Đồ án tốt ngiệp thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân trường đại học công nghiệp thực phẩm tp hồ chí minh

Nhưng thực tế nước ta có rất ít nhà máy chế biến cà phê đạt chất lượng cao mà chủyếu là các phân xưởng sản xuất nhỏ của tư nhân với thiết bị lạc hậu, thô sơ, năng suấtthấp, chất lượng kh

Trang 1

- 1 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B

PHẦN I: 2

LỜI MỞ ĐẦU 2

PHẦN II: 4

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 7

PHẦN III: Error! Bookmark not defined TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU Error! Bookmark not defined. PHẦN IV: 15

CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 15

A Ch ọn phương pháp chế biến 15

B Qui trình công nghệ sản xuất cà phê nhân bằng phương pháp khô 16

C Qui trình công nghệ sản xuất cà phê rang xay 24

PHẦn V: 29

TÍNH CÂN BẰNG NGUYÊN LIỆU 29

5.1 Tìn h hình sản xuất của nhà máy 29

5.2 Cân bằng vật chất cho sản xuất cà phê nhân 29

5.3 ^ Tính cân bằng vật chất cho sản xuất cà phê rang 36

PHẦN VI: .39

TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 39

6.1 Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình sản xuất cà phê nhân 39

6.2 Cân bằng nhiệt lượng cho cà phê rang xay 44

PHẦN VII: 49

TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 49

A Tín h và chọn thiết bị cho dây chuyền cà phê nhân 49

B Tín h chọn thiết bị dây chuyền sản xuất cà phê rang 66

PHẦN VIII: 74

TÍNH TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG 74

I Tín h tổ chức 74

II Tính xây dựng 78

PHẦN IX: 87

TÍNH HƠI - NƯỚC - ĐIỆN 87

A Tính hơi 87

B Tính nước 88

C Tính điện 91

PHẦN X: 99

TÍNH KINH TẾ 99

A Tín h cho xây dựng 99

Trang 2

B Tín

h cho trang thiết bị nhà máy 101

PHẦN XI: 106

AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CÔNG NGHIỆP 106

PHẦN XII: 109

KẾT LUẬN 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 110

PHẦN I:

LỜI NÓI ĐẦU

Cà phê là một đặc sản của các nước vùng nhiệt đới, là sản phẩm được buôn bán nhiều trên thế giới, đối với nước ta cà phê cũng chiếm một phần quan trọng trong các mặt hàng xuất khẩu có giá trị Hơn nữa, do mặt hàng cà phê đã, đang và sẽ tăng cường phát triển nhiều là một đặc sản quý giá của vùng nhiệt đới Việc tiêu thụ cà phê trên thế giới cũng ngày càng tăng, nhất là ở Châu Âu, tập quán uống cà phê đã gắn liền

vớiphong tục xã hội và mức sinh hoạt vật chất Mặt hàng cà phê trong những năm qua đã mang lại lợi ích to lớn đóng góp một tầm quan trọng trong sự nghiệp xây dựng đất nước

Nước ta có điều kiện thiên nhiên tốt để phát triển loại cây cao cấp này, nhiều vùng đất đỏ rất thích hợp để trồng cà phê như các cao nguyên: Gia Lai, Kon Tum, Daklak, Di Linh_

Do tập quán uống cà phê có từ lâu đời nên đối với nhiều người cà phê trở thành thức uống thường nhật, điều này có lẽ do hương vị đặc biệt của cà phê và tác dụng chủ yếu của nó

Cà phê là một loại thức uống kích thích thần kinh, gây hoạt động minh mẫn cho trí

óc và thông qua sự kích động hệ thần kinh, tăng cường sự hoạt động của các bộ máy khác trong cơ thể như trợ tim, xúc tiến sự tuần hoàn của máu, nâng cao sinh lực chống mệt mỏi cho cơ thể người Trong cà phê hoạt chất chủ yếu là cafein, hàm lượng của nó trong cà phê từ 1-3%, cafein là một chất độc vì vậy uống nhiều cà phê sẽ sinh ra táo bón, uống quá nhiều làm thần kinh quá kích thích bị gây rối loạn sau đó có thể dẫn

tới suy nhược Tuy nhiên, cà phê vẫn là thức uống hấp dẫn đối với nhiều người và nhiều lứa tuổi trên thế giới bởi lẽ một tách cà phê ngon thì có đầy đủ hương vị đặc biệt khiến người ta thích thú một cách khó tả Với những phương tiện và

Trang 3

điều kiện trang thiết bị hiện nay người ta có thể tách được nhiều chất thơm có trong càphê rang Vì thế, cà phê là đồ uống ưa chuộng và được đánh giá cao

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều nước trồng cà phê, trong đó 4 nước có diện tíchtrồng cà phê lớn nhất là Brazil có khoảng 3 triệu ha sản lượng đạt 1056000 tấn,

giới 5244000 tấn),

Inđônêxia và Mêxicô có diện tích trên dưới 1 triệu ha

Ở Việt Nam trong những năm gần đây đã tăng nhanh diện tích canh tác và sảnlượng thu hoạch cà phê Diện tích năm 1989-1990 đạt 123000 ha và sản lượng đạt

90000 tấn Đến năm 1998 đạt 350000 ha và sản lượng đạt 400000 tấn

Mặc dù giá cả cà phê trên thị trường gần đây đã có nhiều biến động nhưng thu nhậpcao và nhanh chóng nên đã thu hút nhiều cơ quan tư nhân và hộ nông dân đầu tư vào

trong nước và xuất khẩu, vùng Tây Nguyên rộng lớn đất đai khí hậu thích hợp cho việcphát triển cà phê Trong những năm gần nhất nước ta sẽ có hàng vạn tấn cà phê xuấtkhẩu hàng năm vì đó là một mặt hàng mà cả thế giới đều ưa thích

Cùng với việc phát triển trồng cà phê thì kỹ thuật chế biến đòi hỏi ngày càng cao.Khâu chế biến có ảnh hưởng lớn đến phẩm chất cà phê và tác động mạnh đến sản xuất

cà phê Hiện nay, chúng ta có nhiều cơ sở chế biến cà phê nhân sống xuất khẩu và chếbiến cà phê bột, cà phê hòa tan, song qui mô còn nhỏ chưa tập trung Nhưng với kếhoạch phát triển cà phê trong những năm tới, công tác chế biến nhất định sẽ đạt đượcnhững đỉnh cao của kỹ thuật chế biến hiện đại trên thế giới

Nhưng thực tế nước ta có rất ít nhà máy chế biến cà phê đạt chất lượng cao mà chủyếu là các phân xưởng sản xuất nhỏ của tư nhân với thiết bị lạc hậu, thô sơ, năng suấtthấp, chất lượng không cao

Mặt hàng xuất khẩu là cà phê nhân của chúng ta còn kém chất lượng, bị ép giá làmgiảm một phần thu nhập Hơn nữa, do cà phê nhân kém chất lượng nên các sản phẩmcủa những quá trình chế biến tiếp theo từ cà phê nhân của chúng ta chất lượng cũng

Trang 4

không cao Cho nên yêu cầu cần thiết là phải xây dựng một nhà máy sản xuất cà phê cótính quy mô lớn là cần thiết

2.2 Địa điểm.

Việc chọn địa điểm để xây dựng phân xưởng đóng vai trò quan trọng Vị trí của nhàmáy phải đảm bảo cho nhà máy hoạt động tốt trong thời gian sản xuất cũng như đáp ứngcác yêu cầu công nghệ trang thiết bị của phương pháp mà ta lựa chọn để chế biến

Nhà máy được xây dựng thoả các điều kiện: gần nguồn nguyên liệu, gần sông hồ đểtận dụng nguồn nước, gần mạng lưới điện quốc gia, các điều kiện khí hậu: nhiệt độ, độ

ẩm, hướng gió thích hợp_

Daklak là một Tỉnh có diện tích trồng cà phê lớn nhất nước ta lại có vị trí địa lítương đối thuận lợi cho việc xây dựng một nhà máy vì phía Đông giáp Khánh Hòa phíaBắc giáp với Gia Lai, phía Nam giáp với Lâm Đồng, nên rất thuận lợi cho giao thông đi

lại với các Tỉnh lân cận do đó rất thuận lợi cho việc vận chuyển nguyênliệu và tiêu thụ sản phẩm

Căn cứ vào những điều kiện trên, tôi quyết định đặt nhà máy ”sản xuất cà phê nhân

có phân xưởng phụ sản xuất cà phê rang xay” tại Tỉnh Daklak Nhà máy nằm sát quốc

lộ 14 cách Thành Phố Ban Mê Thuột và quốc lộ 13 khoảng 10 km về phía Đông nhiệt

độ và độ ẩm trung bình hằng năm 23,30C và 82% Hướng gió chính là hướng Đông Bắc

Trang 5

2.3 Nguồn nguyên liệu.

Daklak là một Tỉnh có nhiều huyện trồng cà phê như: MaD’rak, Krôngbông, Krông

Nô, CưJut, Dakmin, ChưM’nga, Ea Sup, Krông Eana, KrôngPach^.Đó là những huyện

có thể cung cấp nguồn cà phê cho nhà máy Ngoài ra, ta có thể vận chuyển nguồnnguyên liệu cà phê từ các Tỉnh khác như: Lâm Đồng, Gia Lai, Kon Tum_ Do vậy, việcchọn địa điểm đặt nhà tại Tỉnh Đaklak sẽ làm giảm được chi phí vận chuyển, đảm bảochất lượng của nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất

2.4 Đường giao thông.

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

+ Đường bộ: Nhà máy nằm sát quốc lộ 14, gần quốc lộ 13, 19 cho nên thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu và phân phối sản phẩm

+ Đường thủy: Nhà máy cách cảng Nha Trang khoảng 150 Km cho nên có thể sửdụng 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

2.5 Năng suất.

Nhu cầu cà phê của người dân ngày càng tăng để đáp ứng lượng cà phê tiêu thụtrong nước và xuất khẩu, cần phải xây dựng nhà máy chế biến cà phê có năng suất caođảm bảo chất lượng đồng thời phù hợp với sản lượng cà phê của địa phương Hơn nữa,

Mỹ -Việt Nam ký hiệp định thương mại mở ra con đường mua bán và trao đổi hàng hóa

và đồng thời cũng là một thị trường lớn mà ta cần khai thác để trao đổi các mặt hàngtrong đó cà phê chiếm ưu thế Do đó, việc xây dựng nhà máy sản xuất cà phê nhân bằngphương pháp khô với năng suất 60 tấn cà phê quả/ca và phân xưởng sản xuất phụ: càphê rang xay năng suất 1600 kg sản phẩm/ca là một yêu cầu cần thiết phải xây dựng

2.6 Nguồn cung cấp năng lượng.

+ Điện: Nhà máy sử dụng nguồn điện trên mạng lưới quốc gia đường dây 500 KV đãđược hạ thế xuống 220/380 V Để đảm bảo sự hoạt động của nhà máy được liên tục, nhàmáy đã chuẩn bị một máy phát điện dự phòng

Trang 6

+ Nước: Nguồn nước của nhà máy được 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: Dầu FO dùng để đốt lò rang

cà phê và xăng dùng cho xe ô tô của nhà máy

2.7 Nguồn nhân lực.

Trong quá trình sản xuất, nguồn nhân lực có ý nghĩa rất quan trọng bao gồm: lựclượng công nhân, cán bộ kỹ thuật và kỹ sư Đội ngũ lãnh đạo và cán bộ kĩ thuật có thểtiếp nhận từ các trường Đại học hoặc Trung học chuyên nghiệp tại Miền Trung và TâyNguyên Công nhân có thể tuyển chọn trực tiếp từ lực lượng lao động trong Tỉnh

2.8 Thị trường tiêu thụ.

Mặc dù nhà máy chế biến cà phê nằm ở Tây Nguyên không thuận lợi như các vùng

phẩm tương đối thuận lợi Hơn nữa, chất lượng các sản phẩm cà phê ở Tây Nguyên caonên được thị trường trong và ngoài nước ưa thích

2.9 Hợp tác hóa, liên hợp hóa.

Việc hợp tác hóa giữa các nhà máy sản xuất cà phê tại Daklak với các nhà máy ở cácTỉnh khác sẽ thuận lợi cho việc đầu tư trang thiết bị, máy móc, phát triển nâng cấp, cảitiến kỹ thuật của nhà máy đồng thời qua sự hợp tác này sẽ tạo điều kiện cho việc sửdụng 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, hạ giá thành sản phẩm

2.10 Xử lý chất thải.

Nước thải ra trong quá trình sản xuất không đạt yêu cầu để thải trực tiếp ra môitrường do vậy cần được xử lý, nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà máy được đưa vào hệthống cống rãnh trong nhà máy đến bể xử lý nước trước khi thải ra ngoài môi trường.Các chất thải rắn nên xử lý bằng cách đào hố để chôn tránh gây ô nhiễm cho người dân,còn chất thải ở dạng vỏ trấu thì sử dụng làm nhiên liệu

PHẦN III:

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆUĐặc tính thực vật của cà phê.

Trang 7

Các loại cà phê đều thuộc giống coffea, gồm gần 70 loại khác nhau, chỉ có 10 loạiđáng chú ý về giá trị trồng trọt Trên thế giới hiện nay người ta thường trồng các loạisau:

3.1 Cà phê Arabica: thường gọi là cà phê chè.

Đây là loại trồng nhiều nhất trên thế giới Nguồn gốc của giống này là ở cao nguyênEtiôpia vùng nhiệt đới Đông Châu Phi

Đặc tính:

Cây cà phê Arabica cao từ 3-5 m, trong điều kiện đất đai thuận lợi có thể cao đến 7

m, 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 10-15 mm Số lượng quả 800-1200 quả/kg, thời giannuôi 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

Trang 8

Bắc, khi quả chín nếu bị mưa dễ nứt và rụng Trong 1 quả có 2 nhân, một số ít quả có 3nhân Nhân có vỏ lụa màu bạc bám cứng vào nhân Ngoài vỏ lụa là vỏ trấu cứng, ngoàicùng 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 1-3%tùy theo giống Năng suất 400-500 kg/1hecta

Tỷ lệ thành phẩm/nguyên liệu khoảng 14-20%

3.2 Cà phê Robusta: thường gọi là cà phê vối.

Nguồn gốc khu vực sông Cônggô miền núi vùng thấp xích đạo và nhiệt đới TâyChâu Phi

Đặc tính:

Robusta cao từ 5-7 m quả hình trứng hoặc hình tròn, quả chín có màu đỏ thẩm Vỏquả cứng và dai hơn cà phê Arabica Từ 5-6 kg quả sẽ thu được 1kg cà phê nhân Quảchín từ tháng 2 đến tháng 4 ở miền Bắc, ở Tây nguyên chín sớm hơn từ

Trang 9

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 1,5- 3%

Năng suất lớn hơn cà phê Arabica, 500-600 kg/1ha Tuy loại cà phê này hương thơm

ít nhưng khả năng kháng sâu bệnh loại này rất tốt

3.3 Cà phê Chari: thường gọi là cà phê mít.

Nguồn gốc ở xứ Ubangui Chari thuộc biển hồ gần sa mạc Xahara, loại này được đưavào 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 trêncùng 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 đếntháng 7

Hoa của cả 3 loại cà phê trên đều nở cả chùm, màu trắng và hưong thơm ngát

Năng suất: thường 500-600 kg/1ha

Tốt 1200-1400 kg/1ha

Tỷ lệ thành phẩm/nguyên liệu: 10-15%

Đây là một loại cà phê chịu được hạn, ít kén đất, ít chịu sâu bệnh

3.4 Thành phần hóa học của cà phê.

3.4.1 Cấu tạo thành phần của cà phê.

Quả cà phê gồm có những phần sau: lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏlụa, nhân

Trang 10

Lớp vỏ quả: là lớp vỏ ngoài, mềm, ngoài bì có màu đỏ, vỏ cà phê chè mềm hơn

cà phê vối và cà phê mít.

Dưới lớp vỏ mỏng là lớp vỏ thịt, vỏ thịt cà phê chè mềm chứa nhiều chất ngọt,

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.

Trong cùng là nhân cà phê, lớp tế bào phần ngoài của nhân cứng có những tế bào nhỏ, trong có 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.

Bảng 1: Tỷ lệ các thành phần của quả.

3.4.2 Thành phần hóa học của các phần cấu tạo quả cà phê.

3.4.2.1 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 enzim Trong vỏ quả có khoảng 21,5-30% chất khô.

Trang 11

3.4.2.2 Thành phần hóa học của lớp nhớt.

Phía dưới lớp vỏ quả là lớp nhớt, nó gồm những tế bào mềm, không có cafein, tanin,

có nhiều đường và pectin

Bảng 3.3: Thành phần hóa học của vỏ nhớt:

Độ pH của lớp nhớt tùy theo độ chín của quả thường từ: 5,6-5,7 đôi lúc lên tới 6,4Trong lớp nhớt đặc biệt có men pectinaza phân giải pectin trong quá trình lên men

3.4.2.3 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 nhânkhuếch tán ra lúc lên men hoặc lúc phơi khô

3.4.2.4 Thành phần hóa học của nhân.

Bảng 3.2: Thành phần hóa học của vỏ quả ( tính theo % trong 1 g):

Trang 12

12 Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

Bảng 3.4 Thành phần hóa học của nhân cà phê.

Trang 13

Cấu tạo của cà phê nhân chịu ảnh hưởng bởi chủng cà phê, độ chín của quả, điềukiện canh tác, điều kiện chế biến và bảo quản nhưng thực tế chưa có nghiên cứu nàothiết lập mối quan hệ đó với thành phần hóa học của nhân cà phê

Cà phê nhân ở dạng thương phẩm gồm có: nước, chất khoáng, lipit, protit, gluxit.Ngoài ra, còn có nhũng chất mà ta thường gặp trong thực vật là những axit hữu cơ chủyếu là axit clorogenic và các chất ancaloit Trên thế giới cũng như trong nước ta đã cónhiều nghiên cứu và phân tích thành phần hóa học của nhân cà phê

Ngoài ra, trong nhân cà phê còn có một lượng đáng kể Vitamin, các chất bay hơi vàcấu tử của mùi thơm

Hiện nay, người ta đã tìm ra có tới hơn 70 chất thơm hỗn hợp lại thành mùi thơmđặc biệt của cà phê Trong cà phê chủ yếu là Vitamin nhóm B như: B1, B2, B6_và cácloại axit hữu cơ là tiền các loại Vitamin

Một số các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê

+ Ảnh hưởng của loại đất trồng cà phê:

Đất trồng cà phê có ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị và màu sắc của cà phê Nếu cà phêtrồng trên đất bazan thì cây tốt, khỏe, sản lượng cao, phẩm chất cà phê tốt còn có mộthương vị đậm đà, mùi vị thơm ngon hơn các loại cà phê trồng trên các loại đất khác

+ 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:

Trang 14

- 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

Chăm sóc cây tốt sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến sản lượng cà phê

+ Ảnh hưởng của độ cao:

Độ cao vùng đất trồng 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

Trang 15

PHẦN IV:

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

•

A- Chọn phương pháp chế biến cà phê.

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

+ Phương pháp chế biến ướt

+ Phương pháp chế biến khô

- Phương pháp chế biến ướt: Phương pháp này gồm hai công đoạn chính:

Công đoạn xát tươi và phơi sấy: Loại bỏ lớp vỏ quả và lớp vỏ nhớt, phơi sấy đến độ ẩm nhất định

Công đoạn xát và đánh bóng: loại bỏ lớp vỏ trấu và lớp vỏ lụa để tạo thành cà phê nhân bán thành phẩm

- Phương pháp chế biến khô: Quá trình chế biến đơn giản nhưng phụ thuộc vào

thời tiết để tránh phụ thuộc người ta sử dụng máy sấy Phương pháp này thường ápdụng cho những vùng có khí hậu nhiều nắng, mưa ít Công đoạn chính của phươngpháp là sau khi phơi hoặc sấy cà phê đến độ ẩm nhất định ta dùng máy xát khô để loại

bỏ các lớp vỏ bao bọc nhân, không thông qua công đoạn chế biến thành cà phê thóc

Sở dĩ ta chọn phương pháp chế biến khô vì đây là một phương pháp chế biến đơngiản dễ làm, ít tốn năng lượng, vệ sinh không thải nhiều chất thải ảnh hưởng đến cu

ộc sống của người dân Đây là một phương pháp mang tính thủ công nhưng nó rấtphù hợp với địa điểm đặt nhà máy là một nơi nắng nhiều mưa ít và đồng thời cũngtận dụng được nguồn nhân lực đem lại nguồn thu khá ổn định cho người dân ở vùngđó

B- Dây chuyền công nghệ sản xuât cà phê nhân theo phương pháp khô.

4.1 Dây chuyền công nghệ:

Trang 16

4.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ.

Trang 17

4.2.1 Nguyên liệu.

Nguyên liệu là các loại cà phê quả đã được thu hoạch, loại cà phê chính đượctrồng ở nước ta là Robusta chiếm khoảng 97%, ở Daklak trồng gồm 2 loại đó làArabica và Robusta

4.2.2 Thu nhận và bảo quản nguyên liệu.

- Thu nhận nguyên liệu:

Cà phê được thu hái bằng phương pháp thủ công, chủ yếu là thu hái bằng

tay

Năng suất thu hái phụ thuộc vào nhiều yếu tố: đầu vụ, giữa vụ, cuối vụ, cà phê non,

cà phê già ^ mức độ điêu luyện của người hái, phương tiện trang bị cho việc thuhoạch _sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất hái

Để đảm bảo phẩm chất tốt, đồng thời tránh lãng phí vì rơi rụng, hư hỏng việc thuhái cần đạt các yêu cầu sau:

+ Đảm bảo đúng độ chín đồng đều của trái

+ Không làm rụng lá, nụ hoa đang hình thành để không ảnh hưởng đến mùa thuhoạch năm sau

Trang 18

+ Cần hái từng trái chín, không hái từng chùm hay suốt lẫn trái còn xanh vì tráixanh cho nhân cho nhân nhỏ, màu đen khi phơi khô và vị đắng.

+ Không thu hái những quả còn xanh vì lúc đó chất dự trữ tập trung chưa đầy đủ,khó chế biến do vỏ lụa dính sát vào nhân Chú ý chỉ hái những quả chín để nâng caochất lượng sản phẩm

+ Cần phân chia khu vực thu hái phù hợp với mùa chín cà phê

+ Không được làm tổn thương đến cây, quả cà phê trong khi hái

+ Giữ vệ sinh trong quá trình thu hái không được lẫn các tạp chất như: đất, cát,cành, lá^vào trong nguyên liệu

- Vận chuyển và bảo quản nguyên liệu.

Sau khi thu hái xong cần nên vận chuyển ngay về nơi chế biến không nên ủđống quá lâu làm cho cà phê bốc nóng và rất dễ lên men làm cho vị chua Ta có thểvận chuyển bằng mọi phương tiện như xe bò, xe ô tô^Trong khi vận chuyển tránh làmcho quả cà phê bị dập nát, tránh bị lẫn tạp chất, phần nào bị lẫn nên mang đichế biến trước

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

và trải thành lớp dày khoảng 30-40 cm trên nền sạch, khô, 2-3 giờ ta tiến hành đảotrộn một lần Thời gian bảo quản càng ngắn càng tốt thường kéo dài không quá 36giờ

Mục đích của quá trình bảo quản này nhằm điều phối nguyên liệu trong quátrình sản xuất Tránh hiện tượng lãng phí nhân lực, thiết bị đồng thời cũng đảm bảođược màu sắc và hương vị của thành phẩm

4.2.3 Phơi sấy.

- Mục đích phơi sấy: Mục đích của quá trình này là hạ thủy phần của cà phêxuống 10-12% để bảo quản tốt và thực hiện các quá trình tiếp theo

+ Phơi cà phê: Nếu điều kiện thời tiết cho phép thì phơi cà phê vẫn là kỹ thuật

được ưa chuộng hơn vì nó đơn giản và ít tốn kém Hơn nữa, tia cực tím của ánhnắng mặt trời có thể tẩy trắng chất diệp lục trong hạt và làm giảm mùi ngái và mùi cỏtrong cà phê Cần giám sát quá trình phơi nắng cẩn thận vì địa điểm phơi và thời tiết

có ảnh hưởng lớn đến quá trình này

Trang 19

Sân phơi nên được làm bằng xi măng sạch sẽ không bị rạn nứt và bị cách xa khuvực chứa vỏ thải hoặc các chất thải từ các khâu chế biến để tránh bị nhiễm khuẩn.Cần tránh phơi cà phê trên nền đất vì cà phê dễ bị nhiễm khuẩn có trong đất.

Cà phê có rủi ro bị ướt lại cao khi phơi ngoài trời và là một trong những nguyênnhân phát triển nấm mốc Để tránh làm cà phê ướt lại cần phản ứng kịp thời và phảiche phủ cà phê không cho tiếp xúc với nước mưa Ngay khi trời khô ráo trở lại cầnnhanh chóng dỡ bỏ bạt phủ cho thoáng khí và tiếp tục phơi Nếu cà phê bị che quá lâuthì hạt sẽ bắt đầu “ra mồ hôi” và sẽ nhanh chóng nhiễm nấm và các lỗi thử nếm sẽphát sinh

Ban đêm, khi nhiệt độ xung quanh xuống thấp làm hơi nước ngưng tụ cần tủ bạtlên cà phê để tránh bị ướt lại

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phơi:

- Nhiệt độ không khí

- Độ ẩm không khí

Trang 20

- Vận tốc không khí.

- Loại sân phơi

- Chiều dày lớp nguyên liệu và số lần cào đảo trên sân

+ Sấy cà phê bằng máy : Quản lý có hiệu quả nhiệt độ và độ ẩm là vấn đề mấu

chốt khi sấy cà phê Sấy cà phê bằng nhiệt độ quá lớn hoặc quá thấp sẽ không cho kếtquả tốt Nhiệt độ sấy lý tưởng là từ 45-550C Chỉ cần tăng lên 1 0 C thì sẽ làm giảm độ ẩm tương ứng của không khí xuống khoảng 5% Điều này cho thấy cần

thận trọng như thế nào trong khâu khống chế nhiệt độ

Thời gian sấy dài hay ngắn phụ thuộc một số các yếu tố sau:

- Nhiệt độ không khí nóng và vận tốc không khí nóng

- Độ ẩm không khí bên ngoài

- Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu

Thông thường phơi sấy sơ bộ cà phê quả tươi trước rồi mới được đem sấy khôchính thức

4.2.4 Tách tạp chất.

Cà phê quả khô sau khi phơi sấy thường có lẫn kim loại, các tạp chất nhẹ nhưcành, lá, rơm rác và các vỏ vụn cà phê^ cho nên trước khi đưa vào máy xát khô,nguyên liệu phải được làm sạch, tùy theo độ đồng đều của nguyên liệu mà công đoạntách các tạp chất này là dễ dàng hay khó khăn, đơn giản hay phức tạp Đặc biệt chú ý

đến các tạp chất khó làm sạch để loại chúng ra, đồng thời phải áp dụngphương pháp có hiệu quả nhất và kinh tế nhất

Đối với phương pháp khô người ta thường dùng sàng rung để tách các tạp chất

4.2.5 Xay xát khô.

Cà phê sau khi phơi sấy xong bên ngoài có lớp vỏ trấu chiếm 25-35% trọng lượnghạt, thành phần chủ yếu là xenlulo không góp phần tạo nên chất lượng của sản phẩmnên phải loại ra

Cà phê thóc 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 phẩmtrong 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

Trang 21

- Trấu chứa nhiều xenlulo và chất khoáng có thể dùng làm nhiên liệu.

- Cà phê vụn nát có thành phần tương tự như cà phê nhân nên có thể dùng làm sản xuất cà phê bột, cà phê hòa tan, cà phê sữa^

+Yêu cầu của quá trình xát khô:

- Nhân nguyên vẹn

- Tỷ lệ nát phải ở mức tối thiểu

- Tỷ lệ cà phê còn vỏ sót lại phải thấp

- Mức độ quạt sạch vỏ trấu phải cao

4.2.6 Đánh bóng.

Sau khi tách vỏ trấu, cà phê hạt còn có lẫn một lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc, chủyếu là xenlulo, vỏ lụa cần được tách đi bằng cách đánh bóng Quá trình đánh bóngcòn gọi là quá trình bóc vỏ lụa Do lớp vỏ lụa không góp phần vào việc làm nên chấtlượng của sản phẩm nên ta tiến hành loại bỏ nó, đồng thời việc bóc vỏ lụa làm tănggiá trị cảm quan của hạt làm cho hạt trở nên bóng trơn và hạn chế được sự phát triểncủa vi sinh vật

Yêu cầu sau khi đánh bóng:

- Nhiệt độ cà phê không quá 550C

- Tỷ lệ hạt nứt vỡ <1%

Robusta

Trong đó người ta quy định 1/2 hạt bị bóc vỏ lụa coi như là hạt sạch

4.2.7 Phân loại theo kích thước.

Cà phê sau khi ra khỏi máy đánh bóng thường gọi là “cà phê xô” bao gồm tất cảcác loại tốt, xấu, nặng, nhẹ, vỏ trấu^.cho nên người ta tiến hành phân cà phê xô thànhcác cỡ khác nhau theo kích thước

Nguyên tắc: là dựa vào sự khác nhau về kích thước của các cấu tử có trong hỗnhợp Kích thước lỗ sàng tùy theo loại cà phê và yêu cầu phân loại mà chọn loại cókích thước cho phù hợp

Phân loại theo kích thước qua sàng người ta thu được 3 loại hạt cà phê có kích

thước khác nhau: Hạt >6,3mm chiếm 70%, hạt >5,6mm chiếm 20%, hạt >5mm

Trang 22

chiếm 10% Ngoài ra, người ta còn phân ra được một ít cà phê tấm với số lượng

không đáng kể

Người ta sử dụng 2 loại sàng chính để phân loại đó là sàng tròn và sàng lắc

4.2.8 Phân loại theo khối lượng riêng.

+ Mục đích: sau khi phân loại theo kích thước ta được khối hạt đồng đều theo

kích thước nhưng khối hạt không đồng nhất về khối lượng vì còn có những hạt lép,hạt bị sâu bệnh_

+ Nguyên tắc: dựa vào sự khác nhau về trọng lượng riêng của hạt ta sử dụng sức

gió để phân loại chúng ra, những hạt có trọng lượng riêng nhỏ sẽ bay lên

+ Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân loại bằng sức gió:

- Trọng lượng riêng của hạt cà phê có ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu suất phânloại bằng sức gió Nếu cùng một sản phẩm mà có trọng lượng riêng khác nhau thì hạt

có trọng lượng nhỏ sẽ bay lên trước

- Trọng lượng riêng của hạt phụ thuộc vào độ ẩm của nó, thường thì tỷtrọng của hạt cà phê trung bình là từ 1,1-1,3

- Hình dáng và kích thước của hạt cà phê của hạt có ảnh hưởng trực tiếpđến công tác phân loại theo trọng lượng Vì vậy, trước khi đưa sản phẩm vào phânloại bằng sức gió thì yêu cầu cần thiết phải phân loại bằng kích thước trước

4.2.9 Phân loại theo màu sắc.

+ Mục đích: Phân loại theo kích thước và trọng lượng chỉ loại bỏ được tạp chất,

tăng độ đồng đều của hạt mà thôi Không làm tăng giá trị cảm quan và màu sắc đồngđều của hạt vì vậy cần phân loại theo màu sắc để làm tăng chất lượng của sản phẩm

+ 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 thoãmãn được yêu cầu của bên mua và bên sản xuất

4.2.10 Phối trộn và đóng bao.

- Phối trộn để cho cà phê thành phẩm được đồng đều và đúng tiêu chuẩn củaNhà Nước qui định và theo yêu cầu xuất khẩu Thường sử dụng máy phối trộn cơgiới, cà phê sau các công đoạn phân loại trên thu được 3 loại có kích thước, khốilượng và màu sắc khác nhau Đấu trộn thành 3 loại cà phê: loại 1, loại 2và loại 3

+ Loại 1:80% hạt > 6,3mm, 10% hạt >5,6mm và 10% hạt >5mm

Trang 23

4.2.11 Bảo quản cà phê nhân.

Cần bảo quản cà phê nhân thật tốt để giữ chất lượng cà phê nhân chuẩn bị chocác công đoạn chế biến tiếp theo và bảo đảm cà phê không bị hư hỏng do vi sinh vậtxâm nhập phá hại trong thời gian vận chuyển

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

- Chuyển đổi vị trí bao 2-3 tuần một lần

Trang 24

C- Dây chuyền công nghệ sản xuât cà phê rang xay

4.1.Dây chuyền công nghệ.

Trang 25

4.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ.

+ Mục đích: trong quá trình sản xuất cà phê nhân được bảo quản một thời gian lâu

nên cà phê nhân dễ bị hấp phụ mùi lạ đặc biệt là mùi mốc nên phải xử lý trước khi chếbiến

+ Phương pháp xử lý: Có thể xử lý bằng nước hoặc bằng dung môi hữu cơ.

- Xử lý bằng nước: cà phê nhân sau khi bảo quản (chất lượng còn tốt) ngâm cà

phê trong nước 5 phút lúc này nước sẽ ngấm vào hạt hòa tan mùi mốc, sau đó vớt ra đểráo, đây là trường hợp đối với mốc nhẹ

- Xử lý bằng dung môi hữu cơ: xử lý trong trường hợp bị mốc nặng dùng

rượu có nồng độ 20% thể tích Thường thì cà phê sau khi xử lý, làm sạch được đưa lênbăng chuyền nghiêng có gờ, đục lỗ lưới có đường kính 3 mm để làm ráo nguyên liệutrước khi đưa lên sàng để tách tạp chất và phân loại

4.2.3 Phân loại.

+ Mục đích: Tạo cho khối hạt có kích thước đồng đều, tạo điều kiện cho quá trình

rang được thuận lợi

+ Phương pháp: thường dùng hệ thống sàng để tiến hành phân loại, dựa vào sự khác

nhau về kích thước giữa các cấu tử trong hỗn hợp cà phê Quá trình phân loại nguyênliệu ta được 2 phần: phần lọt sàng gồm các phần tử hạt gãy, vỡ , phần không lọt sàng làcác hạt nguyên Khối hạt cà phê sau phân loại được tách đem rang riêng

Trang 26

- Giai đoạn 1: Khi nhiệt độ rang < 500C ở giai đoạn này xuất hiện nhiều khói trắngbốc ra chủ yếu là do hơi nước hoặc do hơi của dung môi hữu cơ, thể tích hạt không bịbiến đổi, ở cuối giai đoạn này người ta thấy ngừng sinh khí, đây chính là thời điểmchuyển từ giai đoạn 1 sang giai đoạn 2.

- Giai đoạn 2: khi nhiệt độ t0 = 1500C, giai đoạn này thành phần các chất trong hạtbắt đầu biến đổi, lúc này ta nghe có những tiếng nổ nhỏ trong khối cà phê rang do có quátrình tích khí trong hạt, các hợp chất thơm theo khí ra ngoài, thể tích tăng lên, xuất hiệnkhí màu xanh thoát ra chủ yếu là acrolein, các chất gluxit, xenlulo bị caramen hóa chohạt màu đen mà không bóng

- Giai đoạn 3: khi nhiệt độ t0 = 2200C, thời gian giai đoạn này kéo dài 10-15 phút,quá trình sinh khí ngừng lại hoặc yếu đi, hạt chuyển sang màu đen bóng

Trong khi rang thủy phần hầu như bốc hơi hết, thể tích có thể tăng lên 25-60% nhânxốp, bề mặt láng và dễ vỡ, chất dễ bay hơi bốc đi, một phần cafein bốc ra theo muội càphê Gluxit, xenlulo bị caramen hóa, protit phân hủy, chất béo biến đổi, một số axit bốchơi được tạo thành cả vị đắng và mùi thơm, trọng lượng giảm 23- 28% tùy theo mức độrang

Trong quá trình rang ở giai đoạn này để tăng chất lượng sản phẩm người ta cho dầuthực vật, bơ, mỡ gà vào cuối quá trình rang để chất béo phủ lên bề mặt hạt một lớp mỏnggiữ được hương thơm của hạt Sau khi rang xong hạt đen bóng bên trong có màu cánhgián, mùi thơm nhẹ

+ 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 nhiệt 200-2200C thời gian 40phút/mẻ trong quá trình rang màu sắc biến đổi như sau

Trang 27

Tùy theo sở thích của người uống mà rang Nếu rang màu nhạt thì ít thơm, nước nhạt,uống sẽ hăng mùi gỗ, nếu rang cháy cà phê sẽ đắng, có mùi khét nhưng nước đậm hơn.

+ Nhận xét quá trình rang: ở chừng khoảng 1000C màu xanh của hạt cà phê chuyểnsang vàng, 120-1300C hạt có màu nâu, 1500C hạt bắt đầu có mùi cháy, 1800C các khícháy xuất hiện dưới hình thức các làn khói trắng xanh, có CO và CO2 thoát ra màu vàngchuyển thành nâu, ở nhiệt độ cao hơn thì hương thơm xuất hiện nhiều hơn, ở 2700C khốilượng hạt giảm, hạt đen sẫm, ở 3000C hạt cháy

4.2.5 Làm nguội.

Sau khi rang các chất thơm nhạy cảm bởi nhiệt rất dễ bay hơi làm giảm phẩm chất càrang Do đó cần phải tiến hành làm nguội nhanh để khắc phục và hạn chế những điểmtrên

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

ẩm 12% để dễ bảo quản, tạo các phản ứng este dẫn đến cà phê rang có mùi thơm Vì saukhi rang độ ẩm của nguyên liệu là 0,5-1% rất dễ hút các mùi vị lạ

Người ta thường sử dụng băng tải để làm nguội cà phê rang

4.2.6 Phối trộn.

Cà phê chế biến đơn thuần không phối trộn sẽ không đáp ứng được phẩm chất đểngười uống ưa thích Cho nên cần cần phối trộn theo đúng yêu cầu mong muốn về vị vàhương thơm_

4.2.7 Nghiền cà phê rang.

Cà phê đã được nghiền mịn sẽ nâng cao giá trị sử dụng và dễ dàng cho việcchuẩn bị pha chế

Cà phê sau khi làm nguội và phối trộn đạt yêu cầu cho vào máy nghiền Trong quátrình nghiền cà phê bị nóng lên do ma sát và áp lực của trục nghiền, để ngăn chặn đềunày người ta có thể làm lạnh bên trong trục nghiền bằng nước lạnh Quá trình nghiềnđược thực hiện trong hệ thống thiết bị kín để ngăn chặn sự xâm nhập của oxy trongkhông khí

Sau khi nghiền ta thu được 3 loại bột nghiền: bột to, bột vừa, bột nhỏ Bột to thì đượcđưa trở lại máy nghiền, bột nhỏ thì làm phụ phẩm, bột vừa thì được đem đi đóng gói.Bột sau khi nghiền phải đạt các yêu cầu sau:

Trang 28

- Bột màu nâu có lẫn vỏ bạc sáng của cà phê nhân, bột sau khi nghiền lọtqua ray ^ = 1,6mm là 90%, nhưng được giữ lại trên ray ^ = 0,05 mm tối thiểu là 70%.Đối với nhu cầu tiêu dùng của mỗi nước thì tiêu chuẩn này là khác nhau.

- Độ ẩm của cà phê bột là 4-5%

4.2.7 Phân loại.

Cà phê sau khi nghiền gồm các phần tử hạt mịn và hạt lớn Vì vậy, phải cho hỗn hợpsau khi nghiền qua sàng phân loại để tách các phần tử hạt lớn đem đi nghiền lại, nhằmđảm bảo cà phê bột có được kích thước theo yêu cầu

Sau khi phân loại cà phê được phối chế trước khi bảo quản để đảm bảo được tỷ lệcác thành phần về chất lượng, mùi vị, hương thơm cũng như giá trị cảm quan, tỷ lệ giữabột mịn và bột thô cho phép, khâu phối chế có bổ sung chất bảo quản để kéo dài thờigian bảo quản, vận chuyển và tiêu thụ

4.2.8 Bao gói, bảo quản cà phê bột.

Cà phê sau khi nghiền nếu để tiếp xúc với không khí và ánh sáng sẽ nhanh chóng bịmất mùi vị và hương thơm, nếu bảo quản không tốt sau 2-3 tuần xuất hiện mùi khét và vịchua 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 theođúng chế độ qui định, phải tổ chức thường xuyên luân chuyển dự trữ tồn kho Mặt khácphải tìm cách đóng gói bao bì để giữ được chất thơm của nó trong một thời gian lâu, bao

bì phải được chọn lọc cẩn thận có khả năng chống ẩm Dùng bao bì có 2 lớp để đóng góibên trong là lớp chống ẩm, bên ngoài là lớp PE

Thông thường trọng lượng của mỗi gói là: 100g, 200g, 500g_

PHẦN V:

CÂN BẰNG NGUYÊN LIỆU.

•

5.1 Tinh hình sản xuất của nhà máy:

5.1.1 Bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy:

Ở Daklak vào tháng 8 thường mưa và nguyên liệu ít nên cho nhà máy ngừng sản xuất vào thời gian này để sửa chữa máy móc, thiết bị

Trang 29

Bảng 5.1 Bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy:

5.2.2 Biểu đồ sản xuất của nhà máy:

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 làmviệc 2 ca, một ca làm việc 8 tiếng, ngày chủ nhật được nghỉ

- Tổng số ngày sản xuất trong năm: 275 ngày

- Tổng số ca sản xuất trong năm: 550 ca

- Tổng số giờ sản xuất trong năm: 4400 giờ

- Năng suất của nhà máy: 60 tấn cà phê quả/ca

- Năng suất của nhà máy tính trong 1giờ: 7500 kg/giờ

5.2 Cân bằng nguyên liệu cho sản xuất cà phê nhân.

Để đơn giản ta tính toán cho 1000 kg nguyên liệu cà phê quả/giờ cho loại cà phê Robusta

Trang 30

Bảng 5.3 Bảng tỷ lệ hao hụt sau chế biến qua các công đoạn (%).

1 - Cà phê quả tươi, thu nhận và bảo quản

Trang 31

100 - w.

= 181,818 (kg/h)

AG=

1000>

5.2.1 Thu nhận và bảo quản.

- Lượng nguyên liệu: 1000 (kg/h)

5.2.2 Phơi hoặc sấy sơ bộ.

Thông thường phải sấy sơ bộ trước rồi mới sấy khô chính thức sau Quá trình sấy

sơ bộ nhằm loại bỏ một phần nước trên bề mặt đồng thời giảm bớt ẩm của cà phê từ 60% còn 45%, nhằm rút ngắn thời gian sấy ở giai đoạn sấy chính thức và chất lượng sảnphẩm đảm bảo hơn

52 Lượng nguyên liệu vào: 1000 (kg/h)

- Tỷ lệ hao hụt: 0,5%

+ Lượng ẩm tách ra trong quá trình sấy chính thức được tính theo công thức:

Trong đó: - AG: Lượng ẩm tách ra trong quá trình sấy (kg/h)

- G1: Lượng nguyên liệu trước khi sấy (kg/h)

- w1; w2: Độ ẩm của nguyên liệu trước và sau sấy

w1 = 55%; w2 = 45%

55 45

Sấy nhằm hạ thủy phần của cà phê xuống còn 10-12%, chọn 12%

- Lượng nguyên liệu vào: 818,182- 4,091 = 814,091 (kg/h)

- Tỷ lệ hao hụt: 1%

- Độ ẩm ban đầu của cà phê quả: 45%

- Độ ẩm cà phê sau sấy là: 12%

+ Lượng ẩm tách ra trong quá trình sấy chính thức là:

Trang 32

„ 45 -12

100 -12+ Lượng nguyên liệu sau sấy chính thức là:

- Lượng nguyên liệu vào: 503,719 - 10,074 = 493,645 (kg/h)

- Tỷ lệ hao hụt: cà phê quả khô vỏ trấu chiếm 25-35% trọng lượng hạt ta chọn 32%

- Lượng nguyên liệu hao hụt: 493,645 X 0,32 = 157,966 (kg/h)

5.2.6 Đánh bóng cà phê.

- Tỷ lệ hao hụt: 5%

- Lượng nguyên liệu hao hụt: 335,679 X 0,05 = 16,784 (kg/h)

5.2.7 Phân loại theo kích thước:

Trang 33

+ Lượng hạt > 5mm phân loại được: 318,895 X 0,1 = 31,890 (kg/h) + Hao hụt trong công đoạn này là: 0,5%.

+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,005 X 31,890 = 0,159 (kg/h).

5.2.8 Phân loại theo trọng lượng riêng:

5.2.9 Phân loại theo màu sắc:

5.2.10 Phối trộn, cân, đóng bao:

- Hạt loại 1 (hạt > 6,3mm): 219,890 - 2,199 = 217,691 (kg/h).

Trang 34

A = = 3,222.

- Hạt loại 2 (hạt > 5,6mm): 62,825 - 0,628 = 62,197 (kg/h).

- Hạt loại 3 (hạt > 5mm): 31,414 - 0,314 = 31,100 (kg/h).

Người ta phối trộn như sau:

1 Loại 1 (80% hạt loại 1+ 10% hạt loại 2 + 10% hạt loại 3 ):

+ Lượng nguyên liệu vào:

217,691 X 0,8 + 62,197 X 0,1 + 31,100 X 0,1 = 183,483 (kg/h) + Tỷ lệ hao hụt: 0,2%.

2 Loại 2 (10% hạt loại 1+70% hạt loại 2 +20% hạt loại 3):

217.691 X 0,1 + 62,197 X 0,7 + 31,100 X 0,2 = 71,527 (kg/h).

+ Tỷ lệ hao hụt: 0,2%.

3 Loại 3 (10% hạt loại 1+20% hạt loại 2 +70% hạt loại 3):

Trang 35

Bảng 5.4: Tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào qua các công đoạn chế biến

ST

T Công đoạn

Hao hụt (%)

Lượng nguyên liệu vào tính cho 1000 (kg/

h).

Lượng nguyên liệu

tính theo năng suất nhà máy ( kg/h).

Lượng hao hụt tính theo

1000 ( kg/

h).

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

1 - Cà phê quả tươi 1000 7500

- Phân loại theo Trọng lượng:

8 + Loại 1 (hạt >6,3mm). 1 222,111 1665,833 2,221 16,658+ Loại 2 (hạt >5,6mm) 1 63,460 475,950 0,635 4,763 + Loại 3 (hạt >5mm). 1 31,731 237,983 0,317 2,378

- Phân loại theo màu sắc:

9 + Loại 1 (hạt >6,3mm). 1 219,890 1649,175 2,199 16,493+ Loại 2 (hạt >5,6mm) 1 62,825 471,188 0,628 4,710 + Loại 3 (hạt >5mm) 1 31,414 235,605 0,314 2,355

- Phối trộn, cân, đóng bao:

10 + Loại 1. 0,2 183,483 1376,123 0,367 2,753+ Loại 2 0,2 71,527 536,453 0,143 1,073 + Loại 3 0,2 55,979 419,843 0,112 0,840

- Thành phẩm:

11 + Loại 1. 183,116 1373,370

+ Loại 2 71,384 535,380

+ Loại 3 55,867 419,003

Trang 36

5.3 Cân bằng nguyên liệu cho cà phê rang xay:

Phân xưởng sản xuất phụ cà phê rang xay là 1600(kg sản phẩm/ca) Vậy năng suất trung bình là 1600 ^ 8 = 200 ( kg/h).

Bảng 5.5 Tỷ lệ hao hụt qua các công đoạn.

5.3.1 Nguyên liệu.

Ta sử dụng sản phẩm chính của nhà máy là cà phê nhân (của 3 loại) làm nguyên liệu để sản xuất cà phê rang xay ở phân xưởng sản xuất phụ.

Để đơn giản cho việc tính toán ta tính cho 100 kg nguyên liệu/giờ.

5.3.2 Xử lý, phân loại, làm sạch nguyên liệu:

+ Lượng nguyên liệu vào: 100 (kg/h).

+ Tỷ lệ hao hụt: 1,5%.

+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 100 X 0,15 = 1,5 (kg/h).

5.3.3 Rang cà phê nhân:

+ Lượng nguyên liệu vào: 100 - 1,5 = 98,500 (kg/h).

+ Tỷ lệ hao hụt: 24 %.

1

Trang 37

+ Tỷ lệ giữa nguyên liệu và thành phẩm là: A 100

75,041 1,333

5.3.4 Làm nguội cà phê rang:

+ Lượng nguyên liệu vào: 98,500 - 23,640 = 74,860 (kg/h).

+ Do khối lượng hạt được phun dịch đường có nồng độ 2% để làm nguội nên nguyên liệu tăng khối lượng lên 3%.

+ Lượng nguyên liệu tăng: 74,860 X 0,03 = 2,246 (kg/h).

Trang 38

+ Vậy cứ 1,333 (kg) nguyên liệu thì sẽ cho 1 (kg) cà phê bột thành phẩm.

- Từ hệ số tỷ lệ tính được ta tính ngược lại cân bằng nguyên liệu cho phân xưởng sản xuất phụ cà phê rang xay 1600 kg sản phẩm/ca.

Ta lập bảng sau:

Bảng 5.6 :Tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào qua các công đoạn chế biến.

(%)

Lượng nguyên liệu vào tính cho 100 (kg/h).

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

Lượng hao hụt tính theo

100 (kg/h).

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

1 - Nguyên liệu cà phê nhân 100 266,521

Trang 39

CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG.

6.1 Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình sản xuất cà phê nhân.

Cơ sở của quá trình cân bằng nhiệt.

Chế độ sấy có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm Chẳng hạn, chỉ tiêu sinh học, hoá lý, cấu trúc cơ học, thành phần hoá học ^.Phải đảm bảo trong quá trình sấy Do đó cần phải có một chế độ sấy thích hợp để đảm bảo hạt ít bị rạn nứt, đồng thời giữ được các tính chất về hương vị, màu sắc và các phần có trong hạt Ta sử dụng sấy tháp, tác nhân sấy là không khí nóng.

Các thông số ban đầu.

+ Nhiệt độ không khí sấy: ti = 75 0C.

+ Nhiệt độ nguyên liệu vào: to = 23,3 0C.

+ Nhiệt độ nguyên liệu ra: t2 chọn theo nhiệt độ điểm sương.

+ Nhiệt độ môi trường không khí trước khi qua calorife: to= 23,30C.

+ Độ ẩm của nguyên liệu trước khi sấy: 45%.

+ Độ ẩm của nguyên liệu sau khi sấy: 12%.

+ Ọo: là độ ẩm ban đầu của không khí trước khi vào calorife : Ọo = 82%.

+ Áp suất khí quyển: P = 757 (mmHg).

6.1.1 Xác định các thông số của không khí.

1 Các thông số trạng thái của không khí:

Trạng thái của không khí trước khi vào calorife với điều kiện khí hậu ở Daklak. to = 23,3 0 C; Ọo = 82% [V-100].

+ Áp suất hơi bão hoà của không khí Pbh = 21,49 (mmHg).

+ Hàm ẩm của không khí được xác định theo công thức:

Trang 40

(0,622 + 0,0148) X 297,501 + Hàm nhiệt của không khí sau khi qua calorife:

I1 = t1 + (2493 + 1,97Xt1) Xx1 (kJ/kgkkk).

I1 = 75 + (2493 + 1,97 X 75) X 0,0148 = 114,083 (kJ/kgkkk)

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 của quá trình sấy ta

không lấy gần điểm t s để tránh hiện tượng ngưng tụ hơi nước trên bề mặt vật liệu

+ Phương pháp xác định nhiệt độ điểm sương:

Không khí ẩm có trạng thái ban đầu là điểm A(xo; t ), từ điểm A theo đường x = const hạ xuống đường ọ = 1 tại điểm B, nhiệt độ ts sẽ qua giao điểm B [V-160]

Ta có điểm A(0,0148 ; 23,3), xác định được nhiệt độ ts đồ thị hình [16.3] [VI-160]

Ta được t, = 210C

4 Thông số của không khí sau sấy:

+ Dựa vào ts = 210C ta chọn nhiệt độ không khí sau sấy là: t2 = 330C Tra

Định dạng
Số trang	110
Dung lượng	1,09 MB