STT Tên chất Đầu vào (kg) Đầu ra (kg)
Cà phê Dung môi Dịch chiết Bã
1 Glucides 475 373,75 101,25
2 Ash 19 0 19
4 Protein 104,5 0 104,5 5 Lipid 104,5 0 104,5 6 Trigonelline 9.5 7,48 2,02 7 CGA 76 59,80 16,20 8 Caffein 9,5 7,48 2,02 9 H2O 114 89,70 24,30 10 Nước 17100 17100 11 Tổng 950 17100 17638,21 411,79
Quá trình lọc: Hiệu suất q trình lọc được tính bằng lượng dịch chiết thu được
sau quá trình lọc trên cho lượng dịch chiết sau q trình trích ly.
Giả thiết hiệu suất bằng 99%. Ta có kết quả tính tốn khối lượng các chất như sau:
Bảng 4.34. Bảng khối lượng các chất trước và sau quá trình lọc
STT Tên chất Đầu vào (kg) Đầu ra
Dịch chiết Bã Dịch chiết Bã 1 Glucides 373,75 101,25 370,02 104,98 2 Ash 0 19 0 19 3 Lignin 0 38 0 38 4 Protein 0 104,5 0 104,5 5 Lipid 0 104,5 0 104,5 6 Trigonelline 7,48 2,02 7,4 2,1 7 CGA 59,80 16,20 59,2 16,8 8 Caffein 7,48 2,02 7,4 2,1
9 H2O 89,70 24,30 88,8 25,2
10 Nước 17100 16929 171
11 Tổng 17638,21 411,79 17461,82 588,18
Q trình cơ đặc: Giả thiết q trích cơ đặc thu hồi được 98% khối lượng dung
mơi, có nghĩa là chỉ có 2% khối lượng dung mơi là nước cịn lại ở dịch sau cơ đặc.
Bảng 4.35. Bảng khối lượng các chất trước và sau q trình cơ đặc
STT Tên chất Đầu vào (kg) Đầu ra (kg)
Dịch sau cô đặc Dung môi bay hơi
1 Glucides 370,02 370,02 0 2 Trigonelline 7,4 7,4 0 3 CGA 59,2 59,2 0 4 Caffein 7,4 7,4 0 5 H2O 17017,8 340,35 16677,45 6 Tổng 17461,82 784,37 16677,45
Quá trình sấy: Dung dịch sau cô đặc ở dạng bùn nhão sẽ được sấy phun để thu
sản phẩm dạng bột. Giả thiết độ ẩm tuyệt đối của sản phẩm sau quá trình sấy là 2%. Độ ẩm tuyệt đối của dịch sau cô đặc: W1 = 340,35784,37×100 %=43,39 %
Khối lượng của sản phẩm sau q trình sấy là:G2=G1×(1−W1)
(1−W2) =
784,37×(1−43,39 %)
Bảng 4.36. Bảng khối lượng các chất trước và sau quá trình sấy
STT Tên chất Đầu vào (kg) Đầu ra (kg)
Sản phẩm Hơi ẩm 1 Glucides 382,56 382,56 0 2 Trigonelline 7,65 7,65 0 3 CGA 61,21 61,21 0 4 Caffein 7,65 7,65 0 5 H2O 340,42 9,14 331,28 6 Tổng 784,37 453,09 331,28
Vậy khối lượng sản phẩm thu được sau q trình sản xuất là: 453,09 (kg) 4.4.2.2. Tính giá thành sản phẩm
Giả thiết:
- Chi phí cho năng lượng là: 20.000.000 (VND) - Chi phí cho nhân cơng là: 10.000.000 (VND)
- Chi phí cho sửa chữa, bảo dưỡng là : 10.000.000 (VND) - Chi phí cho khấu hao thiết bị là : 50.000.000 (VND)
Bảng 4.37. Bảng giá của nguyên liệu, dung môi
STT Tên Giá Đơn vị
1 Cà phê Robusta S18 50.000 VND / 1 kg
2 Nước 11.800 VND / 1 m3
Chi phí tính tốn được:
- Chi phí ngun liệu là: 50000 × 1000 = 50.000.000 (VND) - Chi phí nước là: 11800 ì 17100 ữ 1000 = 201.780 (VND)
Giá thành của 1kg sản phẩm CGA là: 309.435 (VND)
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Qua những khảo sát những ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly CGA từ hạt cà phê xanh trong quy mơ phịng thí nghiệm. Nhóm nghiên cứu đã rút ra được những kết luận và đề xuất như sau:
1. Ảnh hưởng của dung môi nước đến hiệu suất trích ly CGA Phương trình hồi quy có dạng:
y = -248,682+ 4,512Z1 + 1,612Z2 + 5,443Z3 – 0,035Z12 – 0,005Z22
Hiệu suất q trình trích ly CGA phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian và tỉ lệ dung môi trên nguyên liệu.
Điều kiện tối ưu cho q trình trích ly: - Nhiệt độ: 69oC
- Thời gian trích ly: 134 phút
- Tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu: 18 ml/g Hiệu suất trích ly CGA cao nhất: 78,685%.
2. Ảnh hưởng của dung mơi etanol đến hiệu quả trích ly CGA Phương trình hồi quy có dạng:
Điều kiện tối ưu cho q trình trích ly: - Nhiệt độ: 68oC
- Thời gian trích ly: 134 phút - Nồng độ etanol: 56 % thể tích Hiệu suất trích ly CGA cao nhất: 85,639%.
3. Lựa chọn dung mơi theo tiêu chí kinh tế
Sau q trình tính tốn kinh tế, giá thành của 1 kg sản phẩm khi sử dụng hai dung mơi cho q trình trích ly như sau:
- Với dung môi etanol: 402.298 VND - Với dung môi nước: 309.435 VND
Từ kết quả trên ta thấy sử dụng dung mơi etanol cho q trình trích ly đạt hiệu suất trích ly cao hơn nhưng giá thành sản phẩm của việc sử dụng dung môi etanol lớn hơn việc sử dụng dung mơi nước. Vì vậy dung mơi được lựa chọn cho q trình trích ly CGA từ hạt cà phê xanh là dung môi nước.
4. Kiến nghị:
- Nghiên cứu thiết kế thiết bị trích ly với năng suất lớn và tích hợp nhiều bậc để để thu được hiệu quả tốt hơn.
- Vận dụng các kết quả đã đạt được để xây dựng và khảo sát các công đoạn tiếp theo như: hấp phụ, cơ đặc, sấy, khử khuẩn để hồn thiện quy trình sản xuất chiết xuất từ hạt cà phê xanh với năng suất và chất lượng cao.
- Bã cà phê còn chứa một hàm lượng caffeine, axit Clorogenic nhất định. Vì vậy cần nghiên cứu tận dụng để dùng trong sản xuất bánh kẹo, đồ uống có thêm hương vị của cà phê.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Coffee, Cocoa, and Tea, CABI Publishing, Wilson, 1999
[2] Wikipedia. "Cà phê." 2017. [Online]. Available: https://vi.wikipedia.org/wiki/C %C3%A0_ph%C3%AA
[3] Coffee flavor chemistry. Chichester: John Wiley & Sons. Bessière-Thomas,
Yvonne; Ivon Flament, 2002
[4] TCVN 6537 : 1999 https://tieuchuanvietnam.co/tcvn-6537-1999-ca-phe-nhan- dong-bao-xac-dinh-do-am.tcvn
[5] https://wasi.org.vn/dien-tich-san-luong-ca-phe-tren-the-gioi-2/ [6] https://en.wikipedia.org/wiki/Clorogenic_acid
[7] Antioxidant activity, polyphenols, caffeine and melanoidins in soluble coffee-- The influence of processing conditions and raw material,2011
[9] https://www.amazon.com/GREEN-COFFEE-BEAN-EXTRACT-800mg/dp/ B00F0CD39I
[10 Method of producing an extract of Green coffee, LELOUP, Valérie, Martine, Jeanine,2012/
[11] https://text.123doc.org/document/4344988-qua-trinh-trich-ly.htm
[12] Comparison of 5 Purification Methods for Chlorigenic Acids in green coffee beans-1997
[13] Isolation of green coffee Clorogenic acids using activated carbon, Journal of Food Composition and Analysis, 2014
[14] https://vi.scribd.com/document/344065793/HPLC-C%C6%A0-S%E1%BB%9E-L %C3%9D-THUY%E1%BA%BET-%E1%BB%A8NG-D%E1%BB%A4NG (HPLC)