KẾT QUẢ NGHIÊN cứu và TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG máy sấy cà PHÊ QUẢ

Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG
MÁY SẤY CÀ PHÊ QUẢ
RESULTS OF RESEARCH AND APPLICATION OF WHOLE COFFEE DRYERS
Nguyễn Văn Xuân 1a, Trần Văn Tuấn2b, Trần Công Tâm3c
Trung tâm Năng lượng và Máy nông nghiệp, Đại học Nông Lâm TP.HCM, Việt Nam
a
; ;

1,2,3

TÓM TẮT
Công trình “Nghiên cứu và triển khai ứng dụng máy sấy cà phê quả” do Trung tâm
Năng lượng và Máy Nông nghiệp, Trường Đại học Nông Lâm Tp. HCM thực hiện, được triển
khai và ứng dụng rộng rãi tại nhiều tỉnh thành sản xuất cà phê trọng điểm như Lâm Đồng,
Đắk-lắk, Đắk-nông,… Các kết quả đạt được như sau: đã nghiên cứu, thiết kế chế tạo, và đưa
vào ứng dụng các mẫu máy sấy kiểu tĩnh vỉ ngang dùng cho sấy cà phê nguyên quả với dãy
công suất sấy từ 7 tấn/mẻ và 14 tấn/mẻ, hoạt động dựa trên nguyên lý đảo chiều không khí
sấy (cũng được gọi là các máy sấy SRA, trong đó S là viết tắt của Sấy trong tiếng Việt, và RA
là viết tắt của Reversible Airflow có nghĩa là đảo chiều không khí); nguồn nhiệt cho quá trình
sấy được cấp từ lò đốt dạng ghi nghiêng với chất đốt là vỏ cà phê. Thông qua các thí nghiệm,
đặc tính hoạt động của máy (được đánh giá qua các thông số: thời gian sấy, thời điểm đảo gió,
độ đồng đều của ẩm độ khối hạt sau sấy, chi phí sấy,…) cũng đã được xác định, cụ thể: tổng
thời gian sấy thực tế của mỗi mẻ 23- 28 giờ, thời điểm đảo gió là sau 12 giờ sấy, mức chênh
lệch ẩm độ khối hạt sau sấy khoảng 2- 4%, chi phí sấy lần lượt là 630 đồng/ kg và 545
đồng/kg cà phê nhân tương ứng cho máy sấy SRA-7 và máy sấy SRA-14 khi sấy cà phê
Robusta; và tương tự, chi phí sấy là 870 đồng/kg và 725 đồng/kg, khi sấy cà phê Arabica.
Từ khóa: cà phê, máy sấy, máy sấy cà phê quả, máy sấy SRA, vỏ cà phê.
ABSTRACT
The study entitled, " Research and application of whole coffee dryers", was done by

Center for Agricultural Energy and Machinery, Ho Chi Minh City Nong Lam University (NLU),
widely promoted and applied in several provinces of Vietnam such as: Lam Dong, Daklak,
Daknong, etc. Obtained results are as follows: Researched, designed, fabricated, and applied
flatbed-fixed whole coffee dryers that operate based on the principle of air-reversal drying (also
called as SRA dryer, where: S is drying in Vietnamese, and RA is abbreviation of Reversible
Airflow), with heat source provided by an inclined-step grate coffee husk-fed furnace, the
drying capacities are in the range of 7 tons/batch and 14 tons/batch. Through experiments
conducted, the performance of the dryers, (i.e. drying parameters such as: drying time, airreversal timing, uniformity of coffee MC at termination of drying process, drying cost, etc.,)
was also determined, namely: total actual drying time was from 23 to 28 hours, air-reversal
timing was after 12 hours drying, deviation of final MC of coffee grain mass was from 2 to 4%,
drying costs (in the terms of VND per kilogram of dried coffee been) were in turn about 630
VND/ kg and 545 VND/kg pegged for the SRA-7 dryer and the SRA-14 dryer respectively as
drying Robusta coffee type, and likewise 870 VND/kg and 725 VND/kg for grain dried at the
SRA-7 dryer and the SRA-14 dryer respectively as drying Arabica coffee type.
Key words: coffee, dryer, whole coffee dryers, SRA dryer, coffee husk.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Cùng với sự tăng trưởng sản xuất nông, lâm, thủy sản, ngành công nghiệp chế biến
trong những năm gần đây đã có những bước tiến đáng kể. Riêng cây cà phê, tuy có nhiều
723


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
biến động bất lợi về giá cả trên thị trường thế giới, [6] nhưng năm 2013- 2014 sản lượng
xuất khẩu được 1,35 triệu tấn cà phê nhân, đạt kim ngạch xuất khẩu ≈ 2,81 tỷ USD.
Tuy nhiên cần phải thấy rằng, hầu hết sản lượng cà phê xuất khẩu đều ở dạng sơ chế,
sản phẩm chủ yếu là cà phê nhân với công nghệ lạc hậu còn chiếm số lượng lớn, nên giá trị
kim ngạch xuất khẩu rõ ràng chưa tương xứng. Tình hình trên, chủ yếu do quá trình chế biến
cà phê hiện nay tập trung hơn 80% ở qui mô hộ gia đình với thiết bị đơn giản, qui trình công
nghệ lạc hậu và sử dụng phương pháp chế biến khô là chủ yếu. Dự báo thị trường cà phê cho
thấy, những năm gần đây sản lượng cà phê trên thế giới đã đạt mức tăng trưởng ≈ 6%/năm,

trong khi nhu cầu tiêu thụ chỉ tăng ≈ 2%/năm. Rõ ràng cung đã vượt cầu, hệ quả tất yếu của
thị trường là phải có những sản phẩm mới hơn, chất lượng hơn và giá thành rẻ hơn.
Như vậy để tạo được lợi thế cạnh tranh trên thị trường, ngoài các yếu tố thuộc sản
xuất như giống, kỹ thuật canh tác, chăm sóc, thu hoạch..., việc đầu tư chiều sâu vào công
nghệ chế biến sau thu hoạch có tính chất quyết định trong việc duy trì sản lượng và nâng
cao giá trị kim ngạch xuất khẩu. Trong đó khâu sơ chế sau thu hoạch (sản xuất cà phê
nhân) có vai trò không nhỏ trong việc nâng cao chất lượng và giảm giá thành sản phẩm, mà
nổi bật nhất là khâu phơi sấy. Do vụ thu hoạch thường rơi đúng cao điểm của mùa mưa nên
việc làm khô sản phẩm (phần lớn vẫn là đối lưu tự nhiên dưới ánh nắng mặt trời) thường
xuyên gặp nhiều bất trắc và luôn phải đối mặt với nguy cơ giảm thấp chất lượng sản phẩm.
Đây là hệ quả tất yếu nếu vẫn tiếp tục lệ thuộc vào nguồn năng lượng "khi cần không có và
khi có thì không cần".
Trong vài năm gần đây, xu hướng dùng máy sấy làm khô cà phê thay thế cho biện pháp
làm khô tự nhiên đã được không ít nông dân áp dụng. Đó là những máy sấy tĩnh vỉ ngang
đảo vật liệu sấy với cung cấp nhiệt trực tiếp từ các lò đốt sử dụng than đá hoặc củi, được chế
tạo tại địa phương hoặc các vùng lân cận. Rõ ràng giải pháp sấy bằng máy để làm khô cà phê
cho phép chủ động, khắc phục được những hạn chế vừa nêu nhưng chất lượng sản phẩm ra
đời từ các máy sấy trên cần được xem xét lại. Thực tế trong nhiều năm qua cho thấy, giải
pháp trên gặp thất bại nhiều hơn là thành công. Chất lượng cà phê sau sấy khô không đồng
đều, sản phẩm bị ám khói và tro bụi.
Từ nhu cầu thực tiễn đó Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp đã tiến hành đề tài
“Nghiên cứu và triển khai ứng dụng máy sấy cà phê quả”.
Mục đích của nghiên cứu là: thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm và triển khai ứng dụng máy
sấy cà phê quả tươi với các yêu cầu:
- Dãy công suất máy sấy 7 tấn/mẻ và 14 tấn/mẻ.
- Độ đồng đều về ẩm độ của cà phê sau khí sấy cao, không bụi tro, ám khói và tàn lửa.
- Cấu tạo đơn giản, giá đầu tư và chi phí sấy chấp nhận được, dễ thao tác trong quá trình
vận hành và không tốn công cào đảo cà phê trong quá trình sấy.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1. Phương pháp thiết kế và chế tạo

Sấy cà phê có nhiều loại, nhiều nguyên lý khác nhau như là sấy thùng quay, sấy
tháp...nhưng kết cấu, vận hành phức tạp, giá thành đầu tư và chi phí sấy cao khó áp dụng vào
thực tế sản xuất. Vì vậy, chúng tôi chọn mẫu máy sấy cà phê quả được thiết kế theo kiểu máy
sấy tĩnh vỉ ngang đảo chiều gió SRA [5] được biểu thị ở Hình 3và 4.
Qua các kết quả tính toán, thiết kế, tiến hành chế tạo hệ thống các chi tiết máy sấy cà
phê theo từng cụm như: lò đốt vỏ cà phê kiểu ghi nghiêng buồng trụ, quạt sấy, bể sấy, phụ
kiện và chế tạo theo tiêu chuẩn Việt Nam.

724


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
2.2. Phương tiện thí nghiệm và dụng cụ đo
Hệ thống máy sấy cà phê quả trong điều kiện sản xuất, với lò đốt vỏ cà phê đã được
thiết kế chế tạo nhằm xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Hệ thống gồm các cụm thiết bị để
phục vụ thí nghiệm như sau:
- Cụm lò đốt vỏ cà phê kiểu ghi nghiêng buồng trụ.
- Cụm quạt dọc trục và động cơ.
- Cụm bể sấy và các phụ kiện.
Dụng cụ đo: máy đo ẩm độ, tủ sấy mẫu, cân khối lượng, cân điện tử, đồng hồ đo số
vòng quay, máy đo công suất điện, áp kế, nhiệt kế, ống pitto...
2.3. Phương pháp đo đạc
Có hai loại phương pháp đo đạc: đo trực tiếp và xác định gián tiếp. Các số liệu đo đạc
trực tiếp gồm có: thời gian sấy, thời gian đảo gió, khối lượng vỏ cà phê tiêu thụ, áp suất, nhiệt
độ, số vòng quay của động cơ, công suất điện tiêu thụ. Tất cả xác định bằng các dụng cụ đo ở
mục trên. Còn lại các số liệu kỹ thuật: chi phí sấy, hiệu suất được xác định thông qua cách
tính toán và nội suy từ các số liệu đo đạc trực tiếp.
2.3.1. Đo lưu lượng gió bằng phương pháp khảo nghiệm quạt [7]

Hình 1. Sơ đồ hệ thống khảo nghiệm quạt theo tiêu chuẩn Nhật JIS B 8330-1968

Công thức tính lưu lượng như sau:

Q = 0,23576 * A * (t + 273,15) * H
Trong đó: Q = lưu lượng, m3/s
A = diện tích ống khảo nghiệm, m2
t = nhiệt độ dòng khí trong ống khảo, 0C
H = áp suất động, mm H 2 O.
2.3.2. Phương pháp xác định giảm ẩm độ của cà phê trong quá trình sấy

Hình 2. Sơ đồ vị trí lấy mẫu xác định ẩm độ
725


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Chọn các vị trí lấy mẫu từ 1- 6 trên bể sấy (Hình 2), quá trình lấy mẫu được thực hiện
khoảng 5 lần trong tổng thời gian sấy. Dùng dụng cụ lấy mẫu theo 3 lớp (trên, giữa, dưới) lấy
theo từng vị trí đã định sẵn và cân khối lượng mẫu ban đầu, sau đó cho vào tủ sấy mẫu, sấy
với nhiệt độ 103 0C, thời gian 72 giờ [1] sau đó cân khối lượng sau sấy xác định được ẩm độ
tại các thời điểm lấy mẫu. Ẩm độ của cà phê được tính trên cơ sở ướt:
MC = (G H2O / G 1 ) *100
Trong đó: MC = ẩm độ, %
G H2O = khối lượng nước trong tổng khối lượng cà phê, g
G 1 = tổng khối lượng cà phê ban đầu, g
3. KẾT QUẢ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả tính toán thiết kế và chế tạo
Kết quả tính toán thiết kế và chế tạo hệ thống máy sấy cà phê quả được thể hiện như
Hình 4, với cấu tạo các bộ phận và thông số kỹ thuật như sau:
Lò đốt vỏ cà phê kiểu ghi nghiêng buồng trụ:
Theo Bộ Nông Nghiệp và PTNT [2] tổng kết thể hiện qua khuyến cáo "Đối với vùng
qui mô nhỏ, phân tán có thể sử dụng lò sấy tĩnh, nhưng nhất thiết phải được cấp nhiệt gián

tiếp qua calorifer để tránh cho sản phẩm bị ám khói". Nhưng hạn chế lớn của việc đốt gián
tiếp là làm tăng chi phí đầu tư cũng như lượng chất đốt và dẫn đến chi phí sấy tăng cao khó áp
dụng vào thực tế.
Vì vậy, mẫu lò đốt được thiết kế theo kiểu đốt trực tiếp vỏ cà phê, có hình dạng tương tự
theo mẫu lò đốt trấu ghi nghiêng [4]. Lò đốt trực tiếp phải đáp ứng được yêu cầu cháy sạch,
không bụi tro, tàn lửa và khói, có các kích thước và các thông số phù hợp với chất đốt là vỏ cà
phê và sử dụng cho máy sấy cà phê quả. Lò đốt có khả năng cung cấp nhiệt độ sấy từ 70800C, được thiết kế với hai cỡ công suất 80 kg/giờ cho máy sấy SRA-7 và 160 kg/giờ cho
máy sấy SRA-14.
Quạt sấy: quạt dùng cho máy sấy là loại quạt hướng trục một và hai tầng cánh, hiệu suất
cao, có khả năng cung cấp đủ gió cho máy sấy ứng với lưu lượng gió 0,7- 0,75m3/s.tấn, ở mức
tĩnh áp từ 25- 35 mmH 2 O. Quạt kéo bằng động cơ điện 7,5 kW hoặc động cơ diesel 15 hp cho
máy sấy SRA-7 và động cơ điện 15 kW hoặc động cơ diesel 28 hp cho máy sấy SRA-14.

Hình 3. Sơ đồ nguyên lý sấy đảo
chiều với lớp hạt nằm ngang

Hình 4. Sơ đồ phối cảnh chung máy sấy cà phê quả
đảo chiều không khí sấy SRA
(1)
(2)
(3)
(4)

Lò đốt vỏ cà phê
Quạt sấy
Ống gió
Sàn lỗ

726

(5) Đường gió trên
(6) Đường gió dưới
(7) Cơ cấu gài bạt đảo gió
(8) Cửa ra vào liệu


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Bể sấy: loại tĩnh vỉ ngang đảo chiều gió SRA (Hình 4). Bể sấy có dạng hình hộp có sàn tôn
đục lỗ (4) chứa sản phẩm sấy và có buồng gió dưới sàn (6) khi không khí sấy thổi hướng đi lên, và
nắp đậy bằng vải simili chịu nhiệt để tạo buồng gió trên khi không khí sấy thổi hướng đi xuống.
Hệ thống phân phối khí sấy gồm buồng tích gió hình hộp chữ nhật (3) nằm cạnh buồng
sấy, chia thành ngăn trên và ngăn dưới bởi tấm chia, mỗi ngăn có các cửa (5 và 6) thông với
buồng sấy. Cơ cấu đảo chiều khí sấy đi lên hoặc đi xuống nằm ở phần đầu buồng tích gió, điều
khiển bằng tay quay.
Máy sấy cà phê quả kiểu SRA này có các ưu điểm của một máy sấy tĩnh vỉ ngang như:
đơn giản dễ vận hành, giá đầu tư và chi phí sấy thấp, sấy được hạt ẩm độ cao như cà phê …
Điểm nổi bật của nó là khắc phục được các nhược điểm thường thấy ở các máy sấy tĩnh hiện
có, bao gồm:
Kết cấu máy nhỏ gọn, so với các máy sấy tĩnh có cùng năng suất, nó chỉ chiếm ½ diện tích
mặt bằng lắp đặt.
Không tốn công lao động cào đảo cà phê, mà vẫn đảm bảo độ đồng đều ẩm độ sản phẩm
sau khi sấy.
Có thể sấy thêm nhiều sản phẩm khác nhau, đặc biệt là các loại vật liệu dính bết không thể
cào đảo như đầu tôm, cá, mực, đậu phộng, khoai mì (sắn) lát … rất khó thực hiện được trên các
loại máy sấy tĩnh hiện có hay các loại máy sấy đảo chiều khác được biết.
Diện tích bể sấy chứa cà phê được thiết kế cho máy sấy SRA-7 là 14 m2 và SRA-14 là 28 m2.
Bộ phận phụ khác: gồm các cơ cấu gài bạt đảo gió, bạt đảo gió, bộ phận đo nhiệt độ...

Hình 6. Cà phê quả đang sấy với máy sấy
SRA

Hình 5. Máy sấy cà phê quả 14 tấn/mẻ tại
Vina cà phê Đà Lạt
3.2. Kết quả khảo nghiệm

3.2.1. Kết quả khảo nghiệm quạt sấy 900-1T và 940-2T
Các quạt dùng cho máy sấy cà phê quả SRA-7 và SRA-14 được khảo nghiệm theo tiêu
chuẩn Nhật Bản JIS.B 8330.B để kiểm tra các thông số như lưu lượng, tĩnh áp, hiệu suất và
công suất.
Theo đường đặc tính ở Hình 7 và 8 quạt 900-1T và quạt 940- 2T đáp ứng được cho hai
loại máy sấy cà phê quả: SRA-7 với lưu lượng gió khoảng 5 m3/s ở tĩnh áp khoảng 25- 35
mmH 2 O và SRA- 14 với lưu lượng gió khoảng 10m3/s ở tĩnh áp khoảng 25- 35 mmH 2 O.

727


Kỷ yếu hội nghị khoa học và cơng nghệ tồn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
QUẠT: CÀ PHÊ 940-2T

55

6.5
6.0

45

5.5

35

5.0

25

4.5

15

Tónh áp
mmH2O

4.0
4.0

4.5

5.0

5.5

70

H.suất
Tónh, %
H.suất
Cơ, %
C. suất
kW

12.0

60

10.0

50

8.0
6.0

40

4.0

30

2.0

20

6.0

Công suất, kW

7.0

Tónh áp, mmH2O ;
Hiệu suất, %

65

Công suất, kW

Tónh áp, mmH2O ;
Hiệu suất, %

QUẠT: 900-1T

0.0
8

9

10

Tónh áp
mmH2O
H.suất
Tónh, %
H.suất
Cơ, %
C. suất
kW

11

Lưu lượng, m3/s

Lưu lượng, m3/s

Hình 7. Đường đặc tính của quạt 900- 1T
(SRA-7)

Hình 8. Đường đặc tính của quạt 940- 2T
(SRA-14)

3.2.2. Kết quả khảo nghiệm máy sấy cà phê quả SRA-7 và SRA-14
Sáu kết quả thí nghiệm được trình bày trong Bảng 1, với hai loại máy sấy SRA-7 và
SRA-14 cho 2 loại cà phê khác nhau là Arabica và Robusta.
Sự thay đổi nhiệt độ sấy được ghi nhận trong suốt q trình thí nghiệm. Đồ thị biểu diển
sự thay đổi nhiệt độ khí sấy và nhiệt độ mơi trường trong TN2 của máy sấy SRA-7 và TN3
của máy sấy SRA-14 được trình bày ở Hình 9 và 10. Tổng thời gian thí nghiệm cho mẻ cà phê
SRA-7 là 23 giờ, trở lực của tồn hệ thống 25- 30 mmH 2 O. Nhiệt độ khí sấy trung bình là
69,30C ± 5,60C, nhiệt độ mơi trường 21,10C ± 30C.
Thời gian sấy cho máy sấy SRA-14 đối với cà phê Robusta là 23 giờ, trở lực của tồn hệ
thống 25- 30 mmH 2 O. Nhiệt độ sấy trung bình 71,10C ± 2,70C, nhiệt độ mơi trường 23,10C ±
4,30C, độ nâng nhiệt độ 47,90C ± 4,40C.
Bảng 1. Kết quả khảo nghiệm máy sấy cà phê quả SRA-7 và SRA-14
Loại máy

Máy sấy SRA-7

Thí nghiệm

TN1

TN2

TN3

TN4

TN5

TN6

Địa điểm TN

Lâm Hà
Lâm
Đồng

Lâm Hà
Lâm
Đồng

Đức Trọng
Lâm Đồng

Đức Trọng
Lâm Đồng

Vinacafe
Đà Lạt

Vinacafe
Đà Lạt

Loại cà phê

Arabica

Arabica

Robusta

Robusta

Arabica

Arabica

Khối lượng cà phê tươi, kg

5960

5525

12500

13000

13800

14200

Ẩm độ cà phê ban đầu, %

72,3

71,0

63,4

62,4

71,0

70,5

Ẩm độ sau sấy TB, %

16,0

17,3

16,2

16,8

14,9

14,6

Chiều dày lớp cà phê sấy, m

0,8

0,72

0,72

0,70

0,76

0,83

Nhiệt độ sấy TB, oC

67,5

69,3

70,1

70,4

68

69

Lưu lượng khí sấy, m3/s

≈5

≈5

≈ 10

≈ 10

≈ 10

≈ 10

20- 30

25- 30

20- 30

20- 25

25- 30

25- 30

Thời gian sấy, giờ

30

23

23

22,5

28

28

Thời gian đảo gió, giờ

19

12,5

12

12

17,0

16

Độ đồng đều sau sấy Max, %

3,5

4,9

6,0

6,3

2,6

2,1

Tiêu thụ vỏ cà phê, kg/giờ

76,7

70,5

150

155

145

150

Tĩnh áp buồng sấy, mmH 2 O

728

Máy sấy SRA-14


80

90
80
70
60
50
40
30

20
10
0

70
60
50
Nhiệt độ, oC

Nhiệt đô, oC

Kỷ yếu hội nghị khoa học và cơng nghệ tồn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

0

5

10

15

20

Nhiệt độ môi trường, oC

30
20
10
0

25

0

Thời gian, giờ
Nhiệt độ sấy, oC

40

5

Nhiệt độ sấy, oC
Độ nâng nhiệt độ, oC

Độ nâng nhiệt độ, oC

Hình 9. Đồ thị biểu diễn nhiệt độ (TN 2)

10

15

Thời gian sấy, giờ

20

25

Nhiệt độ môi trường, oC

Hình 10. Đồ thị biểu diễn nhiệt độ (TN 3)

Kết quả đo tốc độ giảm ẩm của cà phê Arabica trong TN2 của máy sấy SRA-7 được
thể hiện trên đường giảm ẩm (Hình 11) với nhiệt độ sấy trung bình 69,30C ± 5,60C, nhiệt độ
mơi trường, lưu lượng khí sấy và các thơng số khác của mẻ sấy thí nghiệm (Bảng 1), tổng thời
gian sấy là 23 giờ (thời gian đảo gió sau 12,5 giờ). Kết quả cho thấy cà phê quả đạt độ khơ là
17,3%, chênh lệch ẩm độ lớn nhất giữa các lớp là 4,2%. So với TN1 của máy sấy SRA-7 thời
gian sấy là 30 giờ, ẩm độ sau khi sấy là 16%, chênh lệch ẩm độ lớn nhất là 3,5%.
Kết quả đo tốc độ giảm ẩm của cà phê Robusta với máy sấy SRA-14 ở Hình 12 và kết
quả ở Bảng 1, tổng thời gian sấy là 23 giờ (thời gian đảo gió sau 12 giờ), cà phê đạt ẩm độ là
16,2%, chênh lệch ẩm độ lớn nhất là 6%.
Các kết quả thí nghiệm đối với cà phê Arabica của máy SRA-14 ở TN5 và TN6 với thời
gian sấy dài hơn khoảng 27- 28 giờ, nhiệt độ sấy trung bình thấp hơn thì chênh lệch ẩm độ
thấp hơn, chênh lệch lớn nhất khoảng 2,6%.

Hình 12. Đồ thị biểu diễn đường giảm ẩm
(TN 3)

Hình 11. Đồ thị biểu diễn đường giảm ẩm
(TN 2)

Như vậy sấy cà phê với ẩm độ cao cần kéo dài thời gian sấy khoảng 27- 28 giờ để cho
chênh lệch ẩm độ giữa các vị trí là thấp nhất. Nhưng do điều kiện chất lượng cà phê trong
người dân nên họ chỉ u cầu sấy nhanh để rút ngắn thời gian, sấy được nhiều hơn và họ chấp
nhận độ chênh lệch cao hơn như TN3 và TN4. Còn đối với nhà chế biến lớn như Vinacafe Đà
Lạt thì cần chất lượng cao, độ đồng đều ẩm độ cao hơn, ẩm độ sau sấy thấp khoảng 14- 15%,
chấp nhận sấy lâu hơn, nhiệt độ sấy thấp hơn.
3.3. Ứng dụng vào thực tế
Đến tháng 7/2015, đã có khoảng 80 máy sấy cà phê quả (trong đó có khoảng 2/3 là máy
sấy có cơng suất 14 tấn/mẻ), theo ngun lý tĩnh vỉ ngang đảo chiều gió SRA năng suất từ 2 -14

tấn/mẻ, được lắp đặt và chuyển giao tại các tỉnh như Lâm Đồng, Đắc Lắc, Đắc Nơng... Đặc biệt
Trung tâm Năng lượng và Máy Nơng nghiệp đã lắp đặt và nghiệm thu thành cơng 2 máy sấy
cơng suất 14 tấn/mẻ cho cơng ty sản xuất và thu mua lớn như Vinacafe Đà Lạt. Các phản hồi
729


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
về chất lượng sấy đạt tiêu chuẩn xuất khẩu của các nhà máy và chi phí sấy chấp nhận được của
từ nhiều khách hàng, cho thấy máy đã phát huy hiệu quả, và được nông dân chấp nhận.
3.4. Hiệu quả kỹ thuật, kinh tế, xã hội của máy sấy cà phê quả
Về kỹ thuật: mẫu máy đạt năng suất và chất lượng sấy tương đương với các máy sấy tĩnh
thông thường loại “đạt yêu cầu”. Nổi bậc của máy SRA là chênh lệch ẩm độ sau cùng của sản
phẩm thấp hơn, vận hành máy thuận lợi, không tốn công cào đảo cà phê trong quá trình sấy.
Về kinh tế: hiệu quả lớn nhất của máy sấy SRA là giảm được chi phí sấy do giảm chi phí
lao động vận hành máy không tốn công cào đảo cà phê, giảm chi phí mặt bằng lắp đặt máy.
Bảng tính chi tiết chi phí sấy như Bảng 2.
Chi phí sấy tính trên các cơ sở ban đầu như: giá thành đầu tư SRA-7 là 105 triệu đồng,
SRA-14 là 165 triệu đồng, tuổi thọ các máy sấy tính 5 năm, lượng cà phê nhân sấy mỗi năm của
máy sấy SRA-7 (nếu sấy hoàn toàn Arabica là 150 tấn, và sấy hoàn toàn Robusta là 209 tấn).
Với máy sấy SRA-14 (hoàn toàn Arabica là 300 tấn, hoàn toàn Robusta là 404 tấn), theo [3]
tính được chi phí sấy cho một kg cà nhân khô như sau: Ở máy sấy SRA-7 (cà phê Robusta là
630 đ/kg, cà phê Arabica là 870 đ/kg), ở máy sấy SRA-14 (cà phê Robusta là 545 đ/kg, cà phê
Arabica là 725 đ/kg).
Ta thấy chi phí sấy ở máy sấy SRA-7 cao hơn SRA-14 do sản lượng sấy thấp hơn máy sấy
SRA-14 nên khấu hao, lao động tốn hơn...Chi phí sấy ở cà phê Arabica cao hơn cà phê Robusta
là do tỷ lệ cà phê tươi/cà phê nhân khô của cà phê Arabica là 5,6/1 và cà phê Robusta khoảng
4,5/1. Chi phí tách vỏ cà phê khoảng 50- 54 đ/kg nhân khô. Với chi phí sấy như trên mỗi mẻ sấy
sau khi tách vỏ người dân thu lời từ 3,5- 5 triệu đồng cho mẻ cà phê Robusta ở máy sấy SRA-7
và 7- 10 triệu đồng cho máy sấy SRA-14.
Về xã hội: so với các máy sấy cào đảo cà phê thủ công cùng năng suất, số công lao động

khi sử dụng máy sấy đảo chiều SRA chỉ chiếm khoảng 25%. Với tình hình lao động ngày càng
khan hiếm, ý nghĩa nâng cao trình độ cơ giới hóa khâu sấy là đúng lúc.
Bảng 2. Chi phí sấy cà phê quả ở 2 loại máy sấy SRA-7 và SRA-14
Loại máy

Máy sấy SRA-7

Máy sấy SRA-14

Loại cà phê

Cà phê Robusta

Cà phê Arabica

Cà phê Robusta

Cà phê Arabica

Thành phần \ Đơn vị

đ/kg khô

%

đ/kg khô

%

đ/kg khô

%

đ/kg khô

%

Khấu hao và sửa chữa

140

22,2

195

22,4

116

21,3

156

21,5

Lãi vay ngân hàng

40

6,3

55

6,3

33

6,1

44

6,1

Điện kéo quạt sấy

75

11,9

105

12,1

106

19,4

141

19,4

Lò tiêu thụ vỏ cà phê

170

27

238

27,4

156

28,6

210

29

Công lao động

200

31,7

270

31

131

24

170

23,4

5

0,8

7

0,8

3

0,6

4

0,6

630

100

870

100

545

100

725

100

Thuê đất
CỘNG

4. KẾT LUẬN
Hệ thống máy sấy cà phê quả kiểu tĩnh vỉ ngang đảo chiều gió SRA được thiết kế, chế
tạo và đưa vào ứng dụng thực tế có hiệu quả đảm bảo được các yêu cầu sau:
- Độ đồng đều của cà phê sau khí sấy cao, không bụi tro, ám khói và tàn lửa.
- Cấu tạo đơn giản, giá thành chấp nhận được, dễ thao tác trong quá trình vận hành và
không tốn công cào đảo cà phê trong quá trình sấy.
730


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
- Chi phí sấy thấp, một kg cà phê nhân khô là: khoảng 630 đồng/kg ở máy sấy SRA-7,
khoảng 545đồng/kg ở máy sấy SRA-14 khi sấy cà phê Robusta và 870 đồng/kg ở máy sấy
SRA-7, khoảng 725 đồng/ kg ở máy sấy SRA-14 khi sấy cà phê Arabica.
- Đã có khoảng 80 máy sấy đưa vào sản xuất tại các địa phương.
LỜI CÁM ƠN
Nhóm tác giả xin chân thành cám ơn đến:
- Cán bộ Viên chức của Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp, Trường Đại học
Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã đóng góp công sức cho nghiên cứu này.

- TS. Phan Hiếu Hiền, nguyên giám đốc Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp,
Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã có công nghiên cứu ra mẫu máy sấy theo
nguyên lý đảo chiều không khí (SRA) để nghiên cứu này kế thừa.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] ASAE (American Society of Agricultural Engineers). 1995. Year book 1994.
[2] Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2003. Đề án công nghiệp chế biến nông lâm
sản, trong công nghiệp hóa hiện đại hóa nông nghiệp, nông thôn thời kỳ 2001-2010. Hà
Nội.
[3] Dự Án Sau Thu Hoạch Lúa Gạo (ADB- IRRI RETA N0. 6489). 2010. Công nghệ sau thu
hoạch lúa gạo ở Việt Nam, trang 187: Vài tính toán kinh tế khi áp dụng thiết bị sau thu
hoạch. NXB Nông nghiệp, TP.HCM.
[4] Phan Hiếu Hiền, Nguyễn Văn Xuân, Nguyễn Hùng Tâm, Lê Văn Bạn, Trương Vĩnh.
2000. Máy Sấy hạt ở Việt Nam. NXB Nông nghiệp, TP.HCM.
[5] Phan Hieu Hien, Nguyen Hung Tam, Nguyen Van Xuan. 2003. The reversible air dryer
SRA: One step to increase the mechanization of post-harvest operations. Proceedings of
the international Conference on Crop Harvesting and Processing, 9- 11 February 2003
(Louisville, Kentucky USA) ASAE Publication Number 701P1103e.
[6] Tổng Cục Thống kê, 2014. Niên giám thống kê 2013. NXB Thống kê, Hà Nội.
[7] JIS (Japanese Industrial Standard). 1968. Testing methods for fans and blowers, JIS B
8330. Prited in Japan.
THÔNG TIN CỦA TÁC GIẢ
1.

Nguyễn Văn Xuân. Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp, Trường Đại học Nông
Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Email: Điện thoại: 0918002312.

2.

Trần Văn Tuấn. Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp, Trường Đại học Nông
Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Email: Điện thoại: 0908491324.

3.

Trần Công Tâm. Trung tâm Năng lượng và Máy Nông nghiệp, Trường Đại học Nông
Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Email: Điện thoại: 0984800628.

731