Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân năng suất 33600 tấn quả/năm

Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân năng suất 33600 tấn quả/năm

LỜI MỞ ĐẦU

Nước ta hiện nay đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nướccùng với sự phát triển vượt bậc của nhiều ngành kinh tế, đời sống tinh thần và vật chấtcủa người Việt Nam và thế giới nói chung ngày càng nâng cao Hòa cùng sự phát triểncủa nền kinh tế đất nước như hiện nay có sự đóng góp không ngừng của các mặt hàngxuất khẩu như may mặc, thủy sản, cà phê, …trong đó cà phê là một trong những mặt hàngmang lại nguồn thu nhập không nhỏ, đóng góp vào sự nghiệp xây dựng và phát triển đấtnước

Cà phê là một đặc sản nhiệt đới có giá trị trên thế giới, một mặt hàng được buônbán rộng rãi, giao lưu nhiều vào loại thứ nhì trong công tác mậu dịch quốc tế Cà phê làmột thứ nước uống hấp dẫn đối với nhiều người và nhiều lứa tuổi trên thế giới, bởi lẻ mộttách cà phê ngon thì có đầy đủ hương vị đặc biệt khiến cho người ta thích thú một cáchkhó tả Mặt khác, nó là một loại thức uống kích thích thần kinh, gây hoạt động minh mẫncho trí óc… những tác dụng sinh lý trên chủ yếu là do hoạt chất chính của nó là cafein.Tuy nhiên, cafein là một hoạt chất độc, vì vậy uống nhiều cà phê sẽ sinh ra táo bón, uốngquá nhiều thì sẽ làm cho thần kinh quá kích thích bị rối loạn sau đó có thể dẫn đến suynhược

Trên thế giới, cà phê đứng vào hạng thứ hai sau dầu hỏa và nó dẫn đầu tất cả cácnông sản khác Nước ta là một nước có điều kiện thiên nhiên tốt để phát triển loại cây caocấp này như Gia Lai, DakLak, Kon Tum,…Diện tích canh tác và sản lượng thu hoạch càphê tăng nhanh qua từng năm Diện tích năm 1989-1990 đạt 123000 ha và sản lượng đạt

90000 tấn Đến năm 1990 đạt 350000 ha và sản lượng đạt 400000 tấn Năm 2008-2009đạt 520000 ha và sản lượng đạt hơn 1 triệu tấn Và đến năm 2010-2011 tổng diện tíchtrồng cà phê lên trên 540.000ha, sản lượng đạt khoảng trên 1 triệu tấn, trung bình 2tấn/ha/năm

Cùng với việc phát triển trồng cà phê thì kỹ thuật chế biến có ảnh hưởng đến phẩmchất cà phê Hiện nay, chúng ta có nhiều cơ sở chế biến cà phê nhân sống xuất khẩu và

chế biến cà phê bột, cà phê hòa tan, song quy mô còn nhỏ chưa tập trung, chủ yếu là các

cơ sở tư nhân với năng suất thấp, chất lượng không cao

Do đó yêu cầu cấp thiết đặt ra xây dựng nhà máy sản xuất cà phê nhân với quy môcông nghiệp hiện đại để nâng cao chất lượng của cà phê và những mặt hàng chế biến từ càphê nhân để đáp ứng cho nhu cầu trong nước cũng như xuất khẩu

Xuất phát từ tình hình đó, tôi chọn đề tài thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhântheo phương pháp khô với năng suất khoảng hơn 30.000 tấn cà phê quả tươi/năm

có khả năng đứng vững trên thị trường là vấn đề hết sức quan trọng

Để xây dựng một nhà máy sản xuất cà phê nhân thì cần chú ý đến những vấn đềsau:Tính khả thi, nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm, vị trí xây dựng, nguồn nhânlực, địa điểm xây dựng, hợp tác xã, liên hợp hoá, năng suất, xử lý chất thải, đường giaothông, nguồn cung cấp năng lượng: điện, nước, nhiên liệu…

1.2 Tính khả thi.

Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá, đời sống nhân dânngày càng được cải thiện về mặt vật chất cũng như tinh thần Vì vậy nhu cầu cuộc sốngngày càng cao Do vậy việc thưởng thức các loại thức uống nói chung và cà phê nói riêngngày càng tăng Mặt khác trong những năm vừa qua sản lượng và diện tích cà phê khôngngừng tăng lên, thị trường xuất khẩu rộng lớn Bên cạnh đó nguồn nguyên liệu nước ta vôcùng dồi dào Từ các điều kiện trên cho thấy việc xây dựng thêm một nhà máy chế biến

cà phê nhân với quy mô công nghiệp, hiện đại là hoàn toàn có tính khả thi

1.3 Vị trí xây dựng.

Để xây dựng được một nhà máy đứng vững trên thị trường thì ta cần phải chọn địađiểm sao cho phù hợp là điều hết sức quan trọng Muốn vậy nhà máy được xây dựng cầnphải thoả mãn các điều kiện sau: gần nguồn nguyên liệu, gần sông hồ để tận dụng nguồnnước, gần mạng lưới điện quốc gia, các điều kiện khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm, hướng gióthích hợp, nguồn lao động dồi dào…

Dak Lak là một tỉnh có diện tích trồng cà phê lớn nhất nước ta, với 174.740 ha càphê, với sản lượng mỗi năm đạt trên dưới 435.000 tấn cà phê nhân Đồng thời có vị trí địa

lý rất thuận lợi cho việc sản xuất cà phê, phía đông giáp Phú Yên và Khánh Hoà, phía bắcgiáp Gia Lai, phía nam giáp Bình Phước và Lâm Đồng, tây nam giáp Campuchia, có trên300.000 ha đất đỏ bazan rất thuận lợi cho việc phát triển cây cà phê, có quốc lộ 14, 26, 27nối liền tỉnh Dak Lak với thành phố Hồ Chí Minh, Khánh Hòa, Phú Yên, Gia Lai rấtthuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm Mặt khác trên địa bàntỉnh còn nhiều nhà máy khác như: nhà máy bia, nhà máy chế biến mủ cao su,… tạo thànhmột cụm khu công nghiệp rộng lớn

Dựa vào những điều kiện trên, tôi quyết định chọn tỉnh DakLak là địa điểm xâydựng mà cụ thể là gần nông trường cà phê Cưpul huyện Krông Pak, nằm gần quốc lộ 26,quốc lộ 14, quốc lộ 27, cách trung tâm thành phố 20km về phía Đông

Các thông số về điều kiện thời tiết tại DakLak:

- Nhiệt độ trung bình hàng năm: 23.30C

- Độ ẩm trung bình : 82%

- Hướng gió chính: Đông Nam và Đông Bắc

1.4 Nguồn nguyên liệu.

Nước ta có nhiều tỉnh có khí hậu rất thích hợp cho việc trồng cà phê trong đóDaklak là một tỉnh có diện tích và sản lượng cà phê lớn nhất nước ta với nhiều huyệntrồng cà phê như: Krông buk, Krông Nô, Dakmin, CưM’nga, Ea Sup, Krông Ana, KrôngPak… Ngoài ra, ta có thể vận chuyển nguồn nguyên liệu cà phê từ các tỉnh khác như:Lâm Đồng, Gia Lai, Kon Tum, Đồng Nai… Do vậy việc chọn địa điểm đặt nhà máy tạitỉnh Daklak là hoàn toàn hợp lý, vừa giảm được chi phí vận chuyển vừa đảm bảo chất

lượng của nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất

1.5 Đường giao thông: Nhà máy ở địa điểm rất thuận tiện

- Đường bộ: Nhà máy nằm sát quốc lộ 14, gần quốc lộ 13, 19 cho nên thuận lợi choviệc nhập nguyên liệu và phân phối sản phẩm

- Đường thủy: Nhà máy cách cảng Nha Trang khoảng không xa cho nên có thể sửdụng cảng này để phân phối sản phẩm trong và ngoài nước.

- Đường sắt: Nhà máy có thể dùng ô tô vận chuyển sản phẩm về ga Nha Trang, ở đó

có thể đóng container để đưa sản phẩm đi khắp mọi nơi

1.7 Nguồn cung cấp năng lượng.

- Điện: Nhà máy sử dụng nguồn điện trên mạng lưới quốc gia đường dây 500 KV đãđược hạ thế xuống 220 / 380 V Để đảm bảo việc sản xuất của nhà máy được liên tục, nhàmáy đã chuẩn bị một máy phát điện dự phòng Đồng thời trong nhà máy cũng có đặt trạmbiến thế riêng để lấy điện từ đường dây cao thế của mạng lưới cung cấp điện chung trongkhu vực

- Nước: Nguồn nước của nhà máy được bơm từ giếng khoan sau đó được qua hệthống xử lý và đưa vào sản xuất

- Nhiên liệu: sử dụng trong nhà máy bao gồm: Dầu, xăng dùng cho xe ô tô, xe vậnchuyển của nhà máy

1.8 Nguồn nhân lực.

Tây Nguyên có lực lượng lao động tại chỗ rất dồi dào, có trên 6 triệu dân, ngoàilượng lao động tại các xã trong huyện còn có công nhân tại các huyện lân cận Đội ngũcán bộ và cán bộ kỹ thuật có thể tuyển tại các trường đại học như: Đại Học Tây Nguyên,Đại Học Bách Khoa…và nhân tài trong cả nước

1.9 Hợp tác hoá, liên hợp hoá.

Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đầu tư trang thiết bị, máy móc, phát triển nângcấp, cải tiến kỹ thuật của nhà máy đồng thời tạo điều kiện cho việc sử dụng chung những

công trình giao thông vận tải, cung cấp điện, nước…thì vấn đề hợp tác hoá giữa nhà máysản xuất cà phê tại DakLak với các nhà máy tỉnh khác là thật sự cần thiết.

Ngoài ra liên hợp hóa còn có tác dụng nâng cao hiệu quả kinh tế, nâng cao hiệuquả sử dụng nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm, phế phẩm của nhà máy này là nguyênliệu cho các nhà máy khác

1.10 Xử lý chất thải.

Nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà máy được đưa vào hệ thống cống rãnh trong nhàmáy đến bể xử lý trước khi thải ra môi trường Đối với chất thải rắn được xử lý bằngphương pháp vi sinh

- Giống Arabica: gồm các giống thông thường như là: typical, caturra, moka…

- Giống Robusta

- Giống Chari

Các giống này đều có thời gian thu hoạch khác nhau nên có thể bổ sung thời vụcho việc trồng và thu hoạch các giống chính

2.1.1 Cà phê Arabica (cà phê chè).

Đây là loại cây được trồng nhiều nhất trên thế giới Nguồn gốc của giống này là ởcao nguyên Etiôpia vùng nhiệt đới Đông Châu Phi

2.1.1.1 Đặc tính

Hình 2.1 Quả cà phê Arabica

Cây cà phê Arabica cao từ 3-5m, trong điều kiện đất đai thuận lợi có thể cao đến7m, độc thân hoặc nhiều thân, lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác, quả thường hình trứng cókhi hình cầu, khi quả chín có màu đỏ tươi, một số giống khi chín có màu vàng đường kínhquả 10-15mm Số lượng quả 800-1200 quả/kg, thời gian nuôi quả từ 6-7 tháng Trongđiều kiện thời tiết khí hậu ở miền Bắc, cà phê Arabica chín rộ vào tháng 12 và tháng 1 ỞTây Nguyên cà phê chín sớm hơn 2-3 tháng so với miền Bắc, khi quả chín nếu bị mưa dễnứt và rụng.

Trong 1 quả có 2 nhân, một số ít quả có 3 nhân Nhân có vỏ lụa màu bạc bám cứngvào nhân Ngoài vỏ lụa là vỏ trấu cứng, ngoài cùng là vỏ thịt Từ 5-7 kg quả sẽ thu được1kg nhân cà phê sống Màu hạt xám xanh, xanh lục, xanh nhạt, tùy theo cách chế biến.Lượng cafein có trong nhân khoảng 1-3% tùy theo giống

2.1.1.2 Năng suất.

Loại thường: 400-500 kg cà phê nhân/1hecta, loại tốt: 600-800 kg cà phênhân/1hecta Tỷ lệ thành phẩm/nguyên liệu khoảng: 14-20%

2.1.2 Cà phê Robusta (cà phê vối)

Nguồn gốc khu vực sông Công gô miền núi vùng thấp xích đạo và nhiệt đới TâyChâu Phi

2.1.2.1 Đặc tính.

Hình 2.2 Quả cà phê Robusta

Robusta cao từ 5-7m quả hình trứng hoặc hình tròn, quả chín có màu đỏ thẫm Vỏquả cứng và dai hơn cà phê Arabica Từ 5-6 kg quả sẽ thu được 1kg cà phê nhân Quảchín từ tháng 2 đến tháng 4 ở miền Bắc, ở Tây nguyên chín sớm hơn từ tháng 12 đếntháng 2 Đặc biệt loại cà phê Robusta không ra hoa kết quả tại các mắt cũ của cành Nhânhình hơi tròn, to ngang vỏ lụa màu ánh nâu bạc Màu sắc của nhân xám xanh, xanh bạcvàng mỡ gà ….tùy thuộc chủng và phương pháp chế biến lượng cafein có khoảng 1,5%.

2.1.2.2 Năng suất.

Có năng suất lớn hơn cà phê Arabica, 500-600 kg/1ha Tuy loại cà phê này hươngthơm ít nhưng khả năng kháng sâu bệnh loại này rất tốt

2.1.3 Cà phê Chari ( cà phê mít).

Nguồn gốc ở xứ Ubangui Chari thuộc biển hồ gần sa mạc Xahara, loại này được đưavào Việt Nam 1905

2.1.3.1 Đặc tính.

Chari cây lớn cao 6- 15 m lá hình trứng hoặc lưỡi mác, gân lá nổi nhiều ở mặt dưới,quả hình trứng nuốm hơi lồi và to Quả chín cùng 1 lúc với đợt hoa mới, cho nên trêncùng một đốt cành có thể có đồng thời quả chín, quả xanh, nụ hoa, hoa nở và nụ quả, đó

là điều bất lợi trong thu hoạch Quả thường chín vào tháng 5 đến tháng 7

2.1.3.2 Năng suất.

- Loại thường: 500-600 kg/1ha, loại tốt: 1200-1400 kg/1ha

- Tỷ lệ thành phẩm / nguyên liệu: 10-15%

Hoa của 3 loại cà phê mô tả trên đều nở cả chùm, màu trắng và hương thơm ngát

2.2 Thành phần hoá học của quả cà phê.

2.2.1 Cấu tạo và giải phẩu quả cà phê.

Bảng 2.1 Tỷ lệ các thành phần của quả cà phê (%).

Thành phần Arabica Robusta

Vỏ quả 43 - 45 41- 42

Vỏ nhớt 20 - 23 21- 22

Vỏ trấu 6 - 7,5 6 - 8Nhân và vỏ lụa 26 -30 26 - 29

2.2.2 Thành phần hóa học của các phần cấu tạo quả cà phê.

2.2.2.1 Thành phần hóa học của vỏ quả.

Vỏ quả cà phê khi chín có màu đỏ, chứa chất antoxian và vết của ancaloit, tanin,cafein, các loại enzim Trong vỏ quả có khoảng 21,5-30% chất khô Thành phần hoá học

của nó bao gồm các chất theo bảng sau:

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của vỏ quả (%)

Thành phần hóa học C.phê Arabica C.phê Robusta

-Độ pH của lớp nhớt tùy theo độ chín của quả thường từ: 5,6-5,7 đôi lúc lên tới 6,4.Trong lớp nhớt đặc biệt có men pectinaza phân giải pectin trong quá trình lên men.

2.2.2.3 Thành phần hóa học của vỏ trấu.

Gồm có xenlulo là chủ yếu Sau đây là thành phần hóa học của vỏ trấu cà phê chè

đã lên men sau 40 giờ và rửa sạch:

Bảng 2.4 Thành phần hóa học của vỏ trấu (%).

Thành phần hóa học Cà phê Arabica Cà phê Robusta

2.2.2.4 Thành phần hóa học của nhân.

Cà phê nhân ở dạng thương phẩm gồm có: nước, chất khoáng, lipit, protit, gluxit.

Ngoài ra, còn có những chất mà ta thường gặp trong thực vật là những axit hữu cơ chủyếu là axit clorogenic và các chất ancaloit Trên thế giới cũng như trong nước ta đã cónhiều nghiên cứu và phân tích thành phần hóa học của nhân cà phê

Ngoài ra, trong nhân cà phê còn có một lượng đáng kể Vitamin, các chất bay hơi

và cấu tử của mùi thơm

Hiện nay, người ta đã tìm ra có tới hơn 70 chất thơm hỗn hợp lại thành mùi thơmđặc biệt của cà phê Trong cà phê chủ yếu là Vitamin nhóm B như: B1, B2, B6…và cácloại axit hữu cơ là tiền các loại Vitamin

Bảng 2.5 Thành phần hóa học của nhân cà phê (mg%).

2.3 Một số các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê.

2.3.1 Ảnh hưởng của loại đất trồng cà phê.

Ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị và màu sắc của cà phê Nếu cà phê trồng trên đấtbazan thì cây tốt, khỏe, sản lượng cao, phẩm chất cà phê tốt còn có một hương vị đậm

đà, mùi vị thơm ngon hơn các loại cà phê trồng trên các loại đất khác

2.3.2 Ảnh hưởng của chế độ chăm sóc kỹ thuật

Chế độ chăm sóc kỹ thuật trong thời gian trồng cà phê rất quan trọng, người trồng

cà phê quyết định chất lượng cà phê Các biện pháp chăm sóc kỹ thuật gồm có: - Tủ gốccây cà phê

- Đánh nhánh tạo hình cây

- Phân bón đúng kỳ và đúng số lượng cần thiết

- Số lượng và cây bóng mát cần thiết cho từng loại cà phê

- Phòng trừ sâu bệnh hại cà phê

2.3.3 Ảnh hưởng của độ cao.

Độ cao cũng ảnh hưởng đến chất lượng của cà phê Cà phê trồng ở trên cao thì cóhương vị đặc biệt và xếp hạng cao hơn cà phê trồng ở vị trí thấp

2.3.4 Ảnh hưởng của giống.

Giống cà phê có một ý nghĩa quyết định đến chất lượng cà phê Chính chất lượngvốn có của sản phẩm chứa đựng trong giống Sự khác nhau về chất lượng giữa các loại càphê chè, vối, mít cũng do giống quyết định Nước pha cà phê chè có hương vị thơm, dịu,nước pha cà phê vối ít thơm và hơi đắng chát nhưng đậm đà Ngay trong một loại thì cácgiống khác nhau thì cũng khác nhau

2.3.5 Ảnh hưởng của sâu bệnh.

Sâu bệnh tấn công cũng sẽ làm cho hạt cà phê bị hư hại Mọt đục quả cà phê tạo racác hạt thủng, có rãnh Ngoài mọt đục quả ra thì các loại sâu khác cũng gây hại đến càphê Chúng đục rỗng những quả cà phê khô Khi thời tiết nóng ẩm là lúc chúng làm tổtrong nhân cà phê

2.3.6 Ảnh hưởng của việc thu hái.

Cà phê dù được chế biến theo phương pháp nào đều phải được thu hái khi quả chínđều mới có sản phẩm chất lượng cao Các hạt cà phê xanh non có tỉ trọng hạt thấp, nướcpha uống có vị ngái, không thơm, kém hấp dẫn Quả cà phê quá chín gây khó khăn trong

quá trình xát đồng thời làm cho nước uống có mùi vỏ quả không hấp dẫn, nước uống cóchất lượng không cao.

2.3.7 Ảnh hưởng của quá trình bảo quản, vận chuyển

Trong quá trình bảo quản, độ ẩm và nhiệt độ trong kho, đặc biệt là độ ẩm của hạt càphê đưa vào bảo quản có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cà phê

Độ ẩm của hạt cà phê bảo quản phải dưới 13% Độ ẩm của môi trường trong khobảo quản quá cao hoặc quá thấp có thể làm cho chất lượng cà phê trong kho bảo quản bịgiảm rõ rệt chủ yếu được biểu hiện ở sự biến đổi màu của hạt cà phê, chất lượng nướcuống

Với khâu vận chuyển ta quan tâm đến tình trạng vệ sinh của phương tiện vậnchuyển, ví dụ không dùng xe chở gia súc để vận chuyển cà phê, không dùng xe tải chởphân hóa học để vận chuyển cà phê

2.3.8 Ảnh hưởng của quá trình chế biến.

Quá trình chế biến là quá trình chuyển cà phê tươi thành cà phê nhân sau khi loại bỏ

toàn bộ vỏ quả, làm sạch nhớt, loại vỏ thóc và làm giảm hàm lượng nước trong nhân càphê xuống còn khoảng 13%

Cà phê được chế biến theo phương pháp khô có thể tận dụng năng lượng mặt trời

để phơi Sân phơi phải sạch, được lát gạch hoặc được xây bằng xi măng Cà phê phơi quádày, không cào đảo cũng dễ bị nấm mốc xâm nhiễm, khi phơi trên sàn đất thì khó tránhkhỏi cà phê bị nhiễm mùi đất và bị nhiễm các loại vi sinh vật khác ảnh hưởng đến chấtlượng, vệ sinh an toàn thực phẩm của cà phê

CHƯƠNG 3:

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1 Chọn phương pháp chế biến cà phê.

Chế biến cà phê nhân nhằm mục đích loại bỏ các lớp vỏ bao bọc quanh hạt nhân càphê và phơi sấy khô đến mức độ nhất định, làm cho cà phê nhân sống có một giá trịthương phẩm cao Rồi sau đó tiếp tục các quá trình chế biến tinh khiết hơn như chế biến

cà phê rang, chế biến cà phê hòa tan….Hoặc các sản phẩm khác có phối chế như cà phêsữa, 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

- Phương pháp chế biến ướt: Phương pháp này gồm hai công đoạn chính:

Công đoạn xát tươi và phơi sấy: Loại bỏ các lớp vỏ thịt và các chất nhờn bên ngoài

và phơi sấy khô dần đến độ ẩm nhất định

Công đoạn xát và đánh bóng: loại bỏ lớp vỏ trấu và lớp vỏ lụa để tạo thành cà phênhân bán thành phẩm

- Phương pháp chế biến khô:

Công đoạn chính của phương pháp là sau khi phơi hoặc sấy cà phê đến độ ẩm nhấtđịnh ta dùng máy xát khô để loại bỏ các lớp vỏ bao bọc nhân, không thông qua công đoạnchế biến thành cà phê thóc

Sở dĩ ta chọn phương pháp chế biến khô vì đây là một phương pháp chế biến đơngiản, ít tốn năng lượng,ít vốn đầu tư, thiết bị đơn giản, ít gây ô nhiễm môi trường Đây làmột phương pháp mang tính thủ công nhưng nó rất phù hợp với nhiều cơ sở sản xuất càphê nhân ở nước ta Nó đã đem lại nguồn thu nhập khổng lồ cho đất nước

3.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất cà phê nhân theo phương pháp khô.

3.2.1 Dây chuyền công nghệ:

Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ san xuất cà phê nhân

Nguyên liệu (cà phê quả tươi)Thu nhận và bảo quản nguyên liệu

Phơi sấy sơ bộ

Cà phê quả khôTách tạp chất Xay xát khô (bỏ vỏ trấu)

Đánh bóng (bỏ vỏ lụa)Phân loại theo kích thướcPhân loại theo trọng lượng

3.2.2.Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.2.2.1 Nguyên liệu.

Nguyên liệu là các loại cà phê quả đã được thu hoạch, loại cà phê chính được trồng

ở nước ta là Robusta chiếm khoảng 97%

 Thu hoạch nguyên liệu

Hiện nay trên thế giới cũng như trong nước vấn đề thu hoạch cà phê chủ yếu là háibằng tay Năng suất thu hái phụ thuộc vào nhiều yếu tố: đầu vụ, giữa vụ, cuối vụ, cà phênon, cà phê già…mức độ điêu luyện của người thu hái, phương tiện trang bị cho việc thuhoạch …sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất hái

Để đảm bảo phẩm chất tốt, đồng thời tránh lãng phí vì rơi rụng, hư hỏng việc thuhái cần đạt các yêu cầu sau:

+ Cần thu hái đúng lúc, kịp thời, đúng tầm chín

+ Không thu hái những quả cà phê còn xanh, còn non chưa đầy đủ chất lượng

+ Phải hái từng quả, không hái từng chùm làm ảnh hưởng đến cây và năng suất mùasau

+ Khi thu hái phải bảo vệ các nụ hoa

+ Cần phân chia khu vực thu hái phù hợp với mùa chín cà phê

+ Cần giữ vệ sinh trong quá trình thu hái không được lẫn các tạp chất như: đất, cát,cành, lá…vào trong nguyên liệu

+ Sau khi thu hái xong phải vận chuyển ngay về nơi chế biến không để ủ đống quálâu làm cho cà phê nẫu, bốc nóng

 Vận chuyển và bảo quản nguyên liệu.

Sau khi thu hái xong cần nên vận chuyển ngay về nơi chế biến không nên ủ đốngquá lâu làm cho cà phê dễ bị hư hỏng Ta có thể vận chuyển bằng mọi phương tiện như xe

bò, xe ô tô…Trong khi vận chuyển tránh làm cho quả cà phê bị dập nát, tránh bị lẫn tạpchất

Nguyên liệu sau thu hái nên chế biến càng nhanh càng tốt, nếu chưa chế biến thìkhông được chất thành đống mà phải được bảo quản ở nơi thoáng mát, có mái che và trải

thành lớp dày khoảng 30-40 cm trên nền sạch, khô, 2-3 giờ ta tiến hành đảo trộn một lần.Thời gian bảo quản càng ngắn càng tốt thường kéo dài không quá 36 giờ.

3.2.2.2 Phơi sấy.

Mục đích phơi sấy: Mục đích của quá trình này là hạ thủy phần của cà phê xuống 10-12% để bảo quản tốt và thực hiện các quá trình tiếp theo

 Phơi cà phê:

Phơi cà phê là một khâu quan trọng đóng vai trò quyết định phần lớn về phẩm chất

cà phê nhân Nếu phơi không tốt thì nhân cà phê sẽ bị mất màu tự nhiên và trở thànhnhững màu xấu của nhân bị lỗi như: màu đen, màu nâu,…Khi phơi phải theo dõi luôn,những ngày đầu cà phê còn ướt cho phép phơi mỏng để quá trình bốc hơi nước nhanh.Những ngày sau khi vỏ cà phê đã se và hơi khô thì phải phơi dày để tránh nứt vỏ trấu.Trong quá trình phơi cần đảo trở luôn để tăng cường sự bốc hơi của nguyên liệu và đểcho cà phê khô đều Nắng càng to phải phơi càng dày và đảo trở luôn

Sân phơi nên được làm bằng xi măng sạch Không nên phơi cà phê trên nền đất.Sân phơi yêu cầu phải có độ dốc nhất định và phải có hệ thống cống rãnh thoát nước thậttốt, cần xây nơi cao ráo, thoáng Trên sân phải có hệ thống che đậy để tránh mưa, sương Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phơi:

- Nhiệt độ không khí - Độ ẩm không khí

- Vận tốc không khí - Loại sân phơi

- Chiều dày lớp nguyên liệu và số lần cào đảo trên sân

 Sấy cà phê:

Cà phê sau khi phơi sấy sơ bộ thì đem đi sấy Có nhiều phương pháp sấy nhưngngười ta thường dùng hiện nay là sấy đối lưu và sấy tiếp xúc Ngoài ra còn dùng phươngpháp bức xạ hoặc phương pháp dùng tần số Tóm lại là tùy theo yêu cầu mục đích màngười ta chọn chế độ và phương pháp sấy cho thích hợp Thông thường thì dùng phươngpháp kết hợp giữa đối lưu và bức xạ Sấy cà phê bằng nhiệt độ quá lớn hoặc quá thấp sẽ

không cho kết quả tốt Nhiệt độ sấy lý tưởng là từ 45-550C Ở đây ta chọn sấy động vớimáy sấy thùng quay nằm ngang.

Một số các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy :

- Nhiệt độ không khí nóng và vận tốc không khí nóng

- Độ ẩm không khí bên ngoài

- Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu

3.2.2.3 Tách tạp chất

Cà phê quả khô sau khi phơi sấy thường có lẫn kim loại, các tạp chất nhẹ nhưcành, lá, rơm rác và các vỏ vụn cà phê… cho nên trước khi đưa vào máy xát khô, nguyênliệu phải được làm sạch

Đối với phương pháp khô ta thường dùng sàng rung để tách các tạp chất

Tùy theo công suất của nhà máy mà người ta chọn cỡ sàng cho thích hợp

3.2.2.4 Xay xát khô

Cà phê sau khi phơi sấy xong bên ngoài có lớp vỏ trấu chiếm 25-35% trọng lượnghạt, thành phần chủ yếu là xenlulo không góp phần tạo nên chất lượng của sản phẩm nênphải loại ra

Cà phê sau khi xát khô ta được hỗn hợp gồm: cà phê thóc, trấu, cà phê nhân, hạtvụn nát Tùy theo tính chất và công dụng mà cách giải quyết của mỗi thành phẩm tronghỗn hợp sau khi xát khô không giống nhau

- Cà phê thóc đưa trở lại máy xát để tách vỏ lần nữa

- Cà phê nhân là sản phẩm chủ yếu để đưa đi đánh bóng

- Trấu chứa nhiều xenlulo và chất khoáng có thể dùng làm nhiên liệu

- Cà phê vụn nát có thành phần tương tự như cà phê nhân nên có thể dùng làm sản xuất

cà phê bột, cà phê hòa tan, cà phê sữa…

3.2.2.5 Đánh bóng

Cà phê nhân sau khi xát thì vẫn còn một lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc, đó là lớp thứ

tư của vỏ quả, lớp này chủ yếu là xenlulo, nó không giúp ích gì cho quá trình tạo chấtlượng của sản phẩm mà còn làm giảm giá trị cảm quan của nhân cà phê Vì vậy cà phê

nhân sau khi xát phải đưa đi đánh bóng để làm cho lớp vỏ lụa bong ra hoặc mòn đi Đócũng là một chỉ tiêu không thể thiếu được của công nghiệp.

Người ta thường 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 vỏ máy cócấu tạo cũng dẫn nhiệt tốt Thường dùng hợp kim đồng thau

Sau khi đánh bóng, nhiệt độ của khối cà phê không được quá 550C và sạch bóngkhông được lẫn vỏ trấu quá 1.5% Vỏ lụa phải sạch Độ sạch vỏ lụa so với khối hạt:Arabica:90%, Robusta: 80% Trong đó người ta quy định hạt có ½ diện tích bóc vỏ lụa trởlên coi là hạt sạch vỏ lụa

3.2.2.6 Phân loại theo kích thước

Cà phê sau khi ra khỏi máy đánh bóng thường gọi là “cà phê xô” bao gồm tất cả các

loại tốt, xấu, nặng, nhẹ, vỏ trấu….cho nên người ta tiến hành phân cà phê xô thành các cỡkhác nhau theo kích thước để còn tiếp tục các quá trình sau được dễ dàng hơn

Nguyên tắc: là dựa vào sự khác nhau về kích thước của các cấu tử có trong hỗn hợp Phân loại theo kích thước qua sàng người ta thu được 3 loại hạt cà phê có kích thướckhác nhau: Hạt >6,3mm, hạt >5,6mm, hạt >5mm Ngoài ra, người ta còn phân ra đượcmột ít cà phê tấm với số lượng không đáng kể

Người ta sử dụng 2 loại sàng chính để phân loại đó là sàng tròn và sàng lắc

3.2.2.7 Phân loại theo khối lượng riêng

+ Mục đích: Phân loại theo kích thước và trọng lượng chỉ loại bỏ được tạp chất, tăng

độ đồng đều của hạt mà thôi Không làm tăng giá trị cảm quan và màu sắc đồng đều củahạt vì vậy cần phân loại theo màu sắc để làm tăng chất lượng của sản phẩm

+ Nguyên tắc: Thường phân loại dựa trên tiêu chuẩn nhà nước hoặc dựa trên hợp đồngbuôn bán với các cơ quan hữu quan hoặc giữa các nước với nhau và cũng thoã mãn được

yêu cầu của bên mua và bên sản xuất

3.2.2.10 Bảo quản cà phê nhân

Cà phê sau khi đóng gói cần nhập kho ngay để bảo quản đúng theo điều kiện quy định của quy trình Tránh để cà phê hút ẩm hỏng chất lượng sản phẩm

Khi bảo quản cần chú ý một số điểm sau:

- Độ ẩm của cà phê nhân đưa vào bảo quản từ 10-12%

- Tạp chất trong cà phê nhân còn ít càng tốt

- Kho tốt đúng quy cách của kho bảo quản

- Không xếp bao trực tiếp xuống nền kho hoặc nền nhà, hoặc sát tường

- Cần đảo vị trí bao sau 2-3 tuần một lần tránh hiện tượng nén chặt Nếu không đảo thìphải xếp lên giá gỗ hoặc giá sắt rồi chồng lên nhau

CHƯƠNG 4:

CÂN BẰNG NGUYÊN LIỆU.

4.1 Tình hình sản xuất của nhà máy:

4.1.1 Bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy.

Ở Daklak vào tháng 8 thường mưa và nguyên liệu ít nên cho nhà máy ngừng sảnxuất vào thời gian này để sửa chữa, bảo trì máy móc, thiết bị

Bảng 4.1 Bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy:

-4.1.2 Biểu đồ sản xuất của nhà máy.

Dựa vào bảng thu nhập nguyên liệu của nhà máy và lượng nguyên liệu nhập vào

Ta có thể lập ra kế hoạch làm việc trong tháng, số ca làm việc trong ngày Mỗi ngày làmviệc 2 ca, một ca làm việc 8 tiếng, ngày chủ nhật được nghỉ

Bảng 4.2. Kế hoạch sản xuất cà phê trong năm:

Số ngày làm việc 24 25 26 24 26 26 26 × 25 27 26 25

Số ca làm việc 48 50 52 48 52 52 52 × 50 54 52 50

- Tổng số ngày sản xuất trong năm: 280 ngày

- Tổng số ca sản xuất trong năm: 560 ca

- Tổng số giờ sản xuất trong năm: 4480 giờ

- Năng suất của nhà máy: 33.600 tấn cà phê quả/năm

- Năng suất của nhà máy tính trong 1 ngày: 120 tấn /ngày

- Năng suất của nhà máy tính trong 1 giờ: 7.500kg /giờ

4.2 Cân bằng nguyên liệu cho sản xuất cà phê nhân.

Để đơn giản ta tính toán cho 1000 kg nguyên liệu cà phê quả/giờ cho loại cà phê Robusta

Bảng 4.3 Bảng tỷ lệ hao hụt sau chế biến qua các công đoạn (%).

1 Cà phê quả tươi, thu nhận và bảo quản

2 Phơi hoặc sấy sơ bộ 0,5(không kể ẩm)

4.2.1 Thu nhận và bảo quản.

- Lượng nguyên liệu vào: 1000 (kg/h)

4.2.2 Phơi, sấy sơ bộ.

Thông thường phải sấy sơ bộ trước rồi mới sấy khô chính thức sau Quá trình sấy

sơ bộ nhằm loại bỏ một phần nước trên bề mặt đồng thời giảm bớt ẩm của cà phê từ 70%còn 40%, nhằm rút ngắn thời gian sấy ở giai đoạn sấy chính thức và chất lượng sản phẩmđảm bảo hơn

- Lượng nguyên liệu vào: 1000 (kg/h)

- Tỷ lệ hao hụt: 0,5%

+ Lượng ẩm tách ra trong quá trình phơi sấy sơ bộ được tính theo công thức:

2

2 1

1

w 100

w w

G G

Trong đó: -  G: Lượng ẩm tách ra trong quá trình phơi, sấy sơ bộ (kg/h)

- G1: Lượng nguyên liệu trước khi phơi, sấy sơ bộ (kg/h)

- w1; w2: Độ ẩm của nguyên liệu trước và sau phơi, sấy sơ bộ

500 

= 2,5 (kg/h)

4.2.3 Sấy chính thức.

Sấy nhằm hạ thủy phần của cà phê xuống còn 12%.

- Lượng nguyên liệu vào: 500 – 2,5 = 497,5(kg/h).

- Tỷ lệ hao hụt: 1%

- Độ ẩm ban đầu của cà phê quả: 40%

- Độ ẩm cà phê sau sấy là: 12%

+Lượng ẩm tách ra trong quá trình sấy chính thức là:

G = 497,5×

12 100

12 40

- Lượng nguyên liệu hao hụt: 289,6051000,5=1,448 (kg/h)

4.2.7 Phân loại theo kích thước.

- Lượng nguyên liệu vào: 289,605 – 1,448 = 288,157 (kg/h)

Máy phân loại theo kích thước có thể tách cà phê ra thanh các loại có kích thước và

tỷ lệ phần trăm như sau:

Loại Kích thước(mm) Hao hụt (%) Tỷ lệ (%)

Loại 2 > 5,6 0,5 20

 Hạt > 6,3mm (70%):

+ Lượng hạt > 6,3mm phân loại được: 288,1570,7 = 201,71 (kg/h)

+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 201,100710,5= 1,009 (kg/h)

 Hạt > 5,6mm (20%):

+ Lượng hạt > 5,6mm phân loại được: 288,1570,2 = 57,631 (kg/h)

+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 57,6311000,5 = 0,288 (kg/h)

 Hạt > 5mm (10%):

+ Lượng hạt > 5mm phân loại được: 288,1570,1 = 28,816 (kg/h)

+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 28,8161000,5= 0,144 (kg/h)

4.2.8 Phân loại theo trọng lượng riêng.

Sau khi qua máy phân loại theo trọng lượng riêng tỷ lệ hạt lép, hạt vở vụn:2,5%

 Loại 1: (hạt > 6,3mm):

+ Lượng nguyên liệu vào: 201,71 – 1,009 = 200,701(kg/h)

+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 200,7011002,5= 5,016 (kg/h)

 Loại 2 (hạt > 5,6mm):

+ Lượng nguyên liệu vào: 57,631 – 0,288 = 57,343 (kg/h)

+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 57,3431002,5= 1,434 (kg/h)

 Loại 3 (hạt > 5mm).

+ Lượng nguyên liệu vào: 28,816 – 0,144 = 28,672 (kg/h)

+ Lượng nguyên liệu hao hụt:28,6721002,5= 0,717(kg/h)

4.2.9 Phân loại theo màu sắc.

Sau khi qua máy phân loại theo màu sắc tỉ lệ hạt không đạt tiêu chuẩn là:1,5%

 Loại 1 (hạt > 6,3mm):

+ Lượng nguyên liệu vào: 200,701 – 5,016= 195,685 (kg/h)

+ Lượng nguyên liệu hao hụt:

100

5 , 1 685 ,

= 2,935 (kg/h)

 Loại 2 (hạt > 5,6mm)

+ Lượng nguyên liệu vào: 57,343 – 1,434 = 55,909 (kg/h)

+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 55,9091001,5= 0,839 (kg/h)

 Loại 3 (hạt > 5mm).

+ Lượng nguyên liệu vào: 28,672 – 0,717 = 27,955 (kg/h)

+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 27,9551001,5 = 0,419 (kg/h)

4.2.10 Phối trộn, cân, đóng bao: Tỷ lệ hao hụt là 0,5%

- Lượng nguyên liệu vào của hạt loại 1 (hạt > 6,3mm):195,685–2,935=192,75(kg/h)

- Lượng nguyên liệu vào của hạt loại 2 (hạt > 5,6mm):55,909 – 0,839 = 55,07(kg/h)

- Lượng nguyên liệu vào của hạt loại 3 (hạt > 5mm): 27,955 – 0,419 = 27,536(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: 192,750,8 + 55,070,1 + 27,5360,1 = 162,461(kg/h)

+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 162,4611000,5= 0,812(kg/h)

 Loại 2 (10% hạt loại 1+70% hạt loại 2 +20% hạt loại 3):

+ Lượng nguyên liệu vào:192,750,1 + 55,070,7 + 27,5360,2 = 63,331 (kg/h).+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 63,3311000,5= 0,317(kg/h)

 Loại 3 (10% hạt loại 1+20% hạt loại 2 +70% hạt loại 3):

+ Lượng nguyên liệu vào:192,750,1 + 55,070,2 + 27,5360,7 = 49,564 (kg/h)+ Lượng nguyên liệu hao hụt: 49,5641000,5 = 0,248(kg/h)

4.2.11 Cà phê nhân thành phẩm.

B: Lượng nguyên liệu vào tính cho 1000 (kg/h).

C: Lượng nguyên liệu tính theo năng suất nhà máy ( kg/h)

B’: Lượng hao hụt tính theo 1000 ( kg/h)

C’:Lượng hao hụt tính theo năng suất nhà máy (kg/h)

Bảng 4.4 Tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào qua các công đoạn chế biến

STT Công đoạn A(%) B (kg/h) C( kg/h) B’(kg/h) C’(kg/h)

288,157

201,7157,63128,816

2161,18

1512,827432,233216,12

1,0090,2880,144

7,5682,161,08

286,716

200,70157,34328,672

2150,37

1505,26430,073215,04

5,0161,434 0,717

37.6210,765,38

195,68555,90927,955

2096.62

1467.64419,32209,66

2,9350,8390,419

22,016,293,14

275,356

162,46163,33149,564

2065,17

1218,46474,98371,73

0,8120,3170,248

6,092,381,86

2054.84

1212,37472,6369,87

CHƯƠNG 5:

TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG

 Cơ sở của quá trình cân bằng nhiệt

Sấy là một trong những công đoạn quan trọng trong công nghệ sau thu hoạch đốivới các loại nông sản Thực tế cho thấy nếu phơi khô hoặc sấy khô không kịp thì nhiềunông sản có thể do mất mát và biến chất khoảng 10-20%, hoặc đối với một số loại nhưsắn có thể lên đến 40-50% Quá trình sấy nó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Do đócần phải có một chế độ sấy thích hợp để đảm bảo hạt ít bị rạn nứt, đồng thời giữ được cáctính chất về hương vị, màu sắc và các phần có trong hạt Ở đây ta sử dụng thiết bị sấythùng quay, tác nhân sấy là không khí nóng

Quá trình nhiệt trong quá trình này chủ yếu là quá trình sấy cà phê

5.1 Xây dựng quá trình sấy lý thuyết.

Để 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 đi bằng không

Như vậy trong thiết bị sấy lý tưởng chỉ còn nhiệt tổn thất do tác nhân sấy mang đi.Quá trình sấy xảy ra trong một thiết bị sấy lý tưởng như vậy gọi là quá trình sấy lý thuyết

 Các thông số ban đầu

+ Nhiệt độ không khí sấy: t1 = 750C

+ Nhiệt độ nguyên liệu ra(t2): chọn theo nhiệt độ bầu ướt

+ Nhiệt độ môi trường không khí trước khi qua calorife: t1= 23,30C

+ Độ ẩm của nguyên liệu trước khi sấy: 40%

+ Độ ẩm của nguyên liệu sau khi sấy: 12%

+ φ0: là độ ẩm ban đầu của không khí trước khi vào calorife: φ0 = 82%

+ Áp suất khí quyển: P = 757 (mmHg).

5.1.1 Xác định các thông số của không khí.

5.1.1.1 Các thông số trạng thái của không khí.

Trạng thái của không khí trước khi vào calorife với điều kiện khí hậu ở Daklak

to = 23,30C; φ0 = 82%

Ở t0 = 23,30C ta tra được áp suất của hơi bão hòa Pbh = 21,49 (mmHg)

+ Hàm ẩm của không khí được xác định theo công thức:

bh 0

bh 0 0

P P

P 622

, 0 x

49 , 21 82 , 0 622 ,

Bảng 5.1. Các thông số trạng thái của không khí

Áp suất bão hòa Pbh 21,49 mmHg

Hàm nhiệt Io 51,71 (kJ/kgkkk)

5.1.1.2 Các thông số của không khí khi qua calorife trước khi vào máy sấy.

Hàm ẩm của không khí sau khi qua calorife không thay đổi, không khí chỉ thay đổi

nhiệt độ nhưng không thay đổi hàm ẩm.

1 1

P)x622,0(

Px

757 0148 , 0

I1 = t1 + (2493 + 1,97t1) x1(kJ/kgkkk)

I1 = 75 + (2493 + 1,9775) 0,0148 = 114,083(kJ/kgkkk)

Bảng 5.2. Thông số của không khí qua Calorife trước khi vào máy sấy.

5.1.1.3 Thông số của không khí sau sấy.

Ta chọn nhiệt độ của tác nhân sau khi sấy ra là: t2 =330C

+ Hàm nhiệt của không khí ra khỏi thiết bị (sấy lý thuyết):

97 , 1

Vậy chọn t =330C là hoàn toàn hợp lý

Bảng 5.3. Thông số của không khí sau khi sấy

Áp suất hơi bão hòa p 37,7 mmHg

x x

l



 0 , 0148 0317

, 0

100 W

W W G

- w1: độ ẩm ban đầu của cà phê là; 40%

- w2: độ ẩm của cà phê sau sấy là; 12%

U =  G = 3731,25 ×

12 100

12 40





= 1187,2 (kg/h)

L = 59,172 1187,2 = 70249 (kgkkk/h)

5.1.2 Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy.

5.1.2.1 Lượng nhiệt cần thiết làm bay hơi 1kg ẩm.

o

o

x x

I I q

- xo, x2: là hàm ẩm của không khí trước và sau khi sấy

0148 , 0 0317 , 0

876 , 60 083 , 114

5.1.2.3 Lượng nhiệt cần cung cấp để đun nóng sản phẩm.

Q2 = G1×C1×(ttb – t0) (kJ/h)

Trong đó: - G1: lượng nguyên liệu ban đầu đưa vào sấy (kg/h), G1 = 3731,25 (kg/h)

- C1: nhiệt dung riêng của sản phẩm sấy (kJ/kg.0C)

100

) 100

1

u C u C

C ck    n

Trong đó: - u1: độ ẩm vào máy sấy: u1=40%

- Cn: nhiệt dung riêng của nước, Cn= 4,18 (kJ/kg.0C)

- Cck: nhiệt dung riêng chất khô của cà phê

Cck= 0,37 ( kcal/ kg.0C) = 1,547 (kJ/kg.0C)

100

40 18 , 4 ) 40 100 ( 547 , 1

Nhiệt dung riêng của nước Cn 4,18 kJ/kgđộ

Nhiệt dung riêng của cà phê Ccp 1,547 kJ/kgđộ

Nhiệt dung riêng của nguyên liệu C1 2,6002 kJ/kgđộ

Nhiệt độ cho phép của NL ttb 54 0C

Nhiệt lượng cần cung cấp Q2 297851,28 kJ/h

5.1.2.4 Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy

Nếu thiết bị sấy không có bảo ôn bên ngoài thì có thể lấy nhiệt lượng tổn thấtbằng 8-12% lượng nhiệt dùng để sấy lí thuyết (Q1)

Qtt = 0,08Q1 = 0,08 x 3737712,81= 299017,02( kJ/h)

5.1.2.5 Nhiệt lượng của calorife cần cung cấp:

Qcal = Q1 + Q2 + Qtt = 3737712,81 + 297851,28 + 299017,02= 4334581,11 ( kJ/h)

5.1.3 Cân bằng nhiệt lượng vào và ra khỏi thiết bị sấy.

5.1.3.1 Nhiệt lượng đi vào máy sấy:

Nhiệt lượng do không khí mang vào:

Q1v = L×Io =70249 60 , 876 = 4276478,124 ( kJ/h)

Nhiệt lượng do nguyên liệu sấy mang vào:

Q2v = G2×Cv1×t1 + U1×Cn×t1 (kJ/h)

Trong đó: -t1: nhiệt độ của nguyên liệu trước khi vào máy sấy; t1 = 23,3 0C

- Cvl: nhiệt dung riêng của cà phê

6002 , 2

Q3v = Qcal = 4334581,11 ( kJ/h)

Tổng nhiệt lượng mang vào:

Qv=Q1v + Q2v + Q3v = 4276478,124 + 268214,68+ 4334581,11= 8879273,914 ( kJ/h)

Bảng 5.5 Nhiệt lượng vào máy sấy

Lượng NL sau khi ra khỏi máy sấy G2 2518,6 kg/h

Nhiệt dung riêng của nguyên liệu sấy Cv1 2,6002 kJ/kgđộNhiệt lượng do khômg khí mang vào Q1v 4276478,124 kJ/h

Nhiệt lượng do nguyên liệu mang vào Q2v 268214,68 kJ/h

Nhiệt lượng do calorife mang vào Qcal 4334581,11 kJ/h

Tổng nhiệt lượng mang vào Qv 8879273,914 kJ/h

5.1.3.2 Nhiệt lượng ra khỏi máy sấy:

Nhiệt lượng do không khí mang ra:

Bảng 5.6 Nhiệt lượng ra khỏi máy sấy

Nhiệt lượng do không khí mang ra Qr1 8014216,67 kJ/kgđộ

Nhiệt lượng do Nliệu mang ra Q2r 216112,5 kJ/h

Nhiệt lượng do mất mát ra môi trường Q3r 299017,02 kJ/h

Tổng nhiệt lượng mang ra Qr 8529346,19 kJ/h

5.1.3.3 Tính lượng hơi nước dùng.

Lượng nhiệt lý thuyết cần cung cấp cho calorife trong một giờ:

+ Lượng nhiệt mà calorife cung cấp cho quá trình sấy:

Qcal = Q1 = 4334581,11 (kJ/h)

+ Chọn hiệu suất trao đổi nhiệt: η = 85%.

+ Lượng nhiệt thực tế cần cung cấp cho calorife trong 1 giờ:

Trong đó:- r: ẩn nhiệt hoá hơi của hơi nước bão hoà ở nhiệt độ 1200C r = 2207 (kJ/

kg) bảng I.250 (trang 312 Sổ tay QTTB 1).

2207

188 , 5099507

Thể tích hơi nước cần dùng: V = D×v.

v: thể tích riêng của hơi ở 1200C; v = 0,893 (m3/h) bảng I.250 (trang 312 Sổ tay

QTTB 1).

V = 2310,60 × 0,893 = 2063,366 (m3/h)

CHƯƠNG 6:

TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ6.1 Thiết bị sấy tháp.

- Năng suất nguyên liệu vào máy: 3731,25 (kg/h)

- Chọn hệ thống sấy tháp HT-02, là hệ thống sấy được lấy hơi nóng sạchbằng quạt hút nhiệt thông qua hệ thống trao đổi nhiệt của lò đốt Dòng nhiệt xuyên qualớp hạt làm giảm độ ẩm của hạt trong quá trình sấy (độ ẩm ban đầu w1= 40% đến độ ẩmcần đạt tới w2 = 12%)

- Đặc tính kỹ thuật:

+ Năng suất máy: 4000 (kg/h)

+ Công suất động cơ: 8,74 (Kw)

+ Kích thước máy: Dài × Rộng × Cao = 2000mm × 3000mm × 6000mm

 Giới thiệu chung:

Hệ thống sấy tháp (HTS) dùng để sấy các vật liệu dạng hạt như ngũ cốc, lúa mì,đường, cà phê, thóc….Hệ thống sấy tháp có năng suất lớn nên rất phù hợp dùng để sấy càphê trong nhà máy

Ngoài chức năng sấy, tháp sấy HT còn có khả năng làm nguội sơ bộ hạt đã được sấy