Thiết kế nhà máy cà phê bột

BỘ CÔNG THƯƠNG
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MÔN: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ VÀ NHÀ MÁY THỰC PHẨM
Đề tài: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CÀ PHÊ BỘT

GVHD: Phan Thế Duy
NHĨM 2
Đỗ Văn Hùng :2005181087
Hồng Thị Mai Phương: 2005181228
Nguyễn Tôn Trường Khang:2005181104
Nguyễn Đặng Bảo Hân: 2005181054
Nguyễn Thị Bích Ngọc :2005181180

TPHCM, tháng 11 năm 2020


MỤC LỤ
I.BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ THỜI GIAN VÀ NỘI DUNG THIẾT KẾ (10 tuần).....4
II.THIẾT KẾ SƠ BỘ..........................................................................................5
Quy trình cơng nghệ.....................................................................................5
III.BIÊN BẢN LÀM VIỆC NHĨM...................................................................6
IV.THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ.............................................9
I.Quy trình cơng nghệ...................................................................................9
Thuyến minh quy trình cơng nghệ:.............................................................10
1. Ngun liệu cà phê nhân..................................................................10
2. Phân loại và làm sạch.......................................................................10
3. Định lượng.......................................................................................11
4. Rang.................................................................................................11
5. Làm nguội........................................................................................15

6. Phối trộn và ủ...................................................................................16
7. Xay (nghiền)....................................................................................16
8. Bao gói.............................................................................................17
9. Sản phẩm cà phê bột.........................................................................17
Cà phê bột thành phẩm phải có các đặc tính sau:.................................17
V. CÁC TÍNH TỐN CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG......................................18
VI.CÁC BẢN VẼ NHÀ MÁY.........................................................................19
1.Bản vẽ khu đất:........................................................................................19
2.Bản vẽ các máy móc trong nhà máy .......................................................21
3.Bản vẽ khu đất hoàn thiện:......................................................................22
4. Bản vẽ các bộ phận nhà máy..................................................................23
5. Bản vẽ hệ thống điện nội bộ...................................................................24
6. Bản vẽ hệ thống cấp nước:.....................................................................25
7. Hệ thống xử lý nước thải:.......................................................................26


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. Quy trình cơng nghệ sản xuất cà phê bột............................................................................9
Hình 2. Quy trình sản xuất cà phê bột............................................................................................17
Hình 3. Bản vẽ khu đất..................................................................................................................18
Hình 4. Bản vẽ máy móc trong nhà máy........................................................................................19
Hình 5. Bản vẽ khu đất hồn thiện.................................................................................................20
Hình 6. Bản vẽ các bộ phận nhà máy.............................................................................................21
Hình 7. Bản vẽ hệ thống điện nội bộ..............................................................................................22
Hình 8. Bản vẽ hệ thống cấp nước.................................................................................................23
Hình 9. Hệ thống xử lý nước thải...................................................................................................24


I.BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ THỜI GIAN VÀ NỘI DUNG THIẾT KẾ (10 tuần)
ST

T
1
2
3
4
5
6
7

Nội dung công tác Thời gian (tuần)
thiết kế
1
2
3
Thống nhất nội dung
kế hoạch
Tìm và phân tích tài
liệu
Chọn địa điểm xây
dựng
Hồn thành, thơng
qua sơ bộ
Thiết kế cơng nghệ
Thiết kế mặt bằng
phân xưởng
Thiết kế mặt bằng
nhà máy

8

Thiết kế điện

9

Thiết kế phân cấp
thốt nước

10

Vẽ các bản vẽ

11
12
13
14
15

Dự kiến tổ chức
nhân sự
Các tính tốn về kinh
tế
Bổ sung, hồn chỉnh
bản vẽ
Đánh máy, hồn
thành bảng thuyết
trình
Nghiệm thu thiết kế

4

5

6

7

8

9

10


II.THIẾT KẾ SƠ BỘ
- Tên nhà máy: Nhà máy sản xuất cà phê bột 179
- Vị trí nhà máy: khu Công nghiệp Long Thành - Đồng Nai; do nơi đây có nguồn nhân lực dồi dào, chi
phí nhân cơng rẻ, là khu công nghiệp đã được quy hoạch, nằm gần nguồn nguyên liệu, giao thông vận
tải thuận lợi
- Nguồn nguyên liệu: cà phê Arabica, cà phê Robusta, có nguồn gốc từ Buôn Ma Thuộc (Đắk Lắk)
- Yêu cầu nguyên liệu đầu vào: Theo TCVN 4193:2001
Độ ẩm ≤ 12,5%
Hạt cà phê ngun vẹn, khơng vỡ
Có màu sắc và mùi đặc trưng của cà phê nhân
- Yêu cầu sản phẩm đầu ra:
Có màu sắc, mùi, vị đặc trưng của bột cà phê
Cà phê nhân
Dạng bột, mịn, khơng vón cục
Khơng nhiễm vi sinh vật, kim loại nặng
Bao bì dạng gói, có hút chân khơng
Quy trình cơng nghệ

Tiếp nhận
Phân loại, làm sạch
Rang

Làm nguội

Phối trộn

Ủ

Xay

Bao gói, bảo quản

Sp cà
phê bột


III.BIÊN BẢN LÀM VIỆC NHĨM

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHŨ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
BIÊN BẢN LÀM VIỆC NHÓM
Tên dự án: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê bột 179
Buổi làm việc: tuần 4
Thời gian làm việc: 8:00 - 9:15
Thành viên:
Nhóm trưởng: Hồng Thị Mai Phương 2005181228
Thư ký: Nguyễn Tôn Trường Khang 200581104

Đỗ Văn Hùng 2005181087
Nguyễn Đặng Bảo Hân 2005181054
Đỗ Thị Bích Ngọc 2005181140
Mục tiêu: xác định địa điểm đặt nhà máy, năng suất nhà máy, công nghệ sản xuất của nhà máy
+ Xác định địa điểm: Đỗ Văn Hùng, Hoàng Thị Mai Phương
+ Năng suất nhà máy: Nguyễn Đặng Bảo Hân
+ Quy trình cơng nghệ: Nguyễn Tơn Trường Khang, Đỗ Thị Bích Ngọc
Nội dung công việc:
- Lựa chọn địa điểm:
+ Các địa điểm được đề ra: KCN Biên Hòa - Đồng Nai; KCN Long Thành - Đồng Nai; KCN Phú
Mỹ - Bà Rịa - Vũng Tàu
+ Lựa chọn của nhóm: KCN Long Thành - Đồng Nai
Lý do:
 Vùng nguyên liệu: Đắk Lắk
 Nguồn cung cấp điện: 02 trạm điện 63MVA với lưới điện 22KV
 Đặc điểm thiên nhiên và vị trí xây dựng:
Tổng diện tích tồn khu: 488 ha, trong đó:
Diện tích đất nhà máy: 2,24 ha
Cây xanh & cơng trình cơng cộng : 154,19 ha
Tải trọng đất: 25 tấn/m2
Địa hình đồng bằng gồm 2 dạng chính: Các bậc thềm sơng có độ cao từ 5 đến 10m hoặc có nơi chỉ
cao từ 2 đến 5m dọc theo các sông và tạo thành từng dải hẹp có chiều rộng thay đổi từ vài chục
mét đến vài km. Đất trên địa hình này chủ yếu là các aluvi hiện đại.
- Địa hình trũng trên trầm tích đầm lầy biển: là những vùng đất trũng trên địa bàn tỉnh Đồng Nai
với độ cao dao động từ 0,3 đến 2m, có chỗ thấp hơn mực nước biển, thường xun ngập triều,
mạng lưới sơng rạch chằng chịt, có rừng ngập mặn bao phủ. Vật liệu không đồng nhất, có nhiều
sét và vật chất hữu cơ lắng đọng.
- Dạng địa đồi lượn sóng: Độ cao từ 20 đến 200m. Bao gồm các đồi bazan, Bề mặt địa hình rất
phẳng, thoải, độ dốc từ 30 đến 80. Loại địa hình này chiếm diện tích rất lớn so với các dạng địa
hình khác bao trùm hầu hết các khối bazan, phù sa cổ. Đất phân bổ trên địa hình này gồm nhóm

đất đỏ vàng và đất xám.
- Dạng địa hình núi thấp: Bao gồm các núi sót rải rác và là phần cuối cùng của dãy Trường Sơn
với độ cao thay đổi từ 200 – 800m. Địa hình này phân bố chủ yếu ở phía bắc của tỉnh thuộc ranh


giới giữa huyện Tân Phú với tỉnh Lâm Đồng và một vài núi sót ở huyện Định Quán, Xuân Lộc.
Tất cả các núi này đều có độ cao (20–300), đá mẹ lộ thiên thành cụm với các đá chủ yếu là granit,
đá phiến sét.
Nhìn chung đất của Đồng Nai đều có địa hình tương đối bằng phẳng, có 82,09% đất có độ dốc <
8o, 92% đất có độ dốc <15o , các đất có độ dốc >15o chiếm khoảng 8%. Trong đó:
Đất phù sa, đất gley và đất cát có địa hình bằng phẳng, nhiều nơi trũng ngập nước quanh năm. Đất
đen, nâu, xám hầu hết có độ dốc<8o, đất đỏ hầu hết<15o. Riêng đất tầng mỏng và đá bọt có độ dốc
cao
Các loại đất đai:
Tỉnh Đồng Nai có quỹ đất phong phú và phì nhiêu. Có 10 nhóm đất chính. Tuy nhiên theo nguồn
gốc và chất lượng đất có thể chia thành 3 nhóm chung sau:
- Các loại đất hình thành trên đá bazan: Gồm đất đá bọt, đất đen, đất đỏ có độ phì nhiêu cao,
chiếm 39,1% diện tích tự nhiên (229.416 ha), phân bố ở phía bắc và đơng bắc của tỉnh. Các loại
đất này thích hợp cho các cây công nghiệp ngắn và dài ngày như: cao su, cà phê, tiêu…
- Các loại đất hình thành trên phù sa cổ và trên đá phiến sét: gồm đất xám, nâu xám, loang lổ
chiếm 41,9% diện tích tự nhiên (246.380 ha), phân bố ở phí nam, đơng nam của tỉnh (huyện Vĩnh
Cửu, Thống Nhất, Biên Hoà, Long Thành, Nhơn Trạch). Các loại đất này thường có độ phì nhiêu
kém, thích hợp cho các loại cây ngắn ngày như đậu, đỗ…một số cây ăn trái và cây công nghiệp
dài ngày như cây điều…
- Các loại đất hình thành trên phù sa mới, gồm: đất phù sa, đất cát. Phân bố chủ yếu ven các sông
như sông Đồng Nai, La Ngà. Chất lượng đất tốt, thích hợp với nhiều loại cây trồng như cây lương
thực, hoa màu, rau quả…
Khí hậu:
Khí hậu Đồng Nai là khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có hai mùa tương phản nhau (mùa
khơ và mùa mưa). Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 hoặc tháng 4 năm sau (khoảng 5 – 6 tháng),

mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 (khoảng 6 – 7 tháng). Khoảng kết thúc mùa mưa dao động từ
đầu tháng 10 đến tháng 12.
Nhiệt độ khơng khí trung bình hằng năm từ 25,7 – 26,7 oC. Mức độ chênh nhau giữa các năm
không lớn. Chênh lệch nhiệt độ cao nhất giữa tháng nóng nhất và lạnh nhất là 4,2oC.
Nhiệt độ trung bình mùa khơ từ 25,4 – 26,7 oC, chênh lệch giữa tháng cao nhất và tháng thấp nhất
là 4,8 oC. Nhiệt độ trung bình mùa mưa từ 26 – 26,8 oC. So với mùa khô, mức dao động không
lớn, khoảng 0,8 oC.
Lượng mưa tương đối lớn và phân bố theo vùng và theo vụ. Địa bàn huyện Tân Phú, phía bắc
huyện Định Qn, huyện Vĩnh Cửu có lượng mưa lớn nhất, trên 2.500mm/năm. Mùa khô, tổng
lượng mưa chỉ từ 210 – 370 mm chiếm 12 – 145 lượng mưa của năm. Mùa mưa, lượng mưa từ
1.500 – 2.400 mm, chiếm 86 – 88% lượng mưa của năm. Phân bố lượng mưa giảm dần từ phía
Bắc xuống phía Nam và từ giữa ra hai phía Đơng và Tây của Đồng Nai.
Giao thơng vận chuyển:
(1) Thành phố
TP Hồ Chí Minh : 25 km
TP Biên Hòa : 15 km
TP Vũng Tàu: 50 km
(2) Đường cao tốc
Cạnh quốc lộ 51
3 km cách dường cao tốc Tp HCM-Long Thành-Dầu giây
(3) Cảng


Cảng nước sâu Phú Mỹ : 35 km
Cảng biển Vũng Tàu : 75 km
Cảng Cái Mép, Thị Vải : 45 km
Tân Cảng Sài Gòn, cảng Cát Lái : 25 km
(4) Đường sắt
Ga Biên Hịa : 15 km
Ga Sóng Thần : 30 km

(5) Sân bay
Sân bay Tân Sơn Nhất : 50 km
Sân bay Quốc tế Long Thành : 11 km
Nguồn cung cấp hơi nước và nguyên liệu: Gần nhà máy (công ty TNHH TM DV xuất nhập khẩu
Buôn Mê coffee - huyện Cư M’gar - Đắc Lắk và xã Trạm Hành - Cầu Đất; chi nhánh 145/46-48
Lê Văn Quới, quận Bình Tân, TPHCM) cung cấp nguyên liệu đầu vào là cà phê nhân cho nhà máy
Khả năng cung cấp nhân lực: gần trường đại học Công nghệ Đồng Nai, khu dân cư Long Thành
Cung cấp nước và thoát nước: hệ thống cấp nước: công suất: 20.000 m3/ngày đêm; xừ lý nước
thải: công suất 15.000 m3/ngày đêm
- Năng suất: dựa theo quy trình cơng nghệ, năng suất của nhà máy 1,600kg/ngày
- Cơng nghệ sản xuất:
Dựa theo quy trình cơng nghệ, ta chọn các thiết bị
+ Hệ thống xử lý khói lị rang trộn cà phê
+ Máy rang cà phê: năng suất 360 - 600kg/giờ
+ Máy xay cà phê: năng suất 50 - 1000kg/ giờ
Dây chuyền đóng gói bao bì
Nguồn:
/> /> /> />

IV.THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
I.Quy trình cơng nghệ

Cà phê nhân

Phân loại và làm
sạch

Tạp chất

Định lượng

Rang

Làm nguội
Phối trộn và ủ

Xay
Thuyết minh quy trình cơng nghệ:
Bao gói
1. Ngun liệu cà phê nhân
Sảnlựa
phẩm
Cà phê nhân được chọn
để làm cà phê bột phải:
-

1. Quy
nghệ
sản
phêloại
bột
Là càHình
phê nhân
xơ trình
hoặc cơng
cà phê
nhân
đãxuất
qua cà
phân

-

Đạt u cầu và chất lượng phù hợp để sản xuất cà phê bột

2. Phân loại và làm sạch
a. Mục đích: chuẩn bị


Phân loại nhằm tạo ra độ đồng đều về kích thước, khối lượng riêng, màu sắc.
Làm sạch nhằm loại bỏ các tạp chất nhỏ như cành cây, lá cây,…tạp chất nhẹ như cát, đá, kim
loại,...loại bỏ những hạt kém phần chất như hạt bị thối đen, mốc, sâu mọt,… để thuân lợi cho các
giai đoạn sản xuất tiếp theo, đồng thời đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Biến đổi: nguyên liệu sạch và đồng nhất hơn
b. Yêu cầu:
Phương pháp thực hiện là phân loại theo kích thước, khối lượng riêng và màu sắc, còn
phương pháp làm sạch là dùng sàng, máy tách kim loại hoặc dùng nước để khử mùi cho hạt cà
phê.
Cà phê nhân có thể là cà phê nhân xô hoặc cà phê nhân đã qua phân loại, làm sạch. Nếu là cà
phê nhân đã qua phân loại, làm sạch thì có thể đưa đi rang ngay, cịn nếu là cà phê nhân xơ thì
phải qua phân loại và làm sạch.
3. Định lượng
a. Mục đích: Chuẩn bị
Định lượng là một cơng đoạn cần thiết để tiến hành q trình rang được dễ dàng, cà phê chính
đồng đều và chất lượng các mẻ giống nhau. Khối lượng cho từng mẻ tùy thuộc vào công suất
của thiết bị rang.
b. Yêu cầu:
Trong q trình rang hạt giãn nở tăng thể tích, do đó lượng cà phê cho vào thiết bị phải đúng
với công suất của thiết bị nhằm tránh hiện tượng cà phê vỡ ra, thể tích tăng lên khơng thể đảo
trộn dẫn đến sự gia nhiệt không đồng đều, gây ra cháy chín cục bộ. Thơng thường lượng cà phê
cho vào thiết bị rang khơng q 50% thể tích thiết bị rang.

4. Rang
a. Mục đích: chế biến


Là quá trình gia nhiệt cho cà phê nhân để tạo nên những biến đổi màu sắc trong hạt, hình
thành những tính chất đặc trưng cho cà phê về màu sắc , mùi và vị thông qua sự biến đổi màu
sắc, cấu trúc và thành phần của hạt. Giảm độ ẩm, tiêu diệt vi sinh vật, nấm móc, bảo quản, hạt
giòn dễ xay.
b. Yêu cầu:
Tùy thuộc vào thị hiếu của khách hàng mà khối cà phê được rang theo mức độ đặt ra ban đầu.
Tuy nhiên ở mức độ rang nào thì khối hạt cà phê phải chín đồng đều, khơng có hạt khét cháy.
Hiện nay có nhiều u cầu khác nhau về sản phẩm cà phê rang, vì vậy mà có nhiều loại cà phê
rang khác nhau như sau:
a) Cà phê rang nhạt
Loại này còn gọi là cà phê rang quế vì sản phẩm có màu nâu vàng giống màu phía trong
của vỏ bóc ra từ cây quế, một loại cây thường gặp ở vùng Đông Nam Á. Loại này pha có vị
chua dịu, khi rang hạt đạt màu như vậy thì hạt mất 3-5 % khói lượng khơ. Trong loại cà phê
rang này hầu hết các hợp chất tỏ ra mùi vị thơm ngon chưa có mặt đầy đủ và ở hàm lượng
thấp. Mùi vị cà phê chưa thật đậm đà, nhưng nếu có mùi vị lạ thì chúng chưa bị mất đi và
rất dễ nhận thấy khi nếm. Vì vậy loại này thường dùng cho thử nếm đánh giá chất lượng
các mẫu cà phê.
b) Cà phê rang vừa
Loại này còn gọi là cà phê rang kiểu Mỹ vì nó phổ biến ở nước này. Sản phẩm có màu
nâu vừa (trung gian giữa màu socola đậm và màu socola sữa) bề mặt hạt khơ chưa có dầu
tiết ra bề mặt hạt. Khi pha cho mùi vị đậm đà và chua nhẹ. Trong loại cà phê này hầu hết
các hợp chất tạo mùi vị thơm ngon đã có đầy đủ và hàm lượng cao nhất. Khi rang đạt màu
như vậy thì hạt mất 5-8 % khối lượng khơ.
c) Cà phê rang hơi đậm

Loại này rang kiểu Pháp nhạt, hạt cà phê rang có lớp dầu lốm đốm tiết ra trên bề mặt hạt.
Hạt bị mất đi 8% khối lượng khô.
d) Cà phê rang đậm kiểu Ý- Pháp
Cà phê rang có nhiều dầu tiết ra trên bề mặt hạt nhưng hạt chưa thật bóng láng và cịn rất
ít vị chua, màu hạt nâu đậm nhưng chưa đen. Phổ biến ở Pháp, hạt mất đến 8-12% chất
khô.
e) Cà phê rang rất đậm/ rang cháy
Loại này chỉ áp dụng cho máy pha chế đặc biệt espresso cần rang rất đậm và xay rất nhỏ
để có thể trích ly nhanh các chất tan có trong bột cà phê chỉ trong vài giây. Hạt cà phê rang
rất đậm làm cho dầu tiết ra rất nhiều trên bề mặt hạt rang và hạt trở nên bóng láng và có
màu đen thật sự, nếu tiếp tục rang thì dầu mất hết và hạt giống như than. Kiểu rang này
thường sử dụng cho cà phê robusta mà hiếm khi cho cà phê arabica. Nhiệt làm bay hương
thơm của arabica nhưng dường như lại cần thiết để tăng mùi vị của robusta. Tất cả vị chua
ngon bị mất và mùi vị đậm đà bị mất do “than hóa”. Khối lượng hạt mất 14%.
f) Cà phê rang “torrefacto”
Có nguồn gốc từ Tây Ban Nha cách đây hơn 160 năm. Cà phê có bổ sung đường để tạo
độ đen bóng cho hạt, lượng đường cho vào 15%. Loại này phổ biến đặc biệt ở miền nhiệt
đới. Loại này gần giống với loại cà phê rang ở Việt nam hiện nay.
-

Các biến đổi và yếu tố ảnh hưởng.
 Biến đổi vật lí
Thể tích hạt tăng lên, khối lượng hạt giảm dần, màu sắc hạt sẫm dần từ màu xanh xám
sang màu vàng, nâu rồi nâu sẫm.


Khi nhiệt độ hạt trên 220 độ, hạt cà phê bắt đầu phồng lên và lớn gấp đôi so với kích
thước ban đầu. Hạt trở nên giịn, dễ vỡ, bề mặt hạt nhẵn hơn nhưng bên trong xốp, nhẹ
hơn. Nếu hạt được rang ở nhiệt độ thấp hoặc cao hơn thì sẽ khơng nở tốt.
 Biến đổi hóa học

Phản ứng caramel: xảy ra ở nhiệt độ nóng chảy của đường, nhiệt độ nóng chảy của
đường glucoza là 145-150 độ, của fructoza là 95-100 độ,saccaroza 160-180 độ,…tạo
nên các hợp chất tạo mùi và vị.
Phản ứng melanoidin: xảy ra giữa đường khử và axit amin dưới tác dụng của nhiệt độ
tạo nên các sản phẩm có màu và mùi đặc trưng.
Đường khử + axit amin

sản phẩm có màu và mùi.

Ngồi ra cịn có các phản ứng khác như phản ứng cracking các hợp chất cao phân
tử( gluxit, protein,..) sự vô cơ các hợp chất chứa cacbon tạo hình dáng và màu sắc cho
sản phẩm.
Trong quá trình rang mỗi hợp chất trong cà phê có thể tăng thêm hoặc giảm đi và hình
thành những hợp chất mới, mùi vị cà phê là kết quả của quá trình này.
Hydratcacbon là thành phần cao nhất trong cà phê, phần lớn là polysaccarit hịa tan
hay khơng hòa tan trong nước, phần nhỏ là đường. Trong quá trình rang polysaccarit
thay đổi nhiều chúng có thể phân hủy thành các hợp chất khác nhau hoặc biến màu hầu
như hồn tồn các chất đường. Các polysaccarit khơng hịa tan trong nước chúng tạo
nên thành tế bào ở hạt cà phê sau khi pha trở thành bã cà phê.
Nước trong khi rang nước giảm cịn 2–2.5% sau đó tăng lên, theo qui định của các nước
tiêu thụ cà phê hàm lượng nước trong cà phê không vượt quá 5%.
Các chất béo trong cà phê nhân tổng hàm lượng chất béo chiếm từ 10-13%. Hàm lượng
chất béo hầu như không đổi hoặc tăng lên.


Các axit hữu cơ những đại diện quan trọng nhất của nhóm là các loại axit chlorogen.
Đây là những loại axit đặc trưng đối với cà phê trong quá trình rang chúng sẽ bị phân
hủy từ 30-70 %.
Protein trong cà phê nhân có khoảng 11% protein tự nhiên, dưới tác động của nhiệt độ
cao trong quá trình rang, chúng được phân hủy và một số được tái tạo lại và có mặt

trong cà phê rang. Một số sản phẩm tạo ra từ sự phân hủy protein kết hợp với
hydrocacbon và axit chlorogen tạo thành hợp chất màu nâu.
Hợp chất alcaloit là hợp chất có chứa nito. Trong cà phê rang cafein hầu như khơng đổi
nhưng trigonellin giảm 75%. Có một số chất mới được hình thành niacin và nicotin acid
lợi ích với con người.
Chất khống cà phê nhân có khoảng 4% khống và 90% trong số này có ở trong nước
cà phê chủ yếu là kali.
Chất thơm cà phê rang là một trong những loại thực phẩm có hàm lượng chất thơm
phong phú nhất. Những chất thơm này hầu như khơng có trong cà phê nhân sống mà
chúng chỉ hình thành trong q trình rang. Bằng phương pháp sắc kí khí, người ta đã
phát hiện ra hơn 800 hợp phần thơm khác nhau.
Trong q trình rang cịn sinh ra chất khí, chủ yếu là CO2 do oxi hóa carbonhydrate.
Khoảng 50% lượng khí này nằm lại trong hạt, gây nên áp suất làm hạt phồng lên. Việc
giữ lại CO2 trong hạt rất quan trọng cho việc duy trì chất lượng của hạt cà phê rang
trong quá trình bảo quản (vừa duy trì hương thơm, vừa khơng làm ơi dầu trong hạt).
 Quá trình rang qua 3 giai đoạn:
-

Giai đoạn 1: nhiệt độ khối hạt tăng lên 1200C, hàm ẩm giảm 13% xuống 2%. Q trình
bay hơi nước làm thất thốt các chất dễ bay hơi, khí thốt ra có mùi hăng màu trắng
đục, thể tích hạt tăng đáng kể, bề mặt hạt chai. Khi hạt đạt đến nhiệt độ rang thì trong
hạt xảy ra phản ứng caramel hóa sinh ra một lượng lớn CO2 tích tụ trong hạt. Đồng
thời có một phần chứa cacbon bị vơ cơ hóa tạo thành muội than. Quá trình này dầu cà


phê trong túi dầu thoát lên bề mặt hạt tạo cho hạt bóng, các phản ứng hình thành chất
thơm.
-

Giai đoạn 2: nhiệt độ tăng lên 1500 C thể tích hạt cà phê tăng đột ngột 49%-100%, hạt

biến thành dạng xốp, khí thốt ra mạnh có mùi đặc trưng của hạt cà phê. Khi có màu
xanh lam, bề mặt hạt trở nên rất bóng. Trong q trình này sẽ có một lượng cafein bị
thất thốt do thăng hoa.

-

Thể tích hạt khơng tăng nữa, khí thốt ra ít, hạt đen bóng, vị đắng tăng lên.

Phương pháp rang:
Rang thủ công
Rang bằng máy: rang gián đoạn, rang liên tục.
(Theo TCVN 4334:2007, ISO 3509:2005)
5. Làm nguội
a. Mục đích:
Cà phê sau khi rang được đem đi làm nguội nhanh nhằm tản nhiệt cho hạt, tránh các biến đổi
khơng có lợi xảy ra và giải phóng khí CO2 sinh ra trong quá trình rang tạo thuận lợi cho q
trình bao gói này.
Làm nguội bằng cách rải cà phê ra sàng kết hợp với quạt thổi khơng khí hoặc tốt nhất là hút
chân không để tránh tổn thất chất thơm.
b. Biến đổi: q trình này khơng ảnh hưởng nhiều đến sản phẩm
6. Phối trộn và ủ
Mục đích:


Phối trộn là cho vào sản phẩm một hoặc hai loại cà phê và một số phụ gia khác nhằm tạo cho
sản phẩm cà phê rang có hương vị đặc trưng phù hợp với thị hiếu người uống.
Đảo trộn có thể bằng phương pháp thủ công hoặc cơ giới như dùng thiết bị thùng quay có tay
đảo, thường làm nguội cà phê rang đến 60-700c thì mang đi phối trộn. Trước hết cho loại cà phê
chiếm tỉ lệ lớn hơn vào trước, sau đó là loại cà phê chiếm tỉ lệ nhỏ hơn, tiếp theo là các chất phụ
gia nếu có.

Các phụ gia thường dùng trong phối trộn với cà phê gồm có phụ gia thực phẩm tổng hợp
(hương cà phê, hương sữa,…) bơ, rượu, màu caramen.
Ủ là quá trình để cho cà phê có đủ thời gian và điều kiện nhiệt độ thích hợp để thẩm thấu hết
lượng phụ gia vào cà phê, thời gian ủ khoảng 24-36h. Quá trình ủ hạt cà phê được tiến hành
trong thiết bị làm bằng hợp kim khơng gỉ và có nắp đậy.
7. Xay (nghiền)
a. Mục đích: hồn thiện
Chia nhỏ cà phê, làm vỡ các tế bào để tăng diện tích tiếp xúc.
Cơng đoạn xay rất quan trọng, xay đến độ mịn phù hợp và đồng đều. Nếu bột thơ thì khi pha
rất khó có thể chiết được hết các chất hịa tan ra ngồi nên dịch chiết sẽ lỗng hoặc thời gian pha
kéo dài. Ngược lại, nếu bột quá mịn thì khi pha cà phê sẽ khó chảy và có thể dịch chiết sẽ lẫn
cặn. Tuy nhiên, độ mịn của bột cũng tùy theo phương pháp (pha bằng máy độ mịn phải hơn
bằng tay) hoặc nơi tiêu thụ (châu Âu bột mịn hơn Mỹ). Độ mịn phù hợp khoảng 400µm.
b. Biến đổi:
-

Vật lí
o Sự giảm kích thước hạt của cà phê
o Giảm khối lượng toàn hạt và tăng khối lượng riêng xốp do khí cacbonic, hơi
nước và các chất dễ bay hơi tạo thành từ giai đoạn rang tiếp tục được giải
phóng.
o Sự gia nhiệt do ma sát.


-

Hóa học: có một số phản ứng phân hủy oxy hóa do nhiệt độ và bề mặt tiếp xúc tăng.

-

Hóa lí: tăng diện tích bề mặt riêng, sự bay hơi một số chất mùi.
(Theo 7.7 của TCVN 4334:2007, ISO 3509:2005)

8. Bao gói
Mục đích: Hồn thiện
Cơng đoạn bao gói cần chú ý đến tính chất của sản phẩm cà phê đó là khả năng dễ hút ẩm, các
khí lạ và thốt hương thơm ra ngoài làm độ ẩm tăng lên tạo điều kiện cho mốc phát triển, tổn
thất hương thơm và cà phê có mùi lạ làm giảm chất lượng thậm chí làm hư hỏng sản phẩm, vì
vậy người ta sử dụng lọ thủy tinh màu, hộp kim loại hoặc bao bì hỗn hợp( nhiều lớp) để có khả
năng hút ẩm, chống thấm khí và chống ánh sáng xuyên thấu. Phương pháp đóng bao thường đi
kèm với loại vật liệu làm bao bì.
9. Sản phẩm cà phê bột
Cà phê bột thành phẩm phải có các đặc tính sau:
-

Màu nước đen tuyền

-

Hương thơm đặc trưng của cà phê,vị đắng hơi ngọt


Cà phê nhân

Tiếp nhận

V. Các tính tốn cân bằng năng lượng

Phân loại, làm sạch

M = 143.62kg/h

Rang

Làm nguội

M = 109.85kg/h
H = 85%
Phối trộn

M = 129.257kg/h
H = 90%

M = 104.355kg/h
H = 95%
Ủ

M’ = M +m’= 104.375kg/h
m ‘ = 0.02 kg/h
Xay
M’ = 100.2kg/h
H = 96%

Bao gói, bảo quản
M’ = 100kg/h

Sp cà phê bột

M’ = 100kg/h
H = 99.8%

Hình 2. Quy trình sản xuất cà phê bột
Cơ sở tính tốn
Nhà máy sản xuất theo hai ca sáng - tối: sáng 8 tiếng, chiều 8 tiếng.


Năng suất nhà máy là 1600 kg/ngày nên năng suất của 1 giờ là 100kg/h
VI.CÁC BẢN VẼ NHÀ MÁY
1.BẢN VẼ KHU ĐẤT:

Hình 3. Bản vẽ khu đất


2.BẢN VẼ CÁC MÁY MĨC TRONG NHÀ MÁY

Hình 4. Bản vẽ máy móc trong nhà máy


3.BẢN VẼ KHU ĐẤT HỒN THIỆN:

Hình 5. Bản vẽ khu đất hoàn thiện


4. BẢN VẼ CÁC BỘ PHẬN NHÀ MÁY

Hình 6. Bản vẽ các bộ phận nhà máy


5. BẢN VẼ HỆ THỐNG ĐIỆN NỘI BỘ

Hình 7. Bản vẽ hệ thống điện nội bộ


6. BẢN VẼ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC :

Hình 8. Bản vẽ hệ thống cấp nước


7. HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI:

Hình 9. Hệ thống xử lý nước thải