- Giới thiệu sơ lược về cơ sở sản xuất:
PHÂN XƯỞNG XÁT TƯƠI CÀ PHÊ
Ghi chú: 1. Băng tải 4. Máy tách vỏ 2. Sàng phân loại 5. Gàu tải
3. Máy xát 6. Máy đánh nhớt
* Thuyết minh quy trình
Nguyên liệu: quả cà phê tươi, có tỷ lệ quả chín trên 90%, khối quả phải có độ chín đều, không lẫn các tạp chất như đá, sạn, cành lá... Nguyên liệu được nhà máy thu mua từ người dân hay thu về từ các vùng nguyên liệu, sau đó chở về nhà máy và phải được đưa vào chế biến trước 24 h kể từ khi thu hái.
Để đảm bảo chất lượng của hạt cà phê thì nguyên liệu không được xây xát, không được để nguyên liệu thành đóng lớn để tránh hiện tượng bóc nóng của khối hạt, làm hạt hô hấp mạnh. Khi thu mua nguyên liệu về chúng ta cần phải trãi thành từng lớp hay ngâm trong bể nước nhằm tránh hiện tượng bóc nóng, vừa làm mềm vỏ để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xát vỏ sau này.
Cà phê thu mua về nhà máy được vận chuyển bằng xe tải. Sau khi qua cổng nhà máy thì xe được đi qua cân điện tử rồi mới tập kết đến bãi nguyên liệu để xác định khối lượng cà phê sau khi thu mua được. Sau đó cà phê được đưa lên băng tải và chuyển đến máy rửa và phân loại cà phê (công suất 5 tấn nguyên liệu/h) bằng thủy lực.
Có 3 hệ thống dây chuyền chế biến ướt.
- Qua một sàng lọc tạp chất. Sàng được cấu tạo bằng một lớp lưới và lắc đều. + Lỗ lưới đầu tiên là lỗ lưới nhỏ để loại bỏ các tạp chất nhỏ như cát, đá... , lỗ này nhỏ hơn hạt cà phê.
+ Qua lỗ lưới lớn hơn: loại các cành lá lẫn vào cà phê. - Qua máy rửa để đựng nước, ở dưới có đặt quạt thủy lực.
+ Những quả lép sẽ nổi lên trên và được đẩy lùi đằng sau, được băng tải đưa đi chế biến riêng (loại này không đủ tiêu chuẩn để xuất khẩu, phải tiêu thụ nội địa.
+ Các thành phần nặng bị chìm xuống. Quạt thủy lực có chứa họng, những thành phần nặng hơn cà phê sẽ bị chìm xuống và đẩy sang họng;
+ Còn những hạt cà phê chắc: quả chín, quả xanh sẽ lơ lửng và được đẩy ra ngoài theo đường riêng nhờ tác dụng của quạt ở thiết bị. Những quả có chất lượng tốt này sẽ đổ xuống gàu tải và được gàu tải đưa lên máy xay xát vỏ thịt (máy xát vỏ tươi). Năng suất của máy rửa và phân loại là: 4,5 – 5 tấn/ha.
Máy xát vỏ quả (vỏ tươi): nhằm tách lớp vỏ quả ra khỏi hạt cà phê, để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sấy và chế biến sau này.
Cấu tạo của máy xát vỏ tươi và nguyên lý hoạt động:
Ghi chú: 1. Cửa nạp liệu 6. Gờ (cánh) xát
2. Cửa tháo quả xanh 7. Lưới sắt
3. Cửa tháo liệu + vỏ 8. Mô tơ
4. Ống nước 9. Giá đỡ
5. Trục 10. Vít tải
+ Cấu tạo bao gồm các quả lô, gân tạo áp lực bên trong, lưới bên ngoài phù hợp với kích thước nhân cà phê lọt xuống.
+ Nguyên liệu sau khi rửa và phân loại xong, được gàu tải đổ xuống cửa nạp liệu số (1) của máy xát. Cửa nạp liệu này nằm ở giữa của trục máy, ở trên trục máy có gắn các cánh xát, ở giữa trục các cánh này có cấu tạo hình chữ V nhằm
mục đích tạo ra áp lực để hạt cà phê di chuyển dọc theo trục. Khi quả cà phê được đổ vào trong máy xát, qua cửa nạp liệu, dưới tác dụng của trục quay nhờ mô tơ truyền động số (8) làm cho quả cà phê trượt theo dọc các rãnh của trục về phía 2 đầu máy, nhờ áp lực nén đẩy giữa các hạt cà phê. Khi các hạt cà phê chạy dọc theo các rãnh, dưới tác dụng của lực ma sát giữa các hạt cà phê với nhau, giữa quả cà phê với lưới số (7), quả cà phê với cánh xát làm cho vỏ bị tách ra khỏi hạt cà phê. Những quả được tách vỏ ra, vỏ và hạt sẽ bị lọt qua lưới và đổ xuống vít tải số (10), được vít tải đưa sang bộ phận tách vỏ.
Còn những quả xanh vỏ cứng không tách được và những quả nhỏ còn sót lại sẽ không lọt qua lưới, một phần cũng do áp lực bên trong không đủ nên được đùn ra 2 đầu và đẩy lên cửa số (2), sau đó được tháo ra ngoài đưa đi chế biến riêng và tiêu thụ nội địa.
Tách vỏ quả:
Ghi chú:
1. Cửa nạp liệu 6. Mô tơ
2. Răng của lô tách vỏ 7. Rãnh cà phê thóc xuống
3. Lô tách vỏ 8. Trục máy
4. Cửa dẫn cà phê thóc + quả xanh sót ra 9. Vỏ máy 5. Cửa dẫn vỏ ra
+ Cà phê sau khi xát xong, cả hạt thóc và vỏ quả còn lẫn vào nhau. Do đó chúng ta cần tách vỏ ra khỏi hạt thóc để nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sấy và chế biến sau này.
+ Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu là cà phê thóc và vỏ được vào lô tách vỏ qua cửa nạp liệu số (9). Khi mô tơ hoạt động làm cho trục máy quay dẫn đến lô tách quay theo. Vỏ cà phê sẽ được các răng của lô tách vỏ móc ra ngoài và theo dòng nước đổ xuống cửa số (5). Còn những hạt thóc và quả sót sẽ được đổ xuống qua các rãnh số (7) và được tháo ra ngoài qua cửa số (4) để vào thiết bị sàng quả sót. Vỏ sau khi được tách xong được sử dụng làm phân vi sinh.
Sàng quả sót:
+ Sau khi tách vỏ, các hạt được tách vỏ (cà phê thóc) vẫn còn lẫn các hạt xanh, các hạt còn sót lại chưa được tách vỏ. Do đó cần phải qua thiết bị sàng lồng để sàng quả sót.
+ Sàng này có hình trống quay đặt nghiêng một góc khoảng 5-10o. Nguyên liệu được đổ vào trong sàng. Khi sàng quay, các hạt cà phê thóc có kích thước nhỏ sẽ lọt qua lỗ sàng và lọt xuống dưới được vít tải đẩy ra ngoài. Những quả còn xanh chưa được tách vỏ có kích thước lớn hơn sẽ không lọt qua lỗ sàng và được tháo ra ngoài qua cửa tháo quả sót ở cuối sàng. Các quả sót này sẽ được đưa đi chế biến riêng hoặc đưa vào máy xát quả xanh.
Đánh nhớt: nhằm loại bỏ nhớt còn dính trên lớp vỏ thóc.
+ Nếu như ta không loại lớp vỏ nhớt này thì sẽ gây khó khăn cho quá trình sấy, khó thoát ẩm khi sấy và tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển và xâm nhập vào trong hạt, làm ảnh hưởng đến chất lượng của hạt cà phê. Như vậy làm ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị của hạt cà phê
+ Cà phê thóc ướt được nạp vào cửa nạp liệu số (1) ở phía dưới của máy và được vít tải đưa lên trên các răng hoa, các răng hoa dài có tác dụng giữ cho nguyên liệu không được rơi xuống. Khi trục quay tạo ra ma sát giữa hạt cà phê với các răng hoa ngắn, nguyên liệu với nguyên liệu, nguyên liệu với lớp lưới, làm cho nhớt được tách ra khỏi lớp vỏ thóc. Mặt khác trên máy có gắn các vòi nước phun vào với các áp lực khá mạnh làm cho lớp nhớt được rửa trôi và theo nước ra ngoài cửa số (5). Còn hạt cà phê thóc sau khi đánh nhớt xong được các răng hoa đưa lên trên và đẩy ra ngoài qua cửa số (2) và được đưa đi phơi sấy. Tất cả các công đoạn trên đều phải có nước vào, nước này phải sạch và không có bẩn bùn.
+ Yêu cầu độ thủy phần đạt: 12 – 12,5% để bảo quản được lâu hơn. + Sàng quay với tốc độ 30 v/ph được nước phun vào nhằm tẩy rửa các vỏ dính, giúp sạch hơn.
+ Ngoài ra có công đoạn ủ lên men: lớp nhớt đó được lên men và xúc tác nhanh quá trình làm sạch lớp nhớt dung môi tương đối sạch, có thể dùng các loại enzim xúc tác quá trình lên men (ủ 24 h)
Nếu ta làm sạch trong quá trình đánh nhớt thì màu sắc hạt thóc sẽ rất sáng. Có các bể ngâm ủ tùy khách hàng yêu cầu
Chú thích:
1. Cửa nạp liệu 7. Mô tơ truyền động
2. Cửa tháo sản phẩm 8. Các răng hoa
3. Lưới sắt 9. Trục máy
4. Vít tải 10. Thành thiết bị
5. Cửa dẫn nước thải 11. Các van nước
6. Nước rửa vào
Công đoạn làm khô: phơi hoặc sấy
+ Phơi: do có độ nắng nên phát huy được chất lượng, màu sắc tốt, thơm (xúc tiến quá trình trao đổi chất bên trong).
Ưu điểm: đơn giản, dễ làm, tiết kiệm được năng lượng.
Nhược điểm: tốn nhiều nhân công, diện tích mặt bằng. Phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và khó khống chế được nhiệt độ và độ ẩm.
Thời gian: tháng 9 đến nửa tháng 12: mưa dầm, không có nắng nên cần phải sấy cho khô.
Sấy có 2 phương pháp: sấy tĩnh và sấy thùng quay - Máy sấy tĩnh: dùng lao động thủ công
Chú thích:
1. Khay sấy 6. Cửa tháo xỉ
2. Lưới sắt 7. Cửa nạp than đá
3. Thanh chống lưới sắt 8. Buồng truyền nhiệt 4. Cửa nạp và tháo liệu 9. Ống dẫn nhiệt 5. Quạt hút khí nóng
o Ưu điểm: Có mặt thoáng rất lớn để giải tỏa lượng nước trên mặt cà phê o Nhược điểm: + Độ thủy phần thấp
+ Khó đảo nên cà phê khô không đều
+ Tốn nhiều nhân công: 30 phút đảo trộn một lần
+ Khó cơ giới hóa, khó khống chế được nhiệt độ, độ ẩm. o Thời gian sấy: 10 h/mẻ cho 10 tấn nguyên liệu.
o Sau khi sấy ráo, lớp vỏ bên ngoài đạt độ thủy phần là 40-45% Sau khi ráo vỏ, qua công đoạn sấy quay
Lưu ý: Để đảm bảo quá trình trao đổi chất tốt thì to <40oC. Nếu sấy khô quá thì sẽ có mùi khói (nhược điểm)
o Năng suất của máy sấy: 5 tấn/h - Máy sấy thùng quay:
+ Hạt cà phê thóc sau khi sấy tĩnh xong, đạt đến độ ẩm khoảng 20 – 22% thì được chuyển sang máy sấy thùng quay
+ Mục đích: đưa độ ẩm về khoảng 10-12% để thuận lợi cho việc bảo quản và chế biến sau này.
Chú thích:
1. Gàu tải 9. Bánh răng
2. Vít tải 10. Quạt hút khí nóng
3. Cửa nạp và tháo liệu 11. Cửa nạp than đá
4. Mô tơ điện 12. Cửa tháo xỉ
5. Thùng sấy 13. Ống khói
6. Cánh đảo 14. Ống trao đổi nhiệt
7. Ống trục 15. Giá đỡ
8. Lỗ khí nóng ra 16. Lưới
Nguyên liệu được đưa vào gàu tải đưa lên các vít tải chia ra đưa vào ô trống quay. Trống quay 15 m3 thời gian sấy 40 h/mẻ
Cấu tạo của máy thùng quay có ruột rỗng bằng lưới có tác dụng dẫn hơi từ buồng đốt vào trống quay. Gồm có các cánh chịu lực và cánh chia, đạt độ thủy phần để cất giữ, lưu kho (12,5%), nhiệt độ tiêu chuẩn không quá 40oC, 1 h tốn hết 3 kg than đá.
+ Ưu điểm:
o Nguyên liệu sấy đều hơn.
o Năng suất cao, thao tác dễ dàng. o Ít tốn diện tích mặt bằng
+ Nhược điểm:
o Không thể sấy được những hạt cà phê quá ướt. o Tốn năng lượng
o Giá thành cao
o Khó khống chế nhiệt độ. Chỉ khống chế nhiệt độ bằng cách cho lượng than đá nhiều hay ít.
+ Chú ý:
o Nếu chưa có đơn đặt hàng thì đưa vào kho để cất giữ o Nếu có thì chế biến công đoạn tiếp theo.
o Chỉ cất giữ cà phê thóc chứ không cất giữ cà phê nhân
Sàng phân loại tạp chất:
+ Sau khi cà phê thóc từ kho bảo quản chuyển vào để xát vỏ thóc thì cần phải qua thiết bị sàng phân loại tạp chất. Mục đích của công đoạn này là nhằm loại bỏ những tạp chất như đá, cát, sạn, rác... và bụi bẩn, để tránh hư hỏng máy trong quá trình xát, nâng cao chất lượng của hạt cà phê và hiệu quả xát.
+ Nguyên lý hoạt động của sàng:
Nguyên liệu là hạt cà phê thóc được người công nhân đổ xuống gàu tải và được gàu tải đưa lên đổ vào trên tấm lưới sắt của sàng. Tấm lưới sắt này đặt nghiêng một góc từ 5-10o. Ở phần đầu lưới sàng thì kích thước lỗ sàng là 6mm, phần sau có kích thước là 20x20mm. Sàng lắc đều nhờ mô tơ truyền động qua các thanh răng. Khi hạt cà phê được đổ vào phần đầu của sàng vì lỗ sàng có kích thước nhỏ nên các tạp chất như đất, đá, cát bụi sẽ lọt lỗ sàng xuống dưới và tháo ra ngoài, còn bụi được hệ thống hút bụi hút ra ngoài và đưa đi xử lý. Vì sàng lắc đều và nghiêng một góc 5-10o nên hạt cà phê sẽ chuyển dần về phía cuối sàng, cuối sàng lỗ sàng có kích thước lớn hơn nên hạt cà phê sẽ bị rơi xuống và đổ xuống gàu tải, được gàu tải đưa đến máy xát vỏ thóc. Còn những tạp chất lớn như rác, giấy, lá...thì sẽ được giữ lại trên sàng và được đưa ra ngoài ở cuối sàng.
Vật liệu bằng kim loại thì sẽ được tách theo nguyên lý từ tính + Năng suất của sàng là từ 4,5-5 tấn/h
Máy xay xát vỏ thóc:
+ Sau khi sàng phân loại tạp chất xong, cà phê thóc sẽ được gàu tải chuyển đến máy xát vỏ thóc. Mục đích của máy xát vỏ thóc là loại bỏ vỏ thóc không có giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị cảm quan để được sản phẩm là hạt cà phê nhân.
+ Nguyên tắc hoạt động:
Cà phê thóc khô được gàu tải đổ lên cửa nạp liệu số (1) và đưa vào trong trục máy. Nhờ bố trí các gờ của trục máy xiên nên các hạt cà phê thóc sẽ chạy dọc theo các gờ về phía cuối trục. Trong quá trình chuyển động theo các gờ của trục máy, do ma sát giữa hạt cà phê với mặt trong của vỏ máy, với tấm lưới nên các vỏ thóc sẽ được bóc ra. Vỏ sẽ được lọt qua lưới và được hút ra ngoài nhờ quạt hút số (7). Còn những hạt sau khi bóc vỏ được chuyển động về cuối của trục máy và được đẩy lên phía trên ra ngoài qua cửa số (2) nhờ các hình tam giác ở cuối máy.