 115.14 − 34 = = 0,032 2493 + 1,97 × t 2 2493 + 1,97 × 34 ⇒ ϕ2 = 0,032 × 760 = 0,93 = 93% (0,622 + 0,032) × 40.09 là hoàn toàn hợp lý. Bảng 5.3: Thông số của không khí sau khi sấy Nhiệt độ ra Áp suất ra t2 p2 Hàm nhiệt Hàm ẩm Độ ẩm I2 x2 φ2 34 0,0545 40,09 115,4 0,032 0,93 0C at mmHg (kJ/kgkkk) (kg/kgkkk) 93% Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 39 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG 5.2. Tính toán cho quá trình sấy lý thuyết 5.2.1. Lượng không khí khô tiêu hao riêng để làm bay hơi 1kg ẩm l = (kg/kg ẩm)[5, tr 45-46] 1 1 = = 59,5 Vậy tổng lượng không khí x2 − x1 0,032 − 0,0152 khô cần thiết cho quá trình sấy L = l × U (kgkkk/h) Trong đó : U: Lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy(kg/h) G1: Lượng nguyên liệu trước khi 2447,63 = 1223,81 2 vào máy sấy. Vì nhà máy sử dụng 2 thiết bị sấy nên : G1 = (kg/h) 40 − 12 W − W2 1223∆,81 × G1 × 1 = 389 ,39 G= 100 −100 12 − W2 w1: độ ẩm ban đầu của U = = (kg/h) cà phê là: 40%. w2: độ ẩm của cà phê sau sấy là: 12%. Vậy L = 59,5 × 389,39 = 23168,95(kgkkk/h) 5.2.2. Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy 5.2.2.1. Lượng nhiệt cần thiết để làm bay hơi 1kg ẩm ( kJ/kg ẩm) [2, tr 170]. Trong đó: - Io, I1: là hàm nhiệt của q= I2 − I0 x2 − x0 không khí trước và sau khi qua calorife. - xo, x2: là hàm ẩm của không khí trước và sau khi sấy. (kJ/kg ẩm). 5.2.2.2. Tổng nhiệt lượng cần q= 115,14 − 60,66 = 3242,86 0,032 − 0,0152 thiết cho quá trình bốc ẩm Q= q × U = 3242,86 × 389,39 = 1262737,255 (kJ/h) 5.3. Tính toán quá trình sấy thực tế Vì trong thực tế quá trình sấy luôn xảy ra hao hụt do vật liệu sấy mang ra, nhiệt tổn thất ra môi trường, nhiệt tỏa qua thiết bị...nên ở đây chúng ta phải tính toán nhiệt lượng cho quá trình sấy thực. 5.3.1. Lượng nhiệt bổ sung thực tế Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 40 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Gọi ∆: là lượng nhiệt cần bổ sung thực tế. ∆=qbs+ t0 x Cn - (qvl + qm + qvc) [6, tr 135] Với - G1: lượng nguyên liệu ban đầu đưa vào sấy (kg/h), G1 = 1223,81 (kg/h). -U : là lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy (kg/h). U=389,39 (kg/h) - Cvl: nhiệt dung riêng của sản phẩm sấy (kJ/kg.0C). ﾧ (kJ/kg.0C) [8, tr 20] Cn: nhiệt dung riêng của C vl = C ck × (100 − ω1 ) + C n × ω1 100 nước, Cn= 4,186 (kJ/kg.0C) Cck: nhiệt dung riêng chất khô của cà phê. Cck= 0,37 ( kcal/ kg.0C) = 1,547 (kJ/kg.0C). ﾧ(kJ/kg.0C). Trong đó: Cvl = 1,547 × (100 − 40) + 4,186 × 40 = 2,6 100 - Nhiệt lượng riêng do vật liệu mang vào: t0xCn=22,1 x 4,186=92,51 (kJ/kg ẩm). - Nhiệt lượng riêng để đun nóng vật liệu: qvl = G2 x Cvl (t1b-t0)/U - t1b: nhiệt độ đun nóng cho phép của nguyên liệu sau khi sấy t1 + t 2 75 + 34 = = 54,50 C 2 2 - G2: Khối lượng nguyên liệu t1b=ﾧ sau khi sấy (kg/h) ﾧ (kg/h) qvl = 834,42 x G2 = G1 100 − W 100 − W 1 = 1223,81 2 100 − 40 = 834,42 100 − 12 2,6 x (54,5-22,1)/ 389,39 =180,51 (kJ/kg ẩm). - Nhiệt lượng riêng do tổn thất: qm = 0,05 x q=0,05 x 3242,86 = 162,143 (kJ/kg ẩm). - qb, qvc = 0 Suy ra: ∆= 92,51 -180,51 -162,143 = -250,14(kJ/kg ẩm). 5.3.2.Xác định các thông số của tác nhân sấy sau khi sấy thực 5.3.2.1. Hàm ẩm - Hàm ẩm của không khí nóng sau quá trình sấy thực: − I + ∆ × x0 + C k × t 2 Ck: nhiệt dung riêng của ∆ − ( 2493 + Ch × t 2 ) x’2 = ﾧ [14, tr 105] Với không khí khô, Ck= 1(KJ/kg.K) Ch: nhiệt dung riêng của hơi nước, Ch = 1,97(KJ/kg.K). x0 = 0,0152(kg ẩm/kgkkk) Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 41 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT x’2 = ﾧ (Kg − 115,14 + (−250,14 × 0,0152) + 1× 34 = 0,03 − 250,14 − (2493 + 1,97 × 34) ẩm/kg kkk). Suy ra 5.3.2.2.Xác định Entanpy I’2 I’2= Ck × t2+ X’2 × i2 [6, tr 138] . Với i2 =2493+ Cnt2 = 2493+1,97x34 = 2559,98 I’2=1x34 + 0,03 x 2559,98= 110,8 (KJ/kgkkk) 5.3.2.3.Xác định độ ẩm tương đối ﾧ ﾧ ϕ2 = ' 5.3.3 Lượng tác ϕ2 ' x ' 2 P0 0,03 × 760 = = 0,87 = 87% ' (0,622 + x2 ) P2 (0,622 + 0,03) × 40,09 nhân sấy thực tế Khi bốc hơi 1kg ẩm: l'= ﾧ (kg kk/kg ẩm ) 1 1 = = 67,57 x2 − x0 0,03 − 0,0152 ' Lượng tác nhân sấy thực tế: L'= l×U =67,57×389,39=26311,08(kgkkk/h) 5.3.4. Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy thực tế 5.3.4.1. Lượng nhiệt cần thiết để làm bay hơi 1kg ẩm (kJ/kg ẩm). 5.3.4.2. Tổng nhiệt lượng q' = I ' 2 − I 0 110,8 − 60,66 = = 3387,84 x ' 2 − x0 0,03 − 0,0152 cần thiết cho quá trình bốc ẩm Q'= q' × U= 3387,84×389,39= 1319191,02 (kJ/h) 5.4. Nhiệt lượng vào và ra của quá trình sấy thực tế 5.4.1. Nhiệt lượng vào - Nhiệt lượng không khí mang vào. Q'1v =L' x I0 = 26311,08 x 60,66= 1596030,11 (kJ/kg) [2, tr 166]. - Nhiệt lượng do caloriphe cung cấp. Q'cal = L' x (I1-I0) =26311,08 x (115,14 - 60,66) =1433427,64(kJ/kg). - Nhiệt lượng do vật liệu chưa sấy mang vào: Q'2v = G2×Cv1×t0 + U×Cn×t0 (kJ/h) [2, tr 166]. Trong đó: - t0: nhiệt độ của nguyên liệu trước khi vào máy sấy; t0 = 22,1 0C. - Cvl: nhiệt dung riêng của cà phê Cvl=2,6 (kJ/kg.0C). - Cn = 4,186 (kJ/kg.0C). Suy ra Q2v' = (834,42 × 2,6 × 22,1) +(389,39 × 4,186× 22,1) = 83968,48(kJ/h) -Tổng nhiệt lượng vào. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 42 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT ∑Q'v=Q'1v+Q'cal+Q'2v=1596030,11+1433427,64+83968,48=3113426,23(kJ/kg). 5.4.2. Nhiệt lượng ra. - Nhiệt lượng không khí mang ra. Q'2 = L' x I'2=26311,08 x110,8 =2915267,66(kJ/kg) [2, tr 167]. - Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra. Q'vlr = G2 x Cvl x t2 = 834,42 x 2,6 x 34=73762,728(kJ/kg) [2, tr 167]. - Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường. Q'm = qm x U = 162,143 x 389,39 =63136,86(kJ/kg). - Tổng nhiệt lượng ra. ∑Q'r=Q'2+Q'vlr+ Q'm =2915267,66+73762,728+63136,86=3052167,25 (kJ/kg). 5.4.3. Sai số Trên lý thuyết khi tính toán thì Qv = Qr. Nhưng trong thực tế khi tính toán có sai số. Nếu sai số nhỏ và nằm trong giới hạn cho phép thì chúng ta vẫn có thể chấp nhận được. Q 'v − Q ' r 3113426,23 − 3052167,25 ∆Q = = = 0,019 = 1,9% ' 3113426 Vì Q = 1,9 < Qv ∆ ,23 5% nằm trong sai số cho phép nên chấp nhận kết quả trên. 5.4.4.Tính trị nhiệt của nhiên liệu Ta sử dụng nhiên liệu đốt là dầu FO. Thành phần dầu FO dựa theo bảng sau: Bảng 5.7. Thành phần nguyên liệu trong dầu FO.[ 6]. Thành phần Đơn C H O S A(ẩm) N vị(%) 85,2 11,5 0,5 0,5 2 0,1 5.4.5. Tính nhiệt trị cao của nhiên liệu Qc= 33858C + 125400H -10868 (O-S) (kJ/kg) [ 6, Tr 53]. Qc= 33858×85,2% + 125400×11,5% -10868×(0,5% - 0,5%). Qc = 43268,016 (kJ/kg). Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 43 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG 5.4.6. Tính nhiệt trị thấp của nhiên liệu Trong nhiên liệu lỏng ngoài thành phần của nước A còn có nước do phản ứng cháy sinh ra. Từ phản ứng cháy hydro dễ dàng thấy rằng cứ 1kg hydro cháy hết cho ta 9 kg nước. Do đó, nếu lấy nhiệt ẩn của nước ở áp suất khí trời r = 2500 (kJ/kg) thì nhiệt trị thấp của nhiên liệu: Qt= Qc- 2500×(9H +A) (kJ/kg). [6, tr 53]. Qt = 43268,016 - 2500×(9×11,5% +2%). Qt = 40630,516 ( kJ/kg). 5.4.7. Nhiệt trị trung bình của nhiên liệu 43268,016 40630,516 Q C +Q T 2 QhF= 41949,27 (kJ/kg) 5.4.8. Tính chi phí nhiên liệu Chi phí nhiên liệu được tính như sau: CPnl= Q Trong đó: Q: Trung bình nhiệt Qtb ×η đ ×η s lượng vào, ra của quá trình sấy. Qtb: Trung bình trị nhiệt của nhiên liệu. ɳđ: Năng suất ban đầu ɳs: Năng suất sấy. Trung bình nhiệt lượng vào, ra của quá trình sấy: Q kJ/kg = QV + Qr 3113426,23 + 3052167,25 = = 3082796,74 2 2 Trung bình trị nhiệt cao, thấp của nhiên liệu dầu FO: 43268,016 40630,516 Q C +Q T 2 Qtb ===41949,27 (kJ/kg) Hiệu suất ban đầu (ηđ): ηđ = 0,75÷0,9; Chọn ηbđ = 0,85 Hiệu suất sấy (ɳs): ɳs = 30÷35%; Chọn ɳs=32% Vậy chi phí nhiệt cho nhiên liệu: Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT == SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 44 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 3082796,74 = 270,17 41949,27 × 0,85 × 0,32 Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca CP= (kJ/h) 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG Chương 6 - 45 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 6.1. Hệ thống sấy tĩnh [12] 6.1.1. Giới thiệu chung Máy sấy tĩnh ST là máy dùng để sấy sơ bộ cà phê thóc sau khi đã được đánh nhớt và làm ráo. Máy sấy tĩnh bao gồm: + Lò đốt là nguồn cấp nhiệt chính. + Quạt hút dùng để chuyển tải nhiệt lượng của lò đốt qua khay sấy. + Khay sấy là nơi chứa nguyên liệu cần sấy. Tuỳ theo tính chất và yêu cầu của quá trình sấy mà ta dùng hệ thống chuyển tải nhiệt lượng trực tiếp hay gián tiếp. Ở đây ta dùng hệ thống chuyển tải nhiệt lượng trực tiếp. 6.1.2.Cấu tạo : Chọn hệ thống sấy tĩnh ST-02 của công ty Vina Nha Trang Hình 6.1. Hệ thống máy sấy tĩnh 1.Lò đốt 2. Quạt hút không khí 3. Khay sấy 6.1.3. Đặc tính kỹ thuật: + Lượng nguyên liệu vào khay: 3296,475 (kg/h) +Lượng nguyên liệu vào khay trong 2h: 3296,475x2=6592,95(kg) + Khối lượng riêng của hạt cà phê : ρ=500 (kg/m 3) + Hệ số chứa đầy : φ=0,75 Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 46 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT +Độ ẩm nguyên liệu vào : w1 = 55% + Độ ẩm nguyên liệu ra : w2 = 40% +Độ ẩm trung bình của nguyên 55 + 40 liệu sấy : wtb==47,5% 2 ,95 6592 500 + Thể tích lượng cà phê vào khay chứa : V cp ==13,18(m3) V ,18 + Thể tích khay sấy cà phê 13 : Vk ===15,05(m3) cp ,85 Căn cứ vào lượng nguyên liệu cần 0ϕ sấy tĩnh như trên ta chọn máy sấy với các đặc tính kỹ thuật như sau: + Nơi sản xuất: Công ty cổ phần cơ khí Vi Na Nha Trang. +Công suất lắp đặt quạt hướng trục:3 HP = 2237,1 (W). + Lò đốt: (DxRxC) = 800x800x1100 (mm). + Quạt hút hướng trục: (DxRxC) = Φ600x400 (mm). + Khay sấy: (DxRxC) = 8000x2000x1000 (mm). ＋Vậy thể tích khay sấy Vk= 16 m3 6.2. Thiết bị sấy thùng quay 6.2.1. Cấu tạo Lò đốt Quạt hút khí nóng Thùng sấy Gàu tải nạp liệu Buồng chứa nạp liệu trước khi sấy Máng tháo hạt ra ngoài sau khi sấy 6.2.2. Nguyên tắc hoạt động Trống sấy hạt được vận hành nhờ bộ phận truyền động giảm tốc. Ống dẫn khí nóng được dẫn vào tâm trống sấy nhờ một trục rỗng lắp trên gối đỡ trống sấy có kết cấu hở và khí nóng đi vào chóp dẫn khí nóng thoát ra ngoài. Bên trong trống sấy, nhờ vào kết cấu các cánh đẩy và cánh đảo cà phê thóc được đảo liên tục trong quá trình sấy và quá trình giảm ẩm xảy ra liên tục và đều trên toàn bộ bề mặt của hạt Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 47 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT cũng như toàn bộ khối hạt. 6.2.3. Thiết kế hệ thống sấy thùng quay Quá trình sấy thực hiện liên tục 3 ca với 2 máy sấy nên: - Năng suất vào mỗi máy: 2447.63/2=1223,81 (kg/h) - Độ ẩm vào máy sấy: w1 = 40 % - Độ ẩm ra khỏi máy sấy: w2= 12 % - Độ ẩm trung bình của hạt: wtb = - 1 ( w1+ w2) = 26 % [6, tr 210]. Khối lượng riêng trung bình của 2 khối hạt: ρ = 500 (kg/m3). - Tỷ lệ chiều dài và đường kính: L/D = 3,5-7 [6, tr 207]. - Ở đây ta chọn L/D= 4,5 - Vận tốc không khí đi trong thùng: v= 2-3 (m/s). - Độ điền đầy: β=0,35 [6, tr 207]. - Hệ thống sấy sử dụng 2 thiết bị sấy nên lượng nguyên liệu vào mỗi máy là G1= (kg/h). 2447,63 = 1223,81 2 - Lượng ẩm bốc hơi: W = 1223,81 x= 389,396 (kg ẩm/h). 40 − 12 100 − 12 6.2.4. Thể tích thùng sấy G1 × τ ρ×β V= [6, tr 208]. Trong đó: G1 : Lượng nguyên liệu vào máy sấy G1=1223,81 (kg/h) Thời gian sấy hạt: τ= W1 − W2 40 − 12 − 0,27 = − 0,27 = 3,934 11,1× M 11,1× 0,6 Áp dụng công thức:(h) Trong đó: M là hệ sô phụ thuộc vào đường kính trung bình của hạt D là đường kính trong của hạt:d=6mm suy ra M=0,6×10-2 [6, tr 210] 1223,81× 3,934 = 27,51 500 × 0,35 Suy ra :V=(m3) Cường độ bốc hơi ẩm của cà phê A =(kg ẩm/m3.h). 389,396 = 14,15 27,51 Suy ra: A= (kg ẩm/m3.h) Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT W V - 48 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG 6.2.5. Kích thước thùng quay π × D2 × L 4 Vt= [6, tr 214]. Vt x 4 = π x D2 x 3.5 D Vậy đường kính thùng quay : 3 Suy ra: Chiều dài thùng quay: 273,51Vt× ×4 4 = 1,98 4.54×.π 5×π D = , Suy ra D = (m). Lt= 4,5xD = 4,5x 1,98= 8,9 (m) [6, tr 214]. 6.2.6. Lò đốt Lò đốt đặt bên dưới calorife là thùng làm bằng thép chịu nhiệt dày 5 (mm) có kích thước dài và rộng bằng kích thước calorife và chiều cao 1,6 (m). Kích thước lò đốt: D× R×C = 1,67× 1,73× 1,6(m×m×m) . + Lượng dầu cần thiết cho quá trình sấy: B=(kg/h) [ 9, Tr 46 ]. Q' cal Q ×η Trong đó: + Q’cal: Nhiệt lượng Calorifer cần cung cấp. Q’cal = 1433427,64 ( kJ/h). + Q: Nhiệt trị của dầu FO. Q = 43268,016 (kJ/kg). η: Độ tác dụng của lò đốt, η =0,85. 143342,64 43268,016 × 0,85 B==3,4(kg/h) 6.3. Tính và chọn Calorife 6.3.1. Chọn kích thước ống truyền nhiệt Chọn kích thước ống truyền nhiệt d n sao cho: V'2= L’x V34= 26311,08 ρ 34 1,15 x 0,87 = 22890,63 (m3/h) = 6,36 (m3/s) Dựa vào bảng 17.3 [6, trang 321] ta có V'2 nằm trong khoảng (5750- 28700 m3/h) ta chọn Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 54 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT các kích thước của xyclon như sau: + Đường kính của cyclon: D= 1,6 m + Chiều rộng của tiết diện kênh dẫn: a = 0,4 + Chiều dài tiết diện kênh dẫn vào xyclon: b= 0,8 + Chiều dài ống trung tâm cắm vào xyclon: h1 = 0,54 + Chiều cao phần hình trụ của xyclon: h2 = 0,733 + Chiều cao phần hình nón: h3 = 1,23 + Đường kính ống trung tâm: D1 = 0,8 + Đường kính phần bé nhất của phểu: d = 0,32 + Góc nghiêng giữa nắp và ống vào: ( = 150 + Hệ số trở lực của cyclon: ( = 110 ∆pcy = ξ × ω2 × ρ 2,5 2 × 0.0622 = 110 × = 21,38 2 2 Trở lực qua xyclon: ﾧ 6.5. Tính và Chọn quạt + Để vận chuyển không khí được đều theo các đường dẫn trong thiết bị sấy và hút không khí sau khi sấy ta sử dụng hệ thống quạt đẩy, quạt hút, quạt đẩy được đặt trước calorife để đưa không khí ngoài môi trường qua calorife vào thùng sấy còn quạt hút đặt sau thiết bị sấy. + Thiết bị sấy có các trở lực sau: ΔP = ΔP ms + ΔPcb + ΔPqđ +ΔPqh + ΔPk +ΔPh + ΔPt +ΔPđ [12, tr 376] ΔPms - Trở lực do ma sát ΔPcb - Trở lực cục bộ ΔPqđ - Trở lực do áp suất động ở đầu của quạt đẩy ΔPqh - Trở lực do áp suất động ở đầu ra của quạt hút ΔPk - Trở lực tại khuỷu ΔPh - Trở lực do lớp hạt gây ra ΔPt - Trở lực do thùng quay ΔPđ - Trở lực do áp lực động lực Theo bảng I.255 [12, tr 318] Bằng phép nội suy: t0 = 22,1oC, ρ= 1,197 kg/m3, υ = 15,248.10-6 m2/s Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 55 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG t1 = 75oC, ρ= 1,0145 kg/m3, υ = 20,555.10-6 m2/s t2 = 34oC, ρ= 1,150 kg/m3, υ = 16,380.10-6 m2/s + Thể tích của không khí ẩm tính theo 1kgkkk. v= [2, tr 155], 1 L’=26311,06(kgkkk/h) ρ1 =0,835 x 26311,06=21969,74(m3/h) 1,197 ρ1 =0,986 x 26311,06=25492,7(m3/h) 1.0145 ρ1 =0,869 x 26311,06=22864,3 (m3/h) v’0=== 0,835 (m3/kgkkk) ⇒V’0 v’1=ﾧ=ﾧ= 0,986 (m3/kgkkk) (V’1 v’2=ﾧ=ﾧ= 0,869 (m3/kgkkk) (V’2 1,150 ρ Bảng 6.1. Bảng tổng kết Trước khi vào calorife Sau ra khỏi caloriphe Sau khi ra khỏi buồng sấy t0(oC) 22,1 75 34 ρ(kg/m3) 1,197 1,0145 1,150 15,248.10-6 0,835 20,555x10-6 0,986 16,38.10-6 0,869 21969,74 25492,7 22864,3 υ(m2/s) v(m3/kgkkk) V'(m3/h) 6.5.1. Trở lực của hệ thống a. Trở lực do áp lực động lực (ở đầu ra quạt đẩy và quạt hút): Tính áp lực động lực ở đầu ra của quạt đẩy: ∆Pd1 = ρ0 ω12 /2 [12, tr 377 ] Với ω1 là tốc độ khí ở đầu ra của quạt đẩy: ω1 = V’0 /F. Trong đó: F là tiết diện tự do của dòng chảy: F = πxd2/4. Chọn đường kính ống quạt: d = 0,4 m. F = 3,14x0,42/4 = 0,1256 (m2). ω1 = = 48,58 (m/s). Suy ra: ΔPđ1= ﾧ= 1412,4(N/m2). 21969,74 3600 × 0,1256 1,197 × 48,582 2 Tính áp lực động lực ở đầu ra của quạt hút: ∆Pd2 =ρ2 ω22 /2 [12, tr 377 ] Với ω2 là tốc độ khí ở đầu ra của quạt đẩy: Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 56 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT ω2 = V’2 /F==50,57(m/s). 22864,3 3600 × 0,1256 Suy ra: ΔPđ2 = ﾧ= 1470,46 1,15 × 50,57 2 2 (N/m2). b. Trở lực do ma sát: [12, tr 377 ] Trong đó: ω - tốc độ lưu thể (m/s), phụ thuộc vào tốc độ không khí. λ - hệ số ma sát. L - chiều dài ống (m). d tđ - đường kính tương đương của ống (m). ρ - khối lượng riêng của chất khí, (kg/m3). Chọn đường kính của ống: d tđ = 0,4 (m). Vậy tiết diện ngang của ống: F = π.dtđ2/4 = 0,1256 (m2). Trở lực do ma sát từ quạt đẩy đến caloriphe: - Chiều dài của ống l1 = 0,5 (m). Vận tốc khí trong ống: ω ’1 =ﾧ = 48,59 (m/s). Chuẩn số Raynol [12, tr 377 ] ω .d Re = 1 td = ν 0ﾧ = 21969,74 3600 × 0,1256 ' 1274658,9 48,59 × 0,4 15,248 × 10 −6 Re > 4.103 suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối.[12, tr 378] Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau: 1 6,81 0,9 ε = −2 lg(( ) + ) Re 3,7.d td λ [12, tr 380] ε độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, chọn vật liệu làm ống bằng tôn. ε tôn = 0,03 (mm) [12, tr 381] -2lg((ﾧ = 9,83 1 6,81 0,03x10 −3 = ) 0,9 + ) 3,7 x0,4 Vậy λ λ = 0,0128 1274658,9 Từ µ suy ra trở lực của ống do ma sát: ΔPms1= ﾧ= 0,0128 × 0,5 ×1,197 × 48,59 2 ,4 × 2phương pháp ướt Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân 0theo Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 57 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 22,63(N/m2). Trở lực của ống từ caloriphe đến thùng sấy - Chiều dài của ống l2=0,5 (m). - Vận tốc khí trong ống: ω’2 = 25942,47 3600 × 0,1256 V’2 /F = ﾧ= 57,37 (m/s). Chuẩn số Raynol: ﾧ= 1116690,9 [12, tr 377 ] Re = ω2 ' × d td 57,37 × 0,4 = v2 20,555 × 10 −6 Re > 4.103 Suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối .[12, tr 378] Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau: 1 λ = −2 lg(( [12, tr 380] 6,81 0,9 ε ) + ) Re 3,7.d td ε- độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, chọn vật liệu làm ống bằng tôn. ε tôn = 0,03(mm) [12, tr 381] -2lg((ﾧ = 9,2 1 6,81 = Vậy:λ λ = 0,0117 1116690,9 ) 0,9 0,03 ×10 −3 + ) 3,7 × 0,4 Từ µ suy ra trở lực của ống do ma sát: ΔPms2 = ﾧ= 24,42(N/m2) 0,0117 × 0,5 ×1,0145 × 57,37 2 0,4 × 2 Trở lực của ống từ thùng sấy đến xyclon : Từ thùng sấy đến xyclon gồm 2 đoạn ống và một khủy nối. ＊ Trở lực cho đoạn ống thứ nhất: - Chiều dài của đoạn ống thứ nhất l3 =0,4 (m). - Vận tốc khí trong ống : ω’3 = V’3 /F = ﾧ (m/s). Chuẩn số Raynol: Re = 22864,3 = 50,56 3600 × 0,1256 ω '3 ×d td 50,56 × 0,4 = = 1234843,34 ν3 16,38 × 10 −6 Re > 4.103 Suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối [12, tr 378] Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau; [12, tr 380] 1 6,81 0,9 ε = −2 lg(( ) + ) Re 3 , 7 . d λ td Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 58 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT ε - độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, ta chọn vật liệu làm ống bằng tôn ε tôn = 0,03 (mm) [12, tr 381] -2lg((ﾧ = 9,3 6,81 0,03x10 −3 0,9 1 ) + ) = 1234843,34 3 , 7 x 0 , 4 vậy : λ = 0,0115 λ Từ µ suy ra trở lực của ống do ma sát ΔPms3= ﾧ= 16,9 0,0115 × 0,4 ×1,15 × 50,56 2 0,4 × 2 (N/m2) ＊ Trở lực cho đoạn ống thứ hai: - Chiều dài của đoạn ống thứ nhất l3 =0,6 (m). - Vận tốc khí trong ống : ω’3 = V’3 /F = ﾧ (m/s) Chuẩn số Raynol: Re = 22864,3 = 50,56 3600 × 0,1256 ω '3 ×d td 50,56 × 0,4 = = 1234843,34 ν3 16,38 × 10 −6 Re > 4.103 Suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối [12, tr 378] Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau: [12, tr 380] 1 6,81 0,9 ε = −2 lg(( ) + ) Re 3,7.d td λ ε - độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, ta chọn vật liệu làm ống bằng tôn ε tôn = 0,03 (mm) [12, tr 381] -2lg((ﾧ = 9,3 vậy : λ = 6,81 0,03x10 −3 ) 0,9 + ) 3,7 x0,4 0,0115 1234843,34 Từ µ suy ra trở lực của ống do ma sát: ΔPms4= ﾧ= 25,35 (N/m2) 0,0115 × 0,6 ×1,15 × 50,56 2 0,4 × 2 ＊ Trở lực khuỷu ghép 90o của ống dẫn tác nhân sấy của 2 đoạn ống dẫn - Đối với khuỷu ống thì hệ số trở lực ξ phụ thuộc góc nghiêng và độ nhám của thành ống, trường hợp này góc nghiêng là 90o. Suy ra ξ =1,26 [12, tr 390] → ΔPk1 = ξ × ρ × ω 2 1,26 × 1,15 × 50,56 2 = 2 2 Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 59 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT ﾧ=1852(N/m2) Trở lực của đường ống từ xyclon đến quạt: ＊ Gồm 2 đoạn ống và 1 khuỷu nối Đoạn ống thứ nhất - Chiều dài của ống: l5 = 0,5 (m). - Vì trạng thái không khí ở đây giống như trạng thái khí từ thùng đến xyclon nên: ω’3= ω’4=ω’5= 50,56 (m/s). Chuẩn số Raynol: Re = 1234843,34 [12, tr 377 ] Re > 4.103, suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối [12, tr 378] Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau 1 6,81 0,9 ε = −2 lg(( ) + ) [12, tr 380] Re 3,7.d td λ ε - độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, ta chọn vật liệu làm ống bằng tôn. ε tôn = 0,03(mm) [12, tr 381] 1 = λ Vậy: - 2lg(ﾧ = 9,3 λ = 0,0115 ( 6,81 0,03x10 −3 ) 0,9 + ) 1234843,34 3,7 x0,4 Từ µ suy ra trở lực của ống do ma sát ΔPms5 = ﾧ= 21,13(N/m2) 0,0115 × 0,5 ×1,15 × 50,56 2 0,4 × 2 Đoạn ống thứ hai - Chiều dài của ống: l6 = 0,7 (m) - Vì trạng thái không khí ở đây giống như trạng thái khí từ thùng đến xyclon nên: ω’5= ω’6= 50,56 (m/s). Chuẩn số Raynol: Re = 1234843,34 [12, tr 377 ] Re 1> 4.103, suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối [12, tr 378] = λ Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau: 1 6,81 0,9 ε = −2 lg(( ) + ) Re 3,7.d td λ [12, tr 380]. ε - độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, ta chọn vật liệu làm ống bằng tôn. ε tôn = 0,03(mm) [12, tr 381]. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 60 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG 1- 2lg(ﾧ = 9,3 6,81 0,03x10 −3 0,9 = ( ) + ) 3,7 x0,4 Vậy: λλ = 0,0115 1234843,34 Từ µ suy ra trở lực của ống do ma sát: ΔPms6 = ﾧ= 0,0115 × 0,7 ×1,147 × 50,56 2 0,4 × 2 28,35(N/m2). ＊ Trở lực khuỷu ghép 90o của ống dẫn tác nhân sấy từ cửa ra của xyclon đến quạt hút - Đối với khuỷu ống thì hệ số trở lực ξ phụ thuộc góc nghiêng và độ nhám của thành ống, trường hợp này góc nghiêng là 90o. Suy ra ξ =1,26 [12, tr 390] → ΔPk2 = ﾧ=1870,67 1,26 × 1,147 × 50,88 2 2 (N/m2) ∆Pmst = λ. Trở lực ma sát trong thùng quay: ＊ ωk: vận tốc khí đi trong thùng, Lt ρωk .2 . Dt 2 ωk=Vtb/F Với Vtb= (V’1+V’2)/2 = (25942,7 +22864,3)/2 = 24403,5 (m3/h) F = Ftx(1-ﾧ) = [πDt2(1-ﾧ]/4 = ωk=ﾧ= 3,39 (m/s) Chuẩn số Raynol: Re = ββ) [3,14x1,982(1-0,35)]/4 = 2(m2) 24403,5 3600 × 2 ω 't .Dt 3,39 × 1,98 = = 409780,22 ν3 16,38 × 10 − 6 Re > 4.103 Suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối [12, tr 378] Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau: 6,81 0,9 ε ) + ) [12, tr 380] Re 3,7.Dt λ ε - độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm thùng, ta chọn vật liệu làm thùng bằng tôn. 1 = −2 lg(( ε tôn = 0,03 (mm) [9, tr 381] 1 -2lg((ﾧ = 8,53 = Vậy:λ λ = 0,014 6,81 0,03x10 −3 ) 0,9 + ) 409780,22 3,7 x1,98 Suy ra trở lực của ống do ma sát: ΔPmst= (N/m2). ﾧ= 0,37 0,014 × 8,9 × 1,0145 × 3,39 2 1,98 × 2 Coi ma sát trong thùng quay như nhau từ đầu thùng đến cuối thùng. Nên ta có:ΔPmst1 = ΔPmst2 = ΔPmst /2 = 0,37 /2= 0,18(N/m2 ). Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 61 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG c. Trở lực cục bộ ρ .ω 2 [12, tr 382 ] ∆Pcb = ξ . 2 ξ - phụ thuộc vào chuẩn số Raynol và tỉ số Fo/F Fo - tiết diện của ống. F0=0,1256 (m2). F - tiết diện của thiết bị. ＊ Trở lực do đột thu và đột mở ở caloriphe: ∆P1 = ξ . Tiết diện của caloriphe: ρ .ω 2 2 Fc = Lc .H = 1,67 x1,4 = 2,338 m2 Vậy tỉ số: Fo/Fc =0,1256/2,338= 0,054 Ở đột thu: Theo bảng No13 [12, tr 388 ]. Ta dùng phương pháp tính nội suy: ξ =0,49 Suy ra trở lực cục bộ ở đột thu: ΔP1t == 586,83 (N/m2). Ở đột mở: 0,49 ×1,0145 × 48,59 2 2 Theo bảng No11 [13, tr 387 ], ta dùng phương pháp tính nội suy: ξ =0,89 Suy ra trở lực cục bộ đột mở: ΔP1m = ﾧ= 1485,87 (N/m2) 0,89 × 1,0145 × 57,37 2 2 Tổng trở lực cục bộ do đột thu và đột mở tại caloriphe: ΔPcb1 =586,83+1485,87 =2072,7 (N/m2). ＊Trở lực đột mở và đột thu từ đường ống vào xyclon: Đột mở: ρ .ω 2 [12, tr 377] 2 Diện tích ngang của cyclon Fcy= 3,14 x( dcy/2)2 = 3,14 x 1,62/4 = 2(m2) ∆Pcb = ξ . Vận tốc khí vào xyclon: ω = V'3/Fcy =22864,3/(3600x2)= 3,18 (m/s). Tỉ số: F0/Ft=0,1256/2=0,06 Tra bảng No11 [12, tr 387] và sử dụng phép nội suy ta được: ξ = 0,89 Suy ra ). ΔP3m =ﾧ= 5,18 (N/m2 0,89 ×1,15 × 3,182 2 Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 62 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG Đột thu: Đường kính ống khí ra chọn d =0,4 (m). Tỉ số: F0/Ft = 0,1256/5,56= 0,023 Tra bảng No 13 ta sử dụng phép nội suy ta được: ξ =0,467 suy ra : ΔP3t = ﾧ= 17,1 (N/m2). 0,467 × 1,147 × 8 2 2 Tổng trở lực đột thu đột mở tại xyclon: ΔPcb2 = 24,6 + 17,1 = 41,7 (N/m2). d. Trở lực lớp hạt - Chọn đường kính trong của hạt cà phê: d tđ = 0,006 (m.) - Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong thùng sấy: t tb= (t1+t2)/2 = (75+34)/2 = 54,5oC Độ nhớt: ν54,5 = 20,2x10-6(m2/s) [11, tr 319] - Tốc độ TNS trong quá trình sấy thực: Vtb= (V’1+V’2)/2 = (25942,7 +22864,3)/2 = 24403,5 (m3/h). w0 là vận tốc không khí đi trong thùng: 2,5 (m/s) Với F td = (1-β)xFts =(1-0,35)x3,14x1,982/4 = 2 (m2). w0 .d td Re ﾧ= = 742,57 = ν 75 2,5 × 0,006 20,2 × 10 −6 77 ] 490 100 a = 5,58 + + [12, tr 213] - Hệ số thủy động: Re Re a = 5,58+ﾧ = 9,9 490 100 + 742,57 742,57 1− ξ C1[6, = tr 213] - Hệ số đặc trưng cho độ chặt của lớp hạt: ξ2 - Khối lượng riêng của cà phê: ρ = 500 ( Kg/m3). [12, tr Khối lượng riêng dẫn suất của cà phê: ρ dx = ﾧ( Kg/m3). 0,35 × (G1 + G × (1223 ,81 + 834,42) × 500 ρ2)× ρ − ρ 0,35 500 − 12099,1 = 12099,1 ξ = caphe =d = = −23,19 0,65 × 2 × Vρt caphe 0500 ,65 × 2 × 22,9 ﾧ [6, tr 213] Hệ số đặc trưng cho độ chặt của lớp cà phê: ﾧ= 0,045 Trở lực qua lớp hạt: ﾧ C1 = 1 − ξ 1 − (−23,19) = 2 ξ 23ρ,19) 2× C a × L × ω(2−× TNS 1 ∆Phat = 2 2 × g × d ﾧ mmH2O 9,9 × 8,9 × 2,5 × (1,0145 + 1,147) /td2 × 0,045 = 227,5 2 × 9,81× 0,006 Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 63 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT = 227,5x9,81 = 2231,8(N/m2) Coi trở lực qua lớp hạt từ đầu thùng đến giữa ∆hat1 = ∆hat 2 = ∆hat 2231,8 = = 1115,9 2 2 thùng, đến cuối thùng là như nhau. Nên ta có: ﾧ (N/m2) e.Trở lực do caloriphe ∆Pc = ξ × ﾧ [12, tr 377] ω2 × ρ 2 Từ t1tb = 51,94 0C ( ( =0,0821(kg/m3)( ( = (6+9m’)×ﾧ[12, tr 404] S d td Trong đó: + (: Hệ số trở lực. + S: Khoảng cách hai ống kế tiếp, S = 0.03 (m). + m’ = j = 26 + (kk = 8 (m/s) +ﾧ Suy ra: ( = Re = (6+9×26)×ﾧ= 19,7 Thay số: (Pcal =ﾧ Trở lực ∆Pday ω × d td 8 × 0,025 = = 11016,9 > 10000 −6 ν 29,726 −0.23 × 10 0.03 × (11016,9) −0.26 0 . 025 (N/m2). 82 × 0,821 19,7 × = 517,55 = ∆Pms1 + ∆Pms 2 + ∆Pmst21 + ∆Pcb1 + ∆Phat1 + ∆Pd1 + ∆Pcal tổng của hệ thống từ quạt đẩy đến giữa thùng sấy: ﾧ = 22,63 + 24,42 + 0,18 + 2072,7+ 1115,9+ 1412,4 + 517,55 = 5165,7(N/m2). Trở lực tổng của hệ thống từ giữa thùng sấy đến quạt hút: ∆Phut = ∆Pms 3 + ∆Pms 4 + ∆Pms 5 + ∆Pms 6 + ∆Pmst 2 + ∆Pcb 2 + ∆Phat 2 + ∆Pd 2 + ∆Pk 1 + ∆Pk 2 + ∆Pcy ﾧ =16,9+ 25,35+21,13+28,35+0,18+41,7 +1115,9+170,46+1852+1870,67+21,38 = 5164,02(N/m2). 6.5.2. Chọn quạt a. Quạt đẩy Quạt đẩy đặt trước caloriphe để đẩy không khí vào caloriphe gia nhiệt và đẩy vào thùng sấy, ngược chiều với chiều chuyển động của vật liệu sấy. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT −0.23 × Re −0.26 SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 64 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Năng suất quạt đẩy: Qday = V'0 = 21969,74(m3/h). Năng suất thực tế của quạt đẩy: Q'day = 1,03 x Qday = 22628,83 (m3/h ) = 6,3 (m3/s). ΔPday = 5165,7 (N/m2). (Đã tính ở phần trên). Áp suất làm việc: Áp suất làm việc thực tế: ΔP'day = 1,03×ΔPday = 1,03x 5165,7 = 5320,6 (N/m2) Nối trục của quạt với trục của động cơ bằng khớp trục: η tr = 0,98 [12, tr 463]. Công suất trên trục động cơ: Q ' day × ∆P ' day × ρ 0 × g N= 1000 q ×η 6,3 × 5320 ,6 ××1η,197 ×tr9,81 1000 × 0,98 × 0,9 [12, tr 463]. N= = 446,3(KW) Công suất của động cơ: Ndc = k3x N [12, tr 464] Suy ra k3: hệ số dự trữ = 1,1 Nđc =1,1 x 446,3 = 490,9(KW). Với những số liệu trên của quạt đẩy ta chọn quạt ly tâm CF.8-35 o Đường kính cánh guồng : 315- 1350mm o Tốc độ quay của bánh guồng: n =725- 2900 (m/s). o Lưu lượng: 1080-60000 m3/h o Áp suất : 1000- 7000 pa o Kích thước: 1300x747x1210 (mm). b. Quạt hút Quạt hút đặt sau cùng của hệ thống sấy. Năng suất quạt hút: Qhut = V'1= 25942,7 (m3/h). Năng suất thực tế của quạt hút: Q'hut = 1.03×Qhut =26720,9(m3/h) = 7,4 ( m3/s) Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 65 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Áp suất làm việc: ΔPhut =3273,9(N/m2).(Đã tính ở phần trên). Áp suất làm việc thực tế: ΔP'hut =1,03xΔPhut = 1,03x 3273,9= 3372,1(N/m2). Nối trục của quạt với trục của động cơ bằng khớp trục: η tr = 0,98 [12, tr 463]. Công suất trên trục động cơ: [12, tr 463]. N = = 332,22 (KW) Q ' hut × ∆P ' hut × ρ 0 × g N= 1000 q ×η 7,4 × 3372 ,1 ××1η,197 ×tr9,81 1000 × 0,98 × 0,9 Công suất của động cơ. Ndc = k3xN [12, tr 464]. k3: hệ số dự trữ ( k3 = 1,1). Suy ra: N đc =1,1 x 332,22 = 365,44 (KW). Với những số liệu trên của quạt đẩy ta chọn quạt ly tâm CF.8-35 o Đường kính cánh guồng : 315- 1350mm o Tốc độ quay của bánh guồng: n =725- 2900 (m/s). o Lưu lượng: 1080-60000 m3/h o Áp suất : 1000- 7000 pa o Kích thước: 1300x747x1210 (mm) Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 66 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 6.6. Hệ thống làm sạch và phân loại 6.6.1. Cấu tạo: Chọn bể xiphong MR-15 Hình 6.2. Bể xiphong MR -15 1.Sàng tạp chất. 5.Tay van điều chỉnh áp lực 2.Máy rửa quả. 6.Tay van điều chỉnh lượng nước 3.Máng ra cà quả nổi, cà quả chìm 7. Motor truyền động. 4.Ống bơm nước lên sàng tạp chất. 6.6.2. Nguyên tắc hoạt động Cà phê từ bể chứa cà tươi được chuyển vào sàng tạp chất nhờ gàu tải, sàng tạp chất có nhiệm vụ tách lá cành, một phần đất đá sau đó cà rơi vào máng nước. Tại đây cà phê được rửa sạch rồi tiếp tục xuống sống cản đá, sống cản đá có nhiệm vụ cho cà phê quả đi qua, còn đất dá được giử lại rơi vào phễu hứng rồi theo hệ thống ống Ventury đi ra ngoài vào thùng chứa, cà phê quả được chia làm hai loại: quả chìm và quả nổi. Quả chìm sẽ lắng xuống qua ống xi phông đến sàng hứng quả chìm, quả nổi đến sàng hứng quả nổi. Bảng 6.1. Đặc tính kỹ thuật của bể xi phông MR-1.5 Chiều dài bể Chiều rộng bể Chiều cao bể Năng suất Công suất lắp đặt 5250 2000 2800 3500 2 mm mm mm kg/h HP + Năng suất máy: 3800 kg/h Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 67 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT + Năng suất cần thiết:6250 kg/h 6250 = 1,64 3800 + số máy cần thiết: n= => chọn n=2 Ta chọn 2 bể xi phông 6.7. Máy xát tươi [16] 6.7.1. Cấu tạo Có nhiều loại máy xát tươi, ở đây ta chọn máy HTXT-5 của công ty vina Nha Trang với nhiều ưu điểm : -Bóc tách lớp vỏ thịt . -Tách riêng cà phê quả xanh -Không ảnh hưởng đến cà phê thóc Hình 6.3. Máy xát tươi -Tiết kiệm điện năng HTXT-3 -Tiêu thụ nước thấp Bảng 6.2. Đặc tính kỹ thuật của máy HTXT Năng suất KÍ HIỆU MXQ-TQS-5 (kg/h) 5000 Kích thước(m) Công suất lắp đặt 2100x1350x1500 16 6.7.2. Nguyên tắc hoạt động. Cà phê sau khi tách tạp chất và rửa được chuyển vào máng nạp liệu của máy xát, máng có cơ cấu chuyển quả đều đặn vào ru lô xát ở bên dưới. Trên ru lô xát có nhiều vấu, nhờ các vấu náy mà quả cà phê được tách thành hai phần: cà phê thóc được chuyển qua máng tháo liệu, còn vỏ được chuyển đến máng gom vỏ đi ra ngoài. Trong khi xát cần bố trí một vòi nước nhỏ ở trên máng nạp liệu. 6.7.3. Chọn số lượng thiết bị N==1,23 6125 5000 Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 68 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Vậy chọn 2 thiết bị xát tươi loại HTXT-5 của công ty vina Nha Trang 6.8. Máy tách tạp chất [17] ٭Năng suất nguyên liệu vào máy: 1660,496 (kg/h). ٭Ta chọn máy CPFBNR-A của hãng Pinhalense ٭Năng suất máy: 2000 (kg/h). 1660,496 2000 ٭Số máy cần chọn: n== 0,83 ٭Ta chọn số máy cần sử dụng là: n=1 Hình 6.4. Máy tách tạp chất . Bảng 6.3. Đặc tính kỹ thuật của máy CPF-1 Năng suất máy Công suất lắp đặt Kích thước (DxRxC) Khối lượng 2000 (kg/h) 7,5(HP) 3000x1600x2900(mm) 1200 (kg) Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 69 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG 6.9. Máy xát khô MSV1 [19] 6.9.1. Cấu tạo Hình 6.5. Máy xát khô MSV1. 01.Trục chính máy. 03. Cửa nạp liệu. 02. Bộ phận xả liệu. 04. Đối trọng điều chỉnh 05. Núm điều chỉnh mặt dao 06. Quạt thổi tạp 07. Khung máy 6.9.2. Đặc tính kỹ thuật ٭Năng suất nguyên liệu vào máy: 1652,194(kg/h). ＊Năng suất máy: 2000 (kg/h). 1652,194 2000 Số máy cần chọn: n= =0,8 Ta chọn số máy cần sử dụng là: n=1 (máy) DxRxC=2000x1100x1350 6.10. Máy đánh bóng 6.10.1. Cấu tạo Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 70 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Hình bóng 6.6. Máy đánh 1. Morto 4. Quạt thổi tạp 2. Bộ phận nạp liệu 5. Đối trọng điều chỉnh độ bóng 3. Bộ phận xả liệu + Nguyên tắc hoạt động: Máy hoạt động dựa trên nguyên lý nén ép và di trượt của hạt cà phê nhân trong rãnh xoắn của rulô và máng xát. Hạt cà phê tự chèn vào nhau tách đi một phần lớp vỏ lụa trên bề mặt hạt nhân và đánh bóng hạt cà nhân. Lớp vỏ lụa sinh ra trong quá trình đánh bóng sẽ được quạt hút thổi ra ngoài. 6.10.2. Đặc tính kỹ thuật Năng suất thực tế của nhà máy đi vào máy đánh bóng là:1404,36 (kg/h) Năng suất của máy là 3000 (kg/h) n= 1404,364 = 0. 5 3000 Số thiết bị sử dụng là: . Vậy chọn 1 máy đánh bóng Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 71 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 6.11. Máy phân loại theo kích thước[18] 6.11.1 Cấu tạo Hì Máy phân loại theo kích thước nh 6.7. 6.11.2. Đặc tính kỹ thuật Sàng được ứng dụng để phân loại hạt cà phê theo kích cỡ. • Sàng đơn tiêu chuẩn được thiết kế với 4 lớp sàng. Tuy nhiên để tăng năng suất có thể kết hợp 8 lớp sàng vận hành song song để tạo thành sàng đôi. • Diện tích mặt sàng lớn, năng suất phân loại hạt cao, dễ dàng thay lưới khi cần thiết. • Tích hợp bi cao su làm sạch lưới sàng khi máy vận hành. • Tiêu hao năng lượng điện thấp. • Vận hành và bảo trì thiết bị đơn giản. • Chi phí bảo trì 6.11.3. Chọn thiết bị - Năng suất vào máy: (kg/h). - Chọn máy phân loại KT-4 tại CTCP Vina Nha trang. - Năng suất máy: 4000 (kg/h). - Motor(kw): 1,5 - số lớp lưới sàng: 2 Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 72 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT - kích thước: DxRxC=5000x1450x1700 1397,34 - Số máy cần chọn: n==0,34 4000 - Ta chọn số máy sử dụng: n=1 6.12. Máy phân loại theo trọng lượng[20] 6.12.1. Cấu tạo Hình 6.8. Máy phân loại theo lượng. 6.12.2. Đặc điểm thiết bị - Phân loại các loại hạt sâu, xốp, nhẹ và một số tạp còn sót trong nguyên liệu. - Hiệu quả phân loại cao, chính xác. - Điều chỉnh vô cáp gió và độ rung mặt sàng - Tiêu hao điện năng thấp - Ít ồn - Điều khiển tinh nhạy hướng nghiêng và tần số rung của sàng. 6.12.3. Nguyên tắc hoạt động: Cà phê nhân được nạp vào cửa nạp liệu, sau đó qua hệ thống khí động nhờ quạt thổi ngược lại, làm cho các thành phần trong nguyên liệu có khối lượng riêng khác nhau trong nguyên liệu tách riêng ra thành hai phần riêng biệt, thành phần cà phê nặng hơn thoát ra ở cửa xả liệu, thành phần còn lại nhẹ hơn gồm: vỏ trấu, hạt mẻ, tạp chất nhẹ được đẩy vòng ra ngoài qua cửa xả tạp chất. 6.12.4. Đặc tính kỹ thuật - Năng suất nguyên liệu vào máy: 1388,966 (kg/h). -Ta chọn máy phân loại PL-5 - Năng suất máy: 3000 (kg/h). -kích thước thiết bị : DxRxC=1400x2800x1700 - Số máy chọn: n==0.45 1388,966 Máy phân loại theo màu 3000 6.13. sắc[21] 6.13.1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động: Cà phê hạt được cấp vào phễu nạp liệu và đi qua điểm nhận dạng với vận tốc: Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 73 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 4m/s, qua máng trượt hạt cà phê rơi qua vùng nhận dạng theo màu sắc bằng camera. Tại đây hệ thống nhận dạng sẽ thu nhận màu sắc của từng hạt cà phê, sau đó các tín hiệu sẽ đưa về hệ thống xử lí. Các hạt cà phê cần loại bỏ sẽ được bộ xử lý trung tâm điều khiển cho các súng thổi bằng khí nén đẩy lệch quỹ đạo rơi vào phễu chứa hạt phế liệu tại điểm thổi. Hình 6.9. Máy phân loại màu OPSOTEC 5.01B. 6.13.2. Đặc tính kỹ thuật: - Năng suất máy: 5000 kg/h - Công suất 220V-50Hz-1,1kW - Khối lượng: 180kg. - Kích thước: DxRxC:1500x720x1845 - Lượng nguyên liệu vào máy: 2579.164 (kg/h) - Số máy sử dụng trong quá 1375,076 5000 trình: n==0.3 - Ta chọn n= 1(máy). 6.14. Máy phối trộn Năng suất vào máy : 1359,96(kg/giờ) Chọn máy phối trộn MT-25 Số lượng máy phối trộn cần: n = 1 Đặc tính kỹ thuật: + Công suất động cơ: 4,5 (Kw). + Kích thước máy: DRC = × 1500 mm1100 mm2910 mm. Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 74 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT + Vật liệu chế tạo: Phần tiếp xúc nguyên liệu làm bằng thép không rỉ 6.15. Tính chọn bể lên men và xilo 6.15.1. Tính toán bể lên men Lập luận Chọn tổng thời gian lên men một mẻ là 8h (trong đó có thời gian tháo nguyên liệu là 30p) Vậy tổng thời gian cần thiết cho một mẻ chứa là 8h nên bể lên men phải chứa đủ nguyên liệu trong 8h. Sau khi xát tươi nguyên liệu được đưa lần lượt vào bể chứa 1 và 2. Khi bể 1 lên men thì bể 2 được nạp nguyên liệu. Sau khi kết thúc quá trình lên men, nước được bơm vào bể vừa để rửa nhớt đồng thời để dễ vận chuyển nguyên liệu ra ngoài, lúc này bể 2 đã nạp liệu xong và chuẩn bị lên men. Quá trình lên men cứ tiếp tục như vậy. 3656,25 + Năng suất nguyên liệu đi vào mỗi bể lên men : ﾧ (kg/h). + Lượng nguyên liệu chứa trong bể lên men trong 8h : 1828,13× 8= 29250 (kg) + Tổng thời gian lưu của nguyên liệu trong bể là :8h + Khối lượng riêng của cà phê sau khi xát tươi: 500 (kg/m3). + Số bể lên men: n = 2 Bể được xây bằng xi măng, bên trong có lát một lớp gạch men. + Thể tích khối cà phê nhân chứa trong mỗi bể Vnl= (m3) + Thể tích bể chứa: V= (m3) Trong đó :-φ=0,85 :hệ số chứa đầy 29250 = 58,5 500 D R H Vnl ϕ 58,5Vnl = 68,8 0,85 ϕ 0 =>V== (m3). 10 + Chọn bể lên men hình hộp chữ nhật, đáy hình nghiêng góc 100 Thể tích phần nghiêng V= B: Diện tích phần đáy (m2) 1 BH 3 H: Chiều cao phần nghiêng (m) + Chọn chiều rộng bể lên men : R= 4,5 (m) Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 75 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG + Chọn chiều dài bể lên men: L= 5 (m) +Chọn chiều cao phần bể :H=3 (m) Vậy thể tích của bể chứa đáy bằng: V1=R×L×H=4,5×5×3=67,5 (m3) Chiều cao của đáy nghiêng đến đáy ngang của bể h=tg100×L=tg100×5=0,9(m) 1 1 × 0,9 × 4,BH 5 × 5 = 6,75 3 3 Thể tích phần nghiêng: V2= =(m3) Tổng thể tích của bể lên men: V=V1+V2= 67,5+6,75=74,25(m3) 6.15.2. Tính xilo chứa nguyên liệu sau khi lên men Lập luận Sau khi lên men nguyên liệu được đưa vào xilo chứa tạm thời trước khi vào máy sấy tĩnh. Vì máy sấy tĩnh hoạt động gián đoạn 2h/mẻ trong khi nguyên liệu ra từ bể lên men chứa trong 8h do đó xilo chứa tạm phải chứa đủ nguyên liệu cho 6h. -Khối lượng nguyên liệu vào trong 6h: m=3296,47×6=19778,8 kg ＋Dung trọng của cà phê: 500(kg/m3) ϕ: ＋ Hệ số chứa đầy Vtr h2 H D tháo liệu 600 Vn h 3) M NL 19778,8 ＋ Thể tích xilo chứa:(m V= = = 46,5 1 ρ × ϕ 500 × 0,85 1 đáy Chọn góc nghiêng của 1 2 Chọn đường kính xilo : D=3 (m) 1 1 1 1 ＋ Chiều cao đáy nón: h1=x tg600 =2,5 D (m) 32,5 + Thể tích đáy nón: Vn = 2 h 1 2D (x3,14 ) x 3 23 =x3,14x()2 =6,1(m3). 1 +Thể tích phần trụ: Vtr=V-Vn= 46,5 -6,1 = 40,4(m3). Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 76 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Vtr = Mà: +Chiều ( h2: chiều cao phần trụ). cao của xilô: 40,4 × 4 ,14×× D 322 H= 33,14 Suy ra: h2 = Vtr x==5,2(m) h1+h2=2,5+ 5,2 = 7,7(m). 6.15.3. Tính xilo chứa nguyên liệu sau sấy tĩnh Lập luận Sau khi sấy nguyên liệu được đưa vào xilo chứa tạm thời trước khi vào máy sấy thùng quay. Vì máy thùng quay hoạt động liên tục trong 4h trong khi máy sấy tĩnh làm việc gián đoạn, cứ sau 2h cho ra một mẻ nguyên liệu, do đó xilo chứa tạm phải chứa đủ để chứa nguyên liệu cho 2h từ máy sấy tĩnh để quá trình cấp liệu vào máy sấy thùng quay đều đặn. -Khối lượng nguyên liệu vào trong 2h: m=2447,63×2=4895,26 kg ＋Dung trọng của cà phê: 500(kg/m3) ϕ: ＋ Hệ số chứa đầy V= M NL 4895,26 ＋ Thể tích xilo chứa:(m3) = = 11,5 ρ × ϕ 500 × 0,85 Chọn góc nghiêng của đáy tháo liệu 600 Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 77 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT D 22,7 h 1 1D (x3,14 ) x 3 23 Vtr = Chọn đường kính xilo : D=2,5 (m) ＋ Chiều cao đáy nón: h1=x tg600 =1,7 (m) + Thể tích đáy nón: Vn = 2 =x3,14x()2 =1,8(m3). +Thể tích phần trụ: Vtr=V-Vn= 11,5 -1,8 = 9,6(m3). Mà: ( h2: chiều cao phần trụ). 9,64× 4 ,14×× D 2 22 33,14 Suy ra: h2 = Vtr x==3(m) +Chiều cao của xilô: H= h1+h2 =1,7+ 3 = 4,7(m). 6.15.4. Tính xilo chứa nguyên liệu sau khi phân loại theo kích thước Lập luận Sau khi phân loại theo kích thước thì nguyên liệu chia làm 3 loại. Chọn 3 xilo để chứa 3 loại nguyên liệu. Để dây chuyền hoạt đông liên tục và đều đặn khi vào thiết bị sau thì ta chọn thời gian lưu nguyên liệu trong mỗi xilo chứa là 2h. Vì cả 3 loại nguyên liệu không thể vào thiết bị tiếp theo cùng một lúc nên trong 2h đầu nguyên liệu ở xilo thứ nhất đi vào trước. Vậy sau 4h mới đến xilo thứ 3 và cứ tiếp tục như vậy với các xilo tiếp theo do đó ta phải tính toán thể tích cho xilo phải chứa đủ nguyên liệu trong 4h. Tính toán Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 78 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT ϕ: V= M NL 3892,9 = = 9,15 ρ × ϕ 500 × 0,85 D 2 Vtr = ,5 3 h 1 1D (x3,14 ) x 3 32 Chọn 1 xilo chứa cà phê có kích thước hạt > 6,3mm. ＋Lượng nguyên liệu vào xilo chứa: 973,249 (kg/h) ＋Lượng nguyên liệu chứa trong 2h: 973,249×4=3892,9 kg ＋Dung trọng của cà phê: 500(kg/m3) ＋ Hệ số chứa đầy ＋ Thể tích xilo chứa:(m3) ＋Chọn xilo chứa hình trụ, đáy hình nón, góc tháo liệu 600, đường kính hình trụ 2(m) ＋ Chiều cao đáy nón: h1=x tg600 =1,7(m) + Thể tích đáy nón: Vn = 2 =x3,14x()2 =1,8 (m3). +Thể tích phần trụ: Vtr=V-Vn= 9,15 -1,8 = 7,35 (m3). Mà: ( h2: chiều cao phần trụ). 7,35 4× 4 ,14×× D 2 22 33,14 Suy ra: h2 = Vtr x==2,3 (m) +Chiều cao của xilô: H= h1+h2=1,7+ 2,3 = 4 (m). Chọn 1 xilo chứa cà phê có kích thước hạt > 5,6mm. ＋Lượng nguyên liệu vào xilo chứa: 278,071(kg/h) ＋Lượng nguyên liệu chứa trong 4h: 278,071×4=1112,3 kg V= M NL 1112,3 ＋ Thể tích xilo chứa:(m3) = = 2,6 ρ × ϕ 500 × 0,85 Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 79 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT D 2 ,5 3 h 1 1D (x3,14 ) x 3 32 Vtr = ＋Chọn xilo chứa hình trụ, đáy hình nón, góc tháo liệu 600, đường kính hình trụ 1,5(m) ＋ Chiều cao đáy nón: h1=x tg600 =1,3 (m) + Thể tích đáy nón: Vn = 2 =x3,14x()2 =0,8 (m3). +Thể tích phần trụ: Vtr=V-Vn= 1,3 -0,2 = 1,8 (m3). Mà: ( h2: chiều cao phần trụ). 1,84× 4 ,14××D 122 33,14 Suy ra: h 2 = Vtr x==2,3(m). +Chiều cao của xilô: H= h1+h2=1,3+ 2,3= 3,6 (m). Chọn 1 xilo chứa cà phê có kích thước hạt > 5mm. Vì khối lượng của loại này gần bằng loại >6,5mm nên ta dùng một loại xilo cho 2 loại nguyên liệu này. 6.15.3. Tính xilo chứa nguyên liệu sau khi phân loại theo màu sắc, và sau khi phối trộn. Lập luận Vì khối lượng nguyên liệu sau khi phân loại có tỉ lệ hao hụt không lớn do đó ta có thể chọn 3 xilo có kích thước giống với 3 xilo sau phân loại theo kích thước để chứa Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 80 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT nguyên liệu sau khi phân loại theo màu sắc và phối trộn. Tính toán: Xilo chứa cà phê có kích thước hạt > 6,3mm, và loại 1 ＋Chọn xilo chứa hình trụ, đáy hình nón, góc tháo liệu 600, đường kính hình trụ 2(m) ＋ Chiều cao đáy nón: 1,7 (m) ＋Chiều cao hình trụ: 2,3 (m) ＋Chiều cao của xilô: H= h1+h2=1,7+ 2,3 = 4 (m). Chọn 1 xilo chứa cà phê có kích thước hạt > 5,6mm và >5mm và hạt loại 2,3. ＋Chọn xilo chứa hình trụ, đáy hình nón, góc tháo liệu 600, đường kính hình trụ 1,5(m) ＋ Chiều cao đáy nón: h1 =1,3(m) ＋ Chiều cao phần trụ: h2 =2,3(m). ＋ Chiều cao của xilô: H= h1+h2=1,3+ 2,3 = 3,6(m). 6.16. Các hố chứa cà phê 6.16.1. Hố chứa cà phê nạp liệu ٭Năng suất vào hố: 6250 (kg/h). ٭Khối lượng riêng: ρ = 500 (kg/m3). 6250 500 × 0,85 ٭Thể tích nguyên liệu: V==14,7 (m3). ٭Kích thước hố: DxRxC: 2x2x1,5 (m). ٭Chọn n= 2 hố 6.16.2. Hố chứa cà phê sau khi sấy thùng quay 1660,49 × 3,934 = 3266,2 2 ٭Năng suất vào hố sau khi ra khỏi mỗi máy sấy: (kg/h). ٭Khối lượng riêng: ρ = 500 (kg/m3). 3266,2 500 × 0,85 ٭Thể tích nguyên liệu: V==7,6 (m3). ٭Kích thước hố: DxRxC: 2,5x2x1,5 (m). ٭Chọn n= 1hố Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 81 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG 6.17. Hệ thống cân đóng bao tự động [25] ٭Chọn hệ thống cân đóng bao định lượng CBT-S50 của CT Vina Nha Trang. Đặc tính kỹ thuật: +Trọng lượng cân tối đa Pmax =60 (kg). + Vạch chia: d=50g. + Sai số cân trên mỗi bao: e[...]... A Chọn phương pháp chế biến cà phê [10, tr17] Chế biến cà phê nhân nhằm mục đích loại bỏ các lớp vỏ bao quanh hạt nhân cà phê và phơi sấy khô đến mức độ nhất định, làm cho cà phê nhân sống có một giá trị thương phẩm cao Rồi sau đó tiếp tục các quá trình chế biến khác Trong kỹ thuật chế biến cà phê nhân có hai phương pháp: - Phương pháp chế biến ướt - Phương pháp chế biến khô Phương pháp chế biến khô:... 25 27 26 27 năm 201 ngày Số ca 78 60 78 72 - - - - 75 81 78 81 603 Vậy năng suất sản xuất cà phê của nhà máy trong một giờ là: = 6.25 (tấn nguyên liệu/ giờ) 50 8 4.2 Cân bằng nguyên liệu cho sản xuất cà phê nhân Tính toán cho 6250kg nguyên lệu quả tươi/giờ Ở đây ta tính cân bằng vật liệu cho cà Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT - 27 - GVHD: PGS.TS... nhân cà phê Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 9 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT Ngoài ra, trong nhân cà phê còn có một lượng đáng kể Vitamin, các chất bay hơi và cấu tử của mùi thơm Từ cà phê nhân ta sẽ chế biến tạo nên các sản phẩm khác: cà phê rang, cà phê bột thô, cà phê hòa tan,… hoặc các sản phẩm phối chế: cà phê sữa,... lượng cà phê Việt Nam còn rất thấp Chính vì lý do đó mà lựa chọn một phương pháp sản xuất thích hợp nhằm nâng cao chất lượng cà phê trên thị trường quốc tế là thực tiễn rất cần thiết Vì vậy tôi quyết định chọn phương Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 13 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT pháp chế biến ướt để sản xuất cà phê nhân. .. đục quả cà phê tạo ra các hạt thủng, có rãnh Ngoài mọt đục quả ra thì các loại sâu khác cũng gây hại đến cà phê Chúng đục rỗng những quả cà phê khô Khi thời tiết nóng ẩm là lúc chúng làm tổ trong nhân cà phê 2.4.6 Ảnh hưởng của việc thu hái Cà phê dù được chế biến theo phương pháp nào đều phải được thu hái khi Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT... thuật chế biến cà phê theo phương pháp ướt, người ta có các biện pháp Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 18 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT tách lớp nhớt như sau: - Lên men tự nhiên - Lên men sinh hóa - Lên men hóa học - Sử dụng nước ấm - Dùng lực ma sát Ở đây tôi chọn phương pháp lên men sinh hóa vì phương pháp này có khả năng. .. màu của nhân chuyển thành màu vàng hoặc màu sáng + Cà phê đánh bóng: Cà phê nhân được chế biến ướt được bóc vỏ lụa bằng tác động cơ học làm mặt cà phê bóng và đẹp hơn 2.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê[ 10, tr 10-11] 2.4.1 Ảnh hưởng của loại đất trồng cà phê Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 10 - GVHD: PGS.TS... bong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến Vỏ lụa cà phê vối màu nâu nhạt, vỏ lụa cà phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhân cà phê Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 8 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT 2.2.1.4 Nhân cà phê Đây là lớp trong cùng của quả cà phê, phía ngoài của nhân là lớp tế bào rất cứng có những tế bào nhỏ chứa... án này tôi Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 tấn NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG - 16 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT chọn phương pháp làm sạch bằng bể Xi phông Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào sự khác nhau về tỉ trọng của các quả cà phê và các tạp chất so với tỷ trọng của nước để phân loại, kết hợp làm sạch nguyên liệu Tác dụng của phương pháp phân... Như vậy, cà phê nhân đóng vai trò quan trọng trong các nhà máy sản xuất cà phê rang, cà phê rang xay, cà phê bột hoà tan vì nó là nguyên liệu chính của các nhà máy này Hiện nay, trên thế giới cũng như trong nước có rất nhiều nhà máy sản xuất cà phê rang, cà phê rang xay nên nhu cầu về cà phê nhân là rất lớn Muốn đánh giá tác dụng các thành phần hóa học của nhân cà phê đến phẩm chất nước pha cà phê cần ... hạt trình chế biến Vỏ lụa cà phê vối màu nâu nhạt, vỏ lụa cà phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhân cà phê Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 NL /ca 12H2LT... kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt suất 50 nguyên liệu /ca" Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG Chương... phê 2.4.6 Ảnh hưởng việc thu hái Cà phê dù chế biến theo phương pháp phải thu hái Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt Năng suất 50 NL /ca 12H2LT SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG