Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất cà phê hòa tan tập đoàn marubeni nhật bản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI SẢN XUẤT CÀ PHÊ HỊA TAN
TẬP ĐỒN MARUBENI - NHẬT BẢN
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Duy Khải
Chuyên ngành

: Quản Lý Tài Nguyên & Môi Trường

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
THẢI SẢN XUẤT CÀ PHÊ HỊA TAN
TẬP ĐỒN MARUBENI - NHẬT BẢN
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Duy Khải

Mã số sinh viên

: 1411535131

Lớp

: 14DTNMT05

Chuyên ngành

: Quản Lý Tài Nguyên & Môi Trường

Giáo viên hướng dẫn : Ths. Lê Thị Hồng Diệp

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019


TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM & MƠI TRƯỜNG

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp. Hồ Chí Minh, ngày ... tháng ... năm ....

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Duy Khải

Mã số sinh viên: 1411535131

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường

Lớp: 14DTNMT05

1. Tên đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất cà phê hịa tan tập
đồn Marubeni - Nhật Bản
2. Nhiệm vụ luận văn
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 06/05/2019
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 27/09/2019
5. Người hướng dẫn:
Họ và tên

Học hàm, học vị

Đơn vị

Phần hướng dẫn

Lê Thị Hồng Diệp ....... Thạc sĩ ........................ BM QLTNMT

................ 100%

Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn.
Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

TS. Nguyễn Thành Nho

ThS. Lê Thị Hồng Diệp

iii


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý Thầy Cô Trường Đại Học
Nguyễn Tất Thành, những người đã dìu dắt em tận tình, đã truyền đạt cho em những
kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian em học tập tại trường.
Em xin trân trọng gởi lời cảm ơn chân thanh nhất đến tất cả các Thầy, Cô Khoa
Kỹ Thuật Thực Phẩm và Môi Trường, đặc biệt là Cô Lê Thị Hồng Diệp đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hồn thành tốt khóa luận tốt
nghiệp này.
Và cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và long kính u vơ hạn đến ba
mẹ và gia đình ln bên cạnh động viên, an ủi, giúp đỡ em vượt qua những khó khăn
trong suốt thời gian qua.

Nguyễn Duy Khải
Khoa Kỹ Thuật Thực Phẩm và Môi Trường
Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành

iv


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất
cà phê hịa tan tập đồn Marubeni - Nhật Bản” là cơng trình nghiên cứu của cá nhân
tơi đã thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Lê Thị Hồng Diệp. Các số liệu và kết
quả được trình bày trong luận văn là hồn tồn trung thực, khơng sao chép của bất cứ
ai, và chưa từng được công bố trong bất kỳ cơng trình khoa học của nhóm nghiên cứu
nào khác cho đến thời điểm hiện tại.
Nếu không đúng như đã nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về đề tài của
mình và chấp nhận những hình thức xử lý theo đúng quy định.
Tp. HCM, ngày 04 tháng 10 năm 2019
Tác giả luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

v


TĨM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Nước thải cà phê hịa tan có nồng độ chất ơ nhiễm COD, BOD, độ màu cao, có
khả năng gây ơ nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, ô nhiễm đất. Đề tài: “Thiết kế hệ
thống xử lý nước thải sản xuất cà phê hòa tan tập đoàn Marubeni - Nhật Bản”
được thực hiện từ tháng 05/2019 - 09/2019 tại Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành cơ
sở An Phú Đông - Quận 12 và Công ty Marubeni, với mục tiêu thu thập thông tin, tài
liệu, số liệu thích hợp và chính xác nhất đối với thành phần tính chất nước thải cà phê
hịa tan, nhằm mục đích xây dựng hệ thống xử lý nước thải cà phê hịa tan, phục vụ
cơng tác xử lý nước thải cho Cơng ty.
Đề tài có các nội dung: Tổng quan về Tập Đoàn Marubeni; Các phương pháp
xử lý nước thải cà phê hòa tan; Đề xuất giải pháp kỹ thuật; Tính tốn thiết kế hệ thống

xử lý nước thải cà phê hịa tan; Dự trù kinh phí; Vẽ bản vẽ Autocad.
Những kết quả trong 4 tháng thực hiện:
1.
2.
3.
4.

Tổng quan về Tập Đoàn Marubeni
Nêu được các phương pháp xử lý nước thải cà phê hịa tan
Tìm hiểu các hệ thống xử lý nước thải cà phê hòa tan tại Việt Nam
Đề xuất giải pháp kỹ thuật

5. Tính tốn và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cà phê hòa tan cho tập đồn
Marubeni
6. Dự trù kinh phí
7. Vẽ bản vẽ Autocad (1 mặt bằng,1 sơ đồ công nghệ,1 hạng mục chính)

vi


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ........................................................... iii
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... iv
TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ............................................................. vi
DANH MỤC BẢNG ...............................................................................................x
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................... xii
DANH MỤC VIẾT TẮT .................................................................................... xiii
Chương 1. MỞ ĐẦU ...............................................................................................1
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ...........................................1
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI .........................................................................................1

Chương 2. TỔNG QUAN .......................................................................................2
2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ GIỚI THIỆU NHÀ
MÁY SẢN XUẤT CÀ PHÊ HỊA TAN THUỘC TẬP ĐỒN MARUBENI ...2
2.1.1 Tổng quan về cà phê hòa tan tại Việt Nam .................................................2
2.1.2 Khái quát về Nhà máy sản xuất cà phê hòa tan thuộc Tập đoàn
Marubeni .................................................................................................................5
2.2 KHÁI QUÁT VỀ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN VÀ
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ...........................................................................17
2.2.1 Thành phần và tính chất của nước thải sản xuất cà phê hòa tan ...........17
2.2.2 Các phương pháp xử lý ...............................................................................18
2.2.3 Một số đề xuất công nghệ xử lý nước thải cà phê ở một số công ty môi
trường trong nước ................................................................................................25
Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................30
3.1. NỘI DUNG .....................................................................................................30
3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................30
3.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ............................................................30

vii


Chương 4. KẾT QUẢ TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ VÀ DỰ
TRÙ KINH PHÍ ....................................................................................................38
4.1.1 Song chắn rác ...............................................................................................38
4.1.2 Bể thu gom ....................................................................................................40
4.1.3 Bể điều hòa ...................................................................................................41
4.1.4 Bể tuyển nổi ..................................................................................................43
4.1.5 Bể trung gian ................................................................................................55
4.1.6 Bể kị khí UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanke)................................57
4.1.7 Bể Anoxic ......................................................................................................65
4.1.8 Bể Aerotank..................................................................................................67

4.1.9 Bể lắng I (bể lắng sinh học) .........................................................................75
4.1.10 Bể phản ứng ...............................................................................................82
4.1.11 Bể keo tụ, tạo bơng ....................................................................................85
4.1.12 Bể lắng hóa lý .............................................................................................88
4.1.13 Bể chứa bùn ................................................................................................93
4.1.14 Máy ép bùn .................................................................................................94
4.2.1 Mơ tả cơng trình ..........................................................................................96
4.2.1.1 Bể thu gom .................................................................................................96
4.2.1.2 Bể điều hòa ................................................................................................96
4.2.1.3 Bể tuyển nổi (DAF) ...................................................................................96
4.2.1.4 Bể trung gian .............................................................................................96
4.2.1.5 Bể UASB ....................................................................................................96
4.2.1.6 Bể anoxic ....................................................................................................96
4.2.1.7 Bể aerotank ................................................................................................97
4.2.1.8 Bể lắng sinh học ........................................................................................97
4.2.1.9 Bể khuấy trộn .............................................................................................97
4.2.1.10 Bể keo tụ - tạo bơng .................................................................................97
4.2.1.11 Bể lắng hóa lý ..........................................................................................97
4.2.1.12 Bể nén bùn ...............................................................................................97
viii


4.2.1.13 Nhà điều hành .........................................................................................97
4.2.2 Mơ tả máy móc, thiết bị ..............................................................................98
4.2.2.1 Bơm nước thải trong bể thu gom ..............................................................98
4.2.2.2 Lược rác tinh cho bể điều hòa ..................................................................98
4.2.2.3 Bơm nước thải trong bể điều hịa .............................................................98
4.2.2.4 Máy thổi khí bể điều hòa ...........................................................................98
4.2.2.5 Dàn cào bùn của bể DAF ..........................................................................99
4.2.2.6 Máy bơm tuần hoàn của bể DAF .............................................................99

4.2.2.7 Máy nén khí của bể DAF ..........................................................................99
4.2.2.8 Máy thổi khí aerotank ...............................................................................99
4.2.2.9 Bơm tuần hoàn lắng sinh học ................................................................ 100
4.2.2.10 Dàn cào bùn của bể lắng sinh học....................................................... 100
4.2.2.11 Máy khuấy của bể trung gian .............................................................. 100
4.2.2.12 Máy bơm nước thải cho bể trung gian ................................................ 101
4.2.2.13 Máy khuấy chìm của bể anoxic ........................................................... 101
4.2.2.14 Thiết bị gạt bùn cho bể hóa lý .............................................................. 101
4.2.2.15 Máy bơm bùn hóa lý ............................................................................. 101
4.2.2.16 Máy khuấy bể keo tụ ............................................................................. 102
4.2.2.17 Máy khuấy bể tạo bông ........................................................................ 102
4.2.2.18 Máy bơm bùn vào máy ép bùn ............................................................. 102
4.2.2.19 Máy ép bùn băng tải ............................................................................. 102
4.2.2.20 Máy bơm rửa máy ép bùn .................................................................... 103
4.2.2.21 Tủ điện điều kiển .................................................................................. 103
4.2.2.22 Hệ thống đường điện kỹ thuật ............................................................. 103
4.2.2.23 Hệ thống đường ống công nghệ .......................................................... 103
4.2.3 Dự trù kinh phí ......................................................................................... 104
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ................................................ 110
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................. 111
PHỤ LỤC I ......................................................................................................... 112

ix


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2. 1 Sự tổn thất chất khô theo mức độ rang........................................................................... 10
Bảng 2. 2 Hàm lượng chất khơ hịa tan trong cà phê nhân và cà phê rang.......................... 11
Bảng 2. 3 Đánh giá mức độ cảm quan so với mức độ rang........................................................ 11
Bảng 2. 4 Các phương pháp xử lý nước thải cà phê hòa tan ..................................................... 18

Bảng 3. 1 So sánh thông số đầu vào của công ty và đầu ra của khu công nghiệp ........ 31
Bảng 4. 1 Các thông số lưu lượng trong bảng thiết kế .... ............................................. 38
Bảng 4. 2 Các thông số thiết kế hố gôm ............................................................................................. 40
Bảng 4. 3 Các thông số ban đầu của bể điều hòa............................................................................ 41
Bảng 4. 4 Thơng số thiết kế bể điều hịa............................................................................................. 43
Bảng 4. 5 Thông số thiết kế đặc trưng cho bể tuyển nổi ............................................................. 44
Bảng 4. 6 Thông số thiết kế đặc trưng cho bể tuyển nổi ............................................................. 44
Bảng 4. 7 Thông số đặc trưng về nhiệt độ và độ hòa tan của khí ............................................ 45
Bảng 4. 8 Thơng số thiết kế bể tuyển nổi ........................................................................................... 55
Bảng 4. 9 Thông số thiết kế bể trung gian ......................................................................................... 56
Bảng 4. 10 Thông số đặc trưng cho bể UASB ................................................................................. 58
Bảng 4. 11 Thông số thiết kế bể UASB .............................................................................................. 65
Bảng 4. 12 Thông số thiết bế anoxic .................................................................................................... 67
Bảng 4. 13 Thông số thiết kế bể aerotank .......................................................................................... 69
Bảng 4. 14 Tóm tắt các thông số thiết kế bể Aerotank ................................................................ 75
Bảng 4. 15 Thông số thiết kế bể lắng sinh học ................................................................................ 81
Bảng 4. 16 giá trị G cho trộn nhanh...................................................................................................... 83
Bảng 4. 17 Motour hộp số......................................................................................................................... 83
Bảng 4. 18 Bảng giá trị 𝑲𝒕 ....................................................................................................................... 84
Bảng 4. 19 Thông số thiết kế bể trộn ................................................................................................... 85
Bảng 4. 20 giá trị 𝑪𝒅 ................................................................................................................................... 87
Bảng 4. 21 Thông số thiết kế bể keo tụ - tạo bông......................................................................... 88
Bảng 4. 22 Thông số thiết kế bể lắng hóa lý ..................................................................................... 92
Bảng 4. 23 Thơng số thiết kế bể chứa bùn......................................................................................... 94
Bảng 4. 24 Hiệu suất xử lý khi đi qua bể xử lý ............................................................................... 95
Bảng 4. 25 Kết quả đầu ra đối với hiệu suất xử lý của các bể .................................................. 95
Bảng 4. 26 Dự trù kinh phí ..................................................................................................................... 104
Bảng 4. 27 Chi phí điện năng ................................................................................................................ 107
x

Bảng 4. 28 Tiền công nhân công.......................................................................................................... 108

xi


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2. 1 Biểu đồ thể hiện lượng tiêu thụ cà phê trên thế giới qua các năm (Đơn vị:
triệu bao, 1 bao = 60kg) ............................................................................................................................... 4
Hình 2. 2 Quy trình sản xuất cà phê hịa tan ....................................................................................... 7
Hình 2. 3 Hệ thống xử lý nước thải cà phê của Cơng ty Mơi Trường Hồng Minh ....... 26
Hình 2. 4 Hệ thống xử lý nước thải cà phê của Cơng ty Hịa Bình Xanh ............................ 29
Hình 3. 1 Hệ thống xử lý nước thải cà phê hòa tan Marubeni ...................................... 34

xii


DANH MỤC VIẾT TẮT

USDA

BỘ NÔNG NGHIỆP MỸ

MHE

MARUBENI

TSS

Tổng chất rắn lơ lững

SS

Chất rắn lơ lửng

BOD

Nhu cầu oxy sinh học

COD

Nhu cầu oxy hóa học

MLVSS

Lượng chất hữu cơ bay hơi

MLSS

Hỗn hợp chất rắn lơ lửng

PAC

Hóa chất keo tụ

RBC

Bể tiếp xúc sinh học quay

UASB

Bể kỵ khí (Upflow Anaerobic Sludge
Blanke)

DO

Lượng oxy hịa tan trong nước

DAF

Bể tuyển nổi

xiii


Chương 1. MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong những năm gần đây, cây cà phê Việt Nam đã phát triển vượt bậc cả về chất
lượng lẫn số lượng. Khối lượng cà phê xuất khẩu liên tục tăng, góp phần đưa Việt
Nam lên những vị trí hàng đầu trong sản xuất cà phê. Nông dân ở các tỉnh như Đắk
Lắk, Lâm Đồng, Quảng Trị, Sơn La, Điện Biên … đã cải thiện đời sống của họ rất tốt
nhờ trồng cây cà phê. Chính vì thế mà ngành công nghiệp chế biến cà phê của nước ta
không ngừng phát triển theo sự gia tăng của diện tích trồng cây cà phê.
Theo bài báo cáo của Hiệp hội cà phê – Cacao Việt Nam, sản lượng cà phê niên vụ
nằm 2017 - 2018 ướt tính đạt 1,55 triệu tấn ,tăng 100.000 tấn so với niên vụ 2016 2017. Theo Cục Xuất Khẩu cho biết xuất khẩu cà phê của Việt Nam tháng 11/2018
ướt tính đạt 140,000 tấn, trị giá 264 triệu USD, tăng nhẹ khoảng 1% về lượng và tăng
5% về trị giá so với tháng 10/2018. Cũng theo như Chủ tịch hiệp hội Cà phê – Cacao
Việt Nam, ông Lương Văn Tự tự tin rằng năm 2018 xuất khẩu cà phê có thể đạt 3,5 tỉ
USD, chiếm khoảng 10% tổng kim ngạch xuất khẩu mặt hàng nông, lâm, thủy sản của
cả nước. [1]

Những bước ngoặt đi lên mạnh mẽ và sự phát triển không ngừng của thị trường cà
phê hịa tan, tập đồn Marubeni Nhật Bản đang tích cực đẩy mạnh đầu tư vào lĩnh vực
sản xuất và bn bán cà phê hịa tan tại Việt Nam. Sau đó tập đồn sẽ hướng tới các
thị trường nước ngoài như Trung Quốc và cả khối ASEAN. [2]
Bên cạnh sự phát triển của ngành công nghiệp chế biến cà phê thì các vấn đề mơi
trường của ngành cơng nghiệp này gây ra cũng ngày càng trầm trọng, đặc biệt là vấn
đề xử lý nước thải. Trước thực trạng đó, đề tài tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống xử lý
nước thải sản xuất cà phê hịa tan tập đồn Marubeni - Nhật Bản” được thực hiện
nhằm góp phần làm giảm mức độ ô nhiễm của ngành công nghiệp chế biến cà phê đến
mơi trường, góp phần tạo ra mơi trường xanh, sạch hơn.

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất cà phê hịa tan - Tập đồn
Marubeni tại khu cơng nghiệp chuyên sâu Phú Mỹ 3, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với công
suất 2152 𝑚3 /ngày đêm.
1


Chương 2. TỔNG QUAN

2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ VÀ GIỚI THIỆU NHÀ
MÁY SẢN XUẤT CÀ PHÊ HỊA TAN THUỘC TẬP ĐỒN MARUBENI
2.1.1 Tổng quan về cà phê hòa tan tại Việt Nam
2.1.1.1 Phân loại [3]
Nhắc đến cà phê Việt Nam, chúng ta lại có thể cảm thấy và liên tưởng đến cái
mùi vị đắng, đầm đậm bên đầu lưỡi, mùi hương hạnh nhân, mùi đất lan tỏa khiến
người ta không bao giờ quên được.
Việt nam là một đất nước có nguồn cà phê rất dồi dào, cà phê được trồng rộng
rãi ở các vùng Tây Nguyên và một số vùng ở miền núi phía bắc. Cà phê Việt Nam rất
đa dạng về chủng loại, mỗi giống cà phê đều mang đến 1 hương vị khác nhau, và cùng

điểm qua một số loại cà phê được trồng ở Việt Nam.
a. Cà phê Arabica (cà phê chè)
Chủng cà phê này ở Việt Nam có 3 chủng là Bourbon, typical, catuai và
catimor. Cà phê Arabica là một cà phê có hình trứng hoặc hình trịn, khích thước
khoảng 17 - 18 mm, đường kính tiết diện 10 - 15 mm, thu hoạch từ 500 đến 700
quả/kg, thời gian từ lúc có quả đến lúc chín 6 - 7 tháng. Hạt có vỏ lụa màu bạc, ít bám
vào nhân, kích thước: dài 5 - 10 mm, rộng 4 - 7 mm, dày 2 - 4 mm, kích thước này
thay đổi theo từng loại và theo điều kiện môi trường. Cà phê chè là loại cà phê được
ưa chuộng nhất do hương thơm và mùi vị tốt.
b. Cà phê vối (canephora)
Cây cao từ 3 - 8 m, vỏ cây mốc trắng, gỗ vàng hoặc trắng ngà, hoa màu trắng
mọc thành cụm có 5 - 7 cánh, mùa hoa từ tháng 4 đến tháng 6. Quả hình trịn hoặc
hình trứng, khi chín có màu đỏ hoặc hồng, trên quả thường có đường gân dọc, vỏ quả
mỏng so với cà phê chè, thời gian từ khi có quả đến lúc chín 10 - 12 tháng, thời vụ thu
hoạch từ tháng 1 đến tháng 4. Hạt hình bầu dục hay trịn, vỏ lụa trắng dễ bong, khoảng
600 - 900 hạt/100g, hạt dài 5 - 8 mm, hạt có màu xanh bạc, xanh lục hoặc xanh nâu tùy
theo chủng và cách chế biến, hàm lượng cafein 2 - 3 %, đây là loại cà phê có nhiều
cafein nhất.
c. Robusta

2


Là giống cà phê ngon nhất của vùng đất Tây Nguyên. Điều đặc biệt của
Robusta là ở mỗi chất đất khác nhau, Robusta lại mang đến hương vị khác nhau.
Robusta được trồng ở độ cao dưới 600m, thích hợp với nhiều loại địa hình nên được
trồng rộng rãi, chiếm ⅓ sản lượng cà phê tiêu thụ trên thế giới. Hạt cà phê Robusta
nhỏ hơn so với Arabica, khi không cần lên men mà sấy trực tiếp, nên vị đắng của
Robusta chiếm chủ yếu, khiến các tín đồ cà phê nhớ mãi khơng qn.
 Robusta có 2 dịng:

Robusta Sẻ
Đây là dịng Robusta thuần chủng, chất lượng đậm đà hơn các dòng cao sản, hạt
nhỏ nhưng kết cấu chắc và nặng.
Robusta Cao Sản
Dịng Robusta cao sản có sản lượng lớn và năng suất cao, khả năng chống chịu
sâu bệnh tốt nhưng chất lượng khơng ngon bằng dịng Robusta thuần chủng, được
dùng để chiết xuất axit chlorogenic hoặc làm cà phê hòa tan.
d. Cà phê mít (excelsa)
Cây cao từ 6 ÷ 15 m, nếu đất tốt có thể cao đến 20m. Hoa màu trắng có 5 cánh,
quả hình trứng hơi ép ngang, quả chín có màu đỏ, to và dày. Khối lượng 500 ÷ 700
quả/kg. Hình dạng hạt cà phê mít giống như hạt cà phê chè, màu vàng xanh hay màu
vàng rạ, vỏ lụa dính sát vào nhân, khó bong, khoảng 700 ÷ 1000 hạt/100g, hàm lượng
cafein 1 ÷ 1,2 %. Năng suất 500 ÷ 600 kg cà phê nhân/ha, tỉ lệ thành phẩm (cà phê
nhân) so với cà phê quả tươi khoảng 10 ÷ 15 %. Giá trị thương phẩm khơng cao do hạt
khơng đều, khó chế biến, hương vị thất thường, tuy nhiên đây là loại cà phê chịu được
hạn, ít kén đất và ít bị sâu bệnh.
2.1.1.2 Phát triển mạnh của cây cà phê Việt Nam
Sản lượng và xuất khẩu cà phê Việt Nam luôn tăng trưởng trong nhiều năm qua
đã từng đứng thứ hai thế giới, nhưng giá trị sản phẩm chưa cao. Khơng tăng diện tích
trồng, tập trung phát triển chế biến, xây dựng thương hiệu và nâng giá trị là hướng
phát triển sắp tới của cà phê Việt.
Ngành cà phê Việt Nam tăng trưởng đều và ở mức cao trong vòng 3 năm qua.
Theo như cập nhật mới nhất của Bộ Nông Nghiệp Mỹ (USDA), sản lượng cà phê xanh
của Việt Nam trong năm mùa vụ 2018 – 2019 tăng khoảng 2% lên 30,4 triệu bao. Bên
cạnh đó, USDA cũng nâng dự báo xuất khẩu cà phê xanh năm 2018 - 2019 của Việt
Nam lên 25,5 triệu bao, so với mức 25,2 triệu bao trước đó. [2]
3


Trong năm 2017 - 2018, USDA điều chỉnh ước tính xuất khẩu của Việt Nam

lên 27,9 triệu bao từ con số chính thức 27,7 triệu bao. Nguyên nhân của sự gia tăng là
giá xuất khẩu thấp. [12]
Theo như hiệp hội Cà phê – Cacao Việt Nam, sản lượng cà phê niên vụ 2017 –
2018 ước tính đạt 1,55 triệu tấn, tăng 100,000 tấn so với niên vụ 2016 – 2017.[12]

Hình 2. 1 Biểu đồ thể hiện lượng tiêu thụ cà phê trên thế giới qua các năm (Đơn vị: triệu bao,
1 bao = 60kg)

Theo hiệp hội Cà Phê và Ca Cao Việt Nam, lượng tiêu thụ Cà Phê Robusta thế
giới, chủ yếu từ các công ty sản xuất cà phê hòa tan, dự báo tăng lên mức kỷ lục, nhờ
nhu cầu cà phê hòa tan tăng mạnh ở các thị trường đang phát triển. Theo ước tính, kết
thúc niên vụ cà phê 2017 – 2018 Việt Nam xuất khẩu gần 1,8 triệu tấn, ghi nhận mức
cao kỷ lục, tăng 196.169 tấn (tương đương tăng 12,3 %) so với niên vụ 2016 – 2017.
Về chủng loại xuất khẩu, trong tháng 10, xuất khẩu hầu hết chủng loại cà phê tăng
mạnh so với cùng kỳ năm trước, trừ cà phê Arabica giảm mạnh. Xuất khẩu cà phê
robusta đạt 120.700 tấn, trị giá gần 197 triệu USD, tăng 85% về lượng và tăng 44% về
trị giá so với tháng 10/2017. Đáng chú ý, xuất khẩu cà phê Excelsa tăng đột biến 1.236%
về lượng và tăng 90,8% về trị giá tháng 10 năm 2018, xuất khẩu cà phê robusta của
4


nước ta đạt 1,3 triệu tấn, trị giá 2,3 tỉ USD, tăng 30,6% về lượng và tăng 6,8% về trị
giá so cùng kỳ. Giá xuất khẩu bình quân cà phê robusta đạt 1,73 USD/kg, giảm 18,2%.
Về giá cả Theo Cục Xuất nhập khẩu, giá cà phê robusta nhân xô tháng 11 trong
nước giảm so với tháng 10. Ngày 29/11, giá cà phê robusta giảm 2,5 - 5,2% so với
ngày 31/10. Tính đến cuối tháng 11, giá cà phê trong nước có mức thấp nhất là 34.400
đồng/kg ở huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng; mức cao nhất là 35.300 đồng/kg tại huyện
Đắk Hà, tỉnh Kon Tum. Tại các kho quanh khu vực TP HCM, cà phê robusta loại R1
là 36.300 đồng/kg, giảm 5%. [12]
2.1.2 Khái quát về Nhà máy sản xuất cà phê hịa tan thuộc Tập đồn Marubeni

2.1.2.1 Giới thiệu chung [13]
Công ty TNHH thiết bị nặng Marubeni (gọi tắt là MHE) là đại lý chính hãng
duy nhất của Komatsu chuyên cung cấp các dòng máy xây dựng, máy mỏ, xe nâng và
máy phát điện tại thị trường Việt Nam. Trụ sở chính của cơng ty tại: Lơ 7, Khu công
nghiệp Quang Minh, Mê Linh, Hà Nội.
Marubeni, tiền thân là công ty Komatsu Việt Nam, được thành lập năm 2004.
Vào năm 2012, sau khi trở thành một thành viên của tập đoàn Marubeni – tập đoàn
thương mại hàng đầu tại Nhật Bản được thành lập năm 1858, cơng ty chính thức được
đổi tên thành công ty TNHH thiết bị nặng Marubeni, tên tiếng Anh là Marubeni Heavy
Equipment.
2.1.2.2 Mục tiêu của Nhà máy
Tập đoàn Marubeni Nhật Bản cho biết sẽ đầu từ vào mảng kinh doanh sản xuất
và bán cà phê hòa tan tại Việt Nam, hướng tới thị trường Trung Quốc và ASEAN, nơi
có nhu cầu cà phê hịa tan đang gia tăng.
Theo đó, tập đồn này đã thành lập công ty TNHH Iguacu Việt Nam tại Khu
công nghiệp chuyên sâu Phú Mỹ 3 thuộc tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu. Công ty sẽ xây dựng
nhà máy có cơng suất 16.000 tấn mỗi năm và dự kiến bắt đầu hoạt động thương mại
vào năm 2020.
Dự án có tổng vốn đầu tư đăng ký là 115 triệu USD và đã được UBND tỉnh Bà
Rịa-Vũng Tàu trao giấy phép đầu tư vào giữa tháng 2 năm 2019, hiện tại bên phía
cơng ty vẫn chưa xây dựng nhà máy chế biến cà phê hòa tan và hệ thống xử lý nước
thải cà phê hòa tan.
Marubeni cho rằng nhu cầu cà phê hòa tan trên thế giới sẽ tiếp tục tăng nhờ vào
sự mở rộng của kinh tế. Tại thị trường hơn 2 tỷ dân bao gồm Trung Quốc và ASEAN,
5


nhu cầu đang gia tăng với tốc độ hơn 5% mỗi năm, vượt xa con số trung bình 2% của
thế giới.
Với vị thế là quốc gia sản xuất cà phê lớn thứ hai thế giới sau Brazil và là ngôi

nhà lớn nhất của cà phê Robusta, Marubeni nhận định Việt Nam là địa điểm phù hợp
nhất để sản xuất cà phê hòa tan bán sang thị trường Trung Quốc và ASEAN.
Tập đồn Nhật Bản này đã có 46 năm kinh nghiệm trong việc sản xuất và bán
cà phê hòa tan tại Brazil.
Cùng với sự mở rộng công suất của nhà máy tại Brazil vào năm sau, việc
Iguacu Việt Nam bắt đầu hoạt động thương mại năm 2022 sẽ giúp tập đoàn Nhật Bản
trở thành nhà cung cấp lớn nhất thế giới trong thị trường cà phê hịa tan B2B (hình
thức kinh doanh giữa doanh nghiệp với doanh nghiệp).
“Marubeni mong muốn cung cấp cà phê hịa tan trên tồn cầu thơng qua hai
nước sản xuất cà phê lớn nhất trên thế giới với cơng nghệ và bí quyết có được qua
nhiều năm kinh nghiệm”, thơng cáo của Marubeni cho hay.
Tập đồn Nhật Bản, Marubeni đã kinh doanh ở Việt Nam gần 30 năm qua, tập
trung vào các lĩnh vực như xuất nhập khẩu hàng hóa, phát triển hạ tầng. Marubeni hiện
là nhà xuất khẩu hàng đầu các mặt hàng của Việt Nam như thủy sản, cà phê và cũng là
nhà phân phối lớn các mặt hàng như ngũ cốc, các sản phẩm hóa dầu…
Mới đây lãnh đạo tập đồn bày tỏ mong muốn tiếp tục đầu tư vào xuất nhập
khẩu, phát triển nguồn điện, chuỗi các dự án khí hóa lỏng, sản xuất - kinh doanh nước
sinh hoạt, xử lý nước thải, nước ngầm...
2.1.2.3 Quy trình sản xuất cà phê hịa tan của Nhà máy
a. Quy trình
Thuyết minh sơ đồ quy trình
-

Làm sạch
Mục đích : chuẩn bị

Cà phê nhân ngun liệu khi nguyên liệu được đưa đến nhà máy sản xuất có thể
bị lẫn các loại các tập chất. Thành phần tạp chất thường là lá, vỏ cà phê cịn sót lại, đá,
cát, có thể lẫn cả kim loại do quá trình đóng gói, vận chuyển. Các loại tạp chất này có
thể làm hỏng thiết bị trong q trình nghiền sau này. Do đó, mục đích chính của q

trình

6


Cà phê nhân
Làm sạch

Cà phê khác

Phối trộn

Rang

Xay

Nước

Trích ly

Tách hương

Xử lý dịch chiết

Bã

Cơ đặc bốc hơi

Sấy phun

Tạo hạt

Phối trộn

Bao gói

Sản phẩm

Hình 2. 2 Quy trình sản xuất cà phê hịa tan

7


Làm sạch là loại các tạp chất này khỏi nguyên liệu cà phê nhằm nâng cao chất
lượng các sản phẩm cuối cùng.
Bên cạnh đó, để đảm bảo sự đồng đều của cà phê trong quá trình rang, quá trình
phân loại sẽ giúp loại bỏ các hạt cà phê không đảm bảo về kích thước (quá nhỏ hoặc
quá to hạt cà phê bị vỡ nát) và tỷ trọng.
Các biến đổi
Trong quá trình làm sạch chỉ có sự thay đổi về thành phần các cấu tử mà khơng
có sự thay đổi về chất. Khối lượng của nguyên liêu giảm do tạp chất được tách ra.
Nguyên liệu cà phê sẽ đồng đều hơn về kích thước và tỷ trọng.
Phương pháp thực hiện
Để làm sạch tốt nguyên liệu ta tiến hành theo 3 bước:
Phân loại theo kích thước: thực hiện bằng sàng. Thơng thường, quá trình phân
loại được thực hiện trên 2 sàng nối tiếp. Cà phê được cho vào sàng nối tiếp. Cà phê
được cho vào sàng thứ nhất, phần tạp chất có kích thước lớn được giữ lại trên sàng,
phần đi qua sẽ tiếp tục chuyển qua sàng thứ 2. Tại đây các tạp chất có kích thước nhỏ
hơn sàng sẽ đi qua sàng, hạt cà phê sẽ đi qua sàng, hạt cà phê có kích thước theo u
cầu sẽ được giữ lại trên sàng. Kích thước lỗ của 2 sàng này phụ thuộc vào từng loại cà

phê nguyên liệu.
Phân loại theo tỷ trọng (bằng khí động): tỷ trọng của hạt cà phê trung bình là
1,1-1,3 loại máy phân loại theo tỷ trọng phổ biến là catador. Nguyên lý của máy là
dùng sức gió thỏi hạt cà phê đang rơi ngược chiều xuống dưới đáy và được dẫn ra
ngoài. Hạt nhẹ sẽ bị nảy lên trên. Phần tạp chất nhẹ và bụi được thổi ra ngồi qua một
lớp lưới gắn phía trên. Quạt ly tâm có số vịng quay 550 – 620 vịng/ phút, vận tốc gió
từ 13-15 m/s. Năng suất máy từ 500-600 kg/h.
Phân loại theo từ tính: tách kim loại
 Thiết bị
Nguyên liệu sau khi vào thiết bị được dẫn qua máy sàng 2 tầng. Tại đây các tạp
chất có kích thước nhỏ hơn và các tạp chất có kích thước lớn hơn cà phê nhân được
tách ra.
Sau đó, nhờ hệ thống quạt hút, các tạp chất nhẹ lẫn trong cà phê sẽ được hút ra
ngoài. Từ đây nguyên liệu sẽ được dẫn qua bộ phận nam châm quay để tách kim loại.
Cuối cùng nguyên liệu sẽ đi qua máy tách đá và thốt ra ngồi.
8


-

Phối trộn
Mục đích hồn thiện

Nhằm đa dạng hóa sản phẩm và đáp ứng yêu cầu của con người sử dụng, người
ta thường trộn một số loại cà phê với nhau trong sản xuất cà phê rang xay. Thông
thường là trộn cà phê Arabica và cà phê Robusta với nhau. Tỷ lệ phối trộn tùy theo
nhà sản xuất và loại sản phẩm sẽ được phục vụ cho những đối tượng tiêu dùng nào.
Các biến đổi
Trong giai đoạn này, các biến đổi trong bản thân từng hạt cà phê nhân hầu như
không xảy ra, chỉ có sự phân bố đồng đều các hạt trong toàn khối.

Phương pháp thực hiện
Các loại cà phê khác nhau sẽ được phối trộn lại với nhau theo một cơng thức
nào đó tạo nên hương vị đặc trưng riêng cho sản phẩm.
Thiết bị
Máy trộn thùng quay, thùng chứa vật liệu được chuyển động quay qua các trục
được gắn với thùng. Khi thùng quay, dưới tác dụng của lực ly tâm, vật liệu trong thùng
sẽ được nâng lên và rơi xuống tạo sự đảo trộn trong khối vật liệu.
-

Rang
Mục đích: chế biến và bảo quản

Chế biến: trong q trình rang cà phê, dưới tác động của nhiệt độ, các phản ứng
hóa học sẽ diễn ra tạo nên hương vị màu sắc đặc trưng của cà phê thành phẩm
Bảo quản: quá trình rang xảy ra ở nhiệt độ cao làm giảm độ ẩm của cà phê, tiêu
diệt các vi sinh vật và ức chế các phản ứng hóa sinh.
Các biến đổi
Vật lý: trong quá trình rang nhiệt độ hạt cà phê tăng là do nhiệt lượng cung cấp
từ tác nhân gia nhiệt và nhiệt lượng do các phản ứng nhiệt phân và khơng đáng kể. Sau
đó, nhiệt lượng sinh ra từ các phản ứng nhiệt phân sẽ tăng do cường độ các phản ứng
tăng lên. Nhiệt lượng sinh ra từ các phản ứng nhiệt phân sẽ tăng do cường độ của hạt
cà phê dao động trong vùng 170 độ C đến 250 độ C. Để hạn chế hiện tượng tăng nhiệt
này trong quá trình rang, khi rang đến nhiệt độ trong vùng nói trên, các nhà sản xuất
cần giảm lượng nhiệt cung cấp từ bên ngoài bằng các giảm lưu lương tác nhân rang.
Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, nước và một số chất có phân tử lượng thấp sẽ
bay hơi, do đó làm trương nở và giảm khối lượng hạt cà phê, tỉ trọng hạt cũng giảm đi.
Các biến đổi này phụ thuộc vào giống, chất lượng cà phê nhân nguyên liệu,mức độ
rang và phương thức rang. Thể tích hạt sau khi rang có thể tăng lên 40-60 %. Cà phê
Robusta trương nở ít hơn cà phê Arabica khi có cùng mức độ rang. Cùng một giống cà
9

phê, độ trương nở và mức độ giảm khối lượng hạt càng nhiều thì mức độ rang càng
“đậm”, hay khi sử dụng phương thức rang nhiệt độ cao và thời gian ngắn. Khối lượng
hạt giảm cịn do q trình rang, lớp vỏ lụa bị tách ra. Cà phê nhân được đánh bóng
càng tốt trong q trình chế biến sau thu hoạch thì mức độ giảm khối lượng do lớp vỏ
bị tách ra càng ít. Hạt cà phê nhân có khối lượng riêng khoảng 1,25 – 1,3g/ml, sau khi
rang có thể cịn xấp xỉ 0,7g/ml.
Hóa lý: q trình hóa lý quan trọng nhất trong quá trình rang là hiện tượng bay
hơi ẩm và các hơp chất dễ bay hơi làm giảm trọng lượng hạt. Quá trình này làm cho
cấu trúc bên trong hạt giịn và xốp.
Trong q trình rang, độ ẩm của hạt thay đổi từ 14 – 23%. Các yếu tố ảnh
hưởng:
-

Độ ẩm cà phê nhân
Giống cà phê
Điều kiện bảo quản và vận chuyển
Kỹ thuật rang

Ở nhiệt độ 180 – 220 độ C, một lượng khí sinh ra (CO2, CO, H2O,…) hạt cà
phê trở nên giịn, thể tích hạt tăng từ 50-80 % phụ thuộc vào giống, độ ẩm, tốc độ
rang,… đây cũng là một chỉ tiêu quan trọng trên quan điểm thương mại.
Hóa học: biến đổi hóa học là biến đổi quan trọng nhất trong quá trình rang.
Những biến đổi hóa học sẽ tạo ra các đặc trưng về hương vị cho cà phê thành phẩm.
Các biến đổi hóa học sẽ diễn ra trong quá trình rang bao gồm:
Độ ẩm của hạt cà phê trước khi rang khoảng 12-13% (w/w). Độ ẩm cà phê sau
khi rang thường khoảng 1-2%, tùy thuộc vào mức độ rang.
Sự tổn thất chất khô: khi rang cà phê càng đậm, lượng chất khô giảm sẽ càng
nhiều. Thông thường, cà phê rang ở khoảng nhiệt độ từ 180-240 độ C trong vịng 1525 phút thì tổn thất về khối lượng là 16-18%.

Bảng 2. 1 Sự tổn thất chất khô theo mức độ rang
Mức độ rang

Tổn hao chất khô (%)

Rang sáng

1-5

Rang vừa

5-8

Rang tối

8-12

Rang rất tối

>12

Hàm lượng chất khơ tan: trong q trình rang, hàm lượng chất khơ hịa tan
thường tăng lên. Thơng thường, hàm lượng chất khơ hịa tan của cà phê Arabica sau
khi rang xấp xỉ 30% (chất khơ), cịn lượng chất khơ của cà phê Robista thì có thể cao
10


hơn 3-4 % (xét trường hợp 2 loại cà phê có cùng mức độ rang). Để đạt được cùng một
mức độ rang, nếu thời gian rang càng ngắn thì hàm lượng chất khơ hịa tan trong cà
phê thành phẩm sẽ càng cao. Ngoài ra, sự thay đổi hàm lượng chất khơ hịa tan cịn

phụ thuộc vào mức độ rang (nhanh, chậm), thiết bị rang (thùng quay, tầng sôi).
Bảng 2. 2 Hàm lượng chất khơ hịa tan trong cà phê nhân và cà phê rang

Thành phần

Cà phê nhân (%)

Cà phê rang (%)

Cellulose

36

37

Đường

7.3

0.3

Lipit

11.4

11.9

Protein

11.6

3.1

Lignin

5.6

5.8

Acid clorogenic

7.6

3.5

Tro

3.8

4.0

Bảng 2. 3 Đánh giá mức độ cảm quan so với mức độ rang
Mức độ rang
Rang sáng - rang sơ

Mô tả cảm quan
Màu nâu sáng đến nâu vàng( màu quế )
Hương vị nhẹ, độ acid thấp
Bề mặt hạt khô

Rang nhẹ - vừa

Màu nâu sáng vừa
Độ acid rõ và hương vị tăng nhẹ
Bề mặt hạt khơ

Rang trung bình

Màu nâu vừa
Độ acid và hương vị tăng
Hầu hết các hạt vẫn khô

11


Rang hơi đậm - rang hơi kỹ

Màu nâu vừa
Bề mặt có sự hiện diện của các hạt dầu
nhỏ
Độ acid giảm nhẹ và hương vị mạnh nhất
Độ rang này thích hợp cho cà phê
expresso

Rang đậm - rang kỹ

Màu đen hoặc màu nâu
Hạt cà phê có những đốm dầu hay cả hạt
đều có dầu
Hương vị giảm trong khi độ béo tăng

Rang rất đâm - rang rất kỹ

Hạt màu đen với hạt phủ đầy dầu
Hương vị giảm rất mạnh,độ béo cũng giảm
Đây là kiểu rang cà phê expresso ở mỹ

Phương pháp thực hiện :
Quá trình rang được thực hiện ở áp suất thường. Tác nhân cung cấp nhiệt cho
q trình rang: khơng khí, bề mặt kim loại chỉ được dung như tác nhân phụ bổ sung
cho khơng khí nóng…
Phương pháp rang thùng quay liên tục: cấu tạo thiết bị gồm có một thùng quay
được gắn vào một trục động cơ. Tác nhân rang thường dùng là khơng khí nóng; khơng
khí nóng tuần hồn. Bên trong thùng quay có cơ cấu vis tải để đảm bảo cho cà phê di
chuyển trong thùng quay từ đầu vào đến đầu ra.
Trong thiết bị rang có bộ phận làm nguội bằng khơng khí lạnh nhằm hạ nhiệt độ
khối cà phê xuống nhanh sau khi đã đạt mức độ rang cần thiết. Do cà phê sau quá trình
rang có nhiệt độ cao làm cho các hợp chất tạo hương mới sinh ra tiếp tục bay hơi làm
thất thoát hương. Vì vậy, để tránh thất thốt hương, cần làm nguội sản phẩm.
Lưu ý:
 Nhiệt độ của hạt cà phê nên nằm trong giới hạn 180-240 độ C.
 Thời gian rang được xác định theo mức độ rang mong muốn và nhiệt độ thực
hiện q trình rang, khơng vượt q 1 giờ.
 Quá trình làm nguội sẽ kết thúc khi nhiệt độ hạt bằng nhiệt độ mơi trường.
-

Q trình nghiền (xay)
Mục đích: chuẩn bị

12