THIẾT kế NHÀ máy sản XUẤT cà PHÊ NHÂN NĂNG SUẤT 33600 tấn QUẢ năm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CÀ PHÊ
NHÂN NĂNG SUẤT 33600 TẤN QUẢ/NĂM

Ngành:
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giảng viên hướng dẫn : GS.TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Tấn Hậu
MSSV : 1091100038
Lớp: 10HTP1

Tp Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CÀ PHÊ
NHÂN NĂNG SUẤT 33600 TẤN QUẢ/NĂM

Ngành:
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
MSSV : 1091100038

: GS.TSKH Nguyễn Trọng Cẩn
: Nguyễn Tấn Hậu
Lớp: 10HTP1

Tp Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2012
i


PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Họ và tên sinh viên được giao đề tài:
………………………………………… MSSV: ………………… Lớp: .....................

2.

3.

4.

5.

Ngành
: ..........................................................................................................
Chuyên ngành : ..........................................................................................................
Tên đề tài : .................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Các dữ liệu ban đầu : .................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Các yêu cầu chủ yếu : ................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Kết quả tối thiểu phải có:
1) .................................................................................................................................
2) .................................................................................................................................
3) .................................................................................................................................
4) .................................................................................................................................
Ngày giao đề tài: ……./……../……… Ngày nộp báo cáo: ……./……../………

Chủ nhiệm ngành
(Ký và ghi rõ họ tên)

TP. HCM, ngày … tháng … năm 2011.
Giảng viên hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)

Giảng viên hướng dẫn phụ
(Ký và ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN

Thời gian học tập vừa qua là một quãng thời gian vô
cùng quý báu làm hành trang để chúng em chuẩn bị bước
vào công việc mới. Nhờ sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình
của các thầy cô trong khoa, trong trường, đặc biệt là thầy
Nguyễn Trọng Cẩn đã giúp đỡ và chỉ dẫn tận tình để cho
em có thể thực hiện và hoàn thành quyển đồ án tốt nghiệp
này.
Đồng thời em cũng xin gởi lời cảm ơn đến gia đình,
bạn bèvà tất cả thầy cô, những người đã luôn ủng hộ và
giúp đỡ, chia sẻ những khó khăn cùng em trong thời gian
qua.
Đề tài đồ án tốt nghiệp của em là “Thiết kế nhà máy
sản xuất cà phê nhân”, đây là đồ án có khối lượng công
việc tương đối rộng lớn nên với vốn kiến thức còn hạn chế,
cùng với thời gian tìm hiểu về thực tế không nhiều nên đồ
án này sẽ không tránh khỏi một số thiếu sót. Chúng em rất
mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của quý thầy cô để đồ
án này được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

ii


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Nội dung chính của đồ án gồm 11 chương:


CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT.
Nội dung: Các yêu cầu khi lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy.



CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU.
Nội dung: Giới thiệu tổng quan về nguyên liệu.



CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ.
Nội dung: Lập luận và chọn dây chuyền công nghệ cho phù hợp cho nhà máy.



CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG NGUYÊN LIỆU.
Nội dung: Tính tiêu hao nguyên liệu trong quá trình sản xuất.



CHƯƠNG 5: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG.
Nội dung: Tính tiêu hao nhiệt lượng trong quá trình sản xuất.



CHƯƠNG 6: TÍNH VÀ CHỌN MÁY MÓC THIẾT BỊ.
Nội dung: Tính và chọn các thiết bị phù hợp với năng suất của nhà máy.



CHƯƠNG 7: TỔ CHỨC HÀNH CHÍNH VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG NHÀ MÁY.
Nội dung: Sơ đồ bộ máy tổ chức của nhà máy và chức năng của từng phòng ban.



CHƯƠNG 8: TÍNH ĐIỆN – NƯỚC – HƠI NƯỚC.
Nội dung: Tính lượng điện, nước và hơi nước tiêu hao trong quá trình sản xuất.



CHƯƠNG 9: TÍNH KINH TẾ.
Nội dung: Tính tất cả các chi phí trong quá tình hoạt động của nhà máy.



CHƯƠNG 10: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM.



CHƯƠNG 11: AN TOÀN LAO ĐỘNG- VỆ SINH XÍ NGHIỆP - PHÒNG CHÁY VÀ
CHỮA CHÁY.

iii


MỤC LỤC
Đề mục

Trang

Trang bìa........................................................................................................................ i
Nhiệm vụ đồ án

Lời cảm ơn.................................................................................................................... ii
Tóm tắt......................................................................................................................... iii
Mục lục ........................................................................................................................ iv
Danh sách hình .............................................................................................................v
Danh sách bảng............................................................................................................ vi

LỜI MỞ ĐẦU ..............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT...................................................3
1.1. Đặt vấn đề...........................................................................................................3
1.2. Tính khả thi.........................................................................................................3
1.3. Vị trí xây dựng....................................................................................................3
1.4. Nguồn nguyên liệu .............................................................................................4
1.5. Đường giao thông ...............................................................................................4
1.6. Năng suất ............................................................................................................5
1.7. Nguồn cung cấp năng lượng...............................................................................5
1.8. Nguồn nhân lực ..................................................................................................5
1.9. Hợp tác hóa, liên hợp hóa...................................................................................5
1.10. Xử lý chất thải ..................................................................................................6
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU. .................................................7
2.1. Đặc tính thực vật của cà phê...............................................................................7
2.1.1. Cà phê Arabica (cà phê chè) .............................................................................7
2.1.2. Cà phê Robusta (cà phê vối) .............................................................................8
iv


2.1.3. Cà phê Chari ( cà phê mít).............................................................................9
2.2. Thành phần hoá học của quả cà phê .......................................................................9
2.2.1. Cấu tạo và giải phẫu quả cà phê ........................................................................9
2.2.2. Thành phần hóa học của các phần cấu tạo quả cà phê .......................................11
2.3. Một số các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê ................................................3

2.3.1 Ảnh hưởng của loại đất trồng cà phê...........................................................14
2.3.2. Ảnh hưởng của chế độ chăm sóc kỹ thuật...................................................14
2.3.3. Ảnh hưởng của độ cao.................................................................................14
2.3.4. Ảnh hưởng của giống .................................................................................15
2.3.5. Ảnh hưởng của sâu bệnh .............................................................................15
2.3.6. Ảnh hưởng của việc thu hái.........................................................................15
2.3.7. Ảnh hưởng của quá trình bảo quản, vận chuyển .........................................15
2.3.8. Ảnh hưởng của quá trình chế biến...............................................................16
CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ. .....17
3.1. Chọn phương pháp chế biến cà phê..................................................................17
3.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khô..............18
3.2.1. Dây chuyền công nghệ.. ..............................................................................18
3.2.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ............................................................19
CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG NGUYÊN LIỆU.. .........................................................24
4.1. Tình hình sản xuất của nhà máy.. .....................................................................24
4.1.1. Bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy.....................................................24
4.1.2. Biểu đồ sản xuất của nhà máy.. ...................................................................24
4.2. Cân bằng nguyên liệu cho sản xuất cà phê nhân.. ..........................................25
4.2.1 Thu nhận và bảo quản...................................................................................26
4.2.2. Phơi, sấy sơ bộ.............................................................................................26
4.2.3. Sấy chính thức.. ...........................................................................................27
4.2.4. Tách tạp chất................................................................................................27
4.2.5. Xay xát cà phê .............................................................................................27
iv


4.2.6. Đánh bóng cà phê.. ......................................................................................27
4.2.7. Phân loại theo kích thước.. ..........................................................................27
4.2.8. Phân loại theo trọng lượng riêng .................................................................28
4.2.9. Phân loại theo màu sắc ................................................................................29

4.2.10. Phối trộn, cân, đóng bao ............................................................................29
4.2.11. Cà phê nhân thành phẩm ...........................................................................30
CHƯƠNG 5: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG.. .............................................32
5.1. Xây dựng quá trình sấy lý thuyết..........................................................................32
5.1.1. Xác định các thông số của không khí.. ............................................................33
5.1.2. Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy.. ..................................................................35
5.1.3. Cân bằng nhiệt lượng vào và ra khỏi thiết bị sấy.. ............................................37
CHƯƠNG 6: TÍNH VÀ CHỌN MÁY MÓC THIẾT BỊ.. .....................................40
6.1. Thiết bị sấy tháp.. ...............................................................................................40
6.2. Sàng tách tạp chất.. .............................................................................................42
6.3. Máy xát khô.. .....................................................................................................43
6.4. Máy đánh bóng.. .................................................................................................45
6.5. Máy phân loại theo kích thước.............................................................................46
6.6. Máy phân loại theo trọng lượng.. .........................................................................48
6.7. Máy phân loại theo màu sắc.................................................................................49
6.8. Máy phối trộn.. .................................................................................................51
6.9. Tính và chọn thiết bị phụ..................................................................................51
6.9.1. Gàu tải..........................................................................................................51
6.9.2. Vít tải ...........................................................................................................52
CHƯƠNG 7: TỔ CHỨC HÀNH CHÍNH VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG
NHÀ MÁY..................................................................................................................55
7.1. Hệ thống tổ chức của nhà máy.. .......................................................................55
7.1.1. Sơ đồ bộ máy quản lý.. ................................................................................55
7.1.2. Chức năng, nhiệm vụ của các bộ phận.........................................................55
iv


7.1.3. Tổ chức lao động của nhà máy....................................................................56
7.2. Bố trí mặt bằng nhà máy.. ................................................................................59
7.2.1. Tính xây dựng các bộ phận, các phân xưởng ..............................................59

CHƯƠNG 8: TÍNH ĐIỆN – NƯỚC – HƠI NƯỚC.. .............................................69
8.1. Tính hơi dùng cho nhà máy..............................................................................69
8.1.1. Lượng hơi sử dụng trong nhà máy.. ............................................................69
8.1.2. Chọn kiểu nồi.. ............................................................................................69
8.1.3. Tính nhiên liệu dùng cho nồi hơi.. ..............................................................69
8.1.4. Lượng xăng dầu dùng cho các loại xe trong nhà máy.................................70
8.1.5. Lượng dầu dùng cho máy phát điện dự phòng............................................70
8.2. Tính lượng nước cần dung cho nhà máy ..........................................................70
8.2.1. Nước dùng cho sản xuất ..............................................................................70
8.2.2. Nước dùng cho nồi hơi ................................................................................71
8.2.3. Lượng nước dùng cho sinh hoạt ..................................................................71
8.2.4. Nước dùng để tưới cây xanh .......................................................................71
8.2.5. Nước sử dụng vệ sinh thiết bị......................................................................71
8.2.6. Nước dùng để rửa xe ...................................................................................71
8.2.7. Nước dùng chữa cháy..................................................................................71
8.2.8. Tổng lượng nước dùng cho nhà máy trong ngày ........................................71
8.2.9. Lượng nước sử dụng cho 2 ngày sản xuất...................................................72
8.2.10. Kích thước bể nước dự trữ ........................................................................72
8.2.11. Đài nước sử dụng cho nhà máy .................................................................72
8.2.12. Chọn bơm dùng để bơm nước ...................................................................72
CHƯƠNG 9: TÍNH KINH TẾ.. ...............................................................................73
9.1. Vốn đầu tư vào xây dựng .................................................................................73
9.1.1. Tổng vốn đầu tư xây dựng...........................................................................74
9.1.2. Vốn đầu tư thăm dò thiết kế ........................................................................74
9.1.3. Tổng số vốn xây dựng .................................................................................74
iv


9.1.4. Khấu hao cho các công trình xây dựng trong một năm...............................74
9.2. Vốn đầu tư mua sắm máy móc thiết bị.............................................................74

9.2.1. Tổng vốn đầu tư cho thiết bị chính nhà máy ...............................................75
9.2.2. Vốn đầu tư mua thiết bị phụ khác ...............................................................75
9.2.3. Vốn đầu tư mua thiết bị phòng KCS và bảo hộ lao động............................75
9.2.4. Chi phí vận chuyển lắp ráp ..........................................................................75
9.2.5. Tổng vốn đầu tư cho thiết bị........................................................................75
9.2.6. Khấu hao cho thiết bị...................................................................................75
9.2.7. Tổng số vốn cố định của nhà máy ...............................................................75
9.2.8. Khấu hao cho tài sản cố định.......................................................................75
9.3. Vốn lưu động ....................................................................................................75
9.3.1. Tiền lương cho cán bộ công nhân viên trong nhà máy................................76
9.3.2. Bảo hiểm xã hội – Y tế - Thất nghiệp .........................................................76
9.3.3. Tiền phụ cấp và khen thưởng nhà máy........................................................77
9.3.4. Tổng tiền lương và các chi phí khác nhà máy phải chi trong năm..............77
9.3.5. Chi phí cho sản xuất ....................................................................................77
9.3.6. Tổng chi phí toàn bộ của nhà máy trong quá trình hoạt động trong năm ...78
9.3.7. Doanh thu của nhà máy ...............................................................................78
9.3.8. Lợi nhuận của nhà máy và thời gian thu hồi vốn ........................................78
CHƯƠNG 10: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG
SẢN PHẨM ................................................................................................................80
10.1. Mục đích.. .......................................................................................................80
10.2. Yêu cầu việc kiểm tra sản xuất.......................................................................80
10.3. Các phương pháp kiểm tra..............................................................................80
10.3.1. Phương pháp phân tích kiểm nghiệm ........................................................81
10.3.2. Phương pháp phân tích lý học ...................................................................81
10.3.3. Phương pháp phân tích hóa học.. ..............................................................82

iv


CHƯƠNG 11: AN TOÀN LAO ĐỘNG- VỆ SINH XÍ NGHIỆP –

PHÒNG CHÁY VÀ CHỮA CHÁY. ........................................................................84
11.1. An toàn lao động.. ..........................................................................................84
11.1.1. Các nguyên nhân gây ra tai nạn.................................................................84
11.1.2. Một vài biện pháp hạn chế tai nạn lao động..............................................84
11.1.3. Những yêu cầu về an toàn lao động.. ........................................................84
11.2. Vệ sinh xí nghiệp.............................................................................................86
11.2.1. Vệ sinh cá nhân.. .......................................................................................30
11.2.2. Vệ sinh thiết bị...........................................................................................30
11.2.3. Xử lý chất thải.. .........................................................................................30
11.3. Phòng cháy chữa cháy .....................................................................................32
KẾT LUẬN ................................................................................................................88
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................89

iv


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1: Quả cà phê Arabica .........................................................................................7
Hình 2.2: Quả cà phê Robusta .........................................................................................8
Hình 2.3: Nhân cà phê ...................................................................................................10
Hình 3.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ san xuất cà phê nhân ......................................18
Hình 6.1: Thiết bị sấy tháp ............................................................................................41
Hình 6.2: Máy tách tạp chất ..........................................................................................42
Hình 6.3: Máy xát khô...................................................................................................44
Hình 6.4: Máy đánh bóng ............................................................................................46
Hình 6.5: Máy phân loại theo kích thước .....................................................................47
Hình 6.6: Máy phân loại theo trọng lượng ....................................................................49
Hình 6.7: Máy phân loại màu sắc ..................................................................................50
Hình 6.8: Gàu tải ...........................................................................................................52
Hình 6.9: Vít tải .............................................................................................................53

Hình 7.1: Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy.............................................................55
Hình A : Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính.
Hình B : Tổng mặt bằng nhà máy.

v


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1: Tỷ lệ các thành phần của quả.......................................................................11
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của vỏ quả....................................................................11
Bảng 2.3: Thành phần hóa học của vỏ nhớt ..................................................................12
Bảng 2.4: Thành phần hóa học của vỏ trấu ...................................................................12
Bảng 2.5: Thành phần hóa học của nhân cà phê ...........................................................13
Bảng 4.1. Bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy ......................................................24
Bảng 4.2: Kế hoạch sản xuất cà phê trong năm ............................................................24
Bảng 4.3. Bảng tỷ lệ hao hụt sau chế biến qua các công đoạn......................................25
Bảng 4.4: Tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào qua các công đoạn chế biến ..........30
Bảng 5.1: Các thông số trạng thái của không khí..........................................................33
Bảng 5.2: Thông số của không khí qua Calorife trước khi vào máy sấy ......................34
Bảng 5.3: Thông số của không khí sau khi sấy .............................................................35
Bảng 5.4:Các thông số nhiệt..........................................................................................36
Bảng 5.5:Nhiệt lượng vào máy sấy ...............................................................................38
Bảng 5.6:Nhiệt lượng ra khỏi máy sấy..........................................................................38
Bảng 6.3: Đặc tính kỹ thuật của máy tách tạp chất .......................................................43
Bảng 6.4 : Đặc tính kỹ thuật máy xát khô ....................................................................45
Bảng 6.5: Đặc tính kỹ thuật máy đánh bóng ................................................................46
Bảng 6.6: Đặc tính kỹ thuật máy phân loại theo kích thước .........................................48
Bảng 6.7 : Đặc tính kỹ thuật của máy phân loại theo trọng lượng...............................49
Bảng 6.8: Đặc tính kỹ thuật của máy phối trộn............................................................51
Bảng 6.9. Các thiết bị vận chuyển trong dây chuyền sản xuất cà phê nhân..................53

Bảng 7.1. Số nhân lực và cán bộ lao động gián tiếp .....................................................57
Bảng 7.2. Bảng kê khai lực lượng lao động của nhà máy phân xưởng sản xuất cà
phê nhân.........................................................................................................................58
vi


Bảng 7.3: Tổng kết về xây dựng ...................................................................................66
Bảng 9.1: Bảng vồn đầu tư vào xây dựng .....................................................................73
Bảng 9.2: Bảng vồn đầu tư vào thiết bị .........................................................................74

vi


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

LỜI MỞ ĐẦU
Nước ta hiện nay đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước
cùng với sự phát triển vượt bậc của nhiều ngành kinh tế, đời sống tinh thần và vật chất
của người Việt Nam và thế giới nói chung ngày càng nâng cao. Hòa cùng sự phát triển
của nền kinh tế đất nước như hiện nay có sự đóng góp không ngừng của các mặt hàng
xuất khẩu như may mặc, thủy sản, cà phê, …trong đó cà phê là một trong những mặt hàng
mang lại nguồn thu nhập không nhỏ, đóng góp vào sự nghiệp xây dựng và phát triển đất
nước.
Cà phê là một đặc sản nhiệt đới có giá trị trên thế giới, một mặt hàng được buôn
bán rộng rãi, giao lưu nhiều vào loại thứ nhì trong công tác mậu dịch quốc tế. Cà phê là
một thứ nước uống hấp dẫn đối với nhiều người và nhiều lứa tuổi trên thế giới, bởi lẻ một
tách cà phê ngon thì có đầy đủ hương vị đặc biệt khiến cho người ta thích thú một cách
khó tả. Mặt khác, nó là một loại thức uống kích thích thần kinh, gây hoạt động minh mẫn

cho trí óc… những tác dụng sinh lý trên chủ yếu là do hoạt chất chính của nó là cafein.
Tuy nhiên, cafein là một hoạt chất độc, vì vậy uống nhiều cà phê sẽ sinh ra táo bón, uống
quá nhiều thì sẽ làm cho thần kinh quá kích thích bị rối loạn sau đó có thể dẫn đến suy
nhược.
Trên thế giới, cà phê đứng vào hạng thứ hai sau dầu hỏa và nó dẫn đầu tất cả các
nông sản khác. Nước ta là một nước có điều kiện thiên nhiên tốt để phát triển loại cây cao
cấp này như Gia Lai, DakLak, Kon Tum,…Diện tích canh tác và sản lượng thu hoạch cà
phê tăng nhanh qua từng năm. Diện tích năm 1989-1990 đạt 123000 ha và sản lượng đạt
90000 tấn. Đến năm 1990 đạt 350000 ha và sản lượng đạt 400000 tấn. Năm 2008-2009
đạt 520000 ha và sản lượng đạt hơn 1 triệu tấn. Và đến năm 2010-2011 tổng diện tích
trồng cà phê lên trên 540.000ha, sản lượng đạt khoảng trên 1 triệu tấn, trung bình 2
tấn/ha/năm.
Cùng với việc phát triển trồng cà phê thì kỹ thuật chế biến có ảnh hưởng đến phẩm
chất cà phê. Hiện nay, chúng ta có nhiều cơ sở chế biến cà phê nhân sống xuất khẩu và

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu

Trang 1


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

chế biến cà phê bột, cà phê hòa tan, song quy mô còn nhỏ chưa tập trung, chủ yếu là các
cơ sở tư nhân với năng suất thấp, chất lượng không cao.
Do đó yêu cầu cấp thiết đặt ra xây dựng nhà máy sản xuất cà phê nhân với quy mô
công nghiệp hiện đại để nâng cao chất lượng của cà phê và những mặt hàng chế biến từ cà
phê nhân để đáp ứng cho nhu cầu trong nước cũng như xuất khẩu.
Xuất phát từ tình hình đó, tôi chọn đề tài thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân

theo phương pháp khô với năng suất khoảng hơn 30.000 tấn cà phê quả tươi/năm.

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu

Trang 2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

CHƯƠNG 1:
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
1.1 Đặt vấn đề.
Nước ta do có trình độ khoa học và công nghệ còn bị hạn chế, vì vậy sản phẩm cà
phê nhân trên thị trường thế giới còn kém chất lượng và năng suất càng thấp. Để tạo được
thương hiệu cho cà phê Việt Nam trên thị trường đồng thời nâng cao giá thành sản phẩm,
tăng doanh thu thì vấn đề thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân cho hiệu quả kinh tế cao
có khả năng đứng vững trên thị trường là vấn đề hết sức quan trọng.
Để xây dựng một nhà máy sản xuất cà phê nhân thì cần chú ý đến những vấn đề
sau:Tính khả thi, nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm, vị trí xây dựng, nguồn nhân
lực, địa điểm xây dựng, hợp tác xã, liên hợp hoá, năng suất, xử lý chất thải, đường giao
thông, nguồn cung cấp năng lượng: điện, nước, nhiên liệu…
1.2 Tính khả thi.
Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, đời sống nhân dân
ngày càng được cải thiện về mặt vật chất cũng như tinh thần. Vì vậy nhu cầu cuộc sống
ngày càng cao. Do vậy việc thưởng thức các loại thức uống nói chung và cà phê nói riêng
ngày càng tăng. Mặt khác trong những năm vừa qua sản lượng và diện tích cà phê không
ngừng tăng lên, thị trường xuất khẩu rộng lớn. Bên cạnh đó nguồn nguyên liệu nước ta vô
cùng dồi dào. Từ các điều kiện trên cho thấy việc xây dựng thêm một nhà máy chế biến

cà phê nhân với quy mô công nghiệp, hiện đại là hoàn toàn có tính khả thi.
1.3 Vị trí xây dựng.
Để xây dựng được một nhà máy đứng vững trên thị trường thì ta cần phải chọn địa
điểm sao cho phù hợp là điều hết sức quan trọng. Muốn vậy nhà máy được xây dựng cần
phải thoả mãn các điều kiện sau: gần nguồn nguyên liệu, gần sông hồ để tận dụng nguồn
nước, gần mạng lưới điện quốc gia, các điều kiện khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm, hướng gió
thích hợp, nguồn lao động dồi dào…

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu

Trang 3


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

Dak Lak là một tỉnh có diện tích trồng cà phê lớn nhất nước ta, với 174.740 ha cà
phê, với sản lượng mỗi năm đạt trên dưới 435.000 tấn cà phê nhân. Đồng thời có vị trí địa
lý rất thuận lợi cho việc sản xuất cà phê, phía đông giáp Phú Yên và Khánh Hoà, phía bắc
giáp Gia Lai, phía nam giáp Bình Phước và Lâm Đồng, tây nam giáp Campuchia, có trên
300.000 ha đất đỏ bazan rất thuận lợi cho việc phát triển cây cà phê, có quốc lộ 14, 26, 27
nối liền tỉnh Dak Lak với thành phố Hồ Chí Minh, Khánh Hòa, Phú Yên, Gia Lai rất
thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm. Mặt khác trên địa bàn
tỉnh còn nhiều nhà máy khác như: nhà máy bia, nhà máy chế biến mủ cao su,… tạo thành
một cụm khu công nghiệp rộng lớn.
Dựa vào những điều kiện trên, tôi quyết định chọn tỉnh DakLak là địa điểm xây
dựng mà cụ thể là gần nông trường cà phê Cưpul huyện Krông Pak, nằm gần quốc lộ 26,
quốc lộ 14, quốc lộ 27, cách trung tâm thành phố 20km về phía Đông.
Các thông số về điều kiện thời tiết tại DakLak:

- Nhiệt độ trung bình hàng năm: 23.30C
- Độ ẩm trung bình : 82%
- Hướng gió chính: Đông Nam và Đông Bắc.
1.4

Nguồn nguyên liệu.
Nước ta có nhiều tỉnh có khí hậu rất thích hợp cho việc trồng cà phê trong đó

Daklak là một tỉnh có diện tích và sản lượng cà phê lớn nhất nước ta với nhiều huyện
trồng cà phê như: Krông buk, Krông Nô, Dakmin, CưM’nga, Ea Sup, Krông Ana, Krông
Pak…. Ngoài ra, ta có thể vận chuyển nguồn nguyên liệu cà phê từ các tỉnh khác như:
Lâm Đồng, Gia Lai, Kon Tum, Đồng Nai… Do vậy việc chọn địa điểm đặt nhà máy tại
tỉnh Daklak là hoàn toàn hợp lý, vừa giảm được chi phí vận chuyển vừa đảm bảo chất
lượng của nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất.
1.5

Đường giao thông: Nhà máy ở địa điểm rất thuận tiện
- Đường bộ: Nhà máy nằm sát quốc lộ 14, gần quốc lộ 13, 19 cho nên thuận lợi cho

việc nhập nguyên liệu và phân phối sản phẩm.

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu

Trang 4


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

- Đường thủy: Nhà máy cách cảng Nha Trang khoảng không xa cho nên có thể sử
dụng cảng này để phân phối sản phẩm trong và ngoài nước.
- Đường sắt: Nhà máy có thể dùng ô tô vận chuyển sản phẩm về ga Nha Trang, ở đó
có thể đóng container để đưa sản phẩm đi khắp mọi nơi.
1.6

Năng suất.
Đời sống con người ngày càng nâng cao, nhu cầu ngày càng nhiều. Do vậy nhu cầu

uống cà phê của người dân ngày một tăng. Để đáp ứng lượng cà phê tiêu thụ trong nước
và xuất khẩu, cần phải xây dựng nhà máy chế biến cà phê đảm bảo chất lượng đồng thời
phù hợp với sản lượng cà phê của địa phương.
1.7

Nguồn cung cấp năng lượng.
- Điện: Nhà máy sử dụng nguồn điện trên mạng lưới quốc gia đường dây 500 KV đã

được hạ thế xuống 220 / 380 V. Để đảm bảo việc sản xuất của nhà máy được liên tục, nhà
máy đã chuẩn bị một máy phát điện dự phòng. Đồng thời trong nhà máy cũng có đặt trạm
biến thế riêng để lấy điện từ đường dây cao thế của mạng lưới cung cấp điện chung trong
khu vực.
- Nước: Nguồn nước của nhà máy được bơm từ giếng khoan sau đó được qua hệ
thống xử lý và đưa vào sản xuất.
- Nhiên liệu: sử dụng trong nhà máy bao gồm: Dầu, xăng dùng cho xe ô tô, xe vận
chuyển của nhà máy.
1.8

Nguồn nhân lực.
Tây Nguyên có lực lượng lao động tại chỗ rất dồi dào, có trên 6 triệu dân, ngoài

lượng lao động tại các xã trong huyện còn có công nhân tại các huyện lân cận. Đội ngũ
cán bộ và cán bộ kỹ thuật có thể tuyển tại các trường đại học như: Đại Học Tây Nguyên,
Đại Học Bách Khoa…và nhân tài trong cả nước.
1.9

Hợp tác hoá, liên hợp hoá.
Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đầu tư trang thiết bị, máy móc, phát triển nâng

cấp, cải tiến kỹ thuật của nhà máy đồng thời tạo điều kiện cho việc sử dụng chung những

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu

Trang 5


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

công trình giao thông vận tải, cung cấp điện, nước…thì vấn đề hợp tác hoá giữa nhà máy
sản xuất cà phê tại DakLak với các nhà máy tỉnh khác là thật sự cần thiết.
Ngoài ra liên hợp hóa còn có tác dụng nâng cao hiệu quả kinh tế, nâng cao hiệu
quả sử dụng nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm, phế phẩm của nhà máy này là nguyên
liệu cho các nhà máy khác.
1.10 Xử lý chất thải.
Nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà máy được đưa vào hệ thống cống rãnh trong nhà
máy đến bể xử lý trước khi thải ra môi trường. Đối với chất thải rắn được xử lý bằng
phương pháp vi sinh.

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu

Trang 6


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

CHƯƠNG 2:
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
2.1 Đặc tính thực vật của cà phê.
Các loại cà phê đều thuộc giống coffea, gồm gần 70 loại khác nhau, chỉ có 10 loại
đáng chú ý về giá trị trồng trọt. Trên thế giới hiện nay người ta thường trồng 3 loại cà phê
chính sau:
- Giống Arabica: gồm các giống thông thường như là: typical, caturra, moka…
- Giống Robusta.
- Giống Chari.
Các giống này đều có thời gian thu hoạch khác nhau nên có thể bổ sung thời vụ
cho việc trồng và thu hoạch các giống chính.
2.1.1 Cà phê Arabica (cà phê chè).
Đây là loại cây được trồng nhiều nhất trên thế giới. Nguồn gốc của giống này là ở
cao nguyên Etiôpia vùng nhiệt đới Đông Châu Phi.
2.1.1.1 Đặc tính.

Hình 2.1. Quả cà phê Arabica

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu

Trang 7

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

Cây cà phê Arabica cao từ 3-5m, trong điều kiện đất đai thuận lợi có thể cao đến
7m, độc thân hoặc nhiều thân, lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác, quả thường hình trứng có
khi hình cầu, khi quả chín có màu đỏ tươi, một số giống khi chín có màu vàng đường kính
quả 10-15mm. Số lượng quả 800-1200 quả/kg, thời gian nuôi quả từ 6-7 tháng. Trong
điều kiện thời tiết khí hậu ở miền Bắc, cà phê Arabica chín rộ vào tháng 12 và tháng 1. Ở
Tây Nguyên cà phê chín sớm hơn 2-3 tháng so với miền Bắc, khi quả chín nếu bị mưa dễ
nứt và rụng.
Trong 1 quả có 2 nhân, một số ít quả có 3 nhân. Nhân có vỏ lụa màu bạc bám cứng
vào nhân. Ngoài vỏ lụa là vỏ trấu cứng, ngoài cùng là vỏ thịt. Từ 5-7 kg quả sẽ thu được
1kg nhân cà phê sống. Màu hạt xám xanh, xanh lục, xanh nhạt, tùy theo cách chế biến.
Lượng cafein có trong nhân khoảng 1-3% tùy theo giống.
2.1.1.2 Năng suất.
Loại thường: 400-500 kg cà phê nhân/1hecta, loại tốt: 600-800 kg cà phê
nhân/1hecta. Tỷ lệ thành phẩm/nguyên liệu khoảng: 14-20%.
2.1.2 Cà phê Robusta (cà phê vối).
Nguồn gốc khu vực sông Công gô miền núi vùng thấp xích đạo và nhiệt đới Tây
Châu Phi.
2.1.2.1 Đặc tính.

Hình 2.2. Quả cà phê Robusta

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu

Trang 8

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

Robusta cao từ 5-7m quả hình trứng hoặc hình tròn, quả chín có màu đỏ thẫm. Vỏ
quả cứng và dai hơn cà phê Arabica. Từ 5-6 kg quả sẽ thu được 1kg cà phê nhân. Quả
chín từ tháng 2 đến tháng 4 ở miền Bắc, ở Tây nguyên chín sớm hơn từ tháng 12 đến
tháng 2. Đặc biệt loại cà phê Robusta không ra hoa kết quả tại các mắt cũ của cành. Nhân
hình hơi tròn, to ngang vỏ lụa màu ánh nâu bạc. Màu sắc của nhân xám xanh, xanh bạc
vàng mỡ gà ….tùy thuộc chủng và phương pháp chế biến lượng cafein có khoảng 1,5%.
2.1.2.2 Năng suất.
Có năng suất lớn hơn cà phê Arabica, 500-600 kg/1ha. Tuy loại cà phê này hương
thơm ít nhưng khả năng kháng sâu bệnh loại này rất tốt.
2.1.3 Cà phê Chari ( cà phê mít).
Nguồn gốc ở xứ Ubangui Chari thuộc biển hồ gần sa mạc Xahara, loại này được đưa
vào Việt Nam 1905.
2.1.3.1 Đặc tính.
Chari cây lớn cao 6- 15 m lá hình trứng hoặc lưỡi mác, gân lá nổi nhiều ở mặt dưới,
quả hình trứng nuốm hơi lồi và to. Quả chín cùng 1 lúc với đợt hoa mới, cho nên trên
cùng một đốt cành có thể có đồng thời quả chín, quả xanh, nụ hoa, hoa nở và nụ quả, đó
là điều bất lợi trong thu hoạch. Quả thường chín vào tháng 5 đến tháng 7.
2.1.3.2 Năng suất.
- Loại thường: 500-600 kg/1ha, loại tốt: 1200-1400 kg/1ha.
- Tỷ lệ thành phẩm / nguyên liệu: 10-15%.
Hoa của 3 loại cà phê mô tả trên đều nở cả chùm, màu trắng và hương thơm ngát
2.2

Thành phần hoá học của quả cà phê.

2.2.1 Cấu tạo và giải phẩu quả cà phê.

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu

Trang 9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

Hình 2.3. Nhân cà phê
Quả cà phê gồm có những phần sau: lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa
và nhân.
Là lớp vỏ ngoài, mềm, ngoài bì có màu đỏ, vỏ cà phê chè mềm hơn cà phê vối và
cà phê mít.
2.2.1.1 Lớp vỏ thịt.
Nằm dưới lớp vỏ mỏng hay còn gọi là trung bì, vỏ thịt cà phê chè mềm chứa nhiều
chất ngọt, dễ xay xát hơn. Vỏ thịt cà phê mít cứng và dày hơn.
2.2.1.2 Lớp vỏ trấu.
Hạt cà phê sau khi loại bỏ các chất nhờn và phơi khô gọi là cà phê thóc, vì bao bọc
nhân là một lớp vỏ cứng nhiều chất xơ mềm gọi là vỏ trấu tức là nội bì. Vỏ trấu cà phê
chè mỏng hơn và dễ đập hơn là vỏ trấu cà phê vối và cà phê mít.
2.2.1.3 Lớp vỏ lụa.
Bao bọc quanh nhân cà phê còn một lớp vỏ mỏng, mềm gọi là vỏ lụa. Chúng có
màu sắc khác nhau tùy theo loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc rất mỏng và
dễ bong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vối màu nâu nhạt, vỏ lụa cà
phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhân cà phê.
2.2.1.4 Nhân cà phê.
Đây là lớp trong cùng của quả cà phê, phía ngoài của nhân là lớp tế bào rất cứng có

những tế bào nhỏ chứa những chất dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn. Một
quả cà phê thường có 1, 2 hoặc 3 nhân, thông thường thì chỉ 2 nhân.

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu

Trang 10


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: GS. TSKH Nguyễn Trọng Cẩn

Bảng 2.1. Tỷ lệ các thành phần của quả cà phê (%).
Thành phần

Arabica

Robusta

Vỏ quả

43 - 45

41- 42

Vỏ nhớt

20 - 23

21- 22

Vỏ trấu

6 - 7,5

6-8

Nhân và vỏ lụa

26 -30

26 - 29

2.2.2 Thành phần hóa học của các phần cấu tạo quả cà phê.
2.2.2.1 Thành phần hóa học của vỏ quả.
Vỏ quả cà phê khi chín có màu đỏ, chứa chất antoxian và vết của ancaloit, tanin,
cafein, các loại enzim. Trong vỏ quả có khoảng 21,5-30% chất khô. Thành phần hoá học
của nó bao gồm các chất theo bảng sau:
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của vỏ quả (%).
Thành phần hóa học

C.phê Arabica

C.phê Robusta

Protein

9,2 - 11,2

9,17

Chất béo

1,73

2,00

Xenlulo

13,16

27,65

Tro

3,22

3,33

Hợp chất không có Nitơ

66,16

57,15

Chất đường

-

-

Tanin

-

14,42

Pectin

-

4,07

Cafein

0,58

0,25

2.2.2.2 Thành phần hóa học của lớp nhớt.
Lớp nhớt nằm phía dưới lớp vỏ quả, nó gồm những tế bào mềm, không có cafein,
tanin, có nhiều đường và pectin.

SVTH: Nguyễn Tấn Hậu

Trang 11