Nghiên cứu biến dạng cặp trục nghiền phù hợp nghiền sản phẩm cà phê sau khi tẩm và đạt độ mịn tương đương thiết bị ngoại nhập

Một trong những khó khăn của ngành chế biến cà phê tinh chế là các thiết bị nghiền, có cả những thiết bị nghiền cà phê ngoại nhập không phù hợp với đặc điểm cà phê tẩm của Việt Nam; khôn

LỜI NÓI ĐẦU

Trong nền kinh tế hội nhập hiện nay, các thiết bị công nghệ ngày càng hiện đại

Về công nghiệp chế biến cà phê cũng phải đổi mới thiết bị để đáp ứng nhu cầu sản phẩm tiêu thụ nội địa và xuất khẩu

Một trong những khó khăn của ngành chế biến cà phê tinh chế là các thiết

bị nghiền, có cả những thiết bị nghiền cà phê ngoại nhập không phù hợp với đặc điểm cà phê tẩm của Việt Nam; không đảm bảo chất lượng bột nghiền, giá thành chế biến cao.Nên nước ta xuất khẩu cà phê thô là chủ yếu

Luận văn này sẽ góp phần giải quyết vấn đề trên

Trong quá trình hoàn thành luận văn, không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô và bạn đọc

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Doãn Sơn đã nhiệt tình hướng dẫn em thực hiện luận văn này và xin cảm ơn các anh em trong phân xưởng thực nghiệm đã tạo mọi điều kiện, góp nhiều ý kiến quí báu trong quá trình thực hiện các thí nghiệm

Tp.HCM, ngày tháng 6 năm 2006 Học viên cao học: Lê Trung Việt

Đại Học Quốc Gia Tp,Hồ Chí Minh Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Trường Đại Học Bách Khoa Độc Lập- Tự Do- Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Lê Trung Việt Phái: Nam

Sinh ngày 10 tháng 02 năm 1955 Nơi Sinh: Bình

Định

Chuyên ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy Mã Số:

1/ Tên đề tài: Nghiên cứu biên dạng cặp trục nghiền phù hợp nghiền sản

phẩm cà phê sau tẩm và đạt độ mịn tương đương thiết bị ngoại nhập

2/ Nhiệm vụ và nội dung:

a/ Phần lý thuyết:

-Các cơ lý tính cơ bản của các loại hạt cà phê & công nghệ chế biến cà phê

tẩm

-Lý thuyết nghiền hạt

-Thiết bị nghiền cà phê dạng cặp trục

b/ Phần thí nghiệm:

-Xác định biên dạng cặp trục nghiền hợp lý & phù hợp với thông số động

học, nghiền cà phê tẩm

-Đánh giá độ mịn bột nghiền so với độ mịn bột nghiền của máy ngoại nhập

3/Ngày giao nhiệm vụ:16/01/2006 và ngày hoàn thành nhiệm vụ:30/6/2006

4/Họ và tên cán bộ hướng dẫn: PGS.TS.Trần Doãn Sơn

5/Họ và tên cán bộ chấm nhận xét 1:PGS.TS Nguyễn Thanh Nam

6/Họ và tên cán bộ chấm nhận xét 2:PGS.TS Nguyễn Văn Thêm

Cán bộ hướng dẫn Cán bộ chấm nhận xét 1 Cán bộ chấm nhận xét 2

Nội dung và đề cương luận văn đã được hội đồng chuyên ngành thông qua

Ngày tháng năm 2006

PHÒNG QLKH-SĐH Bộ Môn Quản Lí Ngành

PGS.TS.Đoàn Thị Minh Trinh PGS.TS.Trần Doãn Sơn

ĐỀ TÀI ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH

KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS.Trần Doãn Sơn

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC

SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tp HCM,

Ngày tháng năm 2006

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Thị trường cà phê thế giới có sự canh tranh gay gắt, các nhà chế biến cà phê phải luôn đổi mới thiết bị công nghệ để nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm giá thành chế biến

Ơû Việt Nam ta, những khó khăn của ngành chế biến cà phê tinh chế là các thiết bị nghiền, có cả thiết bị nghiền trục ngoại nhập đã không phù hợp với tính chất, đặc điểm của cà phê tẩm.Do đó sản phẩm bột nghiền cà phê không đảm bảo chất lượng

Luận văn này nhằm giải quyết vấn đề trên như sau:

-Nghiên cứu biên dạng của cặp trục nghiền hợp lý & thông số động học để phù hợp với nghiền cà phê tẩm ở Việt Nam

-Thực nghiệm cặp trục nghiền, xác định thông số hợp lý về biên dạng và động học của cặp trục để đạt được độ phân bố hạt mịn bột nghiền tương đương bột nghiền máy nhập

SUMMARY

The foreign coffee market has competition between products are becoming tense.So producers are always how to change engineering and technolology.The aim is enhancing quality of products and lowering price of processing

In Viet Nam, it’s large difficulty of processing refined coffee that is particle

of size, even foreign of rollers weren’t still suitable with specific quality of coffee in Viet Nam.So fine coffee isn’t qualitative

This essay solves two main issues as following:

1- Studying suitable profin of double roller and speeding grinder of specific quality of coffee in Viet Nam

2- Testing double rollers applied to achieve grinding equality with foreign rollers

MỤC LỤC

Trang Lời nói đầu 1

Chương 1 TỔNG QUAN THIẾT BỊ TRỤC NGHIỀN CÀ PHÊ SAU RANG TẨM 1.1Thiết bị nghiền cà phê đang sử dụng ở Việt Nam 8

1.2 Thiết bị nghiền trục của nước ngoài 9

1.3 Ưu nhược điểm của sản phẩm cà phê Việt Nam(cà phê rang-tẩm) 10

1.4 Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 CÔNG NGHỆ CÀ PHÊ TẨM Ở VIỆT NAM 2.1 Các cơ lý tính cơ bản của các hạt cà phê 11

2.2 Công nghệ chế biến cà phê rang tẩm 15

Chương 3 LÝ THUYẾT NGHIỀN HẠT 3.1 Cơ sở lý thuyết nghiền 29

-Các phát biểu lý thuyết nghiền -Các công thức lý thuyết của ba thuyết nghiền 3.2 Nghiền trục đối với cà phê sau rang 37

+Điều kiện các góc kẹp để nghiền +Đ iều chỉnh khe hở Chương 4 THIẾT KẾ BIÊN DẠNG TRỤC NGHIỀN PHÙ HỢP CÀ PHÊ SAU TẨM CỦA VIỆT NAM 4.1 Cà phê rang tẩm của Việt Nam 40

4.2 Biên dạng trục nghiền của máy nghiền ngoại nhập 41

+Biên dạng trục nghiền +Nhược điểm biên dạng trục nghiền của máy ngoại nhập đang sử dụng ở Việt Nam

4.3 Thiết kế biên dạng trục nghiền 42

+Mục tiêu của biên dạng thiết kế +Cặp biên dạng đề xuất 4.4 Cơ cấu làm sạch bột nghiền 46

Chương 5 THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ ĐỘ MỊN SO VỚI ĐỘ MỊN BỘT NGHIỀN MÁY NHẬP 5.1Vật tư trang thiết bị Thí nghiệm cặp trục nghiền cà phê sau tẩm 47

5.2 Phương pháp đo đạt số liệu thực nghiệm 52

+ Chuẩn bị

+ Các kết quả thí nghiệm

Chương 6 KẾT LUẬN 6.1 Kết quả thảo luận 67 6.2 Kết luận và những đề nghị 68

Chuơng 1

TỔNG QUAN Thiết bị nghiền là một trong các yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng bột cà phê.Nó đảm bảo năng suất sản suất đáp ứng nhu cầu sản phẩm tiêu thụ nội địa và xuất khẩu.Trong quá trình nghiền nguyên liệu, rãnh nghiền, mặt nghiền luôn luôn chịu những điều kiện làm việc khắc nghiệt như nhiệt độ, mài mòn, áp lực nén, rung động va đập,…

Tuỳ theo các điều kiện nguyên liệu như độ ẩm, hàm lượng dầu, kích thước nguyên liệu v.v… mà biên dạng rãnh, bề mặt nghiền và các thông số động học sao cho phù hợp để tăng chất lượng bột nghiền, đảm bảo năng suất và tuổi bền của cơ cấu nghiền có thời gian sử dụng dài hay ngắn

Các cơ cấu nghiền được làm bằng những vật liệu có độ cứng, độ chịu mài mòn, chịu nhiệt

1.1Thiết bị nghiền cà phê đang sử dụng ở Việt Nam

Ơû việt nam ta, các cơ sở, công ty cơ khí đã và đang chế tạo được các máy nghiền cà phê chủ yếu là thiết bị nghiền có mặt nghiền dạng đĩa

Trên thị trường, các đơn vị kinh doanh và chế biến cà phê nước ta hầu như đang sử dụng những thiết bị nghiền cà phê loại này

Các rãnh nghiền trên bề mặt 2 đĩa bằng gang, nguyên liệu được nghiền qua khe giữa hai đĩa(một đĩa quay và một đĩa cố định)

Hạt cà phê bị nén ép, va đập, chà xát giữa áp lực của 2 thớt đĩa và lực ly tâm đưa bột hạt dần ra ngoài

-Ưu điểm là kết cấu đơn giản, vững chắc, chi phí đầu tư ít

-Nhược điểm:Khả năng phân bố hạt mịn của bột nghiền thấp(độ mịn bột nghiền lớn).Năng suất máy thấp, bột nghiền nhiều bụi và nhiễm kim loại do đĩa nghiền làm bằng gang

Cà phê là mặt hàng thương mại lớn thứ hai của thế giới, sau dầu mỏ.Ở Việt Nam, gía trị xuất khẩu cà phê chỉ đứng sau gạo.Các tổ chức như hiệp hội cà phê Việt Nam (1/1990) và tổ chức cà phê quốc tế (3/1991) đã tạo điều kiện buôn bán cà phê giữa nước ta với nhiều nước Châu Âu, Châu Á

Một trong những khó khăn của ngành chế biến cà phê nước ta là những thiết

bị nghiền cà phê dạng đĩa, không đảm bảo chất lượng bột nghiền.Do không đảm bảo chất lượng nhất là độ phân bố hạt mịn nên gía thành chế biến cao, không đủ sức cạnh tranh và nước ta xuất khẩu hạt cà phê thô là chủ yếu Năm 2006, khi AFTA và WTO có hiệu lực toàn diện, thuế nhập khẩu sẽ giảm đến mức thấp nhất và có thể đi đến bãi bỏ.Các sản phẩm sản xuất ở

sử dụng như hiện nay, phục vụ cho các đơn vị kinh doanh sản xuất ở nước ta khó đáp ứng nhu cầu, đảm bảo chất lượng, tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm

1.2 Thiết bị nghiền trục của nước ngoài

Ở nước ngoài, các máy nghiền trục profin răng(Hình a) được sử dụng rộng rãi để nghiền cà phê không tẩm hoặc tẩm nhẹ như tẩm rượu chẳng hạn.Năng suất máy nghiền cao, bột nghiền ít bụi, kích thước bột nghiền nhỏ, tương đối đồng đều, nhiệt độ nghiền thấp

Nhưng các máy này nhập vào nước ta để nghiền cà phê sau tẩm thì không sử dụng được do cà phê tẩm Việt Nam có độ tẩm rất nặng, làm bột nghiền bệt dính vào rãnh răng.Vì vậy chúng ta phải nghiên cứu lại nghiền trục răng nhằm xác định profin răng phù hợp với cà phê sau tẩm và có khả năng được làm sạch tốt(cơ cấu làm sạch)

1.3 Ưu nhược điểm của sản phẩm cà phê Việt Nam( cà phê rang-tẩm)

Cà phê đã rang để nguội rất khó bảo quản.Nó hút ẩm, mất hương thơm và mùi vị nhanh sau 2-3 tuần

Yếu tố ảnh hưởng chính phá hoại hương thơm là O 2 và ánh sáng là 2 yếu tố làm cà phê xuống phẩm

Cà phê ở nước ta sau khi rang hạ nhiệt độ còn khoảng 700C, người ta thường tẩm quanh nhân cà phê một số chất lỏng, bột hoà tan như đường hay hỗn hợp đường với chất béo (bơ), các chất tạo hương… hỗn hợp không quá 2%

-Ưu điểm của cà phê sau khi tẩm, là làm cho cà phê không bị mất hương thơm, không bị hút ẩm trở lại, màu sắc đẹp, tạo hương vị đặc trưng hơn, việc bảo quản đơn giản

-Nhược điểm là khó nghiền, bột nghiền dễ dính vào trục nghiền

1.4 Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu

1.4.1Mục tiêu nghiên cứu:

Luận văn này nhằm nghiên cứu thực nghiệm thí nghiệm biên dạng cặp trục nghiền có khả năng nghiền cao, dễ chế tạo và khả năng làm sạch tốt, nhằm nghiền được nhân cà phê sau tẩm không dính bột nghiền vào rãnh răng, đạt độ mịn bột nghiền như các máy nghiền nhập ngoại

1.4.2 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

Tiếp cận hệ thống, coi cặp trục nghiền là một hệ thống.Qúa trình làm việc của hệ thống liên quan đến các yếu tố hình học, động học, cơ học…… của cặp trục nghiền.Phương pháp nghiên cứu tiếp cận hệ thống là kế thừa những thành tựu nghiên cứu nhằm tạo điều kiện rút ngắn thời gian đưa vào thực nghiệm và sản xuất

Công việc tìm hiểu gồm:

-Công nghệ chế biến cà phê tẩm

-Cơ lý tính nhân cà phê tẩm

-Lý thuyết nghiền hạt

-Tài liệu thiết bị nghiền trục và các kết quả phân loại sự nghiền ở trong, ngoài nước

Qua tìm hiểu lý thuyết và thực tế sản xuất, xác định được yếu tố nào ảnh hưởng chính đến mục tiêu nghiên cứu.Từ đó thực hiện các thí nghiệm để đạt kết quả mục tiêu nghiên cứu

Cà phê có nhiều loài & giống:

-Loài cà phê chè(Coffea Arabica Liné) chiếm 70% sản lượng toàn thế giới và được ưa chuộng nhất trên thị trường vì hương vị thơm dịu; được trồng ở vùng cao Ethiopia, Sudan, Kenya.Nó còn có tên cà phê tẻ, cà phê ré, cà phê dâu.Thời gian từ lúc ra hoa đến khi cho quả chín là 6-8 tháng.Cuốn quả ngắn dễ gãy nên khi chín phải thu hoạch ngay tránh rơi rụng.Kích thước trung bình(mm) của hạt cà phê chè là 10 x (6-7) x (3-4)

-Loài cà phê vối (Coffea Canephora Pierre) có nguồn gốc Trung Phi.Nó còn gọi là cà phê gác, cà phê sẻ.Hiện nay cà phê vối chiếm 30% sản lượng toàn thế giới.Nó không có hương, một số có hương vị trung tính nên thường dùng đấu trộn với cà phê chè hoặc chế biến cà phê hoà tan, kẹo cà phê sữa.Cuốn quả dài hơn cà phê chè nên khi quả chín ít bị rụng.Thời gian từ lúc ra hoa đến khi cho quả chín là 9-10 tháng.Kích thước trung bình (mm) là (6-8) x (6-7) x (3-4).Cà phê Coffea Canephora Pierre có hai loại phổ biến, hiện nay là Robusta và Kouilou.Loại Robusta trội giá hơn Kouilou và được tiêu thụ nhiều hơn

-Loài cà phê mít(coffea excelsa chev) có nguồn gốc Trung Phi.Nó còn có tên cà phê chari.Thời gian từ lúc ra hoa đến khi cho quả chín là 11-12 tháng.Kích thước trung bình(mm) là (6-8) x (6-7) x (3-4).Ngoài ra ở vùng Tây Phi còn có cà phê dâu da(Coffea Liberria Bull, In Hiern).Cà phê mít và cà phê dâu da có phẩm chất rất thấp, vị chua, hương vị thất thường kém hấp dẫn nên không có giá trị thương mại trên thị trường thế giới.Nó không dùng đấu trộn với cà phê chè

-Giống cà phê lai giữa Arabica và Canephora có năng suất cao, kháng sâu bệnh và trồng được ở vùng đất thấp, kém phì nhiêu

Hạt cà phê được phân loại kích thước hạt và loại bỏ những hạt như không đúng kích cỡ, hạt có màu sắc không đúng màu chuẩn như màu đen, màu nâu….màu chuẩn là màu đỏ 2/3 hạt

Hạt cà phê thường có dạng trứng, thuôn dài, chín thường có màu đỏ tươi, có

2 nhân áp bụng phẳng vào nhau.Khi một trong 2 nhân bị teo, hạt còn lại phát triển cả hai mặt thành hình cong một nhân có hương vị đặc biệt.Cà phê

hạt sau thu hoạch có độ ẩm 65-70%, được phơi nắng hoặc sấy khô, đưa vào kho xử lý ẩm một tuần để đạt độ ẩm đồng đều từ 10% đến 12% sau đó được bóc vỏ, xử lí vỏ lụa quanh hạt

Hạt cà phê có cấu tạo:

-Lớp vỏ hạt là lớp vỏ ngoài, có màu vàng hay đỏ Trong vỏ có vết chất alkaloid, tannin, caffeine, các loại enzyme, 21,5% ÷ 30% chất khô và chứa nhiều đường, pectin

-Lớp thịt dưới vỏ, loại cà phê chè mềm dễ nghiền, loại cà phê mít có lớp thịt cứng và dày

-Lớp nhớt là lớp nằm sát nhân, khó tách ra.Thành phần chính là pectin, các loại đường khử, không khử, cellulose.Lớp này không tan trong nước, hút ẩm mạnh nên rất trở ngại cho sấy khô, bảo quản hạt

-Lớp vỏ trấu là lớp bao bọc quanh nhân có màu trắng ngà, cứng, nhiều chất

xơ, vỏ trấu cà phê chè mỏng hơn cà phê mít, cà phê vối.Thành phần chính của lớp vỏ trấu là cellulose, hemicellulose, đường…

-Lớp vỏ lụa bao bọc sát nhân, rất mỏng, mềm dễ bong.Vỏ lụa cà phê chè màu trắng bạc, cà phê vối màu nâu nhạt, cà phê mít màu vàng

-Nhân cà phê ở trong cùng, là phần chính của hạt.Mỗi hạt thường có 2 nhân, hoặc ba nhân.Tế bào nhỏ phần ngoài nhân cứng chứa chất dầu, phía trong là tế bào lớn mềm

Nhân cà phê thường có màu xanh xám hay xám xanh, xanh lục v.v…chính giữa là nội nhũ cứng, mặt trong phẳng có rãnh hẹp ở giữa, chứa một phôi nhũ nằm ở phía đáy, mặt ngoài cong

Hương thơm cà phê :

Có trên 700 hợp chất, gồm 47 nhóm bay hơi

Sự tạo hương vị cà phê là do sự biến đổi về cấu trúc hợp chất thành các hợp chất phenol, giảm thành phần proteine
phenol
protein ->những hợp chất chứa S và tổng hợp nên nhiều chất(phản ứng của nhóm carbonyl với nucleophile có O2, N, S)

Kích thước trung bình của hạt cà phê các loại : (7- 10) x (4-7) x(3-5) mm Trọng lượng bình quân từ dưới 0,15g/hạt đến trên 0,20 g/hạt

Khối lượng riêng 400kg/m3

Tỉ trọng khoảng 1,15—1,42

Tỉ số chiều dài/chiều rộng hạt :

Ca øphê arabica là 1,3—1,5

Cà phê robusta 1,0—1,5

Cà phê excelsa 1,9—2,0

Sau khi rang ở nhiệt độ thích hợp và tẩm một lớp mỏng quanh hạt(theo kinh nghiệm) nên nhân cà phê được bảo quản, có được hương vị đặc trưng, tránh hút ẩm lại và có màu sắc đẹp

2.2 Công nghệ chế biến cà phê nhân rang tẩm

Hình cà phê sau rang tẩm

Chế biến cà phê nhân nhằm loại bỏ những lớp vỏ bao bọc quanh hạt cà phê và phơi sấy khô đến một nhiệt độ nhất định làm cho cà phê sống có giá trị thương phẩm cao.Sau đó tiếp tục chế biến tinh hơn như chế biến cà phê rang tẩm, cà phê bột thô, cà phê hoà tan hay sản phẩm có phối chế cà phê

Độ ẩm để bảo quản và chế biến là 12%

2.2.1 Phương pháp chế biến khô

Đây là phương pháp chế biến lâu đời và đơn giản.Nó thường áp dụng cho sản phẩm cà phê có chất lượng trung bình.Công đoạn phơi hay sấy nhằm làm giảm độ ẩm cà phê 65-70% xuống còn 12% trong 1-3 tuần.Phương pháp

này, trái cà phê chín và non đều phơi chung với nhau.Nên tiện lợi cho những nơi không đủ lao động để đảm bảo quả chín mới thu hoạch

Có 2 cách thực hiện:

Trải cà phê để phơi nắng nơi khô ráo thoáng gió thành một lớp mỏng dày 8cm với mật độ 20-30kg/cm2 trên sân đất, gạch, cimemt, vạt tre, bạt vải Thường xuyên cào đảo khi phơi và có đồ che cho cà phê về đêm hay trời mưa

Trong điều kiện thuận lợi, công việc phơi hoàn tất sau 10-14 ngày

Việc phơi cà phê trên sân đất làm cho sản phẩm cà phê có mùi đất và một số vi sinh, nấm mốc phát triển gây hỏng hạt cà phê

Sấy cà phê sẽ khắc phục những khuyết điểm của việc phơi nắng cà phê và tiết kiệm nhân công năng suất cao

Nhiệt độ sấy 50-55 độ

Sau khi hoàn tất phơi sấy, lắc cà phê hột có tiếng kêu.Vỏ cà phê có màu nâu đậm, giòn và được chuyển sang giai đoạn bóc vỏ

Cà phê chế biến theo phương pháp khô cho phẩm chất kém chất hơn gọi là cà phê phổ thông(hard coffee).Ở Braxin 80% cà phê chè được chế biến theo phương pháp này.Ở Châu Á và châu phi, cà phê vối được chế biến theo phương pháp này

Tạp chất Vỏ cà phê Vỏ lụa

Sản phẩm

Hạt cà phê Phơi / Sấy khô

Sàng tạp chất

Bóc vỏ cà phê

Đánh bóc vỏ lụa

Phân loại cỡ nhân

Phân loại trọng lượng nhân

Phân loại màu nhân

Pha trộn, đóng bao

2.2.2 Phương pháp chế biến ướt

Phương pháp này tốn kém phức tạp hơn phương pháp chế biến khô nhưng sản xuất ra cà phê sạch và phẩm chất tốt hơn.Phương pháp này tiêu thụ nhiều nước sạch và cà phê thu hoạch là trái chín Nó được sử dụng rộng rãi

ở Kenya và Columbia

Tạp chất

Vỏ khô

Tạp chất nhẹ

Tạp chất nặng

Vỏ cà phê

Phân loại trong bể cifon

Xát cà phê hạt tươi

Ngâm, ủ

Rửa nhớt

Làm ráo nước

Phơi / sấy

Sàng tạp chất

Xát cà phê thóc

Vỏ lụa

Sản phẩm

a/Làm sạch và phân loại:

Cà phê trái sau thu hoạch cho vào bể đầy nước có trang bị ống cifon.Trái nào nặng sẽ chìm, sẽ đem đi chế biến ướt; trái nào khô nổi lên sẽ đưa đi chế biến khô.Các tạp chất khác như cành lá nổi lên mặt nước cũng được loại ra khỏi khối trái

b/Xát tươi:

Vỏ quả gây khó khăn trong quá trình chế biến như thối rữa, kéo dài thời gian sấy.Việc xát vỏ cần thực hiện càng sớm càng tốt nhằm tránh tiến trình lên men và phát sinh vị lạ ngoài ý muốn trong cà phê.Công đoạn này nên hoàn tất trong vòng 12-24 giờ sau khi hái trái.Nếu vì lý do gì đó không xát vỏ kịp nên bảo quản khối trái trong bễ nước.Yêu cầu công việc xát vỏ không làm tổn thương vỏ thóc và nhân cà phê bên trong

Lớp vỏ sau khi tách được dùng làm phân xanh, thức ăn gia súc

c/ Tách lớp vỏ nhớt:

Đặc tính của lớp vỏ nhớt còn bám quanh vỏ thóc là không tan trong nước.Bề dày lớp vỏ thóc cỡ 1,5mm, tiếp xúc không khí nó có màu nâu.Khi lớp vỏ được bóc thì vô số các vi sinh vật như men, nấm mốc, vi khuẩn trong môi trường chung quanh phát triển tại đây và có thể tạo nên hương vị lạ cho cà phê.Mặc khác lớp nhớt gây khó khăn cho phơi sấy khô và bảo quản cà phê Có 5 biện pháp để tách lớp nhớt:

+Lên men tự nhiên trong quá trình ngâm ủ ở các thùng gỗ hay bễ ciment -Nước được tháo ra hết bể chứa, cà phê được giữ ở đó cho tới khi lớp nhày tan ra và cũng được xả liên tục ra ngoài.Lớp trên cùng được phủ lá chuối, bao bị ướt …phủ lên trên bể lên men.Gọi là lên men khô

-Nước không được tháo ra và tiến trình lên men trong khối nước.Dịch men chỉ được xả ra một lần khi hoàn tất quá trình lên men.Gọi là lên men ướt

Đánh bóng

Phân loại

Đấu trộn, đóng bao

Trong quá trình lên men phải đảo trộn 2-3 lần để điều hoà hoạt động của các enzyme.Thời gian lên men 12-24giờ, vùng khí hậu mát mẻ 36-60giờ.Kết thúc quá trình lên men PH của đống ủ giảm 6,8 xuống 4,5-4,8 +Biện pháp sinh hoá:

Cho enzyme vào ca øphê sau khi xát vỏ và lên men 24giờ rồi đem rửa nước +Biện pháp hoá học:

Dùng hoá chất là NaOH hay NaCO3 vào bể cà phê đã xát vỏ để tách nhanh lớp nhớt.Cà phê xử lý theo phương pháp hoá học có vị nhạt, không đậm đà bằng cà phê lên men tự nhiên

+Nước ấm:

Đun hỗn hợp khối cà phê đã được xát vỏ đến nhiệt độ 47-53 độ càng nhanh càng tốt.Nước ấm sẽ bẻ gãy các cấu trúc của pectin tồn tại ở dạng thể keo nên lớp nhớt dễ dàng tách ra sau 3 phút

g/ Đánh bóng, sàng phân loại:

Đánh bóng nhằm tách vỏ bạc còn dính sâu vào tâm hạt hoặc làm tăng vẻ đẹp cho hạt cà phê

Sàng phân loại nhằm loại các hạt cà phê khuyết điểm hoặc loại các tạp chất khác như đá, vỏ vụn, cành lá…

h/ Bảo quản, vận chuyển cà phê nhân

Các vấn đề nảy sinh là nhiệt độ môi trường quanh hạt cà phê vượt quá 25 độ

C và độ ẩm không khí tương đối cao làm cho cà phê dễ hút ẩm lại vượt quá 12%.Vi sinh vật sẽ phát sinh gây thối rữa và tạo nên vị lạ cho ca øphê

Phòng ngừa côn trùng gây hại, gặm nhấm bằng cách phun xịt thuốc.Cà phê được bảo quản tạm một thời gian trong các kho và được xếp trên các giá gỗ.Vận chuyển cà phê nhân trong các container hay trong nhiều bao bố chứa 60-70kg

Ngoài ra còn có phương pháp nửa ướt nửa khô là phương pháp chế biến trung gian giữa hai phương pháp trên.Cà phê đem xát tươi không qua ngâm rửa được đem đi làm khô, xay xát để nhận cà phê nhân

2.2.3 Công nghệ sản xuất cà phê rang, tẩm- bột mịn:

Cà phê nhân

Tách tạp chất

Phân loại kích thước

Rang cà phê

Làm nguội

Tẩm , Pha trộn

Nghiền cà phê

Phân loại kích thước

a/Rang, tẩm cà phê

+Rang cà phê:Việc rang cà phê làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.Rang hơi cháy thì tỉ lệ thành phẩm tăng nhưng hương vị giảm.Nhiệt độ, và thời gian rang cần chọn thích hợp để đảm bảo chất lượng sản phẩm Cà phê nhân trước khi rang được phân loại, làm sạch bụi, đá, tạp chất

Rang là quá trình tạo màu sắc và hương thơm cho cà phê.Thông thường ca øphê rang ở nhiệt độ 180 độ C và tăng dần 200-240 độ C.Thời gian rang là 12-15 phút hoặc 25-40 phút tuỳ thiết bị rang

Có những phương pháp rang ca øphê nhân sau:

-Đốt nóng trực tiếp thiết bị ở nhiệt độ rang và cho khối ca øphê tiếp xúc với thiết bị.Phương pháp này thường áp dụng trong thực tế

-Thổi luồng không khí nóng được tạo ra bằng thiết bị trao đổi nhiệt, qua khối cà phê rang(rang theo kiểu tầng sôi).Phương pháp này cho năng suất cao và thường áp dụng trong các nhà máy chế biến cà phê có công suất lớn -Thiết bị rang có hệ thống làm lạnh tiếp xúc với khối cà phê sau khi kết thúc quá trình rang để đưa cà phê rang về bằng nhiệt độ môi trường

-Thiết bị rang để giữ hương thơm cà phê với nhiệt độ rang 400-500 độ C trong vòng 10phút, khi đó nhiệt độ nhân cà phê ngay sau khi rang xấp xỉ 200 độ C và làm lạnh nhanh ở nhiệt độ -17 độ C trong vòng 3-5 phút

Các biến đổi lý hoá tính trong quá trình rang:

Mất nước và sản sinh ra các chất khí mà chủ yếu là khí CO2 , ngoài ra hương

vị cà phê sẽ hoà tan vào nước tạo nên hương dịch cà phê.Lượng acid chlorogenic, sucrose giảm mạnh, một lượng nhỏ caffeine mất đi, chất polysacharide bị thuỷ phân bỡi acid tạo thành arabinose, galactose, mannose, glucose, còn chất protein bị thuỷ phân một phần hoặc hoàn toàn do nhiệt, lượng acid malic giảm và dầu cà phê thì không đổi

Cà phê sau khi rang rất dễ hút ẩm và mất hương thơm nếu không được bảo quản cẩn thận

+Tẩm cà phê:

Sau khi rang, hạ nhiệt cà phê rang còn khoảng 700C.Người ta thường thêm vào một số chất như bơ, đường, rượu, chất tạo hương để tẩm vào cà phê theo một tỉ lệ phù hợp.Số lượng và thành phần chất tẩm phụ thuộc vào kinh nghiệm của các nhà sản xuất

Công thức tẩm cho 1kg cà phê hạt(cà phê robusta 700g, cà phê mokka 100g, còn laị cà phê Arabica L.var catimor):

CHẤT TẨM KHỐI LƯỢNG(g), (ml)

Độ ẩm cà phê sau tẩm 12%

Cà phê tẩm Việt Nam thuộc dạng tẩm nặng.Nhân cà phê tẩm có độ cứng trung bình và giòn.Hỗn hợp tẩm là những chất dễ bám dính nên trong quá trình nghiền để tạo thành bột, lại càng dễ tạo thành bột bám dính, bệt vào profin rãnh nghiền

b/Pha trộn:

Công đoạn pha trộn được thực hiện sau khi rang tẩm.Mỗi loài cà phê ít khi có đầy đủ hương vị để người uống ưa thích.Pha trộn nhiều loại cà phê lại với nhau để tạo hương vị hợp với khẩu vị của nhiều vùng miền hoặc tùy theo từng dân tộc, quốc gia mà có tỉ lệ pha trộn khác nhau để có khẩu vị thích hợp…

c/Bao bì bảo quản:

Cà phê sau khi rang khó bảo quản, hút ẩm nhanh, mất hương vị sau 2-3 tuần.Yếu tố chính làm giảm hương vị cà phê là khí O2 và ánh sáng làm cà phê xuống phẩm.Do đó, ngoài việc tẩm cà phê để tạo thêm hương vị đặc trưng và bảo quản cà phê rang.Thường cà phê rang tẩm được chứa trong bao

bì bằng thuỷ tinh, polyethylen, nhựa dẻo….hay đóng gói cà phê chung với khí CO2, khí azot và hàm lượng O2 dư trong bao bì < 2%

c/ Nghiền cà phê:

Đây là dạng nghiền hạt, là quá trình biến hạt thành những phần tử nhỏ hơn nhờ lực phá vỡ lớn hơn lực liên kết của các phần tử bột nghiền.Có nhiều dạng nghiền khác nhau:

-Qúa trình biến các nguyên liệu rắn thành các phần tử nhỏ có kích thước xác định.Các phần tử này là sản phẩm cuối cùng của quá trình nghiền.Cách nghiền này gọi là nghiền đơn giản Nó cho năng suất cao, thường dùng cho các thiết bị nghiền trục

-Nghiền phức tạp là quá trình biến nguyên liệu rắn thành các phần tử nhỏ hơn nhưng sau mỗi lần nghiền có phân loại và các phần tử có kích thước

khác nhau được đưa vào các hệ nghiền khác nhau để tiếp tục nghiền cho nhỏ hơn.Thiết bị nghiền có kết cấu phức tạp, cho năng suất thấp nhưng bột nghiền đồng đều

Tùy theo tính chất nguyên liệu như kích thước, độ cứng, độ dẻo quánh, hàm lượng dầu ở hạt và yêu cầu công nghệ của sản phẩm sau khi nghiền, cỡ bột nghiền ứng với tỷ lệ cao, mức độ đồng đều, năng suất, chi phí năng lượng.v.v… có những chu trình nghiền thích hợp

-Chu trình kín:

Nguyên liệu được đưa trực tiếp vào máy nghiền.Bột sản phẩm ra khỏi máy, vào thiết bị phân loại.Số sản phẩm đạt yêu cầu qua thiết bị phân loại, sản phẩm không đạt tiếp tục đưa qua máy nghiền cùng nguyên liệu mới

Chu trình nghiền này có hiệu quả kinh tế không cao, ít dùng do năng suất thấp, chi phí năng lượng cao, mặc dù bột nghiền đồng đều

-Chu trình kép:

Nguyên liệu qua thiết bị nghiền về lại bộ phận nạp liệu rồi cùng nguyên liệu mới qua thiết bị phân loại để phân loại sản phẩm đạt yêu cầu, số sản phẩm không đạt vào lại máy nghiền.Chu trình cho năng suất thấp, chi phí năng lượng cao nên ít dùng

-Chu trình hở:

Nguyên liệu nhiều cỡ qua sàng phân loại để có kích thước tương đối đồng đều trước khi vào máy nghiền và thu sản phẩm sau khi ra khỏi máy nghiền Chu trình này cho năng suất cao nên thừơng sử dụng rộng rãi cho các máy nghiền cà phê hiện nay

Ng.liệu 2 Thiết bị nghiền Bột nghiền

Sản phẩm là cà phê bột, sau khi rang tẩm nhân cà phê thì tiến hành nghiền thay vì đóng gói.Độ mịn của bột nghiền ảnh hưởng nhiều đến quá trình trích

ly và thời gian nước sôi ngấm qua bột cà phê(thời gian chế cà phê)

Ng.liệu 1

Sàng p.loại Rang, tẩm

Bột nghiền có phân bố hạt nhỏ mịn cao thì thời gian chế cà phê càng nhanh với độ chính xác cao(tài liệu hảng MPE –Mỹ):

Nhiệt độ bột nghiền cà phê nên 30-40 độ C để giữ hương vị cà phê

Bột nghiền có màu nâu mịn được phân tích qua rây lần lượt có các đường kính(mm) 0,5
0,3
0,2
0,15
0,125
0,097 để xác định % độ phân bố hạt mịn sau nghiền

Thuỷ phần cà phê bột là 4-5%

Chất hoà tan trong nước là 25-35%

Hàm lượng tro 5% và tro không hoà tan 0,1%

Hàm lượng caffeine 1-1,4%

+tách bằng nước cho tỉ lệ trích cao hơn và thu được caffeine tinh khiết hơn.Cà phê được cho qua cột trích và nuớc chảy qua trong 8giờ.Hiệu suất trích caffeine là 98%, cà phê đã tách caffeine có độ ẩm 53% đem sấy và chế biến bình thường

d/ Trích ly cà phê:

Là một trong những công đoạn chính của sản xuất cà phê hoà tan.Người ta thường trích ly liên tục qua nhiều tháp (6-7) tháp và gia nhiệt trong điều kiện áp suất thích hợp để đạt hiệu suất trích ly cao, đồng thời giữ lại tối đa hương vị của cà phê.Những tháp chứa cà phê còn ít chất hoà tan được gia nhiệt cao và ngược lại.Hiệu suất trích ly thường đạt 25-35% hoặc 40-45% bằng phương pháp trích ly siêu âm.Phương pháp này phức tạp nhưng lấy được toàn bộ chất hoà tan trong bột cà phê, thời gian trích ly ngắn và chỉ sử dụng nước lạnh

-Dịch cà phê được lọc qua thiết bị lọc khung bản hay thiết bị ly tâm để làm lắng trong dịch cà phê.Trước khi làm khô triệt để, tiến hành cô đặc trong nồi chân không ở nhiệt độ thấp để tăng nồng độ chất tan trong dung dịch và rút ngắn thời gian sấy

e/ Tạo dạng bột:

Có nhiều phương pháp tạo dạng bột bằng phương pháp sấy.Thường dùng nhất hiện nay là sấy phun.Buồng sấy hình côn có không khí nóng phun vào.Dụng cụ phun là van phun hay đĩa phun.Bột thành phẩm dạng hạt rất nhỏ, rổng ruột, dễ hoà tan, hình dáng khá đều đặn

Sấy chân không, dịch đặc cà phê được bốc hơi trong buồng chân không ở nhiệt độ thấp.Dịch được dàn mỏng trên những trục lớn có hơi nóng đi trong trục, bột khô thành những màng mỏng quanh ống và có cơ cấu cạo ra rồi tán nhỏ, rây.Bột hòa tan nhanh.Ngoài ra còn có phương pháp sấy thăng hoa và hồng ngoại.Dịch đặc cà phê làm lạnh, sau đó dùng tia hồng ngoại sấy đột ngột làm nước bốc hơi, cà phê còn lại ở dạng tinh thể.Tinh thể cà phê chất lượng tốt, dễ hoà tan

f/ Đóng gói:

Bột hoà tan được làm nguội và đóng gói trong phòng chân không.Gói đựng bột là lọ thuỷ tinh màu nâu sậm, hộp kim loại không gỉ hoặc túi nhựa có phủ màng kim loại mỏng

g/ Đóng lon:

Là sản phẩm công nghiệp có thể phục vụ người tiêu dùng nhanh chóng, mọi lúc mọi nơi.Các công đoạn chọn, phân loại nhân cà phê – rang tẩm – xay nghiền – trích ly – lắng trong dung dịch được thực hiện tương tự như công nghệ sản xuất cà phê hoà tan

Dịch cà phê được lắng trong, làm lạnh nhanh, sau đó bổ sung các chất bảo quản như acid erythorbic, acid ascorbic, nước muối, khí CO2 hoặc nitrogen trước khi chiết rót và đóng lon ở nhiệt độ < 200C

Chương 3

LÝ THUYẾT NGHIỀN HẠT

3.1 Cơ sở lý thuyết nghiền:

Nguyên liệu từ các cục to hoặc hạt qua quá trình nghiền thành dạng cục, hạt có kích thước nhỏ hơn hoặc bột thô, vừa, mịn.Gọi kích thước trung bình nguyên liệu trước khi đem nghiền là D và kích thước trung bình bột thành phẩm sau nghiền là d

a/ Bảng phân loại mức nghiền nguyên liệu:

Bảng 3

Kích thước mm Mức nghiền

b/ Các phương pháp nghiền

Qúa trình nghiền nhỏ nguyên liệu nhờ các lực cơ học.Các dạng tác dụng cơ học nhằm phá vỡ nguyên liệu đem nghiền.Tùy kết cấu máy nghiền, có các lực phá vỡ nguyên liệu như:Nén ép, chẻ, bẻ, cắt, xẻ, trượt, đập vỡ để tạo ra nhiều những mẫu nguyên liệu nho ûhơn

Tùy tính chất nguyên liệu nghiền, cần có các lực phá vỡ nguyên liệu phù hợp:

Lực nén ép thích hợp cấu trúc nguyên liệu giòn, mềm, cứng trung bình, rất cứng.Năng lượng tiêu tốn cho quá trình này là làm biến dạng đàn hồi và phá vỡ nguyên liệu

Lực cắt, xẻ chà xát dễ dàng cho các nguyên liệu mềm, nhưng chà xát có giới hạn thích hợp cho các nguyên liệu giòn, cứng trung bình

Tất cả các lực trên được sử dụng trong phương pháp nghiền thô.Muốn nghiền nhỏ hơn thì tăng khả năng ma sát giữa các mặt nghiền với nguyên liệu nghiền

Bảng phân loại lực thích ứng cho từng nguyên liệu nghiền:

Thích hợp Có giới

hạn

Thích hợp

Bảng 6

So sánh sự nghiền một hạt cà phê thành nhiều mẩu nguyên tố nhỏ (tài liệu hảng MPE –Mỹ):

Dạng nghiền cà phê thô có 100 -300 mẫu nguyên tố nhỏ/hạt

Dạng bột ca øphê bán tinh(lọc nhỏ giọt) có 500-800 mẫu nguyên tố nhỏ/hạt Dạng cà phê lọc tinh(dạng thương mại) có 1000-3000 mẫu/hạt

Dạng cà phê hơi có 3500 mẫu/hạt

Và dạng cà phê Thổ Nhĩ Kỳ 15.000-35000 mẫu/hạt

Vậy:

Kích thước(mm) trung bình của nhân hạt cà phê tẩm (7-10) x (4-7) x(3-5)

thể tích trung bình của một nhân hạt cà phê tẩm là 187mm3

Suy ra kích thước một mẫu lập phương các dạng nghiền cà phê thô, bán tinh và tinh như sau:

- Nghiền thô có 100-300 mẫu/hạt
thể tích trung bình một mẫu sau nghiền

thô:

số thể tích mẫu bột nghiền thô tăng (100 ÷ 300) lần

Nghiền thô, bán tinh và nghiền tinh cần có thêm khả năng chà xát có giới hạn của nguyên liệu ở giữa hai mặt trục nghiền (cặp trục có tỉ số vận tốc vòng) để tăng độ phân bố hạt mịn bột nghiền

-Nghiền bán tinh có 500-800 mẫu/hạt

thể tích trung bình một mẫu sau nghiền bán tinh:

Và số thể tích mẫu bột nghiền bán tinh tăng: 800/300÷500/100 = (2,66 ÷ 5) lần

-Nghiền tinh có 1000-3000 mẫu/hạt

thể tích trung bình một mẫu sau nghiền tinh:

Và số thể tích mẫu bột nghiền tinh tăng: 1000/500÷3000/800 = (2 ÷ 3,75) lần

Nhận xét:

+Số lần mẫu mới sau nghiền bán tinh lớn hơn nghiền tinh

+Kích thước trung bình mỗi loại mẫu nghiền như sau:

Thô ≈1mm

Bán tinh ≈0,66 mm

Tinh ≈0,4539 mm

3 3

) 1 1 1 ( 935

, 0 2 300 100

187

mm x x mm

+

3 3

) 66 , 0 66 , 0 66 , 0 ( 2877

, 0 2 800 500

187

mm x

x mm

+

3 3

) 4539 , 0 4539 , 0 4539 , 0 ( 0935

, 0 2 3000 1000

187

mm x

x mm

+

CÁC THUYẾT NGHIỀN (các phát biểu và công thức gần đúng):

3.1.1 Thuyết bề mặt của P.R.Rittingơ (A = f(D2 ) )

Công cho quá trình nghiền tỉ lệ thuận với bề mặt mới tạo thành của nguyên liệu

đem nghiền.Ông giả thuyết nguyên liệu đem nghiền có hình lập phương

d

D

Công : A = 6Ar D²(i - 1)

Ar :công tiêu hao riêng khi nghiền để tạo ra một đơn vị bề mặt mới

D : kích thước lập phương ban đầu và d là kích thước lập phương sau khi nghiền

i = D/d

Trong thực tế nguyên liệu trước khi nghiền và sau khi nghiền có hình dạng bất kỳ.Mặc khác công không chỉ dùng để phá vỡ nguyên liệu tạo ra bề mặt mới mà còn dùng làm biến dạng nguyên liệu trước khi phá vỡ.Nên khi tính toán phải thêm hệ số hiệu chỉnh K

K = 1,2 – 1,7 (phụ thuộc vào hình dạng, tính chất nguyên liệu và phương pháp nghiền)

Biểu đồ quan hệ giữa tổng bề mặt mới tạo thành S (Cm²) với công A / ( 1Kg) hạt nguyên liệu nghiền:

Quan hệ giữa lực tác dụng và sự biến dạng: ∆x = ƒ(p)

Công tăng tỉ lệ với tổng thể tích nguyên liệu bị phá vỡ

V là thể tích nguyên liệu và H là hệ số phụ thuộc vào cấu trúc, cơ lý tính của nguyên liệu

Kie -kiểm nghiệm:

Công nghiền max trong 1 giờ (N.cm)

( G là năng suất máy nghiền kg/h, ρ khối lượng riêng nguyên liệu, E hệ số biến dạng)

Công suất lớn nhất của máy nghiền(KW)

Nmax=13,7.10-8.Б².G.lgi /E.ρ.η (6)

(η là hiệu suất chung của máy nghiền, G, Б, i, E, ρ như (4) & (5))

3.1.3 Thuyết thể tích về bề mặt A = ƒ(Dm)

-Theo P.A.Rebinde công nghiền gồm công làm biến dạng nguyên liệu và tạo ra bề mặt mới

A = Б².V + KF/2E (7)

(K là hệ số phụ thuộc vào đặc trưng nguyên liệu nghiền)

-F.C.Bon :Công tỉ lệ với trung bình nhân thể tích V và bề mặt F của nguyên liệu

A = ko(1/d½- 1/D½)G /ρ.(io

½ -1) (8) -A.K.Runvist đưa ra công thức tổng quát:

A = k.G(1/d3-m-1/D3-m) / (i03-m-1).ρ (9)

Trong đó G (tấn) nguyên liệu nghiền, i0 = D/d mức độ nghiền lần đầu, k hệ số đặc trưng nguyên liệu nghiền, m là số mũ tổng quát bề mặt thứ m

Kết luận: Qúa trình nghiền rất phức tạp

Các công thức tính công trên đây của 3 thuyết nghiền được áp dụng trong thực tế sản xuất là những công thức mang tính lý thuyết

Nó được hiệu chỉnh qua thực nghiệm của từng loại nguyên liệu nghiền Qua thực tế sản xuất, các máy nghiền cà phê nhập ngoại, đã không phù hợp với đặc tính K (cơ lý tính ) của hạt cà phê sau rang tẩm ở nước ta và Б tăng cao (lực tác dụng lên một đơn vị diện tích hạt).Nên không thực hiện được quá trình nghiền hiệu quả

Năng suất nghiền G theo(lý thuyết nghiền) công thức: (4), (5), ( 8), (9)

G tỉ lệ nghịch với K và Б

Do đó để có quá trình nghiền hiệu quả, yêu cầu biên dạng cặp trục tác dụng lên nhân cà phê tẩm phải tạo ra nhiều bề mặt mới, thể tích mới sau khi nghiền

Và để khắc phục bột nghiền bệt vào rãnh :

-Tăng khả năng nghiền nén ép vỡ, va đập và giới hạn khả năng chà xát(hoặc có sự hổ trợ của cơ cấu làm sạch)

3.2 Nghiền trục đối với cà phê sau rang

Hạt cà phê được cuốn nén ép, va đập, chà xát trượt nghiền qua khe hở của các cặp trục nghiền chuyển động ngược chiều nhau.Bột nghiền ít bụi, kích thước nhỏ, tương đối đồng đều, năng suất nghiền cao, nhiệt độ nghiền thấp, thích hợp với nguyên liệu nghiền giòn và có độ cứng trung bình

Hạt cà phê vào được khe khoảng cách giữa 2 trục nghiền khi lực kéo hạt cũng là lực ma sát F1 (trục 1), F2 (trục 2) chiếu lên phương thẳng đứng là

F1.cosα1, F2.cosα2 phải lớn hơn lực tác dụng giữa trục 1, trục 2 lên hạt cà phê (lực văng ra ngoài của hạt) và chiếu lên phương thẳng đứng là P1.sinα1

và P2.sinα1,2 (P1, P2 : Phản lực); với trục 1, trục 2 :F1= P1.tgϕ1 & F2 = P2.tgϕ2

(F1,2 là các lực ma sát của trục 1, trục 2; ϕ1,2 = ϕ là góc ma sát; f = tgϕ1,2 = tgϕ là hệ số ma sát giữa trục và hạt)

b/Điều chỉnh khe hở e khi kích thước hạt nghiền thay đổi

Mức độ nghiền của cặp trục nghiền: i = d/e

Từ (1), (2) có D2, ϕ không đổi

Khi cỡ kích thước hạt nghiền nhỏ thì chỉnh khe e nhỏ và ngược lại nhưng mức độ nghiền của cặp trục vẫn đảm bảo theo yêu cầu thiết kế