Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt năng suất 50 tấn nguyên liệu ca

SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp là sản phẩm cuối cùng của sinh viên trước khi rời khỏi trường đại
học. Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp sinh viên phải áp dụng tất cả những kiến thức đã
được học và tích lũy trong suốt những năm ngồi trên ghế nhà trường. Chính vì vậy những
kiến thức đã được tiếp thu trong suốt quá trình học tại trường đại học Bách Khoa là nền
tảng vững chắc giúp tôi hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này, và còn là hành trang quý
báu để tôi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Hóa nói chung và các thầy cô trong bộ
môn Công Nghệ Thực Phẩm trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng đã tận tình giảng dạy và
giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Minh Nhật, thầy là người đã chỉ bảo tận tình
cho tôi những kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện thuận lơi cho
tôi có thể hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này.
Tôi cũng xin cảm ơn bạn bè và người thân đã luôn đồng hành và là chỗ dựa vững
chắc giúp đỡ tôi trong mọi việc.
Cuối cùng, tôi xin kính chúc quý thầy cô, gia đình và bạn bè dồi dào sức khỏe và thành
công trong sự nghiệp của mình.

Sinh viên thực hiện

Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

MỤC LỤC
2.1.3. Cà phê Chari ( cà phê mít) [10, tr 10]............................................................6
2.4.2. Ảnh hưởng của chế độ chăm sóc kỹ thuật....................................................10
2.4.3. Ảnh hưởng của độ cao..................................................................................10
2.4.4. Ảnh hưởng của giống...................................................................................10
2.4.5. Ảnh hưởng của sâu bệnh..............................................................................10
2.4.6. Ảnh hưởng của việc thu hái..........................................................................10
2.4.7. Ảnh hưởng của quá trình bảo quản, vận chuyển..........................................11
2.4.8. Ảnh hưởng của quá trình chế biến...............................................................11
3.2.1 Thu nhận và bảo quản nguyên.......................................................................14
3.2.1.1 Thu nhận nguyên liệu.................................................................................14
3.2.2. Làm sạch và phân loại..................................................................................15
3.2.3. Xát cà phê quả tươi.......................................................................................16
3.2.3.2. Yêu cầu của quá trình xát tươi..................................................................17
3.2.5. Ngâm ủ (lên men) [8,tr 33-34].....................................................................17
3.2.5. Rửa nhớt.......................................................................................................20
3.2.6 . Làm ráo........................................................................................................21
3.2.7. Sấy................................................................................................................21
3.2.10. Xát khô.......................................................................................................22
3.2.11. Đánh bóng cà phê.......................................................................................23
3.2.13. Phân loại theo trọng lượng.........................................................................24
3.2.14. Phân loại theo màu sắc...............................................................................24
3.2.15. Phối trộn, cân, đóng bao.............................................................................25
3.2.16. Bảo quản.....................................................................................................25
Chương 4 CÂN BẰNG VẬT LIỆU....................................................................................26
5.1.1. Xác định các thông số trạng thái của không khí...........................................36
5.4.4.Tính trị nhiệt của nhiên liệu..........................................................................42

5.4.5. Tính nhiệt trị cao của nhiên liệu...................................................................42
5.4.6. Tính nhiệt trị thấp của nhiên liệu..................................................................43
5.4.7. Nhiệt trị trung bình của nhiên liệu................................................................43
Chương 6 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ...................................................................45
6.2. Thiết bị sấy thùng quay..........................................................................................46
6.2.2. Nguyên tắc hoạt động...................................................................................46
6.2.6. Lò đốt...........................................................................................................48
6.7. Máy xát tươi [16]....................................................................................................67
6.7.1. Cấu tạo..........................................................................................................67
6.7.2. Nguyên tắc hoạt động...................................................................................67
6.7.3. Chọn số lượng thiết bị..................................................................................67
6.8. Máy tách tạp chất [17]............................................................................................68
6.9. Máy xát khô MSV1 [19]........................................................................................69
6.9.1. Cấu tạo..........................................................................................................69
6.12. Máy phân loại theo trọng lượng[20].............................................................72
6.12.3. Nguyên tắc hoạt động:................................................................................72
6.16. Các hố chứa cà phê...............................................................................................80
6.17. Hệ thống cân đóng bao tự động [25]...................................................................81
6.18. Gàu tải..................................................................................................................81

Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

6.18.1. Giới thiệu chung.........................................................................................81
6.18.2. Đặc tính kỹ thuật........................................................................................81
6.18.3. Cấu tạo.......................................................................................................81
7.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy......................................................................83
7.3. Tổ chức lao động của nhà máy...............................................................................84
7.3.2. Nhân lực.......................................................................................................85
8.2. Tính xây dựng [11].................................................................................................87
8.2.1. Phân xưởng sản xuất chính..................................................................................87
8.2.4. Nhà hành chính. [11, tr 54]...........................................................................88
10.1. Mục đích...............................................................................................................99
10.2. Yêu cầu việc kiểm tra sản xuất............................................................................99
+ Đánh giá phẩm chất cà phê bằng phương pháp cảm quan tức là xác định phẩm
chất của hạt cà phê bằng hình thức bên ngoài và giá trị bên trong qua cảm giác của
người kiểm tra......................................................................................................100
10.4.1. Phương pháp phân tích kiểm nghiệm.......................................................100
10.4.2. Phương pháp phân tích lý học..................................................................100
10.3.3. Phương pháp phân tích hóa học...............................................................101

Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 1 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

LỜI MỞ ĐẦU
Từ năm 1986, khi ngành cà phê Việt Nam bắt đầu phát triển thì việc thưởng thức
cà phê đã dần dần trở thành một thói quen trong cuộc sống. Tuy nhiên ít ai biết
được để có một ly cà phê như thế phải trải qua một quá trình tìm hiểu.
Trên thế giới cây cà phê được trồng ở các nước: Ấn Độ, Malaysia, Indonesia,
Barazin, Ethiopia...với nhiều giống cà phê khác nhau như: Cà phê Arabica (cà phê
chè), Cà phê Robuta (cà phê vối), Cà phê Excelsa ( cà phê mít)...
Ở Việt Nam với khí hậu nhiệt đới rất thích hợp cho việc trồng và phát triển cây
cà phê và nó trở thành một trong mười mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam.
Trải qua hơn 100 năm đến nay cây cà phê đã có mặt gần như khắp các vùng trong
cả nước với quy mô lớn như vùng Bắc Bộ ( Lai Châu, Sơn La, Tuyên Quang),
Trung Bộ ( Nghệ An, Quảng Trị...), Nam Bộ ( Đồng Nai, Bà Rịa -Vũng Tàu), Tây
Nguyên ( Gia Lai, Kontum, Buôn Ma Thuột, Lâm Đồng ), chính vì vậy Việt Nam
trở thành quốc gia xuất khẩu cà phê đứng thứ hai trên thế giới sau Barazin.
Cùng với sự phát triển của việc trồng cây cà phê thì kỹ thuật chế biến đòi hỏi
ngày càng cao và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thành phẩm. Hiện nay có
nhiều cơ sở chế biến cà phê nhân để phục vụ cho các doanh nghiệp trong nước và
xuất khẩu sang nước ngoài tuy nhiên chất lượng sản phẩm chưa cao do công nghệ
chế biến cũng như phương thức thực hiện còn thủ công và nhỏ lẻ dẫn đến tình trạng
bị ép giá, giảm đáng kể giá trị của sản phẩm cũng như khả năng cạnh tranh với các
nước trong khu vực.
Để cho chất lượng cà phê tốt hơn thì một trong các phương pháp mà doanh

nghiệp sử dụng đó là chế biến cà phê theo phương pháp ướt. Với phương pháp này
không những cho cà phê có chất lượng tốt hơn mà còn giúp cho doanh nghiệp chủ
động và rút ngắn thời gian sản xuất. Để tạo ra những mặt hàng xuất khẩu có giá trị
cao cũng như các sản phẩm chế biến tiếp theo từ cà phê nhân đạt chất lượng đòi hỏi
chúng ta phải có những nhà máy chế biến công nghệ hiện đại với quy mô lớn.Xuất
phát từ tình hình thực tế đó, em được giao nhiệm vụ "Thiết kế nhà máy chế biến
cà phê nhân theo phương pháp ướt năng suất 50 tấn nguyên liệu /ca"
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

Chương 1

- 2 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1. Đặt vấn đề
Việt Nam tuy là nước xuất khẩu cà phê đứng thứ hai trên thế giới nhưng các mặt
hàng của chúng ta còn ở dạng nguyên liệu, chưa qua chế biến sâu, chất lượng chưa
cao nên thường xuyên bị ép giá. Chính vì vậy để đứng vững trên thị trường chúng ta
cần phải cân nhắc để lựa chọn công nghệ, trang thiết bị và địa điểm xây dựng cho
phù hợp.
1.2. Tính khả thi
Cà phê dần dần đi vào đời sống con người như một thói quen hằng ngày, và đôi
khi là không thể thiếu đối với một số bộ phận nào đó. Chính vì vậy nhu cầu sử dụng

loại thức uống này không ngừng tăng lên. Mặt khác nhờ được sự hỗ trợ về kỹ thuật
trồng trọt, giống và điều kiện chăm sóc cùng với diện tích ngày càng được mở rộng
thì sản lượng cà phê cũng tăng đáng kể vì thế đủ cung cấp nguyên liệu cho nhà máy
hoạt động.
1.3. Vị trí xây dựng [24]
Hầu hết các tỉnh Tây Nguyên đều trồng cà phê với diện tích và sản lượng khá lớn
trong số đó Gia Lai cũng không ngoại lệ, đây là một điều kiện thuận lợi để cung cấp
nguồn nguyên liệu cho cho nhà máy đồng thời giảm chi phí vận chuyển, đảm bảo
được chất lượng nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất.
Mặt khác với vị trí địa lý thuận lợi cho việc giao thương kinh tế: Phía Đông giáp
các tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Phía Nam giáp tỉnh Đăk Lak. phía Tây
giáp Campuchia. Phía Bắc giáp tỉnh Kontum tại điều kiện cho việc vận chuyển và
tiêu thụ sản phẩm.
1.4. Địa điểm xây dựng
Dựa vào những điều kiện trên tôi quyết định chọn Gia Lai là địa điểm xây dựng
nhà máy, cụ thể là khu công nghiệp Tra Đà, thành phố Pleyku tỉnh Gia Lai. Khu
công nghiệp Tra Đà nằm cách xa khu dân cư, có hệ thống xử lý nước thải chung của
khu công nghiệp nên có khá nhiều thuận lợi cho việc xử lý nước thải, tiếng
ồn...tránh ảnh hưởng đến đời sống nhân dân.
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 3 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

Gia Lai có khí hậu nhiệt đới gió mùa, trong năm chia làm 2 mùa: Mùa mưa bắt

đầu từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.
Nhiệt độ trung bình khoảng 22-250C
Hướng gió chính trong năm : Đông Bắc
1.5. Đường giao thông
Nhà máy nằm ở vị trí giao thông thuận lợi
＋ Đường bộ: Giao thông với 3 trục quốc lộ: Quốc lộ 14 nối Gia Lai với các tỉnh
Quảng Nam, Đà Nẵng, Tây Nguyên với thành phố Hồ Chí Minh, Đông Nam Bộ,
Đồng Bằng sông Cửu Long, quốc lộ 19 nối tỉnh với cảng Quy Nhơn và Campuchia,
quốc lộ 25 nối Gia Lai với các tỉnh Phú Yên và Duyên Hải Miền Trung.
＋ Đường thủy: Gần cảng Nha Trang nên có thể sử dụng cảng này để phân phối sản
phẩm trong và ngoài nước.
＋ Đường sắt: nhà máy có thể vận chuyển đến ga Nha Trang rồi từ đó vận chuyển
đi khắp nơi bằng đường sắt.
1.6. Vùng nguyên liệu
Với nhà máy sản xuất cà phê thì nguyên liệu chủ yếu là cà phê thu mua từ các hộ
nông dân trồng cà phê, vì vậy gần nguồn nguyên liệu là yếu tố vô cùng quan trọng.
Quanh khu công nghiệp Tra Đà có nhiều công ty trồng cà phê trực thuộc tổng
công ty cà phê Việt Nam: Công ty cà phê Iasao I, Iasao II, 706, Chư pả...thuộc
huyện Iagrai, ngoài ra còn có các huyện Đăkđoa, Chư Sê. Tổng diện tích cà phê là
76.367ha với sản lượng 132.800 tấn mỗi năm.
1.7. Nguồn cung cấp năng lượng
+ Điện: việc sử dụng điện để chạy động cơ, thiết bị và chiếu sáng điện thế sử dụng
thường là 110-220V/360V. Ðể đạt yêu cầu phải lấy điện cao thế thường là 6 KV qua hạ
thế. Nhà máy sử dụng lưới điện quốc gia đưa về khu công nghiệp, ngoài ra nhà máy còn
có máy phát điện dự phòng để đảm bảo sự hoạt động liên tục của nhà máy.
+ Nước: Nguồn cung cấp lấy từ nhà máy nước, trong nhà máy có xây bể nước
ngầm để phòng tránh mùa khô bị hụt nước, đảm bảo sự hoạt động của nhà máy.
+ Nhiên liệu: Nhiên liệu dùng cho nhà máy bao gồm: Dầu FO dùng cho lò
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 4 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

hơi và xăng dùng cho xe ô tô của nhà máy được lấy ở các cây xăng dầu lân cận.
1.8. Vấn đề xử lý nước thải
Nước thải ra trong quá trình sản xuất được xử lý, nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà
máy được đưa vào hệ thống cống rãnh trong nhà máy đến qua các lưới lọc trước khi
thải ra ngoài môi trường. Chất thải ở là vỏ trấu thì sử dụng làm nhiên liệu hoặc bán.
1.9. Hợp tác hóa và thị trường tiêu thụ
Việc hợp tác hóa giữa các nhà máy sản xuất cà phê tại Gia lai với các nhà máy ở
các tỉnh khác sẽ thuận lợi cho việc đầu tư trang thiết bị, máy móc, phát triển nâng
cấp, cải tiến kỹ thuật của nhà máy đồng thời qua sự hợp tác này sẽ tạo điều kiện cho
việc sử dụng chung những công trình giao thông vận tải, cung cấp điện, nước…
Ngoài ra, liên hợp hóa còn có tác dụng nâng cao hiệu quả kinh tế, nâng cao hiệu quả
sử dụng nguyên liệu.
Cà phê nhân sản xuất ra một phần cung ứng cho các tỉnh trong khu vực Tây
Nguyên và trong nước, còn phần lớn xuất khẩu sang các nước như Hoa kỳ, Đức, Bỉ,
Ý, Hà Lan, Singapore, Pháp...

Chương 2

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

2.1. Giới thiệu chung về nguyên liệu [10, tr 9]
Cà phê là loại cây thuộc giống coffice, chúng có nhiều loại khác nhau và chỉ có

khoảng 10 loại có ý nghĩa về mặt trồng trọt.
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 5 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

Ở Việt Nam hiện nay trồng chủ yếu 3 giống cà phê chính: Giống Arabica,
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) [10, tr 9-10]
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.

- Đặc tính

Hình 2.1. Cà phê Arabica

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 1,5% tùy theo giống.
2.1.2. Cà phê Robusta (cà phê vối) [10, tr 10]
Nguồn gốc khu vực sông Công Gô miền núi vùng thấp xích đạo và nhiệt đới
Tây Châu Phi.

Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca
Hình 2.2. Quả cà phê Robusta

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 6 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

- Đặc tính
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 1-3%.
2.1.3. Cà phê Chari ( cà phê mít) [10, tr 10]
Nguồn gốc ở xứ Ubangui Chari thuộc biển hồ gần sa mạc Xahara, loại này
được đưa vào Việt Nam 1905.

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.

2.2. Thành phần hoá học của quả cà phê
2.2.1. Cấu tạo và giải phẩu quả cà phê

Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 7 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

Hình
Hình2.3.
2.3:Nhân
Nhâncàcàphê
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.

Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 8 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

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.
2.2.2. Thành phần hóa học của các phần cấu tạo quả cà phê [7, tr 93-94]
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.

Xem phụ lục 1 bảng 1.1
2.2.2.2. Thành phần hóa học của lớp nhớt
Độ PH của lớp 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.
Xem phụ lục 1 bảng 1.2
2.2.2.3. Thành phần hóa học của vỏ trấu
Gồm có xenlulo là chủ yếu, trong vỏ trấu có một ít cafein, khoảng 0,4% do từ
nhân khuếch tán ra lúc lên men hoặc lúc phơi khô.
Trong vỏ trấu có khoảng 0,4% cafein từ nhân khuyếch tán ra lúc lên men
hoặc lúc phơi khô. Vỏ trấu dễ cháy dùng làm chất đốt, có thể đóng thành bánh không
cần chất dính bằng các loại máy ép than, ép mùn cưa.
Xem phụ lục 1, bảng 1.3
2.2.2.4. Thành phần hóa học của nhân
Cà phê nhân 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.
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 9 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

Ngoài ra, trong nhân cà phê còn có một lượng đáng kể Vitamin, các chất bay

hơi và cấu tử của mùi thơm.
Từ cà phê nhân ta sẽ chế biến tạo nên các sản phẩm khác: cà phê rang, cà phê
bột thô, cà phê hòa tan,… hoặc các sản phẩm phối chế: cà phê sữa, sôcôla,… tạo nên
sự phong phú đa dạng cho sản phẩm.
Như vậy, cà phê nhân đóng vai trò quan trọng trong các nhà máy sản xuất cà
phê rang, cà phê rang xay, cà phê bột hoà tan vì nó là nguyên liệu chính của các nhà
máy này. Hiện nay, trên thế giới cũng như trong nước có rất nhiều nhà máy sản xuất
cà phê rang, cà phê rang xay nên nhu cầu về cà phê nhân là rất lớn. Muốn đánh giá
tác dụng các thành phần hóa học của nhân cà phê đến phẩm chất nước pha cà phê
cần phải biết những biến đổi của các thành phần ấy trong quá trình chế biến, đặc biệt
là trong quá trình rang.
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.
2.3. Tổng quan về sản phẩm [15]
+ Cà phê quả tươi (Cherry coffee): Cà phê quả còn tươi thuộc chi Coffea sau
khi thu hoạch và trước khi làm khô.
+ Cà phê quả khô (Husk coffee): Cà phê quả tươi sau khi được làm khô bằng
phương pháp khô hoặc sấy.
+ Cà phê thóc khô: Là dạng cà phê mà nhân còn bọc một lớp vỏ trấu.
+ Cà phê nhân: Là dạng cà phê sau khi đã bóc hết các lớp vỏ bên ngoài.
+ Cà phê vùng gió mùa: Là cà phê nhân thu được từ cà phê không rửa, ở vùng
nhiệt đới gió mùa, nên dễ bị hút ẩm làm cho nhân nở ra và màu của nhân chuyển
thành màu vàng hoặc màu sáng.
+ Cà phê đánh bóng: Cà phê nhân được chế biến ướt được bóc vỏ lụa bằng
tác động cơ học làm mặt cà phê bóng và đẹp hơn.
2.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê[10, tr 10-11]
2.4.1. Ảnh hưởng của loại đất trồng cà phê
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 10 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

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.
2.4.2. Ảnh hưởng của chế độ chăm sóc kỹ thuật
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.
2.4.3. 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.
2.4.4. 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.
2.4.5. 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.
2.4.6. Ảnh hưởng của việc thu hái
Cà phê dù được chế biến theo phương pháp nào đều phải được thu hái khi
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 11 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

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 quá trình xát đồng thời làm cho nước uống có mùi vỏ quả
không hấp dẫn, nước uống có chất lượng không cao.
2.4.7. 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.
2.4.8. 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.

Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

Chương 3

- 12 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH
CÔNG NGHỆ

A. Chọn phương pháp chế biến cà phê [10, tr17]
Chế biến cà phê nhân nhằm mục đích loại bỏ các lớp vỏ bao 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 khác.
Trong kỹ thuật chế biến cà phê nhân có hai phương pháp:
-

Phương pháp chế biến ướt.

-

Phương pháp chế biến khô.

Phương pháp chế biến khô: Chỉ có một công đoạn chính là sau khi phơi quả
cà phê đến mức độ nhất định dùng máy xát khô loại bỏ các lớp vỏ bọc nhân, không
cần qua giai đoạn chế biến cà phê thóc.
- Ưu điểm: Giá thành thấp, ít tác động đối với môi trường.
- Nhược điểm: Chất lượng cà phê thấp, bị phụ thuộc vào các điều kiện tự nhiên,
thời gian kéo dài.
Phương pháp chế biến ướt: Gồm hai giai đoạn chính.
+ Giai đoạn xát tươi và phơi sấy loại bỏ các lớp vỏ thịt và các chất nhờn bên
ngoài và phơi sấy khô dần đến mức độ quy định.
+ Giai đoạn xay xát loại bỏ lớp vỏ trấu, một phần vỏ lụa, tạo thành cà phê nhân.
- Ưu điểm: sản xuất chủ động hơn, chất lượng cà phê tốt, ít phụ thuộc vào các
điều kiện tự nhiên và rút ngắn được thời gian chế biến.
- Nhược điểm: Giá thành cao, tác động đến môi trường
Trong xu thế hội nhập việc nâng cao,hoàn thiện chất lượng sản phẩm là điều
thiết yếu. Hơn nữa hiện nay, nước ta có sản lượng cà phê xuất khẩu lớn xong ở
những thị trường khó tính như Mỹ, Châu Âu cà phê của Việt Nam vẫn chưa được

ưa chuộng, với lý do chất lượng cà phê Việt Nam còn rất thấp. Chính vì lý do đó mà
lựa chọn một phương pháp sản xuất thích hợp nhằm nâng cao chất lượng cà phê
trên thị trường quốc tế là thực tiễn rất cần thiết. Vì vậy tôi quyết định chọn phương
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 13 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

pháp chế biến ướt để sản xuất cà phê nhân.
B. Dây chuyền công nghệ chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ [4]
Thu nhận nguyên liệu
Phân loại và làm sạch
Xát cà phê quả

Vỏ quả

Ngâm ủ (lên men)
Nước

Rửa nhớt
Làm ráo
Sấy
Cà phê thóc

Tạp chất

Sàng tạp chất
Xát khô

Vỏ trấu

Đánh bóng
Phân loại theo kích thước
Phân loại theo trọng lượng
Phân loại theo màu sắc
Phối trộn
Cân, đóng bao
Sản phẩm

Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 14 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ
3.2.1 Thu nhận và bảo quản nguyên
3.2.1.1 Thu nhận nguyên liệu
Quá trình thu hoạch cà phê chủ yếu là hái bằng tay, cà phê chè thấp dễ hái.
Người ta hái vào giỏ đeo trước bụng hoặc bên sườn. Đối với cà phê mít thì cây cao,

phải bắt thang để hái. Cà phê là một loại sản phẩm dễ bị mất phẩm chất nếu không
được thu hái đúng lúc, và chế biến kịp thời. Để đảm bảo phẩm chất tốt, đồng thời
tránh lãng phí vì rơi rụng hư hỏng, việc thu hái cần đạt được các yêu cầu sau:
‫ ٭‬Phải thu hái khi cà phê vừa chín tới (2/3 diện tích quả có màu đỏ), không
được để quả quá chín, quả sẽ bị rụng và hao tổn chất dự trữ trong quả.
‫ ٭‬Không thu hái những quả còn xanh, vì lúc đó chất dự trữ chưa đầy đủ,
trong quá trình chế biến vỏ lụa bám chặt vào nhân, khó bóc và hạt sẽ nhăn nheo
‫ ٭‬Trong quá trình thu hái không được làm tổ thương xây xát cho cà phê tránh
làm giảm năng suất cho mùa sau.
‫٭‬Giữ vệ sinh trong quá trình thu hái, không được để lẫn tạp chất vào nguyên
liệu, không được làm dập nát quả tạo điều kiện cho VSV xâm nhập, phát triển gây
thối rữa
Mỗi loại cà phê có thời gian chín và thu hoạch khác nhau. Cà phê chè và cà
phê mít chín tập trung hơn. Cà phê vối thường chín rải rác hơn. Thời gian thu rộ vào
khoảng 20÷40 ngày, nên việc tập trung nhân lực thu hoạch rất chú trọng. Tùy thuộc
vào thời tiết khí hậu từng vùng mà cà phê có thể chín sớm hoặc muộn hơn ngoài ra
còn phụ thuộc vào mức độ chăm bón.
Thông thường thời vụ thu hoạch như sau:
‫ ٭‬Cà phê chè: từ tháng 11-12, ở Tây Nguyên thường thu hoạch sớm hơn
khoảng 2 tháng.
‫ ٭‬Cà phê vối từ tháng 12, 1, 2, 3, 4 thu rộ vào tháng 2 và tháng 3.
‫ ٭‬Cà phê mít: tháng 5, 6, 7, 8, rộ vào tháng
Nhìn qua thời vụ thu hoạch của 3 loại cà phê ta thấy: Nếu trồng cả 3 loại cà
phê với một tỷ lệ thích hợp, thì sẽ có một sản lượng nguyên liệu tương đối ổn
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT

SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 15 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

định tận dụng được công suất của các cơ sở chế biến.
3.2.1.2. Bảo quản và vận chuyển nguyên liệu
Mục đích của quá trình bảo quản này nhằm điều phối nguyên liệu trong quá
trình sản xuất. Tránh hiện tượng lãng phí nhân lực, thiết bị đồng thời cũng đảm bảo
được màu sắc và hương vị của thành phẩm.
Trong quá trình vận chuyển nguyên liệu, cần tránh lẫn các tạp chất như: Cỏ dại,
đất cát...và không để nguyên liệu bị dập nát, nếu nguyên liệu bị dập nát thì đem đi
chế biến trước. Phương tiện vận chuyển có thể dùng xe ô tô hoặc các phương tiện
thô sơ khác nếu địa hình nơi thu hái cho phép.
Nguyên liệu sau khi thu hoạch phải bảo quản tốt, tuyệt đối không để cà phê
dưới nền đất bẩn và để đống ngoài nắng.
Chiều dày lớp cà phê đổ trên sàn nhà không quá 40cm, nhiệt độ trong khối cà
phê không quá 300c, 2-3 giờ ta tiến hành đảo trộn một lần, thời gian bảo quản càng
ngắn càng tốt, thời gian từ khi thu hoạch đến khi xát tươi không quá 36h đối với cà
phê Arabica(chè), 48h đối với cà phê Robusta (vối) và cà phê mít.
3.2.2. Làm sạch và phân loại
3.2.2.1. Mục đích
Cà phê hái về thường có lẫn đất đá, rác cành, quả khô, quả to nhỏ khác
nhau… cho nên trước khi đưa vào máy xát tươi, nguyên liệu cần phải được làm
sạch và phân loại để tạo điều kiện tốt cho việc tăng năng suất máy và độ bền của
thiết bị, đảm bảo chất lượng sản phẩm.
3.2.2.2. Cơ sở của phương pháp làm sạch và phân loại
Làm sạch và phân loại nguyên liệu chủ yếu là dựa vào sự khác nhau về tính
chất vật lý, trạng thái của nguyên liệu và tạp chất. Đặc biệt chú ý đến các tạp chất
khó làm sạch để loại chúng ra, đồng thời phải áp dụng các phương pháp kinh tế
nhất, có hiệu quả nhất.

Hiện nay người ta thường dùng hai phương pháp làm sạch và phân loại
nguyên liệu là: sàn chấn động và bể Xi phông.
Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng. Trong đồ án này tôi
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 16 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

chọn phương pháp làm sạch bằng bể Xi phông.
Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào sự khác nhau về tỉ trọng của các
quả cà phê và các tạp chất so với tỷ trọng của nước để phân loại, kết hợp làm sạch
nguyên liệu. Tác dụng của phương pháp phân loại bằng bể xi phông:
+ Phân loại các tạp chất nặng làm cho nguyên liệu được thuần khiết hơn,
tránh hư hỏng máy móc thiết bị.
+ Tách tạp chất nhẹ, đảm bảo phẩm chất của sản phẩm.
+ Làm mềm và rửa quả tạo điều kiện cho quá trình bóc vỏ tươi.
+ Ngoài ra bể xi phông còn có tác dụng chứa nguyên liệu khi chưa chế biến.
＋Lợi dụng sức nước để đẩy khối cà phê vào máy xát tươi một cách điều hoà mà không
dùng sức người.

Phương pháp này sử dụng nước để tiến hành phân loại. Đối với quả cà phê
chín đúng mức, có khối lượng riêng gần bằng 1 nên lơ lưng trong nước. Đối với cà
phê chín có khối lượng riêng nhỏ hơn 1 nên sẽ nổi lên. Còn đối với cà phê xanh thì
khối lượng riêng lớn hơn 1 sẽ chìm xuống dưới.
Yêu cầu đối với bể xi phông : có cửa lấy tạp chất nặng, nhẹ dễ dàng, vệ sinh

thiết bị dễ dàng. Chu kì làm vệ sinh của bể xi phông nhỏ hơn 12h. Tỷ lệ
nước/nguyên liệu là 3:1 là thích hợp. Lưu lượng nước đưa vào có thể điều chỉnh
một cách thuận lợi.
Trong quá trình này nên chú ý không để nguyên liệu nằm quá lâu trong bể xi
phông. Vì như thế các chất có trong vỏ quả sẽ hòa tan vào trong nước tạo điều kiện
thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. Hơn
nữa tác dụng phân loại sẽ không còn do nguyên liệu bị ngấm nước quá nhiều.

3.2.3. Xát cà phê quả tươi
3.2.3.1. Mục đích
Thành phần chủ yếu của lớp vỏ quả là nước, Gluxit, và Protein… những chất
này không tham gia vào quá trình hình thành chất lượng cà phê mà còn gây khó
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 17 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

khăn cho quá trình chế biến như gây thối rữa đồng thời kéo dài thời gian sấy. Do đó
phải tiến hành loại bỏ lớp vỏ này. Ngoài ra, lớp vỏ thịt, thành phần chủ yếu là pectin
cũng không có lợi cho quá trình.
Để bóc vỏ quả, người ta thường dùng phương pháp cơ học, ở đây sử dụng máy
xát vỏ.
3.2.3.2. Yêu cầu của quá trình xát tươi
Sau khi xát tươi phải được hai phần chủ yếu: vỏ quả và cà phê thóc ướt. Cà
phê quả lẫn trong cà phê thóc ướt có thể tách ra và đem xát lại lần 2.

Cà phê sau khi xát tươi phải giữ nguyên hạt, tỉ lệ hạt dập vỡ càng ít càng tốt
(thường <6%)
3.2.5. Ngâm ủ (lên men) [8,tr 33-34]
3.2.4.1. Mục đích
Cà phê sau khi xát tươi lớp nhớt vẫn còn bám xung quanh vỏ thóc, đặc tính
của lớp nhớt này là không tan trong nước, thành phần chủ yếu của lớp nhớt là pectin
chiếm khoảng 5 – 6 % theo trọng lượng nguyên liệu tươi, nó dính chặt vào vỏ trấu
làm trở ngại cho việc phơi sấy khô và bảo quản cà phê. Mặt khác trong lớp nhớt còn
chứa một lượng đường khá lớn là môi trường thuận lợi cho sự phát triển các loại
nấm, vi khuẩn … Đặc biệt là các loại nấm mốc và vi sinh vật có hại gây trạng thái
lên men, cũng có một số nghiên cứu nước ngoài cho rằng ngâm ủ làm cho men hoạt
động tăng chất thơm trong cà phê sau quá trình biến hoá về hoá học, tăng thêm
hương vị của cà phê. Nhưng cũng có người cho rằng ngâm ủ không có ảnh hưởng gì
đến hương vị và phẩm chất của cà phê. Hiện nay vấn đề này vẫn còn tiếp tục tranh
luận. Yêu cầu sau khi tách lớp nhớt cà phê cần giữ được nguyên hạt và chất lượng
của hạt không bị biến đổi xấu.
3.2.4.2. Phương pháp
Cà phê sau khi xát vỏ tươi được chuyển lên bể để tiến hành lên men trong bể từ
6-10h.
Trong kỹ thuật chế biến cà phê theo phương pháp ướt, người ta có các biện pháp
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 18 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

tách lớp nhớt như sau:
- Lên men tự nhiên
- Lên men sinh hóa
- Lên men hóa học
- Sử dụng nước ấm
- Dùng lực ma sát
Ở đây tôi chọn phương pháp lên men sinh hóa vì phương pháp này có khả năng
tách lớp nhớt nhanh và triệt để và không ảnh hưởng đến chất lượng của nguyên liệu,
thuận lợi cho công đoạn tiếp theo.
＊ Cơ sở của phương pháp sinh hóa
Phương pháp này dựa trên nguyên tắc sử dụng các enzym có sẵn trong bản thân
nguyên liệu đồng thời để tăng khả năng tách nhớt ta bổ sung thêm chế phẩm enzym
làm tác nhân phân giải lớp nhớt thành những chất hòa tan trong nước.
Trong lớp nhớt của cà phê có sẵn các enzym như enzym pectosinaza, pectinaza,
pectaza. Ngoài ra ta còn bổ sung các chế phẩm enzym có bán sẵn trên thị trường
như: Lumipect-cp, Rohapect®-10L, pectina®...
Hàm lượng chế phẩm enzym sử dụng trong lên men trong vòng 6-10h là 50-60g/1
tấn cà phê tươi [24]
Trong quá trình ngâm ủ pectin bị phân hủy cho ra những sản phẩm sau:
C43H62O37 + H2O => C6H10O7 + CH3COOH + C6H12O6+C5H10O5 + CH3OH
Nhớt và các chất không hoà tan khác sẽ thối rửa lên men sơ bộ, mọc mầm sơ bộ
làm chất lượng cà phê được nâng cao. Quá trình lên men kết thúc khi ta tiến hành
rửa hạt cà phê để tách rượu, axit lactic, propionic, butiric…Thời gian lên men phải
thích hợp, đúng thời điểm. Những hạt cà phê không đạt đủ độ lên men sẽ được loại
bỏ vì chất lượng không cao và hình dạng màu sắc bên ngoài của nó.
Để kiểm tra quá trình lên men, ta có thể dùng móng tay cào mạnh vào lớp vỏ bao
quanh nhân, hoặc vốc một nắm cà phê đang ủ bóp chà xát trong lòng bàn tay nếu
thấy nhám không còn nhớt ở rãnh giữa khe của hạt thì quá trình lên men đã xong.
Những hạt cà phê lên men quá mức thì làm hạt cà phê bị giảm trọng lượng ảnh
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt

Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 19 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

hưởng đến chất lượng của hạt cà phê.
3.2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men [10, tr36]
● Độ chín của quả
Yếu tố này rất quan trọng vì nếu quả còn xanh lượng protopectin ( pectin không
hoà tan ), tinh bột nhiều gây khó khăn và kéo dài thời gian phân huỷ lớp vỏ nhớt.
● Thành phần của nước
Trong nước không được chứa lẫn một chất nào có tính chất làm ức chế sự hoạt động của
vi sinh vật, không chứa các chất bài tiết của vi sinh vật phân giải thành NH3 hoặc men thối
có thể làm cho quá trình lên men chậm lại hoặc đình chỉ tuỳ theo nồng độ và độ PH của
nước cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men, nếu nhiệt độ thấp và PH cao thì sẽ kéo theo
thời gian lên men.
● Khối lượng đống ủ

Cũng như các sản phẩm lên men khác, cần phải có đủ một khối lượng nhất định
để cho quá trình lên men tiến hành tốt, không bị bên ngoài cản trở. Khối lượng đống
ủ ảnh hưởng đến sự tạo thành nhiệt độ đống ủ, khối lượng lớn thì sự tạo thành nhiệt
độ nhiều và nhanh, giữ được nhiệt cần thiết cho quá trình lên men mà không ảnh
hưởng bởi một môi trường bên ngoài. Chiều dày lớp cà phê trong các bể ủ phải đảm
bảo tối thiểu là 0.5m. Khoảng cách giữa thời gian ủ phải đảo đều khối cà phê 1 lần.
Các bể ủ cà phê cần phải có mái che. Khối ủ nếu được che kín càng tốt, tuyệt đối
không được phơi nắng đống ủ.

● Nhiệt độ
Mỗi loại men có một nhiệt độ thích hợp. Đối với cà phê thì nhiệt độ thích hợp
khoảng 35 – 420C.
● Thời gian lên men
Nếu thời gian ngắn thì quá trình phân giải lớp nhớt chưa hoàn toàn, nếu thời gian
lên men kéo dài quá thì ảnh hưởng đến màu sắc, hương vị của thành phẩm. Thời
gian kết thúc sự lên men khoảng 10 – 12 giờ đối với cà phê Arabica và 16 – 18 giờ
đối với cà phê Robusta và Chari.
● Khoảng cách về thời gian thu hoạch và xát tươi
Nên xát tươi sớm sau khi thu hoạch ( tối đa 36 giờ ) để tránh sự lên men đầu tiên
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 20 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

có thể xảy ra ngay trong quá trình còn là quả nguyên
3.2.5. Rửa nhớt
Đánh và rửa nhớt nhằm mục đích loại bỏ những vật phẩm tạo thành trong quá
trình lên men, loại bỏ các vết của lớp vỏ nhớt. Đây là công đoạn quan trọng vì nếu
còn các vật phẩm trên bám vào hạt cà phê, không những làm cho màu sắc, mùi vị
của hạt bị ảnh hưởng mà còn kéo dài thời gian phơi sấy. Ở đây ta tiến hành rửa
đồng thời trong xilo lên men.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rửa
‫ ٭‬Quá trình lên men
Lên men tốt hay xấu đều ảnh hưởng đến quá trình đánh và rửa nhớt. Nếu lên

men tốt, nhớt được phân huỷ hoàn toàn thì quá trình rửa nhớt sẽ dễ dàng và
nhanh chóng, hoặc ngược lại.
‫ ٭‬Quá trình khuấy
Nếu dùng phương pháp cơ giới thì yêu cầu chính là tốc độ khuấy. Cần điều
chỉnh tốc độ vừa phải tùy theo kết quả lên men. Nếu tốc độ quá nhỏ thì làm cho lớp
nhớt không được tách ra hoàn toàn, nếu tốc dộ lớn quá thì sự va đập giữa máy và
nguyên liệu sẽ lớn gây dập nát hoặc làm bong vỏ trấu ra khỏi nhân cà phê, hoặc vỏ
trấu bị xé rách làm cho nhân mất lớp bảo vệ đặc biệt là khi phơi nhân tiếp xúc trực
tiếp với nắng làm đổi màu.

‫ ٭‬Tỷ lệ nước
Nếu tỷ lệ nước/ nguyên liệu lớn thì sẽ kéo dài thời gian rửa nhớt. Nếu tỷ lệ nước/
nguyên liệu nhỏ sẽ làm tăng công suất của thiết bị. Thông thường có thể dùng tỷ lệ
khoảng 0,9 – 1,2.
Ở đây ta tiến hành rửa nhớt trực tiếp trong bể lên men bằng phương pháp cơ học.
Nước được bơm vào trong bể lên men, công nhân dùng dụng cụ đảo trộn khối cà
phê sau đó cà phê đã tách hết lớp nhớt được tháo ra ngoài.
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT


SVTH: TRẦN THỊ THÙY DUNG

- 21 - GVHD: PGS.TS ĐẶNG MINH NHẬT

3.2.6 . Làm ráo
3.2.6.1. Mục đích
Sau khi đã rửa sạch nhớt, lượng nước còn trong hạt và lượng nước bám xung

quanh vào khoảng 8 – 10 %. Nếu để nguyên lượng nước này mang cà phê đi sấy thì
ảnh hưởng không tốt đến màu sắc của nhân, vì khi nhiệt độ cao, lượng nước này sẽ
gần sôi làm cho nhân gần như luộc dẫn đến nhân cà phê sẽ có màu xanh thẫm và tốn
nhiều thời gian sấy và tốn thêm nhiên liệu, nếu để nguyên cả vỏ thóc ướt mang phơi
thì kéo dài thời gian phơi và men mốc sẽ có đủ thời gian phát triển ngay trên sân. Vì
vậy trước khi phơi cần làm giảm lượng nước bề mặt của nó.
3.2.6.2. Cách tiến hành
Có nhiều phương pháp để làm ráo cà phê (ly tâm, dùng tháp gió, thủ công, sấy sơ
bộ). Ở đây ta chọn phương pháp để ráo tự nhiên . Sau khi rửa nhớt nước được tháo ra,
nguyên liệu chạy trên máng lưới để ráo nước trước khi vào máy sấy tĩnh.

3.2.7. Sấy
3.2.7.1. Mục đích
Nhằm làm giảm độ ẩm của cà phê từ 50-60% về 10-12% đ ể thuận lợi cho quá trình

bảo quản và các quá trình chế biến tiếp theo.
3.2.7.2. Tiến hành
Tiến hành sấy qua 2 giai đoạn:
‫ ٭‬Giai đoạn 1: Sấy sơ bộ bằng phương pháp sấy tĩnh, tác nhân sấy là khói lò,
bên trên có quạt hút không khí ẩm vì nó phù hợp với quy mô sản xuất lớn và công
nghệ sản xuất hiện đại.
Sau sấy tĩnh độ ẩm của nguyên liệu đạt khoảng w = 40%
‫ ٭‬Giai đoạn 2 : Dùng phương pháp sấy động và chọn thiết bị sấy thùng quay
Độ ẩm sau khi sấy w = 12%
3.2.7.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy
Thời gian sấy dài hay ngắn phụ thuộc vào các yếu tố sau:
‫ ٭‬Nhiệt độ không khí nóng và vận tốc không khí nóng
‫ ٭‬Độ ẩm không khí bên ngoài
Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt
Năng suất 50 tấn NL /ca

12H2LT