Luận văn thạc sĩ thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu ngày

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
*

THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CÀ PHÊ NHÂN THEO
PHƯƠNG PHÁP KHÔ VÀ CÀ PHÊ RANG NĂNG SUẤT 90
TẤN NGUYÊN LIỆU/NGÀY

SVTH: LÂM THẢO NHÂN

Đà Nẵng – Năm 2017

i


LỜI CẢM ƠN

Sau hơn 3 tháng thực hiện đồ án, với sự giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn, gia
đình và bạn bè, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Minh Nhật và các thầy cô giáo ở
khoa Hóa của trường Đại học Bách khoa − Đại học Đà Nẵng đã tận tình giảng dạy và
giúp đỡ cho em trong những năm học qua.
Kế đến, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã hỗ trợ, động viên em
trong quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp.
Cuối cùng, em xin cảm ơn các thầy cô trong Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp đã dành
thời gian để đọc và nhận xét đồ án của em.

ii

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là cơng trình của riêng tơi. Thơng tin về
các nội dung trích dẫn trong đồ án đều được thể hiện trong danh mục tài liệu tham
khảo.
Sinh viên thực hiện

Lâm Thảo Nhân

iii


MỤC LỤC

TÓM TẮT
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. i
CAM ĐOAN ................................................................................................................. iii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ ........................................................................ x
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ, KỸ THUẬT ........................................................ 2
1.1 Tính khả thi ..............................................................................................................2
1.2 Vị trí xây dựng .........................................................................................................2
1.3 Địa điểm xây dựng ...................................................................................................3
1.4 Nguồn nguyên liệu ...................................................................................................4
1.5 Đường giao thông.....................................................................................................5
1.6 Nguồn cung cấp năng lượng ...................................................................................5

1.7 Nguồn nhân lực ........................................................................................................5
1.8 Xử lý chất thải ..........................................................................................................5
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ............................ 7
2.1 Tổng quan về nguyên liệu .......................................................................................7
2.1.1 Cà phê chè .............................................................................................................. 7
2.1.2 Cà phê vối ............................................................................................................... 7
2.1.3 Cà phê mít ............................................................................................................... 8
2.2 Cấu tạo, thành phần khối lượng và thành phần hóa học của quả cà phê ..........8
2.2.1 Cấu tạo của quả cà phê ........................................................................................... 8
2.2.2 Thành phần khối lượng của quả cà phê .................................................................. 9
2.2.3 Thành phần hóa học của quả cà phê ..................................................................... 10
2.3 Tổng quan về sản phẩm ........................................................................................11
2.3.1 Các dạng cà phê .................................................................................................... 11
2.3.2 Các chỉ tiêu chất lượng của cà phê nhân .............................................................. 12
2.3.3 Các chỉ tiêu chất lượng của cà phê bột ................................................................. 12
Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ............. 13
3.1 Chọn phương pháp chế biến cà phê nhân ...........................................................13
3.1.1 Phương pháp chế biến ướt .................................................................................... 13
3.1.2 Phương pháp chế biến khô ................................................................................... 13
iv


3.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khô ..............14
3.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ ................................................................................ 14
3.2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ ..................................................................... 15
3.3 Dây chuyền công nghệ sản xuất cà phê rang xay từ cà phê nhân .....................20
3.3.1 Dây chuyền công nghệ ......................................................................................... 20
3.3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ ..................................................................... 20
Chương 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT......................................................................... 22
4.1 Tình hình sản xuất của nhà máy ..........................................................................22

4.1.1 Bảng thu mua nguyên liệu của nhà máy ............................................................... 22
4.1.2 Biểu đồ sản xuất của nhà máy .............................................................................. 22
4.2 Cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất cà phê nhân .................................22
4.2.1 Thu nhận và bảo quản........................................................................................... 23
4.2.2 Tách tạp chất ......................................................................................................... 24
4.2.3 Sấy sơ bộ............................................................................................................... 24
4.2.4 Sấy chính thức ...................................................................................................... 24
4.2.5 Xát quả khơ ........................................................................................................... 25
4.2.6 Đánh bóng cà phê ................................................................................................. 25
4.2.7 Phân loại theo kích thước ..................................................................................... 25
4.2.8 Phân loại theo khối lượng riêng ........................................................................... 26
4.2.9 Phân loại theo màu sắc ......................................................................................... 26
4.2.10 Phối trộn ............................................................................................................. 27
4.2.11 Cà phê nhân thành phẩm .................................................................................... 27
4.3 Cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất cà phê rang xay ...........................28
4.3.1 Nguyên liệu........................................................................................................... 28
4.3.2 Rang cà phê nhân .................................................................................................. 29
4.3.3 Làm nguội cà phê rang ......................................................................................... 29
4.3.4 Xay cà phê ............................................................................................................ 29
4.3.5 Đóng gói ............................................................................................................... 29
4.3.6 Thành phẩm .......................................................................................................... 29
Chương 5: CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG ................................................................. 31
5.1 Cân bằng nhiệt lượng cho q trình sấy chính thức ..........................................31
5.1.1 Xây dựng quá trình sấy lý thuyết ......................................................................... 31
5.1.2 Một số thơng số trong tính tốn sấy lý thuyết ...................................................... 33
5.1.3 Xây dựng quá trình sấy thực tế ............................................................................. 34
5.1.4 Tính tốn q trình cháy ....................................................................................... 36
5.2 Cân bằng nhiệt lượng cho quá trình rang ...........................................................40
v

5.2.1 Nhiệt lượng vào .................................................................................................... 40
5.2.2 Nhiệt lượng ra ....................................................................................................... 40
Chương 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ................................................................... 43
6.1 Thiết bị sấy thùng quay .........................................................................................43
6.2 Tính và chọn caloriphe ..........................................................................................44
6.2.1 Chọn kích thước của ống truyền nhiệt.................................................................. 44
6.2.2 Tính tốn các thông số của ống truyền nhiệt ........................................................ 44
6.2.3 Xác định hiệu số nhiệt độ trung bình ................................................................... 45
6.2.4 Hệ số cấp nhiệt từ thành ngồi ống đến khơng khí .............................................. 45
6.2.5 Hệ số cấp nhiệt từ khói lị đến thành trong ống.................................................... 46
6.2.6 Hệ số truyền nhiệt ................................................................................................. 47
6.2.7 Xác định cấu tạo caloriphe ................................................................................... 47
6.3 Lò đốt ......................................................................................................................49
6.4 Tính tốn về xiclơn ................................................................................................ 49
6.5 Tính tốn và chọn quạt .........................................................................................52
6.5.1 Trở lực hệ thống ................................................................................................... 53
6.5.2 Chọn quạt .............................................................................................................. 61
6.6 Máy tách tạp chất ..................................................................................................63
6.7 Máy xát quả khơ ....................................................................................................63
6.8 Máy đánh bóng cà phê nhân.................................................................................64
6.9 Máy phân loại theo kích thước .............................................................................64
6.10 Máy phân loại theo khối lượng riêng .................................................................65
6.11 Máy phân loại theo màu sắc ...............................................................................66
6.12 Máy phối trộn ......................................................................................................66
6.13 Cân ........................................................................................................................67
6.14 Máy sấy tĩnh vỉ ngang .........................................................................................68
6.15 Hố chứa cà phê .....................................................................................................69
6.15.1 Hố chứa cà phê tươi trước khi vào máy tách tạp chất ........................................ 69
6.15.2 Hố chứa cà phê sau máy sấy tĩnh ....................................................................... 69

6.16 Xilô chứa cà phê ...................................................................................................69
6.17 Thiết bị vận chuyển trong dây chuyền sản xuất cà phê rang xay ...................73
6.18 Băng tải may bao .................................................................................................74
6.19 Thiết bị rang và làm nguội ..................................................................................75
6.20 Máy xay cà phê ....................................................................................................76
6.21 Máy đóng gói ........................................................................................................77
6.22 Xilô chứa cà phê sau làm nguội ..........................................................................78
vi


6.23 Thiết bị vận chuyển trong dây chuyền sản xuất cà phê rang xay ...................79
6.23.1 Gàu tải................................................................................................................. 79
6.23.2 Vít tải .................................................................................................................. 79
Chương 7: TÍNH TỔ CHỨC VÀ TÍNH XÂY DỰNG CỦA NHÀ MÁY ............... 82
7.1 Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy ...................................................................82
7.2 Tổ chức lao động của nhà máy .............................................................................82
7.2.1 Chế độ làm việc .................................................................................................... 82
7.2.2 Nhân lực ............................................................................................................... 83
7.3 Tính xây dựng ........................................................................................................86
7.3.1 Phân xưởng sản xuất............................................................................................. 86
7.3.2 Sân chứa nguyên liệu ban đầu .............................................................................. 86
7.3.3 Kho chứa thành phẩm ........................................................................................... 86
7.3.4 Nhà hành chính ..................................................................................................... 88
7.3.5 Nhà xưởng cơ khí ................................................................................................. 88
7.3.6 Kho chứa bao bì .................................................................................................... 88
7.3.7 Nhà bảo vệ ............................................................................................................ 89
7.3.8 Nhà ăn ................................................................................................................... 89
7.3.9 Nhà để xe .............................................................................................................. 89
7.3.10 Gara ôtô .............................................................................................................. 89
7.3.11 Nhà sinh hoạt vệ sinh ......................................................................................... 90

7.3.12 Kho nhiên liệu .................................................................................................... 90
7.3.13 Đài nước ............................................................................................................. 91
7.3.14 Phịng hóa nghiệm .............................................................................................. 91
7.3.15 Nhà đặt bơm nước .............................................................................................. 91
7.3.16 Bãi chứa bã ......................................................................................................... 91
7.3.17 Bể xỉ than ............................................................................................................ 91
7.3.18 Trạm biến thế và máy biến áp ............................................................................ 91
7.3.19 Trạm cân ............................................................................................................. 92
7.3.20 Khu đất mở rộng ................................................................................................. 93
Chương 8: TÍNH NƯỚC VÀ NHIÊN LIỆU ............................................................. 94
8.1 Tính lượng nước sử dụng trong nhà máy ...........................................................94
8.1.1 Nước dùng cho sản xuất ....................................................................................... 94
8.1.2 Lượng nước dùng cho sinh hoạt ........................................................................... 94
8.1.3 Nước dùng để tưới cây xanh................................................................................. 94
8.1.4 Nước dùng để vệ sinh thiết bị ............................................................................... 94
8.1.5 Nước dùng để rửa xe ............................................................................................ 94
vii


8.1.6 Nước dùng để chữa cháy ...................................................................................... 95
8.1.7 Tổng lượng nước sử dụng trong nhà máy ............................................................ 95
8.1.8 Đài nước sử dụng cho nhà máy ............................................................................ 95
8.1.9 Chọn bơm dùng để bơm nước .............................................................................. 95
8.2 Tính nhiên liệu .......................................................................................................95
8.2.1 Tính nhiên liệu dùng cho lò đốt ............................................................................ 95
8.1.2. Lượng xăng dùng cho các loại xe trong nhà máy ............................................... 96
8.1.3. Lượng xăng dùng cho máy phát điện dự phòng .................................................. 96
8.1.4. Lượng than cần dùng cho lò đốt của máy sấy tĩnh .............................................. 96
Chương 9: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ........ 97
9.1 Phương pháp đánh giá chất lượng cà phê quả tươi ...........................................97

9.1.1 Lấy mẫu ................................................................................................................ 97
9.1.2 Chuẩn bị mẫu thử ................................................................................................. 97
9.1.3 Xác định tỷ lệ quả chín; tỷ lệ quả khơ, quả chùm, quả xanh; tỷ lệ tạp chất và quả
xanh non; tỷ lệ quả thối, mốc ........................................................................................ 97
9.1.4 Xác định tỷ lệ quả lép ........................................................................................... 98
9.2 Phương pháp đánh giá chất lượng cà phê nhân .................................................98
9.2.1 Lấy mẫu ................................................................................................................ 98
9.2.2 Xác định ngoại quan ............................................................................................. 98
9.2.3 Xác định độ ẩm ..................................................................................................... 98
9.2.4 Xác định tỷ lệ lẫn cà phê khác loại ....................................................................... 98
9.2.5 Xác định tỷ lệ khối lượng khuyết tật .................................................................... 99
9.2.6 Xác định tỷ lệ khối lượng trên sàng lỗ tròn .......................................................... 99
9.3 Phương pháp đánh giá chất lượng cà phê bột ....................................................99
9.3.1 Xác định độ mịn ................................................................................................... 99
9.3.2 Xác định độ ẩm ..................................................................................................... 99
9.3.3 Xác định hàm lượng caphein ................................................................................ 99
9.3.4 Xác định hàm lượng chất tan trong nước ............................................................. 99
9.3.5 Xác định hàm lượng tro không tan trong axit ...................................................... 99
Chương 10: VỆ SINH CƠNG NGHIỆP VÀ AN TỒN LAO ĐỘNG ................. 100
10.1 Vệ sinh công nghiệp ...........................................................................................100
10.1.1 Vệ sinh cá nhân ................................................................................................ 100
10.1.2 Vệ sinh máy móc thiết bị .................................................................................. 100
10.1.3 Vệ sinh phân xưởng, nhà máy .......................................................................... 100
10.1.4 Xử lý chất thải .................................................................................................. 100
10.2 An toàn lao động ................................................................................................101
viii


KẾT LUẬN ................................................................................................................ 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 104

PHỤ LỤC

ix


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

BẢNG 2.1 Thành phần khối lượng của quả cà phê.
BẢNG 2.2 Thành phần hóa học của lớp vỏ quả.
BẢNG 2.3 Thành phần hóa học của lớp vỏ thịt.
BẢNG 2.4 Thành phần hóa học của lớp vỏ trấu.
BẢNG 2.5 Thành phần hóa học của nhân cà phê.
BẢNG 4.1 Bảng thu mua nguyên liệu của nhà máy.
BẢNG 4.2 Kế hoạch sản xuất cà phê trong năm của nhà máy.
BẢNG 4.3 Tỷ lệ hao hụt của nguyên liệu qua các công đoạn trong dây chuyền sản xuất
cà phê nhân.
BẢNG 4.4 Lượng nguyên liệu vào các công đoạn trong dây chuyền sản xuất cà phê
nhân.
BẢNG 4.5 Tỷ lệ hao hụt của nguyên liệu qua các công đoạn trong dây chuyền sản xuất
cà phê rang xay.
BẢNG 4.6 Lượng nguyên liệu vào các công đoạn trong dây chuyền sản xuất cà phê
rang xay.
BẢNG 5.1 Các thông số trạng thái của không khí.
BẢNG 5.2 Nhiệt lượng vào máy sấy.
BẢNG 5.3 Nhiệt lượng ra khỏi máy sấy.
BẢNG 5.4 Thành phần nguyên tố của dầu FO-R.
BẢNG 6.1 Kích thước các xilơ.
BẢNG 6.2 Các gàu tải sử dụng trong dây chuyền sản xuất cà phê nhân.
BẢNG 6.3 Các thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất cà phê nhân.
BẢNG 6.4 Các thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất cà phê rang xay.

BẢNG 6.5 Các thơng số kích thước của xilơ chứa cà phê sau làm nguội.
BẢNG 6.6 Các gàu tải sử dụng trong trong dây chuyền sản xuất cà phê rang xay.
BẢNG 6.7 Tổng kết các thiết bị sử dụng trong nhà máy.
BẢNG 7.1 Lực lượng lao động gián tiếp trong nhà máy.
BẢNG 7.2 Lực lượng lao động trực tiếp trong dây chuyền sản xuất cà phê nhân.
BẢNG 7.3 Lực lượng lao động trực tiếp trong dây chuyền sản xuất cà phê rang.
BẢNG 7.4 Lực lượng lao động ở các bộ phận phụ trợ.
BẢNG 7.5 Tổng kết về xây dựng.

x


HÌNH 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Lâm Đồng.
HÌNH 2.1 Cấu tạo quả cà phê.
HÌNH 3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khơ.
HÌNH 3.2 Máy sấy thùng quay.
HÌNH 3.3 Máy xát quả khơ loại Engelberg.
HÌNH 3.4 Máy đánh bóng khơ.
HÌNH 3.5 Sàng trọng lượng.
HÌNH 3.6 Máy phân loại hạt theo màu sắc sử dụng cảm biến ảnh CCD.
HÌNH 3.7 Sơ đồ dây chuyền sản xuất cà phê rang xay từ cà phê nhân.
HÌNH 6.1 Xiclơn đơn ЦH.15.
HÌNH 6.2 Sơ đồ ngun lý hệ thống sấy.
HÌNH 6.3 Khuỷu ghép 90° với mặt cắt hình vng do hai khuỷu 45° tạo thành.
HÌNH 6.4 Máy tách tạp chất MTC-8.
HÌNH 6.5 Máy xát quả khơ MX-1.
HÌNH 6.6 Máy đánh bóng cà phê nhân CPB-4A.
HÌNH 6.7 Máy phân loại theo kích thước KT6.
HÌNH 6.8 Máy phân loại theo khối lượng riêng PL-5.
HÌNH 6.9 Máy phân loại theo màu sắc VSN3000-AC3.

HÌNH 6.10 Máy phối trộn TMZ-JL500.
HÌNH 6.11 Cân đóng bao hạt một phễu PM01.
HÌNH 6.12 Máy sấy tĩnh vỉ ngang.
HÌNH 6.13 Xilơ hình hộp chữ nhật.
HÌNH 6.14 Kích thước của xilơ.
HÌNH 6.15 Gàu tải GT-150.
HÌNH 6.16 Băng tải may bao BTS.
HÌNH 6.17 Thiết bị rang LoringTM S70 PeregrineTM.
HÌNH 6.18 Máy xay cà phê TKS - 36S.
HÌNH 6.19 Máy đóng gói VFFS M400.
HÌNH 6.20 Vít tải.
HÌNH 7.1 Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máy.

xi


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

MỞ ĐẦU

Ngày nay, bên cạnh mục đích dinh dưỡng, phòng bệnh và trị bệnh, chúng ta còn
xem việc sử dụng thực phẩm như một thú vui hay một cách thư giãn. Đúng vậy, việc
uống cà phê trong khi làm việc, khi bàn chuyện cùng đối tác hay trò chuyện cùng
người thân, bạn bè đã dần trở thành một thói quen khơng thể thiếu trong cơng việc hay
trong cuộc sống của nhiều người. Do đó, để đáp ứng nhu cầu thưởng thức cà phê ngày
càng cao của người tiêu dùng, ngành công nghiệp chế biến cà phê cũng được đầu tư và
phát triển mạnh mẽ.
Năm 2016, cà phê là mặt hàng nơng sản có kim ngạch xuất khẩu cao nhất Việt
Nam [1]. Tuy nhiên, trong giai đoạn từ năm 2012 đến 2016, mặt hàng này cũng có
nhiều biến động cả về sản lượng, trị giá và đơn giá xuất khẩu trung bình qua từng năm

[1]. Một trong những nguyên nhân là chỉ có một phần ba doanh nghiệp xuất khẩu của
Việt Nam có nhà máy chế biến cà phê nhân xuất khẩu, 90 % các doanh nghiệp trong
nước và 100 % doanh nghiệp FDI mua cà phê nhân thông qua thương lái và đại lý thu
mua để xuất khẩu, dẫn đến chất lượng cà phê xuất khẩu chưa cao [2]. Thêm vào đó, tỷ
lệ cà phê hịa tan, cà phê rang xay của Việt Nam mới đạt khoảng 10 %, điều này làm
giảm đáng kể giá trị gia tăng của ngành cà phê và mất đi cơ hội cạnh tranh, nhất là khi
Việt Nam tham gia vào các hiệp định thương mại tự do [2]. Để nâng cao giá trị gia
tăng cho ngành cà phê và đáp ứng nhu cầu về chất lượng ngày càng tăng của thị
trường, việc xây dựng một nhà máy chế biến sâu cà phê là rất cần thiết. Vì vậy, ở đồ
án tốt nghiệp này, em được giao nhiệm vụ là: “Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân
theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày”.

Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

1


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ, KỸ THUẬT

1.1 Tính khả thi
Cà phê là mặt hàng nơng sản có sự đóng góp quan trọng vào nền kinh tế Việt
Nam. Năm 2016, cà phê đạt kim ngạch xuất khẩu 3,34 tỷ USD, tăng 24,9 % về trị giá
và tăng 32,8 % về sản lượng so với năm 2015 [3, tr 20]. Cà phê đã trở thành mặt hàng
nơng sản có kim ngạch xuất khẩu cao nhất của Việt Nam [1]. Hiện nay, cà phê Việt
Nam đang chiếm khoảng 15 % thị phần cà phê toàn cầu, đứng thứ hai về xuất khẩu cà
phê nhân và đứng đầu thế giới về sản xuất, xuất khẩu cà phê Robusta [4]. Không
những thế, Việt Nam cịn có điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng thích hợp cho việc trồng
cây cà phê mà khơng phải quốc gia nào cũng có được. Ngành cà phê Việt Nam cũng

được quy hoạch để hướng đến sự phát triển bền vững qua Quy hoạch phát triển ngành
cà phê Việt Nam đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030 của Bộ Nơng nghiệp và
Phát triển nơng thơn. Do đó, để nâng cao sức cạnh tranh và giá trị cà phê xuất khẩu,
việc xây dựng một nhà máy chế biến cà phê nhân và cà phê rang là điều khả thi.
1.2 Vị trí xây dựng
Lâm Đồng là một tỉnh miền núi Nam Tây Ngun có độ cao trung bình từ 800 –
1.000 m so với mặt nước biển và có diện tích tự nhiên 9.772,19 km2 [5]. Phía đơng,
Lâm Đồng giáp các tỉnh Khánh Hịa và Ninh Thuận, phía tây nam giáp tỉnh Đồng Nai,
phía nam – đơng nam giáp tỉnh Bình Thuận, phía bắc giáp tỉnh Đắk Lắk [5].
Lâm Đồng nằm trên 3 cao nguyên và là khu vực đầu nguồn của 7 hệ thống sông
suối lớn [5]. Đặc điểm chung của Lâm Đồng là địa hình cao nguyên tương đối phức
tạp, chủ yếu là bình sơn nguyên, núi cao, đồng thời cũng có những thung lũng nhỏ
bằng phẳng đã tạo nên những yếu tố tự nhiên khác nhau về khí hậu, thổ nhưỡng, thực
động vật [5].
Các tuyến quốc lộ 20, 27, 28 nối liền Lâm Đồng với vùng Đơng Nam Bộ, thành
phố Hồ Chí Minh, các tỉnh thuộc vùng Tây Nguyên, các tỉnh duyên hải Nam Trung bộ,
tạo cho Lâm Đồng có mối quan hệ kinh tế − xã hội bền chặt với các vùng, các tỉnh
trong khu vực [6]. Cảng hàng không Liên Khương nằm cách trung tâm thành phố Đà
Lạt 30 km đang được nâng cấp thành sân bay quốc tế với đường băng dài 3.250 m có
thể tiếp nhận các loại máy bay tầm trung như A320, A321 hoặc tương đương [6].

Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

2


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn ngun liệu/ngày

Hình 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Lâm Đồng [7].
Lâm Đồng nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa

biến thiên theo độ cao, có hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô
từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau [6]. Nhiệt độ trung bình từ 18 − 25 °C, thời tiết ơn
hồ mát mẻ quanh năm [6]. Lượng mưa trung bình từ 1.750 – 3.150 mm, độ ẩm tương
đối trung bình cả năm từ 85 – 87 %, số giờ nắng trung bình cả năm từ 1.890 – 2.500
giờ [6].
Tồn tỉnh có khoảng 255.407 ha đất có khả năng sản xuất nơng nghiệp, trong đó
có trên 200 000 ha đất bazan tập trung ở cao nguyên Bảo Lộc − Di Linh thích hợp cho
việc trồng cây cơng nghiệp dài ngày [6]. Tổng diện tích trồng cà phê ở Lâm Đồng vào
niên vụ 2014/15 là 151 565 ha, đứng thứ hai cả nước [8]. Từ năm 2010 đến cuối mùa
mưa năm 2016, Lâm Đồng là địa phương có diện tích trồng tái canh và ghép cải tạo cà
phê già cỗi hết chu kỳ kinh doanh nhiều nhất trong cả nước [9].
1.3 Địa điểm xây dựng
Căn cứ vào những điều kiện nêu trên, tôi quyết định chọn tỉnh Lâm Đồng là địa
điểm xây dựng nhà máy, cụ thể là khu công nghiệp Lộc Sơn thuộc phường Lộc Sơn,
thành phố Bảo Lộc, tỉnh Lâm Đồng. Khu công nghiệp Lộc Sơn nằm ở trung tâm các
vùng cây công nghiệp như cà phê, chè, dâu tằm [10].
Thành phố Bảo Lộc là một trong hai trung tâm lớn của tỉnh Lâm Đồng, nằm trên
cao nguyên Di Linh − Bảo Lộc, ở độ cao 800 – 1.000 m [11]. Phía bắc, đơng, nam,
Bảo Lộc giáp huyện Bảo Lâm, phía tây và tây nam, giáp huyện Đạ Huoai [11].
Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

3


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

Thành phố Bảo Lộc được xây dựng trên các ngọn đồi tương đối bằng phẳng có độ cao
trung bình 850 m, địa hình dốc từ Bắc Nam, từ Đông sang Tây [12]. So với các đô thị
miền núi, Bảo Lộc có địa hình xây dựng lý tưởng, đẹp về cảnh quan thiên nhiên, thuận
lợi về xây dựng và phát triển du lịch [12].

Bảo Lộc nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa nhưng do ở độ cao trên
800 m và tác động của địa hình nên khí hậu Bảo Lộc có nhiều nét độc đáo. Nhiệt độ
trung bình cả năm từ 21 – 22 °C [13]. Biên độ nhiệt giữa tháng mưa và tháng nắng là 3
– 4 °C, biên độ nhiệt giữa ngày và đêm khá lớn, trung bình là 10,3 °C [11]. Số giờ
nắng trung bình là 1.680 giờ/ năm, bình quân 4,6 giờ/ngày (tháng mùa mưa: 2 − 3
giờ/ngày, các tháng mùa khô: 6 − 7 giờ /ngày), mùa khô nắng nhiều nhưng nhiệt độ
trung bình thấp tạo nên nét đặc trưng độc đáo của khí hậu Bảo Lộc [13]. Mùa mưa từ
tháng 4 đến tháng 11, lượng mưa trung bình hàng năm là 2.513 mm, số ngày mưa
trung bình cả năm là 190 ngày, mưa nhiều và mưa tập trung từ tháng 7 đến tháng 9
[13]. Độ ẩm trung bình hàng năm khá cao từ 80 – 90 % [13]. Sương mù xuất hiện ở
Bảo Lộc nhiều nhất tỉnh do độ ẩm cao, trung bình mỗi năm có 85 ngày có sương mù
tập trung vào những tháng cuối mùa mưa [11].
Gió chủ đạo theo hai hướng chính: Gió Đơng Bắc thịnh hành từ tháng 1 đến
tháng 4, gió Tây Nam thịnh hành từ tháng 6 đến tháng 9 [13].
Đất của thành phố Bảo Lộc có 4 nhóm, gồm 8 loại đất chính, trong đó đất feralit
trên bazan chiếm tỉ lệ lớn, rất thuận lợi để trồng cây công nghiệp dài ngày [11]. Thổ
nhưỡng có nhiều loại, bao gồm: đất dốc tụ, đất phù sa, đất nâu vàng trên bazan, đất
nâu đỏ trên bazan, đất nâu vàng trên đaxit và các loại đất khác [11].
1.4 Nguồn nguyên liệu
Tổng diện tích trồng cà phê ở Lâm Đồng vào niên vụ 2014/15 là 151.565 ha,
đứng thứ hai cả nước [8]. Năm 2010, tỉnh Lâm Đồng có năng suất bình qn cà phê
nhân là 2,43 tấn/ha và sản lượng là 332.035 tấn/năm [14, tr 9 – 10]. Năm 2010, Bảo
Lộc có 8.363 ha cà phê với sản lượng 19.630 tấn cà phê nhân, giữ vị trí thứ 5 sau các
huyện Di Linh, Lâm Hà, Bảo Lâm và Đức Trọng [14, tr 9 – 10]. Do đó, nhà máy có
được nguồn nguyên liệu dồi dào từ Bảo Lộc và các huyện lân cận trong tỉnh Lâm
Đồng. Theo quy hoạch phát triển cà phê trên địa bàn tỉnh Lâm Đồng giai đoạn 2016 –
2020, Lâm Đồng có mục tiêu ổn định diện tích cà phê đến năm 2020 vào khoảng
150.000 ha, trong đó có khoảng 15 – 20 % diện tích là cà phê chè [14, tr 2]. Đồng thời,
tỉnh đặt mục tiêu tổng diện tích tái canh cà phê khoảng 39.000 – 40.000 ha [14, tr 3].
Thêm vào đó, Lâm Đồng có mục tiêu nâng năng suất bình qn cà phê nhân tồn tỉnh

đến năm 2020 đạt khoảng 3,1 – 3,2 tấn/ha, sản lượng khoảng 460.000 – 480.000
Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

4


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

tấn/năm [14, tr 2]. Ngoài ra, tỉnh cũng đặt mục tiêu phát triển vùng sản xuất cà phê có
chứng nhận theo tiêu chuẩn UTZ, 4C, Rainforest đạt 50 – 60 % diện tích để cung cấp
cà phê nhân đạt tiêu chuẩn xuất khẩu [14, tr 3]. Vì vậy, việc chọn địa điểm đặt nhà
máy tại tỉnh Lâm Đồng là hồn tồn hợp lý vì đảm bảo được cả số lượng và chất lượng
của nguyên liệu.
1.5 Đường giao thông
Nhà máy được đặt ở khu công nghiệp Lộc Sơn cách trung tâm thành phố Bảo
Lộc 3 km về phía đơng nam, nằm cạnh các đầu mối giao thơng chính [10]. Phía Bắc có
Quốc lộ 20 nối thành phố Hồ Chí Minh với Đà Lạt, phía Tây là quốc lộ 55 nối với tỉnh
Bình Thuận [10]. Khoảng cách di chuyển từ khu công nghiệp Lộc Sơn đến trung tâm
thành phố Đà Lạt là 110 km, sân bay Liên Khương - Đức Trọng là 80 km, trung tâm
Hồ Chí Minh là 190 km, sân bay Tân Sơn Nhất là 190 km, cảng Sài Gòn là 170 km,
thành phố Nha Trang − Khánh Hòa là 270 km [10].
1.6 Nguồn cung cấp năng lượng
Nguồn điện hiện nay là lưới điện 22 kV khu vực cao ngun Đa Nhim − Bảo Lộc
− Long Bình thơng qua trạm biến áp 22 kV Đại Bình và trạm 220/110 kV với công
suất máy hiện tại 200/110/35kV − 63 MVA; phụ tải điện của khu vực khu công nghiệp
được đáp ứng nguồn điện theo yêu cầu sử dụng một cách ổn định [10].
Lưu lượng nước ngầm có thể khai thác trong khu vực đạt 115 l/s [10]. Để cung
cấp nước cho khu cơng nghiệp Lộc Sơn, hiện có hai nguồn nước là nước ngầm và
nước mặt sơng Đại Bình [10]. Tại khu cơng nghiệp có hệ thống nước sạch cung cấp đủ
cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt, đảm bảo cho hoạt động của khu công nghiệp [10].

Nhiên liệu sử dụng trong nhà máy bao gồm: Dầu FO-R, xăng dùng cho xe ô tô,
xe tải của nhà máy.
1.7 Nguồn nhân lực
Dân số Lâm Đồng năm 2014 là 1.259.255 người [15, tr 1]. Ngoài lực lượng lao
động tại thành phố Bảo Lộc, nhà máy cịn có lực lượng đến từ các huyện lân cận. Vì
vậy, khơng cần lo nơi ăn chốn ở cho công nhân của nhà máy. Hiện nay trên địa bàn
tỉnh có 2 trường đại học tổng hợp, 2 trường cao đẳng sư phạm, 1 trường trung học y tế,
1 trường trung học kinh tế − kỹ thuật, 2 trường dạy nghề, hàng năm cung cấp hàng
ngàn lao động có tay nghề cho địa phương [6].
1.8 Xử lý chất thải
Trong các công đoạn sản xuất cà phê ta sử dụng nguồn nước khá ít. Do vậy
lượng nước thải ra môi trường không nhiều. Nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà máy
Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

5


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

được đưa thẳng vào hệ thống cống rãnh trong nhà máy và thải ra hệ thống cống thành
phố, do chúng khá sạch. Đối với chất thải rắn được xử lý bằng phương pháp vi sinh,
vỏ cà phê là nguyên liệu để đốt làm nhiên liệu cho máy sấy sơ bộ, giảm chi phí nhiệt
cho nhà máy.

Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

6


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

2.1 Tổng quan về nguyên liệu
Trên thế giới, cà phê hiện có trên 100 lồi khác nhau nhưng số loại có giá trị kinh
tế cao thì khơng nhiều [16, tr 114]. Hiện nay, có 3 giống cà phê được trồng chủ yếu ở
Việt Nam cũng như trên thế giới là giống cà phê chè (Coffea arabica), giống cà phê
vối (C. canephora) và giống cà phê mít (C. liberica) [16, tr 115].
2.1.1 Cà phê chè
2.1.1.1 Đặc tính
Cà phê chè có nguồn gốc ở cao nguyên Jimma, thuộc nước Ê-ti-ô-pi-a, vùng
nhiệt đới phía đơng Châu Phi [17, tr 15]. Đây là loại cà phê được trồng lâu đời nhất và
tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới vì hương vị thơm ngon.
Cây cà phê cao 3 − 5m, có khi 7 − 10m. Tùy thuộc vào điều kiện đất đai, khí hậu
mà có thể độc thân hoặc nhiều thân, lá nhỏ hình ôvan hay lưỡi mác, cành nhỏ, mảnh
khảnh, ít phân nhánh, tán nhỏ, quả hình bầu dục, đơi khi hình trịn. Quả chín có màu
vàng hoặc màu đỏ tươi tùy chủng loại. Đường kính quả từ 10 − 15mm, thường có hai
nhân, ít khi một nhân, khi chín cuống quả mềm dễ rụng, nứt khi trời mưa. Hàm lượng
caphein là 1,3 % tùy theo giống. Có khả năng chịu lạnh (nhiệt độ 15 – 20 °C).
Thời gian từ lúc có quả đến lúc chín 6 − 7 tháng, thời vụ thu hoạch từ tháng 10
năm trước đến tháng 3 năm sau.
2.1.1.2 Năng suất
Loại thường: 400 – 500 kg cà phê nhân/ha.
Loại tốt: 600 – 800 kg cà phê nhân/ha.
Tỷ lệ thành phẩm so với nguyên liệu từ 14 – 20 %.
2.1.2 Cà phê vối
2.1.2.1 Đặc tính
Có nguồn gốc ở khu vực sơng Cơng Gơ, miền vùng thấp xích đạo và nhiệt đới
Tây Châu Phi. Đây là loại quan trọng thứ hai trong các loài cà phê. Khoảng 39 % các
sản phẩm cà phê được sản xuất từ loại cà phê này. Nước xuất khẩu cà phê vối lớn nhất

trên thế giới là Việt Nam.
Cây có một hoặc nhiều thân, thân cao khoảng 8 – 12 m. Lá có hình trứng hoặc
hình lưỡi mác, mũi nhọn, phiến lá gợn sóng. Quả hình trịn hoặc hình trứng, núm quả
nhỏ. Trên quả có nhiều gân dọc, quả chín có màu đỏ hoặc hồng. Kích thước nhỏ hơn
hạt cà phê Arabica. Hạt có dạng hình tròn, dày, màu xanh bạc, xanh lục hoặc xanh nâu
Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

7


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

tùy chủng loại và cách chế biến. Hàm lượng caphein từ 2 – 3 % và đây là loại cà phê
có nhiều caphein nhất. Cà phê vối thích hợp nơi nóng ẩm nhiệt độ từ 24 – 26 °C.
Cà phê vối ít thơm hơn so với cà phê chè, thường dùng để pha trộn với cà phê
chè hay để chế biến cà phê hòa tan và bánh kẹo cà phê. Loại cà phê này có giá trị
thương phẩm kém nhưng lại chịu được hạn, ít kén đất và ít bị sâu bệnh.
2.1.2.2 Năng suất
Cà phê vối cho năng suất trung bình từ 500 – 600 kg cà phê nhân/ha.
2.1.3 Cà phê mít
2.1.3.1 Đặc tính
Nguồn gốc của cà phê mít là ở xứ Ubangui Chari thuộc biển hồ gần sa mạc
Sahara, loại này được đưa vào Việt Nam 1905.
Thân cây cao lớn 6 − 15 m, lá hình trứng hoặc lưỡi mác, gân nổi nhiều ở mặt
dưới của lá, cành lớn, tán rộng, quả hình trứng, núm hơi lồi và to. Tùy điều kiện khí
hậu vùng đất mà quả sẽ chín sớm hơn hoặc cùng thời điểm với đợt hoa mới, cho nên
cùng một đốt cành có thể có đồng thời quả chín, quả xanh, nụ hoa và hoa nở, đó là
điều bất lợi cho q trình thu hoạch. Quả thường chín từ tháng 5 đến tháng 7. Có khả
năng chịu hạn, chịu sâu bệnh tốt, có thể sống ở những vùng đất khô cằn. Khối lượng
500 − 700 quả/kg. Hàm lượng caphein trong hạt khoảng 1,02 - 1,15 %.

Giá trị thương phẩm không cao do hạt không đồng 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.
2.1.3.2 Năng suất
Loại thường: 500 – 600 kg cà phê nhân/ha.
Loại tốt: 1200 – 1400 kg cà phê nhân/ha.
Tỷ lệ thành phẩm/nguyên liệu từ 10 – 15 %.
2.2 Cấu tạo, thành phần khối lượng và thành phần hóa học của quả cà phê
2.2.1 Cấu tạo của quả cà phê

Hình 2.1 Cấu tạo quả cà phê [16, tr 118].
Trong đó: 1. Nhân 2. Lớp vỏ thịt 3. Lớp vỏ trấu 4. Lớp vỏ lụa 5. Lớp vỏ quả.
Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

8


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

Cấu tạo quả cà phê gồm 5 phần:
− Lớp vỏ quả: Là lớp ngồi cùng, mềm, có màu đỏ, vỏ cà phê chè mềm hơn cà phê vối
và cà phê mít.
− Lớp vỏ thịt: Nằm phía dưới lớp vỏ quả hay cịn gọi là trung bì, vỏ thịt cà phê chè
chứa nhiều chất ngọt, dễ xay xát hơn. Vỏ thịt cà phê mít cứng và dày hơn.
− Lớp vỏ trấu: Bao bọc bên ngoài nhân là lớp vỏ cứng, chứa nhiều chất xơ gọi là lớp
vỏ trấu hay là nội bì. Vỏ trấu của cà phê chè mỏng, dễ dập vỡ hơn so với cà phê vối và
cà phê mít. Hạt cà phê sau khi loại bỏ hết chất nhờn và phơi khơ gọi là cà phê thóc.
− Lớp vỏ lụa: Đây là lớp vỏ mỏng mềm, bao bọc bên ngồi nhân cà phê, chúng có màu
sắc và đặc tính khác nhau tùy thuộc vào loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng
bạc và rất dễ bong ra trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vối màu nâu nhạt, vỏ lụa
cà phê mít màu vàng nhạt bám chặt vào nhân.

− Nhân cà phê: Đây là lớp trong cùng của quả cà phê, phía ngồi nhân là lớp tế bào rất
cứng, có những tế bào nhỏ chứa chất dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn.
Thơng thường chỉ có hai nhân.
2.2.2 Thành phần khối lượng của quả cà phê
Bảng 2.1 Thành phần khối lượng của quả cà phê [16, tr 119].
Thành phần

Cà phê chè (%) Cà phê vối (%)

Nhân và vỏ lụa

26 − 30

26 − 29

Vỏ trấu

6,0 – 7,5

6,0 – 8,0

Vỏ thịt

20 − 23

21 − 22

Vỏ quả

43 − 45

41 − 44

Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

9


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

2.2.3 Thành phần hóa học của quả cà phê
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của lớp vỏ quả [16, tr 119].
Thành phần
Prôtein

Cà phê chè (%) Cà phê vối (%)
9,20 – 11,20

9,17

Lipit

1,73

2,00

Xenluloza

13,16

21,65

Tro

3,20

3,30

Hợp chất phi prơtein

66,16

57,85

Đường

−

14,60

Tanin

−

4,46

Pectin

−

6,50

0,88

−

Caphein

Bảng 2.3 Thành phần hóa học của lớp vỏ thịt [16, tr 119].
Thành phần

Cà phê chè (%) Cà phê vối (%)

Pectin

33,0

38,0

Đường không khử

20,0

−

Đường khử

30,0

−

Xenluloza

17,0

−

Bảng 2.4 Thành phần hóa học của lớp vỏ trấu [16, tr 120].
Thành phần

Cà phê chè (%) Cà phê vối (%)

Xenluloza

61,80

67,8

Hemixenluloza

11,60

−

Prôtein

1,46

2,22

Đường

27,00

−

Tro

0,96

3,30

Các hợp chất có dầu

0,35

0,35

Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

10


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

Bảng 2.5 Thành phần hóa học của nhân cà phê [16, tr 120].
Thành phần

Hàm lượng
(g/100 g nhân)

Thành phần

Hàm lượng
(g/100 g nhân)

Prôtein

9,0 – 16,0

Nước

8,0 – 12,0

Lipit

4,0 – 18,0

Hemixenluloza

20,0

Xenluloza

10,0 – 20,0

Licnhin

4,0

Tro

2,5 – 4,5

Axit clorogenic

2,0 – 8,0

Tinh bột

5,0 – 23,0

Axit caphetanic

8,0 – 9,0

Đường

5,0 – 10,0

Axit capheic

1,0

Tanin

2,0

Pentosan

5,0

Dextrin

0,85

Caphein

0,8 – 2,0

2.3 Tổng quan về sản phẩm
2.3.1 Các dạng cà phê
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4334: 2007 [18], một số dạng cà phê được liệt
kê sau đây:
− Cà phê quả tươi (cherry coffee): Quả chưa khô của cây Coffea sau khi thu hoạch.
− Cà phê quả khô (husk coffee; coffee in pod): Cà phê quả tươi sau khi được làm khơ.
− Cà phê thóc (parchment coffee; coffee in parchment): Nhân cà phê được bọc trong
lớp vỏ trấu.
− Cà phê nhân (green coffee; raw coffee): Nhân cà phê.
− Cà phê chế biến ướt (wet − processed coffee): Cà phê nhân được chế biến bằng một
trong hai phương pháp chế biến ướt của quả.
− Cà phê dịu (mild coffee): Cà phê Arabica đã rửa.
− Cà phê chế biến khô (dry − processed coffee): Cà phê nhân được chế biến bằng qui
trình làm khơ.
− Cà phê đánh bóng (polished coffee): Cà phê nhân mà vỏ lụa được loại bỏ bằng tác
động cơ học để cho ngoại hình bóng và đẹp hơn.
− Cà phê được rửa và làm sạch (washed and cleaned coffee): Cà phê nhân chế biến
khô mà vỏ lụa được loại bỏ bằng biện pháp cơ học kết hợp với dùng nước.
− Cà phê rang (roasted coffee): Sản phẩm thu được sau khi rang cà phê nhân.
− Cà phê bột (ground coffee; R&G coffee): Sản phẩm thu được sau khi nghiền cà phê

Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

11


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

rang.
− Cà phê chiết (coffee extract): Sản phẩm thu được bằng cách dùng nước để chiết các
chất hòa tan có trong cà phê rang.
− Cà phê hịa tan (instant coffee; soluble coffee; dried coffee extract): Sản phẩm khơ,
có thể hòa tan trong nước được lấy từ cà phê rang bằng phương pháp vật lý sử dụng
nước để tách chiết.
− Cà phê khử caphein (decaffeinated coffee): Cà phê thu được sau khi chiết caphein.
− Cà phê pha (coffee brew): Nước cà phê thu được bằng cách dùng nước để xử lý cà
phê rang dạng bột hoặc thêm nước vào cà phê chiết hay cà phê hòa tan.
2.3.2 Các chỉ tiêu chất lượng của cà phê nhân
Theo QCVN 01 – 26: 2010/BNNPTNT [19], cà phê nhân phải đạt chỉ tiêu về vệ
sinh an toàn thực phẩm là: Chỉ tiêu hàm lượng ochratoxin A: ≤ 5 μg/kg.
Các chỉ tiêu chất lượng khác của cà phê nhân: Xem phụ lục 1.
2.3.3 Các chỉ tiêu chất lượng của cà phê bột
Xem phụ lục 2.

Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

12


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1 Chọn phương pháp chế biến cà phê nhân
Các nước trên thế giới và Việt Nam thường sử dụng hai phương pháp chế biến cà
phê nhân chính:
− Phương pháp chế biến ướt
− Phương pháp chế biến khô.
3.1.1 Phương pháp chế biến ướt
Phương pháp này gồm hai cơng 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. Cơng đoạn xát và đánh
bóng, loại bỏ lớp vỏ trấu và lớp vỏ lụa để tạo thành cà phê nhân bán thành phẩm.
− Ưu điểm: Tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt hơn. Mùi vị ổn định.
− Nhược điểm: Phương pháp phức tạp, yêu cầu nhiều công đoạn hơn. Tốn nhiều chi
phí và tạo lượng nước thải khá lớn, nếu không xử lý sẽ tác động xấu đến mơi trường.
3.1.2 Phương pháp chế biến khơ
Q 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. Cơng đoạn chính của phương pháp là sau khi phơi hoặc sấy cà
phê đến độ ẩm nhất định ta dùng máy xát quả khô để loại bỏ các lớp vỏ bao bọc nhân,
không thông qua công đoạn chế biến thành cà phê thóc.
− Ưu điểm: Phương pháp đơn giản. Dễ áp dụng tại các địa phương khi điều kiện giao
thông vận chuyển nguyên liệu kém. Cà phê có thể mang mùi vị đặc trưng như ngọt
hơn, mùi vỏ được một số thị trường đặc biệt yêu thích.
− Nhược điểm: Chất lượng cà phê không cao và không ổn định. Do khi hạt cà phê
được phơi khô trong thời gian dài lúc cịn trong vỏ thì mọi thứ có thể khơng như mong
đợi. Hạt cà phê có thể bị thẩm thấu mùi vị chuyển từ vỏ cà phê khơ hay bị mục, cà phê
sẽ có vị vữa hoặc lên men trong giai đoạn chờ khô để sinh ra mùi, vị khơng mong
muốn. Đồng thời trong q trình phơi vài ngày các vi sinh vật xâm nhập vào trái cà
phê thì sẽ gây vị khó uống.
Sở dĩ ta chọn phương pháp chế biến khơ vì đây là một phương pháp đơn giản, dễ

làm, ít tốn năng lượng, vệ sinh không thải nhiều chất thải ảnh hưởng đến môi trường
sống. Ta cũng có thể khắc phục nhược điểm của phương pháp về chất lượng hạt bằng
các kỹ thuật làm sạch hạt và sấy hạt rút ngắn thời gian rất nhiều so với việc phơi sấy
cũ.
Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

13


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp khô và cà phê rang năng suất 90 tấn nguyên liệu/ngày

3.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khô
3.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ
Nguyên liệu quả tươi
Hố chứa cà phê quả tươi
Tách tạp chất
Sấy sơ bộ
(w = 40 %, t° = 45 – 50 °C)
Sấy chính thức
(w = 12 %, t° = 75 °C)
Xát quả khơ
Đánh bóng cà phê nhân
Phân loại theo kích thước
Phân loại theo khối lượng riêng
Phân loại theo màu sắc
Phối trộn
Cân và đóng bao
Thành phẩm
Bảo quản
Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khô.

Sinh viên thực hiện: Lâm Thảo Nhân Hướng dẫn: PGS. TS. Đặng Minh Nhật

14