BÀI TẬP CƠ SỞ KĨ THUẬT THỰC PHẨM Tìm hiểu quy trình sản xuất và phân tích thiết bị phân loại nghiền có trong quy trình sản xuất cà phê rang xay

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA BÀI TẬP CƠ SỞ KĨ THUẬT THỰC PHẨM Giáo viên hướng dẫn: Lớp sinh hoạt: Nhóm thực hiện: Sinh viên thực hiện: Th.s Trần Thế Truyền 18H2B Nhóm La Ngọc Hân Nguyễn Thị Thu Hà Trần Thị Cẩm Hằng Hồ Thị Hiền Đà Nẵng, 10/2021 Cơ sở kĩ thuật thực phẩm NHIỆM VỤ - Tên đề tài: Tìm hiểu quy trình sản xuất thiết bị - Đề tài cụ thể nhóm: Tìm hiểu quy trình sản xuất phân tích thiết bị phân loại nghiền có quy trình sản xuất cà phê rang xay - Nhóm SVTH – MSSV: Nguyễn Thị Thu Hà – 107180068 La Ngọc Hân –107180069 Trần Thị Cẩm Hằng – 107180070 Hồ Thị Hiền – 107180071 - Nội dung phần thiết minh gồm có chương cụ thể: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Thuyết minh quy trình sản xuất Chương 3: Phân tích q trình quy trình (dựa sở khoa học dựa mục đích cơng nghệ) Chương 4: Tìm hiểu máy thiết bị q trình (đề tài) Chương 5: Nhận xét - Ngày giao nhiệm vụ: /09/2021 - Ngày hoàn thành nhiệm vụ: /10/2021 SVTH: Nhóm i GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm MỤC LỤC NHIỆM VỤ .i MỤC LỤC ii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nguyên liệu 1.1.1 Nguồn gốc cà phê 1.1.1.1 Nguồn gốc cà phê giới 1.1.1.2 Nguồn gốc cà phê Việt Nam 1.1.2 Phân loại 1.1.2.1 Cà phê chè (coffee arabica) 1.1.2.2 Cà phê vối (coffee robusta) 1.1.2.3 Cà phê mít (coffee chari) 1.1.3 Vai trò cà phê 1.1.4 Cấu tạo thành phần hóa học cà phê 1.1.4.1 Cấu tạo giải phẫu cà phê .5 1.1.4.2 Cấu tạo hóa học cà phê [4] 1.1.4.3 Thành phần khối lượng cà phê 1.1.4.4 Thành phần hóa học cà phê 1.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê 1.1.5.1 Giống cà phê .8 1.1.5.2 Đất trồng 1.1.5.3 Độ cao độ dốc 1.1.5.4 Điều kiện canh tác chăm sóc 1.1.5.5 Sâu bệnh hại .8 1.1.5.6 Kỹ thuật thu hái 1.1.5.7 Quá trình vận chuyển bảo quản 1.1.6 Cà phê nhân 1.2 Sản phẩm 11 1.2.1 Tác dụng cà phê .11 1.2.2 Phân loại .11 1.2.2.1 Dựa vào cách rang 12 1.2.2.2 Dựa vào chủng loại hạt 12 CHƯƠNG 2: THUYẾT MINH QUY TRÌNH SẢN XUẤT .13 2.1 Quy trình cơng nghệ 13 2.2.Thuyết minh quy trình 14 2.2.1 Xử lý làm 14 2.2.2 Phân loại 14 SVTH: Nhóm ii GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm 2.2.3 Rang 15 2.2.4 Làm nguội .16 2.2.5 Phối trộn 17 2.2.6 Nghiền 17 2.2.7 Phân loại .17 2.2.8 Đóng gói 18 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC Q TRÌNH CỦA QUY TRÌNH .19 3.1 Xử lý làm 19 3.1.1 Cơ sở khoa học 19 3.1.2 Mục đích công nghệ 19 3.2 Phân loại .19 3.2.1 Cơ sở khoa học 19 3.2.2 Mục đích cơng nghệ 19 3.3 Rang 19 3.3.1 Cơ sở khoa học 19 3.3.2 Mục đích cơng nghệ 19 3.4 Làm nguội 20 3.4.1 Mục đích khoa học 20 3.4.2 Mục đích công nghệ 20 3.5 Phối trộn .20 3.5.1 Mục đích khoa học 20 3.5.2 Mục đích cơng nghệ 20 3.6 Nghiền .20 3.6.1 Mục đích khoa học 20 3.6.2 Mục đích cơng nghệ 20 3.7 Sàng phân loại 20 3.7.1 Mục đích khoa học 20 3.8 Đóng gói 21 3.8.1 Mục đích khoa học 21 3.8.2 Mục đích cơng nghệ 21 CHƯƠNG 4: TÌM HIỂU MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA Q TRÌNH CHÍNH 22 4.1 Thiết bị ứng dụng đề tài 22 4.1.1 Thiết bị phân loại hạt cà phê nhân theo kích thước 22 4.1.1.1 Sàng phẳng có máy chuyển động rung 22 4.1.1.2 Sàng thùng quay .24 4.1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến suất máy sàng phẳng 26 4.1.2 Phân loại bột cà phê rang xay theo kích thước .26 4.1.3 Thiết bị nghiền cà phê rang xay 27 4.1.3.1.Máy nghiền nhiều cặp trục 27 4.1.3.2 Máy nghiền 28 4.1.3.3 Máy nghiền đĩa .29 SVTH: Nhóm iii GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm 4.2 Phân tích thiết bị sản phẩm khác 30 4.2.1 Sàng phân loại thóc gạo 30 4.2.1.1 Sàng phân loại kiểu zig- zag (sàng Pakis) .30 4.2.1.2 Sàng khay (sàng giật) .31 4.2.3 Máy nghiền bột 34 CHƯƠNG 5: NHẬN XÉT 35 KẾT LUẬN: 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 SVTH: Nhóm iv GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm MỞ ĐẦU Thực phẩm phần thiết yếu sống người Trong thời đại khoa học – công nghệ ngày tiến bộ, ngành Công Nghệ Thực Phẩm trọng đầu tư phát triển Với lợi ngành trọng điểm nay, cơng ty, xí nghiệp địi hỏi nguồn nhân lực phải có chun mơn tiến khoa học kỹ thuật Vì sinh viên ngành Cơng nghệ thực phẩm địi hỏi phải trang bị cho kiến thức đầy đủ chun sâu quy trình cơng nghệ, máy móc vận hành,…của loại sản phẩm thực phẩm Với học phần “ Cơ sở kỹ thuật thực phẩm” thầy Trần Thế Truyền, nhóm em phân cơng tập tìm hiểu q trình phân loại nghiền Trên sở tìm hiểu qua giảng kiến thức bên ngồi, nhóm chọn tìm hiểu quy trình sản xuất cà phê rang xay Đây sản phẩm phổ biến ưa chuộng thị trường Việt Nam Qua đây, nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng đưa môn học Cơ sở kỹ thuật thực phẩm vào chương trình giảng dạy Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên môn – thầy Trần Thế Truyền truyền đạt kiến thức quý báu cho nhóm em suốt thời gian học tập vừa qua Trong thời gian học môn chúng em có thêm cho nhiều kiến thức trình trình quy trình sản xuất thực phẩm Cảm ơn thầy hướng dẫn chỉnh sửa tận tình q trình nhóm thực tập Tuy nhiên, vốn kiến thức nhiều hạn chế khả tiếp thu thực tế nhiều bỡ ngỡ Mặc dù nhóm em cố gắng chắn báo cáo khó tránh khỏi thiếu sót nhiều chỗ cịn chưa xác, kính mong thầy xem xét góp ý để báo cáo nhóm em hồn thiện Nhóm em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Nhóm GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nguyên liệu 1.1.1 Nguồn gốc cà phê 1.1.1.1 Nguồn gốc cà phê giới Truyền thuyết kể nguồn gốc cà phê xuất từ 1500 năm trước Các truyền thuyết xoay quanh kiện phát cà phê tác dụng hoạt chất kích thích cà phê Vào năm 1671, nhà tu hành người Xyri ghi lại huyền thoại Hình 1 Minh họa người dân hái cà phê phát cà phê qua động thái bầy gia súc Những người chăn bò Kaffa thuộc Abessinien than phiền bầy gia súc họ suốt đêm tỉnh sáo, chúng không cần ngủ Các nhà tu hành tìm thấy khu vực chăn thả bụi màu xanh thẫm, có màu xanh, vàng đỏ Các nhà tu hành hãm nước từ loại uống thử, nhiên họ không buồn ngủ Các công trình nghiên cứu cho rằng: cà phê trồng từ hồi xa xưa quê hương cà phê chà vùng cao nguyên Abessinia Ethiopia Nhưng có nghiên cứu cho rằng: cà phê chè mọc hoang dại biết đến vào khoảng kỉ XIII-XIV cao nguyên Ethiopia vùng biên giới giáp cao nguyên Boma Sudan Từ khoảng kỷ XV, cà phê trồng khu vườn miền nam Yenmen Từ khoảng kỷ XVII, cà phê trồng rộng rãi khắp giới Năm 1889 tìm thấy cà phê vối mọc hoang dã nhiều vùng thuộc Công Gô mọc rải rác số vùng khác thuộc Tây Phi gần xích đạo [1] 1.1.1.2 Nguồn gốc cà phê Việt Nam Ở Việt Nam, cà phê xuất vào năm 1857 Quảng Trị Bố Trạch (Quảng Bình) sau lan sang Hà Nam Nghệ An Tuy nhiên, cà phê phát triển tốt điều kiện khí hậu Đăk Lăk, Gia Lai, Lâm Đồng, Kon Tum Giống cà phê trồng chủ yếu cà phê vối SVTH: Nhóm 2 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm Đồn điền cà phê lập Việt Nam người Pháp khởi gần Kẻ Sở, Bắc Kỳ vào năm 1888 Giống cà phê chè trồng ven sông Sau việc canh tác cà phê lan xuống vùng Phủ Lý, Ninh Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Kon Hình Đồn điền cà phê Việt Nam Tum Di Linh [2] cuối kỉ 19 1.1.2 Phân loại Hiện giới có tới 100 loại cà phê khác Tuy nhiên, số loại cà phê có giá trị kinh tế cao khơng nhiều Có giống cà phê trồng chủ yếu giới Việt Nam bao gồm: 1.1.2.1 Cà phê chè (coffee arabica) Ở Việt Nam trồng nhiều tỉnh phía Bắc, nơi có điều kiện lạnh, thời gian thu hoạch từ tháng 10 năm trước đến tháng năm sau Là loại cà phê trồng tiêu thụ nhiều giới, chiếm 9/10 tổng sản lượng cà phê, hương thơm mùi vị tốt Đặc tính: Hình 1.3 Hoa cà phê chè Hình1.4 Cây cà phê chè - Cây cao 3-5m, mỏng nhỏ, độc thân nhiều than, hoa mọc thành chum gồm cánh màu trắng có hương thơm, thời gian hoa từ tháng 2-4 - Quả hình trứng hình trịn, chín màu đỏ tươi, kích thước: dài 17-18mm, đường kính 10-15mm - Hạt vỏ có màu bạc, bám vào nhân, kích thước: dài 5-10mm, rộng: 4-7mm, dày 2-4mm, kích thước thay đổi tùy theo loại điều kiện môi trường - Tỷ lệ thành phẩm so với nguyên liệu 14-20% Hàm lượng cafein: 1.3-1.7% 1.1.2.2 Cà phê vối (coffee robusta) SVTH: Nhóm GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm Xuất xứ Công Gô, thơm, thường dùng để pha trộn với cà phê chè chế biến cà phê hòa tan bánh kẹo cà phê Thời gian thu hoạch từ tháng 12 năm trước – tháng năm sau Đặc tính: - Dễ trồng, chịu điều kiện vùng đất xấu, chịu hạn tốt, cho suất cao cà phê chè khơng chịu lạnh gió mạnh - Cây cao từ 3-8m, vỏ mốc trắng trắng ngà, hoa màu trắng mọc thành cụm có 5-7 cánh Hình Quả cà phê vối (coffee robusta) - Quả hình trịn hình trứng, chín có màu đỏ hồng, có đường vân dọc, vỏ mỏng - Hạt hình bầu dục hay trịn, vỏ lụa trắng dễ bong Hạt dài 5-8mm, có màu xanh bạc, xanh lục xanh nâu tùy theo chủng cách chế biến - Hàm lượng cafein: 2-3.6% 1.1.2.3 Cà phê mít (coffee chari) Thời gian thu hoạch từ tháng đến tháng - Cây cao 8-10m, đất tốt cao 20m, to, mọng, suất cao, có khả sinh trưởng vùng đất xấu, chịu hạn tốt, chịu ẩm tốt hương vị thơm có vị đắng mạnh - Hoa màu trắng có canh, hình trứng ép ngang, chín có màu đỏ, to dày - Hình dạng cà phê mít giống cà phê chè, màu vàng xanh hay màu vàng rạ, vỏ lụa dính vào nhân, khó bong - Tỷ lệ thành phẩm so với cà phê tươi Hình Quả cà phê mít 10-15% Hàm lượng cafein 0.8-1.2% [3] 1.1.3 Vai trò cà phê Cà phê công nghiệp quan trọng nhiều quốc gia giới, cho hiệu kinh tế cao Cà phê vừa yếu tố đảm bảo nguồn thu nhập ngoại tệ cho nhiều nước sản xuất nông nghiệp vừa nguồn thu ngân sách nhà nước hấp dẫn SVTH: Nhóm GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm Ngành trồng cà phê đòi hỏi nhiều lao động nên góp phần vào việc phát triển nâng cao mức sống người dân Là động lực phát triển kinh tế, thông qua kinh doanh cà phê mà nhiều cá nhân tổ chức thu lợi nhuận cao Đảm bảo cấu lao động hợp lý Do đó, việc phát triển mạnh cà phê vùng trung du miền núi biện pháp hiệu quả, phân bố đồng nguồn lao động phạm vi nước, phân bố xí nghiệp sản xuất cà phê đồng rút ngắn chênh lệch giàu nghèo vùng [1] 1.1.4 Cấu tạo thành phần hóa học cà phê 1.1.4.1 Cấu tạo giải phẫu cà phê Quả cà phê có dạng hình trứng hình trịn, cấu tạo giải phẫu bao gồm: lớp vỏ quả, lớp vỏ thịt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa, nhân [8] - Lớp vỏ quả: lớp vỏ ngồi cùng, mềm, có màu đỏ, đỏ sẩm màu vàng tùy theo chuẩn - Lớp thịt quả: nằm lớp vỏ có cấu trúc mềm, chứa nhiều chất ngọt, mọng nước có độ nhớt cao - Lớp vỏ trấu: lớp vỏ cứng bao bọc nhân, cấu tạo chủ yếu cellulose - Lớp vỏ lụa: nằm lớp vỏ trấu, Hình 1.7 Cấu tạo giải phẫu cà phê hình thành từ nucellus có màu trắng bạc sau phơi khơ, lớp vỏ mỏng mềm - Nhân: lớp cà phê, phía ngồi lớp nhân lớp tế bào cứng có tế bào nhỏ chứa chất dầu, phần bên có tế bào lớn, mềm Một cà phê thường có nhân, nhân cịn có phơi mầm [9] 1.1.4.2 Cấu tạo hóa học cà phê [4] - Lớp vỏ quả: có màu đỏ chất antoxian vết alkaloid, vỏ chứa 21.5 – 30 % chất khô bao gồm: tanin, cafein, enzyme - Lớp thịt quả: tế bào chứa nhiều đường pectine, cịn có enzyme pectinase phân giải pectine q trình lên men - Vỏ trấu: chứa chủ yếu cellulose, cafein 0,4% khuếch tán từ vỏ lúc phơi khô lên men - Nhân: nước chiếm 10-12%, protein chiếm 9-11%, lipid chiếm 5-10%, tinh bột chiếm 10-13%, ngồi cịn có số chất thơm, khống, alkaloid Thành phần hóa học nhân định chất lượng cà phê rang xay [7] SVTH: Nhóm GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm Máy gồm có khung sàng đỡ hệ thống lò xo gắn bệ máy Trên khung sàng gắn ổ đỡ trục lệch tâm Phía ngồi trục lệch tâm 6, người ta bố trí hai đĩa mà vành có gắn hai đối trọng Với cách lắp này, điều chỉnh biên độ dao động sàng Trục lệch tâm nhận truyền động quay qua bánh đai dẫn động từ động vào Trên khung sàng đặt 1,2 hay nhiều lưới Hình Máy sàng rung cấu lệch tâm sàng tùy theo yêu cầu phân loại - Cấu tạo: Hình 4 Sơ đồ cấu tạo máy sàng rung cấu lệch tâm Đĩa quay Bệ máy Lò xo Trục lệch tâm Khung sàng Bánh đai dẫn động Đối trọng gây rung Lưới sàng 4.1.1.2 Sàng thùng quay [25] ➢ Cấu tạo nguyên lý làm việc Thân thùng quay mặt sàng, làm thép có đục lỗ lưới đan Thân thùng có dạng hình trụ (Hình 4.5) hình nhiều mặt (Hình 4.6) Khi thùng quay, hỗn hợp vật liệu nâng lên đến độ cao tụt xuống, trình nâng lên tụt xuống đó, hạt vật liệu có kích thước bé lỗ lưới chui xuống gọi sản phẩm lưới, hạt vật liệu lớn lỗ lưới tụt dàn theo mặt sàng ngồi, thơng thường máy sàng thùng đặt nghiêng góc với mặt phẳng, thường từ – 10 độ Thùng sàng có nhiều mặt làm việc có hiệu thùng trụ, có chạm vật liệu từ mặt sang mặt nên dễ chui lỗ SVTH: Nhóm 24 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm Tùy vào số lượng kích thước yêu cầu ta chọn lượng lưới sàng phù hợp Có loại lưới sàng: - Lưới sàng bố trí theo vịng trịn đồng tâm (Hình 4.7-a) - Lưới sàng bố trí nối tiếp (Hình 4.7-b) ➢ Ưu nhược điểm [26] - Ưu điểm: loại sàng thùng quay quay chậm đều, khơng rung động làm việc, nên đặt sàng tầng cao nhà, thiết bị di chuyển - Khuyết điểm: sàng vật liệu khô bụi nhiều, bề mặt làm việc sàng nhỏ (12÷20% tổng diện tích sàng), đồng thời sàng làm việc vật liệu bị đảo lộn kém, hiệu suất thấp Khung đỡ Gối đỡ trục Thùng sàng Cửa tháo liệu Cặp bánh nón dẫn động Hình Máy sàng thùng có dạng trụ Bệ máy Các lăn đỡ khung Lưới sàng Cơ cấu dấn động Hình Máy sàng thùng có nhiều mặt SVTH: Nhóm 25 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm Hình 4.7 Sơ đồ máy sàng thùng có nhiều lưới sàng a- lưới sàng bố trí theo vịng trịn đồng tâm b- lưới sàng bố trí nối tiếp 4.1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến suất máy sàng phẳng [27] - Diện tích bề mặt sàng, thơng số quan trọng nhất: diện tích lớn, suất lớn Tuy nhiên phải xét đến yếu tố kinh tế diện tích đặt thiết bị nhà máy Tổng diện tích lỗ sàng ảnh hưởng trực tiếp đến suất sàng - Tốc độ chuyển động sàng: tốc độ lớn, suất lớn - Số vật liệu qua lỗ sàng: lượng vật liệu nhỏ lỗ sàng nhiều, suất sàng giảm cần nhiều thời gian để tách phần vật liệu Ðối với sàng có sẵn, diện tích mặt sàng tốc độ chuyển động sàng khơng điều chỉnh được, để điều chỉnh khả làm việc sàng, người ta thay đổi lượng nhập liệu 4.1.2 Phân loại bột cà phê rang xay theo kích thước Từ "sàng" dùng trường hợp lỗ phân loại có kích thước lớn "rây" dùng trường hợp lỗ phân loại có kích thước nhỏ Với bột cà phê, tương tự máy phân loại hạt cà phê nhân kể trên, khác kích thước lỗ lưới, ta dùng máy rây rung để phân loại bột cà phê rang xay Thiết bị sử dụng máy rây rung tầng theo cấu lệch tâm tầng máy đặt song song chồng lên Mỗi tầng có kích thước lỗ rây định tùy vào yêu cầu công nghệ, kích thước lỗ rây giảm dần kích thước lỗ lớn tầng cùng, gần đầu nhập liệu Bên có lị xo ➢ Ngun tắc hoạt động: Máy sàng tròn hoạt động dựa tác dụng trọng lực, lực quán tính ma sát Các rung động chiều (ngang, dọc nghiêng) tạo hệ thống độngcơ; loại lực quán tính, thay đổi thường xuyên Về chất loại lực ly tâm tạo khối lệch tâm vòng quanh trục Người vận hành điều SVTH: Nhóm 26 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm chỉnh hướng di chuyển vật liệu cách điều chỉnh đầu góc pha búa với mục đích thay đổi quỹ đạo di chuyển vật liệu bề mặt sàng Các nguyên liệu cho vào bên miệng máy, thông qua lớp lưới bố trí sẵn cho thành phẩm có độ mịn cao Thơng qua q trình rung lắc mạnh, ngun liệu có kích thước nhỏ lưới theo lỗ lưới xuống tầng Các loại hạt có kích thước lớn lỗ lưới giữ lại mặt đưa vào cửa khác bên Ở tầng hoạt động với chế tương tự [28] Hình 4.8 Máy rây rung 4.1.3 Thiết bị nghiền cà phê rang xay - Có nhiều mức độ nghiền Bảng Các mức độ nghiền Dạng nghiền Kích thước trung Kích thước trung Mức độ nghiền bình ngun liệu vào bình ngun liệu Nghiền thơ 1500÷150 250÷25 3÷6 150÷ 25 25÷5 4÷10 Nghiền nhỏ 25÷5 5÷1 5÷25 Nghiền mịn 5÷1 1÷0,05 Đến 100 Nghiền keo 0,2÷0,1 0,05 Đến 1000 Nghiền trung bình Để nghiền cà phê người ta sử dụng máy nghiền nhiều cặp trục, máy nghiền máy nghiền đĩa [29] 4.1.3.1.Máy nghiền nhiều cặp trục - Ưu điểm: Nghiền vật liệu có độ lớn chênh lệch lớn - Nhược điểm: Có giá thành cao loại kia, kết cấu phức tạp, sử dụng • Cấu tạo SVTH: Nhóm 27 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm Bộ phận máy nghiền trục trục nghiền có đường kính khác nhau, làm thép khơng rỉ, quay ngược chiều Lõi trục gắn với cấu lị xo để tránh q tải, sau q trình nghiền, bột cà phê qua rây phân loại Thành phần có kích thước khơng đạt u cầu hồn lưu nghiền lại Thiết bị nghiền cơng nghiệp thiết kế nhiều trục nghiền có tốc độ quay khác Các trục quay với tốc độ quay khác tạo thành cặp, cặp có khoảng cách thích hợp với mức độ nghiền Đi từ xuống dưới, mức độ nghiền từ thơ sang tinh [22] • Ngun tắc hoạt động Nguyên liệu cho vào phễu nạp liệu, qua trục điều tiết, nhờ trục lượng cà phê đến trục xay thích hợp, khơng làm tắc Hình 4.9 Máy nghiền nhiều nghẽn gây ảnh hưởng đến trình xay trục Cà phê với vận tốc lượng thích hợp qua khe cặp trục thứ sau tiếp qua trục thứ hai ngoài, nhờ vào lực ép cặp trục mà cà phê nghiền nhỏ • Thơng số kỹ thuật Tốc độ quay trục nghiền khoảng 50-900 vòng/phút [22] 4.1.3.2 Máy nghiền - Ưu: Động va đạp lớn, khả nghiền mịn tốt, suất cao - Nhược: Chỉ nghiền hạt có kích thước nhỏ, đồng máy nghiền búa nghiền hạt có kích thước nhỏ, lớn đồng thời • Cấu tạo -Trong sản xuất thường dùng hai loại máy nghiền răng: Loại có roto quay Loại có hai roto quay Ở hai loại gồm cấu tạo loại có lưới sàng khơng có lưới sàng - Máy nghiền rang gồm phần chính: +Đĩa nghiền cố định (stato): đĩa lắp theo vòng tròn đồng tâm +Đĩa gắn trục trục chuyển động đĩa chuyển động gọi roto Trên roto hình trụ có lắp nghiền thành hình trịn đồng tâm, xa tâm bước giảm SVTH: Nhóm 28 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm +Trục quay có lắp cố định roto + đĩa lắp đối diện cần đĩa chuyển động làm vỡ vụn sản phẩm +Khoảng cách đĩa nhỏ dần từ tâm Hình 10 Sơ đồ nguyên tắc hoạt động máy nghiền răng, máy nghiền • Nguyên tắc hoạt động Quá trình nghiền máy nghiền tác dụng va đập với vật liệu đem nghiền Sử dụng động quay lắp đĩa để đập nguyên liệu Nguyên liệu cho vào tâm máy, bị quay đập nhiều lần Nguyên liệu đập vào hàng quay thứ nhất, sau đập qua hàng cố định đập vào hàng quay kế tiếp… Cứ tiếp tục kích thước nhỏ kích thước lỗ lưới theo lỗ lưới ngồi Nếu kích thước sau khỏi hàng cịn lớn kích thước lỗ lưới, hạt tiếp tục bị đập nhỏ hàng cuối Số vịng quay rơto lớn: 3000 – 6000 vịng/phút, động va đập lớn, khả nghiền mịn tăng [33] 4.1.3.3 Máy nghiền đĩa - Ưu điểm: nghiền bột với mức độ nghiền vừa mịn • Ngun tắc hoạt động Q trình nghiền thơ: Động (11) quay thông qua truyền đai (12) làm trục cơng tác (10) quay Trên trục (10) có liên kết với đĩa di động (13) thông qua khớp nối, làm đĩa di động (13) quay với vận tốc Khi nguyên liệu từ máng cấp liệu(1) rơi xuống phễu (16) để tránh liệu dính đáy ống trụ ren, nguyên liệu lọt vào tâm đĩa di động (13), bị đĩa quay làm nguyên liệu bung nhờ lực ly tâm tác dụng lên nguyên liệu Chúng di chuyển vào khe hở hai đĩa xảy trình nghiền theo nguyên lý chà xát vỡ Nguyên liệu bị hai đĩa chà xát vỡ dạng khơ dạng ướt (tùy theo ngun SVTH: Nhóm 29 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm liệu ban dầu vào khô hay ướt) Trên đĩa di động có khe để tăng khả chà vỡ thoát liệu nhanh Sau nguyên liệu xay thành hạt có kích thước nhỏ, nhờ lực ly tâm mà hạt theo cách rãnh thoát máng chứa sản phẩm nghiền Máng nghiền thiết kế nghiêng để sản phẩm nghiền thoát dễ chảy cửa liệu(7) Sau nghiền thơ xong, tiến hành nghiền tinh cách điều chỉnh khe hở đĩa nghiền với độ nhỏ tùy theo yêu cầu, thông qua tay hiệu chỉnh khe hở hai đĩa (2) Cơ cấu hiệu chỉnh có: lị xo (3) liên kết với đai thép(15) nắp máy(18) phương pháp hàn Khi xoay tay điều chỉnh(2) bên trái phải đai thép (15), ống trụ có ren(18), máng cấp liệu (1), đĩa cố định (14) đồng thời di chuyển lên di chuyển xuống [34] • Cấu tạo 1.Máng cấp liệu; Tay điều chỉnh; Lị xo; Buồng nghiền; Móc khố; Đĩa đỡ đĩa di động ; Cửa thoát liệu; Khung máy; Đai ốc bạc đạn; 10 Trục; 11 Động cơ; 12 Bộ truyền đai; 13 Đĩa di động; 14 Đĩa cố định; 15.Đai thép cố định đĩa; 16 Phễu ống côn; 17 Nắp máy; 18 Ống trục có ren 4.2 Phân tích thiết bị sản phẩm khác Hình 11 Sơ đồ cấu tạo máy nghiền đĩa trục đứng 4.2.1 Sàng phân loại thóc gạo [35] 4.2.1.1 Sàng phân loại kiểu zig- zag (sàng Pakis) Ðây loại sàng công dụng đặc biệt dùng cho phân loại hỗn hợp thóc gạo sau xay Thóc sau xay gồm có gạo lức (đã tách vỏ trấu), vỏ trấu thóc chứa xay Vỏ trấu lấy nhờ hệ thống quạt hút thổi Gạo lức thóc đưa sang sàng phân loại để phân riêng Phần gạo lức tách chuyển sang cơng đoạn xát tách vỏ lụa, phần thóc chưa tách vỏ hồi lại công đoạn xay Ưu điểm sàng zig- zag tiết kiệm số lần sàng Thóc gạo lức có kích thước gần nhau, sử dụng sàng phân loại bình thường khó, phải qua 10 lần sàng Nguyên tắc phân loại sàng zig- zag dựa theo khối lượng riêng độ nhám bề mặt Mặt sàng kim loại phẳng nhẵn bóng, đặt ghiêng, góc SVTH: Nhóm 30 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm nghiêng điều chỉnh Trên mặt sàng có gờ hình zig- zag lắp song song tạo thành khe có dạng zig-zag Sàng truyền chuyển động theo phương vng góc với gờ với tần số khoảng 90-120 lần/phút Hỗn hợp thóc gạo đổ vào sàng Khi sàng chuyển động, hỗn hợp thóc gạo lực quán tính bị va đập mạnh lên gờ Do khác biệt khối lượng riêng độ nhám, dẫn đến tượng phân lớp, gạo có khuynh hướng di chuyển xuống phía thấp, cịn thóc đưa lên phía đầu cao Hình 4.12 Ngun lý làm việc sàng zig-zag 4.2.1.2 Sàng khay (sàng giật) Hình 4.13 Máy sàng zig-zag • Ngun lý làm việc dựa lên khác biệt khối lượng riêng tượng phân lớp chuyển động thóc gạo Sàng giật cấu tạo gồm kim loại nhẵn láng có dập hốc lõm xen kẽ Kích thước hình dạng hốc thiết kế cho sàng chuyển động, hốc tác dụng lực lên khối hạt mặt sàng Sàng đặt nghiêng theo hai chiều cho có góc cao góc thấp Hỗn hợp thóc gạo đưa vào góc cao Nhờ vào chuyển động sàng, thóc bị phân lớp lên bề mặt lớp hạt Do có hốc nên sàng chuyển động lớp gạo đưa lên phía cao sàng lấy góc sàng Lớp thóc nằm bề mặt lớp gạo trượt xuống (trượt bề mặt lớp gạo), di chuyển xuống góc thấp Giữa góc lấy thóc gạo vùng hỗn hợp, gạo cịn lẫn thóc đưa trở lại phía trước sàng Tần số chuyển động sàng thường 300 lần/phút Năng suất tầng sàng tới 1-1,5 tấn/h Bề mặt sàng cần phải thật phẳng để bảo đảm trình phân loại xảy xác Trường hợp bề mặt sàng bị gồ, lớp gạo mỏng đi, sàng giật thóc chạy lên SVTH: Nhóm 31 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm theo gạo ngược lại phần gạo bị trượt xuống Ở chỗ lõm, lớp gạo lên dày nên phần gạo không đẩy lên trượt xuống theo thóc Hình 4.14 Nguyên lý hoạt động sàng khay đường thóc, gạo mặt sàng Hình 4.15 Sàng khay với cửa lấy gạo, hỗn hợp thóc • Ưu nhược điểm sàng giật − Do suất lớp sàng nhỏ nên suất chung máy sàng từ nhỏ đến lớn − Cấu tạo nhỏ, gọn, dễ lắp đặt, điều chỉnh − Do có nhiều lớp sàng bố trí chồng lên nên khó đạt độ đồng cho tất lớp 4.2.2 Máy phân loại củ [36] • Máy phân cỡ kiểu dây cáp - Cấu tạo nguyên tắc hoạt động: máy gồm có hai dây cáp mắc puli (2 puli cho sợi) lắp cho khoảng cách hai dây cáp lúc xa - Khi puli quay, dây cáp chạy đồng thời tốc độ Trái cần phân cỡ đặt khoảng hở hai dây cáp, cap chuyển động di chuyển với cáp - Khi khoảng hở hai sợi cáp tăng dần, Hình 4.16 Máy phân cỡ trái tráu có kích cỡ khác rơi xuống ngăn chứa bố trí bên - Phạm vi ứng dụng: Máy phân cỡ kiểu cáp sử dụng chủ yếu phân cỡ loại lớn, khơng phân loại loại hạt có kích thước nhỏ • Thiết bị tách màu dạng băng tải SVTH: Nhóm 32 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm • Cấu tạo: Hình 4.17 Cấu tạo thiết bị tách màu dạng băng tải • Nguyên lý hoạt động: Ban đầu, sản phẩm muốn tách đưa vào máy qua phễu chứa có đĩa rung, máng dốc giúp sản phẩm phân bố để camera nhìn thấy hết qua Camera phân tích hình ảnh truyền tín hiệu đến cảm biến CCD đằng sau Camera Cảm biến CCD phân tích màu sắc sau đẩy tín hiệu đến hệ thống súng hơi, lúc cài đặt màu sắc cần loại bỏ nhân viên kỹ thuật máy tách màu, hệ thống súng thổi định nghĩa xấu hộc khác máng nguyên liệu, lại hạt thành phẩm tốt rơi tự thẳng xuống hộc tốt Hình 4.18 Máy tách màu tế bào Máy sử dụng khí nén để thổi quang điện dạng băng tải vật liệu xấu phân biệt màu sắc, cho thành phẩm đồng màu màu sắc, chất lượng tốt khơng tạp chất, đảm bảo vệ sinh an tồn thực phẩm [33] SVTH: Nhóm 33 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm 4.2.3 Máy nghiền bột ➢ Cấu tạo Hình 4.20 Cấu tạo máy nghiền búa Hình 4.19 Máy ghiền búa 1- phễu nạp liệu; 2- ghi; 3- trục; 4-búa; 5- nắp máy; 6-lưới sàng; 7-má nghiền phụ ➢ Nguyên lý hoạt động Máy nghiền có lắp thêm má nghiền thành vỏ máy làm tăng khả phá vỡ vật liệu tác dụng va đập búa tác dụng chà xát má nghiền Má nghiền phụ đặt ghi vị trí cửa nạp liệu Ghi có nhiệm vụ phân phối theo chiều rộng máy, hạn chế bớt khả văng liệu lên búa đập Trên trục quay có lắp đĩa treo búa cách lệch góc Trên đĩa có treo hai búa 4, hàng búa đập mặt phẳng qua khe ghi theo suốt bề rộng máy Vật liệu sau nghiền đủ nhỏ lọt qua lưới khỏi máy, cục to chưa lọt bị đập tiếp đủ nhỏ chui qua lưới Nắp búa tháo mở để thay lưới thay búa [26] ➢ Thông số kỹ thuật: Tốc độ quay: 2850 vịng/phút Năng suất: 10-30 kg/h Đường kính lưới sàng: 0,2-0,5 mm Độ mịn: 40, 60, 80, 100 mesh SVTH: Nhóm 34 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm CHƯƠNG 5: NHẬN XÉT Qua nhiệm vụ tập lớn học phần Cơ sở kĩ thuật thực phẩm “Tìm hiểu quy trình sản xuất thiết bị” với số liệu ban đầu quy trình sản xuất có q trình nghiền, phân loại Nhóm lựa chọn đề tài “ Tìm hiểu quy trình sản xuất thiết bị chế biến cà phê rang xay” Phân loại ban đầu quy trình sản xuất cà phê rang xay nhằm mục đích cơng nghệ chuẩn bị cho q trình rang, hay mục đích hồn thiện chuẩn hóa nguyên liệu, tạo độ đồng theo kích thước, khối lượng màu sắc, nâng cao chất lượng sản phẩm Quá trình nghiền trình làm giảm kích thước khối nguyên liệu, phá vỡ cấu trúc ban đầu nguyên liệu Quá trình nghiền thường chia thành hai loại nghiền thơ ứng dụng nghiền thóc, số loại rau sấy khô nghiền tinh ứng dụng để sản sản xuất số loại tinh bột tinh bột sắn, tinh bột,… Ngồi mục đích chuẩn bị hồn thiện q trình nghiền cịn có mục đích chế biến, ví dụ q trình chế biến chocolate, trình conching (kết hợp nghiền xử lý nhiệt) làm giảm kích thước đường, sữa bột đến kích thước nhỏ (khơng cảm nhận trạng thái hạt dạng vật liệu rời), đồng thời, làm cho thành phần phân bố vào Quá trình phân loại khơng làm thay đổi thành phần hóa học nguyên liệu bán thành phẩm cịn q trình nghiền làm thay đổi số tính chất ban đầu nguyên vật liệu biến đổi mặt hóa học làm tăng phản ứng hóa học, phản ứng oxy hóa, hóa lý làm chuyển pha làm biến tính protein, hóa sinh làm tăng phản ứng oxy hóa enzym hay làm tăng mật độ vi sinh vật Vì vậy, dựa vào tính chất ngun liệu trình biến đổi chúng quan trọng việc lựa chọn thiết bị phù hợp SVTH: Nhóm 35 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm KẾT LUẬN: Qua đề tài “ Tìm hiểu quy trình sản xuất thiết bị chế biến cà phê rang xay” Thứ nhất, nhóm tìm hiểu nắm kiến thức nguồn gốc nguyên liệu, thành phần, tính chất, phân tích trình quy trình cơng nghệ, thiết bị máy móc ứng dụng q trình nghiền phân loại Thứ hai, rèn luyện kĩ làm việc nhóm, cách tra cứu trích dẫn tài tiệu áp dụng kiến thức liên quan đến môn học “ Cơ sở kĩ thuật thực phẩm” Trong đề tài này, nhóm thực phương pháp nghiên cứu tìm hiểu dựa tài liệu có sẵn giảng, sách, đồ án môn học 1; thu thập, chọn lọc chỉnh sửa nội dung phù hợp với yêu cầu giao Hồn thành đề tài nói riêng quy trình sản xuất khác nói chung, nhóm rút điều cần làm tìm hiểu quy trình sản xuất phải nắm rõ đặc điểm nguyên liệu; từ đặc điểm nguyên liệu để chọn q trình cho phù hợp với yêu cầu sản phẩm, đồng thời q trình phải biết q trình gì, có mục đích cơng nghệ nào; cuối phải phân tích chọn thiết bị phù hợp với đặc điểm nguyên liệu, yêu cầu kĩ thuật q trình SVTH: Nhóm 36 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] N T H N V Tặng, “Công nghệ sản xuất chè, cà phê ca cao”, tr 269, 2010 [2] “Cà phê – Wikipedia tiếng Việt” https://vi.wikipedia.org/wiki/Cà_phê (truy cập tháng 10 24, 2021) [3] “GIÁO TRÌNH - Kỹ thuật sản xuất sản phẩm nhiệt đới (Trường ĐHBK Đà Nẵng) | Cộng đồng Kỹ thuật điện Việt Nam - Vietnam M&E Technology Community” https://www.ebookbkmt.com/2017/09/giao-trinh-ky-thuat-san-xuatcac-san.html (truy cập tháng 10 24, 2021) [4] N T H N V Tặng, “Công nghệ sản xuất chè, cà phê ca cao”, tr 269, 2010 [5] “SÁCH SCAN - Cơ sở lý thuyết kỹ thuật sản xuất thực phẩm (TS Nguyễn Xuân Phương & TSKH Nguyễn Văn Thoa) | Cộng đồng Kỹ thuật điện Việt Nam - Vietnam M&E Technology Community” https://www.ebookbkmt.com/2016/04/sach-scan-co-so-ly-thuyet-va-ky-thuat.html (truy cập tháng 10 24, 2021) [6] “Cấu trúc hạt cà phê khiếm khuyết hạt cà phê - Thư viện cà phê ngào Maria” https://library.sweetmarias.com/coffee-seed-structure-andcoffee-bean-defects/ (truy cập tháng 10 24, 2021) [7] “Cấu tạo thành phần hóa học hạt cà phê” http://www.capheaulac.com/tintuc/cau-tao-va-thanh-phan-hoa-hoc-cua-hat-ca-phe-81.html (truy cập tháng 10 24, 2021) [8] “BỘ TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SẢN XUẤT CÀ PHÊ BỀN VỮNG_10533412092019” https://www.slideshare.net/phamhieu56/b-ti-liu-hngdn-sn-xut-c-ph-bn-vng10533412092019 (truy cập tháng 10 24, 2021) [9] “Kỹ thuật tái canh cà phê - Cải tạo trồng mới” https://giongcaytrongeakmat.com/ky-thuat-tai-canh-cay-ca-phe/ (truy cập tháng 10 24, 2021) [10] “90938e72ff70ea77213699bfa7481c9da223ea53 @ ongbi.vn” [11] “Cà_phê_rang_xay @ vi.wikipedia.org” [12] “Quy Trình Sản Xuất Cà Phê Gồm Những Bước Nào, Ra Sao” https://icaphe.vn/quy-trinh-san-xuat-ca-phe/ (truy cập tháng 10 24, 2021) [13] “QUÁ TRÌNH RANG CÀ PHÊ | Rang Cà Phê” https://carangmoc.com/baiviet/qua-trinh-rang-ca-phe-168.html (truy cập tháng 10 24, 2021) [14] “Rang cà phê: Các biến đổi hóa học q trình rang cà phê” https://lofita.vn/vi/cac-bien-doi-hoa-hoc-trong-qua-trinh-rang-ca-phe-a76.html (truy cập tháng 10 24, 2021) [15] “Quy Trình Sản Xuất Cà Phê Gồm Những Bước Nào, Ra Sao” https://icaphe.vn/quy-trinh-san-xuat-ca-phe/ (truy cập tháng 10 20, 2021) [16] “Quy trình sản xuất cà phê nguyên - Azzan” http://www.azzan.vn/quy-trinhsan-xuat-ca-phe-nguyen-ban/ (truy cập tháng 10 24, 2021) [17] “Cơ sở kĩ thuật thực phẩm_Cường_2019” [18] “Enjoy Coffee | Sạch từ nông trại” SVTH: Nhóm 37 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền Cơ sở kĩ thuật thực phẩm [19] L V V Mẫn, “Công nghệ chế biến thực phẩm- Nhà xuất đại học quốc gia HCM”, Mẫn, Lê Văn Việt, tr 322–357, 2011 [20] “CNCBTP(SÁCH+note)_Lê Văn Việt Mẫn.pdf” [21] “Quy Trình Sản Xuất Cà Phê Rang Xay Chuẩn (Đầy Đủ Từ A - Z)”, Minh Tiến Coffee, tháng 11 25, 2020 https://www.minhtiencoffee.com/quy-trinh-san-xuatca-phe-rang-xay/ (truy cập tháng 10 31, 2021) [22] “Công nghệ biến thực phẩm lê văn việt mẫn” https://www.slideshare.net/grouptailieu/cng-ngh-ch-bin-thc-phm-l-vn-vit-mn (truy cập tháng 10 24, 2021) [23] T T M Hạnh, “Phần II Thiết bị thực phẩm” [24] T Van Bay, N Van Anh, N T Anh, “Máy sàng rung” [25] “ky-thuat-may-gia-cong-vat-lieu-ran-va-deo-tap-1-phan-2” [26] “Chương III Các loại máy thiết bị phân loại” [27] “Sàng phân loại” [28] “may-sang-rung-bot-tu-dong @ xuongchetaomay.vn” [29] “Bản Công nghệ sản xuất chè,cà phê,ca cao_Nguyễn Thị Hiền -Nguyễn Văn Tặng pdf” [30] Lê Văn Việt Mẫn, “Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ chế biến thực phẩm Nhà xuất Đại học quốc gia TP.HCM, 2011.” tr 332–357, 2011 [31] Tiến, “Các loại máy nghiền chế biến thực phẩm”, Công nghệ chế tạo, tháng 11 06, 2015 https://kythuatchetao.com/cac-loai-may-nghien-trong-che-bien-thucpham/ (truy cập tháng 10 28, 2021) [32] “Thiết kế chế tạo máy nghiền đĩa, sử dụng động kW” https://tailieu.vn/doc/thiet-ke-va-che-tao-may-nghien-dia-su-dung-dong-co-1-kw2065150.html (truy cập tháng 10 28, 2021) [33] “Máy tách màu nguyên lý hoạt động máy tách màu.” https://mayphanloai.com:443/tin-tuc-wesort/may-tach-mau-la-gi-va-nguyen-lyhoat-dong-cua-may-tach-mau.html (truy cập tháng 11 14, 2021) [34] T T Truyền N T M Hạnh, “Đề cương chi tiết học phần 1.”, Bài giảng Thiết bị Thực phẩm SVTH: Nhóm 38 GVHD: Th.s Trần Thế Truyền