Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân năng suất 33600 tấn quả/năm

Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
LỜI MỞ ĐẦU
Nước ta hiện nay đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước
cùng với sự phát triển vượt bậc của nhiều ngành kinh tế, đời sống tinh thần và vật chất
của người Việt Nam và thế giới nói chung ngày càng nâng cao. Hòa cùng sự phát triển
của nền kinh tế đất nước như hiện nay có sự đóng góp không ngừng của các mặt hàng
xuất khẩu như may mặc, thủy sản, cà phê, …trong đó cà phê là một trong những mặt hàng
mang lại nguồn thu nhập không nhỏ, đóng góp vào sự nghiệp xây dựng và phát triển đất
nước.
Cà phê là một đặc sản nhiệt đới có giá trị trên thế giới, một mặt hàng được buôn
bán rộng rãi, giao lưu nhiều vào loại thứ nhì trong công tác mậu dịch quốc tế. Cà phê là
một thứ nước uống hấp dẫn đối với nhiều người và nhiều lứa tuổi trên thế giới, bởi lẻ một
tách cà phê ngon thì có đầy đủ hương vị đặc biệt khiến cho người ta thích thú một cách
khó tả. Mặt khác, nó là một loại thức uống kích thích thần kinh, gây hoạt động minh mẫn
cho trí óc… những tác dụng sinh lý trên chủ yếu là do hoạt chất chính của nó là cafein.
Tuy nhiên, cafein là một hoạt chất độc, vì vậy uống nhiều cà phê sẽ sinh ra táo bón, uống
quá nhiều thì sẽ làm cho thần kinh quá kích thích bị rối loạn sau đó có thể dẫn đến suy
nhược.
Trên thế giới, cà phê đứng vào hạng thứ hai sau dầu hỏa và nó dẫn đầu tất cả các
nông sản khác. Nước ta là một nước có điều kiện thiên nhiên tốt để phát triển loại cây cao
cấp này như Gia Lai, DakLak, Kon Tum,…Diện tích canh tác và sản lượng thu hoạch cà
phê tăng nhanh qua từng năm. Diện tích năm 1989-1990 đạt 123000 ha và sản lượng đạt
90000 tấn. Đến năm 1990 đạt 350000 ha và sản lượng đạt 400000 tấn. Năm 2008-2009
đạt 520000 ha và sản lượng đạt hơn 1 triệu tấn. Và đến năm 2010-2011 tổng diện tích
trồng cà phê lên trên 540.000ha, sản lượng đạt khoảng trên 1 triệu tấn, trung bình 2
tấn/ha/năm.
Cùng với việc phát triển trồng cà phê thì kỹ thuật chế biến có ảnh hưởng đến phẩm
chất cà phê. Hiện nay, chúng ta có nhiều cơ sở chế biến cà phê nhân sống xuất khẩu và
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
chế biến cà phê bột, cà phê hòa tan, song quy mô còn nhỏ chưa tập trung, chủ yếu là các

cơ sở tư nhân với năng suất thấp, chất lượng không cao.
Do đó yêu cầu cấp thiết đặt ra xây dựng nhà máy sản xuất cà phê nhân với quy mô
công nghiệp hiện đại để nâng cao chất lượng của cà phê và những mặt hàng chế biến từ cà
phê nhân để đáp ứng cho nhu cầu trong nước cũng như xuất khẩu.
Xuất phát từ tình hình đó, tôi chọn đề tài thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân
theo phương pháp khô với năng suất khoảng hơn 30.000 tấn cà phê quả tươi/năm.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 2
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
CHƯƠNG 1:
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
1.1 Đặt vấn đề.
Nước ta do có trình độ khoa học và công nghệ còn bị hạn chế, vì vậy sản phẩm cà
phê nhân trên thị trường thế giới còn kém chất lượng và năng suất càng thấp. Để tạo được
thương hiệu cho cà phê Việt Nam trên thị trường đồng thời nâng cao giá thành sản phẩm,
tăng doanh thu thì vấn đề thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân cho hiệu quả kinh tế cao
có khả năng đứng vững trên thị trường là vấn đề hết sức quan trọng.
Để xây dựng một nhà máy sản xuất cà phê nhân thì cần chú ý đến những vấn đề
sau:Tính khả thi, nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm, vị trí xây dựng, nguồn nhân
lực, địa điểm xây dựng, hợp tác xã, liên hợp hoá, năng suất, xử lý chất thải, đường giao
thông, nguồn cung cấp năng lượng: điện, nước, nhiên liệu…
1.2 Tính khả thi.
Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, đời sống nhân dân
ngày càng được cải thiện về mặt vật chất cũng như tinh thần. Vì vậy nhu cầu cuộc sống
ngày càng cao. Do vậy việc thưởng thức các loại thức uống nói chung và cà phê nói riêng
ngày càng tăng. Mặt khác trong những năm vừa qua sản lượng và diện tích cà phê không
ngừng tăng lên, thị trường xuất khẩu rộng lớn. Bên cạnh đó nguồn nguyên liệu nước ta vô
cùng dồi dào. Từ các điều kiện trên cho thấy việc xây dựng thêm một nhà máy chế biến
cà phê nhân với quy mô công nghiệp, hiện đại là hoàn toàn có tính khả thi.
1.3 Vị trí xây dựng.
Để xây dựng được một nhà máy đứng vững trên thị trường thì ta cần phải chọn địa

điểm sao cho phù hợp là điều hết sức quan trọng. Muốn vậy nhà máy được xây dựng cần
phải thoả mãn các điều kiện sau: gần nguồn nguyên liệu, gần sông hồ để tận dụng nguồn
nước, gần mạng lưới điện quốc gia, các điều kiện khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm, hướng gió
thích hợp, nguồn lao động dồi dào…
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 3
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
Dak Lak là một tỉnh có diện tích trồng cà phê lớn nhất nước ta, với 174.740 ha cà
phê, với sản lượng mỗi năm đạt trên dưới 435.000 tấn cà phê nhân. Đồng thời có vị trí địa
lý rất thuận lợi cho việc sản xuất cà phê, phía đông giáp Phú Yên và Khánh Hoà, phía bắc
giáp Gia Lai, phía nam giáp Bình Phước và Lâm Đồng, tây nam giáp Campuchia, có trên
300.000 ha đất đỏ bazan rất thuận lợi cho việc phát triển cây cà phê, có quốc lộ 14, 26, 27
nối liền tỉnh Dak Lak với thành phố Hồ Chí Minh, Khánh Hòa, Phú Yên, Gia Lai rất
thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm. Mặt khác trên địa bàn
tỉnh còn nhiều nhà máy khác như: nhà máy bia, nhà máy chế biến mủ cao su,… tạo thành
một cụm khu công nghiệp rộng lớn.
Dựa vào những điều kiện trên, tôi quyết định chọn tỉnh DakLak là địa điểm xây
dựng mà cụ thể là gần nông trường cà phê Cưpul huyện Krông Pak, nằm gần quốc lộ 26,
quốc lộ 14, quốc lộ 27, cách trung tâm thành phố 20km về phía Đông.
Các thông số về điều kiện thời tiết tại DakLak:
- Nhiệt độ trung bình hàng năm: 23.3
0
C
- Độ ẩm trung bình : 82%
- Hướng gió chính: Đông Nam và Đông Bắc.
1.4 Nguồn nguyên liệu.
Nước ta có nhiều tỉnh có khí hậu rất thích hợp cho việc trồng cà phê trong đó
Daklak là một tỉnh có diện tích và sản lượng cà phê lớn nhất nước ta với nhiều huyện
trồng cà phê như: Krông buk, Krông Nô, Dakmin, CưM’nga, Ea Sup, Krông Ana, Krông
Pak…. Ngoài ra, ta có thể vận chuyển nguồn nguyên liệu cà phê từ các tỉnh khác như:
Lâm Đồng, Gia Lai, Kon Tum, Đồng Nai… Do vậy việc chọn địa điểm đặt nhà máy tại

tỉnh Daklak là hoàn toàn hợp lý, vừa giảm được chi phí vận chuyển vừa đảm bảo chất
lượng của nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất.
1.5 Đường giao thông: Nhà máy ở địa điểm rất thuận tiện
- 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.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
- Đường thủy: Nhà máy cách cảng Nha Trang khoảng không xa cho nên có thể sử
dụng 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.
1.6 Năng suất.
Đời sống con người ngày càng nâng cao, nhu cầu ngày càng nhiều. Do vậy nhu cầu
uống cà phê của người dân ngày một tăng. Để đáp ứng lượng cà phê tiêu thụ trong nước
và xuất khẩu, cần phải xây dựng nhà máy chế biến cà phê đảm bảo chất lượng đồng thời
phù hợp với sản lượng cà phê của địa phương.
1.7 Nguồn cung cấp năng lượng.
- Điện: Nhà máy sử dụng nguồn điện trên mạng lưới quốc gia đường dây 500 KV đã
được hạ thế xuống 220 / 380 V. Để đảm bảo việc sản xuất của nhà máy được liên tục, nhà
máy đã chuẩn bị một máy phát điện dự phòng. Đồng thời trong nhà máy cũng có đặt trạm
biến thế riêng để lấy điện từ đường dây cao thế của mạng lưới cung cấp điện chung trong
khu vực.
- 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: sử dụng trong nhà máy bao gồm: Dầu, xăng dùng cho xe ô tô, xe vận
chuyển của nhà máy.
1.8 Nguồn nhân lực.
Tây Nguyên có lực lượng lao động tại chỗ rất dồi dào, có trên 6 triệu dân, ngoài
lượng lao động tại các xã trong huyện còn có công nhân tại các huyện lân cận. Đội ngũ
cán bộ và cán bộ kỹ thuật có thể tuyển tại các trường đại học như: Đại Học Tây Nguyên,

Đại Học Bách Khoa…và nhân tài trong cả nước.
1.9 Hợp tác hoá, liên hợp hoá.
Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đầu tư trang thiết bị, máy móc, phát triển nâng
cấp, cải tiến kỹ thuật của nhà máy đồng thời tạo điều kiện cho việc sử dụng chung những
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 5
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
công trình giao thông vận tải, cung cấp điện, nước…thì vấn đề hợp tác hoá giữa nhà máy
sản xuất cà phê tại DakLak với các nhà máy tỉnh khác là thật sự cần thiết.
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, phế phẩm của nhà máy này là nguyên
liệu cho các nhà máy khác.
1.10 Xử lý chất thải.
Nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà máy được đưa vào hệ thống cống rãnh trong nhà
máy đến bể xử lý trước khi thải ra môi trường. Đối với chất thải rắn được xử lý bằng
phương pháp vi sinh.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 6
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
CHƯƠNG 2:
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
2.1 Đặc tính thực vật của cà phê.
Các loại cà phê đều thuộc giống coffea, gồm gần 70 loại khác nhau, chỉ có 10 loại
đáng chú ý về giá trị trồng trọt. Trên thế giới hiện nay người ta thường trồng 3 loại cà phê
chính sau:
- Giống Arabica: gồm các giống thông thường như là: typical, caturra, moka…
- Giống Robusta.
- Giống Chari.
Các giống này đều có thời gian thu hoạch khác nhau nên có thể bổ sung thời vụ
cho việc trồng và thu hoạch các giống chính.
2.1.1 Cà phê Arabica (cà phê chè).
Đây là loại cây được trồng nhiều nhất trên thế giới. Nguồn gốc của giống này là ở

cao nguyên Etiôpia vùng nhiệt đới Đông Châu Phi.
2.1.1.1 Đặc tính.

Hình 2.1. Quả cà phê Arabica
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 7
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
Cây cà phê Arabica cao từ 3-5m, trong điều kiện đất đai thuận lợi có thể cao đến
7m, 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 10-15mm. Số lượng quả 800-1200 quả/kg, thời gian nuôi 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 Bắc, khi quả chín nếu bị mưa dễ
nứt và rụng.
Trong 1 quả có 2 nhân, một số ít quả có 3 nhân. Nhân có vỏ lụa màu bạc bám cứng
vào nhân. Ngoài vỏ lụa là vỏ trấu cứng, ngoài cùng 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.
2.1.1.2 Năng suất.
Loại thường: 400-500 kg cà phê nhân/1hecta, loại tốt: 600-800 kg cà phê
nhân/1hecta. Tỷ lệ thành phẩm/nguyên liệu khoảng: 14-20%.
2.1.2 Cà phê Robusta (cà phê vối).
Nguồn gốc khu vực sông Công gô miền núi vùng thấp xích đạo và nhiệt đới Tây
Châu Phi.
2.1.2.1 Đặc tính.

Hình 2.2. Quả cà phê Robusta
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 8
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
Robusta cao từ 5-7m quả hình trứng hoặc hình tròn, quả chín có màu đỏ thẫm. Vỏ
quả cứng và dai hơn cà phê Arabica. Từ 5-6 kg quả sẽ thu được 1kg cà phê nhân. Quả

chín từ tháng 2 đến tháng 4 ở miền Bắc, ở Tây nguyên chín sớm hơn từ 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%.
2.1.2.2 Năng suất.
Có 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.
2.1.3 Cà phê Chari ( cà phê mít).
Nguồn gốc ở xứ Ubangui Chari thuộc biển hồ gần sa mạc Xahara, loại này được đưa
vào Việt Nam 1905.
2.1.3.1 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 trên
cùng 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 đến tháng 7.
2.1.3.2 Năng suất.
- Loại thường: 500-600 kg/1ha, loại tốt: 1200-1400 kg/1ha.
- Tỷ lệ thành phẩm / nguyên liệu: 10-15%.
Hoa của 3 loại cà phê mô tả trên đều nở cả chùm, màu trắng và hương thơm ngát
2.2 Thành phần hoá học của quả cà phê.
2.2.1 Cấu tạo và giải phẩu quả cà phê.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 9
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
Hình 2.3. Nhân cà phê
Quả cà phê gồm có những phần sau: lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa
và nhân.
Là lớp vỏ ngoài, mềm, ngoài bì có màu đỏ, vỏ cà phê chè mềm hơn cà phê vối và
cà phê mít.
2.2.1.1 Lớp vỏ thịt.
Nằm dưới lớp vỏ mỏng hay còn gọi là trung bì, vỏ thịt cà phê chè mềm chứa nhiều

chất ngọt, dễ xay xát hơn. Vỏ thịt cà phê mít cứng và dày hơn.
2.2.1.2 Lớp vỏ trấu.
Hạt cà phê sau khi loại bỏ các chất nhờn và phơi khô gọi là cà phê thóc, vì bao bọc
nhân là một lớp vỏ cứng nhiều chất xơ mềm gọi là vỏ trấu tức là nội bì. Vỏ trấu cà phê
chè mỏng hơn và dễ đập hơn là vỏ trấu cà phê vối và cà phê mít.
2.2.1.3 Lớp vỏ lụa.
Bao bọc quanh nhân cà phê còn một lớp vỏ mỏng, mềm gọi là vỏ lụa. Chúng có
màu sắc khác nhau tùy theo loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc rất mỏng 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.
2.2.1.4 Nhân cà phê.
Đây là lớp trong cùng của quả cà phê, phía ngoài của nhân là lớp tế bào rất cứng có
những tế bào nhỏ 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.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 10
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 2.1. Tỷ lệ các thành phần của quả cà phê (%).
Thành phần Arabica Robusta
Vỏ quả
43 - 45 41- 42
Vỏ nhớt
20 - 23 21- 22
Vỏ trấu
6 - 7,5 6 - 8
Nhân và vỏ lụa
26 -30 26 - 29
2.2.2 Thành phần hóa học của các phần cấu tạo quả cà phê.
2.2.2.1 Thành phần hóa học của vỏ quả.
Vỏ quả cà phê khi chín có màu đỏ, chứa chất antoxian và vết của ancaloit, tanin,
cafein, các loại enzim. Trong vỏ quả có khoảng 21,5-30% chất khô. Thành phần hoá học

của nó bao gồm các chất theo bảng sau:
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của vỏ quả (%).
Thành phần hóa học C.phê Arabica C.phê Robusta
Protein 9,2 - 11,2 9,17
Chất béo 1,73 2,00
Xenlulo 13,16 27,65
Tro 3,22 3,33
Hợp chất không có Nitơ 66,16 57,15
Chất đường - -
Tanin - 14,42
Pectin - 4,07
Cafein 0,58 0,25
2.2.2.2 Thành phần hóa học của lớp nhớt.
Lớp nhớt nằm phía dưới lớp vỏ quả, nó gồm những tế bào mềm, không có cafein,
tanin, có nhiều đường và pectin.
Bảng 2.3. Thành phần hóa học của vỏ nhớt (%).
Thành phần hóa học Cà phê Arabica Cà phê Robusta
Pectin 33,0 38,7
Đường khử
30,0 46,8
Đường không khử
20,0 -
Xenlulo và tro
17,0 -
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 11
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
Độ pH của lớp nhớt tùy theo độ chín của quả thường từ: 5,6-5,7 đôi lúc lên tới 6,4.
Trong lớp nhớt đặc biệt có men pectinaza phân giải pectin trong quá trình lên men.
2.2.2.3 Thành phần hóa học của vỏ trấu.
Gồm có xenlulo là chủ yếu. Sau đây là thành phần hóa học của vỏ trấu cà phê chè

đã lên men sau 40 giờ và rửa sạch:
Bảng 2.4. Thành phần hóa học của vỏ trấu (%).
Thành phần hóa học Cà phê Arabica Cà phê Robusta
Hợp chất có dầu 0,35 0,35
Protein 1,46 2,22
Xenlulo 61,8 67,8
Hemi Xenlulo 11,6 -
Chất tro 0,96 3,3
Chất đường 27,0 -
Pantozan 0,2 -
Trong vỏ trấu có một ít cafein, khoảng 0,4% do từ nhân khuếch tán ra lúc lên men
hoặc lúc phơi khô.
Vỏ trấu dể cháy nên dùng làm chất đốt, có thể đóng thành bánh không cần chất
dính bằng các loại máy ép than, ép mùn cưa.
2.2.2.4 Thành phần hóa học của nhân.
Cà phê nhân ở dạng thương phẩm gồm có: nước, chất khoáng, lipit, protit, gluxit.
Ngoài ra, còn có những chất mà ta thường gặp trong thực vật là những axit hữu cơ chủ
yếu là axit clorogenic và các chất ancaloit. Trên thế giới cũng như trong nước ta đã có
nhiều 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
và cấu tử của mùi thơm.
Hiện nay, người ta đã tìm ra có tới hơn 70 chất thơm hỗn hợp lại thành mùi thơm
đặc biệt của cà phê. Trong cà phê chủ yếu là Vitamin nhóm B như: B1, B2, B6…và các
loại axit hữu cơ là tiền các loại Vitamin.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 12
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 2.5. Thành phần hóa học của nhân cà phê (mg%).
Thành phần hóa học
Nước 8-12
Chất béo 4-18

Đạm 1,8-2,5
Protein 9-16
Cafein 0,8-2
Axit clorogenic 2-8
Trigonenlin 1-3
Tannin 2
Axit cafetanic 8-9
Axit cafeic 1
Pantosan 5
Tinh bột 5-23
Dextrin 0,85
Đường 5-10
Xenlulo 10-20
Hemixenlulo 20
Linhin 4
Tro 2,5-4,5
Ca 85-100
P 130-150
Fe 3-10
Na 4
Mn 1-45
Rb, Cu, F
2.3 Một số các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê.
2.3.1 Ảnh hưởng của loại đất trồng cà phê.
Ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị và màu sắc của cà phê. Nếu cà phê trồng trên đất
bazan thì cây tốt, khỏe, sản lượng cao, phẩm chất cà phê tốt còn có một hương vị đậm
đà, mùi vị thơm ngon hơn các loại cà phê trồng trên các loại đất khác.
2.3.2 Ảnh hưởng của chế độ chăm sóc kỹ thuật.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 13
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

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: - 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.
2.3.3 Ảnh hưởng của độ cao.
Độ cao 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.
2.3.4 Ảnh hưởng của giống.
Giống cà phê có một ý nghĩa quyết định đến chất lượng cà phê. Chính chất lượng
vốn có của sản phẩm chứa đựng trong giống. Sự khác nhau về chất lượng giữa các loại cà
phê chè, vối, mít cũng do giống quyết định. Nước pha cà phê chè có hương vị thơm, dịu,
nước pha cà phê vối ít thơm và hơi đắng chát nhưng đậm đà. Ngay trong một loại thì các
giống khác nhau thì cũng khác nhau.
2.3.5 Ảnh hưởng của sâu bệnh.
Sâu bệnh tấn công cũng sẽ làm cho hạt cà phê bị hư hại. Mọt đục quả cà phê tạo ra
các hạt thủng, có rãnh. Ngoài mọt đục quả ra thì các loại sâu khác cũng gây hại đến cà
phê. Chúng đục rỗng những quả cà phê khô. Khi thời tiết nóng ẩm là lúc chúng làm tổ
trong nhân cà phê.
2.3.6 Ảnh hưởng của việc thu hái.
Cà phê dù được chế biến theo phương pháp nào đều phải được thu hái khi quả chín
đều mới có sản phẩm chất lượng cao. Các hạt cà phê xanh non có tỉ trọng hạt thấp, nước
pha uống có vị ngái, không thơm, kém hấp dẫn. Quả cà phê quá chín gây khó khăn trong
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 14
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
quá trình xát đồng thời làm cho nước uống có mùi vỏ quả không hấp dẫn, nước uống có
chất lượng không cao.
2.3.7 Ảnh hưởng của quá trình bảo quản, vận chuyển.

Trong quá trình bảo quản, độ ẩm và nhiệt độ trong kho, đặc biệt là độ ẩm của hạt cà
phê đưa vào bảo quản có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cà phê.
Độ ẩm của hạt cà phê bảo quản phải dưới 13%. Độ ẩm của môi trường trong kho
bảo quản quá cao hoặc quá thấp có thể làm cho chất lượng cà phê trong kho bảo quản bị
giảm rõ rệt chủ yếu được biểu hiện ở sự biến đổi màu của hạt cà phê, chất lượng nước
uống.
Với khâu vận chuyển ta quan tâm đến tình trạng vệ sinh của phương tiện vận
chuyển, ví dụ không dùng xe chở gia súc để vận chuyển cà phê, không dùng xe tải chở
phân hóa học để vận chuyển cà phê.
2.3.8 Ảnh hưởng của quá trình chế biến.
Quá trình chế biến là quá trình chuyển cà phê tươi thành cà phê nhân sau khi loại
bỏ toàn bộ vỏ quả, làm sạch nhớt, loại vỏ thóc và làm giảm hàm lượng nước trong nhân
cà phê xuống còn khoảng 13%.
Cà phê được chế biến theo phương pháp khô có thể tận dụng năng lượng mặt trời
để phơi. Sân phơi phải sạch, được lát gạch hoặc được xây bằng xi măng. Cà phê phơi quá
dày, không cào đảo cũng dễ bị nấm mốc xâm nhiễm, khi phơi trên sàn đất thì khó tránh
khỏi cà phê bị nhiễm mùi đất và bị nhiễm các loại vi sinh vật khác ảnh hưởng đến chất
lượng, vệ sinh an toàn thực phẩm của cà phê.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 15
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 16
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
CHƯƠNG 3:
CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1 Chọn phương pháp chế biến cà phê.
Chế biến cà phê nhân nhằm mục đích loại bỏ các lớp vỏ bao bọc quanh hạt nhân cà
phê và phơi sấy khô đến mức độ nhất định, làm cho cà phê nhân sống có một giá trị
thương phẩm cao. Rồi sau đó tiếp tục các quá trình chế biến tinh khiết hơn như chế biến
cà phê rang, chế biến cà phê hòa tan….Hoặc các sản phẩm khác có phối chế như cà phê
sữa, các loại bánh kẹo 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 các lớp vỏ thịt và các chất nhờn bên ngoài
và phơi sấy khô dần 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:
Công đoạn chính của phương pháp 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 đơn
giản, ít tốn năng lượng,ít vốn đầu tư, thiết bị đơn giản, ít gây ô nhiễm môi trường. Đây là
một phương pháp mang tính thủ công nhưng nó rất phù hợp với nhiều cơ sở sản xuất cà
phê nhân ở nước ta. Nó đã đem lại nguồn thu nhập khổng lồ cho đất nước.

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 17
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
3.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khô.
3.2.1 Dây chuyền công nghệ:


Hình 3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ san xuất cà phê nhân
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 18
Nguyên liệu (cà phê quả tươi)
Thu nhận và bảo quản nguyên liệu
Phơi sấy sơ bộ

Cà phê quả khô

Tách tạp chất
Xay xát khô (bỏ vỏ trấu)

Đánh bóng (bỏ vỏ lụa)
Phân loại theo kích thước
Phân loại theo trọng lượng
læåüng

Phân loại theo màu sắc
Phối trộn, cân, đóng bao
Nhập kho
Bảo quản
Vỏ trấu
Vỏ lụa
Sấy chính thức
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
3.2.2.Thuyết minh dây chuyền công nghệ.
3.2.2.1. Nguyên liệu.
Nguyên liệu là các loại cà phê quả đã được thu hoạch, loại cà phê chính được trồng
ở nước ta là Robusta chiếm khoảng 97%.
 Thu hoạch nguyên liệu.
Hiện nay trên thế giới cũng như trong nước vấn đề thu hoạch cà phê chủ yếu là 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 thu hái, phương tiện trang bị cho việc thu
hoạch …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 thu
hái cần đạt các yêu cầu sau:
+ Cần thu hái đúng lúc, kịp thời, đúng tầm chín.
+ Không thu hái những quả cà phê còn xanh, còn non chưa đầy đủ chất lượng.
+ Phải hái từng quả, không hái từng chùm làm ảnh hưởng đến cây và năng suất mùa

sau.
+ Khi thu hái phải bảo vệ các nụ hoa.
+ Cần phân chia khu vực thu hái phù hợp với mùa chín cà phê.
+ Cần giữ vệ sinh trong quá trình thu hái không được lẫn các tạp chất như: đất, cát,
cành, lá…vào trong nguyên liệu.
+ Sau khi thu hái xong phải vận chuyển ngay về nơi chế biến không để ủ đống quá
lâu làm cho cà phê nẫu, bốc nóng.
 Vận chuyển và bảo quản nguyên liệu.
Sau khi thu hái xong cần nên vận chuyển ngay về nơi chế biến không nên ủ đống
quá lâu làm cho cà phê dễ bị hư hỏng. Ta có thể vận chuyển bằng mọi phương tiện như xe
bò, xe ô tô…Trong khi vận chuyển tránh làm cho quả cà phê bị dập nát, tránh bị lẫn tạp
chất.
Nguyên liệu sau thu hái nên chế biến càng nhanh càng tốt, nếu chưa chế biến thì
không được chất thành đống mà phải được bảo quản ở nơi thoáng mát, có mái che và trải
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 19
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
thành lớp dày khoảng 30-40 cm trên nền sạch, khô, 2-3 giờ ta tiến hành đảo trộn một lần.
Thời gian bảo quản càng ngắn càng tốt thường kéo dài không quá 36 giờ.
3.2.2.2 Phơi sấy.
Mục đích phơi sấy: Mục đích của quá trình này là hạ thủy phần của cà phê xuống
10-12% để bảo quản tốt và thực hiện các quá trình tiếp theo.
 Phơi cà phê:
Phơi cà phê là một khâu quan trọng đóng vai trò quyết định phần lớn về phẩm chất
cà phê nhân. Nếu phơi không tốt thì nhân cà phê sẽ bị mất màu tự nhiên và trở thành
những màu xấu của nhân bị lỗi như: màu đen, màu nâu,…Khi phơi phải theo dõi luôn,
những ngày đầu cà phê còn ướt cho phép phơi mỏng để quá trình bốc hơi nước nhanh.
Những ngày sau khi vỏ cà phê đã se và hơi khô thì phải phơi dày để tránh nứt vỏ trấu.
Trong quá trình phơi cần đảo trở luôn để tăng cường sự bốc hơi của nguyên liệu và để
cho cà phê khô đều. Nắng càng to phải phơi càng dày và đảo trở luôn.
Sân phơi nên được làm bằng xi măng sạch. Không nên phơi cà phê trên nền đất.

Sân phơi yêu cầu phải có độ dốc nhất định và phải có hệ thống cống rãnh thoát nước thật
tốt, cần xây nơi cao ráo, thoáng. Trên sân phải có hệ thống che đậy để tránh mưa, sương.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phơi:
- Nhiệt độ không khí. - Độ ẩm không khí.
- Vận tốc không khí. - Loại sân phơi.
- Chiều dày lớp nguyên liệu và số lần cào đảo trên sân.
 Sấy cà phê:
Cà phê sau khi phơi sấy sơ bộ thì đem đi sấy. Có nhiều phương pháp sấy nhưng
người ta thường dùng hiện nay là sấy đối lưu và sấy tiếp xúc. Ngoài ra còn dùng phương
pháp bức xạ hoặc phương pháp dùng tần số. Tóm lại là tùy theo yêu cầu mục đích mà
người ta chọn chế độ và phương pháp sấy cho thích hợp. Thông thường thì dùng phương
pháp kết hợp giữa đối lưu và bức xạ. Sấy cà phê bằng nhiệt độ quá lớn hoặc quá thấp sẽ
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 20
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
không cho kết quả tốt. Nhiệt độ sấy lý tưởng là từ 45-55
0
C. Ở đây ta chọn sấy động với
máy sấy thùng quay nằm ngang.
Một số các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy :
- Nhiệt độ không khí nóng và vận tốc không khí nóng.
- Độ ẩm không khí bên ngoài.
- Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu.
3.2.2.3. Tách tạp chất.
Cà phê quả khô sau khi phơi sấy thường có lẫn kim loại, các tạp chất nhẹ như
cành, lá, rơm rác và các vỏ vụn cà phê… cho nên trước khi đưa vào máy xát khô, nguyên
liệu phải được làm sạch.
Đối với phương pháp khô ta thường dùng sàng rung để tách các tạp chất.
Tùy theo công suất của nhà máy mà người ta chọn cỡ sàng cho thích hợp.
3.2.2.4 Xay xát khô.
Cà phê sau khi phơi sấy xong bên ngoài có lớp vỏ trấu chiếm 25-35% trọng lượng

hạt, thành phần chủ yếu là xenlulo không góp phần tạo nên chất lượng của sản phẩm nên
phải loại ra.
Cà phê 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 phẩm trong
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.
- 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…
3.2.2.5 Đánh bóng.
Cà phê nhân sau khi xát thì vẫn còn một lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc, đó là lớp thứ
tư của vỏ quả, lớp này chủ yếu là xenlulo, nó không giúp ích gì cho quá trình tạo chất
lượng của sản phẩm mà còn làm giảm giá trị cảm quan của nhân cà phê. Vì vậy cà phê
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 21
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
nhân sau khi xát phải đưa đi đánh bóng để làm cho lớp vỏ lụa bong ra hoặc mòn đi. Đó
cũng là một chỉ tiêu không thể thiếu được của công nghiệp.
Người ta thường dùng máy để đánh bóng cà phê nhân. Nguyên tắc chung là dùng ma
sát giữa hạt và vỏ, giữa hạt và trục máy, giữa hạt và hạt. Yêu cầu trục máy và vỏ máy có
cấu tạo cũng dẫn nhiệt tốt. Thường dùng hợp kim đồng thau.
Sau khi đánh bóng, nhiệt độ của khối cà phê không được quá 55
0
C và sạch bóng
không được lẫn vỏ trấu quá 1.5%. Vỏ lụa phải sạch. Độ sạch vỏ lụa so với khối hạt:
Arabica:90%, Robusta: 80%. Trong đó người ta quy định hạt có ½ diện tích bóc vỏ lụa trở
lên coi là hạt sạch vỏ lụa.
3.2.2.6 Phân loại theo kích thước.
Cà phê sau khi ra khỏi máy đánh bóng thường gọi là “cà phê xô” bao gồm tất cả các
loại tốt, xấu, nặng, nhẹ, vỏ trấu….cho nên người ta tiến hành phân cà phê xô thành các cỡ

khác nhau theo kích thước để còn tiếp tục các quá trình sau được dễ dàng hơn.
Nguyên tắc: là dựa vào sự khác nhau về kích thước của các cấu tử có trong hỗn 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, hạt >5,6mm, hạt >5mm. 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.
3.2.2.7. 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.
3.2.2.8. Phân loại theo màu sắc.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 22
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
+ 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 đồng đều 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 thoã mãn được
yêu cầu của bên mua và bên sản xuất.
3.2.2.9. Phối trộn và đóng bao.
- Phối trộn để cho cà phê thành phẩm được đồng đều và đúng tiêu chuẩn của Nhà
Nước qui định và theo yêu cầu xuất khẩu. Khi phối trộn cần chú ý về ngoại hình, hương
vị, màu sắc, và kích thước phù hợp với tiêu chuẩn quy định. Thường sử dụng máy phối
trộn cơ giới.
- Đóng gói: việc đóng gói cũng phải đúng theo tiêu chuẩn đã quy định, TCVN 1279-72.
Thường nước ta đóng gói 50kg và 70kg 1 bao. Bao bằng loại polietilen ở trong và bao gai ở
ngoài. Bao bì không được có mùi vị lạ: thơm hay thối.

3.2.2.10. Bảo quản cà phê nhân.
Cà phê sau khi đóng gói cần nhập kho ngay để bảo quản đúng theo điều kiện quy
định của quy trình. Tránh để cà phê hút ẩm hỏng chất lượng sản phẩm.
Khi bảo quản cần chú ý một số điểm sau:
- Độ ẩm của cà phê nhân đưa vào bảo quản từ 10-12%.
- Tạp chất trong cà phê nhân còn ít càng tốt.
- Kho tốt đúng quy cách của kho bảo quản.
- Không xếp bao trực tiếp xuống nền kho hoặc nền nhà, hoặc sát tường.
- Cần đảo vị trí bao sau 2-3 tuần một lần tránh hiện tượng nén chặt. Nếu không đảo thì
phải xếp lên giá gỗ hoặc giá sắt rồi chồng lên nhau.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 23
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
CHƯƠNG 4:
CÂN BẰNG NGUYÊN LIỆU.
4.1 Tình hình sản xuất của nhà máy:
4.1.1 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, bảo trì máy móc, thiết bị.
Bảng 4.1. Bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy:
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Arabica - × × × ×
Robusta × × × × -
Chari × × × -
4.1.2 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 làm
việc 2 ca, một ca làm việc 8 tiếng, ngày chủ nhật được nghỉ.
Bảng 4.2. Kế hoạch sản xuất cà phê trong năm:
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Số ngày làm việc 24 25 26 24 26 26 26 × 25 27 26 25

Số ca làm việc 48 50 52 48 52 52 52 × 50 54 52 50
- Tổng số ngày sản xuất trong năm: 280 ngày.
- Tổng số ca sản xuất trong năm: 560 ca.
- Tổng số giờ sản xuất trong năm: 4480 giờ.
- Năng suất của nhà máy: 33.600 tấn cà phê quả/năm.
- Năng suất của nhà máy tính trong 1 ngày: 120 tấn /ngày.
- Năng suất của nhà máy tính trong 1 giờ: 7.500kg /giờ.
4.2 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.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 24
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
Bảng 4.3. Bảng tỷ lệ hao hụt sau chế biến qua các công đoạn (%).
STT Công đoạn Hao hụt (%)
1 Cà phê quả tươi, thu nhận và bảo quản
2 Phơi hoặc sấy sơ bộ 0,5(không kể ẩm)
3 Sấy chính thức 1(không kể ẩm)
4 Tách tạp chất 2
5 Xát cà phê thóc 12
6 Đánh bóng cà phê nhân 0,5
7
Phân loại theo kích thước:
+ Hạt >6,3mm.
+ Hạt >5,6mm.
+ Hạt >5mm.

0,5
0,5
0,5
8
Phân loại theo khối lượng:

+ Loại 1(hạt >6,3mm).
+ Loại 2 (hạt >5,6mm).
+ Loại 3 (hạt >5mm).

2,5
2,5
2,5
9
Phân loại theo màu sắc:
+ Loại 1(hạt >6,3mm).
+ Loại 2 (hạt >5,6mm).
+ Loại 3 (hạt >5mm).

1,5
1,5
1,5
10
Phối trộn, cân, đóng bao:
+ Loại 1.
+ Loại 2.
+ Loại 3.
0,5
0,5
0,5
11
- Thành phẩm:
+ Loại 1.
+ Loại 2.
+ Loại 3.
SVTH: Nguyễn Tấn Hậu Trang 25