NGÀNH CHẾ BIẾN CÀ PHÊ

phoicaphe 8 2 1543500976

Tổng quan về ngành cà phê

Cà phê là một trong những loại cây công nghiệp dài ngày được trồng và khai thác từ rất lâu đời trên đất nước Việt Nam.

Về nguồn cung, hiện ngành xuất khẩu cà phê có trên 140 doanh nghiệp xuất khẩu, với 4 doanh nghiệp hàng đầu là TCT Cà phê Việt Nam. Chiến lược ngành cà phê Việt Nam hiện nay là khuyến khích các nhà đầu tư nước ngoài (cũng như trong nước) đầu tư vào lĩnh vực cà phê rang xay, chế biến cà phê hòa tan như Nestlé, Olam, Vinacafe Biên Hòa, Cà phê Trung Nguyên.

Phương pháp chế biến cà phê

Quy trình chế biến nhân cà phê từ hạt khô.

Cà phê khô sau khi thu mua được đưa đến công đoạn xay hạt, nhằm loại bỏ lớp vỏ bên ngoài hạt. Hạt tiếp tục được chuyển qua để đánh bóng, tạo độ bóng cần thiết trước khi phân phối. Sau giai đoạn đánh bóng, muốn có hiệu quả kinh tế cao cho sản phẩm chế biến, nhà máy phải có hệ thống phân loại hạt. Hạt có chất lượng tốt được xuất khẩu, hạt có chất lượng không tốt phân phối ở trong nước.

Quy trình chế biến nhân cà phê từ hạt tươi.

Hạt cà phê tươi sau khi thu hoạch được công ty thu mua và vận chuyển về nhà máy. Tại đây, cà phê được chuyển đến bãi tập trung để chuẩn bị cho giai đoạn chế biến. Đầu tiên cà phê được đưa qua hệ thống sàn lọc nguyên liệu. Tại đây, quả được sàn để tách cành, lá, đất… còn sót lại trong quá trình thu hoạch. Quá trình này được gọi là quá trình sàn lọc nguyên liệu, hay cò gọi quá trình làm sạch khô. Sau khi sàn lọc nguyên liệu, hạt được chuyển đến giai đoạn rửa thô. Giai đoạn rửa thô  được thực hiện với mục đích là sạch lớp vỏ bên ngoài của hạt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xay. Cà phê tiếp tục được đưa đến cối xay, đi vào công đoạn xay vỏ. Tại cối xay, quả được phân ra làm hai loại: Quả chín được xay bỏ vỏ, quả xanh đưa thẳng đến công đoạn sấy. Mục đích của giai đoạn này là loại bỏ lớp vỏ cứng bao bên ngoài quả, lấy hạt để tiếp tục cho công đoạn sau.

Tiếp đến, hạt theo hệ thống băng chuyền vào bồn chứa dung dịch enzim Pectinaza để loại bỏ thịt quả. Giai đoạn này được gọi là giai đoạn đánh nhớt, hay còn gọi là giai đoạn ngâm enzim. Mục đích của quá trình này là dùng enzim pectinaza phân huỷ Pectin có trong thịt quả, giúp nhân không có độ nhớt. Công đoạn đánh nhớt diễn ra từ 5-6 giờ,  quyết đinh lớn đến chất lượng sản phẩm. Sau khi đánh nhớt, nhân được rửa sạch, loại bỏ chất bẩn dính trên nhân. Giai đoạn này tốn khá nhiều nước trong toàn bộ quá trình chế biến. Đây cũng là công đoạn gây ô nhiễm chính vì nước thải chứa một lượng lớn chất hữu cơ dễ phân hủy. Tại công đoạn làm ráo, cà phê được trải đều trên mặt sàn (cách đất 500mm), gió được cung cấp bởi các cánh quay phía dưới. Giai đoạn này xảy ra với mục đích làm ráo nước bề mặt nhân cà phê, giảm thời gian sấy khô bằng nhiệt. Sau giai đoạn làm ráo, cà phê được đưa đến các thùng quay nhiệt (các hạt cà phê xanh được sấy tại một thùng quay riêng). Tại đây, cà phê được sấy khô hoàn toàn thành hạt nhân thành phẩm. Trước khi phân phối, nhân cà phê được phân loại hạt để phân phối cho các nhà phân phối khác nhau. Riêng hạt cà phê xanh tiếp tục được chế biến như quá trình khô.

Quy trình xử lý nước thải chế biến cà phê

Nguồn gốc phát sinh nước thải

Trong quá trình hoạt động của công ty sẽ phát sinh ra một lượng nước thải tác động đến môi trường nước, cụ thể gồm các nguồn sau:

  • Nguồn gốc nước thải chế biến cà phê nhân:
  • Rửa thô: Đây là giai đoạn nước thải sinh ra có thành phần chủ yếu là chất rắn lơ lửng, các chất ô nhiễm không cao. Nước thải trong giai đoạn này không đáng kể;
  • Xay vỏ: Trong giai đoạn này nước thải sinh ra ít nhưng có thành phần rất đậm đặc, có độ đục và lượng cặn cao. Ngoài ra, giai đoạn này còn thải ra lượng vỏ lớn làm cho nước thải có lượng rác rất đáng kể;
  • Ngâm enzim: Đây là giai đoạn phát sinh nước thải đáng chú ý nhất của quy trình chế biến. Nước thải phát sinh từ giai đoạn này có thành phần hữu cơ cao, ngoài ra còn có độ nhớt lớn;
  • Rửa sạch: Nước thải giai đoạn này có thành phần hữu cơ tương đối cao;
  • Nước thải vệ sinh: phát sinh từ công đoạn vệ sinh các thiết bị chế biến.
  • Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt thải khu vực văn phòng, từ các khu vệ sinh, v.v… có chứa các thành phần cặn bã (TSS), các chất hữu cơ (BOD/COD), chất dinh dưỡng (N,P) và vi sinh gây bệnh.

Nhìn chung, thành phần ô nhiễm của quá trình chế biến cà phê gồm phần lớn chất là SS, TSS, độ màu, COD, BOD cao. Tải lượng ô nhiễm cao, cần qua công đoạn tiền xử lý trước khi đi vào hệ thống sinh học hiếu khí.

Công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê

  • Thuyết minh công nghệ xử lý

Nước thải từ hoạt động sản xuất (gồm phần lớn chất ô nhiễm hữu cơ, cặn và độ màu) sẽ được thu gom về bể thu gom bằng hệ thống cống rãnh. Sau đó sẽ được bơm thu gom bơm qua thiết bị tách rác. Tại đây rác sẽ được giữ lại và nhân viên vận hành sẽ thug om định kì.

Nước thải được bơm sang bể điều hòa. Bể điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải, tránh tình trạng bị quá tải vào giờ cao điểm, sốc tải hệ thống. Giúp nước thải được ổn định, đảm bảo hiệu quả xử lý cho các công trình phía sau.

Nước thải tiếp tục được luân chuyển sang bể keo tụ, tạo bông. Tại ngăn keo tụ, bổ sung hóa chất PAC vào, tăng hiệu quả tách cặn, chất ô nhiễm dựa vào cơ chế hình thành bông cặn của hóa chất PAC. Tại ngăn tạo bông, châm hóa chất Polymer nhằm tăng kích thước và trọng lượng bông cặn và loại bỏ bông cặn tại bể lắng.

Bể lắng hóa lý có nhiệm vụ lắng bông cặn và tách dòng nước không chứa bùn (ít bùn) ra khỏi dòng thải đầu vào bể lắng. Bùn tại bể lắng cần được xả định kì, tránh tình bạn lưu bùn quá lâu trong bể.

Sau đó chảy sang bể trung gian để ổn định pH, đảm bảo pH duy trì trong ngưỡng 7-7.5 trước khi vào bể UASB.

Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) là một dạng bể kị khí với dòng nước phân phối từ đáy lên dựa vào áp lực của bơm phân phối đầu vào thông qua hệ thống phân phối nước dưới đáy bể. Công nghệ UASB với các chủng vi sinh kị khí đảm bảo hiệu quả xử lý chất ô nhiễm luôn ở mức cao, lượng bùn sản sinh ra ít, sản phẩm thứ cấp là khí metan có thể tận dụng làm khí đốt cho một số hoạt động của nhà máy. 4 quá trình cơ bản trong xử lý sinh học kị khí gồm:

  • Giai đoạn 1: Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử thành các hợp chất hữu cơ đơn giản hơn.

Trong quá trình phát triển, dưới tác dụng của enzyme được tạo ra bởi các loại vi khuẩn kị khí thì các hợp chất hữu cơ, phức chất polysaccharides, proteins, lipids sẽ chuyển hóa thành các hợp chất hữu cơ đơn giản hơn hoặc các chất hòa tan như: đường, các amino acid, acid béo, … Quá trình này xảy ra chậm. Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất.

  • Giai đoạn 2: Axít hóa các hợp chất hữu cơ đơn giản đã tạo thành ở giai đoạn 1

Vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, CO2, H2, NH3, H2S, acid lactic, methanol, và sinh khối mới. Sự hình thành các axit có thể làm pH giảmxuống đến 4.0.

  • Giai đoạn 3: Giai đoạn Acetat hóa.

Trong quá trình lên men, chỉ có các sản phẩm Axit acetat bị vi khuẩn tạo metan sử dụng trực tiếp, các hợp chất khác cần nhiều thời gian để phân hủy thành các chất đơn giản hơn.

  • Giai đoạn 4: Metan hóa. Giai đoạn này chuyển từ sản phẩm đã meta hóa thành khí (CH4 và CO2) bằng nhiều loại vi khuẩn kỵ khí.

CH3COOH = CH4 + CO2

2C2H5OH + CO2 = CH4 + 2CH3COOH

CO2 + 4H22 = CH4 + 2H2O

Sau đó, tiếp tục quá trình xử lý hiếu khí Aerotank. Bể Aerotank có tác dụng xử lý chất hữu cơ, BOD, COD, nito và 1 phần photpho dựa vào các chủng vi sinh vật hiếu khí tại pH khoảng 7.0 và DO >=2; Không khí được cấp vào thông qua hệ thống phân phối khí, có tác dụng đảm bảo nồng độ Oxy hòa tan và giúp duy trì điều kiện đảo trộn trong bể, tăng hiệu quả xử lý chất ô nhiễm.

Bùn và nước sẽ được tách rời thông qua bể lắng sinh học hiếu khí. Phần bùn lắng đọng phía dưới rốn thu bùn sẽ được bơm tuần hoàn về bể Aerotank, nhằm duy trì lượng cơ chất và bùn nền thích hợp, đảm bảo hiệu quả xử lý. Phần nước trong sẽ chảy sang bể khử trùng.

Nước thải sau quá trình xử lý sinh học có chứa rất nhiều các chỉ tiêu vi sinh. Tại bể khử trùng, bổ sung hóa chất khử trùng (Chlorine) nhằm tiêu diệt vi sinh vật và xử lý một số chỉ tiêu ô nhiễm  có trong nước thải.

Nước sau khử trùng sẽ thải ra nguồn tiếp nhận, đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt cột B, QCVN 40:2011/BTNMT.

Đây là công nghệ xử lý điển hình đối với nước thải sản xuất cà phê và một số loại hạt. Tuy nhiên, tùy theo đặc thù sản phẩm chế biến mà trong quy trình xử lý nước thải cần có một vài điều chỉnh thích hợp với tính chất nước thải thực tế. Cần bổ sung một vài công đoạn xử lý như: tách mỡ, tuyển nổi, lắng cát, lọc áp lực, …  tùy theo điều kiện kinh tế, yêu cầu xử lý, diện tích, …

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

0931.791.133