TRƯỜNG ĐAI HỌC NƠNG LÂM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ – CƠNG NGHỆ Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Họ tên sinh viên: Đặng Đức Triều Lớp: Cơng Nghệ Thực Phẩm 51A Khóa: 2017 - 2022 Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm 1/ Tên đề tài: Thiết kế phân xưởng chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt suất 9800kg sản phẩm/ ngày 2/ Các số liệu ban đầu: -Năng suất nhà máy 9800kg sản phẩm/ngày - Độ ẩm sản phẩm 11% 3/ Nội dung phần thuyết minh tính toán: - Đặt vấn đề - Chương 1.Tổng quan cà phê - Chương Chọn thuyết minh dây chuyền công nghệ - Chương Cân vật chất - Chương Cân nhiệt lượng - Chương 5.Tính toán chọn thiết bị - Kết luận - Tài liệu tham khảo 4/ Các vẽ: - vẽ mặt phân xưởng chính, khổ A1, A3 - vẽ mặt cắt, khổ A1, A3 5/ Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Quốc Sinh 6/ Ngày giao nhiệm vụ: / /2020 7/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ: / /2020 Thông qua môn Ngày tháng năm 2020 TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) ThS Nguyễn Quốc Sinh DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Cà phê loại thức uống phổ biến Việt Nam, không Việt Nam mà trở thành đồ uống yêu thích người giới họ yêu chuộng thức uống Một số nghiên cứu cho thấy cà phê đem lại sức khỏe cho người có tác dụng an thần, giúp cho người tỉnh táo công việc, tăng tuổi thọ Trong cà phê có chứa hàm lượng chủ yếu cafein, có tác dụng kích thích thần kinh, giúp tế bào não tăng cường khả làm việc, khả tư qua thúc đẩy hoạt động hệ tuần hoàn, tăng cường phản ứng bắp Nhưng bên cạnh ta sử dụng nhiều ảnh hưởng xấu tới sức khỏe làm tăng đột ngột lượng insulin máu, làm thăng thể ảnh hưởng không tốt tới tuyến tuỵ [25] Giống cà phê đưa vào Việt Nam vào năm 1857 giống Arabica (Coffea Arabica), thử nghiệm tỉnh phía bắc, Ninh Bình, Thanh Hóa, Nghệ An Hà Tĩnh Trong 30 năm (từ 1986 đến năm 2016) sản lượng cà phê Việt Nam tăng gần 100 lần, từ 18.400 năm 1986, lên 900.000 năm 2000 đạt 1,76 triệu năm 2016; Trong có từ 90% đến 95% sản lượng xuất hàng năm Hiện tại, Việt Nam có ba loại cà phê cà phê chè (Arabica), cà phê vối (Robusta), cà phê mít (Exelsa chari chex) trồng tỉnh phía Bắc chủ yếu Quảng Trị Sơn La Tuy nhiên, khu vực quan trọng cà phê nói chung Tây Nguyên (Đăk Lăk, Kon Tum Lâm Đồng).[12] Cùng với việc phát triển trồng cà phê kỹ thuật chế biến đòi hỏi ngày cao Khâu chế biến có ảnh hưởng lớn đến phẩm chất cà phê tác động mạnh đến sản xuất cà phê Hiện có nhiều sở chế biến cà phê nhân sống xuất chế biến cà phê bột, cà phê hịa tan, song quy mơ cịn nhỏ, rải rác, chưa tập trung Từ phân tích cho thấy, sản lượng tương đối lớn giá trị mang lại chưa cao , chưa tập trung đầu tư vào khâu chế biến, thiết bị sản xuất chưa đại hóa nâng cao dẫn đến chất lượng mang lại giá trị không cao, nên xuất giá thành bị biến động lúc cao lúc thấp so với nước khác Vì em chọn đề tài “Thiết kế phân xưởng chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt suất 9800kg sản phẩm / ngày” CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu nguyên liệu 1.1.1 Lịch sử nguồn gốc, trình phát triển phân bố cà phê Việt Nam 1.1.1.1 Lịch sử nguồn gốc cà phê Theo truyền thuyết ghi lại vào năm 1671, người chăn dê Kaffa (thuộc Ethiopia ngày nay) phát số dê đàn sau ăn cành có hoa trắng màu đỏ chạy nhảy liên tục phá phách đàn không mệt mỏi kể vào ban đêm Sau đó, họ uống nước ép từ loại tỉnh táo cầu nguyện chuyện trị tận đêm khuya Như xem nhờ đàn dê mà người biết cà phê Tỉnh Kaffa Ethiopia l vùng đất khởi nguyên cà phê Cà phê lúc đầu dại mọc rừng thưa ven bờ sông vùng Bắc Trung phi Abssinia, Libilia, Công -gô , Ethiopia Nguồn gốc loại hình cà phê có giá trị kinh tế lớn ngày Bắc Trung phi Ở Bắc Ấn Độ có cà phê dại giá trị kinh tế giống cà phê từ giống cà phê dại khơng lớn [2] 1.1.1.2 Q trình phát triển cà phê Việt Nam Ở Việt Nam, cà phê chè trồng Năm 1870 Kẻ Sở (Hà Nam) nhà truyền đạo công giáo mang đến Năm 1857 trồng Quảng Trị Bố Trạch (Quảng bình) Năm 1888, thực dân Pháp thành lập đồn điền cà phê Nghệ An, Quảng Trị, Các đồn điền trồng cà phê lớn mọc lên Ngàn Trươi, Ngàn Phố, Ngàn Sâu – Hà Tĩnh(1910),Yên Mỹ - Thanh Hóa(1911), Nghĩa Đàn – Nghệ An(1913) thời gian , xuất số vùng trồng cà phê lẻ tẻ Lai châu , Thuận châu , Mai châu , Hà giang Đến năm 1925-1926, khai phá vùng đất bazan phì nhiêu Tây Nguyên, người Pháp đưa cà phê trồng vùng đất đỏ Tây nguyên Năm 1930, diện tích cà phê Việt Nam đạt điểm cao trước chiến tranh 10.700 ha, Bắc Bộ 4.100 ha, Trung Bộ 5.900 ha, Nam Bộ 700 suất cà phê chè khoảng -5tạ/ha, cà phê vối – tạ/ha Vào thập kỉ 80, phủ ta kí hàng loạt hiệp định hợp tác sản xuất cà phê với Liên Xô (cũ), CHLB Đức, Bungari, Tiệp Khắc, Balan tạo điều kiện cho cà phê có vốn đầu tư, thiết bị để bước vào thời kì phát triển Từ nước có 10.000 cà phê, sản lượng hàng năm khơng q 5.000 đến năm 1994, nước đạt đến 123.800 ha, với sản lượng166.457 cà phê nhân, đạt suất bình quân nước 16,7 tạ/ha cà phê nhân khô Xuất cà phê nhân gần 300 triệu USD Năm 1995, sản lượng 15.000 tấn, xuất 500 triệu USD Ngày 26/03/1991, Việt Nam thức gia nhập làm thành viên thức tổ chức quốc tế cà phê (ICO).[2] Bảng 1 Diện tích sản lượng cà phê Việt Nam qua thời kỳ Năm Diện tích (ha) Sản lượng (tấn) Xuất (tấn) 13.400 6.100 1975 1980 22.500 18.388 - 1985 44.658 12.340 - 1990 119.314 64.101 - 1995 175.000 240.000 233.000 2000 561.000 802.500 733.940 2005 491.400 767.700 892.000 2010 508.500 1.120.000 1.184.000 2015 643.300 1.452.000 1.342.000 645.400 1.470.000 1.792.000 2016 (Nguồn: Cục trồng trọt, 2016) Theo Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thơn, diện tích cà phê năm 2017 đạt 664,6 nghìn ha, sản lượng đạt 1.529.000 tấn[13] Theo số liệu tổng kê Tổng cục Hải quan xuất đạt 1.442.000 tấn.[15] Năm 2018, diện tích trồng cà phê Việt Nam đạt 688.400 ha, với suất 1,6 triệu [14] Theo số liệu tổng kê Tổng cục Hải quan xuất đạt 1.882.000 tấn.[15] Theo Cục Trồng trọt, năm 2019 diện tích cà phê Việt Nam đạt 664.000 ha, sản lượng cà phê đạt 1,5 triệu nhân/năm.[16] 1.1.1.3 Phân bố cà phê Việt Nam Tại Việt Nam, cà phê chè trồng nhiều khu vực Bắc Bộ, đặc biệt lả khu vực Bắc Trung Bộ Cây cà phê chè trồng nhiều khu vực Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Sau chiến tranh khu vườn cà phê chè tiếp tục trì Vì thế, khu vực có phân bố cà phê chè cao Cà phê mít trồng chủ yếu tỉnh Quảng Trị, Gia Lai, Kon Tum sản lượng nên không thuận lợi cho phát triển Cây cà phê vối phát triển mạnh mẽ Tây Ngun nơi có điều kiện đất đai lí tưởng cho cà phê, đất bazan màu mỡ Ngồi ra, cà phê vối trồng Việt Nam có nguồn gốc từ rừng rậm Châu Phi, phân bố khu vực có độ cao 1000m, Việt Nam khơng có nơi thích hợp Tây Ngun Cây cà phê Việt Nam không trồng ven biển khu vực Duyên Hải Nam Trung Bộ điều kiện khí hậu khơng phù hợp, đặc biệt gió Ở nước ta vùng Đồng sông Hồng vùng Tây Nam Bộ thấp địa hình chủ yếu đồng bằng, đất phù sa khơng thích hợp cho cà phê.[18] 1.1.2 Đặc tính phân loại cà phê Bảng Đặc tính thực vật cà phê [17] Giới (Kingdom) Ngành (Division) Lớp (Class) Bộ (Ordo) Họ (Familia) Chi (Genus) Loài (Species) Plantae (Thực vật) Magnoliophyta Magnoliopsida Gentianales Rubiaceae Coffea Coffea Arabica – Cà phê chè (Arabica) Coffea benghalensis – Cà phê (Bengal) Coffea canephora – Cà phê vối (Robusta) Coffea congenis – Cà phê (Congo) Coffea excelsa – Cà phê Liberia/cà phê mít Coffea gallienii – Caffein tự Coffea bonnieri – Caffein tự Coffea mogeneti – Caffein tự Coffea liberica - Cà phê Liberia/cà phê mít Coffea stenophylla – Cà phê Sierra Leon (Nguồn: Lịch sử, nguồn gốc cà phê) Chi cà phê bao gồm nhiều loài lâu năm khác Tuy nhiên, khơng phải lồi chứa caffein hạt, số loài khác xa với cà phê ta thường thấy Chỉ có hai lồi cà phê có ý nghĩa kinh tế Lồi thứ có tên thông thường tiếng Việt cà phê chè (tên khoa học: Coffea arabica), đại diện cho khoảng 61% sản phẩm cà phê giới Loài thứ hai cà phê vối (tên khoa học: Coffea canephora hay Coffea robusta), chiếm gần 39% sản phẩm cà phê Ngồi cịn có Coffea liberica chari (ở Việt Nam gọi cà phê mít) với sản lượng không đáng kể [17] 1.1.3 Các giống cà phê Việt Nam Những loại cà phê thường trồng nước ta nước khác thuộc loại chủ yếu:  CoffeaArabica (Cà phê chè)  Coffea Robusta (Cà phê vối)  Coffea Liberica Coffea Excelsa (Cà phê mít)  Cà phê Arabica (Cà phê chè): Đây loại cà phê trồng lâu đời tiêu thụ nhiều giới thơm ngon dịu (chiếm 70% sản lượng cà phê giới) Là có giá trị kinh tế loài cà phê Cà phê chè chiếm 61% sản phẩm cà phê toàn giới Brasil Colombia hai nước xuất loại cà phê chè Cây thuộc dạng bụi, thân cao từ đến mét, cành đối xứng, mềm, rủ xuống Lá mọc đối xứng, hình trứng dài, đầu nhọn, rìa quăn, xanh đậm Quả cà phê thuộc loại thịt, hình trứng, chín có màu đỏ tươi, chiều dài từ 10 – 18mm Hạt cà phê hình trịn dẹt, có màu xanh xám, xanh lục, tùy theo giống điều kiện bảo quản chế biến Cây cà phê chè có khả tự thụ phấn nên có độ chủng cao loại cà phê khác Lượng cafeine có cà phê nhân khoảng – 3% tùy theo giống Khi trồng khoảng 18 – 24 tháng bắt đầu cho thu hoạch Thường 25 tuổi cà phê coi già, khơng thu hoạch nữa.[2] Hình 1 Coffea Arabica (cà phê chè).[19]  Cà phê Robusta (Cà phê vối): Nguồn gốc khu vực sông Cơng gơ, miền vùng thấp xích đạo nhiệt đới Tây Châu Phi Cây có nhiều thân, thân cao khoảng – 12 mét Lá có hình trứng hình lưỡi mác, mũi nhọn, phiến gợn sóng Quả hình trứng hình trịn, núm nhọn Trên có nhiều gân dọc, chín có màu đỏ màu hồng Kích thước lớn cà phê chè Hạt có dạng hình trịn, dày, màu xanh bạc, xanh nâu tùy cách chế biến Là loại không tự thụ phấn Là dạng thân gỗ thân bụi, cao khoảng từ – mét, trưởng thành cao đến 10 mét Hàm lượng cafeine khoảng -4 % Cây cho từ năm thứ ba cho hạt từ 20 – 30 năm Cà phê vối ưa vùng nhiệt đới khoảng 24 – 29 ºC Đặc biệt cà phê vối không hoa kết mắt cũ cành Là quan trọng thứ hai loài cà phê Khoảng 39% sản phẩm cà phê sản xuất từ loại cà phê này.[2] Hình Coffea Robusta (cà phê vối) [20]  Cà phê Cherry (Cà phê mít): Nguồn gốc xứ Ubangui Chari thuộc Biển Hồ gần sa mạc Sahara Cây cao – 15 mét Quả hình trứng, chín có màu đỏ sầm Hạt có màu ngả vàng, có lớp vỏ lụa bám chặt vào hạt, khó làm tróc hết Quả chín lúc với đợt hoa nên cành đồng thời có chín, xanh hoa Đó điều bất lợi thu hoạch Cà phê mít có mùi thơm, có vị chua chất lượng nước uống thấp nên ưa chuộng.[2] Hình Coffea Exelsa chari chex (cà phê mít) [21] 1.2 Cấu tạo thành phần hóa học cà phê Hình Cấu tạo Cà phê [22] 1.2.1 Lớp vỏ Vỏ lớp màng mỏng, dai, thành phần chủ yếu cenlulo, chiếm khoảng 20 – 23% khối lượng Bên lớp mang màu, xanh lớp mang màu clorofit, chín lớp mang màu đỏ antoxian Phía ngồi vỏ phủ lớp sáp mỏng có tác dụng chống ẩm cho quả, lớp dần chín Vỏ cà phê chè (Arabcia) mềm vỏ cà phê vối (Robusta) cà phê mít (Excelsa).[7] 1.2.2 Lớp vỏ thịt( lớp nhớt) Thịt xếp lớp vỏ quả, lớp dày (1,5-2mm) gồm tế bào mềm, khơng có cafein, tanin, nhiều đường pectin, chiếm khoảng 43-45% khối lượng 10 ... phương, ta có sơ đồ nhập nguyên liệu sau: Bảng Bảng thu nhập nguyên liệu nhà máy Tháng Arabica x x Cheri x x x x 10 11 12 x x x ( Ghi chú: x tháng nhập liệu nhà máy) 3.1.2 Biểu đồ sản xuất nhà... bạc bám bề mặt Lớp vỏ lụa loại bỏ nhờ q trình đánh bóng hạt cà phê.[7] 2.2.2.11 Đánh bóng  Mục đích: Cà phê nhân sau xát cịn lại lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc lớp thứ tư vỏ quả, lớp chủ yếu cellulose,... đánh bóng để làm cho lớp vỏ lụa bong mịn Đó tiêu thiếu cơng nghiệp  Phương pháp thực hiện: Máy đánh bóng gồm trục vỏ máy làm từ kim loại mềm để dễ tạo bề mặt có độ bóng cao Trục máy đặc, có 2-3