LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

LỜI CẢM ƠN

–&—
Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn toàn thể quý thầy cô của trường Đại Học
Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là quý thầy cô của khoa Cơ Khí. Trong
thời gian theo học tại trường em đã được quý thầy cô tận tình dạy dỗ, truyền đạt cho
em những kiến thức quý báu. Giờ đây, tuy chưa thực sự tiếp xúc với thực tế công
việc sau này nhưng đây chính là hành trang theo suốt cuộc đời của em.
Em xin cảm thầy Phạm Huy Hoàng đã hướng dẫn em trong suốt quá trình thực
hiện luận văn. Trong quá trình làm luận văn, thầy đã giúp đỡ em tìm tài liệu, chỉ
những thiếu xót và gợi lên những hướng đi mới, giúp em hoàn thành tốt hơn đề tài
này.
Để được theo học ở trường, chúng em không thể quên công lao to lớn của ba mẹ,
ba mẹ đã tạo điều kiện thuận lợi cả về vật chất lẫn tinh thần để có thể giúp em có
thể yên tâm học tập. Và gửi lời cảm ơn đến các bạn đã cùng nhau học tập, trao đổi
trong suốt thời gian theo học ở trường.
Xin chân thành cảm ơn.

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

LỜI NÓI ĐẦU
–&—
Cà phê là cây công nghiệp có giá trò kinh tế cao, được trồng ở nước ta từ rất
lâu. Uống cà phê đã trở thành thói quen của nhiều người, nhất là người dân ở thành
phố. Hương vò đậm đà của cà phê khiến người ta khó mà từ chối.
Nhu cầu thưởng thức cà phê ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng. Sản
lượng xuất khẩu không ngừng gia tăng qua các năm, đồng thời chất lượng cà phê
yêu cầu ngày càng cao mà các phương pháp thủ công không thể nào đáp ứng được.
Do đó, việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào quá trình sản suất chế biến cà phê là
điều cần thiết.
Ở luận văn này em tìm hiểu dây chuyền sản suất cà phê và đi vào tính toán
công đoạn rang trong dây chuyền chế biến cà phê, theo em nghó đây là công đoạn
quan trọng nhất ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng cà phê bột. Với sản phẩm cà
phê bột chúng ta có thể sử dụng trực tiếp để chế phin uống hoặc phục vụ cho quá
trình chế biến cà phê hòa tan.
Việc thiết kế công đoạn rang để cho sản phẩm có chất lượng tốt và phù hợp
với các yêu cầu kỹ thuật là việc không phải dễ đối với sinh viên còn đang học mà
chưa có sự tiếp xúc với thực tế. Nhưng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Phạm
Huy Hoàng em đã hoàn thành đề tài này.
Qua quá trình thực hiện luận văn, em đã học hỏi được nhiều kiến thức quý báu
từ sự hướng dẫn tận tâm của thầy Phạm Huy Hoàng và từ thực tế. Do trình độ
chuyên ngành còn hạn chế, hiểu biết thực tế chưa nhiều nên không thể tránh khỏi
những thiếu sót. Rất mong nhận được sự chỉ bảo của quý Thầy Cô để trong quá
trình công tác sau này em sẽ củng cố, hoàn thiện kiến thức nhằm đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao của xã hội.
SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 2



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

MỤC LỤC
–&—
Trang
Lời cảm ơn

1

Lời nói đầu

2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ BỘT
1.1. Tình hình sản xuất và chế biến cà phê ở Việt Nam hiện nay
1.1.1. Giới thiệu chung về cây cà phê
1.2. Quy trình chế biến cà phê

5
5
8

1.2.1. Qui trình chế biến cà phê ướt (cà phê quả tươi)

9

1.2.2. Qui trình chế biến cà phê khô


17

1.2.3. Qui trình chế biến cà phê tinh

29

CHƯƠNG 2: BỐ TRÍ MẶT BẰNG CỤM MÁY RANG
2.1. Cụm máy rang

37

2.1.1. Phương án 1

37

2.1.2. Phuong án 2

38

2.1.3. Phương án 3

39

2.1.4. Phương án 4

40

2.2. Mô hình dây chuyền sản xuất

41


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ THIẾT BỊ RANG CÀ PHÊ
3.1. Đặc điểm và phân loại công nghệ rang

42

3.1.1. Đặc điểm

42

3.1.2. Phân loại

42

3.2. Giới thiệu và chọn các phương án thiết kế thiết bò rang

43

3.2.1. Phương án 1: Thiết bò rang cà phê thủ công

43

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG


3.2.2. Phương án 2: Thiết bò rang hình trụ nằm ngang có cánh đảo

44

3.2.3. Phương án 3: Thiết bò rang liên tục hiệu Burns Thermalo

45

3.2.4. Phương án 4: Thiết bò rang gián đoạn của hãng Probat_Đức

47

3.3. Các yêu cầu đặt ra cho thiết kế thiết bò rang

50

3.4. Mô tả các bộ phận của thiết bò rang

50

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ THIẾT BỊ RANG CÀ PHÊ
4.1. Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho lò đốt

61

4.1.1. Nhiệt lượng cần thiết để gia nhiệt cho hạt cà phê

61


4.1.2. Nhiệt lượng cần đủ để rang chín cà phê

61

4.1.3. Tính nhiệt lượng đốt nóng thùng rang

62

4.1.4. Nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh bề mặt thùng

62

4.1.5. Nhiệt lượng lò đốt tỏa ra môi trường xung quanh

63

4.2. Tính toán và thiết kế thùng rang

64

4.2.1. Thiết kế thùng rang

64

4.2.2. Tính toán và chọn động cơ cho thùng quay

68

4.2.3. Tính toán và chọn trục của thùng rang


73

4.2.4. Tính toán chọn ổ

81

4.3. Tính toán thiết kế bàn làm nguội

84

4.3.1. Chọn công suất động cơ

84

4.3.2. Tính toán bộ truyền đai cho bàn làm nguội

86

4.4. Tính toán quạt gió và cụm chức năng
4.4.1. Công suất quạt gió

88
88

4.5. Thiết kế xiclon

92

4.6. Sơ đồ mạch điện điều khiển máy rang cà phê nhân


94

TÀI LIỆU THAM KHẢO

97

PHẦN PHỤ LỤC

98

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
CHẾ BIẾN CÀ PHÊ BỘT (CÀ PHÊ BỘT).

1.1.TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ Ở VIỆT NAM HIỆN
NAY.
1.1.1. Giới thiệu chung về cây cà phê:
1.1.1.1 Phân loại:
Cà phê là một loại thức uống màu đen có chứa chất cafein. Hiện nay, cây cà
phê được trồng tại hơn 50 quốc gia trên thế giới, trong đó có một số nước xuất khẩu
cà phê.
Hạt cà phê được lấy từ hạt các loài cây thuộc họ cà phê. Hai dòng cây cà phê

chính là:
- Cà phê Arabica: còn gọi là cà phê chè đại diện cho khoảng 61% các sản
phẩm cà phê trên thế giới.
- Cà phê Robusta: còn gọi là cà phê vôi, chiếm gần 39% các sản phẩm cà
phê. Và còn có coffea Liberica còn gọi là cà phê mít với sản lượng không đáng kể.
Chất lượng hay đẳng cấp của cà phê khác nhau tùy theo từng loại cây, từng
loại hạt và nơi trồng khác nhau. Cà phê Robusta được đánh giá thấp hơn so với cà
phê Arabica do có chất lượng thấp hơn và giá cả theo đó cũng rẻ hơn.
Loại cà phê đắt nhất và hiếm nhất thế giới tên là Kopi Luwak (hay cà phê
chồn) của Indonexia và Việt Nam. Giá bán mỗi cân cà phê loại này khoảng 20
triệu VND và hàng năm chỉ có tên 200kg được bán tên thò trường thế giới.
1.1.1.2 Cấu tạo và công dụng của cà phê:
Cấu tạo của quả cà phê:

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

Quả cà phê sau khi thu hoạch đưa vào chế biến, nó gồm các phần sau đây: lớp
vỏ quả, lớp nhớt (còn gọi là lớp vỏ nhớt), lớp vỏ trấu (vỏ thóc), lớp vỏ lụa, nhân
(còn gọi là nhũ hay hạt).

Hình 1.1 :Mặt cắt ngang của quả cà phê và hạt (nhân) cà phê
1. Nhân cà phê: nằm trong cùng. Lớp tế bào phần ngoài của nhân cứng, tế bào
nhỏ, trong chứa dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn. Một quả cà phê

thường có 1,2 hoặc 3 nhân.
2. Vỏ lụa: là lớp vỏ nằm sát nhân cà phê, có màu sắc và đặc tính khác nhau tùy
thuộc loại cà phê.
3. Lớp vỏ thóc: cứng, nhiều xơ, bao bọc xung quanh nhân.
4. Lớp vỏ thòt: nằm dưới lớp vỏ quả. Vỏ thòt cà phê chè mềm, chứa nhiều chất
nọt dễ xay xát hơn.
5. Lớp vỏ nhớt: có chứa chất nhờn, trơn.
6. Lớp vỏ quả: là lớp vỏ ngoài cùng, mềm mỏng, có màu xanh hoặc đỏ.

Bảng 1.1:Thành phần hóa học của cà phê Arabica:

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

Thành phần
Cacbohydrates

% chất khô

Đường khử

4.0

Sucrose


3.8

Tinh bột

10.0

Pentosan

5.0

Hemicellulose

15.0

Cellulose

18.0

Lignin
Lipid
Protein
Khoáng
Acid không bay hơi
Trigonelline
Caffeine

2.0
13.0
13.0

4.0
7.0
1.0
1.0

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

Tiêu chuẩn cà phê nhân sống:
Đây là tiêu chuẩn của công ty đầu tư xuất nhập khẩu Daklak – Inexim Daklak
cho cà phê sống chất lượng cao:
- Độ ẩm : 12,5% max.
- Đen, vỡ: 0% đến 3% max.
- Tạp chất: 0% đến 0,5% max.
- Cỡ hạt đồng đều theo tiêu chuẩn TCVN 4807 : 2001.
- Màu sắc, mùi vò tự nhiên.
- Không mốc, không lên men, không mùi vò lạ…
- Theo tiêu chuẩn TCVN 4193 : 2001 : 90 lỗi max/300gr.
Đặc tính công dụng của cà phê:
Không giống như các loại đồ uống khác, chức năng chính của cà phê không
phải là giải khát, mặc dù người Mỹ uống nó như thức uống giải khát. Nhiều người
uống nó với mục đích tăng cảm giác hưng phấn. Theo một nghiên cứu được công
bố vào tháng 8 năm 2005 của nhà hóa học Joe Vinson thuộc Đại học Scranton
(Mỹ) thì cà phê là một nguồn quan trọng cung cấp các chất chống oxy hóa

(antioxidant) cho cơ thể, vai trò mà giảm nguy cơ bò ung thư ở người.
1.2. QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ:

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

Hình 1.2: Quy trình sản xuất cà phê

1.2.1.

Qui trình chế

biến cà

phê ướt (cà

phê quả

tươi):

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 9



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

Hình 1.3: Quy trình sản xuất cà phê tươi
1.2.1.1. Thu hoạch và bảo quản cà phê nguyên liệu:

Hình 1.4:

Quả cà phê

sau khi được
Thời gian

hái
thu hoạch cà

phê:
Đối với cà phê Arabica: từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau.
Đối với cà phê Robusta: từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau.
Vì cà phê thường chín không đồng đều nên khi thu hoạch cần chú ý chọn quả
chín để hái.
Sau khi hái, quả cà phê rất dễ bò hư hỏng làm giảm chất lượng cà phê bột, nên
cần phải bảo quản cẩn thận, không để quả dập nát, không đổ thành đống làm khối
quả bò thối rữa và làm giảm chất lượng cà phê.
1.2.1.2. Phân loại kích thước và tách tạp chất:
Khối quả thường có kích thước khác nhau và có lẫn nhiều tạp chất như cành lá,
đất đá, kim loại… Để tăng hiệu quả và năng suất cho máy bóc quả, trước khi đưa


SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

nguyên liệu vào máy ta phải phân loại và tách tạp chất. Ta có thể sử dụng hai
phương pháp:
a. Dùng máy sàng để phân loại và tách tạp chất:
Mục đích:
Tách tạp chất ra khỏi nguyên liệu, tạo nguồn nguyên liệu sạch để đưa vào sản
xuất.
Nguyên liệu sau khi vào thiết bò được dẫn qua máy sàng 2 tầng. Tại đây, các
tạp chất có kích thước nhỏ hơn và các tạp chất có kích thước lơn hơn cà phê nhân
được tách ra.
Sau đó, nhờ hệ thống quạt hút, các tạp chất nhẹ lẫn trong cà phê nhân sẽ được
hút ra ngoài. Từ đây, nguyên liệu được dẫn qua bộ phận nam châm quay để tách
kim loại.
Cuối cùng, nguyên liệu đi qua máy tách đá và thoát ra ngoài.

5

4

3

Sơ đồ nguyên lý máy sàng làm sạch và phân loại


6

1. Quạt hút và thổi không khí
2. Thùng sàng có trang bò lưới phân loại
3. Ống chứa liệu hút vào khi đầy
4. Cửa nạp liệu và không khí
5,11. Quạt hút
6. Buồng chứa liệu và không khí
7. Mặt phẳng nghiêng
8. Cửa tháo liệu
9. Các tấm chắn
10. Buồng lắng bụi và phân loại hạt

2

7

1
8

11

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

10

9

Trang 11



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý máy làm sạch và phân loại

Nguyên lý máy sàng:
Cà phê nhân được đưa vào cửa nạp liệu 4 cùng với không khí, hệ thống quạt
hút 5 sẽ hút cà phê và tạp chất qua hệ thống lọc vào buồng chứa liệu 6, tại đây tạp
chất nhẹ hơn cà phê sẽ được hút qua ống chứa 3, cà phê và các tạp chất nặng sẽ đi
xuống thùng sàng 2 có trang bò lưới sàng, lưới sàng sẽ phân loại cà phê và đảo cà
phê để lắng tạp chất. Cà phê tiếp tục đi qua thùng sàng dưới, với hệ thống quạt
thổi và hút đối lưu 11 sẽ đảo cà phê và dồn tạp chất sang một bên và lắng xuống
buồng lắng bụi và phân loại hạt 10, các tấm chắn 9 sẽ cản bụi và tạp chất lại, cà
phê sẽ được thổi và trượt qua mặt phẳng nghiêng 7 và ra cửa tháo liệu 8. Các tấm
sàn chuyển động nhờ vào cơ cấu lắc truyền động từ các động cơ điện 5.
b. Phân loại làm sạch bằng bể xiphông:
Mục đích:
+ Phân loại các loại tạp chất nặng làm cho nguyên liệu được thuần khiết hơn,
tránh hiện tượng hư hỏng máy móc.
+ Tách tạp chất nhẹ để đảm bảo phẩm chất của sản phẩm thuần khiết.
+ Làm mềm và rửa sạch quả tạo điều kiện tốt cho máy bóc vỏ quả tươi được
dễ dàng.
+ Lợi dụng sức nước để khối cà phê vào máy xát tươi mà không cần dùng sức
người.
+ Sự phân loại nguyên liệu tốt vẫn theo trọng lượng riêng để có chế biến thích
hợp.


SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 12


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

Ngoài ra, phương pháp này còn có tác dụng chứa nguyên liệu khi chưa chế
biến kòp trong thời gian ngắn. Tuy nhiên cũng không nên ngâm quá lâu, vì nếu như
ngâm quá lâu các chất có trong vỏ sẽ tan vào trong nước như: tamin, antoxian, các
axit hữu cơ… tạo điều kiện cho các vi sinh vật phát triển làm ảnh hưởng xấu đến
chất lượng quả.
Nguyên lý hoạt động:
1

2

3

4

nước

5
quả cà phê tươi
những vật nhẹ hơn quả cà phê
những vật nặng hơn quả cà phê
7

6

Hình 2.6: Nguyên lý hoạt động bể xi phông
Dựa theo sự khác nhau về tỷ trọng của các quả cà phê và tạp chất so với tỷ
trọng của nước, loại bỏ tạp chất nặng nhẹ, phân loại cà phê trước khi đưa vào máy
chế biến.
Hạt cà phê từ phễu cấp liệu (1) sẽ rơi tự do xuống ống Xi phông (2) và nhờ áp
lực nước đưa vào sẽ phân loại cà phê như sau:

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

+ Đối với những tạp chất nhẹ như cành cây khô, lá cây, và các vật nhẹ
khác… do nhẹ sẽ nổi lên trên. Theo lực đẩy của nước các tạp chất nhẹ này sẽ
theo ống (3) được đưa ra ngoài.
+ Đối với hạt cà phê có tỷ trọng lớn hơn sẽ lơ lửng và các hạt rắn nặng(7)
sẽ chìm dưới đáy bể Xi phông được áp lực nước đẩy theo đoạn cong hình chữ
Y như trên hình, các hạt nặng do nặng hơn nước sẽ rơi xuống thùng chứa tạp
chất nặng(6) và các hạt cà phê tươi tiếp tục theo đường ống(4) được làm sạch
rồi đi vào máy xát vỏ (5).

1.2.1.3. Xát vỏ quả, rửa nhớt:
Mục đích bóc vỏ quả:
Thành phần chủ yếu của lớp vỏ quả là, gluxit, và protein. Vỏ gây khó khăn

trong quá trình chế biến như: gây thối rữa, kéo dài thời gian phơi sấy. Vì vậy phải
loại bỏ lớp vỏ quả.
Hiệu suất và kỹ thuật xát tươi có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm.
Sau khi xát tươi ta được hai phần chủ yếu: vỏ quả và cà phê thóc ướt còn dính
theo lớp nhớt. Trong đó vỏ quả và cà phê trái còn lẫn trong cà phê thóc ướt theo
một tỷ lệ nhất đònh. Hiệu suất xát tươi càng cao thì tỷ lệ này càng thấp.
Cà phê quả lẫn trong cà phê thóc ướt có thể tách ra và đem xát lại lần hai.
Vỏ quả cà phê chứa nhiều gluxit nên có thể dùng làm thức ăn gia súc, làm
nguyên liệu để sản xuất cồn.
Nguyên lý của máy xát vỏ tươi:
Máy hoạt động dựa trên nguyên lý ma sát giữa trục và hạt cà phê tươi, sau khi
làm sạch bằng bể xi phông, cà phê(có lẫn nước), được cấp vào máy xát qua phễu
(1), hạt cà phê được xát vỏ bởi trục (2) quay, và phần cố đònh (3). Sau khi bóc vỏ
cà phê được làm ráo rồi chuyển qua công đoạn sàn tách vỏ và hạt nhân ra.

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 14


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

1

2

3


4

Hình 1.7: Nguyên lý
Máy
xát
kiểu
Máy xát này còn

máy xát vỏ quả
Raveng:
gọi là máy liên hoàn

vì nó thực hiện đồng
• Bóc vỏ quả.
• Đánh nhớt.
• Rửa cà phê thóc.

thời 3 động tác:

1.2.1.4. Làm ráo trước khi sấy:
Mục đích làm ráo nước:
Sau khi đã rửa sạch nhớt, lượng nước còn trong hạt và lượng nước bám ngoài
vỏ chiếm khoảng 52-60%. Thực nghiệm cho thấy rằng nước bám xung quanh vào
khoảng 8-10%. Nếu để nguyên lượng nước này mang cà phê đi sấy thì có ảnh
hưởng không tốt đến màu sắc của nhân, vì khi nhiệt độ cao lượng nước này sẽ sôi
làm cho nhân gần như bò luộc, dẫn đến cà phê có màu xanh thẫm, tốn nhiều thời

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 15



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

gian sấy và nguyên liệu. Nếu để nguyên cả vỏ thóc mang đi phơi thì kéo dài thời
gian phơi và men mốc sẽ có đủ thời gian phát triển ngay sân. Vì vậy trước khi phơi
phải làm giảm lượng nước của nó.

Các phương pháp làm ráo nước:
• Phương pháp ly tâm.
• Phương pháp dùng tháp gió.
• Phương pháp thủ công.
đây ta dùng phương pháp ly tâm để làm ráo nước
Cấu tạo:

1

2

3

4

Hình 1.8:

5

ly tâm

Dựa

trên

Phương pháp

HGT

tính

chất của lực

ly tâm lớn làm cho nước bắn ra xung quanh. Có thể dùng ly tâm gián đoạn và ly
tâm liên tục.

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 16


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

- Ly tâm gián đoạn: Có nhiều cỡ loại khác nhau, máy gồm một hình trụ có trục
quay 1000-2000 vòng/phút.
Máy hoạt động theo nguyên tắc quay nhanh tạo thành lực ly tâm làm văng
nước ra khỏi lưới, cà phê được giữ lại trong lưới, khi cà phê thóc đã hết nước người
ta dừng máy lại và tháo cà phê ra ngoài.
- Ly tâm liên tục: Máy gồm 2 bộ phận chính, bộ phận múc cà phê lên đổ vào

máy và bộ phận ly tâm làm róc nước, ưu điểm của máy này là làm việc liên tục,
năng suất cao, cà phê được róc nước triệt để nhưng có nhược điểm là cà phê bò vỡ
và tróc vỏ trấu.

1.2.2. Qui trình chế biến cà phê khô:

Hình 1.9: Quy trình chế biến cà phê khô
1.2.2.1 Sấy cà phê thóc:
Mục đích của sấy:
SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 17


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

Mục đích của quá trình phơi là hạ thủy phần hạt cà phê xuống 10-12% để bảo
quản và thực hiện các quá trình tiếp theo.
Phơi và sấy có ảnh hưởng rất lớn đến màu sắc, phẩm chất của cà phê nên đòi
hỏi phải làm đúng kỹ thuật.
Mức độ sấy phải đảm bảo cân đối với môi trường xung quanh nhất là nơi bảo
quản vì tất cả mọi trường hợp hút ẩm sẽ dẫn tới sự biến đổi trạng thái của nhân.
Thông thường thì phải phơi sấy sơ bộ trước rùi mới đem sấy khô chính thức sau.
Quá trình sấy sơ bộ là để loại bớt một phần nước, đồng thời vỏ cà phê còn sót lại
cũng được kéo đi dễ dàng. Cà phê đã phơi sấy sơ bộ khi đưa vào sấy chính thức sẽ
rút ngắn thời gian và chất lượng đảm bảo hơn.
Nguyên lý sấy:
Cà phê được cấp vào phễu (2), và được tải bằng vít tải (1), sau đó được đưa

vào buồng sấy (4). Cà phê được chuyển xuống nhiều tầng khác nhau nhờ xích
đóa(5), đồng thời được cấp nhiệt bởi quạt hút hỗn hợp khí nóng(8) từ buồng gia
nhiệt(7). Và cuối cùng được đưa ra phễu cấp liệu (6) để chuẩn bò cho quá trình tiếp
theo. Các vật liệu nhỏ bay theo khí và được tách ra ở xylo(3).
Sơ đồ nguyên lý
1

2

3

4
HGT

5
6

7

8

HGT

Hình 1.10: Nguyên lý sấy

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 18



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

Hình 1.11: Nguyên lý sấy khác

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 19


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

1.2.2.2. Tách tạp chất:
Mục đích:
Sau khi phơi sấy cà phê thóc lúc này sẽ lẫn nhiều tạp chất và bụi, điều này ảnh
hưởng tới hoạt động của máy móc trong các quá trình tiếp theo, đồng thời làm
giảm ảnh hưởng tới hoạt động của máy móc trong các quá trình tiếp theo, đồng thời
làm giảm chất lượng của cà phê.
Để tách tạp chất ta dùng sàng lắc và nam châm tách kim loại.
Nguyên lý hoạt động của sàn lắc:
Cà phê được chuyển vào sàng lắc, trên sàng lắc có nhiều tấm sàn gồm nhiều
lỗ, những tấm càng dưới thì có kích thước lỗ nhỏ dần và sàng được truyền động bởi
động cơ lệch tâm(3) bắt dưới đế sàng cộng với lò xo(2) tạo ra tần số rung. Các vỏ
cà phê có kích thước lớn hơn theo độ nghiêng của sàng được phân loại.
Sơ đồ nguyên lý
1


2

5

4

3

Hình 2.12: Nguyên lý hoạt động sàn lắc
SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 20


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

1.2.2.3. Xát vỏ quả cà phê khô:
Mục đích:
Loại bỏ lớp vỏ quả khô ngoài còn bám lại ở hạt cà phê.
a. Xát cà phê thóc:
Trong sản xuất cà phê thóc, người ta thường gọi là xát khô. Hạt cà phê thóc bò
bao bọc ở phía ngoài là xen-luy-lô nên có thể con người hoàn toàn không có khả
năng tiêu hóa được lớp vỏ trấu, mặt khác lớp vỏ trấu cũng không giúp ích gì trong
việc tạo nên mùi vò của cà phê. Do đó phải bóc lớp vỏ trấu để lấy cà phê ra.
Xát khô là một khâu quan trọng trong quá trình chế biến cà phê nhân. Điều
kiện kỹ thuật của khâu này tốt hay xấu sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của thành
phẩm: tỷ lệ cà phê vụn nát, tỷ lệ phẩm cấp, giá thành và hiệu suất của các khâu
tiếp theo.

Xát khô là dùng thiết bò hiện đại hoặc công cụ thô sơ đều do tác dụng cơ học
làm bóc vỏ trấu. Thiết bò xát khô có nhiều chủng loại, tính năng và hiệu suất khác
nhau.
Cà phê thóc sau khi xát khô, ta được một hỗn hợp gồm: cà phê thóc, trấu (vỏ
hạt), cà phê nhân, hạt vụn nát. Tuy nhiên tính chất và công dụng mà cách giải
quyết của mỗi thành phần trong hỗn hợp sau khi xát khô không giống nhau.
- Cà phê thóc cần qua trở lại máy xát để tách vỏ lần nửa.
- Cà phê nhân là sản phẩm chủ yếu của quá trình xát khô, có thể đưa đi đánh
bóng.
- Trấu chứa nhiều xen-luy-lô và chất khoáng, có thể dùng làm nhiêu liệu ...
- Cà phê vụn nát có thành phần tương tự như cà phê nhân nên có thể dùng sản
xuất cà phê bột, cà phê hòa tan, cà phê sữa, bánh kẹo …
Quá trình xát khô thường gồm các bước kỹ thuật sau: xát khô, tách vỏ trấu,
đánh bóng, phân loại phẩm cấp.

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 21


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

b. Xát khô:
Yêu cầu xát khô: Cà phê thóc hoặc cà phê quả sau khi xát phải giữ được
nguyên hạt, giảm lượng hạt nứt, hạt vỡ. Phải điều chỉnh mức độ xát khô thích hợp
để nhân cà phê không bò bong thành vẩy gây khó khăn cho quá trình phân cấp
cũng như giảm cấp.
Các phương pháp xát khô:

Có ba loại tác động cơ học làm cho cà phê thóc bò bóc vỏ là nén, xé va đập.
Tùy theo từng loại thiết bò mà tác động cơ học lên hạt khác nhau, nhưng nói chung
đều thuộc 3 loại phương pháp sau:
- Nén và xé: điển hình là máy xát đôi trục
- Đập và xé: điển hình là loại Sanout hiện các cơ sở đang dùng.
c.Tách vỏ trấu cà phê:
Mục đích, ý nghóa:
Sau khi qua máy xát, vỏ trấu bò tuột ra khỏi hạt cà phê thóc hoặc cà phê quả
khô.
Vỏ trấu nhẹ, độ rơi kém, nếu để lộn trong hỗn hợp cà phê thóc, cà phê nhân sẽ
làm hiệu suất phân loại giảm. Do đó phải tách ra trước khi phân loại hỗn hợp cà
phê thóc và cà phê nhân.
Phương pháp tách vỏ trấu:
Ta biết rằng vận tốc cân bằng của vỏ trấu khoảng 1,8 – 3,2 m/s, trong khi đó
vận tốc cân bằng của cà phê thóc là 6 – 9 m/s, của cà phê nhân là 9 – 13 m/s. Do
đó phương pháp tách vỏ trấu cà phê có hiệu quả nhất là dùng sức gió. Thường
khống chế tốc độ gió trong khoảng 4 – 6 m/s, có thể dùng quạt hòm, hòm gió …
Thường các loại mát xát trong sản xuất cà phê bản thân máy cấu tạo đã có bộ
phận hút trấu, nhưng nên thêm quạt hòm hoặc hòm gió để tách vỏ trấu lần thứ 2 để
tách cà phê vụn và cà phê nhẹ.

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 22


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG


Hình 2.13: Hạt cà phê nhân

1.2.2.4. Đánh bóng, bóc vỏ trấu, vỏ lụa:
Mục đích:
Cà phê nhân sau khi xát thì vẫn còn lại một lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc, đó
là lớp thứ tư của vỏ quả, lớp này chủ yếu là xenlulo nó không giúp ích gì quá trình
tạo thành chất lượng của sản phẩm, mà còn giảm giá trò cảm quan của cà phê nhân.
Vì vậy cà phê nhân sau khi xát phải đi đánh bóng, để làm cho lớp vỏ lụa bong ra
hoặc mòn đi. Đó là một chỉ tiêu không thể thiếu của công nghiệp.
Người ta thường dùng máy để đánh bóng cà phê nhân, nguyên tắc chung là
dùng ma sát giữa vỏ và hạt, giữa hạt và trục máy, giữa hạt và hạt. Yêu cầu trục
máy và vỏ máy có cấu tạo cứng, dẫn nhiệt tốt. Thường dùng hợp kim đồng thau.
Sau khi đánh bóng nhiệt độ của khối cà phê không được quá 55 0 và sạch bóng
không được lẫn vỏ trấu quá 1,5%.

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 23


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG

Nguyên lý hoạt động của máy đánh bóng một trục:
Cà phê sau khi sấy và làm sạch, được chuyển qua máy đánh bóng, vào phễu
(1), máy đánh bóng hoạt động dựa trên nguyên lý ma sát giữa hạt và trục, hạt và
hạt, hạt và vỏ. Thân máy(2) có biên dạng giống như trục vít(3), trục máy được
truyền động bởi động cơ(5).


1

2

3

4

HGT

5

Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.14: Nguyên lý máy đánh bóng một trục

Nguyên lý hoạt động của máy đánh bóng hai trục:
Nguyên lý hoạt động cũng giống với máy đánh bóng một trục cà phê sau khi
sấy và làm sạch, được chuyển qua máy đánh bóng, vào phễu(1), máy đánh bóng
hoạt động dựa trên nguyên lý ma sát giữa hạt và trục, hạt và hạt, hạt và vỏ. Thân
máy(2) có biên dạng giống như trục vít(3), trục máy được truyền động bởi động

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM

Trang 24


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS.PHẠM HUY HOÀNG


cơ(5). Ưu điểm của máy đánh bóng hai trục là năng suất cao hơn do diện tích tiếp
xúc lớn hơn và khả năng công nghệ chế tạo dễ hơn.

1
6

2

3

4

HGT

5

Hình 2.15: Nguyên lý máy đánh bóng hai trục

1.2.2.5. Phân loại theo trọng lượng, kích thước, màu sắc:
Chất lượng của hạt cà phê thể hiện thông qua khối lượng, kích thước và màu
sắc của hạt.
- Hạt cà phê tròn to, chắc có màu xanh xám tự nhiên là hạt có chất lượng tốt.
- Hạt cà phê nhỏ, dẹp hay xốp có màu trắng hay đen là hạt có chất lượng kém.
a. Phân loại theo kích thước:
Phân loại theo kích thước dựa vào sự khác nhau theo chiều dày và chiều rộng
của hạt cà phê. Để phân loại chúng ta dùng lưới sàng.

SVTH: NGUYỄN VŨ NAM


Trang 25