Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê bằng phương pháp ướt với năng suất 75 tấn nguyên liệuca

119 904 1
  • Loading ...
1/119 trang
Tải xuống

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 23/10/2015, 20:10

“Mỗi buổi sáng thức giấc, nếu không có một tách cà phê, tôi cảm thấy mình vô vị”. Đó là câu nói của Napoleon. Thực ra, không chỉ ông mà nhiều người đã cảm nhận được sự đặc biệt từ tách cà phê, có người nói rằng cà phê không phải là thú thanh thản như trà, càng không mạnh mẽ bạo liệt như rượu, người thưởng thức cà phê nhẹ nhàng cho rằng cà phê là gạch nối giữa niềm vui và nỗi buồn, với ai đang trong muộn phiền thì cà phê càng day dứt như một bản nhạc có nhiều dấu lặng…Vì thế, cà phê đã trở thành một món ngon tâm hồn dành cho mỗi người, người tìm đến cà phê khi có tâm sự, trăn trở, người tìm đến cà phê như một nguồn cảm hứng sáng tạo trong công việc, người tìm đến cà phê đơn giản như một cách thưởng thức cuộc sống. v.v..Có thể nói, cà phê ngày càng được con người thưởng thức và xem đó như là thức uống không thể thiếu hằng ngày. Do đó, sản phẩm cà phê cần phải được nâng cấp liên tục cà về chất lượng và số lượng. Việt Nam ta, một đất nước hội tụ đầy đủ các điều kiện để trồng và sản xuất cà phê, hàng năm, sản lượng cà phê xuất khẩu đứng thứ hai trên thế giới, trong những năm gần đây nhất nước ta đã có hàng chục vạn tấn cà phê xuất khẩu vì đó là những mặt hàng cả thế giới ưa thích. Tuy nhiên, lợi nhuận thu lai không cao, có khi bị ép giá. Nguyên nhân là do đâu?Thực tế, nước ta có rất ít nhà máy chế biến cà phê đạt chất lượng cao mà chủ yếu là các phân xưởng sản xuất nhỏ của các tư nhân với thiết bị thô sơ, năng suất thấp, chất lượng không cao, mặt hàng cà phê nhân xuất khẩu còn kém chất lượng, vì kém chất lượng nên các sản phẩm của những quá trình chế biến tiếp theo cũng không đạt chất lượng cao, thương hiệu cà phê Việt chưa được khẳng định. Cho nên yêu cầu cần phải xây dựng một nhà máy sản xuất cà phê có quy mô lớn và hiện đại là rất cần thiết. Do đó, nhiệm vụ em được giao trong đồ án này là :Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê bằng phương pháp ướt với năng suất 75 tấn nguyên liệuca”để đáp ứng yêu cầu thực tế và nâng cao thương hiệu cà phê Việt Đồ án tốt nghiệp1-1-Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêLỜI CẢM ƠNQua thời gian gần 3 tháng thực hiện đồ án, dưới sự hướng dẫn tận tình củathầy giáo Đặng Minh Nhật, sự giúp đỡ của bạn bè và sự nổ lực tìm tòi học hỏi củabản thân, qua sách vở cũng như tham khảo thực tế đến nay đồ án cơ bản đã hoànthành đúng thời gian quy định.Trong quá trình thiết kế tôi đã nắm bắt được những kiến thức về công nghệsản xuất cà phê nhân nói riêng và vấn đề xây dựng nhà máy thực phẩm nói chung,cố gắng tìm ra một phương án hợp lý và tối ưu nhất, nhưng do thời gian có hạn,cùng với sự hạn chế về chuyên môn và kinh nghiệm thực tế của bản thân nênkhông thể tránh khỏi sai sót. Tôi rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáovà các bạn để nâng cao kiến thức chuyên môn nhằm phục vụ cho công tác sau này.Tôi xin chân thành cảm ơn trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, các thầy côtrong khoa Hóa và đặc biệt thầy giáo PGS.TS. Đặng Minh Nhật đã tận tình hướngdẫn tôi hoàn thành đồ án.Đà Nẵng, ngày 13 tháng 05 năm 2014Sinh viên thực hiệnHứa Thị Khánh HòaSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B1GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp2-2-Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêLỜI MỞ ĐẦU“Mỗi buổi sáng thức giấc, nếu không có một tách cà phê, tôi cảm thấy mình vôvị”. Đó là câu nói của Napoleon. Thực ra, không chỉ ông mà nhiều người đã cảmnhận được sự đặc biệt từ tách cà phê, có người nói rằng cà phê không phải là thúthanh thản như trà, càng không mạnh mẽ bạo liệt như rượu, người thưởng thức càphê nhẹ nhàng cho rằng cà phê là gạch nối giữa niềm vui và nỗi buồn, với ai đangtrong muộn phiền thì cà phê càng day dứt như một bản nhạc có nhiều dấu lặng…Vìthế, cà phê đã trở thành một món ngon tâm hồn dành cho mỗi người, người tìm đếncà phê khi có tâm sự, trăn trở, người tìm đến cà phê như một nguồn cảm hứng sángtạo trong công việc, người tìm đến cà phê đơn giản như một cách thưởng thức cuộcsống. v.v..Có thể nói, cà phê ngày càng được con người thưởng thức và xem đó như làthức uống không thể thiếu hằng ngày. Do đó, sản phẩm cà phê cần phải được nângcấp liên tục cà về chất lượng và số lượng. Việt Nam ta, một đất nước hội tụ đầy đủcác điều kiện để trồng và sản xuất cà phê, hàng năm, sản lượng cà phê xuất khẩuđứng thứ hai trên thế giới, trong những năm gần đây nhất nước ta đã có hàng chụcvạn tấn cà phê xuất khẩu vì đó là những mặt hàng cả thế giới ưa thích. Tuy nhiên,lợi nhuận thu lai không cao, có khi bị ép giá. Nguyên nhân là do đâu?Thực tế, nước ta có rất ít nhà máy chế biến cà phê đạt chất lượng cao mà chủyếu là các phân xưởng sản xuất nhỏ của các tư nhân với thiết bị thô sơ, năng suấtthấp, chất lượng không cao, mặt hàng cà phê nhân xuất khẩu còn kém chất lượng,vì kém chất lượng nên các sản phẩm của những quá trình chế biến tiếp theo cũngkhông đạt chất lượng cao, thương hiệu cà phê Việt chưa được khẳng định. Cho nênyêu cầu cần phải xây dựng một nhà máy sản xuất cà phê có quy mô lớn và hiện đạilà rất cần thiết. Do đó, nhiệm vụ em được giao trong đồ án này là : Thiết kế nhàmáy sản xuất cà phê bằng phương pháp ướt với năng suất 75 tấn nguyênliệu/ca”để đáp ứng yêu cầu thực tế và nâng cao thương hiệu cà phê ViệtSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B2GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 3-3-Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêCHƯƠNG I LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT1.1 Đặt vấn đềViệt Nam là một quốc gia được thiên nhiên ưu đãi, năng suất và chất lượng càphê ở Việt Nam được đánh giá là cao nhất thế giới nhưng chất lượng cà phê xuấtkhẩu của Việt Nam luôn bị đánh giá thấp, nguyên nhân là do việc sản xuất cà phê ởViệt Nam còn mang tính thủ công, trang thiết bị phục vụ cho sản xuất còn thiếu,phần lớn cà phê được chế biến theo phương pháp thủ công ở các xưởng cà phê tưnhân còn thiếu cả phương tiện lẫn kỹ thuật làm cho tạp chất trong cà phê rất nhiềuvà độ ẩm thường cao.Và còn một nguyên nhân nữa là do việc sản xuất cà phê còngian dối nhiềuDo đó, việc xây dựng nhà máy sản xuất cà phê có chất lượng cao để cạnhtranh trên thế giới là rất cần thiếtĐể xây dựng một nhà máy sản xuất cà phê nhân thì cần chú ý đến những vấnđề như tính khả thi, vị trí xây dựng, địa điểm xây dựng, năng suất, đường giaothông, nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm, nguồn cung cấp năng lượng:điện, nước, nhiên liệu, nguồn nhân lực, hợp tác xã, liên hợp hoá, xử lý chất thải.1.2 Tính khả thiĐất nước ta đã gia nhập WTO, cùng với sự phát triển vượt bậc của nhiềungành kinh tế, đời sống của nhân dân ta ngày một nâng cao. Do đó, nhu cầu thưởngthức cà phê cũng như các sản phẩm thực phẩm đòi hỏi chất lượng cao, bên cạnh đóViệt Nam có thị trường xuất khẩu cà phê rộng lớn. Mặt thuận lợi của chúng ta lànguồn nguyên liệu rất dồi dào, là điều kiện thuận lợi cho việc “ Thiết kế xây dựngmột nhà máy chế biến cà phê với quy mô công nghiệp, hiện đại hóa là hoàn toànkhả thi”.1.3 Vị trí xây dựngĐể xây dựng một nhà máy thì việc chọn địa điểm để xây dựng phân xưởngđóng vai trò quan trọng. Nhà máy phải đặt ở địa điểm sao cho vừa đảm bảo hoạtđộng tốt trong thời gian sản xuất đồng thời đáp ứng các yêu cầu công nghệ trangthiết bị của phương pháp mà ta lựa chọn để chế biến. Muốn vậy nhà máy được xâySVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B3GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 4-4-Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêdựng cần phải thoả mãn các điều kiện sau: gần nguồn nguyên liệu, gần sông hồ đểtận dụng nguồn nước, gần mạng lưới điện quốc gia, các điều kiện khí hậu: nhiệt độ,độ ẩm, hướng gió thích hợp, nguồn lao động dồi dào…Tỉnh Đắk Lắk hiện có trên 175.540 (ha) cà phê, với sản lượng mỗi năm đạt400.000 tấn cà phê nhân trở lên. Đây là tỉnh có diện tích trồng cà phê lớn nhất nướcta, đồng thời có vị trí địa lý thuận lợi cho việc sản xuất cà phê. Phía bắc giáp tỉnhGia Lai, phía nam giáp tỉnh Lâm Đồng, phía đông giáp tỉnh Phú Yên và KhánhHoà, phía tây giáp vương quốc Campuchia và tỉnh Đăk Nông. Có quốc lộ 14, 26, 27rất thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm.1.4 Địa điểm xây dựngCăn cứ vào những điều kiện đã nêu trên, tôi quyết định chọn tỉnh DakLak làđịa điểm xây dựng mà cụ thể là gần nông trường cà phê Cưpul huyện KRôngPach,nằm gần quốc lộ 26, quốc lộ 14, quốc lộ 27, cách trung tâm thành phố 20 km vềphía Đông.Các thông số về điều kiện thời tiết tại DakLak:Nhiệt độ trung bình hằng năm:23,30CNhiệt độ mùa hè:36,00CĐộ ẩm mùa hè:82%Độ ẩm mùa đông:80%Hướng gió chính:Đông và Đông Bắc1.5 Nguồn nguyên liệuĐắk Lắk là một tỉnh có diện tích và sản lượng cà phê lớn nhất nước ta vớinhiều huyện trồng cà phê như: MaD’rak, Krôngbông, Krông Nô, CưJut, Dakmin,CưM’nga, Ea Sup, Krông Eana, KrôngPach….Đó là những huyện có thể cung cấpnguồn cà phê cho nhà máy. Ngoài ra, ta có thể vận chuyển nguồn nguyên liệu càphê từ các tỉnh khác như: Lâm Đồng, Gia Lai, Kon Tum, Đồng Nai… Do vậy việcchọn địa điểm đặt nhà tại tỉnh Đắk Lắk là hoàn toàn hợp lý, vừa giảm được chi phívận chuyển vừa đảm bảo chất lượng của nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B4GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 5-5-Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê1.6 Đường giao thôngNhà máy ở nông trường Cưpul rất thuận tiện cho việc thu mua nguyên liệucũng như vận chuyển sản phẩm1.6.1 Đường bộNhà máy nằm sát quốc lộ 14, gần quốc lộ 13, 19 cho nên thuận lợi cho việcnhập nguyên liệu và phân phối sản phẩm1.6.2 Đường thủyNhà máy cách cảng Nha Trang khoảng không xa cho nên có thể sử dụng cảngnày để phân phối sản phẩm trong và ngoài nước.1.6.3 Đường sắtNhà máy có thể dùng ô tô vận chuyển sản phẩm về ga Nha Trang, ở đó có thểđóng container để đưa sản phẩm đi khắp mọi nơi.1.7 Thị trường tiêu thụ sản phẩmMặc dù nhà máy đặt tại Tây Nguyên có nhiều đồi núi cao, đèo dốc việc đi lạicó phần khó khăn nhưng lại có một vị trí đặc biệt thuận lợi là gần các đường quốclộ. Hơn nữa cà phê được trồng ở vùng đất đỏ bazan luôn mang một hương vị đặcbiệt hấp dẫn lôi cuốn mọi người, được thị trường trong nước cũng như ngoài nướcưa chuộng.1.8 Năng suấtNhu cầu uồng cà phê của người dân ngày càng tăng. Để đáp ứng lượng cà phêtiêu thụ trong nước và xuất khẩu, cần phải xây dựng nhà máy chế biến cà phê đảmbảo chất lượng đồng thời phù hợp với sản lượng cà phê của địa phương. Hơn nữa, cónhiều thương gia ngoài nước xem thị trường Việt Nam là điểm đầu tư lí tưởng, đặcbiệt là đầu tư vào mặt hàng cà phê. Điều này dẫn đến con đường mua bán và trao đổihàng hóa phát triển. Do đó, việc xây dựng nhà máy sản xuất cà phê bằng phươngpháp ướt với năng suất 75 tấn cà phê nguyên liệu/ca là một yêu cầu cần thiết.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B5GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 6-6-Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê1.9 Nguồn cung cấp năng lượng-Điện: Nhà máy sử dụng nguồn điện trên mạng lưới quốc gia đường dây 500KV đã được hạ thế xuống 220 / 380 V. Để đảm bảo sự hoạt động của nhà máy đượcliên tục, nhà máy đã chuẩn bị một máy phát điện dự phòng.-Nước: Nguồn nước của nhà máy được bơm từ giếng khoan sau đó được quahệ thống xử lý và đưa vào sản xuất.-Nhiên liệu sử dụng trong nhà máy bao gồm: Dầu, xăng dùng cho xe ô tô củanhà máy.1.10 Nguồn nhân lựcTại Tây Nguyên lực lượng lao động tại chỗ rất dồi dào, ngoài lượng lao độngtại các xã trong huyện còn có công nhân tại các huyện lân cận.Vì vậy không cần lonơi ăn chỗ cho công nhân của nhà máy. Cán bộ quản lý, kỹ sư có thể tuyển tại cáctrường đại học như: Đại Học Tây Nguyên, Đại Học Bách Khoa…và nhân tài trongcả nước.1.11 Hợp tác hoá, liên hợp hoáĐể tạo điều kiện thuận lợi cho việc đầu tư trang thiết bị, máy móc, phát triểnnâng cấp, cải tiến kỹ thuật của nhà máy đồng thời tạo điều kiện cho việc sử dụngchung những công trình giao thông vận tải, cung cấp điện, nước…thì vấn đề hợp táchoá giữa nhà máy sản xuất cà phê tại DakLak với các nhà máy tỉnh khác là thật sựcần thiết.Ngoài ra liên hợp hóa còn có tác dụng nâng cao hiệu quả kinh tế, nâng caohiệu quả sử dụng nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm, phế phẩm của nhà máy này lànguyên liệu cho các nhà máy khác.1.12 Xử lý chất thảiTrong các công đoạn để sản xuất cà phê ta sử dụng nguồn nước khá nhiều. Dovậy lượng nước thải ra môi trường khá lớn. Đối với nước thải dùng cho quá trìnhsản xuất cần được xử lý và tái sử dụng, còn nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà máyđược đưa vào hệ thống cống rãnh trong nhà máy đến bể xử lý trước khi thải ra môitrường. Đối với chất thải rắn được xử lý bằng phương pháp vi sinh, vỏ cà phê lànguyên liệu để sản xuất phân hữu cơ vi sinh, rượu vang.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B6GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 7-7-Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêCHƯƠNG 2 TỔNG QUAN2.1 Tổng quan về nguyên liệu2.1.1 Nguồn gốc cây và phê và lịch sử phát triển cà phê ở Việt Nam [14].2.1.1.1 Nguồn gốc cây cà phêCây cà phê chè đầu tiên mọc hoang dại ở cao nguyên Etiôpia (châu Phi). Sauđó được đạo quân xâm lược Etiôpia đưa sang A-rập từ thế kỷ 13 – 14. Năm 1575được đem sang trồng ở Yêmen (thuộc A-rập). Thế kỷ 17 được đưa sang Ấn Độ,năm 1658 sang Xrilanca, và từ đó sang đảo Java ( Indonexia ). Sau đó chỉ trongvòng nửa thế kỷ cà phê đã xuất hiện vòng quanh thế giới (Bắc Mỹ, Braxin).2.1.1.2 Lịch sử phát triển cà phê ở Việt NamLần đầu tiên cà phê được đưa vào Việt Nam vào năm 1875, giống Arabicađược người Pháp mang từ đảo Bourton sang trồng ở phía Bắc sau đó lan ra các tỉnhmiền Trung như Quảng Trị, Bố Trạch, … Sau thu hoạch chế biến dưới thương hiệu“Arabica du Tonkin”, cà phê được nhập khẩu về Pháp. Sau khi chiếm nước ta thựcdân Pháp thành lập các đồn điền cà phê như Chinê, Xuân Mai, Sơn Tây chúng canhtác theo phương thức du canh du cư nên năng suất thấp giảm từ 400 – 500 kg/hanhững năm đầu xuống còn 100 – 150 kg/ha khi càng về sau. Để cải thiện tình hình,Pháp du nhập vào nước ta hai giống mới là cà phê vối (C. robusta) và cà phê mít( C. charichia) vào năm 1908 để thay thế, các đồn điền mới lại mọc lên ở phía Bắcnhư ở Hà Tĩnh (1910), Yên Mỹ (1911, Thanh Hoá), Nghĩa Đàn (1915, Nghệ An).Thời điểm lớn nhất (1946 – 1966) đạt 13.000 ha. Năm 1925, lần đầu tiên được trồngở Tây Nguyên, sau giải phóng diện tích cà phê cả nước khoảng 20.000 ha, đến năm1980 diện tích đạt 23.000 ha, xuất khẩu trên 6000 tấn.Trận sương muối năm 1994 ở Brasil đã phá huỷ phần lớn diện tích cà phê ởnước này, cộng hưởng đợt hạn hán kéo dài năm 1997 đã làm nguồn cung trên toànthế giới sụp giảm mạnh, giá tăng đột biến đã khích lệ mở rộng diện tích cà phê ởViệt Nam, đầu tư kỹ thuật canh tác thâm canh, chuyên canh, … nhờ đó diện tích vàsản lượng tăng nhanh, trung bình 23,9%/năm, đưa tổng diện tích cây cà phêSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B7GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp8-8-Thiết kế nhà máy sản xuất cà phênăm 2000 lên đến 516,7 nghìn ha, chiếm 4,14% tổng diện tích cây trồng của ViệtNam, đứng thứ ba chỉ sau hai loại cây lương thực chủ lực là lúa (chiếm 61,4%) vàngô (chiếm 5,7%). Trong thập kỷ 90 thế kỷ XX, sản lượng tăng lên trên 20%/năm.Năm 2000, Việt Nam có khoảng 520 nghìn ha cà phê, tổng sản lượngđạt 800 nghìn tấn. Nếu so với năm 1980, diện tích cà phê của Việt Nam năm 2000đã tăng gấp 23 lần và sản lượng tăng gấp 83 lần. Mức sản lượng và diện tích vượtxa mọi kế hoạch trước đó và suy đoán của các chuyên gia trong nước và quốctế.Cho đến nay sản lượng cà phê cả nước chiếm 8% sản lượng nông nghiệp, chiếm25% giá trị xuất khẩu và là nước xuất khẩu cà phê Robusta lớn nhất thế giới với haitỉnh có diện tích canh tác lớn nhất là ĐăkLăc và Gia Lai, mang lại việc làm ổn định,thu nhập cao cho hàng triệu người. Góp phần ổn định kinh tế xã hội ở những vùngxa xôi hẻo lánh, dân tộc ít người, …2.1.2 Phân loại cà phê [1]Các loại cà phê đều thuộc giống coffea, gồm gần 70 loại khác nhau, chỉ cókhoảng 10 loại đáng chú ý về giá trị trồng trọt. Trên thế giới hiện nay người tathường trồng 3 loại cà phê chính : Giống Arabica Giống Robusta Giống Chari.Các giống này đều có thời gian thu hoạch khác nhau, nên có thể bổ sung thờivụ cho việc trồng và thu hoạch các giống chính2.1.2.2 Cà phê Arabica (cà phê chè)Hình 2.1 Quả cà phê Arabia và hoa cà phê ArabicaSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B8GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 9-9-Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêTên khoa học là Coffee arabica, thường được gọi là cà phê chè, đại diện chokhoảng 61% các sản phẩm cà phê trên thế giới. Có nguồn gốc từ Cao Nguyên nhiệtđới Ethiopia đông Phi Châu.Đặc tính: Arabica cao từ 3 – 7 m tùy điều kiện đất đai, khí hậu, độc thân hoặcnhiều thân, lá nhỏ hình oval hoặc lưỡi mác, cành nhỏ mảnh khảnh ít phân nhánh,tán nhỏ, quả hình bầu dục đôi khi hình tròn, quả chín có giống màu vàng có giốngmàu đỏ tươi, đường kính 10 – 15 mm, thường có hai nhân, hiếm khi có ba nhân,cuống quả khi chín rất mềm dễ rụng, nứt khi trời mưa. Thời gian nuôi quả 6 – 7tháng, khí hậu lạnh ở miền Bắc arabica chín rộ vào tháng 12 – 1 năm sau và muộnhơn 2 – 3 tháng so với Tây Nguyên. Khoảng 800 – 1200 quả/kg, cứ 2,5 – 3 kg hạtcho ra 1 kg nhân, nhân có màu xám xanh, xanh lục,xanh nhạt, …Tuỳ theo phươngpháp chế biến lượng caffein trong nhân khoảng 1 – 3% [5].2.1.2.3 Cà phê Robusta (cà phê vối)Tên khoa học: Coffea canephora hay Coffea robusta, thường được gọi là cà phêvối, chiếm gần 39% các sản phẩm cà phê. Có nguồn gốc từ khu vực sông Conggô vàmiền núi thấp xích đạo và nhiệt đới Tây Phi Châu.Hình 2.3 Cà phê RobustaĐặc tính: Robusta cao 5 – 7 m, độc thân hoặc nhiều thân, cành khá lớn phânnhiều nhánh, tán rộng, lá trung bình mặt lá gồ ghề. Đặc biệt, hoa robusta không baoh ra lại vào mùa sau tại vị trí cũ, quả chín màu đỏ sẫm, đường kính 10 – 13 mm, hìnhbầu dục hoặc tròn có hai nhân đôi khi một nhân, vỏ quả cứng và cuống dai hơnarabica. Cứ khoảng 3 kg quả cho ra 1 kg nhân, nhân hình bầu dục hơi tròn có màuSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B9GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 10- 10 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêxám xanh, xanh bạc, vàng mỡ gà,…Tuỳ thuộc vào cách chế biến lượng caffein cókhoảng 1,5 – 3%2.1.2.4 Cà phê Chari (cà phê mít)Hình 2.4 Cà phê Chari.Tên khoa học: Coffea chari, ở Việt Nam thường được gọi là cà phê mít. Cónguồn gốc ở xứ Ubangui Chari thuộc Biển Hồ gần xa mạc Xahara, du nhập vàoViệt Nam năm 1905,Đặc tính: cây lớn cao 6 – 15 m lá to hình trứng hoặc hình lưỡi mác, gân lá nổilên ở mặt dưới, cành lớn tán rộng. Quả hình bầu dục, núm to và lồi, tùy điều kiệnkhí hậu vùng đất quả sẽ chín sớm hơn hoặc cùng lúc với thời điểm cây ra hoa, càphê mít có đặc điểm ra hoa tại vị trí cũ vào vụ kế tiếp nên vào vụ thu hoạch (tháng 5– tháng 7) trên tại một đốt cành có thể có cùng lúc quả xanh, quả chín, nụ, hoa. Đâylà yếu tố bất lợi cho thu hoạch và giảm năng suất2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng cà phê [1]2.1.3.1 Ảnh hưởng của loại đất trồng cà phê- Đất đai: Cà phê có rễ cọc ăn sâu vào đất nên đất trồng cà phê phải có tầngsâu 70 cm trở lên, thoáng khí, tiêu nước tốt. Chất lượng đất quyết định chất lượngcà phê. Đất bazan trên các Cao Nguyên nham thạch núi lửa là thích hợp nhất chocây cà phê- Khí hậu: Cà phê là cây nhiệt đới nên đòi hỏi nhiệt độ, ánh sáng, lượng mưakhá cao và tùy từng chủng: Cà phê chè ưa mát, nhiệt độ tối ưu 20 – 220C, ánh sángtán xạ nên thường được trồng ở miền núi cao 600 – 2.500 m, lượng mưa cần 1300SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B10GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp11- 11 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê– 1.900 mm. Cà phê vối ưa nóng ẩm , nhiệt độ 24 – 260C, thích ánh sáng trực xạyếu, thường được trồng ở các Cao Nguyên thấp và Bình Nguyên. Lượng mưu cầntừ 1.300 – 2.500 mm.Cà phê mít tương tự cà phê vối nhưng do cây lớn, lá dày hơn,rễ ăn sâu hơn nên chịu khô hạn hơn. Không ưa gió, vì gió to dễ làm gãy cành, ráchlá (vối), trụi lá. Không ưa lạnh, nhiệt độ thấp cây kém phát triển, chậm ra hoa hoặcnụ hoa không nở.-Độ ẩm: Cần độ ẩm cao, trên 70%, đặc biệt vào giai đoạn cây nở hoa.2.1.3.2 Ảnh hưởng của yếu tố kỹ thuậtYêu cầu kỹ thuật chăm sóc rất quan trọng, trong canh tác cây cà phê nếukhông nắm vững kỹ thuật chăm sóc sẽ nhanh chóng làm cây già cỗi, sâu bệnh, giảmnăng suất trầm trọng, các kỹ thuật cơ bản:- Tỉa cành, tạo tán, hoạch định chiều cao, tuyển chọn cành nhánh khỏe mạnhtriển vọng, …-Ủ gốc, tưới tiêu là cực kỳ quan trọng, nó quyết định năng suất cà phê vì càphê ra hoa vào cuối mùa nắng nhưng không kịp vào mùa mưa (điều kiện tự nhiênmưa đầu mùa làm rụng hoa, hỏng hoa), nên phải tưới tiêu và giữ ẩm để hoa nở rộ,đồng loạt.- Bón phân đúng loại, đúng cách, đúng kì, đúng số lượng cần thiết.- Theo dõi diễn tiến khí hậu, sâu bệnh, cỏ dại, sương muối, …- Mật độ, xen canh cũng rất quan trọng.2.1.3.3 Ảnh hưởng của việc thu háiCà phê dù được chế biến theo phương pháp nào đều phải được thu hái khi quảchín đều mới có sản phẩm chất lượng cao. Các hạt cà phê xanh non có tỉ trọng hạtthấp, nước pha uống có vị ngái, không thơm, kém hấp dẫn. Quả cà phê quá chín gâykhó khăn trong quá trình xát đồng thời làm cho nước uống có mùi vỏ quả khônghấp dẫn, nước uống có chất lượng không cao.2.1.3.4 Ảnh hưởng của quá trình bảo quản, vận chuyểnTrong quá trình bảo quản, độ ẩm và nhiệt độ trong kho, đặc biệt là độ ẩm củahạt cà phê đưa vào bảo quản có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cà phê.Độ ẩm củaSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B11GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp12- 12 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêhạt cà phê bảo quản phải dưới 13%. Với khâu vận chuyển ta quan tâm đến tìnhtrạng vệ sinh của phương tiện vận chuyển, ví dụ không dùng xe chở gia súc để vậnchuyển cà phê, không dùng xe tải chở phân hóa học để vận chuyển cà phê.2.1.3.5 Ảnh hưởng của quá trình chế biếnQuá trình chế biến là quá trình chuyển cà phê tươi thành cà phê nhân sau khiloại bỏ toàn bộ vỏ quả, làm sạch nhớt, loại vỏ thóc và làm giảm hàm lượng nướctrong nhân cà phê xuống còn khoảng 13%.2.1.4 Thành phần hóa học của quả cà phê2.1.4.1 Cấu tạo giải phẫu quả cà phê [1,12-16]Quả cà phê gồm có những phần sau: Lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏlụa và nhân [1].Hình 2.5: Nhân cà phê.Lớp vỏ quả: Là lớp vỏ ngoài, mềm, ngoài bì có màu đỏ, vỏ cà phê chè mềmhơn cà phê vối và cà phê mítLớp vỏ thịt: Nằm dưới lớp vỏ mỏng hay còn gọi là trung bì, vỏ thịt cà phê chèmềm chứa nhiều chất ngọt, dễ xay xát hơn. Vỏ thịt cà phê mít cứng và dày hơn.Lớp vỏ trấu: Bao bọc bên ngoài nhân là lớp vỏ cứng , nhiều chất sơ gọi là lớpvỏ trấu tức là nội bì. Vỏ trấu của cà phê chè mỏng và dễ dập vỡ hơn cà phê vối và càphê mít. Hạt cà phê sau khi loại các chất nhờn và phơi khô gọi là cà phê thócLớp vỏ lụa: Đây là một lớp vỏ mỏng, mềm, nằm sát nhân cà phê chúng có màusắc và đặc tính khác nhau tùy theo loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạcrất mỏng và dễ bong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vối màu nâunhạt, vỏ lụa cà phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhân cà phêSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B12GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 13- 13 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêNhân cà phê: Đây là lớp trong cùng của quả cà phê, phía ngoài của nhân là lớptế bào rất cứng có những tế bào nhỏ chứa những chất dầu. Phía trong có những tếbào lớn và mềm hơn. Một quả cà phê thường có 1, 2 hoặc 3 nhân, thông thường thìchỉ 2 nhân.Bảng 2.1 Tỷ lệ các thành phần của quả cà phêThành phầnArabica (g/100g) Robusta (g/100g)Vỏ quả43 ÷ 4541 ÷ 42Vỏ nhớt20 ÷ 2321 ÷ 22Vỏ trấu6 ÷ 7,56÷ 8Nhân và vỏ lụa26 ÷ 3026 ÷ 292.1.4.2 Thành phần hóa học của từng phần cấu tạo nên quả cà phê [1,13-16]Thành phần hóa học của vỏ quả: Khi chín có màu đỏ, là chất antoxian, ngoàira trong quả có vết của alkaloid, tanin,caffeine, các loại enzym. Trong vỏ quả có 30– 31,5% chất khô.Bảng 2.2 Thành phần hóa học của vỏ quảThành phần hóa họcProteinChất béoCelluloseTroHợp chất không có NTaninPectinCaffeineCà phê chè(g/100g) Cà phê vối(g/100g)9,2 – 11,29,171,732,0013,1627,653,223,3366,1657,1514,424,070,580,25Thành phần hóa học của vỏ thịt: Dưới lớp vỏ quả, vỏ thịt cà phê mít cứng vàdày. Vỏ thịt chứa nhiều đường và pectin.Bảng 2.3 Thành phần hóa học của thịt quả.Thành phần hóa họcPectinĐường khửĐường không khửCellulose và troSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2BCà phê chè(g/100g)33.030,020,017,013Cà phê vối(g/100g)38,745,8-GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 14- 14 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêThành phần hóa học của lớp nhớt: nằm sát nhân, khó tách ra. Thành phầnchính của lớp nhớt là pectin, các loại đường khử và không đường, cellulose. Ngoàira còn có enzym pectase phân giải pectin trong quá trình lên men. Đặc tính của lớpnày là không hòa tan trong nước, hút ẩm rất mạnh vì vậy trở ngại cho việc phơi sấyvà bảo quản cà phê.Thành phần hóa học của lớp vỏ trấu: Thóc bao bọc quanh thân, có màu trắngngà, cứng, nhiều chất xơ. Vỏ trấu cà phê chè mỏng, dễ đập vỡ hơn vỏ trấu của càphê mít và vối. Thành phần chính của vỏ trấu là cellulose, ngoài ra còn cóhemicellulose và đường.Bảng 2.4 Thành phần hóa học của vỏ trấuThành phần hóa họcHợp chất có dầuProteinCelluloseHemiCelluloseChất troĐườngPantoseCà phê chè (g/100g)0,351,4661,811,60,9627,00,2Cà phê vối(g/100g)0,352,2267.83,3-Thành phần hóa học của lớp vỏ lụa: Bọc sát nhân, rất mỏng, mềm, có màu sắcvà đặc tính khác nhau tùy thuộc mỗi loại cà phê.Vỏ lụa cà phê màu trắng bạc, dễbong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vối màu nâu nhạt, vỏlụa cà phê mít màu vàng bám sát vào nhân.Thành phần hóa học của nhân: Ở trong cùng là thành phần chính của trái, mỗitrái thường có 2 nhân, khi một hay ba nhân. Phía ngoài của nhân có những tế bào nhỏvà cứng, trong đó có chứa chất dầu. Phía trong là những tế bào lớn và mềm hơn.Bảng 2.5 Thành phần hóa học của nhân cà phê.Thành phần hóa họcNướcChất béoĐạmProteinSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2BTính bằng g/100g8-124-181.8-2.59-1614Tính bằng mg/100gGVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệpCafeinAxit clorogenicTrigonenlinTanninAxit cafetanicAxit cafeicPantosanTinh bộtDextrinĐườngXenluloHemixenluloLinhinTroCaPFeNaMnRb, Cu, F15- 15 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê0.8-22-81-328-9155-230.855-1010-202042.5-4.585-100130-1503-1041-45Vết2.2 Tổng quan về sản phẩm2.2.1 Các dạng sản phẩm cà phê [16]Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4334: 2007 do Bộ Khoa học Công nghệ vàMôi trường ban hành:+ Cà phê quả tươi (Cherry coffee): Cà phê quả còn tươi thuộc chi Coffea saukhi thu hoạch và trước khi làm khô.+ Cà phê quả khô (Husk coffee): Cà phê quả tươi sau khi được làm khô bằngphương pháp khô hoặc sấy.+ Cà phê thóc khô: Là dạng cà phê mà nhân còn bọc một lớp vỏ trấu.+ Cà phê nhân: Là dạng cà phê sau khi đã bóc hết các lớp vỏ bên ngoài.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B15GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp16- 16 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê+ Cà phê vùng gió mùa: Là cà phê nhân thu được từ cà phê không rửa, ở vùngnhiệt đới gió mùa, nên dễ bị hút ẩm làm cho nhân nở ra và màu của nhân chuyểnthành màu vàng hoặc màu sáng.+ Cà phê đánh bóng: Cà phê nhân được chế biến ướt được bóc vỏ lụa bằng tácđộng cơ học làm mặt cà phê bóng và đẹp hơn.+ Cà phê rang: Là sản phẩm thu được sau khi rang cà phê nhân.+ Cà phê bột: Sản phẩm thu được sau khi nghiền cà phê rang.+ Cà phê chiết: Sản phẩm thu được bằng cách dùng nước để chiết các chất hoàtan trong cà phê rang.+ Cà phê hoà tan: Sản phẩm khô, có thể hoà tan trong nước được lấy từ cà phêrang bằng phương pháp lý học sử dụng nước để chiết tách.+ Cà phê hoà tan dạng bột: Sản phẩm thu được qua quá trình cà phê chiếtđược phun trong không khí nóng sau đó cho bay hơi nước để hình thành bột cà phêkhô.+ Cà phê hoà tan dạng cốm: Sản phẩm thu được bằng cách kết hợp cà phê hoàtan dạng bột với nhau thành những hạt to.+ Cà phê hoà tan làm khô ở nhiệt độ thấp: Cà phê hoà tan thu được sau quátrình làm đông lạnh dung dịch cà phê và trạng thái băng được loại bỏ bằng phươngpháp sấy thăng hoa.+ Cà phê khử cafein: Là cà phê thu được sau khi chiết cafeinSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B16GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 17- 17 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê2.2.2 Tiêu chuẩn chất lượng cà phê [17]Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4193:2005 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC/F16 cà phê và sản phẩm cà phê biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường chấtlượng đề nghị, Bộ khoa học và Công nghệ ban hành2.2.2.1. Các chỉ tiêu chất lượng1. Phân hạng chất lượng:- Cà phê chè được phân thành 5 hạng gồm: hạng đặc biệt, hạng 1, hạng 2,hạng 3, hạng 4, hạng 5.- Cà phê vối cũng được phân thành 5 hạng như cà phê chè nhưng hạng 1 đượcphân thành hạng 1a, 1b; hạng 2 được phân thành 3 hạng là 2a, 2b, 2c.2. Màu sắc: Màu đặc trưng của từng loại cà phê nhân.3. Mùi: Mùi đặc trưng của từng loại cà phê nhân, không có mùi lạ.4. Độ ẩm: Độ ẩm < 12,5 %5. Tỉ lệ lẫn cà phê khác loại.6. Tổng trị số lỗi cho phép đối với từng hạng cà phê.Bảng 2.6 Tỉ lệ lẫn cà phê khác loại cho phép trong các hạng cà phêHạng đặc biệt và hạng1Cà phê chèKhông được lẫn R và CCà phê vốiĐược lẫn C ≤ 0,5%Được lẫn A ≤ 3%Hạng 2Hạng 3 và hạng 4Được lẫn R ≤ 1% Được lẫn R ≤ 5 %Được lẫn C ≤0,5% Được lẫn C ≤ 1%Được lẫn C ≤ 1% Được lẫn C ≤ 5%Được lẫn A ≤ 5 % Được lẫn A ≤ 5%Bảng 2.7 Tổng trị số lỗi cho phép đối với từng hạng cà phêHạng chất lượngHạng đặc biệtHạng 1:1a1bHạng 2:2a2b2cSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2BMức tối đa(trong 300 g mẫu)Cà phê chèCà phê vối15303060906012015020017GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 18- 18 -Đồ án tốt nghiệpHạng 3Hạng 4Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê120150250--Tỷ lệ khối lượng đối với từng hạng cà phê trên sàng lỗ tròn.Bảng 2.8 Tỷ lệ khối tượng đối với từng hạng cà phê trên sàng lỗ trònHạng chất lượngHạng đặc biệtHạng 1Hạng 2Hạng 3 và 4Cỡ sàngCà phê chèCà phê vốiNo18/No16No18/No16No16/No14No16/No12No12/No12No12/No12No12/No10No12/No10SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B18Tỷ lệ tối thiểu(%)90/1090/1090/1090/10GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp19- 19 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêCHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH3.1. Chọn phương pháp sản xuấtChế biến cà phê nhân nhằm mục đích loại bỏ các lớp bao vỏ bọc quanh hạtnhân cà phê và phơi khô đến mức độ nhất định, làm cho cà phê nhân sống có mộtgiá trị thương phẩm cao. Rồi sau đó tiếp tục các quá trình chế biến tinh khiết hơnnhư chế biến cà phê rang, cà phê bột thô, cà phê hòa tan… Hoặc các sản phẩm kháccó phối chế như: cà phê sữa, các loại bánh kẹo cà phê…Trong kỹ thuật chế biến cà phê nhân có hai phương pháp chính:- Phương pháp chế biến ướt.- Phương pháp chế biến khô.3.1.1. Phương pháp chế biến khôĐây là phương pháp lâu đời và đơn giản hơn so với phương pháp ướt. Phươngpháp này được thực hiện như sau:Phơi hay sấy cả quả: mục đích giảm độ ẩm của trái cà phê tươi đến khi độ ẩmcủa trái cà phê đạt 11% thì ngừng. Hạt cà phê cần được cào đảo thường xuyên, chephủ cho cà phê vào ban đêm và khi trời mưa để độ ẩm của khối đồng đều, hạn chếsự nhiễm các vi sinh vật làm giảm mùi vị cà phê khi uống.Phương pháp này chỉ áp dụng cho những nước có độ ẩm thấp. Nếu không độẩm cao sẽ làm lớp chất nhầy bị lên men và cà phê sẽ nhanh chóng bị hư hỏng.3.1.2. Phương pháp chế biến ướtGồm hai giai đoạn chính:Giai đoạn xát tươi và phơi sấy: loại bỏ các lớp vỏ thịt và các chất nhờn bênngoài và phơi sấy khô dần đến độ ẩm nhất định.Giai đoạn xay xát và đánh bóng: loại bỏ các lớp vỏ trấu và vỏ lụa, tạo thành càphê nhân.3.1.3 Kết luậnPhương pháp chế biến khô: Tuy có ưu điểm là: Quá trình chế biến đơn giản,vốn đầu tư ít nên giá thành sản phẩm thấp nhưng ngược lại có nhiều nhược điểmSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B19GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp20- 20 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phênhư : Phụ thuộc quá nhiều vào điều kiện thời tiết, tốn diện tích sân phơi, cà phê lâukhô, dễ bị mốc, chất lượng cà phê không cao, kéo dài thời gian sản xuấtPhương pháp chế biến ướt: Tuy rất phức tạp, tốn nhiều thiết bị và năng lượng,đồng thời đòi hỏi dây chuyền công nghệ cũng như thao tác kỹ thuật cao. Nhưngphương pháp này thích hợp với mọi hoàn cảnh, điều kiện khí hậu thời tiết, rút ngắnđược thời gian sản xuất, giảm chi phí nhân công, tăng năng suất của nhà máy vànâng cao chất lượng sản phẩm cà phê nhân.Mỗi phương pháp chế biến sẽ làm tăng những hương vị khác nhau của cà phê.Nhìn chung cà phê chế biến bằng phương pháp ướt cho loại cà phê có vị đậm ngọt,thuần khiết và tươi mát.Do vậy ở đây ta chọn phương pháp chế biến cà phê là theo phương pháp ướtSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B20GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 21- 21 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê3.2. Dây chuyền sản xuất cà phê nhân theo phương phápướt3.2.1 Dây chuyền công nghệ [1, 18]Vỏ cà phêNước thảiSấyTạp chất nhẹTạp chất nặngQuả khôSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B21GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 22- 22 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê3.2.2 Thuyết minh quy trình sản xuất3.2.2.1 Thu nhận, bảo quản nguyên liệu [1, 19-20]a) Thu nhận nguyên liệuHiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam, việc thu hoạch cà phê phần lớnsử dụng bằng tay, cà phê vối thấp dễ hái,còn cà phê mít thân cao có thể bắt thanglên hái, người hái đeo giỏ phía trước ngực hoặc bên sườn.Nguyên liệuThu nhận và bảo quản nguyên liệuTạp chấtRửa và phân loạiPhân loại theo tỷ trọngHình 3.1 Thu hoạch cà phê bằng tayXát cà phê quả tươiTrong quá trình hái phải chú ý những điểm sau:-Phải thu hái khi quảỦ,càlênphêmenvừa chín tới (2/3 diện tích quả có màu đỏ) khôngđược để quả quá chín quả sẽ bị rụng và tổn hao chất dự trữ trong quả.- Không thu hái nhữngRửaquảnhớtcòn xanh, vì lúc đó chất dự trữ chưa đầy đủ, trongquá trình chế biến vỏ lụa bám chặt vào nhân, khó bóc và hạt sẽ nhăn nheo.Làm ráo nước-Trong quá trình thu hái, không được làm tổn thương sây sát cây cà phê làmgiảm năng suất cho mùa sau. Sấy- Giữ vệ sinh trong quá trình thu hái, không để lẫn tạp chất vào nguyên liệu,nát quảtạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập phát triểnTạpkhôngchất được làm dậpSàngtạp chấtgây thối rữa.Vỏb)trấuXát càBảo quản nguyênliệuphê thóc khôVỏ lụaTheo kích thướcĐánh bóngSVTH: Hứa Thị Khánh HòaPhân loạiLớp :09H2B22Pha trộn, cân, đóng baoGVHD: PGS.TS Đặng Minh NhậtTheo màu sắcTheo trọng lượng Bảo quản cà phê nhânĐồ án tốt nghiệp23- 23 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêNguyên liệu sau khi thu hái nên chế biến càng nhanh càng tốt. Nếu chưa chếbiến ngay, không được đổ nguyên liệu thành đống mà phải được bảo quản nơithoáng mát, có mái che và rải thành từng lớp dày không quá 30cm trên nền sạch,khô, sau 2-3 giờ ta phải tiến hành đảo trộn. Thời gian bảo quản càng ngắn càng tốt,thường không quá 36 giờ.3.2.2.2 Làm sạch và phân loại theo kích thước [1, 21-22].Mục đíchQuá trình phân loại theo kích thước nhằm làm cho kích thước nguyên liệuđồng đều, tách được các tạp chất trong nguyên liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho quátrình bóc vỏ, đảm bảo chất lượng sản phẩm.Yêu cầuSau khi sàng lần thứ nhất phải đảm bảo loại hết tạp chất lớn. Trong tạp chấtkhông được lẫn nguyên liệu.Sau khi sàng lần thứ nhất, hiệu suất tách đất, cát, sạn phải lớn hơn 65%, từsàng thứ hai trở đi phải tách được trên 50%.Sau khi sàng lần thứ nhất, hiệu suất loại tạp chất nhẹ phải trên 70%. Từ sàngthứ hai trở đi phải tách trên 60%. Tất cả các tạp chất loại ra đều không được lẫnnguyên liệu.3.2.2.3 Phân loại theo tỷ trọng (phân loại trong bể xi phông) [1, 22].Mục đíchPhân loại bằng bể xiphông nhằm mục đích khắc phục nhược điểm của phươngpháp phân loại theo kích thước, để loại các tạp chất nặng làm cho nguyên liệu đượcthuần khiết hơn, tránh được hiện tượng hư hỏng máy móc.- Tách các tạp chất nhẹ, 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 dễ dàng.-Lợi dụng sức nước để đẩy khối cà phê vào máy xát tươi một cách điều hòamà không dùng sức người.- Sự phân loại tốt vẫn theo trọng lượng riêng để có chế độ chế biến thích hợp.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B23GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp24- 24 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêNgoài ra, bể xiphông còn có tác dụng chứa nguyên liệu khi chưa chế biến kịptrong thời gian ngắn, làm giảm sự bốc nóng tức thời của khối cà phê. Sự phân loạibằng bể Xiphông còn có tác dụng làm cho nguyên liệu ngấm nước tạo điều kiệnthuận lợi cho quá trình xát tươi. Hơn nữa, ta còn lợi dụng sức nước để đẩy khối càphê vào máy xát tươi một cách điều hoà mà không dùng sức người.Yêu cầuBể xiphông phải có cửa lấy tạp chất nặng, nhẹ dễ dàng, vệ sinh thiết bị đơngiản. Trong quá trình làm việc cần phải đảm bảo nguyên liệu chín đúng mức qua ốngxiphông vào máy xát tươi thật đều đặn và liên tục nhưng lượng nước tiêu tốn là ítnhất. Chu kì làm vệ sinh của bể xi phông nhỏ hơn 12 giờ. Tỷ lệ nước/nguyên liệu=3/1là thích hợp. Lưu lượng nước đưa vào có thể điều chỉnh một cách thuận lợi.Nguyên tắcNguyên tắc của phương pháp này là dựa vào sự khác nhau về tỉ trọng của cácquả cà phê và các tạp chất so với tỉ trọng của nước, loại bỏ các tạp chất nặng nhẹ,phân loại cà phê trước khi đưa vào chế biến. Đối với những loại cà phê chín đúngmức, có khối lượng riêng gần bằng 1 nên lơ lửng trong nước. Đối với cà phê quảchín có khối lượng riêng nhỏ hơn 1 nên sẽ nổi lên. Còn đối với cà phê xanh thì cókhối lượng riêng lớn hơn 1 nên sẽ chìm xuống dưới3.2.2.4 Xát cà phê quả tươi [1, 28]Mục đíchVỏ quả gây khó khăn trong việc chế biến như: gây thối rữa, kéo dài thời gianphơi sấy. Vì vậy phải loại bỏ lớp vỏ quảTiến hànhDùng phương pháp cơ học để bóc vỏ quả. Ở đây ta sử dụng máy xát vỏ.Yêu cầuCà phê sau khi xát tươi phải giữ được nguyên hạt, tỷ lệ hạt bị dập hoặc bị xérách vỏ trấu, vỏ quả và cà phê quả nguyên còn lẫn trong cà phê thóc ướt với tỷ lệcàng ít càng tốt.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xátSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B24GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 25- 25 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê- Tính chất của cà phê quả, loại, giống, độ đồng đều, trạng thái vỏ quả, độ ẩm - Tính năng của thiết bị, kỹ thuật điều khiển và xử lý thiết bịChỉ tiêu xát tươiBảng 3.1 Chỉ tiêu xát tươiTỷ lệ vỏ quả cònLoại cà phêlẫn trong khối hạt(%)ArabicaRobustaChari5 – 105 – 1015Tỷ lệ cà phê thóc bócTỷ lệ cà phê cònvỏ trấu và giập (%)nguyên quả (%)0–50–50–53-53-53-53.2.2.5 Ủ, lên men [1, 33- 34 ]Mục đíchCà phê sau khi xát tươi lớp nhớt vẫn còn bám xung quanh vỏ thóc, đặc tínhcủa lớp nhớt này là không tan trong nước, thành phần chủ yếu của lớp nhớt làpectin, hemexenlulose chiếm khoảng 5 – 6 % theo trọng lượng nguyên liệu tươi, nódính chặt vào vỏ trấu làm trở ngại cho việc phơi sấy khô và bảo quản cà phê. Mặtkhác trong lớp nhớt còn chứa một lượng đường khá lớn là môi trường thuận lợi chosự phát triển các loại nấm, vi khuẩn … đặc biệt là các loại nấm mốc và vi sinh vậtcó hại gây trạng thái lên men, cũng có một số nghiên cứu nước ngoài cho rằngngâm ủ làm cho men hoạt động tăng chất thơm trong cà phê sau quá trình biến hoávề hoá học, tăng thêm hương vị của cà phê. Yêu cầu sau khi tách lớp nhớt cà phêcần giữ được nguyên hạt và chất lượng của hạt không bị biến đổi xấu.Cơ sở của phương pháp lên menHiện nay có 4 phương pháp tách lớp vỏ nhớt:+ Phương pháp sinh hoá+ Phương pháp hoá học+ Phương pháp cơ học+ Phương pháp cơ hóa họcSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B25GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp26- 26 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêVì phương pháp sinh hoá đơn giản và có nhiều ưu điểm nên chọn phươngpháp này để tách vỏ nhớt.Phương pháp sinh hoá còn gọi là phương pháp lên men. Phương pháp này dựatrên nguyên tắc dùng các enzim có trong bản thân nguyên liệu và chế phẩm enzymebổ sung làm tác nhân phân giải lớp nhớt thành những chất hoà tan trong nước.Trong sản xuất, quá trình ngâm ủ (lên men) yêu cầu phải đặt khối nguyên liệu vàonhững điều kiện nhất định để đẩy mạnh quá trình phân giải lớp nhớt mà không kéotheo quá trình lên men phụ như lên men lactic, axetic, butiric … làm hại cho chấtlượng của thành phẩm.Tiến hànhQuá trình lên men được thực hiện trong các xi lô lên men. Điều chỉnh cácthông số kỹ thuật như pH trong khoảng 4.5 – 5. Mỗi loại men có một nhiệt độ thíchhợp, đối với cà phê thì nhiệt độ thích hợp cho lên men trong khoảng 35-42 0C. Thờigian lên men trung bình khoảng 8h.3.2.2.6 Rửa nhớt [1, 38- 39]Mục đíchLoại bỏ lớp nhớt đã lên men, tạp chất, vỏ trái còn dính vào vỏ thóc. Rửa càphê có ảnh hưởng rất quan trọng đến phẩm chất cà phê nhân vì nó tẩy sạch nhữngchất gây ảnh hưởng đến màu sắc hạt và mùi vị hạt lúc rangTiến hànhCho cà phê vào trong bể cùng nước sạch, dùng dụng cụ khuấy đảo nhiều lầnrồi tháo hết nước ra, thay nước liên tục cho đến khi nước hoàn toàn trong vắt. Hoặcdùng máy rửa cà phê kiểu nằm ngang làm việc liên tụcCác yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rửa nhớtQuá trình lên men: Lên men tốt hay xấu đều ảnh hưởng đến quá trình đánh vàrửa nhớt. Nếu lên men tốt, nhớt được phân huỷ hoàn toàn thì quá trình rửa nhớt sẽdễ dàng và nhanh chóng, hoặc ngược lại.Quá trình khuấy: Nếu dùng phương pháp cơ giới thì yêu cầu chính là tốc độkhuấy. Cần điều chỉnh tốc độ tuỳ theo kết quả lên men. Nếu tốc độ quá nhỏ thì làmSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B26GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp27- 27 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêcho lớp nhớt không tách được hoàn toàn. Nếu tốc độ lớn quá thì sự va đập giữa máyvà nguyên liệu sẽ lớn gây nên dập nát hoặc làm bong vỏ trấu ra khỏi nhân cà phê,hoặc vỏ trấu bị xé rách làm cho nhân mất lớp bảo vệ, đặc biệt là khi phơi nhân dotiếp xúc trực tiếp với nắng làm biến đổi màu.Tỷ lệ nước: nếu tỷ lệ nước/nguyên liệu lớn thì sẽ kéo dài thời gian rửa nhớt.Nếu tỷ lệ nước/nguyên liệu nhỏ sẽ làm tăng công suất của thiết bị. Thông thường cóthể dùng tỷ lệ khoảng 0,9 – 1,23.2.2.7 Làm ráo [1, 40-42]Mục đíchSau khi rửa sạch nhớt, lượng nước bám xung quanh hạt vào khoảng 8 – 10 %.Nếu để nguyên lượng nước này khi mang cà phê đi sấy thì sẽ ảnh hưởng không tốtđến màu sắc của nhân, vì khi nhiệt độ cao, lượng nước này sẽ gần sôi làm cho nhângần như luộc dẫn đến nhân cà phê sẽ có màu xanh thẫm và tốn nhiều thời gian sấyvà tốn thêm nhiên liệu. Nếu để nguyên cả vỏ thóc ướt mang phơi thì kéo dài thờigian phơi và men mốc sẽ có đủ thời gian phát triển ngay trên sân. Vì vậy trước khiphơi cần làm giảm lượng nước bề mặt của nó.Tiến hànhCho cà phê thóc ướt vào trong xi lô, đáy xi lô có lưới thoát nước.3.2.2.8 Sấy cà phê [1, 44 - 54 ]Mục đíchCà phê thóc sau khi rửa và để ráo nước, có độ ẩm 50 - 60%. Để giảm độ ẩmxuống còn 10 - 12%, đạt yêu cầu bảo quản hạt, cần phải tiến hành sấy .Tiến hành: Chúng ta nên sấy 2 giai đoạn:Giai đoạn 1 sấy sơ bộ bằng phương pháp sấy tĩnh, tác nhân sấy là khói lò, bêntrên có quạt hút không khí ẩm vì nó phù hợp với quy mô sản xuất lớn và công nghệsản xuất hiện đại.Giai đoạn 2 dùng phương pháp sấy động và chọn thiết bị sấy thùng quay.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B27GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp28- 28 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê3.2.2.9 Sàng tạp chất [ 1, 56 ]Mục đíchCà phê thóc khô không tránh khỏi các tạp chất nặng nhẹ như kim loại, cành,lá, rơm rác và các vỏ vụn cà phê; cần phải làm sạch rồi mới đưa vào máy xay xát đểđảm bảo cho thiết bị khỏi hư hỏng thất thường.Phương pháp thực hiệnThường dùng sàng rung động để tách. Lưới sàng có lỗ khác nhau để các tạpchất tách ra riêng và cà phê thóc ra riêng. Ở miệng phểu ra có gắn một nam châmvĩnh cửu để hút các tạp chất kim loại. Bộ khung có tay truyền động gắn với trụckhuỷu. Khi hoạt động, máy bị giật lui đẩy sản phẩm đi.3.2.2.10 Xát cà phê thóc khô [ 1, 57 - 61 ]Mục đíchCà phê thóc khô vỏ trấu chiếm 25 ÷ 35 % trọng lượng hạt, lớp này bao bọc lấynhân cà phê rất chắc, người ta phải dùng nhiều loại máy để bóc vỏ trấu ra.Phương pháp thực hiệnCó 3 loại chính: nén và xé, đập và xé, văng và đập. Đối với cà phê thì vỏ quảvà vỏ trấu bọc rất chắc quanh nhân nên người ta thường dùng loại đập và xé, ma sátqua các gờ của dao máy thì vỏ trấu mới bong ra được. Điển hình thường dùng làloại máy trục ngang có gắn nhiều dao xiên nổi lên trên trục để ma sát với dao ngoàivỏ máy làm bong vỏ trấu.3.2.2.11 Đánh bóng cà phê [1, 61 ]Mục đíchCà phê nhân sau khi xát thì vẫn còn lại một lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc, đólà lớp thứ tư của vỏ quả, lớp này chủ yếu là xenlulo nó không giúp ích gì cho quátrình tạo thành chất lượng của sản phẩm mà còn làm giảm giá trị cảm quan của nhâncà phê. Vì vậy cà phê sau khi xát phải đưa đi đánh bóng để làm cho lớp vỏ lụa bongra hoặc mòn đi. Đó cũng là một chỉ tiêu không thể thiếu được của công nghiệp.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B28GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp29- 29 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêPhương pháp thực hiệnThường dùng máy để đánh bóng cà phê nhân. Nguyên tắc chung là dùng masát giữa hạt và vỏ, giữa hạt và trục máy, giữa hạt và hạt. Yêu cầu trục máy và vỏmáy có cấu tạo cứng, dẫn nhiệt tốt3.2.2.12 Phân loạia) Theo kích thước [1, 66]Mục đíchCà phê sau khi ra khỏi máy đánh bóng thường người ta gọi là cà phê xô baogồm tất cả các loại cà phê xấu tốt, nặng nhẹ, vỏ trấu, vỏ lụa, mảnh vỡ to nhỏ, cà phêquả chưa bóc hết vỏ hoặc còn một phần nhỏ … cho nên người ta tiến hành phân càphê xô ra các cỡ khác nhau theo kích thước.Phương pháp thực hiệnThường dùng sàng tròn quay hoặc sàng lắc để phân loại theo kích thước.Nguyên tắc để phân loại theo kích thước là sự khác nhau về kích thước của hạt.b) Theo trọng lượng [1, 68 ]Mục đíchSau khi phân loại theo kích thước thì hạt cà phê có sự đồng đều về mặt kíchthước nhưng chưa được đồng đều về trọng lượng hạt cho nên cần được phân loạitheo trọng lượng.Phương pháp thực hiệnCó nhiều loại thiết bị phân loại theo trọng lượng riêng nhưng thường dùng 2loại chính: loại nằm ngang và loại thẳng đứng. Loại nằm ngang: cà phê rơi từ trênxuống, quạt gió nằm ngang hơi chếch thổi từ dưới lên. Do sự khác nhau của hạt màđược phân riêng làm nhiều loại khác nhau: tạp chất, rác, bụi …c) Theo màu sắcMục đíchĐể hạn chế số hạt lỗi ( hạt đen, hạt nâu) nhằm đạt được màu sắc đồng đều,tăng chất lượng cảm quan.Phương pháp thực hiệnSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B29GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp30- 30 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêCó hai cách phân loại: Phân loại bằng máy, phân loại bằng tay.3.2.2.13 Phối trộn, cân, đóng baoPhối trộn: Cà phê sau khi phân loại được phối trộn theo tỷ lệ nhất định nhằmđảm bảo hương vị, màu sắc, kích thước... theo yêu cầu của khách hàng và chỉ tiêukinh tế của nhà máy. Khi phối trộn cần chú ý về ngoại hình, hương vị, màu sắc, vàkích thước phù hợp với tiêu chuẩn quy định. Thường sử dụng máy phối trộn cơgiới.Phối trộn thành 3 loại cà phê là loại 1, loại 2 và loại 3+ Loại 1: 80% hạt > 6,3mm, 10% hạt > 5,6mm và 10% hạt > 5mm.+ Loại 2: 10% hạt > 6,3mm, 70% hạt > 5,6mm và 20% hạt > 5mm.+ Loại 3: 10% hạt > 6,3mm, 20% hạt > 5,6mm và 70% hạt > 5mm.Cân, đóng bao: Để thuận tiện cho quá trình bảo quản, kiểm tra, vận chuyển vàtiêu thụ. Việc đóng gói cũng phải theo tiêu chuẩn đã quy định. Thường nước tađóng gói 50kg và 70kg một bao. Bao bằng loại PE ở trong và bao gai ở ngoài. Baobì không được có mùi lạ: thơm hoặc hôi.3.2.2.14 Bảo quảnSau khi sấy thu được cà phê thóc khô, ta tiến hành đóng bao cho vào kho đểbảo quản chờ ngày xuất khẩu. Sử dụng loại bao 2 lớp, lớp ngoài là lớp PP, lớp tronglà lớp PE để tăng khả năng chống ẩm.Cà phê thóc khô được bảo quản để chờ chuẩn bị đưa đi xát khô tách vỏ trấuchế biến cà phê nhân thành phẩm. Do khối lượng cà phê phơi hoặc sấy nhiều màquá trình xát khô, chế biến cà phê nhân chưa kịp hoặc chưa có khách hàng thì cầnthiết phải bảo quản chúng. Cũng có thể do giá cả chưa ưng ý, cơ sở chế biến muốndự trữ chờ giá cao hơn mới đem xát khô chế biến cà nhân để trao đổi mua bán.Do cà phê thóc khô còn một lớp vỏ thóc bao quanh che chắn lấy nhân nên việcbảo quản cà phê thóc khô giữ được chất lượng cà phê tốt hơn bảo quản cà phê nhân.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B30GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệpSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B31- 31 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê31GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 32- 32 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêCHƯƠNG 4 CÂN BẰNGNGUYÊN LIỆU4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy4.1.1 Bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máyỞ Đăk Lăk vào tháng 8 thường mưa và nguyên liệu ít nên ta cho nhà máyngừng sản xuất vào thời gian này để sửa chữa máy móc, thiết bị.Bảng 4.1: Bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máyThángArabicaRobustaChari1×23×4×5678×-×××9×101112×××4.1.2. Biểu đồ sản xuất của nhà máyDựa vào bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy và lượng nguyên liệu nhậpvào. Ta có thể lập ra kế hoạch làm việc trong tháng, số ca làm việc trong ngày. Mỗingày làm việc 3 ca, một ca làm việc 8 tiếng, ngày chủ nhật và các ngày lễ được nghỉtheo quy định (có 10ngày lễ lớn trong năm).Bảng 4.2 Biểu đồ sản xuất của nhà máyThángSố ngày làm việcSố ca làm việc126782247232678425755267862575726788××92575102678112575122678Năng suất nhà máy tính theo nguyên liệu: 75tấn NL/ca = 9375(kg/ giờ)Tổng số ngày sản xuất trong năm: 280 – 10 =270 (ngày).4.2. Cân bằng nguyên liệu cho chế biến cà phê nhân từ càphê quả tươiĐối với cà phê Chari có hao hụt tương tự như cà phê Arabica, nên sau đây làbảng tỷ lệ hao hụt nhưSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B32GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 33- 33 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêBảng 4.3 Bảng tỷ lệ hao hụt qua các công đoạn (%)Hao hụt (%)ArabicaRobustaThứ tựCông đoạn chế biến1Cà phê quả tươi,thu nhận và bảo quảnLàm sạch và phân loại theo kích234567891011121314thướcPhân loại trong bể xi phôngXát tươi, rửa nhớtLên menSấy tĩnhSấy thùng quayTách tạp chấtXát khôĐánh bóng cà phê nhânPhân loại theo kích thướcPhân loại theo khối lượng11,542240210,51150,50,5+ Loại hạt 1( hạt>6,3mm)1+ Loại hạt 2( hạt>5,6mm)1+ Loại hạt 3( hạt>5mm)Phân loại theo màu sắc1+ Loại hạt 1( hạt>6,3mm)1+ Loại hạt 2( hạt>5,6mm)1+ Loại hạt 3( hạt>5mm)Đấu trộn, đóng bao1+ Loại hạt 1( hạt>6,3mm)0,2+ Loại hạt 2( hạt>5,6mm)0,2+ Loại hạt 3( hạt>5mm)0,24.2.1 Đối với cà phê Robusta4.2.1.1 Phân loại theo kích thướcLượng nguyên liệu vào: 9375(kg/ giờ)Tỷ lệ hao hụt: 1 (%).Lượng nguyên liệu hao hụt : 9375 × 0,01 = 93,75 (kg/h).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B33GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 34- 34 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê4.2.1.2. Phân loại bằng bể xi phôngLượng nguyên liệu vào: 9375−93,75 = 9281,25 (kg/h).Tỷ lệ hao hụt:2 (%).Lượng nguyên liệu hao hụt : 9281,25× 0,02 = 185,62 (kg/h).4.2.1.3. Xát tươi, rửa nhớtLượng nguyên liệu vào: 9281,25 – 185,625 = 9095,62 (kg/h).Tỷ lệ hao hụt: 40 (%).Lượng nguyên liệu hao hụt : 9095,62 × 0,40 = 3638,25 (kg/h).4.2.1.4 Lên men, rửaLượng nguyên liệu vào: 9095,62 – 3638,25= 5457,37 (kg/h).Tỷ lệ hao hụt: 2 (%).Lượng nguyên liệu hao hụt : 5457,37 × 0,02 = 109,147(kg/h).4.2.1.5 Sấy tĩnhLượng nguyên liệu vào: 5457,37 – 109,147= 5348,22(kg/h)Lượng nguyên liệu sau khi sấy tĩnh tính theo công thức:1001 − w1G2 = G1 × 100 − w2 (kg/h)Trong đó: G1 là lượng nguyên liệu trước khi sấy tĩnh.w1 là độ ẩm của nguyên liệu trước khi sấy tĩnh chọn w1 = 55 %.w2 là độ ẩm của nguyên liệu sau khi sấy tĩnh chọn w2 = 40 %.G2 = 5348,22 ×100 − 55100 − 40 = 4011,16(kg/h).Lượng ẩm tách ra sau khi sấy tĩnh làΔw = G1 – G2 = 5348,22– 4011,164= 1337,05 (kg/h).Lượng hao hụt tách ra trong khi sấy tĩnh là: 4011,164 × 0,01= 40,11 (kg/h)4.2.1.6 Sấy thùng quaySấy nhằm hạ thủy phần của cà phê xuống còn 10÷12%, chọn 12%.Lượng nguyên liệu ban đầu: 4011,164– 40,11 = 3971,05 (kg/h).- Độ ẩm ban đầu w1 = 40%.- Độ ẩm sau khi sấy: w2 = 12%.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B34GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 35- 35 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê- Tỉ lệ hao hụt 0,5 %.- Lượng nguyên liệu còn lại sau khi sấy100 − w1G2 = G1 × 100 − w2 = 3971,05100 − 40× 100 − 12 = 2707,53 (kg/h).Lượng ẩm được tách ra sau khi sấy là: 3971,05 – 2707,53= 1209,51 (kg/h).Lượng hao hụt khi sấy là: 2707,53 × 0,005 = 13,53(kg/h).4.2.1.7 Tách tạp chấtLượng nguyên liệu vào: 2707,53 – 13,53= 2693,99 (kg/h).Tỷ lệ hao hụt: 1 (%).Lượng nguyên liệu hao hụt : 2693,99 × 0,01 = 26,9399 (kg/h).4.2.1.8 Xát khôLượng nguyên liệu vào: 2693,99 – 26,9399 = 2667,05(kg/h).Tỷ lệ hao hụt: 15 (%).Lượng nguyên liệu hao hụt : 2667,05× 0,15 = 400,05 (kg/h)4.2.1.9 Đánh bóngLượng nguyên liệu vào: 2667,05– 400,05 = 2266,99 (kg/h).Tỷ lệ hao hụt: 0,5 (%).Lượng nguyên liệu hao hụt : 2266,99 × 0,005= 11,33 (kg/h).4.2.1.10 Phân loại theo kích thướcLượng nguyên liệu vào: 2266,99 – 11,33 = 2255,65(kg/h).Gồm các loại hạt: hạt >6,3mm (70%), hạt >5,6mm (20%), hạt >5mm (10%)•Hạt > 6,3mm (70%)+ Lượng hạt > 6,3mm phân loại được: 2255,65 × 0,7 = 1578,955 (kg/h).+ Hao hụt trong công đoạn này là: 0,5%.+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,005 × 1578,955=7,895(kg/h)•Hạt > 5,6mm (20%)+ Lượng hạt > 5,6mm phân loại được: 2255,65×0,2 = 451,13 (kg/h).+ Hao hụt trong công đoạn này là: 0,5%.+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,005 ×451,13= 2,256 (kg/h).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B35GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp•36- 36 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêHạt > 5mm (10%)+ Lượng hạt > 5mm phân loại được: 2255,65×0,1 = 225,565 (kg/h).+ Hao hụt trong công đoạn này là: 0,5%.+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,005 ×225,565= 1,128 (kg/h).4.2.1.11 Phân loại theo trọng lượng•Loại 1 (hạt > 6,3mm)+ Lượng nguyên liệu vào: 1578,955 – 7,895= 1571,1 (kg/h).+ Tỷ lệ hao hụt: 1%.+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 1571,1 × 0,01 = 15,711(kg/h).•Loại 2 (hạt > 5,6mm)+ Lượng nguyên liệu vào: 451,13 – 2,256 = 448,874(kg/h).+ Tỷ lệ hao hụt: 1%.+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,01 × 448,874= 4,49 (kg/h).•Loại 3 (hạt > 5mm)+ Lượng nguyên liệu vào: 225,565 –1,128= 224,473(kg/h).+ Tỷ lệ hao hụt: 1%.+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,01× 224,473= 2,2447 (kg/h).4.2.14. Phân loại theo màu sắc•Loại 1 (hạt > 6,3mm)+ Lượng nguyên liệu vào: 1571,1 – 15,711=1555,39 (kg/h).+ Tỷ lệ hao hụt: 1%.+ Lượng nguyên liệu hao hụt 1555,39 × 0,01 =15,554 (kg/h)•Loại 2 (hạt > 5,6mm)+ Lượng nguyên liệu vào: 448,874 – 4,49 = 444,38 (kg/h).+ Tỷ lệ hao hụt: 1%.+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,01 ×444,38= 4,4438 (kg/h).•Loại 3 (hạt > 5mm)+ Lượng nguyên liệu vào: 224,473 – 2,2447 = 222,23(kg/h).+ Tỷ lệ hao hụt: 1%.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B36GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp37- 37 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 0,01 ×222,23= 2,2223 (kg/h).4.2.1.14 Phối trộnTa có khối lượng của các loại hạt:•Hạt > 6,3mm (70%): 1555,39 −15,554 =1539,836 (kg/h)•Hạt > 5,6mm (20%): 444,38 − 4,4438=439,94(kg/h)•Hạt > 5mm (10%): 222,23−2,2223=220,007(kg/h)Người ta phối trộn như sau:•Loại 1 (80% hạt loại 1+ 10% hạt loại 2 + 10% hạt loại 3 )+ Lượng nguyên liệu vào:1539,836 × 0.8 + 439,94× 0.1 + 220,007×0.1 = 1297,86 (kg/h)+ Tỷ lệ hao hụt: 0,2%.+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 1297,86 ×0.002= 2,595 (kg/h).•Loại 2 (10% hạt loại 1+70% hạt loại 2 +20% hạt loại 3)+ Lượng nguyên liệu vào:1539,836 × 0,1 +439,94× 0,7 + 220,007× 0,2 =505,94 (kg/h).+ Tỷ lệ hao hụt: 0,2%.+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 505,94 × 0,002 = 1,012 (kg/h).•Loại 3 (10% hạt loại 1+20% hạt loại 2 +70% hạt loại 3)+ Lượng nguyên liệu vào:1539,836 × 0,1 + 439,94 × 0,2 + 220,007× 0,7 = 395,97(kg/h).+ Tỷ lệ hao hụt: 0,2%.+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 395,97 × 0,002 = 0,79(kg/h).4.2.1.15 Cân đóng baoLượng nguyên liệu sau hao hụt của mỗi loại hạt:Loại hạt 1: 1297,86 – 2,595 = 1295,565 (kg/h).Loại hạt 2: 505,94 – 1,012 = 504,928 (kg/h).Loại hạt 3: 395,97– 0,79= 395,18 (kg/h).- Tỷ lệ hao hụt:0,5 %SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B37GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 38- 38 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê- Lượng nguyên liệu hao hụt:Loại hạt 1: 1295,565×0,005= 6,478(kg/h).Loại hạt 2: 504,928 ×0,005=2,524(kg/h).Loại hạt 3: 395,18×0,005=1,98(kg/h).4.2.1.14 Cà phê thành phẩmLượng thành phẩm:+ Loại 1: 1295,565 – 6,478= 1289,087(kg/h).+ Loại 2: 504,928 – 2,524= 502,404 (kg/h).+ Loại 3: 395,18 – 1,98= 393,2 (kg/h).Vậy từ 9375kg cà phê Robusta nguyên liệu sau quá trình chế biến ta thu được2184,69 kg cà phê nhân thành phẩm/ giờ.4.2.2 Đối với cà phê Arabica và ChariTính tương tự như cà phê Robusta, ta có bảng tổng kết sauBảng 4.4 Tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào của các công đoạnLượng NLThứ tự12Công đoạnThu nhận, bảo quảnPhân loại theo kíchthước3 Phân loại theo tỷ trọng4Xát tươi, rửa nhớt5Ủ, lên men6Sấy tĩnh7Sấy thùng quay8Tách tạp chất9Xát khô10 Đánh bóng cà phê nhânPhân loại theo kích11thước12 Phân loại trọng lượng+ Loại hạt 1:SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2Bvào(Robusta)(kg/h)9375Lượng NL vào(Arabica)(kg/h)Chọn lượng NL vào(kg/h)937593759375937593,759281,259095,625457,375348,223971,052693,992667,052266,999281,259142,035302,275196,323858,282617,472591,32202,69281,259142,035457,375348,223971,052693,992667,052266,992255,652191,592255,651571,11457,381571,138GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp1314151639- 39 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê+ Loại hạt 2:448,874436,118448,874+ Loại hạt 3:Phân loại theo màu sắc224,473218,06224,473+ Loại hạt 1:1555,391442,8061555,39+ Loại hạt 2:444,38431,756444,38+ Loại hạt 3:Cân, đóng bao222,23215,88222,23+ Loại hạt 1:1295,5651428,381295,565+ Loại hạt 2:504,928427,44504,928+ Loại hạt 3:Thành phẩm395,18213,721395,18+ Loại1:1289,0871425,9491289,087+ Loại 2:502,404426,586502,404+ Loại 3:Cà phê nhân393,22184,69213,2942065,83393,22184,69SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B39GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 40- 40 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêCHƯƠNG 5 CÂN BẰNG NHIỆT CHO QUÁ TRÌNH SẤYKẾT THÚC5.1 Xây dựng quá trình sấy lý thuyếtĐể đơn giản cho việc tính toán nhiệt, trước tiên ta nghiên cứu quá trình sấy lýthuyết, coi thiết bị sấy là lý tưởng:- Nhiệt lượng bổ sung bằng không.- Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che bằng không.- Nhiệt tổn thất do thiết bị chuyển tải mang đi bằng không.- Nhiệt tổn thất do vật liệu sấy mang di bằng không.Như vậy trong thiết bị sấy lý tưởng chỉ còn nhiệt tổn thất do tác nhân sấymang đi. Quá trình sấy xảy ra trong một thiết bị sấy lý tưởng như vậy gọi là quátrình sấy lý thuyết.m1 , w 1132G1,I1,d1G0 , I0 , d0G2 , I2 , d2m2 , w25.1.1 Cơ sở của quá trình cân bằng nhiệtSấy là một trong những công đoạn quan trọng trong công nghệ sau thu hoạchđối với các loại nông sản. Thực tế cho thấy nếu phơi khô hoặc sấy khô không kịpthì nhiều nông sản có thể do mất mát và biến chất khoảng 10-20%, hoặc đối vớimột số loại như sắn có thể lên đến 40-50%. Quá trình sấy nó ảnh hưởng đến chấtlượng sản phẩm. Do đó cần phải có một chế độ sấy thích hợp để đảm bảo hạt ít bịrạn nứt, đồng thời giữ được các tính chất về hương vị, màu sắc và các phần có tronghạt. Ở đây ta sử dụng thiết bị sấy thùng quay, tác nhân sấy là không khí nóng.Quá trình nhiệt trong quá trình này chủ yếu là quá trình sấy cà phê thóc.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B40GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 41- 41 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê5.1.2 Các thông số ban đầu+ Nhiệt độ không khí sấy: t1 = 750C.+ Nhiệt độ nguyên liệu vào: θ1= 400C.+ Độ ẩm của nguyên liệu trước khi sấy: 40%+ Độ ẩm của nguyên liệu sau khi sấy: 12%.+ Áp suất khí quyển: P = 757 (mmHg)5.1.3 Xác định các thông số của không khí5.1.3.1 Các thông số trạng thái của không khíTrạng thái của không khí trước khi vào calorife với điều kiện khí hậu ở ĐăkLăk : to = 20,30C (nhiệt độ thấp nhất trong năm); φ0 = 80% [10, 100]+ Áp suất hơi bão hoà của không khí:4026,42Pbh = exp(12,031- 235 + t ) bar[8, 30]4026,42Pbh = exp(12,031- 235 + 20,3 ) =0,0237 bar = 17,811 (mmHg).+ Hàm ẩm của không khí được xác định theo công thức:x0 = 0,622 ×ϕ 0 × PbhP − ϕ 0 × Pbh = (kg/kgkkk).[4, 156]+ Hàm nhiệt của không khí ẩm trước khi qua calorife:Io = Ck × to + (2493+ 1,97 × to) × xo[4, 156]Với Ck = 1(kJ/kg.K)Io = 1 × 20,3 + (2493 + 1,97 × 20,3) × 0,01193 = 50,52 (kJ/ kg kkk).5.1.3.2 Các thông số của không khí khi qua calorife trước khi vào máy sấyHàm ẩm của không khí sau khi qua calorife không thay đổi, không khí chỉthay đổi nhiệt độ nhưng không thay đổi hàm ẩm[4, 166]x1 = xo= 0,0119 (kg/kgkkk).- Chọn nhiệt độ của không khí sau khi ra khỏi calorife là: t1= 750Ct1 = 750C, suy ra Pbh = 0,3838(at) = 287,926 mmHg.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B41GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 42- 42 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê- Độ ẩm tương đối của không khí sau khi qua calorife:ϕ1 =x1 × P(0,622 + x1 ) × Pbh1 (%)0,0119 × 757= 0,0493 = (0,622 + 0,0119) × 287 ,926= 4,93% .- Hàm nhiệt của không khí sau khi qua calorife:I1 = Ck × t1 + (2493 + 1,97 × t1) × x1 (kJ/kgkkk)I1 = 1 × 75 + (2493 + 1,97 × 75) × 0,0119 = 106,42 (kJ/kgkkk)5.1.3.3 Thông số của không khí sau sấyGiả sử ta chọn nhiệt độ của tác nhân sau khi sấy ra là: t = 330CΙ 2 − ck t 2106,42 − 33Suy ra x2 = 2493 − 1,97 × t 2 = 2493 − 1,97 × 33 = 0,0302 (kg ẩm/ kg kkk)Ck là nhiệt dung riêng của không khí khô, Ck= 1(KJ/kg.K)Nhiệt độ tác nhân sấy ra: t2 = 330CSuy ra Pbh2 = 0,0517(at) = 39,292 mmHg=φ2[8, 30]x2 × P0,0302 × 757=(0,622 + x2 ) × Pbh2(0,622 + 0,0302) × 39,292 = 0,892 = 89,2%⇒ φ2 = 89,2% thuộc khoảng từ 85 – 95%.P2: Áp suất hơi bão hòa của không khí.5.1.3.4 Lượng không khí khô tiêu hao riêng để bốc hơi 1 kg ẩml=11=x 2 − x1 = 0,0302 − 0,0119 54,64 (kg/kg ẩm)[4, 170]5.1.3.5 Tổng lượng không khí khô cần thiết cho quá trình sấyL = l×U (kgkkk/h).Trong đó:- U: Là lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy (kg/h).U=∆G =G1 ×W1 − W2100 − W2 (kg/h).-G1: Lượng nguyên liệu trước khi vào máy sấy tính theo năng suất nhà máy.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B42GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 43- 43 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêDo làm việc liên tục 3 ca nên:G1 = 3971,05 (kg/h).w1: Độ ẩm ban đầu của cà phê là 40%.w2: Độ ẩm của cà phê sau sấy là 12%.40 − 12U = ∆G =3971,05× 100 − 12 = 1263,51 (kg/h).L = 54,64 × 1263,51 = 69038,5 (kgkkk/h).5.1.4 Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy lý thuyết5.1.4.1 Lượng nhiệt cần thiết làm bay hơi 1kg ẩmq=I1 − I ox2 − xo ( kJ/kg ẩm).[4, 170]Trong đó: Io, I1: Là hàm nhiệt của không khí trước và sau khi qua calorife.xo, x2: Là hàm ẩm của không khí trước và sau khi sấy.q=106,42 − 50,52= 3054,640,0302 − 0,0119(kJ/kg ẩm).5.1.4.2 Tổng nhiệt lượng cần thiết cho quá trình bốc ẩmQ1 = q × U = 3054,64× 1263,51 = 3859568 ,18 (kJ/h)5.2 Xây dựng quá trình sấy thực tế5.2.1 Lượng nhiệt bổ sung thực tếGọi ∆: là lượng nhiệt cần bổ sung thực tế:∆ = qBS+Cn×t0 – qm – qVC – qVL[8, 135]Trong đó:- Nhiệt lượng riêng do vật liệu mang vào:Cn×t0 = 4,1816×40 = 167,264 (kJ/kg ẩm).- Nhiệt lượng riêng để đun nóng vật liệu:qvl = G2 × Cvl(θ2-θ1)/ U= 2707,53×1,8632 × (54-40)/ 1263,51 = 55,89(kJ/kg ẩm).- Nhiệt lượng tổn thất( giả sử tổn thất bằng 5%)SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B43GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp44- 44 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêqm= 5%q= 5% × 3054,64 =152,732 (kJ/kg ẩm).- qvc = 0, qBS= 0.Suy ra: ∆ = 167,264 –152,732 -55,89= - 41,35 (kJ/kg ẩm).5.2.2 Xác định các thông số của tác nhân sấy sau khi sấy thực5.2.2.1 Hàm ẩm- Hàm ẩm của không khí nóng sau quá trình sấy thực:− I 2 + ∆ × x0 + C k × t 2X’2 = ∆ − (2493 + C n × t 2 )[8, 138]Trong đó:Ck là nhiệt dung riêng của không khí khô, Ck= 1(KJ/kg.K)Cn: Nhiệt dung riêng của hơi nước, Cn = 1,97(KJ/kg.K)x0 = 0,0119(kg ẩm/kgkkk)− 106,42 + (−41,35× 0,0119) + 1 × 33− 41,35 − (2493 + 1,97 × 33)Suy ra : X’2== 0,0284 (Kgẩm/kg kkk).5.2.2.2 Xác định Entanpy I’2I’2 = Ck × t2 + X’2 × i2.Với i2 = 2493 + Cnt2 = 2493 + 1,97 × 33 = 2558,01[8, 135]I’2 =1 × 33 + 0,0284 × 2558,01 = 105,64 (KJ/kgkkk)Xác định độ ẩm tương đối ϕ’2X ' 2 p00,0284 × 757φ'2 = (0,622 + x' 2 ) × p 2 = (0,622 + 0,0284 ) × 39,292 = 0,841 = 84,1 %.5.2.3 Lượng tác nhân sấy thực tế11l’ = x' 2 − x0 = 0,0284 − 0,0119 = 60,6(kg kk/kg ẩm).L'= l'U = 60,6 × 1263,51= 76568,7 (kgkkk/h).5.2.4 Nhiệt lượng vào và ra của quá trình sấy thực tế5.2.4.1 Nhiệt lượng vàoNhiệt lượng không khí mang vào:SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B44GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 45- 45 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêQ'1v =L' I0 = 76568,7 × 50,52= 3868251,25 (kJ/kg).Nhiệt lượng do caloriphe cần cung cấp:Q'cal= L'(I1-I0) =76568,7 ×(106,42 – 50,52) = 4280190,33(kJ/kg).Nhiệt lượng do nguyên liệu chưa sấy mang vào:Q'3v = G2×Cvl×Ө1 + U1×Cn × Ө1=2707,53/3 × 1,865×40+1209,51 ×4,1816×40= 269634,72(kJ/kg).Tổng nhiệt lượng vào:∑Q'v = Q'1v +Q'cal+Q'3v = 3868251,25 + 4280190,33+ 269634,72= 8418076,3 (kJ/kg).5.2.4.2 Nhiệt lượng raNhiệt lượng không khí mang ra:Q'2 = L'I'2 = 76568,7 × 105,64= 8088717,46 (kJ/kg).Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra:Q'vlr = G2 .Cvl .θ2= 2707,53/3 × 1,865 × 54= 90891,78 (kJ/kg).Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường:Q'm = qm ×U=152,732 × 1263,51= 192978,4(kJ/kg).Tổng nhiệt lượng ra:∑Q'r = Q'm +Q'vlr+Q'2 =192978,4 + 90891,78 + 8088717,46= 8372587,64 (kJ/kg).∆Q =Ta tính sai số:Qv − Q r8418076,3 − 8372587,64=Qv8418076,3× 100% = 0,54%Vì ∆Q = 0,54%< 5% nằm trong sai số cho phép nên chấp nhận kết quả trên.5.3 Tính trị nhiệt của nhiên liệuTa sử dụng nhiên liệu đốt là dầu FO. Thành phần dầu FO dựa theo bảng sauBảng 5.4 Thành phần nguyên liệu trong dầu FO [7]Thành phầnCHOSA(ẩm)NitơĐơn vị (%)82,9812,380,742,770,011,12SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B45GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp46- 46 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê5.3.1 Tính nhiệt trị cao của nhiên liệuQc= 33858C + 125400H -10868 (O-S) (kJ/kg)[8, 53]Qc= 33858×82,98% + 125400×12,38% -10868×(0,74% - 2,77%)Qc = 43840,5088(kJ/kg).5.3.2 Tính nhiệt trị thấp của nhiên liệuTrong nhiên liệu lỏng ngoài thành phần của nước A còn có nước do phản ứngcháy sinh ra. Từ phản ứng cháy hydro dễ dàng thấy rằng cứ 1kg hydro cháy hết chota 9 kg nước. Do đó, nếu lấy nhiệt ẩn của nước ở áp suất khí trời r = 2500 (kJ/kg) thìnhiệt trị thấp của nhiên liệu:Qt = Qc- 2500×(9H +A) (kJ/kg[8, Tr 53]Qt = 43840,5088 - 2500×(9×12,38% +0,01%).Qt= 41054,7588 ( kJ/kg)5.3.3 Nhiệt trị trung bình của nhiên liệu:Qc + Qt43840,5088 + 41054,758822QHF === 42447,633 (kg/h)..SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B46GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệpSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B47- 47 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê47GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 48- 48 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêCHƯƠNG 6 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ6.1 Hệ thống phân loại và làm sạch [18]6.1.1 Cấu tạo1.Sàng tạp chất.2.Máy rửa quả.3.Máng ra cà quả nổi, cà quả chìm.4.Ống bơm nước lên sàng tạp chất.5.Tay van điều chỉnh áp lực.6.Tay van điều chỉnh lượng nước.7. Motor truyền động.Hình 6.1 Bể xi phông6.1.2 Nguyên tắc hoạt độngCà phê sau khi vào sàng tạp chất được tách cành lá, dây bao và một phần đấtđá được rơi xuống máng nước. Tại đây cà phê được rửa sạch rồi tiếp tục xuống sốngcản đá, sống cản đá có nhiệm vụ cho cà phê quả đi qua, còn đất dá được giử lại rơivào phễu hứng rồi theo hệ thống ống Ventury đi ra ngoài vào thùng chứa, cà phêquả được chia làm hai loại: quả chìm và quả nổi. Quả chìm sẽ lắng xuống qua ốngxi phông đến sàng hứng quả chìm, quả nổi đến sàng hứng quả nổi.6.1.3 Đặc tính kĩ thuậtĐược trình bày ở bảng 6.1Bảng 6.1 Đặc tính kỹ thuật của bể xi phông4800×1000×300Kích thước thiết bị (D×R×C)Năng suấtCông suất lắp đặt+ Năng suất máy0320021491,402mmkg/hHPW: 3200 (kg/h).+ Năng suất cần thiết : 9281,25 (kg/h).+ Số lượng máy→9281,25: n = 3200 =2,9Chọn n = 3.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B48GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 49- 49 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê6.2 Máy xát tươi [19]Chọn máy xát quả tươi của công ty cổ phần ViNa Nha Trang.Hình 6.2 Máy xát quả MXQ – TQS56.2.1 Cấu tạo01. Phểu nạp liệu02. Rulo xát03. Máng chuyển cà phê thóc và vỏ vào máy tách vỏ04. Cửa xả cà xanh05. Mô tơ truyền động06. Chân đế máy07. Máy tách vỏ6.2.2 Nguyên tắc hoạt độngCà phê quả sau khi qua sàng tạp chất và qua máy rửa sẽ được chuyển vàománg nạp liệu của máy xát. Trên rulô xát có gắn các thanh dao, xung quanh làkhung lưới, các thanh dao và khung lưới này sẽ bóc tách vỏ ra khỏi quả cà phê. Càphê thóc và vỏ sẽ lọt qua lỗ lưới đi xuống máng đến phểu nạp liệu của máy tách vỏ,còn cà quả xanh chưa bóc sạch vỏ sẽ theo cửa xả liệu đi ra ngoài.Đặc tính kỹ thuật:Công suất: 16 HP.Năng suất: 4 tấn quả/ giờ.. 9142,03Số lượng máy: n= 4000 = 2,287. Chọn n = 3 (máy)SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B49GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 50- 50 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê6.2.3 Đặc tính kỹ thuậtBảng 6.2 Đặc tính kỹ thuật của máy MXQ-TQS54000×2100×400Kích thước thiết bị (D×R×C)016117764000Công suất lắp đặtNăng suấtmmHPWKg/h6.3 Xilô ủ, lên men6.3.1 Lập luậnNhà máy làm việc 3ca/ ngày, ca 1 bắt đầu từ 6h đến 14h, ca 2 bắt đầu từ 14hđến 22h, ca 3 bắt đầu từ 22h đến 6h. Do đó, Chọn tổng thời gian lên men 8h, thờigian nguyên liệu đi vào xi lô 7h, thời gian tháo cà phê ra là 1h, vậy mỗi xi lô ủ lênmen làm việc hết 16h. Khi xi lô 1 nạp liệu thì xi lô 2 bắt đầu lên men, sau 8 tiếng xilô 2 xả liệu thì xi lô 1 chuẩn bị lên men, cứ như thế 2 xi lô làm việc lluôn phiên.Như vậy quá trình xát tươi và lên men được liên tục phù hợp với thời gian sản xuất3 ca của nhà máy.6.3.2 Tính toán xi lô ủ, lên menĐể chuẩn bị cho quá trình ủ lên men, sau khi xát tươi cà phê được chuyển vàotrong xi lô chứa tạm+ Năng suất cà phê vào xi lô: 5457,37 (kg/h)+ Thể tích khối cà phê nhân chứa trong xi lô trong 8h: 43658,96(kg).43658,96500Vnl ==87,318(m3).+ Thể tích xilô chứa:V =Vnlϕ (m3).Trong đó: - ϕ: hệ số chứa đầy; ϕ = 0,85.xi87,318→ V = 0,85 = 102,727 (m3).lôHình 6.3 Xi lô lên menSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B50GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 51- 51 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê+ Chọn xilô hình trụ tròn, đáy hình nón,có góctháo liệu là 600+ Chọn đường kính phần hình trụ: D = 4 (m), H3 = 0,5 (m), d=1(m).D−d4 −1o+ Chiều cao đáy nón: H2= 2 × tg60 = 2 × tg60o = 2,6 (m).+ Thể tích đáy nón:((H2×π × D2 + d 2 + D × d12Vn =))2,6× 3,14 × 4 2 + 12 + 4 × 112Vn == 14,287 (m3).+ Thể tích phần trụ: Vtr = V – Vn =102,727– 14,287= 88,44(m3).2DVtr =   × π × H 12Mà:( H1: chiều cao phần trụ).→ H1 =Vtr ×4488 ,44 ×3,14 × 16 = 7,042m).π × D2 =+ Chiều cao của xilô: H = H1 + H2 + H3 = 7,042+2,6+0,4 = 10,142 (m).Bảng 6.3. Đặc tính của xilô ủ, lên menHệ số chứa đầyĐường kính hình trụGóc tháo liệuChiều cao đáy nónThể tích đáy nónThể tích hình trụChiều cao hình trụChiều cao xilô chứaΦDΑH2VnVxl-VnH1H0,854602,614,28788,447,04210,142%mOmm3m3mm6.4 Hệ thống sấy tĩnh6.4.1 Giới thiệu chung [20]Máy sấy tĩnh ST là máy dùng để sấy sơ bộ cà phê thóc sau khi đã được đánhnhớt và làm ráo. Máy sấy tĩnh bao gồm:+ Lò đốt là nguồn cấp nhiệt chính.+ Quạt hút dùng để chuyển tải nhiệt lượng của lò đốt qua khay sấy.+ Khay sấy là nơi chứa nguyên liệu cần sấy.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B51GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 52- 52 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêTuỳ theo tính chất và yêu cầu của quá trình sấy mà ta dùng hệ thống chuyển tảinhiệt lượng trực tiếp hay gián tiếp. Ở đây ta dùng hệ thống chuyển tải nhiệt lượngtrực tiếp.6.4.2 Cấu tạoChọn hệ thống sấy tĩnh ST-02 của Công ty Vina Nha Trang [20]Hình 6.4 Hệ thống máy sấy tĩnh1. Lò đốt.2. Quạt hút không khí.3. Khay sấy.6.4.3 Đặc tính kỹ thuật+ Công suất: 3 (HP).+ Vận tốc quạt hút hướng trục: 1450 (vòng/phút).+ Lượng nguyên liệu vào khay: 5348,22 (kg/h).+ Nơi sản xuất: Công ty cổ phần cơ khí Vi Na Nha Trang.+ Công suất lắp đặt quạt hướng trục:3 HP = 2237,1 (W).+ Lò đốt: (DxRxC) = 800x800x1100 (mm).+ Quạt hút hướng trục:(DxRxC) = Φ600x400 (mm).+ Khay sấy: (DxRxC) = 6000x2000x900 (mm).Lượng nguyên liệu vào khay trong 2 giờ: 5348,22 ×2 = 10696,44(kg).Năng suất máy sấy: 3 -30 tấn/ mẻ/ 2h → Chọn 1 hệ thống sấy.6.5 Thiết bị sấy trống quaySVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B52GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 53- 53 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê6.5.1 Thiết bị sấy thùng quay [21]Vì quá trình sấy thực hiện liên tục 3 ca trong ngày do vậy:-Năng suất vào nhà máy:= 3971,05 (kg/h).-Chọn 3 thiết bị sấy thùng quay nên G1=3971,05/3=1323,68 kg/h)-Độ ẩm vào máy sấy:w1=40%.-Độ ẩm ra khỏi máy sấy: w2=12%.-Độ ẩm trung bình của hạt: wtb=0,5(w1+w2)=26%.-Khối lượng riêng trung bình của khối hạt: ρ=500 (kg/m3). [8, 210]-Tỷ lệ chiều dài và đường kính:L/D=3,5:7. [8, 207]Ở đây ta chọn L/D =6.-Vận tốc không khí đi trong thùng: v=2-3 (m/s).- Độ điền đầy:ß=10÷ 30% , ta chọnß= 25%.[9, 121]40 − 12Lượng ẩm bốc hơi: W= 1323,68 × 100 − 12 = 421,17 (kg ẩm/h).-G2= G1-U = G1-W =1323,68 − 421,17 =902,5 (kg/h)a. Thể tích thùng sấyG1 × τV= ρ × β[8, 208]Trong đó: - Lượng nguyên liệu vào máy: G1=1323,68 (kg/h)- τ : Thời gian sấy.w1 − w2τThời gian sấy: = 11,1 × M [8, 210]Trong đó: M là hệ số phụ thuộc vào đường kính trung bình của hạt d(mm).d: Đường kính trung binh của hạt: d=6 (mm).Suy ra: M = 0,6.10-2 [8, 115]0,4 − 0,12w1 − w2− 0,27− 0,2711,1×0,00611,1×MτVậy===.3,934(h)SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B53GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 54- 54 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê1323,68 × 3,934500 × 0,3 = 34,715 (m3).Suy ra: V =W 421,17Cường độ bốc hơi ẩm: A= V = 34,718 = 12,132 (kg ẩm/m3.h)b.Nhiệt độ sấy cho phép đốt nóng hạt23,5t = 2,218-4,343ln(τ)+ 0,37 + 0,63 × wtbh[8, 211]23,5th= 2,218-4,343ln(3,934)+ 0,37 + 0,63 × 0.26 = 44,870C.c. Kích thước thùng quay.π ×D2×L4Vt =⇒ Vt × 4 = π × D2 ×6D56423173D=Vt × 46 × 3,14 =334,715 × 46 × 3,14 = 2,46Ta chọn kích thước đường kính chuẩn: D =2,5 (m)Suy ra: Chiều dài thùng quay:L=6 × 2,5= 15(m) [3, 192]Hình 6.5 Máy sấy thùng quay [7, 205]6.5.2 Cấu tạo1. Quạt đẩy2. Calorife3. Thùng sấy4. Cửa nạp liệuSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B54GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp5. Xyclon55- 55 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê6. Quạt hút7. Cửa tháo liệu- Thùng sấy: có dạng hình trụ đặt nằm nghiêng, liên tục quay trong quá trìnhsấy. Tùy tính chất của vật sấy, năng suất mà chọn các thông số đường kính D, chiềudài L trong khoảng L/D = 3,5÷7 với D ≤ 3,5 m, góc nghiêng của thùng 1/50÷1/15;vòng quay 1,5÷8 vòng/ phút. Bên trong thùng có các cánh đảo trộn vật liệu sấy. Vậtliệu được nạp vào đầu cao, sản phẩm lấy ra đầu thấp của thùng. Tác nhân sấy có thểchuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều dọc theo thùng sấy.- Các cánh đảo: nhờ cánh xáo trộn mà vật liệu đưa lên và rơi xuống để thựchiện quá trình trao đổi nhiệt ẩm.- Hệ thống quạt: tạo ra dòng chảy của tác nhân sấy qua thùng sấy đúng lưulượng yêu cầu. Chiều chuyển động của tác nhân sấy có thể cùng chiều, ngược chiềuhoặc cắt ngang dòng vật sấy. Ở đây ta chọn ngược chiều vì cà phê có cấu tạo vỏngoài chắc chắn nên không sợ sản phẩm bị co ngót hư hỏng do nhiệt độ và tận dụngđược ưu điểm của sấy ngược chiều là năng lượng sử dụng kinh tế hơn. Ngoài ra, sấyngược chiều thì các hạt nhỏ, bụi không bị cuốn theo nhiều.- Lò đốt: Lò đốt tạo nhiệt cung cấp khí nóng cho máy sấy, khí nóng qua dàntrao đổi nhiệt rồi được quạt hút đưa vào trống sấy.- Cyclon: Trong thiết bị sấy, không khí sau khi ra khỏi thiết bị sấy sẽ mangtheo một lượng bụi cho nên phải bố trí thiết bị khử bụi xyclon để tránh thải bụi ramôi trường.6.5.3 Nguyên lý hoạt động [21]Được vận hành nhờ một bộ truyền động giảm tốc cơ khí có số vòng quay củatrống sấy là: 1,8 vòng/phút. Ống dẫn khí nóng được thổi vào tâm trống sấy nhờ mộttrục rỗng lắp trên gối đỡ trống sấy có kết cấu hở và khí nóng đi vào chóp dẫn khínóng thoát ra ngoài. Bên trong trống sấy, nhờ vào kết cấu của các cánh đẩy và cánhđảo cà phê thóc được đảo liên tục trong suốt quá trình sấy và quá trình giảm ẩm xảyra liên tục, đều trên bề mặt của hạt cũng như toàn bộ khối hạtBảng 6.4 Đặc tính kỹ thuật của máy sấy trống quaySVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B55GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 56- 56 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê34,714(m3)D = 2 m, L = 12m44,870CThể tích thùng sấyKích thước thùng sấyNhiệt độ sấy6.5.4Tínhvà chọn CalorifeCalorife là một bộ phận quan trọng trong hệ thống sấy, là thiết bị dùng đểnâng nhiệt cho tác nhân sấy đến nhiệt độ cho phép, ta chọn tác nhân sấy là khôngkhí nóng, chất tải nhiệt là khói lò đi trong ống gia nhiệt bằng đồng, không khí đingoài ống. Ở đây ta chọn loại calorife khí khói.6.5.4.1 Chọn kích thước ống truyền nhiệtdnChọn kích thước ống truyền nhiệt sao cho: d t 4.103,vậy khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối. [9, 378]SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B66GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 67- 67 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê16,81 0,9ε= −2 lg(() +)Re3,7.d td Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thứcλsau:[9, 380]Với ε : độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, chọn vật liệu làm ống bằngtôn ε tôn = 0,03 (mm)[9, 381]6,810,03 × 10 −30,9) +)3,7 × 0,4 =8,825-2lg(( 1242555,581=λ  λ = 0,0128Vậy trở lực của ống do ma sát từ quạt đẩy đến caloriphe:0,0128 × 0,3 × 1,2038 × 46,87 20,4 × 2ΔPms0 = ==12,69 (N/m2)b) Trở lực của ống từ caloriphe đến thùng sấy:- Chiều dài của ống l1 = 0,4 (m).- Vận tốc khí trong ống:ω’1= V’1 /F = 25165,58/(3600 × 0,1257)= 55,61 (m/s).Re =ω1' d td=ν1Chuẩn số Raynol:55,61× 0,420,556 × 10 −6 =1082117,14Re > 4.103. Suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối.1λ= −2 lg((6,81 0,9ε) +)Re3,7.d td Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thứcsau:[9, 380]Với ε: độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, chọn vật liệu làm ống bằng tôn:ε tôn =0,03(mm)SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B[9, 381]67GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 68- 68 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê6,810,03 × 10 −310,9) +)=3,7 × 0,4 =8,77λ = 0,01299λ  -2lg(( 1082117,14Vậy trở lực của ống do ma sát từ caloriphe đến thùng sấy:0,01299 × 0,4 × 1,2038 × 55,6120,4 × 2ΔPms1 ==24,18 (N/m2)c) Trở lực của ống từ thùng sấy đến cyclon- Chiều dài của ống l2 = 0,6 (m)22970,61- Vận tốc khí trong ống: ω’2 = V’2/F = 3600 × 0,1257 = 50,76(m/s)Re =50,76 × 0,4−6= 17,455 × 10 =1163219,7ω ' 2 .d tdν 2 Chuẩn số RaynoVì Re > 4.103 suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối.1λ= −2 lg((6,81 0,9ε) +)Re3,7.d td Do đó hệ số trở lực λ được tính theo công thứcsau[9, 380]Với ε : độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, ta chọn vật liệu làm ống bằngtônε tôn = 0,03 (mm)1=λ [9, 381]6,810,03 × 10 −3) 0,9 +)3,7 × 0,4 =8,8 λ = 0,0129-2lg((= 1163219,7Vậy trở lực của ống do ma sát từ thùng sấy đến xyclon là:0,0129 × 0,6 × 1,2038 × 50,76 20,4 × 2ΔPms2==30,038 (N/m2)d) Trở lực của đường ống từ cyclon đến quạt- Chiều dài của ống: l3 = 0,5 (m).- Vì trạng thái không khí ở đây giống như trạng thái khí từ thùng sấy đếncyclon nên: ω’3= ω’2= 50,76(m/s)Chuẩn số Raynol:Re = 1163219,7[9, 377]Re > 4.103 suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B68GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 69- 69 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêDo đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau[9, 380]16,81 0,9ε= −2 lg(() +)Re3,7.d tdλVới ε : độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm ống, ta chọn vật liệu làm ống bằngtôn: ε tôn = 0,03 (mm)[9, 381]6,810,03 × 10 −3) 0,9 +)1163219,73,7×0,4-2lg((=8,8 λ = 0,01291=λVậy trở lực của ống do ma sát từ cyclon đến quạt là:0,0129 × 0,5 × 1,2038 × 50,76 20,4 × 2ΔPms3 == 25,03(N/m2)e)Trở lực ma sát trong thùng quay∆PmstLt ρ .ω t2= λ.Dt 2[9, 377]Trong đó : - ωt : vận tốc khí đi trong thùng,ωt = Vtb/FVới: Vtb= (V’1+V’2)/2 = (25165,58+22970,61)/2 = 24068,095(m3/h)F= Ft×(1- β ) = π×Dt2×(1- β ) /4 = π×22×(1-0,25)/4 = 2,355(m2)24068,095 ωt= 3600 × 2,355 =2,839(m/s)Nhiệt độ trung bình trong thùng quay:t1 + t 2 75 + 45=22=60oCTra bảng I.255. [9-318] và áp dụng phương pháp nội suy ta tính được:υ3 =18,97 × 10 −6 ,ρ 3 =1,06 (kg/m3)Chuẩn số Raynol:Re =ωt .Dt=ν32,839 × 218,97 × 10 −6 =299302,93[ 9, 377]Re > 4.103 suy ra khí vận chuyển trong ống ở chế độ chảy rối.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B69[9, 378]GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 70- 70 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêDo đó hệ số trở lực λ được tính theo công thức sau:1λ= −2 lg((6,81 0,9ε) +)Re3,7.DtVới ε : độ nhám tuyệt đối của vật liệu làm thùng, ta chọn vật liệu làm thùngbằng tôn.ε tôn =0,03 (mm)[9, 381]6,810,03 × 10 −3) 0, 9 +)299302,933,7×0,6- 2lg((=8,196 λ = 0,01481=λ Vậy trở lực ma sát trong thùng quay là:ΔPmst0,0148 × 12 × 1,2038 × 2,839 22× 2==0,4307(N/m2)Vậy tổng trở lực do ma sát:ΔPms= ΔPms0 + ΔPms1 + ΔPms2 + ΔPms3 +ΔPmst=12,69+24,18+30,038+25,03+0,4307= 92,0678 (N/m2)Coi ma sát trong thùng quay như nhau từ đầu thùng đến cuối thùng.Nên ta có: ΔPmst1 = ΔPmst2 = ΔPms/2 = 92,0678 /2 = 46,034(N/m2 )∆Pcb = ξ .ρ .ω 22 3) Trở lực cục bộ[9, 382]Trong đó: ξ - phụ thuộc vào chuẩn số Raynol và tỉ số Fo/Fd2π.Fo - tiết diện của ống. F0= 4 = 3,14 × 0,42/4 = 0,1257 (m2).F - tiết diện của thiết bị.a) Trở lực đột thu- Trở lực đột thu từ calorife ra ống dẫn khí:∆Pcb1 = ξ ×ω2 × ρ2ξ : hệ số trở lực cục bộSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B70GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 71- 71 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêHc = 1,021,4 = 1,428(m2)F=LF0 0,1257== 0,088F1,428Tra bảng N013 [ 9-388] và áp dụng phương pháp tính nội suy, ta có: ξ =0,47455,612 × 1,0145∆Pcb1 = 0.474 ×= 743,54( N / m 2 )2Thay số, ta có:-Trở lực đột thu từ thùng sấy sang đường ống:2DF = π × t = 3,14(m 2 )4Suy ra:F0 0,1257== 0,04003F3,14Tra bảng N013 [ 9 -388] và áp dụng phương pháp tính nội suy, ta có:ξ=0,833 →∆Pcb 250,76 2 × 1,1105= 0.4727 ×= 676,26( N / m 2 )2∆Pcb 2 = (0, 485 × 1,1105 × 41, 096 2 ) / 2 = 454, 089 (N/m2)-Trở lực đột thu từ cửa ra cyclon vào ống:Diện tích ngang của cyclon:222F = π × d / 4 = π × 0,8 / 4 = 0, 503(m )F0 0,1257== 0, 25F0,503Suy ra:Tra bảng N013 [ 9- 388] và áp dụng phương pháp tính nội suy, ta có:ξ = 0, 415∆Pcb3∆Pcb = ξ .50,76 2 × 1,1105= 0,415 ×= 593,72( N / m 2 )2ρ .ω 22 b) Trở lực đột mở- Tại cửa vào calorife:SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B71GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 72- 72 -Đồ án tốt nghiệpF0/F1=0,088, Re >10Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê3Tra bảng N011 [9 - 387 ] và áp dụng phương pháp nội suy, ta có: ξ =0,833Suy ra∆Pcb 4 = 0,833 ×46,87 2 × 1,2038= 1101,43( N / m 2 )2-Tại cửa vào thùng sấy:F0/F1=0,04003, Re>103, tra bảng N011 [ 9- 387 ] và áp dụng phương pháp nộisuy, ta có: ξ=0,924∆Pcb 555,612 × 1,0145= 0,924 ×= 1449,43( N / m 2 )2-Từ ống vào cyclon:3F0/F1=0,25, Re >10 tra bảng N011 [9 - 387] và áp dụng phương pháp nội suy,ta có: ξ= 0,5∆Pcb 6 = 0,5 ×50,76 2 × 1,1105= 715,32( N / m 2 )24) Trở lực do khuỷu ống* Trở lực khuỷu ghép 90 o của ống dẫn tác nhân sấy từ cửa ra củathùng sấy đến cyclon:- Đối với khuỷu ống thì hệ số trở lực ξ phụ thuộc góc nghiêng và độ nháma=2⇒ ξ = 0,32 [9Chọn bocủa thành ống, trường hợp này góc nghiêng là 90 .394]→ΔPk1 =0,32 ×50,76 2 × 1,1105= 457,8( N / m 2 )2.* Trở lực khuỷu ghép 90o của ống dẫn tác nhân sấy từ cửa ra của cyclonđến quạt hút:Tương tự: ξ = 0,32→ ΔPk2 =0,32 ×50,76 2 × 1,1105= 457,8( N / m 2 )2SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B72GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 73- 73 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê5)Trở lực lớp hạt∆Ph =a.L.ω 2 .ρ k .C12.g .d tđ- Chọn đường kính của hạt cà phê: d tđ = 0,005 (m)- Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong thùng sấy:t tb= (t1+t2)/2 = (75+45)/2=60 oCDựa vào bảng I.255 [9, 318] và dùng phương pháp nội suy ta tính được:ρ k = 1,06(kg/m3), υ54 = 18,97.10-6 (m2/s).- Tốc độ TNS trong quá trình sấy thực: ω = 3, 404(m / s)Chuẩn số Raynol:a = 5,85 +ω .d490 100 Re = 0 td = 3, 404 × 0, 005+18,97.10−6Reν 55Re= 897,21- Hệ số thuỷ động::490100+a = 5,85+ 897, 21 897, 21 [8, 213]a= 9,735- Hệ số đặc trưng cho độ chặt của lớp hạt:C1 =1−ξξ 2 [8, 213] Trong đó:ζ =ρ v − ρ dxρv[8, 213]Với ρ v : khối lượng riêng của cà phê: ρ v = 500( kg/m3)β=0,25: độ điền đầyKhối lượng riêng dẫn suất của khối hạt chuyển động trong thùng sấy:ρ dx ==0, 25 × (G1 + G2 ) × β0,75 × 2 × V[8, 213], với V= 3,14×Dt2×L/4=37,68(m3)0,25 × (13223.68 + 902,51) × 0,25= 2,46(kg / m 3 )0,75 × 2 × 37,68ζ =ρ v − ρ dx500 − 2,46= 0,995ρv500=Suy ra hệ số đặc trưng cho độ chặt của lớp hạt cà phê:SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B73GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 74- 74 -Đồ án tốt nghiệpC1 =Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê1−ξ1 − 0,995ξ 2 = 0,995 2 =0,00505Vậy trở lực qua lớp hạt là:∆Pha.L.ω 2 .ρ k .C1 9,735 × .12 × .3,4042. × 1,06 × .0,00505=== 73,12( N / m 2 )2.g .d tđ2 × 9,81 × .0,005Coi trở lực qua lớp hạt từ đầu thùng đến giữa thùng, đến cuối thùng là nhưnhau nên ta có:∆Phat1 = ∆Phat 2 =73,12= 36,56( N / m 2 )2Trở lực tổng của hệ thống từ quạt đẩy đến giữa thùng sấy:∆P1 = ∆Pđ 1 + ∆Pms 0 + ∆Pms1 + ∆Pcb 5 + ∆Pmst1 + ∆Pk 1 + ∆Phat1 + ∆Pcb 4 + ∆Pcb1= 1321,68+12,69+24,18+1449,43+46,034+36,56+1101,43+743,54= 4735,544 (N/m2)∆P2 = ∆Pđ 2 + ∆Pms 2 + ∆Pms3 + ∆Phat 2 + ∆Pmst 2 + ∆Pcb 2 + ∆Pk 1 + ∆Pk 2 + ∆Pcb 6 + ∆Pcb 3 + ∆pTrở lực tổng của hệ thống từ giữa thùng sấy đến quạt hút:= 1430,644+30,038+25,03+36,56+46,034+454,089+457,8+457,8+715,32+593,72 + 87,88 =4334,644 (N/m2)B. Chọn quạta. Quạt đẩyQuạt đẩy đặt trước calorife để đẩy không khí vào calorife gia nhiệt và đẩy vàothùng sấy, ngược chiều với chiều chuyển động của vật liệu sấy.+ Năng suất quạt đẩy:Qday = V'1 = 25165,58 (m3/h).+ Năng suất thực tế của quạt đẩy:Q'day = 1,03×Qday = 25920,55 (m3/h ) = 7,29 (m3/s).+ Áp suất làm việc:ΔPday = 5237,514 (N/m2).+ Áp suất làm việc thực tế:ΔP'day=1,03×ΔPday=1,03×5237,514 =5394,64(N/m2)=549,912(mmH2O)SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B74GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp75- 75 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêVới những số liệu trên của quạt đẩy ta chọn quạt ly tâm áp suất cao Ц818N011. [9, 496].+ Hiệu suất của quạt: η = 50 % = 0,5+Nối trục của quạt với trục của động cơ bằng khớp trục: ηtr = 0,98 [9, 464]+ Công suất trên trục động cơ:N=N=Q' day .∆P ' day .ρ 0 .g1000.η q .η tr7,29 × 5237,514 × 1,2038 × 9,81= 9233,4(kW )1000 × 0,5 × 0,98+ Công suất của động cơ:Ndc = k3.N[9, 464]Với k3: Hệ số dự trữ, k3 = 1,2.Suy ra: Nđc =1,2×9233,4= 11080,08(KW).+ Tốc độ quay của bánh guồng: n = 60 (m/s).+ Kích thước: 1179 454 1369b. Quạt hútQuạt hút đặt sau cùng của hệ thống sấy.+ Năng suất quạt hút:Qhut = V'2 =22970,61 (m3/h).+ Năng suất thực tế của quạt hút:Q'hut = 1,03 × Qhut = 23659,8 (m3/h) = 6,57 (m3/s).+ Áp suất làm việc:ΔPhut = 4334,644 (N/m2).+ Áp suất làm việc thực tế:ΔP'hut =1,03×ΔPhut=1,03×4334,644 =4464,96(N/m2).=455,14 (mmH2O).Với những số liệu trên của quạt hút ta chọn quạt ly tâm áp suất cao Ц7-40N08[9,tr 496 ]SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B75GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 76- 76 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê+ Hiệu suất của quạt: η = 56,5% = 0,565+ Nối trục của quạt với trục của động cơ bằng khớp trục: ηtr = 0,98.+ Công suất trên trục động cơ:N=Q' hut .∆P 'hut .ρ 0 .g1000.η q .η trN=6,57 × 4464,96 × 1,2038 × 9,811000 × 0,565 × 0,98=625,65 (kw).+ Công suất của động cơ:Ndc = k3.N [9, 464]Với: k3 Hệ số dự trữ, k3 = 1,2Suy ra: Nđc = 1,2 × 625,65= 750,78 (kw).+ Tốc độ quay của bánh guồng: n = 61 (m/s).+ Kích thước: 700 860 10006.6. Máy tách tạp chấtNăng suất nguyên liệu vào máy: 2693,99 (kg/h).6.6.1 Cấu tạo1. Cửa nạp liệu2. Mortor truyền động chính3. Khung lưới sàng4. Khung sàng5. Chân đế máy6. Cửa xã liệu7. Cửa ra tạpSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B76GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp77- 77 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê6.6.2 Nguyên tắc hoạt độngMáy hoạt động dựa theo nguyên lý chuyển động ngược dòng từ thấp lên caonhờ tần số rung của sàngNguyên liệu được nạp vào máy bằng gầu tải,qua cửa nạpliệu đặt bên trên máy và trải đều xuống bề ngang phía thấp của mặt sàng. Trong quátrình nạp liệu, máy hút bụi đặt bên ngoài cũng vận động theo và hút lớp bụi tại cửahút bụi chuyển ra ngoài chứa vào thùng bụi.Khi khung sàng chuyển động với tần số rung sẽ làm nguyên liệu chuyển độngtừ phía mặt thấp của sàng lên phía mặt cao của sàng. Nhờ khung sàng có các lớplưới với các kích thước lỗ lưới khácnhau, nên khi chuyển động sẽ làmgiữ lại ở lớp trên của sàng nhữngtạp chất lớn như: cành cây, vỏ khô,Hình 6.6 Máy tách tạp chất [22]da bao, đá… có kích thước lớn hơnhạt cà phê và đi ra ngoài cửa xả tạp.Còn hạt cà phê thành phẩm sẽ đượcrơi xuống mặt sàng kế tiếp và đi rangoài qua cửa xả liệu. Riêng nhữngtạp chất nhỏ như cát, cà mẻ … rơixuống đáy sàng và đi ra ngoài theomột cửa khác.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B77GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 78- 78 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê6.6.3 Đặc tính kỹ thuậtTa chọn máy MTC-8 của công ty cổ phẩn cơ giới VINA Nha TrangBảng 6.6 Đặc tính kỹ thuật của máy tách tạp chấtKích thước thiết bị (D×R×C) 2800×2200×3880Năng suất máy2000-6000Số máy cần chọn: n=2693,99/6000= 0,45mmKg/h→ Ta chọn số máy cần sử dụng là: n=1 (máy)6.7 Máy xát khôNăng suất nguyên liệu vào máy: 2667,05 (kg/h).6.7.1. Giới thiệu chungMáy xát vỏ dùng để xát và tách lớp vỏ của cà phê quả khô. Thành phẩm đi ratừ nhà máy là cà phê nhân xô. Chọn máy xát khô MXV-1.6.7.2. Cấu tạo01.Trục chính máy.05. Núm điều chỉnh mặt dao.02. Bộ phận xả liệu.06. Quạt thổi tạp.03. Cửa nạp liệu.07. Khung máy.04. Đối trọng điều chỉnh .Hình 6.7 Máy xát khô [23]6.7.3. Nguên tắc hoạt độngMáy hoạt động dựa trên nguyên lý ma sát của lớp hạt (hoặc quả khô) trongrãnh của rulô và dao xát, máng xát.Nguyên liệu cà phê đi vào máy, trục rulô quay làm lớp hạt (hoặc quả khô)trượt trong rãnh rulô và ma sát với mặt dao, rãnh sắc của rulô và bề mặt nhám củaSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B78GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 79- 79 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêmáng xát nửa trên, làm vỡ ra lớp vỏ bao bọc bên ngoài hạt. Lớp vỏ vỡ sẽ được quạthút qua máng lưới xát ở nửa dưới và thổi ra ngoài chứa vào nhà chứa vỏ trấu. Cònlớp hạt nhân sẽ đi trượt theo rãnh rulô đi ra ngoài qua cửa xả hạt.Tại điểm giữa bộ phận xả liệu có ống thông với quạt hút, nên trong quá trìnhlớp hạt nhân thoát ra qua bộ phận xả liệu sẽ được quạt hút tiếp tạp chất nhẹ: vỏ lụa,vỏ thóc... ra ngoài, thành phẩm còn lại là những hạt cà phê nhân.6.7.4. Đặc tính kĩ thuậtBảng 6.10 Đặc tính kỹ thuật MSV-1Năng suất máyCông suất động cơ4000kg/h30 HP22371W2000×1100×1350(mmKích thước (DxRxC)Vận tốc trục quay)120 (vòng/phút)- Năng suất máy4000 (kg/h).2667,05- Số máy cần chọn: n = 4000 = 0,67- Ta chọn số máy cần sử dụng là: n = 1 (máy).6.8. Máy đánh bóng [25]6.8.1. Giới thiệu chungMáy được sử dụng để bóc lớp vỏ lụa và đánh bóng hạt cà phê nhân nhằm nângcao chất lượng thành phẩm sau chế biến.6.8.2. Cấu tạo01. Motor03. Bộ phận xả liệu02. Bộ phận nạp liệu04. Quạt thổi tạp05. Đối trọng điều chỉnh độ bóngSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B79GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 80- 80 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêHình 6.8 Máy đánh bóng [24]6.8.3. Nguyên tắc hoạt độngMáy hoạt động dựa trên nguyên lý nén ép và di trượt của cà phê nhân trongrãnh xoắn của rulô và máng xát. Hạt cà phê tự chèn vào nhau tách đi 1 phần lớp vỏlụa trên bề mặt hạt nhân và đánh bóng hạt cà phê nhân. Lớp vỏ lụa sinh ra trong quátrình đánh bóng sẽ được quạt hút thổi ra ngoài.6.8.4. Đặc tính kĩ thuậtBảng 6.12. Đặc tính kỹ thuật MĐB-500.Năng suất máyCông suất lắp đặtKích thước1500kg/h30 HP22371W1700×1400×1350(mm(DxRxC)- Năng suất vào máy: 2266,99 (kg/h).)- Ta chọn máy đánh bóng MĐB-500.- Năng suất máy: 1500 (kg/h).2266,99- Số máy cần chọn: n = 1500 = 1,51.Ta chọn số máy đánh bóng: n = 2.6.9 Máy phân loại theo kích thướcChọn máy phân loại KT-6của Công ty cổ phẩn cơ giới VINA Nha TrangNăng suất vào máy: 2255,65 (kg/h)SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B80GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp81- 81 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê6.9.1 Nguyên tắc hoạt độngMáy hoạt động phân loại theo kích thước cỡ hạt dựa theo nguyên lý chuyểnđộng ngược dòng, từ thấp lên cao nhờ tần số rung của sàng và kích thước lỗ lướicủa từng khung lưới khác nhau đặt trong khung sàng.Nguyên liệu được nạp vào máy bằng gàu tải, qua cửa nạp liệu đặt bên trênmáy và trải xuống bề ngang phía thấp của mặt sàng. Trong quá trình nạp liệu vàomáy quạt thổi tạp sẽ hoạt động và thổi đi những tạp chất nhỏ nhẹ qua cửa xả tạp đira ngoài chứa vào thùng bụi. Nguyên liệu được trải đều trên mặt ngang của sàng.Khung sàng chuyển động với tần số rung sẽ làm nguyên liệu chuyển động từ phíamặt thấp của sàng lên phía mặt cao của sàng. Nhờ khung sàng có các lớp lưới vớicác lỗ lưới khác nhau theo các kích cỡ hạt cần phân loại, nên khi chuyển động sẽlàm phân ra những hạt có kích thước khác nhau theo lỗ lưới trên khung lưới vàđược chuyển động ra ngoài qua các cửa xả liệu.Trên từng lớp lưới sàng còn bố trí những viên bi chuyển động tự do nhằmngăn chặn những hạt cà phê bị kẹt trong lỗ lưới, đảm bảo cho việc phân loại càđược liên tục và tốt hơn.6.9.2 Đặc tính kỹ thuậtKích thước thiết bị (D×R×C)Năng suất máy5000×1450×23505000-7000mmKg/hSố máy cần chọn: n =2255,65/7000=0,32, chọn số máy sử dụng n = 1 (máy).Hình 6.9 Máy phân loại theo kích thước KT-6SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B81GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 82- 82 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê6.10 Máy phân loại theo trọng lượng [26]Năng suất nguyên liệu vào máy: 3392,0279 (kg/h).Ta chọn máy phân loại PL-5.6.10.1 Giới thiệu chungPL-5 là một thiết bị cần thiết trong hệ thống chế biến cà phê có chức năng loạibỏ hạt mẻ, vỏ cùng tạp chất nhẹ ra khỏi cà phê dựa trên nguyên tắc khí động học6.10.2 Nguyên tắc hoạt độngCà phê nhân được nạp vàocửa nạp liệu, sau đó qua hệ thốngkhí động nhờ quạt thổi ngược lại,làm cho các thành phần trongnguyên liệu có khối lượng riêngkhác nhau trong nguyên liệu táchriêng ra thành hai phần riêng biệt,thành phần cà phê nặng hơn thoátra ở cửa xả liệu, thành phần còn lạinhẹ hơn gồm: vỏ trấu, hạt mẻ, tạpchất nhẹ được đẩy vòng ra ngoàiqua cửa xả tạp chấtHình 6.10 Máy phân loại theo trọng lượngBảng 6.4 Đặc tính kỹ thuật của máy phân loạiNăng suất vào máyCông suất lắp đặtKích thước(DxRxC)3000-5000kg/hHP5,52800×1400×1700 (mm)+ Năng suất máy: 3000-5000 (kg/h).3392, 0279+ Số máy chọn: n= 5000 =0,68+ Ta chọn số máy sử dụng là; n=16.11 Máy phân loại theo màu sắc [27].Ta chọn máy phân loại theo màu sắc OPSOTEC 5.01BSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B82GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 83- 83 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêNăng suất vào máy: 2221,92 (kg/h).Hình 6.11 Máy phân loại theo màu6.11.1 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt độngCà phê hạt được cấp vào phễu nạp liệu và đi qua điểm nhận dạng với vận tốc:4m/s, qua máng trượt hạt cà phê rơi qua vùng nhận dạng theo màu sắc bằng camera.Tại đây hệ thống nhận dạng sẽ thu nhận màu sắc của từng hạt cà phê, sau đó các tínhiệu sẽ đưa về hệ thống xử lí. Các hạt cà phê cần loại bỏ sẽ được bộ xử lý trung tâmđiều khiển cho các súng thổi bằng khí nén đẩy lệch quỹ đạo rơi vào phễu chứa hạtphế liệu tại điểm thổi.6.11.2 Đặc tính kỹ thuậtKích thước máy (D×R×C)2200×800x1800Năng suất5Công suất220V - 50Hz - 1,1kWKhối lượng180Vận tốc van thổi1÷1,5mmtấn/giờkgm/s+ Số máy sử dụng trong quá trình phân loại: n=2221,92/5000= 0,44→ Ta chọn n= 1 (máy).6.12 Máy phối trộn [28]+ Năng suất cần thiết: Q = 2199,783 (kg/h).+ Chọn máy trộn cà phê HTS6.12.1 Giới thiệu chungMáy trộn cà phê là thiết bị dùng trong hệ thống chế biến cà phê bột. Chứcnăng của máy này là dùng để pha trộn các loại cà phê lại với nhau theo tỷ lệ, để tạora hương vị cà phê như mong muốn.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B83GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 84- 84 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê6.12.2 Cấu tạo1.Cửa nạp.2.Trục chính3.Cửa ra thành phẩm.4.Khung máy.5.Motor truyền động trục chính6.12.3 Đặc tính kỹ thuật1500× 1100 ×29104,5Kích thước máy (D×R×C)Công suất động cơNăng suất máymmKwKg/hHình 6.12 Máy phối trộnChọn n =1 (máy).6.12 Hệ thống cân đóng bao tự động [29].- Chọn hệ thống cân đóng bao định lượng CBT-S50 của CT Vi na Nha Trang.- Đặc tính kỹ thuật:+ Trọng lượng cân thông dụng 50kg+ Sử dụng loại bao PP/PE kích thước 600 × 950 mm+ Phương pháp xác định khối lượng sử dụng cảm biến tải+ Sai số định lượng mỗi bao: +/100g+ Năng suất 12 – 15 tấn /h (S50 – 02F)+ Chức năng tự kiểm tra+ Chức năng đếm số bao+ Nguồn điện sử dụng:220V/50HzSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B84GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 85- 85 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê+ Áp lực khí nén :5 kg/cm2+ Kích thước : 750 × 750 ×1136mmHình 6.13 Hệ thống cân, đóng baoCBT_S506.13 Xi lô chứa và các thiết bị vận chuyển trong nhà máy6.13.1 Xi lô6.13.1.1 Xi lô chứa cà phê sau sấy thùng quay+ Năng suất sau khi ra khỏi máy sấy: 2693,99 (kg/h).+ Chọn 1xi lô chứa cà phê thóc sau khi sấy thùng quay+ Khối lượng riêng của cà phê sau khi xát tươi: 500 (kg/m3).Chọn mỗi xi lô có sức chứa sản phẩm cà phê nhân trong 1 giờ sản xuất, xi lôlàm bằng thép CT3, có sơn lớp chống nước ở bên ngoài.+ Thể tích khối cà phê nhân chứa trong xi lô:2693,99500Vnl ==5,39(m3).+ Thể tích xilô chứa:V =Vnlϕ (m3).Trong đó: - ϕ: hệ số chứa đầy; ϕ = 0,85.5,39→ V = 0,85 =6,34 (m3).+ Chọn xilô hình trụ tròn, đáy hình nón,có góc tháo liệu là 600.+ Chọn đường kính phần hình trụ: D = 1,5 (m), H3 = 0,2 (m), d=0,3(m).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B85GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 86- 86 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêD−d1,5 − 0,3+ Chiều cao đáy nón: H2= 2 × tg60o = 2 × tg60o = 1,04 (m).+ Thể tích đáy nón:(H2×π × D2 + d 2 + D × d12Vn =())1,04× 3,14 × 1,5 2 + 0,3 2 + 1,5 × 0,312Vn ==0,785 (m3).+ Thể tích phần trụ: Vtr = V – Vn =6,34 – 0,785= 5,56(m3).2DVtr =   × π × H 12Mà:( H1: chiều cao phần trụ).→ H1 =Vtr ×445,56 ×3,14 × 1,5 2 = 3,145(m).π × D2 =+ Chiều cao của mỗi xilô: H = H1 + H2 + H3 = 3,145+1,04 +0,2 = 4,39 (m).Bảng thông số xi lô chứa cà phê sau khi sấy thùng quayHệ số chứa đầyĐường kính hình trụGóc tháo liệuChiều cao đáy nónThể tích đáy nónThể tích hình trụChiều cao hình trụChiều cao xilô chứaΦDΑH2VnVxl-VnH1H0,851,5601,040,7855,563,1454,39%mOmm3m3mm6.13.1.2 Xi lô chứa cà phê nhân sau khi phân loại theo kích thướcDo tính dễ chảy của cà phê nên ta sử dụng xilô chứa có phần thân hình trụtròn,đáy phía dưới là hình chóp cụt. Kiểu xylo này dễ thiết kế, giá thành thấp.Theo tính toán ở chương 4, ta có- Hạt > 6,3mm (70%)Lượng hạt > 6,3mm: 1578,955- 7,895 =1571,06(kg/h).- Hạt > 5,6mm (20%)Lượng hạt > 5,6mm: 451,13 −2,256 =448,874(kg/h).- Hạt > 5mm (10%)Lượng hạt > 5mm: 225,565 −1,128 =224,437(kg/h).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B86GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 87- 87 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêTương tự tính toán như các xi lô trên, ta có 3 xi lô chứa 3 loại hạt sau khi phânloại như sauBảng thông số xi lô chứa cà phê sau khi phân loạiSTTXylô tại côngVxltđoạnSau khi phân loại(m3)- Xilô 13,751- Xilô 21,057- Xilô 31,057ndDh2h1H(m)(m)(m)(m)(m)10,21,51,17 1,672,94110,21,00,78 0,781,959110,21,00,78 0,781,959(h) (cái)6.13.2 Hố6.13.2.1 Hố chứa cà phê quả tươiCà phê sau khi chở về đến nhà máy thì được đưa vào khu vực chứa tạm vàcông nhân chuyển từng bao cà phê vào nhà máy và cho vào các hố chứaKích thước hố chứa cà phê tươi: 2000 ×2000 × 1500 (mm).→ Chọn 3 hố6.13.2.2 Hố chứa cà phê sau lên menSau khi lên men, cà phê được đưa vào hố chứa đê chuẩn bị cho quá trinh sấytĩnh tiếp theo.+Lượng cà phê chứa trong 6h: 5348,22×6=32089,32+ Khối lượng riêng của cà phê sau khi xát tươi: 500 (kg/m3).+Thể tích hố chứa:VnlV= Ψ32089 ,32= 500 .=64,18(m3).+ Hệ số chứa đầy: 0,9 → V=68,18(m3)Vậy chọn hố chứa cà phê có kích thước: D×R×C: 7×4,5×2(m).6.13.2.3 Hố chứa cà phê sau khi sấy tĩnhSau khi sấy tĩnh, do cà phê còn bốc nóng nên cần cho cà phê vào hố chứa đểđưa vào máy sấy thùng quay và tránh làm hư hỏng khối cà phê sau khi sấy tĩnh.Lượng cà phê chứa trong 2h: 3971,05 ×2=7942,1(kg).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B87GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 88- 88 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêKhối lượng riêng của cà phê sau khi xát tươi: 500 (kg/m3).V=V nl 7942,1== 15,885 ( m 3 )Ψ500Thể tích hố chứa:Hệ số chứa đầy: 0,9 →V=17,65(m3)Vậy chọn hố chứa cà phê có kích thước: 5×2×0,8(m)6.13.3 Gàu tảiGàu tải là thiết bị vận chuyển liên tục dùng để chuyển tiếp, nạp nguyên liệuvào vị trí cần thiết trong dây chuyền. Kích thước cao của gàu tùy theo yêu cầu vậnchuyển.Chọn gàu tải có bề rộng B= 340(mm).+ Tốc độ truyền 2 m/s+ Năng suất: 4tấn /giờSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B88GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 89- 89 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêHình 6.13 Gầu tải vận chuyển nguyên liệu [30]Bảng 6.13.2 Gàu tải sử dụng trong nhà máySTT12345678910Chiều caoGầu tải nguyên liệu từ(mm)Máy xát vỏ lên xi lô chứa tạmHố chứa tạm lên máy sấy tĩnhHố chứa lên máy sấy thùng quayMáy máy sấy thùng quay lên xi lô chứa tạmXi lô chứa sang máy tách tạp chấtMáy tách tạp chất lên máy xát khôMáy xát khô lên máy đánh bóngMáy đánh bóng lên máy phân loại theo kích thướcMáy phân loại theo kích thước lên 3 xi lô chứaMáy phân loại theo trọng lượng lên máy phân loạitheo màu sắc11 Máy phân loại theo màu sắc lên xi lô chứa12 Máy phối trộn lên xi lô chứa6.13.4 Băng tải vấu1250035255700660048004500210028005600240077006700Sốlượng333211213133Băng tải vấu là một thiết bị vậnSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B89GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 90- 90 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêchuyển dùng để cấp cà phê quả, băng tải này thường được dùng trong hệ thốngxát tươi, để cung cấp cà phê quả tươi vào hệ thống máy rửa và khi lắp đặt băng tảicó góc nghiêng tối đa 30o.Cấu tạo01. Phễu nạp liệu02. Cơ cấu chỉnh cửa cấp liệu03. Băng tải cao su04. Motor giảm tốc05. Cửa xả liệuHình 6.14. Băng tải vấu [31]Chọn băng tải vấu BTV-250 của công ty ViNa Nha Trang với+ Bề rộng bàn 600mm+ Năng xuất 10 tấn/hBảng tổng kết thiết bị trong nhà máyTSThiết bịT1234Hố chứa cà phê quảBể Xi phôngMáy xát tươiXi lô chứa tạm sau khi xát tươiL33315Xilô ủ lên men3678910111213Hố chứa cà phê sau khi lên menHệ thống sấy tĩnhHố chứa cà phê sau sấy tĩnhMáy sấy trống quayMáy tách tạp chấtMáy xát khôMáy đánh bóngMáy phân loại kích thước1111112114 Xi lô chứa cà phê nhân sau PLKT15 Máy phân loại theo khối lượngSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B90121Kích thước(mm)2000 ×2000 × 15004800 × 1000 ×30004000 ×2100 × 4000D= 4000×H =10,142D= 4000 × H=10,1424000×4000×45006000 × 2000 × 9005000×2000×800D= 2500, H= 150002800 ×2200×33802000 × 1100 × 13501700×1400×13505000 × 1450 × 2350D = 1500 × H =2940D =1000 × H = 19592800 × 1400 × 1700GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 91- 91 -Đồ án tốt nghiệpTSThiết bịT16 Máy phân loại theo màu sắcL117 Xi lô chứa cà phê nhân sau PLMS18 Máy phối trộn19Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê121Xi lô chứa cà phê nhân sau phối1trộn220 Cân, đóng baoSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B191Kích thước(mm)2200× 800 ×1800D = 1500 × H =2940D =1000 × H = 19591500 × 1100 × 2910D = 1500 × H =2940D =1000 × H = 1959750 × 750 × 1136GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 92- 92 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêCHƯƠNG 7 TỔ CHỨC HÀNH CHÍNH CỦA NHÀ MÁY7.1. Sơ đồ hệ thống tổ chức của nhà máyGiám đốcPGĐ Kỹ thuậtPGĐ Kinh doanhPhòng KCSPhòng kế hoạchPhòng kỹ thuậtPhòng kế toán Phòngtài vụ cungtiêu hành chínhPhòngPhòng marketingPhân xưởng cơ điệnPhân xưởng sản xuấtPhân xưởng phụ trợTổ chức hành chính của nhà máy không những tạo điều kiện thuận lợi cho quátrình sản xuất mà còn chăm lo đời sống của cán bộ, công nhân viên trong nhà máy.7.2. Tổ chức lao động của nhà máy7.2.1. Chế độ làm việcNhà máy làm việc 270 (ngày/năm), nhà máy làm việc 3(ca/ngày).+ Ca 1: Từ 6 h → 14 h.+ Ca 2: Từ 14 h → 22 h.+ Ca 3: Từ 22 h →6h.Bộ phận hành chính làm việc 8 (h/ngày). Đa số lực lượng lao động 1 ca thìlàm việc theo giờ hành chính.+ Sáng: Từ 7h đến 11h.+ Chiều: Từ 13h đến 17h.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B92GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp93- 93 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê7.2.2. Nhân lực7.2.2.1. Lao động gián tiếp: Được trình bày theo bảng 7.1.Bảng 7.1. Nhân lực lao động gián tiếpSTT1234567891011121314Ngành nghềGiám Đốc.PGĐ Kỹ Thuật.PGĐ Kinh Doanh.Phòng Kỹ Thuật.Phòng Hành Chính.Phòng Kế Hoạch.Phòng KCSPhòng K.T, tài vụ.Y tế.Phòng cung, tiêuPhòng makertingBảo vệ nhà máyNhà ăn, căn tinTài xếTổngcộng: (Ccb)Số người /ca111444422112310Số ca/ngày11111111121321Số người /ngày11144442221661048Bảng 7.2. Lực lượng lao động tại dây chuyền sản xuất cà phê nhânTT12345678910111213Công đoạnSố CN/caSố ca/ngàySố CN/ngàyVận chuyển nguyên liệuLàm sạch và phân loạiXát tươiLên menSấy tĩnhSấy thùng quayTách tạp chấtXát khô, đánh bóngPhân loại theo kích thướcPhân loại theo khối lượngPhân loại theo màu sắcPhối trộn, cân, đóng baoVận chuyển, bảo quảnTổng cộng2220131111134Ct1= 22333333333333366603933333912Ct2= 66SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B93GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 94- 94 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêBảng 7.4. Lực lượng lao động tại các bộ phận phụ trợCôngđoạn1Lò đốt2Cơ điện3Trạm bơmTổng cộng:TTSố công nhântrong ca221Cp1= 5Số ca trongngày332Số công nhântrong ngày662Cp2 = 14Như vậy: Tổng cộng lực lượng lao động gián tiếp: 58 người.+ Tổng số công nhân trực tiếp tham gia sản xuất:Csx = Ct2 + Cp2= 66 +14 = 80 (người).+ Số công nhân biên chế ở khâu trực tiếp sản xuất:Cbc = k.Csx = 1,04 x 80 = 84 (người); (k là hệ số điều khuyết).Do nhà máy sản xuất theo thời vụ, để giảm chi phí trả lương cho công nhân.Ngoài công nhân chính thức nhà máy còn tuyển thêm một số công nhân làm theohợp đồng ngắn hạn, khi nhà máy hoạt động vào thời vụ có lượng nguyên liệu nhiều.+ Số công nhân làm việc theo hợp đồng:Chd = 84x 30% = 26(người).7.2.2.3. Tổng số công nhân viên của nhà máyC = Ccb + Cbc = 48 + 84 = 132 (người).7.2.2.4. Số công nhân (CN) đông nhất trong 1 caSố người đông nhất mỗi ca = Số nhân viên hành chính + Số CN sản xuất /ca+ Số nhân lực và cán bộ trong các phòng ban làm trong 1 ca:Ccb = 40 (người).+ Số công nhân trực tiếp sản xuất trong 1 ca: 22+ 5 = 27 (người).Vậy tổng số công nhân đông nhất trong 1 ca là: Cc = 40 + 27 = 67(người).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B94GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệpSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B95- 95 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê95GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 96- 96 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêCHƯƠNG 8 TÍNH NƯỚC - NHIÊN LIỆU8.1 Tính nhiên liệu8.1.1 Lượng dầu FO dùng cho lò đốt của máy sấy thùng quayTheo phần tính và chọn thiết bị ta có:+ Lượng dầu FO tiêu tốn cho lò đốt trong quá trình sấy cho 1 thiết bị đã tính:B = 38,793(kg/h)+ Lượng dầu dùng cho lò đốt trong 1 năm:B0= B × 24 × 280 = 38,793 ×24 × 280 = 260688.96 (kg/năm).= 260688,96×1,087 = 283368,9 (lít/năm).Nhà máy có 3 thiết bị sấy nên:B2= 283368,9 ×3= 850106,69 (lít/năm)8.1.2 Lượng dầu FO cần dùng cho lò đốt sấy tĩnh+ Lượng dầu cần thiết cho quá trình sấy:q.W3054,64 × 1337,05B = Qc .η b = 43840,5088 × 0,9 = 103,512(kg/h).Trong đó: - q: Nhiệt lượng cần thiết làm bay hơi 1kg ẩm = 3054,64(kJ/kgẩm).- W: lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy.(được tính từ phần chọn thiết bị sấytĩnh): W = 1337,05(kg/h).- Qc: Nhiệt trị cao của dầu FO: Qc= 43840,5088 (kJ/kg).- η: Độ tác dụng của lò đốt, η =0,9.+ Lượng dầu dùng cho lò đốt trong 1 năm:B0 = B × 24 × 270 = 103,512 × 24 × 270 = 670756,042 (kg/năm).8.1.3 Lượng xăng dầu dùng cho các loại xe trong nhà máyNhà máy dùng 5 xe tải để vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm.+ Với định mức mỗi xe dùng 20 (lít/ngày).+ Vậy lượng dầu cần dùng là: 20 × 5× 280 = 28000 (lít/năm).Ngoài ra nhà máy sử dụng thêm một chiếc xe con để đưa đón cán bộ.+ Định mức 8 (lít/ngày).+ Vậy lượng xăng cần dùng: 8 × 280 × 1 = 2240 (lít/năm).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B96GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 97- 97 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê8.1.4 Lượng dầu dùng cho máy phát điện dự phòng+ Định mức: 50 (lít/tháng).+ Lượng dầu dùng cho cả năm: 50 × 11 = 550 (lít/năm).Vậy tổng lượng xăng dầu cần dùng cho nhà máy trong một năm là:G’ = 850106,69 + 251378,64 + 56000 + 2240 + 550= 1160275,33(lít/năm).8.2 Tính lượng nước cần dùng cho nhà máy8.2.1 Nước dùng cho sản xuấtNhà máy sử dụng rất nhiều nước, nước dùng cho bể xiphông, dùng cho vệ sinhthiết bị, xử lý nguyên liệu... Nói chung nước sử dụng phải đảm bảo các yêu cầu sau:+ Độ pH = 7 ÷ 8.+ Không có mùi vị lạ.+ Không có các chất độc.+ Hàm lượng Fe2+, Fe3+ ≤ 5 (mg/l).+ Chỉ số coli < 3.+ Chuẩn số coli < 300.+ Ít hợp chất hữu cơ.+ Không có vi sinh vật gây bệnh.Để đảm bảo chất lượng nước, trước khi đưa vào sản xuất thì nước phải qua xửlý: Sử dụng thiết bị tách Fe2+, Fe3+, tách phèn, tách mùi vị lạ...8.2.1.1 Lượng nước sử dụng cho bể xi phôngLượng nước vào bể xi phông:3×Vxp = 3.Vnl =9281,25(kg / h)= 55,687 (m 3 / h)500(kg / m 3 )→ V = 24 × 55,687 = 1336,5(m3/ngày).8.2.1.1 Lượng nước sử dụng cho lên menLượng nước vào xi lô lên men0,15 ×Vlm = 0,15 ×Vnl =SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B5457,37(kg / h)= 1,6380 (m 3 / h)3500(kg / m )97GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp98- 98 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê→ V = 24 × 1,638 = 39,312(m3/ngày).8.2.2 Lượng nước dùng cho sinh hoạtNước dùng cho nhà ăn:+ Tiêu chuẩn sử dụng: 30 (lit/người.ngày).+ Tổng số cán bộ công nhân viên của nhà máy trong ngày: 132người.→Vna = 30 x 132 = 396 (l/ngày) =3,96 (m3/ngày).Nước dùng cho nhà tắm:+ Tiêu chuẩn 40 (l/người/ngày).→Vnt = 132 x 40 = 5280 (lit/ngày) = 5,28 (m3/ngày).Vậy lượng nước dùng cho sinh hoạt:Vsh = Vna + Vnt = 3,96 + 5,28 = 9,24 (m3/ngày).8.2.3 Nước dùng để tưới cây xanhLấy bằng 10% lượng nước sinh hoạt.Vcx = 0,1 x 9,24 = 0,924(m3/ngày).8.2.4 Nước sử dụng vệ sinh thiết bịLấy 0,959 (m3/ngày).8.2.5 Nước dùng để rửa xeTiêu chuẩn 300 lít/ngày.Vrx = 300 x 10= 3000 (lít/ngày) = 3 (m3/ngày).8.2.6 Nước dùng chữa cháyTiêu chuẩn 2,5 l/s tính cho 3 giờ.Vcc = 2,5 x 3 x 3600 = 27000 (lít) = 27 (m3).8.2.7 Tổng lượng nước dùng cho nhà máy trong ngàyVt = Vsx + Vsh + Vcx + Vvs + Vrx (m3/ngày).Vt = 1336,5 + 9,24+ 0,924+ 0,959 + 3 = 1350,623(m3/ngày).8.2.8 Đài nước sử dụng cho nhà máyĐài nước làm bằng thép không rỉ, hình trụ đứng.+ Lượng nước chứa trên đài:Vsd = Vt.20 % + Vcc = 1350,623× 0,2 + 27 = 297,126 (m3/ngày).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B98GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 99- 99 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêChọn kích thước đài nước:+ Chọn đài nước hình trụ tròn, bán kính R = 3(m).+ Chiều cao đài nước:297,126Vsd= 10,514(m)23,14×3H= π .R =→ Chọn H =10,514(m).Do nhà máy có phân xưởng sản xuất 1 tầng cao 12,6 (m). Nên ta chọn tổngchiều cao đài nước Hđ = 15,5 (m).8.2.9 Chọn bơm dùng để bơm nướcChọn 01 bơm để bơm nước lên đài nước.Sử dụng bơm ly tâm có các thông số kỹ thuật như [6- 444].+ Ký hiệu bơm: K.+ Năng suất bơm: 8 ÷ 300 (m3/h).+ Chiều cao hút: 4 ÷ 5,5 (m).+ Số vòng quay: 1450 ÷ 2900 (vòng/phút)+ Hiệu suất bơm: 0,85.+ Áp suất toàn phần : 18 ÷ 85 (m).+ Nhiệt độ: < 800C.+ Vật liệu làm bơm : Gang.+ TrụcSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B: Thép cacbon99GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệpSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B100- 100 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê100GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 101- 101 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêCHƯƠNG 9 TÍNH XÂY DỰNG9.1 Cách bố trí mặt bằngYêu cầu chung về bố trí mặt bằng [6,47].+ Đảm bảo đường đi của dây chuyền công nghệ là ngắn nhất.+ Đảm bảo sự hợp tác trong việc sử dụng nguyên liệu, giữa các phân xưởng vàgiữa các nhà máy trong khu vực khác trong toàn bộ khu công nghiệp.+ Giải quyết tốt vấn đề giao thông nội bộ nhà máy và giữa nhà máy với cáckhu vực khác.- Chọn phương tiện vận chuyển hợp lý.- Có mối liên hệ chặt chẽ giữa các phân xưởng sản xuất với nhau, gữa khu vựcsản xuất với khu vực điều khiển.+ Đảm bảo phù hợp với địa hình, địa chất ở khu vực nhà máy.+ Đảm bảo khoảng cách giữa các công trình theo tiêu chuẩn để đáp ứng cácyêu cầu về thông gió, chiếu sáng, phòng hoả và vệ sinh công nghiệp.+ Đảm bảo tiết kiệm diện tích đất xây dựng.+ Đảm bảo khả năng mở rộng nhà máy.9.2 Tính xây dựng9.2.1 Phân xưởng sản xuấtDựa vào dây chuyền công nghệ, kích thước và số lượng thiết bị đã tính toán vàbố trí dây chuyền sản xuất cà phê thóc khô, cà phê nhân nằm trong một phân xưởngmột tầng. Ta chọn chiều cao phân xưởng: 12,6 (m).+ Kết cấu bao che: phân xưởng lợp bằng tôn, tường có các cột bê tông cốt thépchịu lực, tường bao được xây bằng gạch tô vữa dày 200 (mm).+ Khung làm bằng vật liệu thép 2 cạnh song song.+ Diện tích phân xưởng: S = 66 ×18+18×12 = 1404(m2).9.2.2 Sân chứa nguyên liệu ban đầuSân chứa nguyên liệu được xây dựng có mái che, không có tường bao xungquanh. Cà phê sau khi thu hoạch được vận chuyển về nhà máy và phơi rải đều trênmặt sân nhằm bảo quản nguyên liệu tránh những hư hỏng xảy ra khi bảo quản.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B101GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp102- 102 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê+ Lượng nguyên liệu cần bảo quản rãi dày 40 (cm) trên nền nhà.+ Mật độ: ρ x 0,4 = 500 × 0,4 = 200 (kg/m2).Chọn thời gian lưu lại trên sân t = 8 (h).→ Lượng nguyên liệu trên sân: 9375× 8 = 75000(kg).75000= 375+ Diện tích sân cần xây dựng: S= 200(m2)Diện tích lối đi và cột chiếm 30% diện tích sân.Vậy diện tích sân cần xây dựng là:Sxd = 375+ 375× 0,3 = 487,5 (m2).Chọn kích thước sân: Dài ×Rộng ×Cao = 25 × 20 × 0,5 (m).Diện tích: S = 25×20= 500(m2).9.2.3 Kho chứa cà phê nhânCà phê nhân được chứa trong các bao đay khối lượng 50kg/bao. Kho sảnphẩm thiết kế có thể chứa được lượng cà phê nhân trong 1 tháng.Theo tính toán cho cà phê Arabica, mỗi giờ nhà máy sản xuất 2199,7 kg càphê nhânMột ngày nhà máy sản xuất được: 2199,7×24= 52792,8 (kg/ngày)=52,7928(tấn/ngày)α .Q.Z . fDiện tích kho chứa được tính theo công thức: F = q.m. (m2).Trong đó:+ Q: Lượng nguyên liệu cần sử dụng trong 1 ngày (T).+ Z: Số ngày dự trữ, ngày, chọn Z = 15 ngày.+ f: Diện tích mỗi bao khi chứa, chọn kích thước bao: (0,8 × 0,5) = 0,4m2+ q: Trọng lượng mỗi bao, q = 50kg = 0,05T.+ m: Số bao trong một chồng, m = 10 bao.+ α : Hệ số khoảng cách giữa các chồng bao, α= 1,1.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B102GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp103- 103 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê1,1× 37, 2436 ×15 × 0, 4 1,1 × 52,7928 × 15 × 0,410 × 0, 050,05 × 10Vậy: F ===696,87 (m2).Diện tích cột và lối đi chiếm 20%: F’ = 696,87× 0,2 = 139,373 (m2).Diện tích kho cần xây dựng:Fkho = 696,87+139,373= 836,25 (m2).Diện tích kho chứa thực tế:F’ kho1179,877 836 ,25Fkho= ϕ = 0,85 = 0,85=983,82(m2).(φ: Hệ số chứa đầy của kho chứa).Chọn kích thước kho: Dài × rộng × cao = 40×25× 6 (m).Diện tích: S = 40 × 25= 1000 (m2)..9.2.4 Nhà hành chính9.2.4.1 Diện tích dành cho cán bộ công nhân viên [6, 54]Tiêu chuẩn được tính như sau:+ Cán bộ lãnh đạo 8 ÷ 12 (m 2/người). Số cán bộ lãnh đạo gồm 1 giám đốc, 2phó giám đốc và 7 trưởng phòng. Vậy tổng số cán bộ lãnh đạo 10 người.+ Các cán bộ viên chức khác chọn 4 (m2/người).Vậy diện tích cần xây dựng là: F1 = 10 × 10 + (48– 10) × 4 = 252 (m2).9.2.4.2 Diện tích hội trườngTiêu chuẩn 0,5 (m2/người) và tính cho toàn bộ số công nhân viên của nhà máy.Số người này đã tính trong phần hành chính C = 137 (người/ca).F2 = 132 × 0,5 = 66 (m2).Vậy tổng diện tích khu nhà hành chính là: F = F1 + F2 = 252+ 66= 318 (m2).Ta xây khu nhà hành chính hai tầng với kích thước như sau:Dài x rộng x cao = 25 × 7 × 9,6 (m).Diện tích mỗi tầng: S = 25 × 7= 150 (m2).9.2.5 Nhà xưởng cơ khíDiện tích khoảng 50 - 120 m2 tuỳ năng suất nhà máy.Chọn phân xưởng có kíchthước xây dựng như sau: Dài × rộng × cao = 12 × 7 × 4,8 (m)SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B103GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp104- 104 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêDiện tích: S = 12 × 7= 84 (m2).9.2.6 Kho chứa bao bìKho này sử dùng chứa bao bì để chuẩn bị cho quá trình đóng bao cà phê thócvà cà phê nhân thành phẩm.Chọn kho có kích thước như sau: Dài × rộng × cao = 6 × 6 × 4,8 (m).Diện tích: S = 6 × 6 = 36 (m2).9.2.7 Nhà bảo vệChọn kho có kích thước như sau:Dài x rộng x cao = 4 ×3 × 3,6 (m).Diện tích : S = 4 × 3 = 12 (m2).9.2.8 Nhà ăn [10, 56].Nhà ăn là nơi phục vụ nhu cầu ăn uống cho cán bộ công nhân viên của nhàmáy. Tính theo tiêu chuẩn 2,25 (m 2/người), và tính theo 2/3 số lượng công nhân2trong ca đông nhất. S = 67 × 2,25 × 3 = 100,5(m2).Chọn kích thước nhà ăn: Dài × rộng × cao = 15 ×7 × 4,8 (m).Diện tích : S = 15 × 7 = 105 (m2).9.2.9 Nhà để xeDiện tích nhà xe tính cho 100% số người làm việc trong ca đông nhất. Diệntích được tính là 1 (xe máy/1m2).Chọn hệ số sử dụng 80%.100Diện tích cần xây dựng là: S = 67× 80 = 83,75(m2).Chọn kích thước nhà xe: Dài × rộng × cao = 15 × 6 × 3,6 (m).Diện tích : S = 15 × 6 = 90 (m2).9.2.10 Gara ôtôChọn xe tải có công suất 3,5 tấn quả tươi/chuyến, mỗi ngày chở 4 chuyến. Vậymỗi xe chở 14 (tấn/ngày). Lượng nguyên liệu cần cung cấp cho nhà máy sản xuấttrong một ngày: 28,125(tấn).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B104GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp105- 105 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê28,125+ Số xe cần vận chuyển nguyên liệu cho nhà máy:N1 = 14 = 2,01 (xe).+ Chọn số xe n = 3 (xe).+ Chọn thêm một xe con dành cho cán bộ đi công tác xa và 2 xe vận chuyểnsản phẩm.Vậy tổng số xe trong nhà máy là 6(xe).Mỗi xe chiếm diện tích 20 (m2), hệ số sử dụng 0,8.6Diện tích cần xây dựng: S = 20 × 0,8 = 150 (m2).Chọn kích thước xây dựng: Dài × rộng × cao = 15× 10 × 4,8 (m).Diện tích: S = 15× 10= 150 (m2).9.2.11 Nhà sinh hoạt vệ sinh [6, 55 - 56].9.2.11.1 Phòng thay quần áoTính theo tiêu chuẩn 0,2 (m2/người).Diện tích phòng cần xây dựng là: S1 = 67 × 0,2 = 13,4(m2).9.2.11.2 Phòng tắmTính cho 60% số công nhân đông nhất trong ca, và 7 ÷ 10 (công nhân/1vòi tắm).Kích thước 0,9 x 0,9.67 × 60+ Số vòi cần thiết: N = 10 × 100 =4,02+ Chọn 5 vòi tắm.+ Diện tích phòng tắm: S2 = 5 × 0,9 × 0,9 = 4,05 (m2).9.2.11.3 Khu vực rửaTính cho 10 (công nhân/1 chậu rửa).Số chậu cần thiết: n = 7 (chậu).9.2.11.4 Phòng vệ sinhSố lượng nhà vệ sinh tính bằng 1/2 số nhà tắm.Chọn 3nhà vệ sinh.Kích thước phòng vệ sinh: 0,9 × 1,2 (m).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B105GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 106- 106 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêS3 = 3 × 0,9 × 1,2 = 3,24 (m2).Vậy diện tích nhà sinh hoạt vệ sinh cần xây dựng là:S = S1 + S2 + S3 = 13,4+ 4,05+ 3,24 = 20,69(m2).Chọn kích thước nhà sinh hoạt vệ sinh: 5 × 5 × 3,6 (m).Diện tích: S = 5 x 5 = 25 (m2).9.2.12 Kho nhiên liệuLượng dầu FO cần cho 1 máy sấy:B = 38,793 (kg/h). Nhà máy có 3 máy sấynên: B1 = 38,793 × 3 = 116,379 (kg/h).Lượng dầu FO cho lò đốt máy sấy tĩnh = 103,512 (kg/h)Lượng nhiên liệu dự trữ được tính cho nhu cầu đốt trong 15 ngày.Lượng dầu dự trữ là: (116,379 +103,512) × 24 × 15 = 79160,76(kg).Thể tích riêng của dầu: v = 0,00108 (m3/kg).Vậy thể tích dầu cần dự trữ là: V = 79160,76 × 0,00108 = 85,493 (m3).Chọn xitec để trữ dầu có kích thước: D = 2000 (mm), H = 4400 (mm).2D22H = 3,14 × × 4,44→ Thể tích mỗi xitec: V = 3,14. 4= 13,816 (m3).85 ,493Số lượng xitec: n = 13,816 = 6,18. Chọn n = 7Kích thước kho nhiên liệu: Dài × rộng × cao = 6 × 4 ×6 (m).Diện tích :S = 6 x 4 = 24 (m2).9.2.13 Đài nướcR = 3000 (mm).Chiều cao tổng H = 15,5(m).Diện tích: S = 6 × 6 = 36 (m2).9.2.14 Phòng hóa nghiệm [6, 54]- Thường lấy khoảng 40-100 m2 dựa vào năng suất nhà máy- Năng suất nhà máy lớn nên ta chọn 60 m29.2.15 Nhà đặt bơm nướcChọn kích thước: Dài x Rộng x Cao = 6 × 4 × 3,6 (m).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B106GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 107- 107 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêDiện tích : S = 6 × 4 = 24 (m2).9.2.16 Bãi chứa bãBã nhà máy thải ra chủ yếu là vỏ quả cà phê, vỏ lụa và lớp nhớt.Chọn diện tích bãi chứa bã: S = 6 × 6 = 36 (m2).9.2.17 Bể xử lý nước thảiĐể đảm bảo nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép phải bố trí ít nhất 2 bểxử lý nước thảiChọn kích thước bể: Dài × Rộng = 6 × 6 (m).Diện tích: S = 6 × 6 = 36(m2).9.2.18 Trạm biến thế và máy biến áp [6, 55]Đặt ở góc nhà máy, kề đường giao thông và đặt gần nơi tiêu thụ nhất.Diện tích 9 ÷ 16 (m2).Ta chọn diện tích:S = 4 × 4 = 16 (m2).9.2.19 Trạm cânTa chọn diện tích:S = 6 × 3 = 18 (m2).Bảng 9.1. Tổng kết về xây dựngTTTên công trìnhDài (m)1 Phân xưởng chính66 +182 Sân chứa nguyên liệu25Kho bảo quản cà phê440nhânNhà hành chính (2525tầng)6 Nhà xưởng cơ khí127 Kho chứa bao bì68 Nhà bảo vệ49 Nhà ăn1510 Nhà để xe1511 Gara ôtô1512 Nhà sinh hoạt vệ sinh513 Kho nhiên liệu614 Đài nước615 Phòng hóa nghiệm10SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B107Rộng(m)18 + 1220Cao(m)15,60,5Diện tích(m2)1404500256100079,6175763761054664,84,83,64,83,64,83,6615,54,88436241059015025243660GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 108- 108 -Đồ án tốt nghiệp1617181920Nhà đặt bơm nướcBãi chứa bãBể xử lý nước thảiTBA và máy biến ápTrạm cânTổng cộng: (Fxd)Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê66646466433,6-24363616183840+ Tổng diện tích xây dựng nhà máy: Fxd = 3840(m).+ Diện tích khu đất: ,Fkd =FxdK xd(m2) [6, tr 44]Với: Kxd: Hệ số xây dựng (%).Đối với nhà máy thực phẩm thườngKxd = (35 ÷ 50) %. Chọn Kxd = 35%[6, 44]3840Fkđ = 35% = 10971,43(m2).Chọn khu đất hình chữ nhật có kích thước như sau:Dài × rộng = 140 × 80 (m).Fkđ = 140 × 800= 11200 (m2).Ngoài ra để đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của tổng mặt bằng nhà máy còncó hệ số sử dụng Ksd.K sd =FsdFkâ ×100 (%)[6, 44]Trong đó:+ Fkđ: diện tích bên trong hàng rào nhà máy (m2).Fsd = Fxd + Frãnh hè + Fhành lang + Fcây xanh + Fgiao thông (m2)[6, 44]+ Fxd = 3840 (m2).+ Diện tích hè rãnh:Fhr = 0,05.Fkđ = 0,05 × 11200 = 560 (m2).+ Diện tích giao thông trong nhà máy:Fgt = 0,15.Fkđ = 0,15 ×11200 =1680 (m2).+ Diện tích hành lang:SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B108GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp109- 109 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêFhl = 0,05.Fkđ = 0,05 × 11200=560 (m2).+ Diện tích cây xanh:Fcx = 0,15.Fkđ = 0,15 × 11200 = 1680(m2).Vậy ta có:Fsd = 3840 + 560 + 1680 + 560 + 1680= 8320 (m2).Fsd100% 8320 × 100Ksd = Fkd= 11200=74,3%.9.2.20 Khu đất dự trữChiếm 30% diện tích phân xưởng sản xuất chínhS = 32% x 1404 = 449,28(m2)Ta chọn khu đất dự trữ có kích thước: dài x rộng = 31,05 x 14,5 (m)SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B109GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 110- 110 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêCHƯƠNG 10 KIỂM TRA SẢN XUẤT10.1 Mục đíchCà phê là loại một nông sản mà chất lượng của nó chịu ảnh hưởng mọi giaiđọan trong quy trình sản suất, kể từ khi trồng trọt cho đến khi chế biến và bảo quản.Do đó, muốn cho chất lượng của nó đảm bảo cần phải kiểm ra từng khâu một, phảicó điều kiện tác động kỹ thuật và xử lý các sự cố trong quá trình sản xuất.Vì vậy kiểm tra sản xuất phải đạt mục đích sauPhát hiện và khắc phục kịp thời những sai sót trong quá trình sản suất.Khống chế việc thực hiện các chỉ tiêu kỹ thuật, chỉ tiêu kinh tế, để đạt sảnphẩm tốt, tránh được các lãng phí trong lao động, và lãng phí do kỹ thuật gây nên.Kiểm tra để nâng cao tinh thần trách nhiệm của cán bộ và công nhân, đánh giáchính xác ở từng khâu sản xuất.Việc kiểm tra tốt sẽ nâng cao tinh thần trách nhiệm của cán bộ công nhân viên.Đánh giá chất lượng của từng khâu sản xuất, tránh được những hư hỏng máy móclàm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.10.2 Yêu cầu việc kiểm tra sản xuấtKiểm tra các thông số kỹ thuật, nguyên liệu vào các công đoạn ấy.Trong quá trình kiểm tra sản xuất yêu cầu kiểm tra bằng phương pháp nhanhvà đơn giản cho kết quả ngay.Việc kiểm tra phải tiến hành thường xuyên và đều khắp các khâu chủ yếutrong các công đoạn. Khi xảy ra sự cố thì phải kịp thời sử lý ngay.10.3 Các phương pháp kiểm tra10.3.1 Đánh giá phẩm chất cà phê bằng phương pháp cảm quanĐánh giá phẩm chất cà phê bằng phương pháp cảm quan tức là xác định phẩmchất của hạt cà phê bằng hình thức bên ngoài và giá trị bên trong qua cảm giác củangười kiểm tra. Đánh giá hình thức bên ngoài gồm có: màu sắc hạt, độ căngbóng bề mặt độ đồng đều hạt.10.3.2 Phương pháp phân tích kiểm nghiệmPhương pháp lấy mẫu cà phê nhânSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B110GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp111- 111 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêLấy mẫu đầu tiên: Dụng cụ lấy mẫu đầu tiên là xiên gồm hai ống rỗng lồngđược vào nhau. Khi lấy mẫu phải nhẹ tay xiên ống vào giữa bao sau khi lấy mẫu rútxiên ra khỏi bao đổ vào chỗ chứa, điểm lấy mẫu là trên, dưới, giữa theo chiều dài bao.Lấy mẫu trung bình: Trộn kỹ mẫu đầu tiên và dùng phương pháp chia chéo gạtmẫu ra làm hai phần bằng nhau làm nhiều lần cho đến lúc có được hai mẫu, mỗimẫu thử trung bình phải có ít nhất là 650g hoặc không ít hơn 400g.10.3.3 Phương pháp phân tích lý họcXác định hạt hoàn toàn và hạt không hoàn toànHạt hoàn toàn: là hạt có màu sắc tự nhiên, hạt phải nguyên vẹn, không bị bạcmàu, xuống phẩm hoặc những hư hỏng khác.Hạt không hoàn toàn: gồm có các loại hạt sau: hạt xuống phẩm, hạt lép, hạtvỡ, hạt bám vỏ lụa, hạt đen, hạt hỏng.Hạt xuống phẩm: là loại hạt lúc đầu tốt nhưng do bảo quản không tốt, bị ẩm,gây nên bạc màu...Hạt lép: bề mặt hạt nhăn nheo, màu hạt hơi bình thường, hạt xốp, nhẹ.Cách xác định: lấy mẫu thử trải ra khay trắng, lấy cặp nhặt các hạt không hoàntoàn để riêng, cân các loại hạt không hoàn toàn.aGọi X là phần trăm hạt không hoàn toàn X được xác định: X = b x100,%.- a: Tổng khối lượng hạt không hoàn toàn.- b: Khối lương mẫu thử.Xác định khối lượng riêng của hạt cà phê+ Khối lượng riêng đặc trưng cho độ chắc và mức độ chín của hạt. Nó phụthuộc vào thành phần hoá học và cấu tạo của hạt, các chất trong thành phần của hạtcó khối lượng riêng khác nhau.+ Cách xác định: dùng cân kỹ thuật cân 100g hạt cà phê cho vào xilanh cóchia độ mm. Trong xilanh có chứa nước hoặc toluen, biết thể tích của nước hoặctoluen trước và sau khi cho hạt ta biết thể tích hạt.+ Khối lượng riêng được tính: d = p/v (g/cm3).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B111GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 112- 112 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêTrong đó:- p: Khối lượng hạt (g).- v: Thể tích hạt (cm3).Xác định dung trọng của hạt cà phê+ Dung trọng hạt cà phê là trọng lượng 1lít hạt cà phê tính ra g hay kg. Xácđịnh dung trọng một phần nào cho ta biết chất lượng hạt, dung trọng càng lớn biểuhiện hạt càng mẩy tỷ lệ vỏ càng thấp.+ Cách xác định: Dụng cụ đo dung trọng là một ống có thể tích 1lít và một cáicân. Hạt được đổ vào phiễu chảy từ từ xuống ống thể tích dùng dao gạt miệng ốngđể lấy đúng một lít rồi đem cân. Trong lượng cân được là giá trị dung trọng.10.3.4 Phương pháp phân tích hóa họcXác định độ ẩm hạt cà phê+ Với cà phê nhân sống dùng phương pháp chia chéo lấy ra mẫu trung bình,mỗi mẫu thử 30g cà phê nhân. Dùng cối chày giã nhỏ mẫu thử, cho toàn bộ vào râylắc đều.+ Tiến hành:Lấy cốc sứ sấy thật khô đến khối lượng không đổi sau đó cho vào cốc 5 ÷ 7gmẫu và cân được khối lượng G1. Đem sấy cốc có chứa mẫu trong tủ sấy có nhiệt độ1050C trong 1 giờ, lấy ra để nguội trong bình tách ẩm sau đó đem cân ghi khốilượng rồi lại đem sấy, cân, cho đến khi đạt khối lượng không đổi G2.W=Độ ẩm được tính:G1 − G2× 100G1 − G0(%).Với G0: Khối lương cốc đã sấy đến trọng lương không đổi (g).Xác định độ axit của hạt cà phêLấy khoảng 50 g hạt đem nghiền nhỏ thành bột (bột qua rây 0,8mm). Dànmỏng bột ra trên một tấm kính bột dày khoảng 3 ÷ 4mm. Dùng một tấm kính khácép lên trên, lấy tấm kính trên ra. Dùng muỗng cà phê xúc bột ở nhiều điểm khácnhau, lấy khoảng 5g rồi đem cân để biết dung trọng.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B112GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp113- 113 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phêBột cho vào bình cần khô và sạch (bình dung tích 100 ÷ 150ml) rót thêm vào50ml nước cất. Đậy nắp lại và lắc đều, để yên trong 30 phút. Thêm vào 5 giọtphenolftalein lắc đều rồi đem chuẩn độ bằng NaOH 0,1N.Độ axit được xác định theo công thức:x=a × 100 × 100010 × g × (100 − w) .Trong đó:+ a: Số mol NaOH 0,1N dùng để trung hoà.+ w: Độ ẩm của hạt (%).SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B113GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 114- 114 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêCHƯƠNG 11 VỆ SINH CÔNG NGHIỆP VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG11.1 Vệ sinh công nghiệp11.1.1 Vệ sinh nhà máyVệ sinh máy móc thiết bịĐịnh kỳ ngừng hoạt động máy móc để vệ sinh nhưng phải đảm bảo năng suấtcủa nhà máy. Ngoài ra cần vệ sinh thiết bị trước khi đưa mẻ mới vào. Các bộ phậnsinh ra khói bụi như máy rang, máy sàng... cần đặt ở cuối hướng gió.Vệ sinh cá nhânMỗi công nhân phải chấp hành các quy định về vệ sinh cá nhân trong sản xuất:công nhân viên làm việc trong nhà máy phải sạch sẽ, nghiêm cấm không được hútthuốc trong giờ làm việc để tránh ảnh hưởng đến sức khoẻ của mọi người, phải mặcđồ bảo hộ lao động. Thực hiện chế độ khám sức khỏe cho công nhân theo định kỳ 6tháng/1 lần.Vệ sinh phân xưởng, nhà máyCác phòng thí nghiệm, nhà ăn, nhà kho, nhà sản xuất phải được lau chùi hàngngày. Mỗi cá nhân phải có ý thức giữ gìn vệ sinh chung. Thường xuyên kiểm traviệc thực hiện vệ sinh trong và ngoài phân xưởng sản xuất.11.1.2 Xử lý chất thảiChất thải của nhà máy gồm khói bụi, vỏ quả và nước thải công nghiệp.Các khí độc hại chủ yếu là khí: SO2, CO2... cần phải có tháp hấp phụ trướckhi thải khí ra ngoài. Phương pháp hấp phụ thường được dùng để loại hết các chấtbẩn với hàm lượng rất nhỏ. Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất séthoạt tính, silicagen, keo nhôm…Nước thải công nghiệp: Nước thải của nhà máy không có chất độc nên khôngcần xử lý trước khi cho ra cống rãnh thải ra ngoài. Tuy nhiên để đảm bảo vệ sinhmôi trường tránh ô nhiễm có thể có thì nhà máy có xây dựng khu xử lý chất thải, xửlý bằng dung dịch kiềm nhằm trung hoà axit có trong nước thải.- Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau. Do đó cần phải trung hòavà điều chỉnh pH về vùng 6,6÷7,6.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B114GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 115- 115 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phê- Trung hòa bằng cách dùng các dung dịch axit, muối axit, dung dịch kiềmhoặc oxit kiềm để trung hòa dung dịch nước thải.- Các hóa chất thường dùng trong phương pháp trung hòa: Canxi cacbonat,canxi oxit, canxi hydroxit…Chất thải rắn (vỏ quả): Ta có thể hợp tác với các nhà máy sản xuất rượu, nhàmáy sản xuất phân vi sinh để bán vỏ quả, vừa tăng hiệu quả kinh tế vừa giảm thiểu ônhiễm môi trường.Khu vực xử lý này được đặt ở cuối hướng gió.11.2 An toàn lao độngTrong nhà máy an toàn lao động là vấn đề được đặt lên hàng đầu. Nó ảnhhưởng rất lớn đến quá trình sản xuất, sức khoẻ và tính mạng của công nhân cũng nhưtình trạng máy móc, thiết bị. Do đó cần phải phổ biến rộng rãi cho cán bộ công nhânviên nhà máy hiểu biết và vận dụng một cách có hiệu quả.Cần chú ý đến an toàn laođộng trong nhà máy để giảm tới mức thấp nhất những thiệt hại về người và tài sảncủa nhà máy bao gồm:+ An toàn về người.+ An toàn về máy móc trang thiết bị.+ An toàn cháy nổ.+ An toàn về nguyên liệu và sản phẩm.SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B115GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 116- 116 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêKẾT LUẬNSau khi nhận đồ án tốt nghiệp tôi đã cố gắng tìm hiểu tài liệu, tích cực học hỏicùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn, đến nay tôi đã hoàn thànhđồ án với đề tài: “Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân bằng phương pháp ướt vớinăng suất 75 tấn nguyên liệu/ca”.Trong đồ án của tôi gồm có các nội dung sau:1.Lập luận kinh tế kỹ thuật2.Tổng quan về nguyên liệu3.Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ4.Tính cân bằng vật chất5.Tính cân bằng nhiệt cho quá trình sấy kết thúc6.Tính và chọn thiết bị7.Tổ chức hành chính của nhà máy8.Tính hơi - nước9.Tính xây dựng10. Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm11.An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp, phòng cháy chữa cháyQua quá trình làm đồ án, tôi đã phần nào nắm được những kiến thức cơ bản vềthiết kế nhà máy thực phẩm nói chung và nhà máy sản xuất cà phê nói riêng, cóđược cách nhìn tổng quan về công nghệ sản xuất, cách bố trí và lựa chọn thiết bị saocho kinh tế và hợp lý. Tuy nhiên do sự hạn chế về mặt kiến thức cũng như nhữngnhận biết thực tế của bản thân và do tài liệu tham khảo còn nhiều thiếu thốn, chưacập nhật được tài liệu nước ngoài nên đồ án của tôi còn nhiều thiếu sót. Tôi rấtmong được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đồ án của tôiđược hoàn thiện hơn.Đà Nẵng, ngày 22 tháng 05 năm 2011Sinh viên thực hiệnHứa Thị Khánh HòaSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B116GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 117- 117 -Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêTÀI LIỆU THAM KHẢO1. Hoàng Minh Trang (1983), Kỹ thuật chế biến cà phê, NXB Nông nghiệp.2. Đoàn Dụ, Bùi Đức Hội, Mai Văn Lề, Nguyễn Như Thung (1983),Công Nghệ và cácmáy chế biến lương thực, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.3. Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa(1992), Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học - Tập 1, NXBĐại học vàtrung học chuyên nghiệp4. Đỗ Văn Đài-Nguyễn Trọng Khuông –Trần Quang Thảo –Võ Thị Ngọc Tươi-Trần Xoa(1992), Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học tập 2, NXBĐại học và trung5.6.7.8.9.học chuyên nghiệpĐặng Minh Nhật (2006), Giáo ánkỹ thuật sấy nông sản thực phẩm.Trần Thế Truyền (1991), Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm, NXB Đà NẵngTrần Văn Phú (1991), Kỹ thuật sấy nông sản, NXB Khoa học và kỹ thuật HàNội.Trần Văn Phú,Tính toán và thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo dục.Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên (1999),Sổ tay quá trình và thiết bị côngnghệ hoá chất - Tập1, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.10. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Xuân Toản (1999),Sổ tay quá trình và thiết bịcông nghệ hoá chất - Tập2, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.11. [http://docs.4share.vn/docs/16449/Thuc_trang_va_giai_phap_phat_trien_san_xuat_day_manh_xuat_khau_cua_cay_ca_phe_Viet_Nam_trong_thoi_ky_hoi_nhap_kinh_te_quoc_te.html].12. [http://rainbow.com.vn/Titan/72.cac_loai_ca_phe_o_viet_nam.html. ]13. [http://www.khuyennongvn.gov.vn/c-hdknkn/b-tthuanluyen/hoi-nghi-111danh-gia-tinhhinh-san-xuat-tieu-thu-ca-phe-nien-vu-2009-2010-va-giai-phap-phat-trien-ca-phe-benvung-trong-thoi-gian-toi/view]14. [http://www.haihungthinh.com/?id_pnewsv=296&lg=vn&start=0].15. [ http://daklak.violet.vn/present/show?entry_id=3276398].16. http://yume.vn/thienlam1271989/article/caphe.35CBD60D.html17. [http://congbotieuchuansanpham.vn/?p=1107]18. http://www.vinanhatrang.vn/vi-VN/he-thong-che-bien-ca-phe-qua-tuoi/may-rua-qua/296/34719. http://www.vinanhatrang.vn/vi-VN/he-thong-che-bien-ca-phe-qua-tuoi/may-xat-qua-va-tach-qua-lan-trong-ca-phe-thoc/296/34920. http://www.vinanhatrang.vn/vi-VN/he-thong-say/may-say-tinh/299/37321. http://www.vinanhatrang.vn/vi-VN/he-thong-say/may-say-trongquay/299/371SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B117GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp118- 118 -Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê22. http://www.vinanhatrang.vn/vi-VN/thiet-bi-xat-qua-kho-va-ca-phe-thoc/may-phan-loai-tap-chat/297/35923. http://www.vinanhatrang.vn/vi-VN/thiet-bi-xat-qua-kho-va-ca-phe-thoc/mayphan-loai-tap-chat/297/35924. http://pinhalense.hospedagemdesites.ws/equipamento.php?id_maquina=118#info25. http://www.vinanhatrang.vn/vi-VN/he-thong-xu-ly-tap-chat-va-phan-loai-ca-phe-nhan/may-phan-loai-kich-thuoc/298/35426. http://www.vinanhatrang.vn/vi-VN/he-thong-xu-ly-tap-chat-va-phan-loai-caphe-nhan/may-phan-loai-theo-trong-luong/298/35527. http://techmartdanang.vn/News/content/viewer.html?a=1576&z=19228. http://www.xcafe.com.vn/webapp/product_detail.php?product_id=5829. http://www.huyhoangscale.com/Default.aspx?case=product&subcase=detail&cate=94b44a00_69ef_4f4f_bb4f_5875d061b950200801155502&subcate=&id=e9363b46_73b7_48c1_a2e3_f66c89c4cb9420080321081730. http://www.vinanhatrang.vn/vi-VN/thiet-bi-van-chuyen/gau-tai/301/348http://www.vinanhatrang.vn/vi-VN/thiet-bi-van-chuyen/bang-tai-vau/301/346SVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2B118GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệpThiết kế nhà máy sản xuất cà phêMỤC LỤCSVTH: Hứa Thị Khánh HòaLớp :09H2BGVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật [...]... Mỗi phương pháp chế biến sẽ làm tăng những hương vị khác nhau của cà phê Nhìn chung cà phê chế biến bằng phương pháp ướt cho loại cà phê có vị đậm ngọt, thuần khiết và tươi mát Do vậy ở đây ta chọn phương pháp chế biến cà phê là theo phương pháp ướt SVTH: Hứa Thị Khánh Hòa Lớp :09H2B 20 GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 21 - 21 - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê 3.2 Dây chuyền sản xuất cà phê. .. đồ sản xuất của nhà máy Tháng Số ngày làm việc Số ca làm việc 1 26 78 2 24 72 3 26 78 4 25 75 5 26 78 6 25 75 7 26 78 8 × × 9 25 75 10 26 78 11 25 75 12 26 78 Năng suất nhà máy tính theo nguyên liệu: 7 5tấn NL/ca = 9 375( kg/ giờ) Tổng số ngày sản xuất trong năm: 280 – 10 =270 (ngày) 4.2 Cân bằng nguyên liệu cho chế biến cà phê nhân từ cà phê quả tươi Đối với cà phê Chari có hao hụt tương tự như cà phê. .. tốt hơn bảo quản cà phê nhân SVTH: Hứa Thị Khánh Hòa Lớp :09H2B 30 GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp SVTH: Hứa Thị Khánh Hòa Lớp :09H2B 31 - 31 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê 31 GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 32 - 32 - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê CHƯƠNG 4 CÂN BẰNG NGUYÊN LIỆU 4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 4.1.1 Bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy Ở Đăk Lăk vào... chế biến ướt được bóc vỏ lụa bằng tác động cơ học làm mặt cà phê bóng và đẹp hơn + Cà phê rang: Là sản phẩm thu được sau khi rang cà phê nhân + Cà phê bột: Sản phẩm thu được sau khi nghiền cà phê rang + Cà phê chiết: Sản phẩm thu được bằng cách dùng nước để chiết các chất hoà tan trong cà phê rang + Cà phê hoà tan: Sản phẩm khô, có thể hoà tan trong nước được lấy từ cà phê rang bằng phương pháp lý học... tan… Hoặc các sản phẩm khác có phối chế như: cà phê sữa, các loại bánh kẹo cà phê Trong kỹ thuật chế biến cà phê nhân có hai phương pháp chính: - Phương pháp chế biến ướt - Phương pháp chế biến khô 3.1.1 Phương pháp chế biến khô Đây là phương pháp lâu đời và đơn giản hơn so với phương pháp ướt Phương pháp này được thực hiện như sau: Phơi hay sấy cả quả: mục đích giảm độ ẩm của trái cà phê tươi đến... nghiệp 19 - 19 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH 3.1 Chọn phương pháp sản xuất Chế biến cà phê nhân nhằm mục đích loại bỏ các lớp bao vỏ bọc quanh hạt nhân cà phê và phơi khô đến mức độ nhất định, làm cho cà phê nhân sống có một giá trị thương phẩm cao Rồi 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…... 300 g mẫu) Cà phê chè Cà phê vối 15 30 30 60 90 60 120 150 200 17 GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 18 - 18 - Đồ án tốt nghiệp Hạng 3 Hạng 4 Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê 120 150 250 - -Tỷ lệ khối lượng đối với từng hạng cà phê trên sàng lỗ tròn Bảng 2.8 Tỷ lệ khối tượng đối với từng hạng cà phê trên sàng lỗ tròn Hạng chất lượng Hạng đặc biệt Hạng 1 Hạng 2 Hạng 3 và 4 Cỡ sàng Cà phê chè Cà phê vối No18/No16... Dùng phương pháp cơ học để bóc vỏ quả Ở đây ta sử dụng máy xát vỏ Yêu cầu Cà phê sau khi xát tươi phải giữ được nguyên hạt, tỷ lệ hạt bị dập hoặc bị xé rách vỏ trấu, vỏ quả và cà phê quả nguyên còn lẫn trong cà phê thóc ướt với tỷ lệ càng ít càng tốt Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xát SVTH: Hứa Thị Khánh Hòa Lớp :09H2B 24 GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 25 - 25 - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất. .. tốt nghiệp 26 - 26 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê Vì phương pháp sinh hoá đơn giản và có nhiều ưu điểm nên chọn phương pháp này để tách vỏ nhớt Phương pháp sinh hoá còn gọi là phương pháp lên men Phương pháp này dựa trên nguyên tắc dùng các enzim có trong bản thân nguyên liệu và chế phẩm enzyme bổ sung làm tác nhân phân giải lớp nhớt thành những chất hoà tan trong nước Trong sản xuất, quá trình ngâm... + Cà phê nhân: Là dạng cà phê sau khi đã bóc hết các lớp vỏ bên ngoài SVTH: Hứa Thị Khánh Hòa Lớp :09H2B 15 GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật Đồ án tốt nghiệp 16 - 16 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê + Cà phê vùng gió mùa: Là cà phê nhân thu được từ cà phê không rửa, ở vùng nhiệt đới gió mùa, nên dễ bị hút ẩm làm cho nhân nở ra và màu của nhân chuyển thành màu vàng hoặc màu sáng + Cà phê đánh bóng: Cà phê ... - 31 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê 31 GVHD: PGS.TS Đặng Minh Nhật 32 - 32 - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê CHƯƠNG CÂN BẰNG NGUYÊN LIỆU 4.1 Kế hoạch sản xuất nhà máy 4.1.1... yêu cầu cần phải xây dựng nhà máy sản xuất cà phê có quy mô lớn đại cần thiết Do đó, nhiệm vụ em giao đồ án : Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê phương pháp ướt với suất 75 nguyên liệu/ca”để đáp ứng... 26 - Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê Vì phương pháp sinh hoá đơn giản có nhiều ưu điểm nên chọn phương pháp để tách vỏ nhớt Phương pháp sinh hoá gọi phương pháp lên men Phương pháp dựa nguyên
- Xem thêm -

Xem thêm: Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê bằng phương pháp ướt với năng suất 75 tấn nguyên liệuca, Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê bằng phương pháp ướt với năng suất 75 tấn nguyên liệuca, Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê bằng phương pháp ướt với năng suất 75 tấn nguyên liệuca, Độ ẩm mùa đông: 80%, 1 Tổng quan về nguyên liệu, 2 Tổng quan về sản phẩm, CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH, 1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy, CHƯƠNG 5 CÂN BẰNG NHIỆT cho quá trình sẤy KẾT THÚC, CHƯƠNG 6 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ, 4 Hệ thống sấy tĩnh, Cường độ bốc hơi ẩm: A=== 12,132 (kg ẩm/m3.h), Số ống trong calorife: = = 859,98(ống)., * Tính áp lực động lực ở đầu ra của quạt đẩy:, 5)Trở lực lớp hạt, 13 Xi lô chứa và các thiết bị vận chuyển trong nhà máy, CHƯƠNG 7 TỔ CHỨC HÀNH CHÍNH CỦA NHÀ MÁY, CHƯƠNG 8 TÍNH NƯỚC - NHIÊN LIỆU, 1 Cách bố trí mặt bằng, CHƯƠNG 10 KIỂM TRA SẢN XUẤT

Mục lục

Xem thêm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn