CHỦ ĐỀ : SẤY THÙNG QUAY NGUYÊN LIỆU CÀ PHÊ NHÂN
NĂNG SUẤT 500 KG KHÔ/H
Danh sách nhóm 17
1. Nguyễn Ngọc Thúy Ái. (53130003)
2. Phạm Thị Thu Huyền. (53130680)
3. Cao Thị Ái Mỹ. (53130964)
4. Nguyễn Thị Lập Phụng. (53131295)
5. Trần Thị Thùy Trang. (53131841)

MỤC LỤC
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 4



 !"#$%
&'(!"#$)*+%
,-!.#$/
0,-1(2#$
3!4531(#$2
067#$20
0 67#$20
082"67#$29:;<
=%
=%
 >%
0=2!#?@A
=B(/
3-'5C/
1
3-,:;:3$-#
3-,:;:3!#-D

0,:;:3E'0
FGHI5CJ
FG -'5CK
0L?:3M'(K
0FGNOE(-'K
0L?:31(MK
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NHIỆT QUÁ TRÌNH SẤY 28
0PQ?3R- %
03& %
0& S-!45 O((-#%
0& (O;B%
003-'T0
003&&U0
00L?;E1(HI('T0
000FGHIT00
00F5GVR-'T00
00WVO(5,6!"E?@HI00
00K5462X 00
KẾT LUẬN 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO 37
LỜI MỞ ĐẦU
Kỹ thuật thực phẩm cùng các môn học nhiệt động lực học kỹ thuật, truyền nhiệt, cơ
học lưu chất… đã đặt nền tảng cơ sở lí luận quan trọng giúp chúng ta hiểu biết có hệ
thống về các quá trình truyền nhiệt, quá trình truyền khối, quá trình vận chuyển chất lỏng
và khí, các thiết bị nhiệt…Sự hiểu biết về môn học này sẽ giúp chúng ta có cơ sở vững
2
vàng trong việc lựa chọn hình thức truyền nhiệt, truyền khối, sử dụng thiết bị nhiệt…phù
hợp với các phương án kỹ thuật. Việc lựa chọn này có ảnh hưởng quan trọng đến chất
lượng sản phẩm. Một trong những vận dụng của sự hiểu biết đó là kỹ thuật sấy. Sấy là
một công đoạn quan trọng trong công nghệ sau thu hoạch đối với các loại nông sản.

Ngoài ra, sấy còn là quá trình công nghệ quan trọng trong chế biến nông sản thành
thương phẩm.
Từ những năm 70 trở lại đây người ta đã đưa kỹ nghệ sấy các nông sản thành những
sản phẩm khô, không những kéo dài thời gian bảo quản mà còn làm phong phú thêm các
mặt hàng sản phẩm như trái cây, cà phê, sữa bột, cá khô, thịt khô. Đối với nước ta là
nước nhiệt đới ẩm, việc nghiên cứu công nghệ sấy có ý nghĩa đặc biệt: kết hợp phơi sấy
để tiết kiệm năng lượng, nghiên cứu công nghệ sấy và thiết bị sấy phù hợp với từng loại
nguyên liệu để đạt được chất lượng cao nhất. Đặc biệt là sấy cà phê nhân, đó là thành
phẩm để chế biến cà phê bột, cà phê sữa, các loại bánh cao cấp…Cà phê sau khi sấy đòi
hỏi phải giữ được mùi thơm và màu sắc đặc trưng. Vì thế ta cần lựa chọn phương thức
sấy và thiết bị sấy sao cho phù hợp, đạt hiệu quả cao nhất. Dựa vào đặc tính của cà phê,
ta có thể lựa chọn thiết bị sấy: sấy thùng quay.
Trong bài này, nhóm em sẽ trình bày chủ đề “ Sấy thùng quay nguyên liệu cà phê
nhân với năng suất đầu ra là 500 kg khô/h.”. Đây là lần đầu tiên làm chủ đề này mang
tính chất đào sâu chuyên ngành. Do kiến thức và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên
chúng em không thể tránh khỏi sai sót. Chúng em mong cô sửa chữa và góp ý để bài hoàn
thiện hơn.
3
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN
1.1. Quá trình sấy :
Hiện nay, trong công nghệ hóa chất thực phẩm, quá trình tách nước ra khỏi nguyên
liệu là rất quan trọng. Tùy theo tính chất và độ ẩm của vật liệu, mức độ làm khô của vật
liệu mà thực hiện một trong các phương pháp tách nước ra khỏi vật liệu sau:
− Phương pháp cơ học (sử dụng máy ép, lọc, ly tâm ).
− Phương pháp hóa lí (sử dụng canxi clorua, acid sunfulric …).
− Phương pháp nhiệt ( dùng nhiệt để bốc hơi ẩm trong vật liệu).
Sấy là một quá trình bốc hơi nước ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt. Nhiệt
cung cấp cho vật liệu ẩm bằng cách dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ hoặc bằng năng lượng điện
trường có tần số cao.
Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái

của pha lỏng trong vật liệu thành hơi. Trong quá trình sấy, nước được bay hơi ở nhiệt độ
bất kì do sự khuếch tán bởi sự chênh lệch độ ẩm ở bề mặt vật liệu, đồng thời bên trong
vật liệu có sự chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi
trường xung quanh.
Lượng nhiệt dùng cho quá trình sấy được dùng để thực hiện 3 nhiệm vụ:
− Nâng lượng nhiệt của vật liệu sấy từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ bay hơi ẩm.
− Cung cấp năng lượng cho ẩm bay hơi.
− Cung cấp năng lượng để tách hơi ra ngoài môi trường.
Mục đích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng của vật liệu, tăng độ liên kết bề
mặt và bảo quản được tốt hơn.
1.1.1. Các phương pháp sấy:
Có 2 phương pháp:
a. Sấy tự nhiên (phơi nắng):
− Lợi dụng nhiệt của ánh nắng mặt trời để làm khô sản phẩm.
− Thúc đẩy quá trình chín sinh lí của hạt bằng bức xạ mặt trời.
∗ Ưu điểm:
− Không tốn kém về nhiên liệu, diệt trừ một số nấm mốc, côn trùng.
∗ Nhược điểm:
− Không chủ động, phụ thuộc nhiều vào thời tiết.
4
− Tốn nhiều công lao động, không cơ giới hóa được.
− Sản phẩm dễ bị nhiễm bẩn, bị ẩm khi gặp trời mưa.
− Cần diện tích sân phơi rộng.
b. Sấy nhân tạo:
− Sấy nhân tạo sử dụng các tác nhân sấy như không khí ẩm, hoi nước bão hòa, hơi
quá nhiệt, khói lò, tia bức xạ nhiêt.
− Các phương pháp sấy nhân tạo:
+ Sấy trong trường của dòng điện cao thế.
+ Sấy tĩnh học.
+ Sấy liên tục.

+ Sấy bằng đối lưu không khí.
+ Sấy trực tiếp.
+ Sấy bức xạ.
+ Sấy thăng hoa.
∗ Ưu điểm của của các phương pháp sấy nhân tạo:
− Sử dụng khi cần làm khô một lượng lớn sản phẩm trong thời gian ngắn bất kể
điều kiện thời tiết.
∗ Nhược điểm của các phương pháp sấy nhân tạo:
− Qúa trình này tốn nhiều nhiệt năng.
− Các phương pháp này đắt tiền và phức tạp.
c. Tác nhân sấy:
− Phân loại:
+ Không khí ẩm
+ Khói lò.
+ Hơi quá nhiệt.
− Nhiệm vụ:
+ Gia nhiệt cho vật sấy.
+ Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường.
+ Bảo vệ vật sấy khỏi bị ẩm khi quá nhiêt.
1.1.2. Thiết bị sấy:
a. Phân loại thiết bị sấy: [1-T.83]
Do điều kiện sấy trong mỗi trường hợp sấy khác nhau nên có nhiều kiểu thiết bị sấy
khác nhau, vì vậy có nhiều cách phân loại thiết bị sấy:
5
− Dựa vào tác nhân sấy: ta có thiết bị sấy bằng không khí hoặc bằng khói lò. Ngoài
ra còn có các thiết bị sấy bằng các phương pháp đặc biệt như sấy thăng hoa, sấy bằng tia
hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tần.
− Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân không, thiết bị sấy ở áp suất thường.
− Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc, thiết
bị sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ…

− Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng
quay, sấy tầng quay, sấy phun…
− Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy cùng chiều,
ngược chiều và giao chiều.
b. Nguyên lí thiết kế thiết bị sấy:
− Yêu cầu thiết bị sấy là phải làm việc tốt ( vật liệu sấy khô đều, có thể điều chỉnh
được vận tốc dòng vật liệu và tác nhân sấy, điều chỉnh được nhiệt độ và độ ẩm của tác
nhân sấy), tiết kiệm nguyên vật liệu, năng lượng và dễ sử dụng.
− Khi thiết kế thiết bị sấy cần có những số liệu cần thiết:
+ Loại vật liệu sấy (rắn, nhão, lỏng…), năng suất, độ ẩm đầu và cuối của vật
liệu, nhiệt độ giới hạn lớn nhất, độ ẩm và tốc độ tác nhân sấy, thời gian sấy.
+ Trước hết phải vẽ sơ đồ hệ thống thiết bị, vẽ quy trình sản xuất, chọn kiểu
thiết bị phù hợp với tính chất của nguyên liệu và điều kiện sản xuất.
+ Tính cân bằng vật liệu, xác định số liệu và kích thước thiết bị.
+ Tính cân bằng nhiệt lượng để tính nhiệt tiêu thụ và lượng tác nhân sấy cần
thiết.
+ Sau khi tính xong những vấn đè trên ta bắt đầu chọn và tính các thiết bị phụ
của hệ thống: bộ phận cung cấp nhiệt (lò đốt, calorifer), bộ phận vận chuyển, quạt…
c. Lựa chọn thiết bị sấy:
− Trong các nguyên liệu sấy thì cà phê đòi hỏi kĩ thuật sấy phải cao bởi cà phê sau
khi sấy phải giữ được mùi thơm và màu sắc đặc trưng nên ta phải lựa chọn phương thức
sấy và thiết bị sấy sao cho phù hợp, đạt hiệu quả cao nhất.
− Dựa vào đặc tính của cà phê, ta có thể lựa chọn thiết bị sấy: sấy thùng quay.
∗ Cấu tạo và nguyên lí làm việc của máy sấy thùng quay. [6]
− Máy sấy thùng quay có cấu tạo gồm một hình trụ đặt nghiêng góc khoảng từ 3 –
5
0
, được làm bằng thép có chiều dày 3 – 5mm, đường kính của thùng là 1 – 2m, chiều dài
của thùng 3 -12m. Có 2 vành đai trượt trên các con lăn tựa 4 khi thùng quay. Thùng quay
6

được nhờ lắp chặt trên thân thùng bánh răng 2 ăn khớp với bánh răng 3 nối với môtơ
thông qua hộp giảm tốc. Bánh răng được đặt tại trọng tâm của thùng.
− Vật liệu được nạp liên tục vào đầu cao của thùng và được chuyển động dọc theo
thùng nhờ các đệm ngăn. Các đệm ngăn này vừa có tác dụng phân bố đều vật liệu theo
tiết diện thùng, đảm bảo vật liệu, vừa tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân
sấy. Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước vật liệu sấy. Vận tốc của không khí
ẩm đi trong máy sấy thường là 2 – 3 (m/s).
− Vật liệu thô được tháo ra theo cơ cấu tháo sản phẩm nhờ máy vận chuyển như
băng tải, vít tải…rồi đưa vào hệ thống tách bụi như xylon, lọc bụi, để tránh những hạt bụi
bị cuốn theo khí thải .
− Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấy vật
liệu hạt như cà phê, than đá, quặng…
∗ Ưu điểm:
Loại thiết bị này được dùng rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các vật
ẩm dạng hạt có kích thước nhỏ. Trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy được đảo trộn mạnh,
7
tiếp xúc với nhiều tác nhân sấy, do đó trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấy mạnh và độ đồng
đều sản phẩm cao. Ngoài ra thiết bị còn làm việc với năng suất lớn.
∗ Nhược điểm:
Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn. do đó trong nhiều trường hợp
làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm.
1.2. Giới thiệu về cà phê:
1.2.1.Tổng quan về cà phê: [4, 5]
Các loại cà phê đều thuộc giống coffea, gồm gần 70 loại khác nhau, chỉ có 10 loại
đáng chú ý về giá trị trồng trọt. Trên thế giới hiện nay người ta thường trồng các loại sau:
− Giống Arabica.
− Giống Robusta.
− Giống Chari.
a. Cà phê Arabica: (thường gọi là cà phê chè)
Đây là loại trồng nhiều nhất trên thế giới. Nguồn gốc của cây này là ở cao nguyên

Etiopia vùng nhiệt đới Đông Châu Phi.
Đặc tính: Cây cà phê Arabica cao từ 3 – 5m, trong điều kiện đất đai thuận lợi có thể
cao đến 7m, lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác, quả thường hình trứng có khi hình cầu,
khi quả chín có màu đỏ tươi, một số giống khi chín có màu vàng đường kính 10 -15 mm.
Số lượng quả 800 – 1200 quả/kg, thời gian nuôi quả từ 6 – 7 tháng. Trong điều kiện thời
tiết khí hậu miền Bắc, cà phê Arabica chín rộ vào tháng 12 và tháng 1. ở Tây Nguyên, cà
phê chín sớm hơn 2- 3 tháng so với miền Bắc. Trong quả có 2 nhân, một số ít quả có 3
nhân. Nhân có vỏ lụa màu bạc xám, ngoài vỏ lụa là vỏ trấu cứng, ngoài cùng là vỏ thịt.
Từ 5 – 7 kg quả sẽ thu được 1kg nhân cà phê sống. Màu hạt xám xanh, xám lục, xám
8
nhạt, tùy theo cách chế biến. Lượng cafein có trong nhân khoảng 1 – 3%, tùy theo giống.
Năng suất 400 – 500 kg/ 1 hecta.
b. Cà phê Robusta: (thường gọi là cà phê vối)
Nguồn gốc khu vực sông Công – gô, miền núi vùng thấp xích đạo và nhiệt đới Tây
Châu Phi.
Đặc tính: Robusta cao từ 5- 7m, quả hình trứng hoặc hình tròn, quả chín có màu đỏ
thẫm. Vỏ quả cứng và dai hơn cà phê Arabica. Từ 5 – 6 kg quả sẽ thu được 1kg cà phê
nhân. Qủa chín từ tháng 2 đến tháng 4 ở miền Bắc, ở Tây Nguyên chín sớm hơn từ tháng
12 đến tháng 2. Đặc biệt loại cà phê Robusta không ra hoa kết quả tại cac mắt cũ của
cành. Nhân hình hơi tròn, to ngang, vỏ lụa màu ánh nâu bạc. Màu sắc của nhân xám
xanh, xanh bạc vàng mỡ gà… tùy thuộc chủng và phương pháp chế biến. Lượng cafein
có khoảng 1,5 – 3%.
Năng suất lớn hơn cà phê Arabica, 500 – 600 kg/ 1ha. Tuy laoij cà phê này hương
thơm ít nhưng khả năng kháng sâu bệnh loại này rất tốt.
c. Cà phê Chari: (thường gọi là cà phê mít)
Nguồn gốc ở xứ Ubangui Chari thuộc biển hồ gần sa mạc Xahara, loại này được
đưa vào Việt Nam 1905.
9
Đặc tính: Chari cây lớn cao 6 – 15m, lá hình trứng hoặc lưỡi mác, gân lá nổi nhiều
ở mặt dưới, quả hình trứng. Qủa chín cùng 1 lúc với đợt hoa mới, cho nên trên cùng 1 đốt

cành có thể có đồng thời quả chín, quả xanh, nụ hoa, hoa nở và nụ quả, đó là điều bất lợi
trong thu hoạch. Qủa thường chín vào tháng 5 đến tháng 7.
Hoa của cả 3 loại cà phê trên đều nở cả chum, màu trắng và hương thơm ngát.
Năng suất thường 500 – 600 kg/1ha. Tỉ lệ thành phẩm/ nguyên liệu: 10 – 15%.
Đây là loại cà phê chịu được hạn, ít kén đất, ít chịu sâu bệnh.
1.2.2. Cấu tạo vỏ cà phê:
− Quả cà phê gồm có: lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa và lớp nhân.
10
+ Lớp vỏ quả: là lớp vỏ ngoài, mềm. Quả khi chín có màu đỏ, là chất
antoxian, trong đó có mặt của alkaloid, tannin , cafein và các loại enzin. Trong quả có 21-
30% chất khô.
+ Dưới lớp vỏ mỏng là lớp vỏ thịt, gọi là lớp trung bì. Là lớp nhớt gồm
những tế bào mềm không có cafein, tanin ,có nhiều đường và pectin . Độ pH của lớp thịt
phụ thuộc vào độ chín của quả thường là 5,6 đôi khi lên đến 6,4 trong lớp nhớt có enzim
pectinase phân giải pectin trong quá trình lên men.
+ Lớp vỏ trấu của cà phê chứa cellulose là chủ yếu. Thành phần hóa học của
vỏ trấu còn bao gồm : một ít cafein ( khoảng 0,4 % ) được khuếch tán ra từ nhân cafe lúc
lên men hoặc lúc phơi khô.
+ Lớp vỏ lụa: chúng có màu sắc và đặc tính khác nhau tùy theo loại cà phê.
Vỏ lụa của cà phê chè có màu trắng bạc rất mỏng và dễ bong ra khỏi hạt trong quá trình
chế biến.Vỏ lụa cà phê vối có màu nâu nhạt.
+ Nhân cà phê: lớp tế bào phần ngoài của nhân cứng có những tế bào nhỏ,
trong có chứa những chất dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn. Một quả cà
phê thường có 1, 2 hoặc 3 nhân. Thông thường chỉ có 2 nhân. Thành phần hóa học trong
nhân cafe biến đổi phụ thuộc vào chủng loại, độ chín , điều kiện canh tác, phương pháp
chế biến và bảo quản.
Bảng tỉ lệ các phần cấu tạo của quả cà phê ( tính theo % quả tươi).
Các loại vỏ và nhân Cà phê chè (%) Cà phê vối (%)
Vỏ quả 43 - 45 41 - 42
Lớp nhớt 20 - 23 21 – 42

Vỏ trấu 6 - 7,5 6 – 8
Nhân và vỏ lụa 26 - 30 26 - 29
1.2.3. Cấu tạo của nhân cà phê:
Bao gồm 2 bộ phận: Phôi và mô dinh dưỡng.
11
Thành phần hóa học của nhân cà phê
Thành phần hóa học Tính bằng g/100g Tính bằng mg/100g
Nước 8 - 12
Chất dầu 4 - 18
Đạm 1,8 – 2,5
Protein 9 - 16
Cafein 1 (Arabica), 2 (Robusta)
Clorogenic axit 2
Trigonelline 1
Tanin 2
Cafetanic axit 8 - 9
Cafeic axit 1
Pentozan 5
Tinh bột 5 – 23
Saccaro 5 – 10
Xenlulo 10 - 20
Hemixenlulo 20
Linhin 4
Canxi 85 - 100
Photphat 130 - 165
Sắt 3 – 10
Natri 4
Mangan 1 - 45
1.2.4. Tính chất vật lí của cà phê nhân:
− Cà phê nhân được bóc ra từ cà phê thóc. Cà phê nhân có hình dáng bầu dục, có

chiều dài khoảng 1cm, chiều rộng khoảng 0,5cm.
− Khối lượng riêng: ρ = 650 kg/m3.
− Nhiệt dung riêng: c = 0,37 kcal/kg0C.
12
− ω1 = 20%, ω2 = 12%.
− Nhiệt độ đốt nóng hạt cho phép của cà phê nhân:
[2-T.210]
Trong đó:
: nhiệt độ cho phép đốt nóng hạt.
τ : thời gian sấy.
: là độ ẩm trung bình:
.
1.3. Quy trình sản xuất cà phê nhân:
1.3.1. Giới thiệu các phương pháp sản xuất cà phê nhân:
− Sản xuất cà phê nhân nhằm mục đích loại bỏ các lớp bao vỏ bọc quanh hạt nhân
cà phê để thu được cà phê nhân. Để cà phê nhân sống có một giá trị thương phẩm cao,
chúng ta phải sấy khô đến mức độ nhất định (độ ẩm mà nhà chế biến yêu cầu). Sau đó
tiếp tục các quá trình chế biến tinh khiết hơn như chế biến cà phê rang, cà phê bột thô, cà
phê hòa tan. Hoặc các sản phẩm khác có phối chế như: cà phê sữa, các loại bánh kẹo cà
phê.
− Trong kĩ thuật sản xuất cà phê nhân có 2 phương pháp chính:
+ Phương pháp sản xuất ướt.
+ Phương pháp sản xuất khô.
a. Phương pháp sản xuất ướt:
Gồm 2 giai đoạn chính:
− Giai đoạn xát tươi và phơi sấy: loại bỏ các lớp vỏ, thịt, và chất nhờn bên ngoài và
phơi sấy khô đến mức độ nhất định.
− Giai đoạn xay xát, loại bỏ các lớp vỏ trấu và một phần vỏ lụa, tạo thành cà phê
nhân.
∗ Ưu điểm:

− Thích hợp trong mọi hoàn cảnh, mọi điều kiện khí hậu thời tiết.
− Rút ngắn được thời gian sản xuất, tăng năng suất nhà máy.
− Nâng cao chất lượng sản phẩm cà phê nhân.
∗ Nhược điểm:
13
− Phức tạp, tốn nhiều thiết bị, năng lượng.
− Đòi hỏi dây chuyền công nghệ cũng như thao tác kĩ thuật cao.
b. Phương pháp sản xuất khô:
Chỉ có một giai đoạn chính là sau khi phơi quả cà phê đến mức độ nhất định dung
máy xát khô loại bỏ các lớp vỏ bao bọc nhân, không cần qua giai đoạn sản xuất cà phê
thóc.
∗ Ưu điểm:
− Đơn giản, ít tốn năng lượng, nhân công.
∗ Nhược điểm:
− Phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
− Không đáp ứng được những yêu cầu về mặt chất lượng.
1.3.2. Dây chuyền sản xuất cà phê nhân (phương pháp khô):
a. Quy trình sản xuất:
14
b. Thuyết minh quy trình:
Cà phê sau khi thu hoạch được đưa vào kho bảo quản từ đó phân loại hạt và làm
sạch chúng. Sau đó đưa vào thiết bị chà xát tươi để loại bỏ lớp vỏ và lớp thịt, làm lộ lớp
chất nhờn ra bên ngoài . Đem toàn bộ hạt cà phê đã được xát tươi cho vào hệ thống rửa
sạch hạt để loại bỏ lớp chất nhờn, để ráo nước, xát khô thu được cà phê nhân. Đưa toàn
bộ cà phê nhân vào thiết bị sấy và tiến hành sấy làm khô, kết thúc quá trình sấy tiến hành
đóng bao sản phẩm.
 Thu nhận và bảo quản quả cà phê
− Cà phê được thu hái bằng phương pháp thủ công, chủ yếu thu hái bằng tay.
15
Thu nhận và bảo quản quả cà phê.

Sàng phân loại và làm sạch
Xát tươi
Rửa
Làm ráo
Xát khô
Thu được cà phê nhân
Sấy
Đóng gói , bảo quản
− Sau khi thu hoạch, cà phê nên vận chuyển ngay về nơi chế biến không nên ủ đống
quá lâu làm cho cà phê bốc nóng và rất dễ lên men làm cho vị chua.
 Sàng phân loại và làm sạch.
− Tiến hành phân loại ở nhiều khía cạnh: kích thước, khối lượng riêng, màu sắc…
để đảm bảo độ đồng đều về kích cỡ, màu sắc, khối lượng nhằm thuận tiện cho quá trình
sản xuất sau này.
 Xát tươi.
− Mục đích: Thành phần chủ yếu của lớp vỏ quả là nước, gluxit và protein, các
chất này không tham gia vào quá trình hình thành chất lượng sản phẩm mà còn gây khó
khăn như thối rữa, làm kéo dài thời gian phơi sấy. Do đó vỏ quả cần phải loại bỏ. Ngoài
ra, lớp vỏ thịt, thành phần chủ yếu là pectin, cũng không có lợi cho các quá trình chế biến
tiếp theo nên cũng cần phải loại bỏ.
− Phương pháp bóc vỏ quả, vỏ thịt: Để bóc vỏ quả, người ta thường dùng phương
pháp cơ học, các máy xát kiểu Gosdon, Hamburg, Raoeng thường hay được sử dụng.
 Rửa.
− Mục đích: loại bỏ những phẩm vật tạo thành trong quá trình lên men, loại bỏ các
vết của lớp vỏ nhớt, đây là công đoạn quan trọng vì nếu còn các phẩm vật kể trên bám
vào hạt cà phê , không những chúng làm cho màu sắc của hạt, mùi vị của hạt bị ảnh
hưởng mà còn kéo dài thời gian phơi sấy nữa.
− 3 lần cho mỗi m‡ rữa, 15 phút khuấy đảo một lần. Rữa cơ khí tiến hành trong
thiết bị rữa thùng quay, có phun nước.÷Để tiến hành rữa, có thể dùng phương pháp cơ khí
hoặc thủ công. Nếu rữa thủ công, tiến hành trong bể nước, thay nước 2.

 Làm ráo
− Mục đích: làm mất phần nước tự do ở hạt cà phê sau khi rữa, nếu không làm ráo
mà đem sấy ngay sẽ sinh ra hiện tượng "luộc" nguyên liệu tạo ra một màng cứng bên
ngoài hạt cà phê làm kéo dài thời gian sấy và sấy không đều làm ảnh hưởng đến chất
lượng thành phẩm.
 Xát khô: Quá trình xát khô yêu cầu phải:
− Nhân nguyên vẹn
− Tỉ lệ nát phải ở mức tối thiểu.
− Tỉ lệ cà phê còn vỏ sót lại phải thấp.
− Mức độ quạt sạch vỏ trấu phải cao.
 Quá trình sấy:
16
− Cà phê được đưa qua cửa nạp liệu và đi vào trong thùng quay nhờ những đệm
chẵn với hệ số đổ đầy β = 0,1 – 0,2.
− Tác nhân sấy là sử dụng khói lò tạo ra từ nhiên liệu đốt than từ buồng đốt được
điều khiển tốc độ đi từ 2 – 3 m/s để tránh tạo bụi.
− Theo thiết kế đi cùng chiều trong thùng sấy, cà phê trực tiếp tiếp xúc với khói lò,
thực hiện quá trình truyền nhiệt và truyền khói là bay hơi ẩm.
− Nhờ độ nghiêng của thùng mà vật liệu sẽ được vận chuyển đi dọc theo chiều dài
của thùng.
− Cà phê sau khi được sấy đạt tiêu chuẩn cho phép được lấy ra theo cửa tháo liệu
và đi vào các công đoạn tiếp theo. Khí thải được hệ thống quạt hút và ở đó thường bố trí
các xylon để lọc bụi.
− Yêu cầu của cà phê trong kho bảo quản:
+ Độ ẩm hạt 10 – 12%.
+ Xếp bao cà phê trên nền lót bằng ván để tránh hút ẩm.
+ Chuyển đổi vị trí bao 2 – 3 tuần một lần.
17
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY
Năng suất thiết bị 500 kg khô/h

2.1. Chọn phương pháp sấy
2.1.1. Chọn thiết bị sấy
Thiết bị sấy thùng quay là thiết bị chuyên dụng để sấy hạt.Loại thiết bị này được
dung rộng rãi trong công nghệ sau thu hoạch để sấy các vật ẩm dạng hạt có kích thước
nhỏ. Trong hệ thống này, vật liệu sấy được đảo trộn mạnh, tiếp xúc với nhiều tác nhân
sấy, do đó trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấy nhanh và độ đồng đều của sản phẩm cao.Ngoài
ra, thiết bị còn có thể làm việc với năng suất lớn.
2.1.2. Giới thiệu phương pháp sấy nóng
Để sấy cà phê nhân, dùng phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy nóng nên độ ẩm
tương đối giảm đến phân áp suất trong tác nhân sấy giảm.Mặt khác, nhiệt dộ vật liệu
sấy tăng nên mật độ hơi trong các mao dẫn tăng lên do đó phân áp suất hơi nước trên bề
mặt sấy cũng tăng theo. Nghĩa là ở đây có sự chênh lệch phân áp suất giữa bề mặt vật liệu
sấy và môi trường nhờ đó có sự dịch chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và đi
vào môi trường.
Có 2 cách để tạo độ chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa vật liệu sấy và môi
trường
− Giảm phân áp suất của tác nhân sấy bằng cách đốt nó.
− Tăng phân áp suất hơi nước trong vật liệu sấy.
Ở thiết bị sấy thùng quay các giai đoạn của quá trình sấy phân bố ổn định theo
chiều dài thùng. Trong thùng sấy hạt cà phê nhân được nâng lên đến độ cao nhất định,
sau đó rơi xuống. Trong quá trình đó vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy, thục hiện các quá
trình truyền nhiệt và truyền khối làm bay hơi ẩm. Nhờ độ nghiêng của thùng mà vật liệu
sẽ được vận chuyển đi dọc theo chiều dài thùng. Khi đi hết chiều dài thùng sấy, vật liệu
sẽ đạt được độ ẩm cần thiết cho quá trình bảo quản 12%.
Sơ đồ nguyên lý của thiết bị
18
2.1.3. Chọn tác nhân sấy và chế độ sấy.
(Chọn tác nhân sấy
Đối với cà phê nhân ( chỉ còn có lớp lụa bên ngoài ) nên trong quá trình sấy yêu cầu
sạch không bị ô nhiễm, bám bụi và yêu cầu nhiệt độ sấy không cao nên ta chọn tác nhân

sấy là không khí ẩm.
Chọn chế độ sấy
Thông thường, chế độ sấy trong hệ thống sấy thùng quay được hiểu là bao gồm 3
yếu tố : Nhiệt độ tác nhân sấy vào thùng sấy t
1
và nhiệt độ ra khỏi thùng sấy t
2
, không có
hồi lưu, hạt cà phê nhân được nâng đến độ cao nhất định sau đó rơi xuống.Trong quá
trình đó, vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy, thực hiện các quá trình truyền nhiêt, truyền
khối làm bay hơi ẩm. Nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thùng t
2
được chọn sao cho tổn thất
tác nhân sấy mang đi là nhỏ nhất. Tốc độ tác nhân sấy đi trong thùng sẽ được quyết định
sơ bộ sau tính toán lưu lượng tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết, chọn tiết diện
thùng sấy. Tốc độ được chọn sơ bộ này sẽ được kiểm tra lại sau khi tính toán xong quá
trình sấy thực tế. Chọn thiết bị sấy căn cứ vào 2 tiêu chí : một là sự làm việc của thiết bị
và hai là vật liệu sấy.
Đối với vật liệu sấy là cà phê nhân cần có một chế độ sấy thích hợp để đảm bảo giữ
được các tính chất về hương vị, màu sắc và các thành phần có trong tác nhân hạt nên ta
chọn các thông số của tác nhân sấy như sau:
− Thông số của tác nhân sấy:
+ Nhiệt độ vào : t
1
= 80
0
C
19
+ Nhiệt độ ra : t
2

= t
h
+ (5 10
0
C) với t
h
là nhiệt độ đốt nóng cho phép củ cà
phê nhân.
− Thông số của vật liệu sấy:
+ Nhiệt độ vật liệu vào: t
v1
= t
0
= 26
0
C , độ ẩm không khí = 82% , p =745
mmHg (khí hậu ở Nha Trang)
+ Độ ẩm ban đầu của vật liệu
1
= 20%
+ Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy
2
= 12%
2.1.4. Chọn thời gian sấy
Việc xác định thời gian sấy đóng vai trò quan trọng tính toán thiết kế và vận hành
thiết bị sấy. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sấy : loại vật liệu sấy, hình dạng,
kích thước hình học của vật liệu sấy, độ ẩm đầu và cuối của vật liệu, loại thiết bị sấy,
phương pháp cung cấp nhiệt, chế độ sấy (nhiệt độ, độ ẩm tương đối và tốc độ tác nhân
sấy).Phương pháp xác định thời gian sấy bằng giải tích khó thực hiện được và có độ
chính xác thấp.Thực tế đều chọn theo thực nghiệm đối với cả cà phê nhân và thiết bị sấy

thùng quay. Ta chọn thời gian sấy : = 25 phút.
2.2. Tính toán quá trình sấy lý thuyết
Quá trình sấy lý thuyết không có hồi lưu biểu diễn trên đồ thị I-d
+ Điểm O : (t0, ) là trạng thái không khí bên ngoài
20
+ Điểm 1 : (t1, ) là trạng thái không khí vào buồng sấy
+ Điểm 2: (t
2
, ) là trạng thái không khí sau quá trình sấy lý thuyết
2.2.1. Tính toán trạng thái không khí bên ngoài
Vì không khí bên ngoài lấy vào thiết bị sấy là không khí trong phân xưởng nên
thường cao hơn và ổn định hơn so với trạng thái không khí bên ngoài. Ở Việt Nam chưa
có nghiên cứu sâu về vấn đề này nên có thể chọn t
0
= 26
0
C, = 82% , p =745 mmHg
(khí hậu ở Nha trang). Trạng thái không khí bên ngoài được xác đinh bởi các thông số :
nhiệt độ t
0
, độ ẩm tương đối (điểm O).Từ đó ta xác định được:
d
0
= 0.622 (kg/kgkkk)
[3-T.45]
Trong đó:
d
0
: hàm ẩm của không khí trước khi được đốt nóng, kg/kgkkk
p: áp suất không khí ẩm, at

p
bho
: áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t
0
.
= exp = exp = 0.0335(bar) [2-T.216]
Ta có:
I
0
= C
pk
t
0
+ d
0
(r + C
ph
t
0
) [2-T.221, 3-T.45]
I
0
= t
0
+ d
0
(2500 + 1.9 t
0
)
I

0
= 26 + 0.01757(2500 + 1.9 26 ) = 69.8249 (kJ/kgkkk)
Trong đó:
I
0
: là entanpy của không khí ở trạng thái ngoài trời, kJ/kgkkk
C
pk
kJ/kgK: nhiệt dung riêng của không khí khô.
C
ph
kJ/kgK: nhiệt dung riêng của hơi nước
r kJ/kg: nhiệt ẩn hóa hơi của nước
21
Khối lượng riêng của không khí khô :
= [3-T.45]
= = 0.438 (kg/m
3
)
R
k
là hằng số chất khí, R
k
= 287 (J/kg.kkk)
R
h
là hằng số chất khí của hơi nước, R
h
= 462 (J/kg.kkk)
2.2.2. Tính toán trạng thái không khí vào buồng sấy

− Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ:
W = G
2
= 500 = 50 (kg ẩm/h) [2-T.216]
− Nhiệt độ đốt nóng cho phép:
t
h
= 2.218 – 4.343ln + [2-T.210]
t
h
= 2.218 – 4.343 ln + =55.94
0
C
Lấy t
h
56
0
C
Trong đó
t
h
là nhiệt độ cho phép đốt nóng hạt
là thời gian sấy, = 25 phút =5/12 (giờ)
là độ ẩm trung bình. = 0.5 (20 + 12) =16%
− Trạng thái không khí vào thùng sấy: t
1
= 80
0
C , d
0

= d
1
= 0.01757 (kg/kgkkk)
t
1
= 80
0
C P
bh1
= exp [2-T.216]
22
t
1
= exp = 0.4667(bar)
Do sấy lý thuyết nên d
1
= d
0
= 0.01757 (kg/kgkkk)
[2-T.216]

I
1
= C
pk
t
1
+ d
1
(r + C

ph
t
1
) [2-T.221,3-T.45]
I
1
= t
1
+ d
1
(2500 + 1.9 t
1
)
I
1
= 80 + 0.01757 (2500 + 1.9 80) = 126.694 (kJ/kgkkk)
Trong đó:
I
1
: entanpy của không khí vào buồng sấy, kJ/kgkkk
C
pk
kJ/kgK : nhiệt dung riêng của không khí khô.
C
ph
kJ/kgK : nhiệt dung riêng của hơi nước
r kJ/kg : nhiệt ẩn hóa hơi của nước
2.2.3 Trạng thái không khí cuối quá trình sấy
Khi chọn nhiệt độ t
1

chúng ta đã chọn trước . Như vậy, chúng ta chọn
nhiệt độ t
2
với điều kiện t
2
t
h
+ 10 hay t
2
.Để đảm bảo tính kinh tế chúng ta sẽ
chọn t
2
sao cho độ ẩm tương đối không quá bé nhưng cũng không quá gần trạng thái bão
hòa, chẳng hạn chọn . Tuy nhiên, khi đó theo các công thức
và p
a
, phân áp suất hơi nước p
a
trong TNS sẽ tăng, do đó
cường độ sấy sẽ giảm. Nếu chọn t
2
bằng nhiệt độ cho phép, nghĩa là :
23
t
2
= t
v2
+ 10

= t

h
+ 10 = 56 + 10 = 66
0
C [2-T.217]
Khi đó ta có :
− Lượng chứa ẩm của tác nhân sấy sau quá trình sấy lý thuyết d
2
. Từ đặc điểm quá
trình sấy lý thuyết là I = cosnt ta có thể tính được d
2
theo công thức.
d
2
= (kg ẩm/kgkk) [2-T.217]
Trong đó
I
1
= I
2
= 126.694 ( kJ/kgkkk )
i
2
= r + C
ph
t
2
=2500 + 1.9 66 = 2630.02 (kJ/kgK)
C
pk
kJ/kgK : nhiệt dung riêng của không khí khô.

C
ph
kJ/kgK : nhiệt dung riêng của hơi nước
r kJ/kg : nhiệt ẩn hóa hơi của nước
− Phân áp suất hơi nước bão hòa ở nhiệt độ t
2
= 66
0
C . Ta có :
P
bh2
= exp = exp = 0.2580(bar) [2-T.217]
− Độ ẩm tương đối :
= [2-T.217]
=
− Khối lượng riêng của không khí khô:
[3-T.45]
24

Như vậy, với nhiệt độ t
2
= 66
0
C độ ẩm tương đối của TNS ra khỏi thùng sấy còn
bé so với điều kiện kinh tế. Ta chọn lại t
2
= 40
0
C .Với nhiệt độ được chọn lại chúng ta
tính được :

− Lượng chứa ẩm: d
2
= 0.033 kg ẩm/kg kk
− Phân áp suất bão hòa của hơi nước ở nhiệt độ t
2
= 40
0
C là P
bh2
= 0.0732 bar
− Độ ẩm tương đối
Như vậy, nhiệt độ t
2
được chọn lại bằng 40
0
C là hợp lý về mặt tiết kiệm nhiệt lượng.
Để kiểm tra nhiệt độ t
2
có hợp lý hay không về mặt trao đổi ẩm chúng ta phải biết quan
hệ giữa phân áp suất hơi nước trên bề mặt dạng hạt p
h
= f(t, ). Chỉnh độ chênh (p
h
– p
a
)
đủ lớn.
2.2.4 Lượng TNS lý thuyết cần thiết
l
0

= = kgkk/kg ẩm [2-T.218]
L
0
= l
0
W = 180.832 50 = 9041.6 kgkk/h [2-T.218]
Dựa vào phụ lục 5 (Tr.349 – Tính toán thiết kế hệ thống sấy), dùng phương pháp
nội suy hai chiều ta tính được thể tích khói ẩm chứa một kg khói khô trước và sau quá
trình sấy lý thuyết tương ứng, từ (t
1
, ) = ( 80
0
C, 5.77% ) ta có v
1
= 0.909 m
3
/kgkk, từ
(t
2
, ) = ( 40
0
C , 68% ) ta có v
2
= 0.9526 m
3
/kgkk.Do đó :
− Lưu lượng thể tích của TNS trước quá trình sấy V
10
bằng :
V

10
= v
1
L
0
= 0.909 9041.6 = 8218.8144 m
3
/h [2-T.218]
− Lưu lượng TNS sau quá trình sấy lý thuyết V
20
bằng :
V
20
= v
2
L
0
= 0.9526 9041.6 = 8613.0282 m
3
/h [2-T.218]
− Lưu lượng thể tích trung bình V
tbo
bằng :
V
tbo
= 0.5 ( V
10
+

V

20
) = 0.5 (8218.8144 + 8613.0282) = 8415.9213 m
3
/h
25