Thiết kế nhà máy chế biến cà phê theo hai dây chuyền chế biến cà phê nhân với năng suất 20000 tấn cà phê nhân năm và chế biến cà phê bột với năng suất 1500 tấn cà phê bột năm

Tuy nhiên hàng năm sản phẩm cà phênhân của Việt Nam xuất khẩu thường thấp hơn giá mặt bằng chung của thế giới, mà nguyên nhân chủ yếu là do chất lượng cà phê nhân kém, lý do là vì công t

Với dân số trên 90 triệu người, tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh, nhu cầuvật chất và tinh thần của mỗi người dân Việt Nam từng bước được nâng lên,nhất là nhu cầu về các sản phẩm thực phẩm, trong đó không thể không nhắc đếncác loại thức uống đang có mặt trên thị trường, đặc biệt là các loại cà phê, haycác sản phẩm từ cà phê Thói quen sử dụng các thực phẩm chế biến từ cà phê đãđược hình thành và phát triển rất nhanh Hiện nay, ở Việt Nam cũng như trêntoàn thế giới, cà phê là một loại thức uống được sử dụng rộng rãi và phổ biến,với những hương vị đặc trưng và hấp dẫn, cà phê đem lại những cảm giác đặcbiệt khó quên cho người sử dụng.

Cà phê, ngoài hương vị độc đáo còn có những vai trò nhất định đối vớisức khỏe của con người Trong cà phê hoạt chất chủ yếu là cafein có tác dụngkích thích thần kinh, gây hoạt động minh mẫn cho trí óc và tăng cường hoạtđộng của các bộ phận khác của cơ thể, xúc tiến sự tuần hoàn của máu, chốngmệt mỏi cho cơ thể người

Bên cạnh đó cà phê là loại nông sản có giá trị cao, góp phần thúc đẩy nềnkinh tế đi lên, thu lại nguồn lợi lớn cho đất nước Ở Việt Nam hiện nay cà phê làmột mặt hàng xuất khẩu có giá trị kinh tế lớn Trong tháng 10 năm 2015, tổngsản lượng cà phê xuất khẩu là 84 nghìn tấn, với giá trị đạt 160 triệu USD, đưakhối lượng xuất khẩu cà phê 10 tháng đầu năm 2015 ước đạt 1,05 triệu tấn vớitổng giá trị 2,13 tỷ USD Hiện nay, Việt Nam đang là nước đứng thứ 2 thế giới

về xuất khẩu cà phê

Vùng Tây Nguyên rộng lớn, với khí hậu và đất đai thích hợp cho việcphát triển cây cà phê nên diện tích và sản lượng không ngừng tăng trong nhữngnăm qua Việc trồng cà phê có ý nghĩa kinh tế lớn, đem lại lợi nhuận cao, vừa

giải quyết được vấn đề về việc làm cho người dân và góp phần phủ xanh đấttrống, chống lũ lụt, xói mòn

Mặc dù sản lượng cà phê không ngừng tăng trong những năm qua chủ yếu

để xuất khẩu nhưng nguồn ngoại tệ thu về không cao Tình trạng này là dochúng ta chưa chú trọng đến công tác thu hoạch, bảo quản và chế biến cà phê,chủ yếu xuất khẩu dưới dạng nhân xô, chất lượng không ổn định nên thường bị

ép giá

Xuất phát từ tình hình thực tế và để tạo ra nhiều sản phẩm đảm bảo chấtlượng, giải quyết đầu ra cho bà con nông dân thì việc xây dựng thêm một nhàmáy chế biến cà phê trên địa bàn Tây Nguyên là một yêu cầu cấp thiết, có nhưvậy thì chúng ta mới khai thác tốt tiềm năng, thế mạnh của vùng, góp phần xâydựng đất nước giàu mạnh Chính vì vậy chúng tôi quyết định thực hiện đề tài:

Thiết kế nhà máy chế biến cà phê theo hai dây chuyền: chế biến cà phê nhân với năng suất 20000 tấn cà phê nhân/năm và chế biến cà phê bột với năng suất 1500 tấn cà phê bột/năm.

PHẦN 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1 Tính khả thi

Đời sống tinh thần và vật chất của người Việt Nam cũng như trên thế giớinói chung ngày càng được nâng cao, kéo theo nhu cầu thưởng thức các sảnphẩm thực phẩm cũng được tăng lên, trong đó các sản phẩm chế biến từ cà phêrất phổ biến và được sử dụng rộng rãi

Việt Nam, với điều kiện khí hậu và địa lý rất thích hợp với việc phát triển

cà phê, đã tạo ra một hương vị riêng biệt và chỗ đứng bền vững trên thị trườngthế giới cho cà phê Việt Nam Những năm qua, cũng như trong tương lai, sảnlượng và diện tích trồng cà phê không ngừng tăng lên, cộng thêm nhu cầu sửdụng và thị trường xuất khẩu rộng lớn Tuy nhiên hàng năm sản phẩm cà phênhân của Việt Nam xuất khẩu thường thấp hơn giá mặt bằng chung của thế giới,

mà nguyên nhân chủ yếu là do chất lượng cà phê nhân kém, lý do là vì công tácthu hái, chế biến không đảm bảo, các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ với máy móc, thiết bịkhông hoàn chỉnh, điều kiện vệ sinh kém

Do đó việc đầu tư xây dựng nhà máy chế biến cà phê sẽ nâng cao chấtlượng cà phê nhân, cà phê rang xay Nâng cao tính chủ động trong quá trình sảnxuất, bảo quản và xuất khẩu tạo điều kiện để năng cao giá trị của cây cà phêcũng như các sản phẩm sau khi chế biến cũng như bảo vệ môi trường

Vì vậy, “Thiết kế xây dựng một phân xưởng chế biến cà phê nhân và phânxưởng sản xuất cà phê bột ” là điều cần thiết để đáp ứng nhu cầu trong và ngoài nước

1.2 Tình hình tiêu thụ và xuất khẩu cà phê

a Tình hình tiêu thụ

Trên thị trường thế giới hiện nay, Mỹ là nước tiêu thụ sản lượng cà phênhiều nhất Theo khảo sát của Hiệp hội cà phê quốc gia Mỹ, khoảng 83% ngườitrưởng thành tại Mỹ uống cà phê, tăng so với con số 78% năm ngoái Theo khảosát của Hiệp hội, 63% số người trưởng thành tại quốc gia này uống cà phê mỗingày [20]

Bảng 1.1 Các nước tiêu thụ cà phê nhiều nhất thế giới

Nguồn: USDA, Coffee: World Markets and Trade

Tại Việt Nam, tuy là nước xuất khẩu cà phê đứng thứ 2 thế giới, nhưngtình hình tiêu thụ cà phê tại thị trường nội địa lại thấp hơn nhiều so với cácnước sản xuất cà phê lớn khác, chỉ chiếm khoảng 10% tổng sản lượng cà phêcủa cả nước

Thị trường cà phê Việt Nam được chia thành 2 phân khúc rõ ràng Cà phêrang xay (cà phê phin) chiếm khoảng 2/3 lượng cà phê được tiêu thụ, còn lại là

cà phê hòa tan Theo nghiên cứu của Học viện Marketing Ứng dụng I.A.M vềthói quen sử dụng cà phê, 65% người tiêu dùng có sử dụng cà phê Việt Namuống cà phê 7 lần/tuần, nghiêng về nam giới (59%) Riêng cà phê hòa tan có21% người tiêu dùng sử dụng cà phê hòa tan từ 3 đến 4 lần trong tuần, nghiêng

về nhóm người tiêu dùng là nữ (52%) [23]

Sức tiêu thụ cà phê Việt Nam còn khá thấp, Việt Nam sử dụng chừng 5%

cà phê thô để chế biến, trong khi đó tỷ lệ này của Brazil là 50%

Bảng 1.2 Sản lượng tiêu thụ cà phê nội địa

2013/14Tháng 10 năm 2013

2014/15Tháng 10 năm 2014

2015/16Tháng 10 năm 2015

Nguồn: GTA, Bộ công Thương Việt Nam, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ [23]

Bảng 1.3 Tính toán nhu cầu tiêu dùng cà phê nội địa đến năm 2030

Biểu đồ 1.1 Xuất khẩu cà phê Việt Nam theo Châu Lục (2013)

Nguồn: Bộ Công Thương Việt Nam [25]

Biểu đồ 1.2 Khối lượng và kim ngạch xuất khẩu cà phê nhân (2014 – 2015)

Nguồn: Tổng cục thống kê Việt Nam, GTA, doanh nghiệp xuất khẩu [27]

Bảng 1.4 Thị trường xuất khẩu chính đối với cà phê bột (2014-2015)

Thị Trường Đơn vị (nghìn bao)

 Về cà phê bột và hòa tan:

Thị trường cà phê bột và hòa tan của Việt Nam vẫn đang hấp dẫn đối vớicác doanh nghiệp được thể hiện ở chỗ các nhà máy của Nestlé, Vinacafé BiênHòa, Trung Nguyên đều đã hoạt động hết công suất và họ đều đang mở rộng quy

mô sản xuất lên, và việc công ty cà phê Ngon của Ấn Độ chuyên sản xuất cà phêhòa tan lớn nhất Châu Á tại cụm Công Nghiệp huyện Cư Kuin, Đắk Lắk vớicông suất 10.000 tấn/năm đã đi vào hoạt động mấy năm gần đây

Tuy Việt Nam có rất nhiều loại cà phê hòa tan nhưng chủ yếu là cà phêtruyền thống Trong tương lai với sự tham gia của nhiều thương hiệu cà phê đặcbiệt, thị trường cà phê thế giới sẽ phân chia lại và định hình rõ ràng hơn

1.3 Địa điểm

Đắk Lắk có địa hình có hướng thấp dần từ đông nam sang tây bắc Khíhậu toàn tỉnh được chia thành hai tiểu vùng Vùng phía tây bắc có khí hậu nắngnóng, khô hanh về mùa khô, vùng phía đông và phía nam có khí hậu mát mẻ, ônhoà Thời tiết chia làm 2 mùa khá rõ rệt là mùa mưa và mùa khô Mùamưa thường bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10 kèm theo gió tây nam thịnh hành,các tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng 7, 8, 9 lượng mưa chiếm 80-90%lượng mưa năm Riêng vùng phía đông do chịu ảnh hưởng của đông TrườngSơn nên mùa mưa kéo dài hơn tới tháng 11 Mùa khô từ tháng 11 đến tháng

4 năm sau, trong mùa này độ ẩm giảm, gió đông bắc thổi mạnh, bốc hơi lớn, gâykhô hạn nghiêm trọng Lượng mưa trung bình nhiều năm toàn tỉnh đạt từ 1600–

1800 mm

+ Hướng gió chính Đông Bắc

+ Nhiệt độ trung bình 23,30C Độ ẩm trung bình 82%

+ Cụm công nghiệp Cư Kuin, Huyện Cư Kuin, Tỉnh Đắk Lắk, phía Đônggiáp Khánh Hòa, phía Bắc giáp với Gia Lai, phía Nam giáp với Lâm Đồng, rấtthuận lợi cho giao thông đi lại với các Tỉnh lân cận do đó rất thuận lợi cho việcvận chuyển nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm Bên cạnh đó, Huyện Cư Kuin cóđiều kiện đất đai và khí hậu phù hợp nên cây cà phê phát triển rất tốt và đem lạithu nhập cao cho người dân

+ Cụm công nghiệp Cư Kuin có mặt bằng rộng lớn nên rất thích hợp để xâydựng nhà máy vừa đảm bảo về diện tích vừa đảm bảo về mặt kết cấu xây dựng

+ Diện tích:

Tổng diện tích cụm công nghiệp là 75 ha, với các chỉ tiêu sử dụng đấtnhư sau: [19]

- Đất công nghiệp chiếm 68 %;

- Đất giao thông chiếm 12 %;

- Đất cây xanh + bến bãi chiếm 10 %

- Đất công trình công cộng, dịch vụ chiếm 5 %;

- Đất công trình phụ trợ chiếm 5 %

Hình 1.1 Quy hoạch tổng thể Cụm Công Nghiệp Cư Kuin

1.4 Nguồn nguyên liệu

Ở nước ta, Tây Nguyên là khu vực có diện tích và sản lượng cà phê lớnnhất cả nước, đóng vai trò chủ đạo trong việc cung cấp nguyên liệu cho hầu hếtcác nhà máy sản xuất cà phê trong nước Theo thông tin cập nhật mới nhất từ Bộ

NN & PTNT, Sở NN & PTNT các tỉnh và các cơ sở cà phê địa phương, cùngcác doanh nghiệp xuất khẩu và thương nhân trong nước, diện tích cà phê củakhu vực Tây Nguyên hiện nay là 563.740 ha, trong đó diện tích trồng mới là15.000 ha, diện tích cho thu hoạch sản phẩm đạt 548.740 ha, tổng sản lượngkhoảng 1,25 triệu tấn Đắk Lắk lại là Tỉnh có diện tích và sản lượng cà phê lớnnhất ở khu vực Tây Nguyên với 210.000 ha, diện tích trồng mới là 3.000 ha, vậytổng sản lượng khoảng 461.250 tấn

Đắk Lắk có nhiều huyện trồng cà phê như: MaD’rak, Krôngbông, Krông

Nô, CưJut, Dakmin, ChưM’nga, Ea Sup, Krông Eana, KrôngPach….Đó lànhững huyện có thể cung cấp nguồn cà phê cho nhà máy Ngoài ra, ta có thể

vận chuyển nguồn nguyên liệu cà phê từ các Tỉnh khác như: Lâm Đồng, GiaLai, Kon Tum… Do vậy, việc chọn địa điểm đặt nhà tại Tỉnh Đắk Lắk sẽ làmgiảm được chi phí vận chuyển, đảm bảo chất lượng của nguyên liệu trước khiđưa vào sản xuất

1.5 Đường giao thông

Nhà máy ở địa điểm này rất thuận tiện cho việc giao thông

- Đường bộ: Nhà máy nằm sát Tỉnh lộ 10, cách Quốc lộ 27 khoảng 05 kmcho nên thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu và phân phối sản phẩm

- Đường thủy: Nhà máy cách cảng Nha Trang khoảng 165 km cho nên có thể sử dụng cảng này để phân phối sản phẩm trong và ngoài nước

- Đường sắt: Nhà máy có thể dùng ô tô vận chuyển sản phẩm về ga Nha Trang, ở đó có thể đóng Container để đưa sản phẩm đi khắp mọi nơi

1.7 Nguồn cung cấp năng lượng

- Điện: Hiện tại có 2 đường dây trung áp 22kv vào cụm công nghiệp đảmbảo cấp điện ổn định Để đảm bảo sự hoạt động của phân xưởng được liên tục,nhà máy đã chuẩn bị một máy phát điện dự phòng

- Nước: Nguồn nước của phân xưởng được lấy chủ yếu từ sông Krông Ana

và bơm từ giếng khoan sau đó được qua hệ thống xử lý và đưa vào sản xuất

- Nhiên liệu: Nhiên liệu dùng cho nhà máy bao gồm: Than antraxit dùng

để đốt lò sấy cà phê, xăng dùng cho xe ô tô của phân xưởng và dùng dầu bôitrơn để bôi trơn thiết bị trong quá trình sản xuất

1.8 Nguồn nhân lực

+ Việc xây dựng nhà máy sẽ giải quyết được một phần lao động trong khuvực, tiết kiệm tiền đầu tư xây dựng khu nhà ở và các công trình phụ khác, tạođiều kiện cho tỉnh nhà phát triển

+ Cán bộ kỹ thuật và công nhân được đào tạo từ các trường Đại học, Caođẳng, Trung cấp ở khu vực Tây Nguyên như Đại Học Tây Nguyên,…Yêu cầuchung là phải đảm bảo vận hành phân xưởng ổn định và có thể giải quyết vàkhắc phục khi có sự cố xảy ra

1.9 Thị trường tiêu thụ

Mặc dù nhà máy chế biến cà phê nằm ở Tây Nguyên không thuận lợinhư các vùng khác nhưng do nằm gần nhiều tuyến đường quốc lộ nên việcphân phối sản phẩm tương đối thuận lợi Hơn nữa, chất lượng các sản phẩm

cà phê ở Tây Nguyên cao nên được thị trường trong và ngoài nước ưachuộng

1.10 Hợp tác hóa

Nhà máy có thể hợp tác hóa và liên hợp hóa với các nhà máy lân cận ởtrong Cụm công nghiệp Cư Kuin như nhà sản xuất cà phê Ngon, đồng thời cóthể hợp tác hóa với các nhà máy ở tỉnh khác sẽ thuận lợi cho việc đầu tư trangthiết bị, máy móc, phát triển nâng cấp, cải tiến kỹ thuật của nhà máy đồng thờiqua sự hợp tác này sẽ tạo điều kiện cho việc sử dụng chung những công trìnhgiao thông vận tải, cung cấp điện, nước…

Sản phẩm cà phê có thể được tiêu thụ nhanh chóng nhờ tính chất gắn bóchặt chẽ giữa các nhà máy nên giải quyết được đầu ra cho sản phẩm cà phê

1.11 Xử lý chất thải

Nước thải ra trong quá trình sản xuất không đạt yêu cầu để thải trựctiếp ra môi trường do vậy cần được xử lý, nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhàmáy được đưa vào hệ thống cống rãnh trong nhà máy đến bể xử lý nước trướckhi thải ra ngoài môi trường Các chất thải rắn nên xử lý bằng cách đào hố đểchôn tránh gây ô nhiễm cho người dân, còn chất thải ở dạng vỏ trấu thì sửdụng làm nhiên liệu

Trên hệ thống thoát nước thải có các hố ga xây gạch có kích thước700x700mm sâu trung bình 1.5m Ống thoát nước thải bằng ống uPVC cóđường kính D=200mm

PHẦN 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU – SẢN PHẨM 2.1 Giới thiệu về cây cà phê

Nguyên liệu dùng để chế biến cà phê ở nước ta cũng như trên thế giới, chủyếu là giống Arabica và giống Robusta Hai giống này có thời gian thu hoạchkhác nhau nên có thể bổ sung thời vụ cho việc trồng và thu hoạch giống chính

2.1.2.2 Cà phê Robusta

Hình 2.2 Cà phê Robusta

Thường gọi là cà phê vối, được trồng nhiều ở nước ta Loại cây trồng nàyrất thích hợp với điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng tại vùng Tây Nguyên ViệtNam, vì vậy dễ dàng chăm sóc và thu hoạch, khi quả chín có màu đỏ thẫm Cà

phê Robusta cho sản lượng cao hơn và có sức đề kháng mạnh hơn cà phê Arabica Loại cà phê này có vị mạnh, mùi thơm nồng, có hàm lượng caffein cao

tới 2,4%, gấp đôi so với Arabica [10]

2.1.2 Thành phần hóa học của quả cà phê

2.1.2.1 Thành phần của quả cà phê

Quả cà phê sau khi thu hoạch đưa vào chế biến, nó gồm các phần sau đây:lớp vỏ quả, lớp nhớt (lớp thị quả), lớp vỏ trấu (vỏ thóc), lớp vỏ lụa, nhân cà phê

Bảng 2.1 Tỷ lệ các thành phần của quả cà phê (tính theo % quả tươi) [10,tr12]

2.1.2.2 Thành phần hóa học của các phần cấu tạo quả cà phê

a Thành phần hóa học của vỏ quả

Vỏ quả có màu đỏ khi chín, là chất antoxian trong đó có vết của ancaloit,tanin, cafein và các loại men Trong vỏ quả có chứa 21,5 – 30 % chất khô

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của vỏ quả [10, tr 13]

Thành phần hóa học Cà phê chè (%) Cà phê vối (%)

92273381557

23

c Thành phần hóa học của lớp vỏ trấu

Thành phần chủ yếu của lớp vỏ trấu là xenlulo và tro, trong thành phầncủa tro chủ yếu là silic, canxi, kali, magiê…

d Thành phần hóa học của nhân

Bảng 2.4 Thành phần hóa học của nhân cà phê [10, tr 15]

85-100130-1503-1041-45VếtNgoài ra trong nhân cà phê có một lượng đáng kể vitamin, các chất bayhơi và cấu tử của mùi thơm Hiện nay đã tìm ra 70 chất thơm hỗn hợp lại tạothành mùi thơm đặc biệt của cà phê.

2.1.3 Giá trị của cà phê

Cây cà phê có giá trị kinh tế cao về nhiều mặt, sản phẩm chính của cà phê

là hạt, ngoài ra gỗ cũng đem lại nguồn lợi đáng kể cho người sản xuất Ngoài ratrồng cà phê còn có ý nghĩa trong cải tạo hệ sinh thái và thu hút được nhiều laođộng nông nghiệp, tạo cơ sở cho một số ngành công nghiệp phát triển

2.1.3.1 Giá trị dinh dưỡng [22]

Trong hạt cà phê khi phân tích có đầy đủ các hợp chất như: protein, lipit,đường, tinh bột, xenlulô đặc biệt là có cafein

Cafein là một hợp chất mang tính độc ở nồng độ cao, ở nồng độ thấp cótác dụng kích thích sự hoạt động của hệ thần kinh nên uống cà phê sẽ tỉnh táokhi bị mệt mỏi, căng thẳng Cafein còn kích thích sự hoạt động của hệ tiêu hoá.Ngoài ra có một số loài cà phê không có Cafein như loài Coffea Luxifolia,Coffea Mongenetii, các loài này có thể làm thức uống có hương vị cà phê dùngcho người bệnh hoặc làm vật liệu lai tạo khi cần thiết

Bên cạnh đó, cà phê có chứa hàm lượng cao những hợp chất polyphenols,

là những chất chống oxy hoá mà cơ thể người có thể hấp thụ được

2.1.3.2 Giá trị xuất khẩu

Cà phê là loại thức uống có chất lượng cao, thơm ngon nên người uống càphê ngày một gia tăng Hầu hết các nước châu Âu và một số nước ở các châulục khác dùng cà phê làm thức uống hàng ngày Nhìn chung số người uống càphê trên toàn thế giới tăng nhanh qua từng năm Chính vì vậy giá trị xuất khẩucủa cà phê luôn có vị trí quan trọng trong các mặt hàng nông sản xuất khẩu Cà

phê là một trong những loại nông sản xuất khẩu quan trọng nhất của Việt Nam,chỉ đứng sau gạo Hiện nay, Việt Nam đang chiếm vị trí thứ 2 thế giới về xuất

khẩu cà phê Giá xuất khẩu trung bình của cà phê hiện nay là 1,910 USD/T [23]

2.1.3.3 Giá trị trong công nghiệp và các giá trị khác

Ngoài việc sử dụng làm thức uống hàng ngày thì trong công nghệ thựcphẩm, cà phê được chế biến thành rượu, bánh kẹo và làm nước giảt khát, cóhương vị cà phê

Trong công nghệ dược phẩm cafein được sử dụng làm thuốc điều trị bệnh,

có thể dùng để an thần, trợ tim hoặc giúp dễ thở Caffeine cũng thường đượcphối hợp dùng trong nhiều loại thuốc trị cảm sốt như Excedrin, Midol, Anacin

để làm giảm đau, giảm mệt mỏi [21]

Sản phẩm phụ của quả cà phê là lớp thịt quả, lớp quả nhớt chiếm 62- 67%khối lượng quả trong đó có hàm lượng đường khá lớn và nhiều hợp chất dinh dưỡng khác nên được dùng làm thức ăn gia súc, làm phân bón Phần vỏ trấu

làm nhiên liệu và làm giá thể trong sản xuất nấm

2.1.4 Yêu cầu về chất lượng nguyên liệu

Chất lượng của cà phê thành phẩm phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng của

cà phê quả tươi Vì vậy, việc kiểm soát và đảm bảo các công đoạn chăm sóc, thu

hái để thu được cà phê quả tươi chất lượng tốt là đặc biệt quan trọng

Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 9278:2012 về chất lượng cà phê quả tươi, ta

có những tiêu chẩn nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp của nhà máy

Bảng 2.5 Yêu cầu kỹ thuật đối với cà phê quả tươi

Chỉ tiêu

Tỷ lệ quả chín,

%

Tỷ lệ quả khô, quả chùm, quả xanh, %

Tỷ lệ quả lép, %

Tỷ lệ tạp chất và quả xanh non,

%

Tỷ lệ quả thối, mốc,

ra phơi riêng

Thu hái cà phê bằng cách dùng ngón tay bứt quả, không tuốt cành, khôngbứt cả chùm đối với cà phê chè Phải bảo vệ cành, lá, nụ tránh ảnh hưởng tới vụsau Không để quả cà phê lẫn vào trong đất dễ bị nhiễm nấm bệnh

Để có nguồn nguyên liệu ổn định cung cấp cho sản xuất, nhà máy cần quyhạch vùng nguyên liệu, chú ý đến các biện pháp canh tác, bao gồm chăm sóc,thu hái, và bảo quản nguyên liệu đã thu hái

2.2 Các loại sản phẩm từ cà phê quả tươi

Các sản phẩm của cà phê rất đa dạng, sản phẩm ban đầu của cây cà phê là

cà phê quả tươi Cà phê quả tươi qua quá trình sơ chế, chế biến sẽ cho ta cà phênhân.Từ cà phê nhân qua quá trình chế biến công nghiệp sẽ cho ta các sản phẩmtinh chế là cà phê hoà tan, cà phê bột, cà phê sữa, vv Các sản phẩm tinh chếnày được đem ra thị trường bán cho người tiêu dùng, là nhũng người mua cuốicùng Trong hoạt động thương mại trên thị trường thế giới, các nước chủ yếuxuất khẩu cà phê dưới dạng cà phê nhân hay còn được gọi là cà phê nguyên liệu

trong ngành công nghiệp chế biến cà phê rang xay, hòa tan Là chất phụ giacho một số ngành chế biến thực phẩm - đồ uống.

Tùy theo các phương pháp chế biến, ta thu được sản phẩm cà phê nhân cóchất lượng khác nhau Cà phê quả tươi sau khi qua các công đoạn tách thịt quả,lớp nhớt, vỏ trấu thu được cà phê nhân có màu vàng xanh hoặc màu xám, cómùi đặc trưng Cà phê nhân là nguyên liệu chính để sản xuất các loại cà phê bột

và cà phê hòa tan, bên cạnh đó cà phê nhân còn được đưa đi chiết xuất cafein, đểlàm chất phụ gia cho một số ngành chế biến thực phẩm - đồ uống như bánh kẹo,rượu, nước giải khát

2.2.2 Cà phê bột

Cà phê nhân sau khi qua quá trình rang, nghiền mịn ta thu được cà phêbột Cà phê bột có màu nâu cánh gián, có mùi thơm đặc trưng, mịn và nhẹ, làloại thức uống được sử dụng rộng rãi Cách sử dụng cà phê bột rất đơn giản, chỉcần cho bột cà phê vào phin, ấn nhẹ, cho nước nóng vào và đợi nước chiết càphê chảy xuống ly, rồi thưởng thức hương vị đậm đà của nó

2.2.3 Cà phê hòa tan

Cà phê hòa tan hay cà phê uống liền là một loại đồ uống bắt nguồn từ càphê dưới dạng bột cà phê và đã được nêm nếm sẵn theo khẩu vị và được chếbiến bằng phương pháp rang, xay, sấy khô Cà phê hòa tan được sử dụng ngaybằng cách chế với nước sôi và khuấy đều là có thể sử dụng Loại cà phê này cóthể bảo quản được lâu và dễ sử dụng

Cà phê hòa tan là một loại cà phê có thể dễ dàng tan trong nước với

khoảng thời gian ngắn và được dùng để uống liền Sở dĩ cà phê hòa tan tannhanh trong nước là do trong quá trình chế biến cà phê hòa tan, các nhà sản xuấtchỉ trích ly, chiết xuất và giữ lại những chất tan trong hạt cà phê Các thành phầnkhông tan và tạp chất đều được loại bỏ

Một số thương hiệu cà phê hoàn tan nổi tiếng như Nescafe, Vina cafe, Càphê Việt đang chiếm vị thế quan trọng trong nghành công nghiệp thực phẩmnước ta

2.2.4 Các loại sản phẩm khác

Cà phê chiết xuất là một loại sản phẩm mới trên thị trường hiện nay, càphê sau khi qua các công đoạn chiết xuất, trích ly và tinh chế, ta thu được cà phêchiết xuất Cà phê chiết xuất có thể sử dụng để làm chất phụ gia cho một số loạithực phẩm khác như bánh kẹo, rượu, đồ uống Cà phê chiết xuất còn được sửdụng trong nền công nghiệp mỹ phẩm, bằng cách bổ sung vào các loại kemdưỡng da, sẽ mang lại tác dụng chống oxi hóa và bảo vệ làn da một cách hiệuquả Ngoài ra, cà phê chiết xuất được sử dụng để sản xuất thực phẩm chức nănggiúp giảm cân, tác dụng giảm cân của cà phê chiết xuất là do hợp chất acidchlorogenic

Cà phê khử cafein: Là cà phê thu được sau khi chiết cafein

Cà phê pha: Nước cà phê thu được bằng cách dùng nước để chiết cà phê rang ở dạng bột hoặc bằng cách thêm nước vào cà phê chiết, cà phê hòa tan hoặc

cà phê hòa tan làm khô ở nhiệt độ thấp

PHẦN 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1 Dây chuyền công nghệ sản xuất cà phê nhân

3.1.1 Chọn phương pháp sản xuất [10]

 Dựa theo TCVN 4193 : 2001 về yêu cầu kỹ thuật của cà phê nhân,cần chọn công nghệ sản xuất phù hợp nhất để tạo ra được chất lượng cà phênhân thành phẩm đảm bảo các yêu cầu:

- Màu sắc: Màu tự nhiên của mỗi loại cà phê nhân sống

- Mùi: Không có mùi lạ

- Độ ẩm: Độ ẩm của cà phê khi giao nhận trong lãnh thổ Việt Nam, tối

đa là 13% theo TCVN 6536 : 1999 (ISO 1447)

Cà phê vối Được lẫn C: ≤ 0,5%

Được lẫn A: ≤ 3%

Được lẫn C: ≤ 1%

Được lẫn A: ≤ 5%

Được lẫn C: ≤ 5%Được lẫn A: ≤ 5%Ghi chú: A: Cà phê chè (Arabica)

R: Cà phê vối (Robusta)C: Cà phê mít (Chari)

 Trong kỹ thuật chế biến cà phê nhân có 2 phương pháp chính:

- Phương pháp chế biến ướt: gồm 2 giai đoạn chính:

* Giai đoạn xát tươi và phơi sấy loại bỏ các lớp vỏ thịt và các chất nhờnbên ngoài và phơi sấy khô dần đến mức độ quy định

* Giai đoạn xát khô, đánh bóng để loại bỏ các lớp vỏ trấu và một phần vỏlụa, tạo thành cà phê nhân.

- Phương pháp chế biến khô: chỉ có một giai đoạn chính là sau khi phơi cảquả cà phê đến độ ẩm nhất định dùng máy xát khô loại bỏ các lớp vỏ bao bọcnhân, không cần qua giai đoạn chế biến thành cà phê thóc

Từ những phân tích trên cho thấy:

- Phương pháp chế biến khô tuy có ưu điểm là đơn giản, vốn đầu tư ítnhưng ngược lại phương pháp chế biến khô có nhiều nhược điểm như: phụthuộc quá nhiều vào điều kiện thời tiết, chất lượng cà phê không cao, thời giansản xuất dài…

- Phương pháp chế biến ướt đòi hỏi đầu tư lớn hơn và dây chuyềncông nghệ phức tạp hơn nhưng bù lại phương pháp chế biến ướt có thể bùđắp những nhược điểm mà phương pháp chế biến khô gặp phải như: khôngphụ thuộc vào điều kiện thời tiết, tiết kiệm chi phí nhân công, đặc tính kỹthuật phù hợp với việc sản xuất cà phê chất lượng cao đồng thời rút ngắnđược thời gian sản xuất Và hơn hết, phương pháp chế biến ướt cho chấtlượng cà phê nhân thành phẩm đảm bảo các yêu cầu của TCVN 4193 : 2001

Vậy, tôi quyết định chọn phương pháp ướt để sản xuất cà phê nhân

3.1.2 Dây chuyền sản xuất cà phê nhân bằng phương pháp ướt.

Nguyên liệu

Sơ đồ 3.1 Dây chuyền sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt

Thu nhận và bảo quản

Làm sạch, phân loại

Xát cà phê quả tươi

Ngâm Ủ (Lên men)

Phân loại theo kích thước

Phân loại theo trọng lượng

Phân loại theo màu sắc

Cân, đóng bao

Cà phê nhân

Rác thải, cành cây, đất đá, kim loại

Làm ráo

Sấy

Vỏ, thịt cà phê

Vỏ trấu,tấm và hạt nhẹ Sàng phân loại

Tấm và hạt nhẹ

Vỏ lụa,tấm và hạt nhẹ

3.1.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.1.3.1 Nguyên liệu

Nguyên liệu là các loại cà phê quả đã được thu hoạch, loại cà phê chínhđược trồng ở nước ta là Robusta chiếm khoảng 97%, ở Đắk Lắk trồng gồm 2loại đó là Arabica và Robusta

3.1.3.2 Thu nhận và bảo quản nguyên liệu

a Thu nhận nguyên liệu [10]

Cà phê được thu hái bằng phương pháp thủ công, chủ yếu là thu hái bằngtay Cà phê là một loại sản phẩm dễ bị mất phẩm chất nếu không được thu háiđúng lúc, và chế biến kịp thời Để đảm bảo phẩm chất tốt, đồng thời tránh lãngphí vì rơi rụng hư hỏng, việc thu hái cần đạt được các yêu cầu sau:

- Cần thu hái đúng lúc, kịp thời, đúng tầm chín

- Không thu hái những quả cà phê còn xanh còn non chưa đầy đủ chất lượng

- Phải hái từng quả, không hái chùm làm ảnh hưởng đến cây và năng suấtmùa sau

- Khi thu hái phải bảo vệ các nụ hoa nhất là cà phê mít

- Cần giữ vệ sinh khi thu hái, không để lẫn rác, cành, đất, đá làm nhiễmbẩn khối hạt

- Sau khi thu hái xong phải vận chuyển ngày về nơi chế biến không để ủđống quá lâu làm cho cà phê nẫu, bốc nóng

Mỗi loại cà phê có thời gian chín và thu hoạch khác nhau Cà phê chèchín tập trung hơn Cà phê vối thường chín rải rác hơn Thời gian thu rộ vàokhoảng 20 – 40 ngày, nên việc tập trung nhân lực thu hoạch rất chú trọng Tuỳthuộc vào thời tiết khí hậu từng vùng mà cà phê có thể chín sớm hoặc muộnhơn, ngoài ra còn phụ thuộc vào mức độ chăm sóc

Thông thường thời vụ thu hoạch như sau:

- Cà phê chè: từ tháng 11, 12, 1, 2, tập trung vào tháng 12 và tháng 1 ỞTây Nguyên thu hoạch sớm hơn khoảng 2 tháng

- Cà phê vối: từ tháng 12, 1, 2, 3, 4, thu rộ vào tháng 2, 3

b Bảo quản nguyên liệu

Nguyên liệu sau thu hái nên chế biến càng nhanh càng tốt, nếu chưa chếbiến thì không được chất thành đống mà phải được bảo quản ở nơi thoáng mát,

có mái che và trải thành lớp dày khoảng 15-20 cm trên nền sạch, 2-3 giờ ta tiếnhành đảo trộn một lần Thời gian bảo quản càng ngắn càng tốt, thường kéo dàikhông quá 36 giờ

3.1.3.3 Làm sạch và phân loại

a Mục đích [10]

Rửa sạch nguyên liệu, làm cho kích thước nguyên liệu đồng đều hơn, táchcác tạp chất lẫn trong nguyên liệu như đất đá, rác, cành cây, quả khô…, đồngthời loại bỏ được bụi bẩn, sâu bệnh và vi sinh vật gây bệnh Ngoài ra, quá trìnhlàm sạch và phân loại còn tách được các tạp chất nặng và sắc bén như kim loại,

đá sỏi để bảo vệ máy móc thiết bị

b Cơ sở của các phương pháp phân loại và làm sạch [10]

Làm sạch và phân loại nguyên liệu chủ yếu là dựa vào sự khác nhau vềtính chất vật lý, trạng thái của nguyên liệu và tạp chất Đặc biệt chú ý đến cáctạp chất khó làm sạch để loại chúng ra, đồng thời phải áp dụng các phương phápkinh tế nhất, có hiệu quả nhất

Có thể quy về các phương pháp sau:

+ Dựa vào sự khác nhau về kích thước của nguyên liệu về các tạp chất đểphân loại và làm sạch có thể dùng loại sàng chấn động, sàng bắc ngang, sàngtròn, sàng nẩy

+ Dựa vào sự khác nhau về sức chịu gió của nguyên liệu và tạp chất màlàm sạch và phân loại thường dùng catado hay quạt hòm…

+ Dựa vào sự khác nhau giữa chiều dài của nguyên liệu và tạp chất đểphân loại thường dùng máy hình trụ hoặc máy đĩa…

+ Dựa vào sự khác nhau về hình dáng, trạng thái bề mặt, trọng lượng riêng

để làm sạch và phân loại Bể xi phông để phân loại và làm sạch bằng nước

Đối với nguyên liệu cà phê quả tươi thì dùng phương pháp phân loại vàlàm sạch bằng bể xi phông là hợp lý nhất vì nó có rất nhiều ưu điểm như:

+ Tách các tạp chất nhẹ, đảm bảo phẩm chất của sản phẩm thuần khiết

+ Làm mềm và rửa sạch quả tạo điều kiện tốt cho máy bóc vỏ quả tươi

Sau khi xát tươi ta thu được các thành phần chính như sau:

+ Vỏ quả và thịt quả

+ Cà phê thóc ướt còn dính lớp nhớt

+ Quả xanh, non có vỏ cứng chưa bóc được vỏ

b Cơ sở phương pháp xát cà phê quả tươi

Dưới tác dụng của lực cơ học, vỏ quả và vỏ thịt bị bóc ra khỏi nhân cà phê

3.1.3.5 Ngâm ủ (Lên men)

a Mục đích [10]

Sau khi tách lớp vỏ quả, quả cà phê còn dính lớp vỏ thịt Thành phần củalớp vỏ này chủ yếu là pectin, đây là thành phần không có lợi cho quá trình sảnxuất nên cần phải loại bỏ

b Phương pháp [10]

Cà phê đi ra từ máy xát tươi ta dùng bơm cao áp chuyển lên xi lô để tiếnhành lên men trong bể xi lô từ 6-10h Quá trình lên men có sự giúp đỡ của nấmmen và các vi sinh vật Nhớt và các chất không hoà tan khác sẽ là cơ chất lênmen để thúc đẩy quá trình mọc mầm sơ bộ làm chất lượng cà phê được nângcao Quá trình lên men kết thúc khi ta tiến hành rửa hạt cà phê để tách rượu,axit lactic, propionic, butyric…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 lượngkhông cao và hình dạng màu sắc bên ngoài của nó

3.1.3.6 Đánh nhớt

a Mục đích [10]

Loại bỏ những phẩm vật tạo thành trong quá trình lên men và nhữngmảnh vỏ thịt còn sót lại, dính vào vỏ thóc bởi vì không những ảnh hưởng đếnmàu sắc, mùi vị của cà phê thành phẩm mà còn kéo dài thời gian sấy nữa

b Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rửa nhớt [10]

+ Quá trình lên men: lên men tốt hay xấu đều ảnh hưởng đến quá trìnhđánh và rửa nhớt Nếu lên men tốt, nhớt được phân huỷ hoàn toàn thì quá trìnhrửa nhớt sẽ dễ dàng và nhanh chóng, hoặc ngược lại

+ Tỷ lệ nước: nếu tỷ lệ nước/nguyên liệu lớn thì sẽ kéo dài thời gian rửanhớt Nếu tỷ lệ nước/nguyên liệu nhỏ sẽ làm tăng công suất của thiết bị Thôngthường có thể dùng tỷ lệ khoảng 0,9 – 1,2

b Phương pháp thực hện [10]

Chúng ta nên sấy 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 vàcông nghệ sản xuất hiện đại

Giai đoạn 2 dùng phương pháp sấy động và chọn thiết bị sấy thùng quay

3.1.3.9 Đóng bao, bảo quản

Cà phê thóc khô không đem đi xát, đánh bóng ngay mà nhập kho bảoquản để dự trữ

3.1.3.10 Sàng tách tạp chất

a Mục đích [10]

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 máyxay xát để đảm bảo cho thiết bị khỏi hư hỏng thất thường

b Phương pháp thực hiện [10]

Thường dùng sàng rung để tách Lưới sàng có các lỗ sàng với kích thướcphù hợp để tách riêng cà phê thóc và tạp chất Ở miệng phểu ra có gắn một namchâm vĩnh cửu để hút các tạp chất kim loại Bộ khung có tay truyền động gắnvới trục khuỷu

a Mục đích

Cà phê nhân sau khi xát thì vẫn còn lại một lớp vỏ lụa bám xung quanh,lớp này chủ yếu là xenlulo, nó không giúp ích gì cho quá trình tạo thành chấtlượng 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 hoặcmòn đi

b Nguyên tắc

Dựa vào lực ma sát giữa hạt và vỏ lụa, giữa hạt và trục máy, giữa hạt và hạt

c Yêu cầu sau khi đánh bóng

- Nhiệt độ cà phê không quá 550C

cà phê xô ra các cỡ khác nhau theo kích thước

3.1.3.14 Phân loại theo trọng lượng [10]

a Mục đích

Sau khi phân loại theo kích thước thì hạt cà phê có sự đồng đều về mặtkích thước nhưng chưa được đồng đều về trọng lượng hạt cho nên cần đượcphân loại theo trọng lượng

b Nguyên tắc

Dựa vào sự khác nhau về trọng lượng riêng của hạt ta sử dụng sức gió đểphân loại, Các hạt có tỷ trọng cao sẽ vượt qua sức gió rơi xuống dưới đáy vàđược dẫn ra ngoài, hạt nhẹ sẽ bị đẩy lên trên

c 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 chếchthổi từ dưới lên Do sự khác nhau của hạt mà được phân riêng làm nhiều loạikhác nhau: tạp chất, rác, bụi…

Loại thẳng đứng: Catador

3.1.3.15 Phân loại theo màu sắc

a Mục đích

Hạn chế số hạt lỗi (hạt đen, hạt nâu) nhằm đạt được màu sắc đồng đều,

tăng chất lượng cảm quan

b Nguyên tắc

Thường phân loại dựa trên tiêu chuẩn nhà nước hoặc dựa trên hợp đồngbuôn bán với các cơ quan hoặc giữa nhà nước với nhau và cũng thỏa mãn đượcyêu cầu của bên mua và bên sản xuất

c Phương pháp thực hiện

Có hai cách phân loại: Phân loại bằng máy, phân loại bằng tay

Ta sử dụng phân loại bằng thiết bị điện tử

3.1.3.17 Bảo quản cà phê nhân

Yêu cầu cà phê bảo quản trong kho:

- Độ ẩm hạt 10-12%

- Xếp bao cà phê trên nền lót bằng ván để tránh hút ẩm, cách xa mái tường

3.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất cà phê bột

Dựa theo TCVN 5251-90 về yêu cầu kỹ thuật của cà phê bột, cần chọncông nghệ sản xuất phù hợp nhất để tạo ra được chất lượng cà phê bột thànhphẩm đảm bảo các yêu cầu:

- Màu sắc: + Hạng 1: Bột màu cánh gián đậm

+ Hạng 2: Bột màu cánh gián không đều

- Trạng thái: + Hạng 1: Không cháy, không vón cục

+ Hạng 2: Không vón cục

- Mùi: + Hạng 1: Thơm đặc trưng, không có mùi lạ

+ Hạng 2: Thơm đặc trưng, không có mùi lạ

- Vị: + Hạng 1: Vị đậm đà, thể chất phong phú, hấp dẫn

+ Hạng 2: Vị đậm, thể chất trung bình

- Nước pha: + Hạng 1: Màu cánh gián đậm, sánh, hấp dẫn

+ Hạng 2: Màu cánh gián đạm, trong, đạt yêu cầu

- Độ ẩm: ≤ 5%

- Hàm lượng cafein: ≤ 0,5%

- Tỷ lệ tạp chất: ≤ 0,3%

3.2.2 Thuyết minh quy trình

a Mục đích

Khi cà phê nhân chưa qua chế biến và được bảo quản một thời gian lâunên cà phê nhân dễ bị hấp thụ mùi vị lạ, đặc biệt là mùi mốc nên phải xử lýtrước khi chế biến

b Phương pháp xử lý bằng nước hoặc bằng dung môi hữu cơ

- Xử lý bằng nước

Cà phê sau khi bảo quản (chất lượng còn tốt), đem ngâm trong bể nước,nước sẽ xâm nhập vào mao quản của cà phê, hòa tan mùi vị lạ Sau khi đem làmráo cà phê thì mùi vị lạ được tách ra

- Xử lý bằng dung môi hữu cơ

Trong trường hợp chất lượng cà phê nhân không tốt, cà phê bị mốc tadùng rượu etylic nồng độ 20%

Thường cà phê sau khi xử lý, làm sạch được đưa lên băng chuyền nghiêng

có gờ, có đục lỗ để làm ráo nguyên liệu trước khi đưa lên sàng để tách tạp chất

Thường dùng hệ thống sàng để tiến hành phân loại, dựa vào sự khác nhau

về kích thước của các cấu tử trong hỗn hợp hạt cà phê, nguyên liệu được gàu tảichuyển qua hệ thống sàng có kích thước lỗ nhất định

Quá trình phân loại nguyên liệu ta được 2 cỡ: phần lọt sàng gồm các phần

tử hạt gãy, vỡ phần không lọt sàng là các hạt nguyên

Khối hạt cà phê sau khi phân loại được tách ra đem rang riêng

3.2.2.4 Rang

Rang cà phê là một khâu quan trọng nhất trong quá trình chế biến, nóquyết định đến hương vị, chất lượng, thị hiếu của người sử dụng

a Những biến đổi hóa học trong quá trình rang

Giai đoạn 1: khi nhiệt độ rang nhỏ hơn 500C

Giai đoạn này xuất hiện nhiều khói trắng bốc ra chủ yếu là do hơi nướchoặc do hơi của dung môi hữu cơ, thể tích hạt không biến đổi, ở cuối giai đoạnnày người ta thấy ngừng sinh khí, đây chính là thời điểm chuyển từ giai đoạn 1sang giai đoạn 2

Giai đoạn 2: khi nhiệt độ t0=1500C Giai đoạn này thành phần các chấttrong hạt bắt đầu biến đổi, các hợp chất thơm theo khí ra ngoài, thể tích tăng lên,xuất hiện khí có màu xanh thoát ra chủ yếu là dầu anvaloin, các chất glucid,xenlulo bị caramen cho hạt có màu đen mà không bóng

Giai đoạn 3: khi nhiệt độ bằng t0=1500C

Trong thời gian 1015 phút, lúc này thể tích hạt không biến đổi, quá trìnhsinh khí ngừng lại hoặc yếu đi, hạt chuyển sang màu đen bóng

Trong khi rang nước hầu như bốc hơi hết, thể tích có thể tăng lên 2560%, nhân xốp, bề mặt láng và dễ vỡ, chất dễ bay hơi bốc đi, một phần cafeinbốc ra Glucid, cenlulose bị caramen hóa, protit phân hủy, chất béo biến đổi,một số acid bốc hơi được tạo thành, vị đắng và mùi thơm được hình thành, trọnglượng giảm 2328% tùy theo mức độ rang

b Kỹ thuật rang

Cà phê cho vào thiết bị rang, thể tích khối hạt <20% thể tích thiết bị.thường rang ở nhiệt độ 1401800C sau đó nâng lên 2002200C thời gian 15phút/mẻ

Trong quá trình rang màu sắc biến đổi như sau:

Màu nhạt → màu quế → màu nâu trung bình → nâu hơi đậm → nâu cánhgián → nâu đậm → đen

3.2.2.5 Làm nguội

Sau khi rang cà phê có nhiệt độ ở 1000C, các chất thơm nhạy cảm vớinhiệt rất dễ bay hơi làm giảm phẩm chất cà phê rang Do đó cần phải tiến hànhlàm nguội nhanh để khắc phục và hạn chế những điểm trên

Khi làm nguội đến nhiệt độ bình thường người ta tiến hành phun rượu để

có độ ẩm 12% tạo các phản ứng este dẫn đến cà phê có mùi thơm Vì sau khirang độ ẩm của cà phê rang 0,51% rất dể hút mùi vị lạ

Tiến hành làm nguội:

Cà phê sau khi rang được gàu tải vận chuyển lên sàng làm nguội đến nhiệt

độ bình thường

3.2.2.6 Ủ

Để tăng giá trị cảm quan cho cà phê bột thành phẩm, trong kỷ thuật rang

có thể phối hợp nhiều loại cà phê với tỷ lệ thích đáng, hoặc các chất tăng mùi vị,hương thơm, nên phối trộn sau khi rang để tránh các hợp chất bay hơi Tùy theotừng loại dân tộc, từng nước, từng vùng mà tỷ lệ phối trộn khác nhau thích hợpvới khẩu vị của họ Tuy nhiên trong đồ án này, em bỏ qua giai đoạn phối trộn đểsản xuất cà phê bột nguyên chất

Sau khi phối trộn cà phê được đem đi ủ trong khoảng 2-3 giờ Quá trình ủnhằm làm cho các chất phụ gia ngấm đều vào trong hạt nhưng không ảnh hưởngđến chất lượng cà phê rang Quá trình ủ được thực hiện trong các thùng hoặc cácbao kín, khối lượng tùy thuộc vào quy mô sản xuất

3.2.2.7 Nghiền cà phê rang

Cà phê sau khi ủ đạt yêu cầu cho vào máy nghiền, thường dùng máynghiền trục Trong quá trình nghiền cà phê bị nóng lên do ma sát và áp lực củatrục nghiền, để ngăn chặn điều này người ta có thể làm lạnh bên trong trụcnghiền bằng nước lạnh Quá trình nghiền được thực hiện trong hệ thống thiết bịkín để ngăn chặn sự xâm nhập của oxy trong không khí

Sau khi nghiền, bột cà phê đạt yêu cầu sau:

- Bột màu nâu có lẫn võ bạc sáng của cà phê nhân, bột sau khi nghiền lọtqua rây =1,6mm là 90%, nhưng được giữ lại trên rây =0,05mm tối thiểu là70% Đối với nhu cầu tiêu dùng của mỗi nước thì tiêu chuẩn này khác nhau

- Độ ẩm cà phê bột là 45%

3.2.2.8 Phân loại cà phê bột

Cà phê sau khi nghiền gồm các phần tử hạt mịn và hạt lớn Vì vậy phảicho hỗn hợp sau khi nghiền qua sàng phân loại để tách các phân tử hạt lớn đem

đi nghiền lại, nhằm đảm bảo cà phê bột có kích thước theo yêu cầu

Sau khi phân loại cà phê được phối chế trước khi bảo quản để đảm bảođược tỷ lệ các thành phần về chất lượng, mùi vị, hương thơm, cũng như giá trịcảm quan, tỷ lệ bột mịn và bột thô cho phép, khâu phối chế có thể bổ sung chấtbảo quản để kéo dài thời gian bảo quản, vận chuyển và tiêu thụ

3.2.2.9 Bao gói, bảo quản cà phê bột

Cà phê bột nếu để tiếp xúc với không khí và ánh sáng sẽ nhanh chống bịmất mùi vị và hương thơm, nếu bảo quản không tốt sau 23 tuần sẽ xuất hiệnmùi khét và vị chua, làm cho cà phê giảm chất lượng

Để khắc phục tình trạng trên người ta phải tiến hành bao gói và bảo quản

cà phê theo đúng chế độ quy định, phải tổ chức thường xuyên luân chuyển dựtrữ tồn kho Mặt khác phải tìm cách đóng gói bao bì để giữ được chất thơm của

nó trong thời gian lâu Bao bì phải được chọn lọc cẩn thận, bao bì phải có khảnăng chống ẩm, bao bì có 2 lớp để đóng gói, lớp bên trong là chống ẩm bênngoài là PE Trọng lượng mỗi bao là: 100g, 200g, 500g hoặc 1kg…

PHẦN 4 CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Sơ đồ thu hoạch nguyên liệu

Căn cứ vào thời vụ và loại cà phê được trồng ở Đắk Lắk, ta có sơ đồ thuhoạch nguyên liệu như sau:

Bảng 4.1 Sơ đồ thu hoạch cà phê ở tỉnh Đắk Lắk

(Ghi chú: x là tháng thu hoạch)

4.2 Sơ đồ nhập nguyên liệu

Dựa vào sơ đồ thu hoạch nguyên liệu, năng suất và sản lượng cà phê củađịa phương, ta có sơ đồ nhập nguyên liệu như sau:

Bảng 4.2 Sơ đồ nhập nguyên liệu của nhà máy

(Ghi chú: x là tháng nhập liệu)

4.3 Biểu đồ sản xuất của nhà máy

Dựa vào sơ đồ nhập nguyên liệu của nhà máy, tình hình tiêu thụ của thịtrường cũng như đơn đặt hàng của khách hàng Ta có biểu đồ sản xuất như sau:

Bảng 4.3 Kế hoạch sản xuất cà phê nhân trong năm

Bảng 4.4 Kế hoạch sản xuất cà phê bột trong năm

Bảng 4.5 Tỷ lệ hao hụt qua từng công đoạn

trong dây chuyền sản xuất cà phê nhân(%)

1 Cà phê quả tươi

17 Cà phê thành phẩm

4.4.1.1 Dây chuyền sản xuất cà phê nhân từ cà phê thóc

 Cân bằng vật chất

Số liệu ban đầu:

+ Năng suất nhà máy tính theo sản phẩm: 20.000 tấn cà phê nhân/năm.Mỗi năm nhà máy hoạt động 275 ngày, ngoài thời gian nghĩ lễ thì 1 thángdùng để bảo dưỡng máy móc

Từ đó suy ra:

+ Năng suất nhà máy 72,1 tấn cà phê nhân/ ngày, 4,506 tấn/ giờ (ngàylàm việc 2 ca, mỗi ca 8 tiếng)

 Tỷ lệ hao hụt qua từng công đoạn

- Lượng nguyên liệu hao hụt : 9,012(kg/h)

4.4.1.1.3 Phân loại cà phê nhân theo màu sắc

- Lượng nguyên liệu hao hụt : 45,15(kg/h)

4.4.1.1.4 Phân loại cà phê nhân theo trọng lượng

- Lượng nguyên liệu vào : 4605,764 (kg/h)

- Lượng nguyên liệu hao hụt : 45,602 (kg/h)

4.4.1.1.5 Phân loại cà phê nhân theo kích thước

- Lượng nguyên liệu vào : 4651,822 (kg/h)

- Lượng nguyên liệu hao hụt : 514,259 (kg/h).

4.4.1.1.8 Tách tạp chất

- Lượng nguyên liệu vào : 5215,287 (kg/h)

- Lượng nguyên liệu hao hụt : 25,9467 (kg/h)

 Khối lượng cà phê thóc : 5215,287 (kg/h)

4.4.1.2 Dây chuyền sản xuất cà phê thóc từ cà phê quả tươi

 Số liệu ban đầu

Phân xưởng sản xuất cà phê thóc chỉ hoạt động 100 ngày Để đáp ứng đủnguyên liệu cho quá trình sản xuất cà phê nhân thì cà phê thóc sản xuất trong 100ngày phải đáp ứng đủ cho 275 ngày sản xuất cà phê nhân

Khối lượng cà phê thóc cần dùng cho sản xuất cà phê nhân trong 275 ngày:5215,28716275 = 22947262kg

Vậy năng suất cà phê thóc là 14342,04 kg/h (mỗi năm nhà máy hoạt động

100 ngày, ngày làm 2 ca, mỗi ca 8 tiếng)

 Cân bằng vật chất

4.4.1.2 1 Sấy thùng quay

Lượng nguyên liệu vào:

Lượng nguyên liệu sau khi sấy thùng quay: G2 = 14342,04 (kg/h)

G'1 là lượng nguyên liệu trước khi sấy kiệt ở thùng quay

w'1 là độ ẩm của nguyên liệu trước khi sấy kiệt ở thùng quay, w'1= w2 = 25 %w'2 là độ ẩm của nguyên liệu sau khi sấy kiệt, chọn w'2 = 12 %

Từ đó, ta tính được lượng ẩm tách ra và lượng hao hụt trong quá trình sấythùng quay như sau:

Lượng ẩm tách ra trong quá trình sấy thùng quay:

W' = G' 1 - G2 = 2615,95(kg/h)

Tỷ lệ hao hụt kể cả ẩm: 16 %

Lượng hao hụt kể cả ẩm: 16957,99 x 16% = 2713,28 (kg/h)

4.4.1.2.2 Sấy tĩnh

Lượng nguyên liệu sau khi sấy tĩnh: G = 16957,99 (kg/h)'1

Lượng nguyên liệu vào:

G1 là lượng nguyên liệu trước khi sấy tĩnh

w1 là độ ẩm của nguyên liệu trước khi sấy tĩnh, chọn w1 = 55 %

w2 là độ ẩm của nguyên liệu sau khi sấy tĩnh, chọn w2 = 25 %

Từ đó, ta tính được lượng ẩm tách ra và lượng hao hụt trong quá trình sấytĩnh như sau:

Lượng ẩm tách ra trong quá trình sấy tĩnh:

4.4.1.2.7.Xát cà phê quả tươi

- Lượng nguyên liệu hao hụt : 13232,46(kg/h)

4.4.1.2.8 Làm sạch và phân loại nguyên liệu

- Lượng nguyên liệu vào : 47239,89 (kg/h)

- Lượng nguyên liệu hao hụt : 926,27(kg/h)

4.4.1.2.9 Nguyên liệu

Cà phê quả tươi: 47239,89 (kg/h).

Bảng 4.6 Tỉ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào các công đoạn

Hao hụt (%)

Lượng nguyên liệu vào tính theo năng suất nhà máy (kg/h)

Lượng nguyên liệu hao hụt tính theo năng suất nhà máy (kg/h)

13 Phân loại theo kích thước 1 4651,822 46,058

14 Phân loại theo trọng lượng 1 4605,764 45,602

16 Pha trộn, cân, đóng bao 0,2 4515,012 9,012

4.4.2 Cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất cà phê bột