TÓM TẮT LUẬN VĂN Cà phê thức uống từ lâu đời có giá trị dinh dưỡng cao Việt nam nước xuất cà phê lớn giới Tuy nhiên giá trị cà phê nước ta không cao xuất thô chất lượng chế biến so với giới Do muốn nâng chất lượng phải đầu tư nâng cao thiết bị chế biến Nhưng giá trang thiết bị nước ngoại lại đắt Vì với mục tiêu nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thành, em cố gắng tìm tòi, học hỏi để thiết kế máy rang cà phê đáp ứng nhu cầu thị trường Luận văn xếp theo chương sau: Chương -Tổng quan: Giới thiệu sơ lược cà phê quy trình chế biến Chương -Thiết kế nguyên lý máy: Lựa chọn phương án rang cà phê giới thiệu số máy rang cà phê có sẵn thị trường Chương -Tính toán kết cấu máy: Tính toán lựa chọn phận máy rang cà phê Chương -Tính toán nhiệt: Tính toán nhiệt lượng cần cung cấp cho trình rang chọn điện trở gia nhiệt Chương -Thiết kế mạch điện: Thiết kế lựa chọn thiết bị điện cho máy rang cà phê Chương -Bảo trì bảo dưỡng : Trình bày biện pháp bảo trì, bảo dưỡng máy rang Chương -Kết luận : Đánh giá, nhận xét nêu lên điểm cần khắc phục máy rang cà phê ii MỤC LỤC Đề mục Trang Nhiệm vụ luận văn Lời cảm ơn i Tóm tắt luận văn ii Mục lục iii Danh sách hình vẽ vi Danh sách bảng biểu viii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu cà phê 1.2 Quy trình công nghệ 1.3 Khái niệm rang cà phê 1.4 Giới thiệu đề tài 10 CHƯƠNG THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY 13 2.1 Các nguyên lý rang 13 2.2 Các phương án thiết kế 13 2.2.1 Gia nhiệt với chảo rang thường 13 2.2.2 Gia nhiệt với thiết bị lồng cầu 15 2.2.3 Gia nhiệt theo nguyên lý tầng sôi 16 2.2.4 Gia nhiệt kiểu thùng quay 17 2.3 Lựa chọn phương án 18 2.4 Sơ đồ nguyên lý 18 2.5 Sơ đồ động 20 2.6 Một số loại máy rang cà phê thị trường 21 2.6.1 Máy rang sử dụng nhiên liệu gas 21 2.6.2 Máy rang sử dụng điện 22 CHƯƠNG TÍNH TOÁN KẾT CẤU MÁY 24 3.1 Tính toán kích thước thiết kế phận 24 iii 3.1.1 Tính toán kích thước thùng rang 24 3.1.2 Thiết kế thùng rang 26 3.1.3 Tính toán kích thước khay làm nguội 27 3.1.4 Thiết kế khay làm nguội 28 3.2 Tính toán chọn động 29 3.2.1 Xác định công suất động thùng rang 29 3.2.2 Xác định công suất động cho khay làm nguội 36 3.3 Tính toán truyền xích 39 3.4 Tính toán trục 41 3.4.1 Tính toán trục thùng rang 41 3.4.2 Tính toán trục khay làm nguội 47 3.5 Tính toán ổ lăn nối trục đàn hồi 52 3.5.1 Ổ lăn trục thùng rang 52 3.5.2 Ổ lăn trục khay nguội 53 3.5.3 Nối trục đàn hồi 56 3.6 Tính toán chọn then 56 3.6.1 Then trục thùng rang 56 3.6.2 Then trục khay làm nguội 58 3.7 Tính toán quạt hút 59 3.8 Tính toán silo lọc bụi 62 3.8.1 Nguyên lý silo lọc bụi 62 3.8.2 Lựa chọn silo lọc bụi 62 CHƯƠNG TÍNH TOÁN NHIỆT 65 4.1 Thông số vật liệu rang 65 4.2 Nhiệt lượng cần thiết để gia nhiệt hạt cà phê 65 4.3 Nhiệt lượng cần để đốt nóng thùng rang 65 4.4 Nhiệt lượng cần cung cấp trình rang cà phê tới lúc chín 66 4.5 Nhiệt lượng tỏa môi trường xung quanh 66 4.6 Nhiệt tổn thất toàn trình 67 4.7 Chọn điện trở gia nhiệt 67 iv CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 68 5.1 Tổng quan mạch điện 68 5.2 Lưu đồ giải thuật 68 5.3 Chọn lựa thiết bị 70 5.3.1 Chọn MCP 70 5.3.2 Chọn rơ le nhiệt (OVERLOAD RELAY) 71 5.3.3 Chọn rơ le thời gian(Digital Timer) 73 5.3.4 Chọn điều khiển nhiệt độ(Temperature Controller) 76 5.3.5 Chọn cảm biến nhiệt độ 79 5.3.6 Chọn SSR(Solid State Relay) 80 5.4 Thiết kế mạch điện 84 5.4.1 Mạch động lực 84 5.4.2 Mạch điều khiển 85 5.4.3 Nguyên tắc hoạt động mạch 86 CHƯƠNG BẢO TRÌ, BẢO DƯỠNG 87 6.1 Chế độ bôi trơn ổ bi 87 6.2 Làm thùng rang thùng nguội định kì 87 6.3 Vệ sinh si lô lọc bụi 87 6.4 Kiểm tra, thay điện trở nhiệt 87 CHƯƠNG KẾT LUẬN 88 7.1 Đánh giá nhận xét 88 7.2 Một số điểm cần khắc phục 88 7.3 Kết luận 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO v CHƯƠNG TỔNG QUAN CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu cà phê Từ "cà phê" tiếng Việt có gốc từ chữ café tiếng Pháp Cà phê loại thức uống màu đen có chứa chất caffein sử dụng rộng rãi, sản xuất từ hạt cà phê rang lên, từ cà phê Cà phê sử dụng lần vào kỉ thứ 9, khám phá từ vùng cao nguyên Ethiopia Từ đó, lan Ai Cập Yemen, tới kỉ thứ 15 đến Armenia, Persia, Thổ Nhĩ Kỳ phía bắc Châu Phi Từ giới Hồi giáo, cà phê đến Ý, sau phần lại Châu Âu, Indonesia Mĩ Ngày nay, cà phê thức uống thông dụng toàn cầu Hiện nay, cà phê trồng 50 quốc gia giới, có số nước xuất cà phê Hạt cà phê lấy từ hạt loài thuộc họ cà phê (Rubiaceae) Ba dòng cà phê Coffea arabica (Cà phê Arabica) - cà phê chè, cà phê Blue Mountain Coffea canephora (Cà phê Robusta) - cà phê vối Coffea excelsa (Cà phê Liberia) - cà phê mít với nhiều loại khác Chất lượng hay đẳng cấp cà phê khác tùy theo loại cây, loại hạt nơi trồng khác Cà phê Robusta đánh giá thấp so với cà phê Arabica có chất lượng thấp giá theo rẻ So với Robusta, Arabica đòi hỏi gieo trồng vùng đất cao hơn, có khí hậu mát mẻ (khoảng 3,000 - 6,000 feet so với mực nước biển) Cà phê Arabica cho mùi vị ngon loại "khó tính" Robusta Thời gian để cà phê Arabica chín lâu hơn, sản lượng thấp hơn, nhiên Arabica lại cho hạt cà phê có mùi vị thơm ngon hơn, giá thành cao gấp đôi so với Robusta Trong đó, Robusta dường "dễ chịu" hơn, loại cà phê lại ưa thích điều kiện khí hậu ấm khô hơn, độ cao lý tưởng khoảng 2,000 feet so với mực nước biển Như tên gọi mình, Robusta có sức phát triển mạnh mẽ khả chịu đựng thật đáng nể điều kiện bất lợi mà Arabica tàn lụi Sự phối trộn Arabica Robusta tiến hành nhằm tạo nên cân phong phú cho tách cà phê Tính chua Arabica kết hợp với thể chất đậm đà Robusta tạo nên loại cà phê hoàn hảo CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.2 Quy trình công nghệ Thu hoạch: Việc hái cà phê thực tay máy Máy sử dụng nông trại cà phê lớn, hay vùng đất phẳng– đa số Brazil Công việc hái tay áp dụng nông trại nhỏ với phí lao động thấp Chế biến: Có phương pháp chế biến chủ yếu Phương pháp chế biến Khô thường áp dụng rộng rãi Châu Á, Braxin châu Phi Phương pháp chế biến Ướt tập trung khu vực Trung Nam Mỹ Phương pháp chế biến Khô: trái cà phê phơi khô nắng trời sân xi măng gạch nông trại, đảo trộn liên tục cho khô Sau khoảng tuần cà phê đạt độ khô mong muốn Khi máy bóc vỏ sử dụng nhằm loại bỏ lớp vỏ Phương pháp chế biến Ướt: Trong Phương pháp chế biến Khô tách bỏ lớp vỏ thịt sau trái cà phê phơi khô Phương pháp chế biến Ướt lớp vỏ thịt làm làm mềm tách máy xát vỏ Trái cà phê sau loại bỏ lớp vỏ thịt ủ lên men 24 - 36 giờ, công đoạn làm lớp chất nhầy Tiếp đến, hạt cà phê phơi sân xi măng sấy khô máy Sau đó, máy bóc vỏ giúp bóc lớp vỏ thóc Phương pháp chế biến Khô đơn giản, tốn lượng nhân công phương pháp có nhiều hạn chế phụ thuộc vào điều kiện thời tiết Nó phù hợp với nơi có điều kiện mưa nắng nhiều, không đáp ứng yêu cầu mặt chất lượng Phương pháp chế biến ướt phức tạp tốn nhiều thiết bị lượng đồng thời đòi hỏi dây chuyền công nghệ thao tác kĩ thuật cao Nhưng phương pháp thích hợp với hoàn cảnh, khí hậu thời tiết Đồng thời rút ngắn thời gian sản xuất, tăng suất nhà máy nâng cao chất lượng sản phẩm cà phê nhân Hiện nước ta xí nghiệp sản xuất cà phê nhân chủ yếu sử dụng phương pháp Khô (phương pháp cổ điển) CHƯƠNG TỔNG QUAN Quả cà phê Hái bảo quản Làm Rửa Xát tươi Xát khô Cà phê nhân Sấy Xay , nghiền RANG Trích ly Lọc bã Sấy khô đóng gói Cô đặc Cà phê bột Cà phê hòa tan Hình 1.1: Quy trình chế biến cà phê Phân loại làm CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.3 Khái niệm rang cà phê Rang cà phê trình mà hợp chất chứa mùi vị cà phê giải phóng nhờ loạt phản ứng hoá học Hương vị, độ chua, độ đậm nhạt dư vị cà phê phụ thuộc nhiều vào trình Quá trình rang cà phê trải qua giai đoạn sau: 1.3.1 Hạt cà phê Hạt cà phê lúc chưa rang thường có màu xanh ngọc đẹp Nhiệt độ bình thường, khoảng 22-25 độ C Lúc sống, gọi cà phê nhân, thân hạt cà phê có mùi thơm đặc trưng dễ chịu tương tự mùi thảo dược, mùi thuốc nam, mùi hoa cỏ khô … Hình 1.2: Hạt cà phê lúc chưa rang 1.3.2 Bắt đầu rang đến nhiệt độ 100o C Khoảng thời gian đầu trình rang để truyền nhiệt cho hạt cà phê Hạt cà phê từ từ nóng lên dần bắt đầu bốc nước chứa bên trong, hạt cà phê teo lại có thay đổi Trong giai đoạn này, bí rang cà phê ngon tránh cho hạt cà phê chai cứng cách rang để tạo dòng không khí nóng đối lưu tối đa trống rang việc chuyển Hình 1.3: Hạt cà phê bắt đầu rang đến giao nhiệt diễn hiệu lan nhiệt độ 100o C nhiệt đồng đến hạt cà phê … CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.3.3 Giai đoạn hạt cà phê chuyển sang ngã màu vàng nhạt - nhiệt độ 150o C Lúc này, hạt cà phê tiếp tục hấp thu nhiệt, bốc nước bắt đầu có thay đổi chút thể tích Trong giai đoạn từ lò rang lan tỏa mùi thơm nồng cỏ tươi rơm khô hòa quyện đặc trưng Từ hạt cà phê nóng tỏa mùi hương cỏ, cánh đồng, vườn râm mát, làm ta Hình 1.4: Hạt cà phê chuyển sang ngã màu nhớ đến quê nhà xa xôi, vàng nhạt tịnh Hạt cà phê giai đoạn thu nhiệt nhanh thay đổi kích thước để chuẩn bị cho giai đoạn nổ 1.3.4 Giai đoạn vàng đậm - nhiệt độ khoảng 180o C Hạt cà phê ngã sang màu vàng đậm, hình dáng bắt đầu thay đổi, thể tích gia tăng từ 20-30%, bề mặt hạt bắt đầu có gân lên Lúc mùi hương tỏa giống mùi bánh mì cháy, mùi gỗ cháy, mùi đất sau mưa đầu mùa, có mùi củ khoai lang nướng làm ta hồi bé có lần thèm thuồng … Hình 1.5: Hạt cà phê chuyển sang màu vàng đậm 1.3.5 Giai đoạn chuyển sang màu nâu nhạt - nhiệt độ khoảng 200o C Chuẩn bị cho giai đoạn phát tiếng nổ hạt cà phê Hạt cà phê nở lớn nhanh chóng, mùi thơm chuyển qua mùi ngào giống mùi chín, mùi mật ong, lại thoang thoảng mùi mạch nha Tuy nhiên, lúc phản ứng hóa học chưa xảy hoàn tất, phân tử hương chưa giải CHƯƠNG TỔNG QUAN phóng cấu trúc sợi hạt cà phê bền chặt Nếu lúc lấy hạt xay bột pha uống vị cà phê lúc chua mùi cà phê chưa tinh tế, có mùi ngai ngái, nồng nồng Hình 1.6: Hạt cà phê chuyển sang màu nâu nhạt 1.3.6 Giai đoạn chuyển sang màu nâu - nhiệt độ 200o C Các tiếng nổ bắt đầu vang lên thùng quay lò rang Các phản ứng hóa học qua tác dụng nhiệt xảy bắt đầu đốt cháy tinh thể đường hạt cà phê tạo màu nâu caramen, mùi đường mạch nha lúc rõ, việc xảy phản ứng hóa nâu thực phẩm tác dụng nhiệt gọi phản ứng Maillard Qua phản ứng Maillard thực Hình 1.7: Hạt cà phê chuyển sang màu phẩm trở nên thơm ngon bắt đầu nâu biến đổi màu sắc sậm 1.3.7 Giai đoạn nổ lần thứ – nhiệt độ khoảng 210o C Tại thời điểm này, tiếng nổ rộn rã hạt phê vang lên nghe vui tai thùng quay Người rang cà phê, với nhạy cảm, mong chờ nghe tiếng nổ thân thương Nhiệt độ tăng lên nhanh Hạt cà phê có nhiều biến đổi hình thức, phẩm chất lẫn hương vị Hình 1.8: Hạt cà phê giai đoạn nổ Khói bắt đầu tỏa nhiều hơn, mùi thơm lần thứ ngào ngạt tỏa ra, hấp dẫn Từ thời điểm CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN Bảng 5.2: Đặc điểm kĩ thuật Digital Timer OMRON Model H5CX-L-8 Hình 5.7: Thông số kích thước Digital Timer OMRON Model H5CX-L-8 74 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN Dựa vào catalogue hãng ta chọn Socket Model P2CF08-E Bảng 5.3: Các socket kèm với rơ le thời gian Hình 5.8: Thông số kích thước Socket Model P2CF08-E 75 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 5.3.4 Chọn điều khiển nhiệt độ(Temperature Controller) Điều khiển nhiệt độ giữ vai trò trung tâm điều khiển nhiệt độ cho cụm gia nhiệt Nó nhận tín hiệu từ sensor nhiệt, xử lý xuất tín hiệu điều khiển SSR( Role công suất) Ta cài đặt nhiệt độ cần thiết dễ dàng tiện lợi Với nhiệt độ điều khiển không cao (khoảng 240 oC) ta chọn điều khiển nhiệt độ phổ biến hãng AUTONICS series T3S Model T3S-P4SJ4C Hình 5.9: Temperature Controller Model T3S-P4SJ4C 76 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN Bảng 5.4: Thông tin điều khiển nhiệt độ 77 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN Bảng 5.5: Đặc điểm kỹ thuật Temperature Controller Model T3S-P4SJ4C Sơ đồ kết nối điện Hình 5.10: Sơ đồ kết nối điện cho điều khiển nhiệt độ 78 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN Ngõ 1,2,3 dùng kết nối cảm biến Nếu dùng cảm biến loại TC có dây dùng ngõ Nếu loại RTD dùng 1,2,3 Ngõ 4,5,6 dùng kết nối với SSR(Relay công suất) điều khiển cho điện trở đốt nóng Khi điều khiển cho Heating dùng ngõ 5,6.Khi dùng cho Cooling dùng ngõ 4,6 Trong đó: TC (Themocuple) : Can nhiệt RTD : Điện trở phát nhiệt 5.3.5 Chọn cảm biến nhiệt độ Loại cảm biến nhiệt độ chọn sử dụng với điều khiển nhiệt độ Thermocouple Với nhiệt độ điều khiển khoảng 240 oC ta chọn theo dải nhiệt độ loại cảm biến J(IC) có khoảng nhiệt độ 199-399 oC Bảng 5.6: Dải nhiệt độ loại cảm biến 79 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN Hình 5.11: Thermocouple loại T3S - J(IC) 5.3.6 Chọn SSR(Solid State Relay) SSR rơ le công suất dùng cho dòng điện xoay chiều có tác dụng đóng ngắt điều khiển Heater thông qua tín hiệu điều khiển từ điều khiển nhiệt độ Ta chọn SSR Model SSR1-1230 từ catalog Hình 5.12: Solid State Relay Model SSR1-1230 80 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN Bảng 5.7: Thông tin SSR hãng AUTONICS Bảng 5.8: Đặc điểm kỹ thuật SSR Model SSR1-1230 81 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 82 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN Kết nối điện cho SSR: Hình 5.13: Sơ đồ kết nối điện cho SSR Model SSR1-1230 Tín hiệu điều khiển từ Temperature Controller nối vào chân 3/A1+ 4/A2- Một dây nối tiếp với tải nối vào chân 1/T1 SSr Dây thứ nguồn nối qua cầu chì bảo vệ nối vào chân 2/L1 Kích thước SSR: Hình 5.14: Thông số kích thước SSR Model SSR1-1230 83 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 5.4 Thiết kế mạch điện 5.4.1 Mạch động lực Hình 5.15: Sơ đồ mạch động lực 84 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 5.4.2 Mạch điều khiển Hình 5.16: Sơ đồ mạch điều khiển 85 CHƢƠNG THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 5.4.3 Nguyên tắc hoạt động mạch Bước : Đóng MCP để cấp điện cho mạch Bước 2: Ấn nút ON mạch điều khiển, dòng điện cấp vào mạch Đây nút ấn dạng thường mở nên cần dùng cuộn dây K để trì trạng thái hoạt động nút ON Bước 2: Bật công tắc để khởi động cài đặt thông số cần thiết cho rơ le thời gian điều khiển nhiệt độ Lúc cuộn dây T T5 có điện kích hoạt tiếp điểm thường mở RT K5 đóng lại Với tùy loại cà phê, người rang có chế độ cài đặt thời gian rang nhiệt độ rang hợp lý Điện trở lúc gia nhiệt động chưa hoạt động Bước 3: Đầu tiên để chuẩn bị cho trình rang người rang bật quạt hút M3 để hút phần bụi trấu cà phê sót lại trình cấp cà phê vào máy Khi nút ON3 tác động, đèn tín hiệu Đ3 sáng Dòng điện cấp vào cuộn dây công tắc tơ T3 làm thay đổi trạng thái làm việc tiếp điểm công tắc tơ này.Khi tiếp điểm K3 từ trạng thái thường mở chuyển sang thường đóng làm cho động M3 hoạt động Các động M1, M2, M4 hoạt động tương tự công tắc tương ứng kích hoạt Bước 4: Tiếp theo ta cần khởi động cho thùng rang quay cách kích hoạt nút nhấn ON1 bàn điều khiển Khi nút ON1 bật động M1 quay đèn Đ1 hoạt động Bước 5: Sau cà phê rang xong đươc chuyển qua khay làm nguội Để bắt đầu trình ta nhấn nút ON2 làm cho động M2 quay lúc đèn Đ2 hoạt động Song hành với trình người rang cần bật động M4 để quạt hút tham gia vào trình làm nguội Bước 6: Khi kết thúc trình ta tắt công tắc tương ứng động Sau nhấn nút OFF mạch điều khiển đóng MCP lại máy ngừng hoạt động 86 CHƢƠNG BẢO TRÌ, BẢO DƢỠNG CHƢƠNG BẢO TRÌ, BẢO DƢỠNG Để máy hoạt động ổn định cần có chế độ bảo trì, bảo dưỡng hợp lý nhằm đảm bảo khả vận hành máy Cần thay chi tiết, phận gặp cố hay hỏng hóc phải kiểm tra máy trước hoạt động để tránh cố kĩ thuật Chế độ bảo trì, thay bao gồm: 6.1 Chế độ bôi trơn ổ bi Mục đích giảm ma sát chi tiết lăn, chống mòn, tạo điều kiện thoát nhiệt tốt, bảo vệ bề mặt chi tiết không bị gỉ, sét, giảm tiếng ồn Chọn mỡ bôi trơn cho ổ có ưu điểm sau: Do ổ bi có vòng che nên chọn mỡ bôi trơn cho phù hợp Lắp kín khe hở chi tiết máy quay chi tiết máy cố định Loại mỡ bôi trơn phải thích hợp cho ổ bi xài lâu dài 6.2 Làm thùng rang thùng nguội định kì Mục đích để làm thông thoáng lỗ thoát bụi, làm khoang thùng để đảm bảo chất lượng vệ sinh cà phê Tuy nhiên việc làm thùng rang liên quan đến việc tháo máy, nên kết hợp với lần thay ổ bi, sửa chữa 6.3 Vệ sinh si lô lọc bụi Định kì lấy bụi si lô để tránh làm đầy bụi, hạn chế khả lọc bụi si lô 6.4 Kiểm tra, thay điện trở nhiệt Điện trở nhiệt có tuổi thọ không cao nên phải thay định kỳ 87 CHƯƠNG KẾT LUẬN CHƯƠNG KẾT LUẬN 7.1 Đánh giá nhận xét - Theo đánh giá chủ quan em thấy quy trình công nghệ tương đối hợp lý, phù hợp với xưởng sản xuất vừa nhỏ Các chi tiết phận để chế tạo máy rang tương đối dễ kiếm rẻ - Về trình rang : cà phê rang không nhiều thành phần hóa học - Quá trình làm nguội : cà phê làm nguội nhanh chóng nhờ quạt hút cánh đảo gắn liền trục - Hệ thống lọc bụi : si lô lọc bụi công nghệ phổ biến nay, nên phần lớn nhà máy xí nghiệp thường lặp đặt hệ thống này.Với hệ thống phần lớn bụi hút silo, giảm bớt vấn đề gây ô nhiễm thân thiện với môi trường 7.2 Một số điểm cần khắc phục - Máy rang phải làm việc liên tục hiệu suất cao - Quá trình tự động hóa chưa cao phụ thuộc vào tay nghề thợ - Sự gia tăng nhiệt độ trục ổ bi làm tăng ma sát, làm giảm tuổi thọ ổ bi 7.3 Kết luận - Với việc nghiên cứu đề tài “Thiết kế máy rang cà phê” với hướng dẫn tận tình thầy Bùi Trọng Hiếu giúp em hiểu rõ phần công việc quy trình thiết kế máy người kĩ sư Chiếc máy rang hoàn thành giúp ích nhiều cho nhà máy chế biến công xưởng nhỏ cho người muốn tự tạo loại cà phê riêng đặc trưng - Tuy nhiên kiến thức hạn hẹp, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, công thức tính toán tra góc độ tài liệu tham khảo mà chưa kiểm tra thực tế nên gặp nhiều sai sót, em mong thầy cô đóng góp dẫn thêm để em bổ sung vào phẩn thiếu xót - Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Bùi Trọng Hiếu thầy cô khác môn bạn bè giúp đỡ, bảo em nhiều trình làm để em hoàn thành luận văn cách tốt 88 [...]... cầu thực tế đó, đề tài Thiết kế máy rang cà phê ” của em ra đời 12 CHƢƠNG 2 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY CHƢƠNG 2 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY 2.1 Các nguyên lý khi rang - Rang là giai đoạn quyết định chất lượng cà phê thành phẩm, trong quá trình rang xảy ra sự hao hụt mất nước, chất bay hơi Nước mất 5,5% , các tổn thất khác 2% - Thiết bị rang: chảo, lồng cầu, thiết bị rang hình tháp hoặc thiết bị thùng quay -... - Nhiên liệu phục vụ cho quá trình rang: than, củi, gas, điện… - Nguyên tắc khi rang cà phê: + Phải đảo liên tục để các hạt cà phê được tiếp xúc độ nóng đều đặn, tránh bị tình trạng hạt còn sống, hạt đã chín khét + Khi cà phê được rang đến độ cần thiết, phải làm nguội cà phê ngay để tránh hơi nóng còn lại trong chính cà phê làm cà phê bị rang quá đà + Khi rang cà phê sẽ có nhiều khói bạn nên chọn nơi... (3.16) CHƢƠNG 3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU MÁY `` Để đảm bảo cà phê không bị rơi ra ngoài trong khi đảo ta chọn chiều cao khay nguội : Ln = 250 mm 3.1.4 Thiết kế khay làm nguội Sau khi rang cà phê cần làm nguội bằng cách tản nhiệt ra môi trường Nên làm nguội càng nhanh càng tốt tối đa 5 phút, khi quá 5 phút hạt cà phê sẽ hút ẩm khi đó làm giảm chất lượng cà phê rang Do sau khi rang xong cà phê dễ hút ẩm nên ta sẽ... thưởng thức, trải nghiệm cà phê được rang bằng các máy móc tự động và so sánh với cà phê rang theo cách Hình 1.13: Hạt cà phê ở giai đoạn lần truyền thống của người thợ, cho rằng, tuy hai mỗi phương án đều có 1 kết quả tốt nhất định nào đó về phẩm chất của hạt cà phê Thế nhưng, họ cảm thấy hạt cà phê rang thủ công ngon hơn rang bằng máy Tuy nhiên vẫn nên chọn cách rang bằng máy với nhiên liệu ga hoặc... của cà phê bị thay đổi nhiều do quá trình rang lâu + Việc thiết kế để có số lượng rang được nhiều cà phê hơn cho từng mẻ đã làm cho khói bay, bụi, nóng, ô nhiễm… 15 CHƢƠNG 2 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY 2.2.3 Gia nhiệt theo nguyên lý tầng sôi - Hạt cà phê bay lơ lửng và thành sản phẩm như mong muốn nhờ lớp không khí nóng cung cấp từ dưới lên Hình 2.3: Rang cà phê dùng không khí nóng - Nguyên lý: Cà phê được... trang thiết bị chế biến cà phê hiện đại như các nước Yêu cầu đặt ra là phải chế tạo những thiết bị chế biến cà phê có tính năng tương đương thiết bị ngoại nhập nhưng giá thành phải rẻ hơn nhiều để nâng cao tính cạnh tranh cho cà phê Việt Nam Để có cà phê cung cấp cho thị trường cần phải trải qua rất nhiều công đoạn để có một sản phẩm cà phê hoàn chỉnh: Từ quả cà phê  hái  bảo quản  say, sấy  cà phê. .. Hạt cà phê không chín đều do không được đảo trộn liên tục + Chỉ rang được số lượng nhỏ + Một số bị cháy xém, không tách được vỏ lụa trong quá trình rang + Phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm người rang + Thành phần hóa học của cà phê bị thay đổi nhiều do quá trình rang lâu 14 CHƢƠNG 2 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY 2.2.2 Gia nhiệt với thiết bị lồng cầu Hình 2.2: Rang cà phê kiểu lồng cầu - Nguyên lý : Cà phê. .. quá trình rang tùy theo chất lượng hạt cà phê sống của mỗi mẽ rang là cả bí quyết và kinh nghiệm của người thợ rang Có thể nói vào lúc này, mỗi giây phút trôi qua hay mỗi vòng quay của trống (thùng rang) cà phê sẽ tạo ra hương vị và phẩm chất của hạt cà phê khác nhau Cà phê 9 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN rang càng đậm màu thì chất cafeine càng giảm, vị chua càng giảm, vị đắng đậm đà và mùi carbon càng tăng…Sau... sấy  cà phê nhân  rang cà phê  xay, nghiền thành sản phẩm cà phê xay hay qua một vài khâu để trở thành cà phê hòa tan Trong đó máy rang cà phê là một thiết bị quan trọng trong quy trình trên Hiện nay các máy ngoại nhập từ Đức, Pháp, Trung Quốc … đáp ứng đầy đủ yêu cầu nhưng giá thành lại quá cao Do đó yêu cầu đặt ra phải có một thiết kế hoàn chỉnh về các loại máy này trên cơ sở kế thừa các loại đã... hoặc củi 13 CHƢƠNG 2 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY Hình 2.1: Rang cà phê bằng chảo rang thường - Nguyên lý: Cà phê được cho vào một cái chảo đun nóng bằng than hoặc củi Trong quá trình cà phê nẩy lên trong chảo, nó đồng thời được rang chín Sau đó cà phê được đưa đi làm nguội ngoài không khí - Ưu điểm: + Dễ thực hiện, đơn giản, chi phí ban đầu thấp + Có thể áp dụng ở mọi nơi, không cần trang thiết bị hiện đại ... họ cà phê (Rubiaceae) Ba dòng cà phê Coffea arabica (Cà phê Arabica) - cà phê chè, cà phê Blue Mountain Coffea canephora (Cà phê Robusta) - cà phê vối Coffea excelsa (Cà phê Liberia) - cà phê. .. phẩm cà phê hoàn chỉnh: Từ cà phê  hái  bảo quản  say, sấy  cà phê nhân  rang cà phê  xay, nghiền thành sản phẩm cà phê xay hay qua vài khâu để trở thành cà phê hòa tan Trong máy rang cà phê. .. đề tài Thiết kế máy rang cà phê ” em đời 12 CHƢƠNG THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY CHƢƠNG THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ MÁY 2.1 Các nguyên lý rang - Rang giai đoạn định chất lượng cà phê thành phẩm, trình rang xảy