Đồ án tốt ngiệp thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân trường đại học công nghiệp thực phẩm tp hồ chí minh

- 1 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

PHẦN I:

LỜI NÓI ĐẦU
Cà phê là một đặc sản của các nước vùng nhiệt đới, là sản phẩm được buôn bán
nhiều trên thế giới, đối với nước ta cà phê cũng chiếm một phần quan trọng trong
các mặt hàng xuất khẩu có giá trị. Hơn nữa, do mặt hàng cà phê đã, đang và sẽ tăng
cường phát triển nhiều là một đặc sản quý giá của vùng nhiệt đới. Việc tiêu thụ cà phê
trên thế giới cũng ngày càng tăng, nhất là ở Châu Âu, tập quán uống cà phê đã gắn liền
vớiphong tục xã hội và mức sinh hoạt vật chất. Mặt hàng cà phê trong
những năm qua đã mang lại lợi ích to lớn đóng góp một tầm quan trọng trong sự nghiệp
xây dựng đất nước.
Nước ta có điều kiện thiên nhiên tốt để phát triển loại cây cao cấp này, nhiều vùng
đất đỏ rất thích hợp để trồng cà phê như các cao nguyên: Gia Lai, Kon Tum, Daklak, Di
Linh_.
Do tập quán uống cà phê có từ lâu đời nên đối với nhiều người cà phê trở thành thức
uống thường nhật, điều này có lẽ do hương vị đặc biệt của cà phê và tác dụng chủ yếu
của nó.
Cà phê là một loại thức uống kích thích thần kinh, gây hoạt động minh mẫn cho trí
óc và thông qua sự kích động hệ thần kinh, tăng cường sự hoạt động của các bộ máy
khác trong cơ thể như trợ tim, xúc tiến sự tuần hoàn của máu, nâng cao sinh lực chống
mệt mỏi cho cơ thể người. Trong cà phê hoạt chất chủ yếu là cafein, hàm lượng của nó
trong cà phê từ 1-3%, cafein là một chất độc vì vậy uống nhiều cà phê sẽ sinh ra táo
bón, uống quá nhiều làm thần kinh quá kích thích bị gây rối loạn sau đó có thể
tới suy nhược.

dẫn

Tuy nhiên, cà phê vẫn là thức uống hấp dẫn đối với

nhiều người và nhiều lứa tuổi trên thế giới bởi lẽ một tách cà phê ngon thì có đầy đủ
hương vị đặc biệt khiến người ta thích thú một cách khó tả. Với những phương tiện và
điều kiện trang thiết bị hiện nay người ta có thể tách được nhiều chất thơm có trong cà
phê rang. Vì thế, cà phê là đồ uống ưa chuộng và được đánh giá cao.

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 2 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều nước trồng cà phê, trong đó 4 nước có diện tích
trồng cà phê lớn nhất là Brazil có khoảng 3 triệu ha sản lượng đạt 1056000 tấn,
chiếm khoảng

25%

sản

giới 5244000
Colombia hiện

có trên 1 triệu

lượng

cà phê trên

thế giới (trên

thế

tấn),
ha, sản lượng hàng năm khoảng 750000 tấn,

Inđônêxia và Mêxicô có diện tích trên dưới 1 triệu ha.
Ở Việt Nam trong những năm gần đây đã tăng nhanh diện tích canh tác và sản
lượng thu hoạch cà phê. Diện tích năm 1989-1990 đạt 123000 ha và sản lượng đạt
90000 tấn. Đến năm 1998 đạt 350000 ha và sản lượng đạt 400000 tấn.
Mặc dù giá cả cà phê trên thị trường gần đây đã có nhiều biến động nhưng thu nhập
cao và nhanh chóng nên đã thu hút nhiều cơ quan tư nhân và hộ nông dân đầu tư vào
ngành sảnxuất cà phê. Ngoài ra, đểđáp

ứng nhu cầu của

người tiêu dùng

trong nước và xuất khẩu, vùng Tây Nguyên rộng lớn đất đai khí hậu thích hợp cho việc
phát triển cà phê. Trong những năm gần nhất nước ta sẽ có hàng vạn tấn cà phê xuất
khẩu hàng năm vì đó là một mặt hàng mà cả thế giới đều ưa thích.
Cùng với việc phát triển trồng cà phê thì kỹ thuật chế biến đòi hỏi ngày càng cao.
Khâu chế biến có ảnh hưởng lớn đến phẩm chất cà phê và tác động mạnh đến sản xuất
cà phê. Hiện nay, chúng ta có nhiều cơ sở chế biến cà phê nhân sống xuất khẩu và chế
biến cà phê bột, cà phê hòa tan, song qui mô còn nhỏ chưa tập trung. Nhưng với kế
hoạch phát triển cà phê trong những năm tới, công tác chế biến nhất định sẽ đạt được
những đỉnh cao của kỹ thuật chế biến hiện đại trên thế giới.
Nhưng thực tế nước ta có rất ít nhà máy chế biến cà phê đạt chất lượng cao mà chủ
yếu là các phân xưởng sản xuất nhỏ của tư nhân với thiết bị lạc hậu, thô sơ, năng suất
thấp, chất lượng không cao.

Mặt hàng xuất khẩu là cà phê nhân của chúng ta còn kém chất lượng, bị ép giá làm
giảm một phần thu nhập. Hơn nữa, do cà phê nhân kém chất lượng nên các sản phẩm
của những quá trình chế biến tiếp theo từ cà phê nhân của chúng ta chất lượng cũng
không cao. Cho nên yêu cầu cần thiết là phải xây dựng một nhà máy sản xuất cà phê có
tính quy mô lớn là cần thiết.
PHẦN II:

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 3 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

LẬP LUẬN KINH TÉ KỸ THUẬT.
2.1. Tính khả thi.
Đất nước ta đang trên đường công nghiệp hóa và 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 và nhu cầu thưởng thức các sản
phẩm được chế biến từ cà phê tăng lên. Bên cạnh đó, sản và diện tích trồng cà phê
không ngừng tăng lên, thị trường xuất khẩu rộng lớn. Vì vậy, cần phải “Thiết kế xây
dựng một nhà máy chế biến cà phê nhân có phân xưởng phụ sản xuất cà phê rang
xay”nhằm để đáp ứng nhu cầu trong và ngoài nước.
2.2. Địa điểm.
Việc chọn địa điểm để xây dựng phân xưởng đóng vai trò quan trọng. Vị trí của nhà
máy phải đảm bảo cho nhà máy hoạt động tốt trong thời gian sản xuất cũng như đáp
ứng các yêu cầu công nghệ trang thiết bị của phương pháp mà ta lựa chọn để chế biến.
Nhà máy được xây dựng thoả các điều kiện: 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_

Daklak là một Tỉnh có diện tích trồng cà phê lớn nhất nước ta lại có vị trí địa lí
tương đối thuận lợi cho việc xây dựng một nhà máy vì phía Đông giáp Khánh Hòa phía
Bắc giáp với Gia Lai, phía Nam giáp với Lâm Đồng, nên rất thuận lợi cho giao thông đi
lại với các Tỉnh lân cận do đó rất thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên
liệu và tiêu thụ sản phẩm.
Căn cứ vào những điều kiện trên, tôi quyết định đặt nhà máy ”sản xuất cà phê nhân
có phân xưởng phụ sản xuất cà phê rang xay” tại Tỉnh Daklak. Nhà máy nằm sát quốc
lộ 14 cách Thành Phố Ban Mê Thuột và quốc lộ 13 khoảng 10 km về phía Đông. nhiệt
độ và độ ẩm trung bình hằng năm 23,30C và 82%. Hướng gió chính là hướng Đông Bắc.
2.3. Nguồn nguyên liệu.
Daklak là một Tỉnh có 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_ Do vậy, việc

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 4 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

chọn địa điểm đặt nhà tại Tỉnh Đaklak sẽ làm giảm được chi phí vận chuyển, đảm bảo
chất lượng của nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất.
2.4. Đường giao thông.
Nhà máy ở địa điểm này rất thuận tiện cho việc giao thông.
+ 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.
+ Đường thủy: Nhà máy cách cảng Nha Trang khoảng 150 Km 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.
2.5. Năng suất.
Nhu cầu 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 có năng suất cao
đảm bảo chất lượng đồng thời phù hợp với sản lượng cà phê của địa phương. Hơn nữa,
Mỹ -Việt Nam ký hiệp định thương mại mở ra con đường mua bán và trao đổi hàng hóa
và đồng thời cũng là một thị trường lớn mà ta cần khai thác để trao đổi các mặt hàng
trong đó cà phê chiếm ưu thế. Do đó, việc xây dựng nhà máy sản xuất cà phê nhân bằng
phương pháp khô với năng suất 60 tấn cà phê quả/ca và phân xưởng sản xuất phụ: cà
phê rang xay năng suất 1600 kg sản phẩm/ca là một yêu cầu cần thiết phải xây dựng.
2.6. 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 sự hoạt động của nhà máy được liên tục, nhà
máy đã chuẩn bị một máy phát điện dự phòng.
+ 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: Nhiên liệu dùng cho nhà máy bao gồm: Dầu FO dùng để đốt lò rang
cà phê và xăng dùng cho xe ô tô của nhà máy.

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 5 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

2.7.

Nguồn nhân lực.

Trong quá trình sản xuất, nguồn nhân lực có ý nghĩa rất quan trọng bao gồm: lực

lượng công nhân, cán bộ kỹ thuật và kỹ sư. Đội ngũ lãnh đạo và cán bộ kĩ thuật có thể
tiếp nhận từ các trường Đại học hoặc Trung học chuyên nghiệp tại Miền Trung và Tây
Nguyên. Công nhân có thể tuyển chọn trực tiếp từ lực lượng lao động trong Tỉnh.
2.8.

Thị trường tiêu thụ.
Mặc dù nhà máy chế biến cà phê nằm ở Tây Nguyên không thuận lợi như các vùng

khác nhưng

do nằm gần nhiều tuyến đường quốc lộ nên việc phân phối sản

phẩm tương đối thuận lợi. Hơn nữa, chất lượng các sản phẩm cà phê ở Tây Nguyên cao
nên được thị trường trong và ngoài nước ưa thích.
2.9.

Hợp tác hóa, liên hợp hóa.
Việc hợp tác hóa giữa các nhà máy sản xuất cà phê tại Daklak 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, hạ giá thành sản phẩm.
2.10.

Xử lý chất thải.

Nước thải ra trong quá trình sản xuất không đạt yêu cầu để thải trực tiếp ra môi
trường do vậy cần được xử lý, nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà máy được đưa vào hệ
thống cống rãnh trong nhà máy đến bể xử lý nước trước khi thải ra ngoài môi trường.
Các chất thải rắn nên xử lý bằng cách đào hố để chôn tránh gây ô nhiễm cho người dân,
còn chất thải ở dạng vỏ trấu thì sử dụng làm nhiên liệu.
PHẦN III:

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
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 các loại
sau:
+Giống Arabica.

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 6 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

+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.
3.1. Cà phê Arabica: thường gọi là cà phê chè.
Đây là loại trồng nhiều nhất trên thế giới. Nguồn gốc của giống này là ở cao nguyên
Etiôpia vùng nhiệt đới Đông Châu Phi.

Đặc tính:

Cây cà phê Arabica cao từ 3-5 m, trong điều kiện đất đai thuận lợi có thể cao đến 7
m, 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 10-15 mm. 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,

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 7 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

xanh lục, xanh nhạt, tùy theo cách chế biến. Lượng cafein có trong nhân khoảng 1-3%
tùy theo giống. Năng suất 400-500 kg/1hecta.
Tỷ lệ thành phẩm/nguyên liệu khoảng 14-20%.
3.2. Cà phê Robusta: thường gọi là cà phê vối.
Nguồn gốc khu vực sông Cônggô miền núi vùng thấp xích đạo và nhiệt đới Tây
Châu Phi.

Đặc tính:

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 8 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

Robusta cao từ 5-7 m quả hình trứng hoặc hình tròn, quả chín có màu đỏ thẩm. 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 từtháng 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- 3%.
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.
3.3. Cà phê Chari: thường gọi là cà phê mít.
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
đó là điều

quả,

bất lợi trong thu hoạch. Quả thường chín vào tháng 5 đến

tháng 7.
Hoa của cả 3 loại cà phê trên đều nở cả chùm, màu trắng và hưong thơm ngát.

Năng suất: thường 500-600 kg/1ha.
Tốt 1200-1400 kg/1ha.
Tỷ lệ thành phẩm/nguyên liệu: 10-15%.
Đây là một loại cà phê chịu được hạn, ít kén đất, ít chịu sâu bệnh.
3.4. Thành phần hóa học của cà phê.
3.4.1.

Cấu tạo thành phần của cà phê.

Quả cà phê gồm

có những phần sau: lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ

lụa, nhân.
1. Vỏ quả
2. Lớp thịt vỏ thịt.

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 9 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

3. Vỏ trấu.
4. Vỏ lụa.
5. Nhân.

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 10 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

Lớp vỏ quả: là lớp vỏ ngoài, mềm, ngoài bì có màu đỏ, vỏ cà phê chè mềm hơn
cà phê vối và cà phê mít.
Dưới lớp vỏ mỏng là lớp vỏ thịt, vỏ thịt cà phê chè mềm chứa nhiều chất ngọt,
dễ xay xát hơn.
Hạt cà phê sau khi loại các chất nhờn và phơi khô gọi là cà phê thóc. Vỏ trấu
của cà phê chè mỏng và dễ dập vỡ hơn cà phê vối và cà phê mít.
Sát nhân cà phê còn một vỏ mỏng, mềm gọi là vỏ lụa, chúng có màu sắc và đặc
tính 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.
Trong cùng là nhân cà phê, lớp tế bào phần ngoài của nhân cứng có những tế
bào nhỏ, trong có

chứa những

những tế bào

chất

dầu.

lớn và mềm

hơn.

Phía

trong

có

Một quả cà phê thường có 1, 2 hoặc 3 nhân, thông thường thì chỉ 2 nhân.
Bảng 1: Tỷ lệ các thành phần của quả.
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

3.4.2.

Thành phần hóa học của các phần cấu tạo quả cà phê.

3.4.2.1.

Thành phần hóa học của vỏ quả.

Vỏ quả có màu đỏ khi chín, là chất antoxian trong đó có vết của ancaloit, tanin,
cafein và các loại enzim. Trong vỏ quả có khoảng 21,5-30% chất khô.

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 11 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

Bảng 3.2: Thành phần hóa học của vỏ quả ( tính theo % trong 1 g):
Thành phần hóa học
Cà phê Arabica (%).
Cà phê Robusta (%).

- Protein

9,2 - 11,2

9,17

- Xenlulo

1,73
13,16

2,00
27,65

- Tro

3,22

3,33

- Hợp chất không có Nitơ

66,16

57,15

- Chất đường

-

-

- Tanin
- Pectin

-

14,42

0,58

4,07
0,25

- Chất béo

- Cafein

3.4.2.2.

Thành phần hóa học của lớp nhớt.

Phía dưới lớp vỏ quả là lớp nhớt, nó gồm những tế bào mềm, không có cafein, tanin,
có nhiều đường và pectin.
Bảng 3.3: 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

-

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.
3.4.2.3. 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.

3.4.2.4. Thành phần hóa học của nhân.

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 12 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

Bảng 3.4. Thành phần hóa học của nhân cà phê.
Thành phần hóa học
- Nước
- Chất dầu
- Đạm

Tính bằng g/100g
8-12
4-18
1,8-2,5

- Protein

9-16

- Cafein

1(Arabica), 2 (Robusta)

- Clorogenic axit
- Trigonelline

- Tanin
- Cafetanic axit
- Cafeic axit

2
1
2
8-9

- Pentozan

1
5

- Tinh bột

5-23

- Dextrin

0,85

- Saccaro

5-10

-Xenlulo

10-20

-Hemixenlulo
- Lignin
- Tro

Tính bằng mg/100g

20
4
2,5-4,5

- Canxi

85-100

- Photphat

130-165

-Sắt
- Natri

3-10
4

- Mangan

1-45

- Rb,Cu, F

Vết

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 13 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

Cấu tạo của cà phê nhân chịu ảnh hưởng bởi chủng cà phê, độ chín của quả, điều
kiện canh tác, điều kiện chế biến và bảo quản nhưng thực tế chưa có nghiên cứu nào
thiết lập mối quan hệ đó với thành phần hóa học của nhân cà phê.
Cà phê nhân ở dạng thương phẩm gồm có: nước, chất khoáng, lipit, protit, gluxit.
Ngoài ra, còn có nhũng 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.
Một số các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê.
+ Ảnh hưởng của loại đất trồng cà phê:

Đất trồng cà phê có 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.
+ 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:

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


- 14 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

-

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.
Chăm sóc cây tốt sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến sản lượng cà phê.
+ Ảnh hưởng của độ cao:

Độ cao vùng đất trồng 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.

Đồ Án Tốt ngiệp Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Lê Thị Thu Hiếu - Lớp 01H2B


PHẦN IV:

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
•

A- Chọn phương pháp chế biến 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 lớp vỏ quả và lớp vỏ nhớt, phơi sấy
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: Quá trình chế biến đơn giản nhưng phụ thuộc vào
thời tiết để tránh phụ thuộc người ta sử dụng máy sấy. Phương pháp này thường áp
dụng cho những vùng có khí hậu nhiều nắng, mưa ít. 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 dễ làm, ít tốn năng lượng, vệ sinh không thải nhiều chất thải ảnh hưởng đến cu
ộc sống của người dân. Đây là một phương pháp mang tính thủ công nhưng nó rất

phù hợp với địa điểm đặt nhà máy là một nơi nắng nhiều mưa ít và đồng thời cũng
tận dụng được nguồn nhân lực đem lại nguồn thu khá ổn định cho người dân ở vùng
đó.
B- Dây chuyền công nghệ sản xuât cà phê nhân theo phương pháp khô.
4.1.

Dây chuyền công nghệ:


4.2.

Thuyết minh dây chuyền công nghệ.


4.2.1.

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%, ở Daklak trồng gồm 2 loại đó là
Arabica và Robusta.
4.2.2. Thu nhận và bảo quản nguyên liệu.
- Thu nhận nguyên liệu:

Cà phê được thu hái bằng phương pháp thủ công, chủ yếu là thu 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 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:
+ Đảm bảo đúng độ chín đồng đều của trái.
+ Không làm rụng lá, nụ hoa đang hình thành để không ảnh hưởng đến mùa thu
hoạch năm sau.


+ Cần hái từng trái chín, không hái từng chùm hay suốt lẫn trái còn xanh vì trái
xanh cho nhân cho nhân nhỏ, màu đen khi phơi khô và vị đắng.
+ Không thu hái những quả còn xanh vì lúc đó chất dự trữ tập trung chưa đầy đủ,
khó chế biến do vỏ lụa dính sát vào nhân. Chú ý chỉ hái những quả chín để nâng cao
chất lượng sản phẩm.
+ Cần phân chia khu vực thu hái phù hợp với mùa chín cà phê.
+ Không được làm tổn thương đến cây, quả cà phê trong khi hái.
+ Giữ vệ sinh trong quá trình thu hái không được lẫn các tạp chất như: đất, cát,
cành, lá^vào trong nguyên liệu.
- 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 bốc nóng và rất dễ lên men làm cho vị chua. 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, phần nào bị lẫn nên mang đi
chế biến trước.
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 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.
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.
4.2.3.

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: Nếu điều kiện thời tiết cho phép thì phơi cà phê vẫn là kỹ thuật
được ưa chuộng hơn vì nó đơn giản và ít tốn kém. Hơn nữa, tia cực tím của ánh
nắng mặt trời có thể tẩy trắng chất diệp lục trong hạt và làm giảm mùi ngái và mùi cỏ
trong cà phê. Cần giám sát quá trình phơi nắng cẩn thận vì địa điểm phơi và thời tiết
có ảnh hưởng lớn đến quá trình này.


Sân phơi nên được làm bằng xi măng sạch sẽ không bị rạn nứt và bị cách xa khu
vực chứa vỏ thải hoặc các chất thải từ các khâu chế biến để tránh bị nhiễm khuẩn.
Cần tránh phơi cà phê trên nền đất vì cà phê dễ bị nhiễm khuẩn có trong đất.
Cà phê có rủi ro bị ướt lại cao khi phơi ngoài trời và là một trong những nguyên
nhân phát triển nấm mốc. Để tránh làm cà phê ướt lại cần phản ứng kịp thời và phải
che phủ cà phê không cho tiếp xúc với nước mưa. Ngay khi trời khô ráo trở lại cần
nhanh chóng dỡ bỏ bạt phủ cho thoáng khí và tiếp tục phơi. Nếu cà phê bị che quá lâu
thì hạt sẽ bắt đầu “ra mồ hôi” và sẽ nhanh chóng nhiễm nấm và các lỗi thử nếm sẽ
phát sinh.
Ban đêm, khi nhiệt độ xung quanh xuống thấp làm hơi nước ngưng tụ cần tủ bạt
lên cà phê để tránh bị ướt lại.
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 bằng máy : Quản lý có hiệu quả nhiệt độ và độ ẩm là vấn đề mấu
chốt khi sấy cà phê. Sấy cà phê bằng nhiệt độ quá lớn hoặc quá thấp sẽ không cho kết
Nhiệt độ sấy lý tưởng là từ 45-550C. Chỉ cần tăng lên 10C thì sẽ làm

quả tốt.

giảm độ ẩm tương ứng của không khí xuống khoảng 5%. Điều này cho thấy cần
thận trọng như thế nào trong khâu khống chế nhiệt độ.
Thời gian sấy dài hay ngắn phụ thuộc một số các yếu tố sau:
-

Nhiệt độ không khí nóng và vận tốc không khí nóng.

-

Độ ẩm không khí bên ngoài.

-

Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu.

Thông thường phơi sấy sơ bộ cà phê quả tươi trước rồi mới được đem sấy khô
chính thức.
4.2.4. 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, tùy theo độ đồng đều của nguyên liệu mà công đoạn
tách các tạp chất này là dễ dàng hay khó khăn, đơn giản hay phức tạp. Đặc biệt chú ý
đến các tạp chất khó làm sạch để loại chúng ra, đồng thời phải áp dụng
phương pháp có hiệu quả nhất và kinh tế nhất.
Đối với phương pháp khô người ta thường dùng sàng rung để tách các tạp chất.
4.2.5.

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 thóc 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^
+Yêu cầu của quá trình xát khô:
-

Nhân nguyên vẹn.

-

Tỷ lệ nát phải ở mức tối thiểu.

-

Tỷ lệ cà phê còn vỏ sót lại phải thấp.

-

Mức độ quạt sạch vỏ trấu phải cao.
4.2.6. Đánh bóng.
Sau khi tách vỏ trấu, cà phê hạt còn có lẫn một lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc, chủ

yếu là xenlulo, vỏ lụa cần được tách đi bằng cách đánh bóng. Quá trình đánh bóng
còn gọi là quá trình bóc vỏ lụa. Do lớp vỏ lụa không góp phần vào việc làm nên chất
lượng của sản phẩm nên ta tiến hành loại bỏ nó, đồng thời việc bóc vỏ lụa làm tăng
giá trị cảm quan của hạt làm cho hạt trở nên bóng trơn và hạn chế được sự phát triển
của vi sinh vật.
Yêu cầu sau khi đánh bóng:
-

Nhiệt độ cà phê không quá 550C.

-

Tỷ lệ hạt nứt vỡ <1%.

-

Tỷ lệ vỏ lụa trong cà phê nhân: 10% đối với Arabica, 20% đối với Robusta.

Trong đó người ta quy định 1/2 hạt bị bóc vỏ lụa coi như là hạt sạch.
4.2.7. 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.
Nguyên tắc: là dựa vào sự khác nhau về kích thước của các cấu tử có trong hỗn
hợp. Kích thước lỗ sàng tùy theo loại cà phê và yêu cầu phân loại mà chọn loại có
kích thước cho phù 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 chiếm 70%, hạt >5,6mm chiếm 20%, hạt >5mm
chiếm 10%. 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.
4.2.8. 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.
+ Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân loại bằng sức gió:
- Trọng lượng riêng của hạt cà phê có ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu suất phân
loại bằng sức gió. Nếu cùng một sản phẩm mà có trọng lượng riêng khác nhau thì hạt
có trọng lượng nhỏ sẽ bay lên trước.
-

Trọng lượng riêng của hạt phụ thuộc vào độ ẩm của nó, thường thì tỷ

trọng của hạt cà phê trung bình là từ 1,1-1,3.
-

Hình dáng và kích thước của hạt cà phê của hạt có ảnh hưởng trực tiếp

đến công tác phân loại theo trọng lượng. Vì vậy, trước khi đưa sản phẩm vào phân
loại bằng sức gió thì yêu cầu cần thiết phải phân loại bằng kích thước trước.
4.2.9. Phân loại theo màu sắc.
+ 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.
4.2.10.

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. Thường sử dụng máy phối trộn cơ
giới, cà phê sau các công đoạn phân loại trên thu được 3 loại có kích thước, khối
lượng và màu sắc khác nhau. Đấu trộn thành 3 loại cà phê: loại 1, loại 2và loại 3.
+ Loại 1:80% hạt > 6,3mm, 10% hạt >5,6mm và 10% hạt >5mm.
+ Loại 2:10% hạt > 6,3mm, 70% hạt >5,6mm và 20% hạt >5mm.
+ Loại 1:10% hạt > 6,3mm, 20% hạt >5,6mm và 70% hạt >5mm.


- Đóng gói theoyêu cầu sử dụng, cà phê được đóng gói thành bao nhỏ đểtiện
sử
dụng
4.2.11.

Bảo quản cà phê nhân.

Cần bảo quản cà phê nhân thật tốt để giữ chất lượng cà phê nhân chuẩn bị cho
các công đoạn chế biến tiếp theo và bảo đảm cà phê không bị hư hỏng do vi sinh vật
xâm nhập phá hại trong thời gian vận chuyển.
Yêu cầu cà phê bảo quản trong kho:
-

Độ ẩm hạt 10-12%.

-

Xếp bao cà phê trên nền lót bằng ván để tránh hút ẩm, cách xa mái tường.

-

Chuyển đổi vị trí bao 2-3 tuần một lần.


C- Dây chuyền công nghệ sản xuât cà phê rang xay.
4.1.Dây chuyền công nghệ.


4.2.

Thuyết minh dây chuyền công nghệ.

4.2.1.

Nguyên liệu.
Cà phê nhân là sản phẩm chính của nhà máy, một phần sản phẩm này được dùng

làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất cà phê rang xay.
4.2.2.

Xử lý và làm sạch.

Cà phê nhân được đưa đi sản xuất không qua bảo quản thì không cần giai đoạn này.
Trong quá trình sản xuất cà phê nhân được bảo quản thời gian thì phải xử lý và làm sạch.
+ Mục đích: trong quá trình sản xuất cà phê nhân được bảo quản một thời gian lâu
nên cà phê nhân dễ bị hấp phụ mùi lạ đặc biệt là mùi mốc nên phải xử lý trước khi chế

biến.
+ Phương pháp xử lý: Có thể xử lý bằng nước hoặc bằng dung môi hữu cơ.
- Xử lý bằng nước: cà phê nhân sau khi bảo quản (chất lượng còn tốt) ngâm cà
phê trong nước 5 phút lúc này nước sẽ ngấm vào hạt hòa tan mùi mốc, sau đó vớt ra để
ráo, đây là trường hợp đối với mốc nhẹ.
- Xử lý bằng dung môi hữu cơ: xử lý trong trường hợp bị mốc nặng dùng
rượu có nồng độ 20% thể tích. Thường thì cà phê sau khi xử lý, làm sạch được đưa lên
băng chuyền nghiêng có gờ, đục lỗ lưới có đường kính 3 mm để làm ráo nguyên liệu
trước khi đưa lên sàng để tách tạp chất và phân loại.
4.2.3.

Phân loại.

+ Mục đích: Tạo cho khối hạt có kích thước đồng đều, tạo điều kiện cho quá trình
rang được thuận lợi.
+ Phương pháp: thường dùng hệ thống sàng để tiến hành phân loại, dựa vào sự khác
nhau về kích thước giữa các cấu tử trong hỗn hợp cà phê. Quá trình phân loại nguyên
liệu ta được 2 phần: phần lọt sàng gồm các phần tử hạt gãy, vỡ , phần không lọt sàng là
các hạt nguyên. Khối hạt cà phê sau phân loại được tách đem rang riêng.
4.2.4.

Rang.
Rang cà phê là một khâu quan trọng nhất trong quá trình chế biến cà phê rang, nó

quyết định đến hương vị, chất lượng, thị hiếu của người sử dụng.
+ Những biến đổi hóa học trong quá trình rang: