thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân ( full bản vẽ )

Đồ án tốt nghiệp

1

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ
1.1. Đặt vấn đề
Do mặt hàng xuất khẩu cà phê nhân của chúng ta còn kém chất lượng và bị
ép giá trên thị trường nên vấn đề thiết kế nhà máy sản xuất cà phê thóc và cà phê
nhân cho có hiệu quả kinh tế và có khả năng đứng vững trên thị trường là việc hết
sức quan trọng. Vì thế ta cần phải cân nhắc để lựa chọn công nghệ, trang thiết bị và
địa điểm xây dựng.
Để xây dựng một nhà máy sản xuất cà phê nhân cần chú ý các vấn đề sau:
+ Tính khả thi.
+ Vị trí xây dựng.
+ Địa điểm xây dựng.
+ Năng suất.
+ Đường giao thông.
+ Nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm.
+ Nguồn cung cấp năng lượng: điện, nước, nhiên liệu.
+ Nguồn nhân lực.
+ Hợp tác hóa, liên hợp hóa.
+ Xử lý chất thải.
1.2. Tính khả thi
Đất nước ta đang trên đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá nên đời sống
nhân dân ngày càng được cải thiện và nâng cao. Do đó nhu cầu thưởng thức các sản
phẩm được chế biến từ cà phê cũng tăng lên. Hơn nữa, sản lượng và diện tích cà
phê không ngừng tăng lên, thị trường xuất khẩu rộng lớn. Đặc biệt chúng ta còn có
mặt thuận lợi là nguồn nguyên liệu rất dồi dào. Đây là những điều kiện giúp cho
việc thiết kế xây dựng một nhà máy chế biến cà phê có tính khả thi.

1.3. Vị trí xây dựng
Như chúng ta đã biết việc chọn địa điểm để xây dựng phân xưởng đóng vai
trò quan trọng. Nhà máy phải đặt ở địa điểm sao cho vừa đảm bảo hoạt động tốt
trong thời gian sản xuất đồng thời đáp ứng các yêu cầu công nghệ trang thiết bị của
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

2

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

phương pháp mà ta lựa chọn để chế biến. 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…
Tỉnh Đăk Lăk hiện có trên 175,540 ha cà phê, với sản lượng mỗi năm đạt
400.000 tấn cà phê nhân trở lên. Đây là tỉnh có diện tích trồng cà phê lớn nhất nước
ta, đồng thời có vị trí địa lý thuận lợi cho việc sản xuất cà phê, phía đông giáp
Khánh Hoà, phía bắc giáp Gia Lai, phía nam giáp Lâm Đồng, tây nam giáp Bình
Phước, Bình Dương, có quốc lộ 14, 26, 27 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 đường, nhà máy chế biến mủ cao su, cơ sở chế biến nông sản,… tạo thành
một cụm khu công nghiệp rộng lớn.
1.4. Địa điểm xây dựng
Căn cứ vào những điều kiện đã nêu trên, tôi quyết định chọn tỉnh Đăk Lăk là
địa điểm xây dựng mà cụ thể là gần nông trường cà phê Cưpul huyện Krông Pắc,
nằm gần quốc lộ 26, quốc lộ 14, quốc lộ 27, cách trung tâm thành phố 20km về phía

Đông. Hơn nữa nhà máy đặt tại vị trí này gần các công ty cà phê Việt Đức, Tháng
10 nên thuận lợi cho việc thu mua nguyên liệu.
Các thông số về điều kiện thời tiết tại Đăk Lăk:
+ Nhiệt độ trung bình hằng năm

: 23,30C

+ Nhiệt độ mùa hè

: 36,00C

+ Độ ẩm mùa hè

: 82%

+ Độ ẩm mùa đông

: 80%

+ Hướng gió chính

: Đông và Đông Bắc

1.5. Nguồn nguyên liệu
Đăk Lăk là một tỉnh có diện tích và sản lượng cà phê lớn nhất nước ta với
nhiều huyện trồng cà phê như: MaD’rak, Krôngbông, Krông Nô, CưJut, Dakmin,
ChưM’nga, Ea Sup, Krông Eana, KrôngPach,… Đó là những huyện có thể cung cấp
nguồn cà phê cho nhà máy. 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
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà

phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

3

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

chọn địa điểm đặt nhà máy tại tỉnh Đaklak 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.
1.6. Đường giao thông
Nhà máy nằm ở địa điểm này rất thuận tiện cho việc giao thông .
+ Đường bộ: nhà máy nằm sát quốc lộ 26, gần quốc lộ 14, 27 cho nên thuận
lợi cho việc nhập nguyên liệu và phân phối sản phẩm.
+ Đường thuỷ: Nhà máy cách cảng Nha Trang khoảng 200km, 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 đóng container để đưa sản phẩm đi khắp mọi nơi.
1.7. Thị trường tiêu thụ sản phẩm
Mặc dù nhà máy đặt tại Tây Nguyên có nhiều đồi núi cao, đèo dốc việc đi lại
có phần khó khăn nhưng lại có một vị trí đặc biệt thuận lợi là gần các đường quốc
lộ. Hơn nữa cà phê được trồng ở vùng đất đỏ bazan luôn mang một hương vị đặc
biệt hấp dẫn lôi cuốn mọi người, được thị trường trong nước cũng như ngoài nước
ưa chuộng, giá trị xuất khẩu chiếm trên 90% kim ngạch xuất khẩu của tỉnh.
1.8. Năng suất
Nhu cầu uồng cà phê của người dân ngày càng 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. Hơn
nữa, có nhiều thương gia ngoài nước xem thị trường Việt Nam là điểm đầu tư lí

tưởng, đặc biệt là đầu tư vào mặt hàng cà phê. Điều này dẫn đến con đường mua
bán và trao đổi hàng hóa phát triển. Do đó, việc xây dựng nhà máy sản xuất cà phê
thóc và cà phê nhân bằng phương pháp ướt với năng suất 100 tấn cà phê quả
tươi/ngày là một yêu cầu cần thiết.
1.9. Nguồn cung cấp năng lượng
+ Điện: Nhà máy sử dụng nguồn điện trên mạng lưới quốc gia đường dây
500KV đã được hạ thế xuống 220/380V. Để đảm bảo sự hoạt động của nhà máy
được liên tục, nhà máy đã chuẩn bị một máy phát điện dự phòng.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

4

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

+ 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 FO, xăng dùng cho xe ô
tô của nhà máy.
1.10. Nguồn nhân lực
Tại Tây Nguyên lực lượng lao động tại chỗ rất dồi dào, ngoài lượng lao động
tại các xã trong huyện còn có công nhân tại các huyện lân cận.Vì vậy không cần lo
nơi ăn chỗ ở cho công nhân của nhà máy. Cán bộ quản lý, kỹ sư có thể tuyển tại các
trường đại học như: Đại Học Tây Nguyên, Đại Học Bách Khoa,…và nhân tài trong
cả nước.
1.11. Hợp tác hóa, liên hợp hóa
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 công trình giao thông vận tải, cung cấp điện, nước…thì vấn đề hợp tác
hoá giữa nhà máy sản xuất cà phê tại Đăk Lăk 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.
1.12. Xử lý chất thải
Trong các công đoạn để sản xuất cà phê ta sử dụng nguồn nước khá nhiều.
Do vậy lượng nước thải ra môi trường khá lớn. Đối với nước thải dùng cho quá
trình sản xuất cần được xử lý và tái sử dụng, còn 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, vỏ cà phê là
nguyên liệu để sản xuất phân hữu cơ vi sinh, rượu vang hoặc đào hố chôn tránh gây
ô nhiễm môi trường.

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

5

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
2.1. Đặc tính thực vật của cà phê [16]
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
Thường gọi là cà phê chè.

Hình 2.1: Quả cà phê Arabia và hoa cà phê Arabia
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
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.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

6

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

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 [1, tr 9]
Loại thường: 400 - 500kg cà phê nhân/1hecta, loại tốt: 600 - 800kg cà phê
nhân/ 1hecta. Tỷ lệ thành phẩm/nguyên liệu khoảng: 14 - 20%.
2.1.2. Cà phê Robusta
Thường gọi là cà phê vối.
Nguồn gốc: Khu vực sông Công Gô miền núi vùng thấp xích đạo và nhiệt
đới Tây Châu Phi.

Hình 2.2: Quả cà phê Robusta
2.1.2.1. 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 1,5%.
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.

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

7

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

2.1.3. Cà phê Chari
Nguồn gốc ở xứ Ubangui Chari thuộc biển hồ gần sa mạc Xahara, loại này
được đưa vào Việt Nam 1905.
Thường gọi là cà phê mít.

Hình 2.3: Cà phê Chari.
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 [ 10, tr 11-16]
2.2.1. Cấu tạo và giải phẩu quả cà phê

Hình 2.4: Nhân cà phê
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

8

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

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.
Tỷ lệ các thành phần của quả cà phê: xem phụ lục 1.1
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 vỏ quả: xem phụ lục 1.2
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.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

9

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

Thành phần hóa học của lớp vỏ nhớt: xem ở phụ lục 1.3
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, trong vỏ trấu có một ít cafein, khoảng 0,4% do
từ nhân khuếch tán ra lúc lên men hoặc lúc phơi khô.
Thành phần hóa học của vỏ trấu: xem ở phụ lục 1.4
Trong vỏ trấu có khoảng 0,4% cafein từ nhân khuyếch tán ra lúc lên men
hoặc lúc phơi khô. Vỏ trấu dể cháy 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
Thành phần hóa học của nhân: xem ở phụ lục 1.5
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.
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.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

10

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

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. Các dạng sản phẩm cà phê
+ 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.
+ Cà phê rang: Là sản phẩm thu được sau khi rang cà phê nhân.
+ Cà phê bột: Sản phẩm thu được sau khi nghiền cà phê rang.
+ Cà phê chiết: Sản phẩm thu được bằng cách dùng nước để chiết các chất
hoà tan trong cà phê rang.
+ Cà phê hoà tan: Sản phẩm khô, có thể hoà tan trong nước được lấy từ cà
phê rang bằng phương pháp lý học sử dụng nước để chiết tách.
+ Cà phê hoà tan dạng bột: Sản phẩm thu được qua quá trình cà phê chiết
được phun trong không khí nóng sau đó cho bay hơi nước để hình thành bột cà phê
khô.
+ Cà phê hoà tan dạng cốm: Sản phẩm thu được bằng cách kết hợp cà phê
hoà tan dạng bột với nhau thành những hạt to.
+ Cà phê hoà tan làm khô ở nhiệt độ thấp: Cà phê hoà tan thu được sau quá
trình làm đông lạnh dung dịch cà phê và trạng thái băng được loại bỏ bằng phương
pháp sấy thăng hoa.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

11

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

+ Cà phê khử cafein: Là cà phê thu được sau khi chiết cafein.
2.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê [8, tr 10,11]
2.4.1. 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.
2.4.2. 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.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

12

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

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 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.

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

13

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH
CÔNG NGHỆ
3.1. Chọn phương pháp chế biến cà phê
Hiện nay trong sản xuất cà phê nhân có hai phương pháp:
+ Phương pháp chế biến ướt
+ Phương pháp chế biến khô
3.1.1. Phương pháp chế biến khô
Cà phê sau khi thu hoạch được đem đi phơi, sấy đến một mực độ nhất định
rồi dùng máy xát khô để loại bỏ các lớp vỏ bao bọc nhân
- 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.
3.1.2. 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 các lớp vỏ trấu và một phần vỏ lụa, tạo thành cà
phê nhân.
- Ưu điểm: chất lượng cà phê tốt, ít phụ thuộc vào các điều kiện tự nhiên
- Nhược điểm: Giá thành cao, tác động đến môi trường. [ 8, tr17]
Mỗi phương pháp chế biến sẽ làm tăng những hương vị khác nhau của cà
phê. Nhìn chung cà phê chế biến bằng phương pháp ướt và tách vỏ bằng máy sẽ cho
loại cà phê có vị đậm ngọt, thuần khiết và tươi mát.
Do vậy ở đây ta chọn phương pháp chế biến cà phê là theo phương pháp ướt.

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

14

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

3.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất cà phê thóc theo phương pháp ướt
3.2.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ
Cà phê nguyên liệu
Thu nhận và bảo quản nguyên liệu
Phân loại theo kích thước

Tạp chất

Phân loại theo tỷ trọng

Tạp chất nhẹ, tạp chất nặng

Xát tươi (bóc vỏ quả, vỏ thịt)

Vỏ quả, vỏ nhớt

Ngâm, ủ, rửa
Làm ráo, phơi
Sấy
Cà phê thóc khô
Đóng bao bảo quản
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, bao gồm hai loại
chính đó là Arabica và Robusta. Trong đó cà phê Robustas là loại chủ yếu chiếm
97%.
3.2.2.2.Thu nhận và bảo quản nguyên liệu


Thu nhận nguyên liệu: [8, tr 19, 20]

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

15

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

Hình 3.1: Thu hoạch cà phê bằng tay
Cà phê được thu hái bằng phương pháp thủ công, chủ yếu là thu hái bằng
tay. Người ta thường hái trước giỏ đeo trước bụng hoặc bên sườn.
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:
- Phải thu hái khi quả cà phê vừa chín tới (2/3 diện tích quả có màu đỏ), không
được để quá chín, quả sẽ bị rụng và tổn hao 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 tổn thương xây sát cây cà phê 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.


Vận chuyển và bảo quản nguyên liệu
Vận chuyển: trong quá trình vận chuyển nguyên liệu, cần tránh lẫn các tạp

chất như: cỏ dại, đất, cát... và không được để nguyên liệu bị dập nát, nếu nguyên
liệu bị dập nát cần phải đem 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.
Bảo quản: nguyên liệu đưa về nơi chế biến phải để nơi thoáng mát, có mái
che, không được chất đống mà phải rải thành từng lớp dày 15 - 20 cm, 2 -3 giờ phải
đảo trộn một lần, thời gian bảo quản trước khi đưa vào chế biến càng ngắn càng tốt,
thường không quá 36 giờ.

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà

phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

16

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

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.
Trước khi đem vào chế biến cà phê cà phê cần được kiểm tra sau khi thu
hoạch. Người ta lấy 1kg cà phê tươi mẫu cho vào chậu nước vớt ra những quả nổi,
nhà máy trả tiền cho người nông dân dựa vào % quả xấu đó.
3.2.2.3. Làm sạch và phân loại nguyên liệu [8, tr 21-22]
 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. Tuỳ theo độ đồng đều của nguyên liệu mà công đoạn làm sạch và phân
loại sẽ dễ dàng hay khó khăn, đơn giản hay phức tạp.
Làm sạch và phân loại nguyên liệu để tách các tạp chất lẫn trong nguyên liệu,
làm cho kích thước nguyên liệu đồng đều. Rửa sạch cà phê trước khi đưa vào máy
để tạo điều kiện tốt cho việc tăng năng suất máy và độ bền của thiết bị, đảm bảo
chất lượng sản phẩm.
 Cơ sở của các phương pháp phân loại và làm sạch
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.

Có thể quy về các phương pháp sau:
+ Dựa vào sự khác nhau về kích thước của nguyên liệu về các tạp chất để phân loại
và làm sạch có thể dùng loại sàng chấn động, sàng bắc ngang, sàng tròn, sàng nẩy.
+ Dựa vào sự khác nhau về sức chịu gió của nguyên liệu và tạp chất mà làm sạch và
phân loại thường dùng catado hay quạt hòm …
+ Dựa vào sự khác nhau giữa chiều dài của nguyên liệu và tạp chất để phân loại,
thường dùng máy hình trụ hoặc máy đĩa …

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

17

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

+ Dựa vào sự khác nhau về hình dáng, trạng thái bề mặt, trọng lượng riêng để làm
sạch và phân loại. Bể xi phông để phân loại và làm sạch bằng nước …
Các phương thức thường dùng để làm sạch và phân loại cà phê
a ) Phân loại theo kích thước
Dựa vào sự khác nhau về kích thước của nguyên liệu và tạp chất để phân loại.
Ưu điểm của sàng chấn động là vừa tách được tạp chất lại vừa phân loại được quả
to, quả nhỏ, làm tăng độ đồng đều của nguyên liệu, hiệu suất cao, năng suất lớn,
nhưng nhược điểm là không phân loại được các tạp chất theo trọng lượng một cách
đầy đủ, các loại đá, sỏi thường khó loại ra khỏi lớp vật liệu.
Ở đây ta sử dụng hệ sàng phẳng có 3 lưới sàng.
Trong quá trình phân loại cần đảm bảo yêu cầu sau
- Loại hết các tạp chất có kích thước lớn.

- Trong tạp chất không được lẫn nguyên liệu.
b) Phân loại trong bể xi phông
Đối với nguyên liệu cà phê quả tươi thì dùng phương pháp phân loại và làm
sạch bằng bể xi phông là hợp lý nhất vì nó có rất nhiều ưu điểm như:
+ Tách các tạp chất nhẹ, đảm bảo phẩm chất của sản phẩm thuần khiết.
+ Làm mềm và rửa sạch quả tạo điều kiện tốt cho máy bóc vỏ quả tươi dễ dàng.
+ Lợi dụng sức nước để đẩy khối cà phê vào máy xát tươi một cách điều hoà mà
không dùng sức người.
+ Sự phân loại nguyên liệu tốt vẫn theo trọng lượng riêng để có chế độ chế biến
thích hợp.
Phương pháp này sử dụng nước để tiến hành phân loại. Mục đích của phương
pháp này là khắc phục nhược điểm của phương pháp phân loại bằng kích thước. Đó
là tách các tạp chất nặng, nhẹ mà có cùng kích thước với khối nguyên liệu để đảm
bảo nguyên liệu được thuần khiết hơn. Ngoài ra quá trình này còn có tác dụng làm
cho nguyên liệu ngấm nước tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xát tươi. Hơn nữa,
ta còn lợi dụng sức nước để đẩy khối cà phê vào máy xát tươi một cách điều hoà mà
không dùng sức người.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

18

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

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 tỉ trọng của nước.
Đối với những loại cà phê chín đúng mức, có khối lượng riêng gần bằng 1 nên

lơ lửng trong nước. Đối với cà phê quả chín có khối lượng riêng nhỏ hơn 1 nên sẽ
nổi lên. Còn đối với cà phê xanh thì có khối lượng riêng lớn hơn 1 nên 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 12 giờ. Tỷ lệ
nước/nguyên liệu = 3/1 là thích hợp. Lưu lượng nước đưa vào có thể điều chỉnh một
cách thuận lợi.
Trong quá trình này cần chú ý không nên để nguyên liệu nằm quá lâu trong bể
xi phông. Vì như thế các chất có trong vỏ quả sẽ hoà 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.
3.2.2.4. Xát tươi (bóc vỏ quả vỏ thịt)
 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 hạt cà phê mà còn gây khó
khăn trong 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.
 Phương pháp bóc vỏ quả
Ta sử dụng máy xát quả MXQ-1.
 Yêu cầu
Sau khi xát tươi phải được hai phần chủ yếu vỏ quả và cà phê thóc ướt còn dính
theo lớp vỏ nhớt, trong đó vỏ quả và cà phê quả còn lẫn trong cà phê thóc ướt theo
một tỉ lệ nhất định. Hiệu suất xát tươi càng cao khi tỉ lệ này càng thấp. Cà phê quả
lẫn trong cà phê thóc ướt có thể tách ra và đem xát lại lần hai.
Cà phê sau khi xát tươi phải giữ nguyên hạt, tỉ lệ hạt dập vỡ hoặc bị xé rách vỏ
trấu càng ít càng tốt (thường nhỏ hơn 6%).
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày

Đồ án tốt nghiệp

19

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

Nói chung là căn cứ vào tính chất kỹ thuật của nguyên liệu, thiết bị mà điều
chỉnh hiệu suất xát tươi thích hợp.
Vỏ quả chứa nhiều glucid nên có thể dùng làm thức ăn cho gia súc, làm nguyên
liệu để sản xuất cồn…
 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xát
Có 3 yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất xát:
- Tính chất của cà phê quả, loại, giống, độ đồng đều, trạng thái vỏ quả, độ ẩm
cao hay thấp.
- Tính năng của thiết bị.
- Kỹ thuật điều khiển và quản lý thiết bị.
 Chỉ tiêu xát tươi: (theo bảng 3.1)
Bảng 3.1:Chỉ tiêu xát tươi
Loại cà phê

Tỷ lệ vỏ quả còn lẫn Tỷ lệ cà phê thóc bóc Tỷ lệ cà phê còn

Arabica
Robusta
Chari

trong khối hạt (%)
5 – 10
5 – 10
15

vỏ trấu và giập (%)
0-5
0-5
0-5

nguyên quả (%)
3-5
3-5
3-5

3.2.2.5. Tách lớp vỏ nhớt [ 8, tr 33-38]
a. Mục đích và yêu cầu
 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 loài 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 nhà 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

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

20

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

ảnh hưởng gì đến hương vị và phẩm chất cà phê. Hiện nay, vấn đề này vẫn còn tiếp
tục tranh luận.
 Yêu cầu
Sau khi tách lớp vỏ nhớt cà phê cần giữ được nguyên hạt và chất lượng của
hạt không bị biến đổi xấu.
b. Các phương pháp tách vỏ nhớt
Có nhiều phương pháp tách vỏ nhớt, hiện nay có 4 phương pháp :
- Phương pháp sinh hoá.
- Phương pháp hoá học.
- Phương pháp cơ học.
- Phương pháp cơ hoá học.
 Phương pháp sinh hoá
Phương pháp này còn gọi là phương pháp lên men. Phương pháp này dựa
trên nguyên tắc dùng các enzym có trong bản thân nguyên liệu hoặc trong một số vi
sinh vật được cấy vào làm tác nhân phân giải lớp nhớt thành những chất hoà tan
trong nước. Trong sản xuất, quá trình ngâm ủ (lên men) yêu cầu phải đặt khối
nguyên liệu vào những điều kiện nhất định để đẩy mạnh quá trình phân giải lớp
nhớt mà không kéo theo quá trình lên men phụ như lên men lactic, acetic, butyric…
làm hại cho chất lượng thành phẩm.
+ Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men .
Cho đến nay người ta vẫn chưa hoàn toàn nhất trí về quá trình chuyển hoá
các chất nhớt bao quanh hạt cà phê. Tuy nhiên qua nhiều nghiên cứu của các nước
cũng như qua thực tế của nước ta, chúng ta có thể rút ra một kết luận sơ bộ như sau:
- Các loại enzym pectosinaza, pectinaza, pectaza đóng vai trò quan trọng trong
quá trình lên men phân hủy lớp nhớt, nhưng nếu có vi sinh vật hoạt động thêm vào
thì có thể làm tăng vận tốc phân hủy và do sự hoạt động vủa vi sinh vật mà làm tăng

sự tiếp xúc giữa các enzym và thành tế bào của nguyên liệu, sự hoạt động của các vi
sinh vật thể hiện là sự acid hoá môi trường.

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

21

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

- Có thể thêm các loại enzym khác vào để làm tăng tốc độ lên enzym, rút ngắn
thời gian, song cần lấy enzym nguyên chất có trong vỏ cà phê hơn để khỏi ảnh
hưởng đến hương vị của cà phê sau này.
- Sự tăng của các vi sinh vật chỉ đóng vai trò phụ cho việc phân huỷ lớp nhớt
nhưng nó có thể làm cho hương vị cà phê khác đi. Cần chú ý làm cho sự phát triển
của các vi khuẩn lactic nhiều hơn vì nó có thể bảo vệ cho toàn khối hạt cà phê khỏi
bị ảnh hưởng của những vi khuẩn khác như Coli và các nấm mốc .
- Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ phân huỷ của lớp nhớt nhưng không ảnh
hưởng đến tốc độ acid hoá.
- Sự lên men ướt (yếm khí) với nước tinh khiết sẽ cho ta cà phê có hương vị
thơm ngon và màu sắc thành phẩm tốt hơn là lên men khô (hiếu khí).
+ Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men :
- 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 tê liệt hoạt động của vi sinh vật, không chứa các chất bài tiết của vi sinh

vật phân giải NH3 hoặc men thối sẽ có thể làm cho quá trình lên men chậm lại hoặc
đình trệ tuỳ theo nồng độ của các chất nói trên. Ngoài ra nhiệt độ và độ pH của
nước cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men, nếu nhiệt độ thấp và pH cao thì sẽ kéo
dài 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.
- Nhiệt độ : mỗi loại lên men có một nhiệt độ nhất định. Đối với cà phê thì
nhiệt độ thích hợp khoảng 35- 420C.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

22

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

- Thời gian lên men : nếu thời gian ngắn thì quá trình phân giải lớp nhớt chưa
hoàn toàn, nếu thời gian 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 có thể xảy ra ngay trong quá
trình còn là quả nguyên.
 Phương pháp hoá học

Người ta cũng có thể dùng các loại hoá chất khác nhau để làm tan chất nhờn
quanh hạt cà phê. Có thể dùng Na2CO3 hoặc dùng NH3 hay NaOH để tách lớp nhớt.
Phương pháp này người ta ít dùng vì có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng và bề
mặt cảm quan của hạt cà phê.
 Phương pháp cơ học
Phương pháp này dựa trên cơ sở ma sát giữa thiết bị và nguyên liệu kết hợp với
phun áp lực nước vào khối hạt. Người ta có thể dùng các loại máy vừa xay xát vừa
đánh tan lớp nhớt, hoặc dùng máy đánh nhớt riêng sau khi xay xát lớp vỏ quả bên
ngoài. Hiện nay trong nước người ta dùng máy xay tươi liên hoàn Raoeng là phổ
biến hơn cả, vừa thuận tiện là đánh sạch nhớt luôn trong quá trình xay xát vừa rút
ngắn được thời gian chế biến và còn có thể kéo dài được khoảng thời gian thu hoạch
và chế biến không gây tổn hại gì mấy.
 Phương pháp cơ hoá học
Đây là phương pháp ghép giữa cơ sở thiết bị và thêm hoá chất trong quá trình
xay xát. Phương pháp này chưa được áp dụng rộng rãi vì cũng đang trong thời kỳ
nghiên cứu chưa có kết luận rõ ràng.
3.2.2.6. Đánh và rửa lớp vỏ nhớt

[ 8, tr 38-40]

a. Mục đích
Đánh và rửa nhớt nhằm mục đích loại bỏ những phẩm vật tạo thành trong
quá trình lên men và những mảnh vỏ thịt còn sót lại, dính vào vỏ thóc. Khâu đánh
và rửa nhớt đóng một vai trò quan trọng vì những phẩm vật kể trên còn bám vào cà
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

23

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

phê thóc thì không những ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị của cà phê thành phẩm
mà còn kéo dài thời gian sấy nữa. Việc đánh và rửa nhớt có thể dùng cơ khí hay thủ
công, nhưng dù là phương pháp nào cũng phải đạt yêu cầu là sạch nhớt và không
ảnh hưởng đến hình thức bên ngoài cũng như chất lượng của hạt.
b. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đánh và rửa nhớt
- 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 đánh và 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 tuỳ theo kết quả lên men. Nếu tốc độ nhỏ
quá thì làm cho lớp nhớt không tách được hoàn toàn, nếu tốc độ lớn quá thì sự va
đập giữa máy và nguyên liệu sẽ lớn gây nên giập 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 biến đổi màu.
- Tỷ lệ nước: nếu tỷ lệ nước / nguyên liệu lớn thì sẽ kéo dài thời gian đánh và
rửa nhớt. Nếu tỷ lệ nước / nguyên liệu nhỏ sẽ làm tăng công suất của thiết bị.
c. Thiết bị rửa cà phê thóc ướt
+ Rửa bằng thủ công: bể rửa cũng chính là bể đã ngâm ủ và lên men, cho thêm
nước vào bể theo tỷ lệ trên, dùng trang bằng gỗ để đảo mạnh khối cà phê, thay nước
luôn rửa cho cà phê đến khi thật sạch.
+ Rửa bằng máng lộ thiên: nguyên tắc là cà phê thóc chảy xuôi theo máng,
người thao tác đi ngược dòng chảy dùng các dụng cụ trang, cào bằng gỗ để đánh và
rửa. Nước rửa cần thay luôn. Rửa bằng máng có thể kết hợp phân loại hạt theo trọng
lượng riêng luôn.
+ Rửa bằng cơ giới: người ta có thể dùng máy rửa kiểu đứng hoặc nằm ngang.
Năng suất máy khoảng 2 -3 tấn/h tuỳ theo cấu tạo của máy. Thông thường máy

đứng hoạt động gián đoạn còn máy nằm ngang thì có thể vừa gián đoạn, cũng có thể
dùng liên tục được.

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

24

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

3.2.2.7. Làm ráo [ 8, tr 40-44 ]
Sau khi đã rửa sạch nhớt, lượng nước còn trong hạt và lượng nước bám
ngoài vỏ chiếm khoảng 52- 60%. Thực nghiệm cho thấy rằng phần nước bám xung
quanh vào khoảng 8- 10%. Nếu đem đi sấy trực tiếp lượng nước này sẽ gây hiện
tượng luộc cà phê, sẽ tạo màng cứng bên ngoài hạt gây khó khăn cho quá trình sấy.
Đó là thời gian sấy kéo dài, hạt bị nứt, ảnh hưởng đến chất lượng. Do đó cần phải
làm ráo để rút ngắn thời gian sấy.
Khi làm ráo thì lượng ẩm của hạt giảm từ 7÷10% so với lượng ẩm khi chưa
vào làm ráo.
Các phương pháp làm ráo nước :
- Phương pháp ly tâm.
- Phương pháp dùng tháp gió.
- Phương pháp thủ công.
a. Phương pháp ly tâm
Dựa trên tính chất lực ly tâm lớn làm cho nước bắn ra xung quanh. Có thể dùng
ly tâm gián đoạn và ly tâm liên tục .
- Ly tâm gián đoạn : có nhiều loại cỡ khác nhau, máy gồm một hình trụ có trục

quay 1000 - 1200 vòng/phút. Máy hoạt động theo nguyên tắc quay nhanh tạo thành
lực ly tâm văng nước ra ngoài lưới, cà phê được giữ lại trong lưới, khi cà phê đã róc
hết nước người ta dừng máy lại và tháo cà phê ra ngoài.
- Ly tâm liên tục : máy gồm hai bộ phận chính : bộ phận múc cà phê lên đổ
vào máy và bộ phận ly tâm róc nước. Ưu điểm của máy này là làm việc liên tục,
năng suất cao, cà phê được róc nước triệt để nhưng có nhược điểm là cà phê dễ bị
vỡ và tróc vỏ trấu.
b. Phương pháp dùng tháp gió
Đó là một thùng cao, đáy và thành đều có lỗ. Thùng có thể cho quạt gió thổi
vào ngược chiều với cà phê rơi. Kết quả làm giảm lương nước khoảng 5%. Phương
pháp này ít dùng va coi như là nơi dự trữ chứa cà phê để cho vào lò sấy cho thuận
tiện.

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày


Đồ án tốt nghiệp

25

SVTH: Lê Minh Phương – 12H2LT

c. Phương pháp thủ công
Người ta rải cà phê thóc ướt lên những sàn lưới, dùng quạt gió thổi không khí từ
dưới lên trên với vận tốc 10-15 m/s và thổi từ 6- 9 giờ cà phê có thể róc nước
khoảng 90% số nước bám quanh hạt.
Cũng có thể làm ráo nước ngay trên sân phơi bằng cách để róc nước tự nhiên hoặc
bốc hơi từ từ.
d. Làm ráo nước bằng cách sấy sơ bộ

Hiện nay trên thế giới ở một số nước sản xuất nhiều cà phê với quy mô hiện đại
người ta thương sấy sơ bộ bằng không khí nóng, nhiệt độ không khí nóng vào
khoảng 50o C bên trên có quạt hút không khí ẩm.
3.2.2.8. Sấy cà phê thóc [ 8, tr 46-54]
a. Mục đích
Nhằm làm giảm độ ẩm của cà phê từ 50÷60% xuống còn 12% để bảo quản tốt
và thực hiện các quá trình tiếp theo.
b. Phương pháp thực hiện
Chúng ta nên sấy 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.
Giai đoạn 2 dùng phương pháp sấy động và chọn thiết bị sấy thùng quay.
3.2.2.9. Đóng bao, bảo quản
Sau khi sấy thu được cà phê thóc khô, ta tiến hành đóng bao cho vào kho để
bảo quản chờ ngày xuất khẩu. Sử dụng loại bao 2 lớp, lớp ngoài là lớp PP, lớp trong
là lớp PE để tăng khả năng chống ẩm.
Cà phê thóc khô được bảo quản để chờ chuẩn bị đưa đi xát khô tách vỏ trấu
chế biến cà phê nhân thành phẩm. Do khối lượng cà phê phơi hoặc sấy nhiều mà
quá trình xát khô, chế biến cà phê nhân chưa kịp hoặc chưa có khách hàng thì cần
thiết phải bảo quản chúng. Cũng có thể do giá cả chưa ưng ý, cơ sở chế biến muốn
dự trữ chờ giá cao hơn mới đem xát khô chế biến cà phê nhân để trao đổi mua bán.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê theo phương pháp ướt với hai mặt hàng cà
phê thóc và cà phê nhân năng suất 100 tấn quả/ngày