Bảng khối lượng các chất trước và sau quá trình lọc

STT 1 2 3 4 5

6 7 8 9 10 11

Quá trình cơ đặc: Do độ bay hơi tương đối của etanol tốt hơn nước nên trong

q trình cơ đặc thì etanol sẽ bay hơi hết trước. Giả thiết quá 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.

Ta có: detanol 56% = 888 (kg/m3 )suy ra thể tích etanol 56% trước cơ đặc bằng: Vetanol 56% = 8351,64 / 888 = 9,405 (m3)

Khối lượng etanol trước cô đặc là: metanol = 56% × 9,405 × 800 = 4213,44 (kg)

Khối lượng nước trước cơ đặc là: mnước = (1-56%) × 9,405 × 1000 + 96,65 = 4234,85 (kg)

Bảng 4.29. Bảng khối lượng các chất trước và sau quá trình cơ đặc

STT Tên chất 1 Glucides 2 Trigonelline 3 CGA 4 Caffein 5 H2O 6 Etanol 7 Tổng

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 cơ đặc: W1 = 168,97

652,23 ×100 %=25,91 %

Khối lượng

652,23×(1−25,91% )

(1−2%)

Bảng 4.30. Bảng khối lượng các chất trước và sau quá trình sấy

STT 1 2 3 4 5 6

Vậy khối lượng sản phẩm thu được sau q trình sản xuất là: 493,12 (kg) 4.4.1.2. 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) 89

- Chi phí cho khấu hao thiết bị là : 50.000.000 (VND) STT 1 2 3 Chi phí tính tốn được:

- Chi phí nguyên liệu là: 50000 × 1000 = 50.000.000 (VND)

- Chi phí nước l: 11800 ì 4166,67 ữ 1000 = 49.167 (VND)

- Chi phí etanol 96% là: 10000 × 5833,33 = 58.333.300 (VND) Giá thành của 1kg sản phẩm CGA là: 402.298 (VND)

4.4.2. Dự tốn chi phí sản xuất sản phẩm CGA từ cà phê xanh việt nam sử dụng dung môi nước

4.4.2.1. Tính cân bằng vật chất cho các q trình

Q trình nghiền cà phê hạt: Hiệu suất của q trình nghiền được tính theo khối

lượng cà phê sau nghiền trên khối lượng cà phê trước khi nghiền. Giả thiết H = 95%. Khối lượng cà phê sau khi nghiền là: m=1000 × 95%=950(kg )

Trong quá trình nghiền thành phần các chất trong cà phê khơng thay đổi nên ta có bảng kết quả sau:

Bảng 4.32. Bảng khối lượng các chất trong cà phê trước và sau q trình nghiền

STT

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Q trình trích ly: Q trình trích ly được tiến hành ở điều kiện tối ưu đã được

tính tốn ở phần 4.3 ( nhiệt độ 69oC, thời gian 134 phút, tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu là 18 ml/g, hiệu suất trích ly CGA H= 78,685%).

Thể tích dung mơi sử dụng là : V =18× 950=17100 (lí t )

Trong q trình trích ly các chất Glucides, Trigonelline, Caffein, Nước và CGA được tách ra khỏi cà phê. Giả thiết hiệu suất chiết của các chất này bằng với hiệu suất chiết của CGA .

Bảng 4.33. Bảng khối lượng các chất trước và sau q trình trích ly

STT Tên chất

1 Glucides

2 Ash

3 Lignin

4 Protein 5 Lipid 6 Trigonelline 7 CGA 8 Caffein 9 H2O 10 Nước 11 Tổng

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 quá 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 1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11

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 1 2 3 4 5 6

Quá trình sấy: Dung dịch sau cơ 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 cơ đặc: W1 = 340,35

784,37 ×100 %=43,39 %

Khối lượng của sản phẩm sau quá trình sấy là:G2= G1 ×(1−W1)

=

(1−W2 )

784,37 × (1−43,39 %)=453,09(kg)

(1−2%)

Bảng 4.36. Bảng khối lượng các chất trước và sau quá trìnhsấy Đầu ra (kg) sấy Đầu ra (kg) STT 1 2 3 4 5 6

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 1 2 Chi phí tính tốn được:

- Chi phí ngun liệu là: 50000 × 1000 = 50.000.000 (VND)

- Chi phí nước là: 11800 × 17100 ÷ 1000 = 201.780 (VND) 94

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 mô phịng thí nghiệm. Nhóm nghiên cứu đã rút ra được những kết luận và đề xuất như sau:

1. Ảnh hưởng của dung mơi 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:

y = -316,758 + 5,763Z1 + 1,756Z2 + 4,921Z3 – 0,038Z12 – 0,004Z22 – 0,038Z32 95

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 mơi etanol: 402.298 VND

- Với dung môi nước: 309.435 VND

Từ kết quả trên ta thấy sử dụng dung môi etanol cho quá 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, cô 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.

96

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

[8] https://www.alibaba.com

97

[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)

[15] https://toc.123doc.org/document/881845-b-ky-thuat-chiet-soxhlet.htm

98

99