Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy pha cà phê
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.34 MB, 69 trang )
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện đề tài nhóm chúng em đã học hỏi được nhiều điều
bổ ích có tính ứng dụng cao vào thực tế . Nhóm sinh viên thực hiện bày tỏ
lòng biết ơn đến Ths.Phạm Bá Khiển , trên cương vị là thầy hướng dẫn đề tài
đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành tốt đề tài .
Nhóm chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Viện kỹ thuật
HuTech cùng các bạn đã đóng góp ý kiến và kinh nghiệm quí báo trong suốt
quá trình thực hiện đề tài này .
Một lần nữa nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn .
Tp.Hồ Chí Minh , ngày tháng năm 2017
Nhóm sinh viên thực hiện :
Lương Thành Quí
1311030175
Nguyễn Long Khánh
1311033005
Nguyễn Duy Tân
1311030015
DANH MỤC HÌNH ẢNH TRONG ĐỀ TÀI
Trang
-
Hình 1.1 Ly cà phê truyền thống
4
-
Hình 1.2 Tách cà phê
7
-
Hình 2.1 Máy pha cà phê du nhập vào nước ta
9
-
Hình 2.2 Máy cà phê do nước ta sản xuất
9
-
Hình 2.3 Cách pha cà phê truyền thống
10
-
Hình 2.4 Một số máy pha cà phê của thế giới
12
-
Hình 2.5 Cà phê được pha từ máy công nghệ cao
13
-
Hình 3.1 Hai quá trình dịch chuyển của nước trong bình
17
cà phê Siphon
-
Hình 3.2 Lý thuyết thứ nhất về syphon
18
-
Hình 3.3 Lý thuyết thứ hai về syphon
19
-
Hình 3.4 Mặt cắt Bernoulli cho chất lỏng lý tưởng
20
-
Hình 4. 1 Bản thiết kế phần khung hoàn chỉnh
26
-
Hình 4. 2 Sử dụng inox 304 để làm khung máy
27
-
Hình 4.3 Bản vẽ 2D khung máy
28
-
Hình 4.4 Các thanh inox để hàn khung
28
-
Hình 4.5 Bản vẽ bình nung
29
-
Hình 4.6 Bình nung gia công hoàn chỉnh
30
-
Hình 4.7 Bản vẽ van nước
31
-
Hình 4.8 Van nước được hàn vào bình nung
31
-
Hình 4.9 Bản vẽ bình pha chế
32
-
Hình 4.10 Bản vẽ ron cao su cách nhiệt
33
-
Hình 4.11 Ron cao su cách nhiệt
33
-
Hình 4.12 Bàn vẽ lắp 2 bình
34
-
Hình 4.13 Bản vẽ tấm mi ca trên
34
-
Hình 4.14 Ảnh thực tế tấm mica trên
35
-
Hình 4.15 Điện trở vòng
36
-
Hình 4.16 Ảnh thực tế diện trở vòng
36
-
Hình 4.17 Bông cách nhiệt
37
-
Hình 4.18 Lớp bông cách nhiệt được gắng vào bình
38
-
Hình 4.19 Chữ V định vị khung và tấm mica
39
-
Hình 4.20 Tấm V được hàn vào khung để cố định
39
-
Hình 4.21Bản vẻ hộp điện
40
-
Hình 4.22 Ảnh thực tế hộp điện
40
-
Hình 4.23 Mạch điều khiển Arduino Uno R3
41
-
Hình 4.24 LCD16x2
45
-
Hình 4.25 Mạch giao tiếp LCD 1602 sang I2C
47
-
Hình 4.26 SSR điểu khiển động lực điện trở vòng
48
-
Hình 4.27 Cảm biến nhiệt
48
-
Hình 4.28 Nguồn tổ ong 5v 10A
50
-
Hình 4.29.Nút nhấn, đèn led báo
51
-
Hình 4.30 Sơ đồ đi dây thiết lế mạch
52
-
Hình 4.31 Hình ảnh thi công mạch
53
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
MỤC LỤC
PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................ 3
1.1 Tính cấp thiết đề tài ............................................................................................... 3
1.2 Lí do chọn đề tài .................................................................................................... 4
1.3 Mục đích nghiên cứu :........................................................................................... 7
PHẦN 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .......................................................................8
2.1 Tổng quan đề tài .................................................................................................... 8
2.2 Tình hình trong nước............................................................................................. 8
2.3 Tình hình trên thế giới......................................................................................... 11
2.4 Vấn đề tồn tài và hướng giải quyết vấn đề.......................................................... 13
PHẦN 3: MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................15
3.1 Mục tiêu của đề tài .............................................................................................. 15
3.2 Phương pháp nghiên cứu..................................................................................... 16
3.2.1 Thứ nhất ý nghĩa từ Siphon ...........................................................................16
3.2.2Thứ hai nguyên lý của bình Siphon ................................................................17
3.2.3 Phương trình Bernoulli cho chất lỏng lý tưởng .............................................20
3.2.4 Đơn vị của năng lượng dòng chảy và phương trình Bernoulli ......................21
3.2.5 Các chi tiết của máy pha cà phê syphon .......................................................22
PHẦN 4: NỘI DUNG THỰC HIỆN VÀ KẾT QUẢ CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU 26
4.1 Thiết kế chế tạo khung máy ................................................................................ 26
4.2 Thiết kế cơ cấu bình nung ................................................................................... 29
4.2.1 Bình nung(1) ..................................................................................................29
4.2.2 Van xã nước ...................................................................................................31
4.3 Bình pha chế (2) .................................................................................................. 32
4.4 Lắp ghép binh (1) và (2) ..................................................................................... 34
4.5 Tấm mi ca trên .................................................................................................... 34
4.6 Điện trở vòng ...................................................................................................... 36
4.7 Lớp cách nhiệt ceramic ....................................................................................... 37
4.8 Cách nhiệt cho bình nung.................................................................................... 38
4.9 Miếng V định vị .................................................................................................. 39
4.10 Hộp mica điện ................................................................................................... 40
4.11 Thiết kế mạch điều khiển .................................................................................. 41
4.12 Yêu cầu của mô hình ......................................................................................... 51
4.13 Một số hình ảnh thi công mạch điều khiển ....................................................... 52
PHẦN 5 . KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN....................................................54
5.1 Kết luận ............................................................................................................... 54
5.2 Hạn chế của máy ................................................................................................. 54
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................56
PHỤ LỤC CODE LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN .......................................................57
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Tính cấp thiết đề tài
Ngay từ thế kỉ thứ 9 sau khi được khám phá ra tại vùng cao nguyên Ethiopia , cà
phê giúp tỉnh táo hơn trong công việc, thoải mái tinh thần và thỏa sức sáng tạo…Pha
cà phê không phải là một việc khó. Chỉ cần bạn có một hỗn hợp bột cà phê mà bạn
thích, một số thiết bị và vài phút rảnh rỗi. Có nhiều phương pháp pha cà phê khác
nhau thỏa mãn thị hiếu khác nhau. Cà phê Espresso đẫm đầy tính cách, cà phê Thổ nhĩ
kỳ (Turkish) nhiều hương thơm, cà phê kiểu Mỹ (Americano) nhẹ, nhiều nước. Tất cả
các phương pháp này có một điểm chung, bột cà phê được xử lý trong nước nóng sau
đó dung dịch cà phê được lọc ra đầy hương và vị. Tại Việt Nam, có hai kiểu pha cà
phê : pha luộc ( kinh tế , dễ làm) và pha phin ( khó , đòi hỏi độ tinh tế ).
Cà phê phin ngon hơn, nhưng khó làm, bởi vì nhiều yếu tố. Trời lạnh, nước sôi
rót vào phin nguội nhanh. Tráng phin trước là một cách, đổ nước vào làm 2-3 lần là
một cách khác tăng độ nóng, nhưng đều chỉ tăng hiệu suất lên một chút thôi. Nếu nén
cà phê chặt, nhỏ giọt lâu mới xong, cà phê hơi nhiều cafeine vì bị ngâm nước lâu, hơi
nguội một chút khi uống. Nếu nén không chặt, cà phê chảy xuống có pha lẫn bột cà
phê , hương thơm chiết ra chưa được hết. Phin pha cà phê nếu dùng loại bằng inox, lỗ
phin khá nhỏ, có ren xoáy là hay nhất vì có thể chỉnh độ chặt, lỏng cho vừa. Nếu dùng
phin nhôm, lỗ phin to lọt cả bột cà phê xuống, lại không thể nào chỉnh được độ chặt,
thì e rằng cà phê khó ngon.
Cà phê đi vào đời sống của người Việt từ khi người Pháp đặt chân đến nơi đây.
Dần dần cà phê đi từ góc khuất đến những nơi sầm uất, đi từ túi tiền của những người
giàu sang đến túi tiền khiêm tốn của những người lao động, cà phê trở thành thứ gắn
kết tinh thần mạnh mẽ. Chẳng cần biết ông là ai, làm nghề gì, chỉ cần mê cà phê là
sáng sáng đều sẽ ngồi trên cái ghế đẩu cũ kỹ được kê bày la liệt trên vỉa hè, chờ được
thưởng thức cà phê trong cái cốc thủy tinh cổ lỗ đã ngả vàng, trên đó úp cái phin cũng
đã cáu màu bởi cà phê , bởi thời gian, nghe những bản nhạc Trịnh phát ra từ cái loa đài
rè rè. Một ngày mới sẽ bắt đầu như thế.
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều hãng chế tạo máy cà phê cho nhiều phương
pháp pha cà phê khác nhau để phục vụ cho nhu cầu của người tiêu dùng . Nhưng các
loại máy pha cà phê trên mang lại phương pháp pha không phù hợp với thị hiếu người
Việt hiện nay . Sau khi thực hiện một số khảo sát và nhắm được thị hiếu của người
Việt , Nhóm đã thực hiện : “ĐỒ ÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHA CÀ
PHÊ”, theo nguyên lý syphon, nhằm đáp ứng các yêu cầu tiện lợi và đảm bảo hương
vị của cà phê Việt truyền thống đậm chất hồn Việt .
1.2 Lí do chọn đề tài
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật , tốc độ tăng
trưởng chống mặt của các nền kinh tế thế giới , đời sống vật chất ,tinh thần của con
người ngày càng được nâng cao . Con người không còn giữ quan điểm “ ăn no, mặt
đủ” mà thay vào đó là “ ăn ngon , mặt đẹp” .Và đồ uống cũng đóng vai trò không nhỏ
trong đời sống hằng ngày . Không chỉ trên thế giới mà ở Việt Nam thức uống thân
thuộc không chỉ có mặt trong các quán sang trọng mà còn xuất hiện bình dân trên từng
góc phố , làng quê … Đó chính là cà phê.
Hình 1.1 Ly cà phê truyền thống
Người ta vẫn nói, uống cà phê không phải chỉ là thưởng thức một thứ ăn chơi,
uống cà phê dần dần đã trở thành một nét văn hóa, để đẩy đưa câu chuyện, để lùi xa
những phân cấp, để giải tỏa những muộn phiền và để tìm về những ký ức. Ở mỗi nơi
mỗi bước chân người đi qua thì sẽ có những câu chuyện để nói về cà phê . Mỗi giọt cà
phê tí tách rơi là mỗi giọt chạm vào sâu thăm thẳm của những tâm sự cất kín trong
tim. Cô đơn đấy nhưng bên ly cà phê đen sóng sánh, người ta thấy cuộc đời dường
như chỉ còn lại một thứ, là lãng du, là phiêu bạt, là đằm mình với hơi thở chậm rãi của
thời gian.
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
Trưởng thành rồi sẽ cô đơn, nhưng trưởng thành rồi người ta lại thấy cuộc đời
có những giây phút được cô đơn để nhận ra chính mình lý thú biết nhường nào, cũng
như uống cà phê vậy, sau vị đắng đót nơi đầu lưỡi dần dần cảm nhận được vị ngọt
thơm dễ chịu lan tỏa khắp toàn thân, thấm vào từng nơron thần kinh làm người ta minh
mẫn, thông suốt, dễ chịu.
Nhắc đến cà phê , Sài Gòn có cà phê vợt, Hà Nội có cà phê phin. Dù là cách
pha chế khác nhau thì người uống vẫn phải đợi chờ. Đợi chờ không chỉ là một hương
vị, mà còn là một nét tinh hoa được chắt chiu, tích lũy qua mỗi giây phút chậm lại với
cuộc đời. Đối với người uống cà phê mà nói, sống là phải chờ đợi. Từ một thói quen
đối với một sở thích nhỏ bé, người ta dần dần thấy mọi việc trong cuộc sống chỉ cần
kiên nhẫn để chờ đợi thì sẽ giảm dần đi rất nhiều những tổn thương. Chờ một giây đèn
đỏ, chậm đi vài km tốc độ sẽ bớt đi biết bao tai nạn giao thông. Chờ một phút xếp
hàng, có bao nhiêu người không cáu gắt mệt mỏi. Chờ đợi không bao giờ là thiệt thòi,
vì cuộc đời vốn chỉ lấy đi những bước chân bước vội chứ không bắt tội những bước
chân biết nhường. Thế rồi, cuộc đời bỗng nhiên nằm gọn trong một tách cà phê . Chỉ là
một thứ nước đen đen đắng đắng mà người ta đã ngẫm ra biết bao nhiêu sự đời, những
chân lý, những yêu thương và những kỷ niệm. Hóa ra, tưởng chừng uống vào mình thứ
nước đen đắng như nước hàng này lại là uống vào cả một cái hồn. Tâm hồn của người
nông dân đã vun trồng chăm bón. Tâm hồn của người nghệ nhân đã tính toán chính
xác cho mỗi mẻ rang cà phê . Tâm hồn của người nghệ sĩ đã pha chế thành công một
tách cà phê tuyệt vời từ hương vị cho đến hình ảnh. Tâm hồn của người lãng khách cô
hành thưởng thức.
Và cũng có thể người ta sẽ lại kết thúc một ngày bằng cà phê . Nhưng theo cách
trầm lắng hơn. Đối với chúng em, cà phê chưa bao giờ và sẽ không bao giờ là thứ
thuộc về đám đông, ồn ào và gấp gáp. Càng một mình, cà phê càng ngon, càng đen,
càng đắng, càng sâu. Chỉ trong lặng im, người ta mới trải lòng những nỗi niềm thầm
kín. Thời buổi mở cửa, cái gì cũng sống nhanh, sống vội, cà phê có lẽ là thứ duy nhất
đủ giữ chân người ta lại để mà chờ đợi, để mà suy tư. Bên ly cà phê phin đang tí tách
rơi, người ta trải lòng mình trong những tâm sự vui buồn, những ký ức tưởng chừng đã
ngủ quên, những cảm xúc tưởng như đã chai sạn trước sóng gió cuộc đời.
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
Chúng ta sẽ nhâm nhi cà phê, với những bản nhạc Jazz, có khi là những khúc tình
của Trịnh. Có lẽ, chỉ những người đã hiểu nỗi đau, đã thấm nhuần cảm giác chia phôi,
đã đau đáu những nỗi niềm cô độc mới có thể tạo ra thứ âm nhạc thích hợp nhất để hòa
quyện với chất đắng của cà phê. Đôi khi người ta tìm đến với cà phê không phải bởi
vì thích uống mà để tìm một điều gì đó mà người ta nghĩ là đã mất. Nên có những
khoảnh khắc pha cho mình một tách cà phê nóng, ôm nó trong lòng, hít hà mùi hương,
nhưng chẳng uống, chỉ là để tìm lại những điều đã trôi về một miền rất xa.
Dẫu sao thì, rượu cho nỗi đau, cà phê cho nỗi buồn, mà nỗi buồn thì uống sao
cho hết , cho cạn vơi đáy lòng ngay đâu? Thì hãy cứ từ từ mà sống, cà phê sẽ tan và
nỗi buồn rồi sẽ dịu… Cuộc sống đôi khi cũng vui như ta khuấy thìa, nghe tiếng lanh
canh của muỗng chạm vào cốc, cà phê đâu chỉ là để uống và nỗi buồn đâu phải chỉ để
quên.
Nhưng hiện tại cà phê bẩn xuất hiện khá nhiều cộng với cách pha chế không phù
hợp, cà phê không còn giữ được những giá trị tinh túy vốn có của nó nữa, thế nên
chúng em mong muốn cho người Việt Nam được uống ly cà phê “sạch”, “ ngon”
“đậm chất nghệ thuật”, sáng chế ra chiếc máy này chúng em còn mong muốn giảm áp
lực pha chế, rút ngắn thời gian và lấy được nhiều chất cà phê , cung cấp ly cà phê
thơm ngon cho người uống với giá bình dân.
Với nhu cầu muốn học hỏi các kiến thức mới để áp dụng vào trong thực tiễn ,
cùng với các kiến thức đã học tại trường , nhóm đã chọn đề tài “ THIẾT KẾ CHẾ
TẠO MÁY PHA CÀ PHÊ” , theo nguyên lý syphon.Trong mô hình này chúng em đã
xử dụng các phần mền đã học proteus8 , kiến thức vi diều khiển kết hợp tiện cơ, hàn
cắt gọt kim loai …Với những điều kiện đó nhóm đã quyết định thực hiện đề tài
“THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY PHA CÀ PHÊ”
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
1.3 Mục đích nghiên cứu :
- Sáng tạo ra một thiết bị mới , cảm hứng mới , nghệ thuật mới về cách thức pha cà
phê
- Bổ sung các kiến thức thực tế
- Cách thức pha cà phê ngon, đảm bảo chất lương dựa theo nguyên lý syphon để pha
cà phê.
-Áp dụng kiến thức đã học ứng dụng chính xác vào thực tiễn, tìm ra cách thức để có
một ly cà phê ngon những vẫn mang đậm chất con người Việt Nam.
Hình 1.2 Tách cà phê
7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
PHẦN 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.1 Tổng quan đề tài
Hiện nay ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ cao vào lĩnh vực dịch vụ là một
phát kiến mới mẻ và đầy thách thức. Làm sao để mọi người đều có thể sử dụng máy
pha cà phê một cách hiệu quả, dễ sử dụng thân thiện, phù hợp nhu cầu và giá thành
hợp lí. Từ những thực tiễn đó mang lại, việc tính toán thiết kế và chế tạo kết cấu máy
phải nhỏ gọn, dễ bảo trì không phức tạp và mắc tiền. Kích thước tương đối nhỏ để áp
dụng trước cho các hộ gia đình, khi hệ thống cơ khí và điều khiển phù hợp sẽ mở rộng
thước toàn bộ hệ thống.
2.2 Tình hình trong nước
Đã xuất hiện nhiều doanh nghiệp có sản suất và chế tạo, kinh doanh các mặt hàng
kỹ thuật phục vụ pha chế ,tốc độ hoạt động nhanh, công suất lớn hơn, chất lượng cà
phê hảo hạng, chi phí đầu tư hợp lý, độ bền cao, giúp tạo ra những cốc cà phê
cappuccino, latte và espresso ngon tuyệt với hương vị đậm đà …là những đặc điểm
hấp dẫn của các loại máy pha cà phê chuyên nghiệp hiện nay.
Chỉ mới xuất hiện khoảng chục năm gần đây tại thị trường Việt Nam nhưng
những chiếc máy pha này đã ngay lập tức được các quán cà phê vừa và nhỏ, các văn
phòng, nhà hàng, khách sạn…yêu thích.
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
+ Một số hình ảnh vế máy pha cà phê được du nhập vào nước ta
Hình 2.1 máy pha cà phê du nhập vào nước ta
+ Một số hình ảnh về máy pha cà phê được nước ta sản xuất
Hình 2.2 Máy cà phê do nước ta sản xuất
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
Nhưng giá thành tương đối cao, với một quán cà phê nhỏ mới đi vào hoạt động,
việc đầu tư những trang thiết bị đa chức năng để tiết kiệm chi phí và nâng cao năng
suất lao động là hướng lựa chọn của hầu hết các ông chủ, chưa chuyên sâu về công
nghệ, phần lớn chỉ tập trung vào các dụng cụ phục vụ cách thức pha chế truyền thống,
chỉ một số ít các công ty nước ngoài bước đầu nghiên cứu phát triền thành công áp
dụng khoa học kỹ thuật vào các sẩn phẩm pha chế. Việc cho ra đời mô hình pha cà phê
syphon, thiết bị ứng dụng cao trong lỉnh vực pha chế thức uống sạch là một khía cạnh
mới và đáng được mở rông ở nước ta.
Một số hình ảnh về pha cà phê truyền thống
Hình 2.3 Cách pha cà phê truyền thống
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
+ Ưu điểm
-Tiết kiệm chi phí
-Gọn , nhẹ , dễ vệ sinh
+Nhược điểm
-Thiết kế kém tinh xão
-Mất nhiều thời gian để pha chế
-Chất lượng cà phê không được ngon
-Sử dụng lâu dài xẽ làm tấm phin rĩ xét ảnh hưởng sức khỏe người tiêu dùng
2.3 Tình hình trên thế giới
Nền dịch vụ về thức uống với sự hỗ trợ của khoa học kỹ thuật đã và đang phát
triển không ngừng nghỉ và được nâng cấp, cải tiến từng ngày.
Hiện thực hóa ý tưởng ứng dụng công nghệ cao trong thực tế, tại các phòng thực
hành thí nghiệm nghiên cứu có các mô hình giúp pháp triền các phương pháp tạo ra
thực phẩm sạch.
Khoảng cách giữa các kiến thức từ nhà trường đã được cụ thể hóa vào các nhu
cầu thiết yếu của đời sống .
Đảm bảo đạt được nhu cầu, chất lượng và sản lượng cao đã đáp ứng đầy đủ các
nhu cầu nhiều mặt của toàn xã hội về thức uống. Nhu cầu này đang ngày càng tăng lên
nhanh chóng, ngày càng đa dạng hơn, phong phú hơn. Không quá khi nói ngành dịch
vụ về đồ uống đang ngày càng phát triển bền vững, tổ chức hài hòa và đồng bộ với cơ
giới hóa, hóa học hóa, điện khí hóa nông nghiệp. Tránh mọi mâu thuẫn, đối kháng, hạn
chế lẫn nhau giữa các hướng trên đây. Họ tìm được những giải pháp không những đảm
bảo sự hài hòa mà còn tạo nên sự hỗ trợ, bổ sung, cộng hưởng lẫn nhau để tạo ra
những hiệu quả tổng hợp.
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
Một số hình ảnh về pha cà phê của thế giới
Hình 2.4 Một số máy pha cà phê của thế giới
12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
Ưu điểm
Thiết kế tinh xảo để tạo ra những ly cà phê hương vị hoàn hảo nhất
Có hệ thống tự điều chỉnh nhiệt độ
Hệ thống cấp nước ngoài: kiểm soát lượng nước đầu vào
Sản phâm ngon , đậm đà hương vị
Nhược điểm
Chi phí cao
Khi hu hỏng khó tìm linh kiện thay thế..
2.4 Vấn đề tồn tài và hướng giải quyết vấn đề
Vấn đề tồn tại lớn nhất hiện nay là kết cấu , với các chức năng tích hợp thì chi
phí giá thành lại rất cao. Việc kết hợp nhiều chức năng để tạo nên một hệ pha cà phê
sạch cũng là một vấn đề phức tạp cần có sự tham gia nghiên cứu và đóng góp công sức
ý kiến trên nhiều lĩnh vực.
Khi mua máy pha cà phê công nghiệp công suất lớn, điều đầu tiên bạn cần lưu
tâm đó là thương hiệu của chiếc máy. Thông thường những chiếc máy có nguồn gốc
xuất xứ từ Châu Âu, Ý, Pháp như La Marzocco, Rancilio hay Nuova Simonelli,
Faema……thường có chất lượng tốt hơn cả, tích hợp nhiều công dụng, nhưng giá cả
bao giờ cũng cao hơn rất nhiều.
Hình 2.5 Cà phê được pha từ máy công nghệ cao
13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
Một điểm cần lưu ý khác là khả năng giữ nhiệt độ ổn định và khả năng thay đổi
nhiệt độ của máy pha. Nhiệt độ lý tưởng để pha một tách cà phê ngon là từ 90-95 độ
C, mỗi loại cà phê sẽ được pha chế ở những mức nhiệt độ khác nhau, điều này đảm
bảo đồ uống của bạn luôn được đa dạng.
Việc thực hiện máy sao cho có thể tích hợp nhiều chức năng với giá thành thấp là
điều cần thiết trong điều kiện kinh tế Việt Nam hiện nay. Việc tận dụng các nền tảng
và phát triển tự động hóa ứng dụng nông nghiệp là rất cần thiết. Song song với sự phát
triển tự động phải kết hợp sự phát triển, quảng bá, tất cả được kết nối Internet là xu
hướng tất yếu . Do vậy định hướng giải quyết vấn đề của nhóm là tạo ra mô hình nhỏ
gọn , thông minh , đơn giản phù hơp với tất cả độ tuổi và nhanh, gọn đáp ứng được
nhịp sống hối hã của xã hội hiện nay .
14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
PHẦN 3: MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
3.1 Mục tiêu của đề tài
Góp phần xây dựng nền dịch vụ đồ uống phát triển theo hướng hiện đại, có
năng suất, chất lượng, hiệu quả, sức cạnh tranh cao và thân thiện với môi trường. Xử
lý đất bằng các ứng dụng, nút nhấn đơn giản trong quá trình pha chế ,đồng thời khai
thác ,giữ lại được những tinh túy của một ly cà phê, vừa tiết kiệm được chi phí, thời
gian linh hoạt.
Những chiếc máy pha cà phê đẹp , gọn , bền luôn có sức uốn hút mạnh mẽ với
chủ quán cà phê , nhà hàng , khách sạn snag trọng và hiện đại nhờ vào thiết kế bắt mắt,
công suất lớn, độ bền cao, đặc biệt là các tính năng mà một chiếc máy pha tích hợp
trong đó.
Được làm từ các loại vật liệu inox, thép không rỉ ,thủy tinh…cùng thiết kế hài
hòa, đẹp mắt, sang trọng, tinh tế, tích hợp thêm khả năng giữ nhiệt tốt được xem là
chuẩn mực của một chiếc máy pha chuyên nghiệp tại Việt Nam hiện nay.
Quan trọng nhất khi chọn máy pha cà phê
là dựa vào nhu cầu sử dụng trong
việc kinh doanh của mình. Công suất một chiếc máy pha cà phê thông thường được
xem xét dựa vào các yếu tố sau:
- Số lượng tách cà phê phục vụ mỗi ngày ( Đảm bảo nhu cầu kinh doanh lẫn việc sử
dụng của hộ gia đình)
-Công suất máy pha: máy sử dụng điên 220V.,công xuất 1500-2500W
-Kích thước nồi hơi : Kích thước nồi hơi cho bạn biết khả năng cung cấp hơi nước và
nước nóng của máy.(400ml)
Một điểm cần lưu ý khác là khả năng giữ nhiệt độ ổn định và khả năng thay đổi
nhiệt độ của máy pha. Nhiệt độ lý tưởng để pha một tách cà phê ngon là từ 90-95 độ
15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
C, mỗi loại cà phê sẽ được pha chế ở những mức nhiệt độ khác nhau, điều này đảm
bảo đồ uống của bạn luôn được đa dạng..
3.2 Phương pháp nghiên cứu
3.2.1 Thứ nhất ý nghĩa từ Siphon
Từ “Siphon” (từ Hy Lạp cổ đại) đôi khi được dùng là “Syphon”, để đề cập đến
hàng loạt các thiết bị có liên quan đến dòng chảy của chất lỏng thông qua ống. Theo
một nghĩa hẹp hơn, từ này đề cập đến nguyên lý bình thông nhau . “Trong bình thông
nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên thì mực mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh
luôn luôn cao bằng nhau”.
Tóm gọn là “nước sẽ truyền từ chỗ cao hơn sang chỗ thấp hơn thông qua một
đường ống”.
Với bình cà phê Syphon bạn có thể kiểm soát được toàn bộ các yếu tố: nhiệt độ
pha, thời gian pha và các yêu tố quyết định đến hương thơm, vị ngon của cà phê khác.
Bạn sẽ phải trải qua một thời gian “làm quen” với nó. Nhưng khi bạn đã trở nên thành
thạo, bạn sẽ được tưởng thưởng bởi tách cà phê tuyệt vời, kết quả của quá trình pha
chế đầy khoa học và nghệ thuật!
Bình cà phê Syphon cho phép bạn kiểm soát được độ đậm của cà phê bằng cách
cho vào nhiều hoặc ít lượng bột cà phê xay theo cách bạn muốn, pha nhiều hay ít
nước, pha trong vòng thời gian bao lâu. Bạn cũng dễ dàng pha nhiều tách cà phê một
lúc, tùy thuộc vào độ lớn của bình cà phê Syphon. Khả năng cho phép người dùng tự
kiếm soát nhiệt độ cũng là một lý do khiên những ai yêu thích cách pha cà phê thủ
công lựa chọn bình pha cà phê syphon là một trong những phương pháp tuyệt vời
nhất.
16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
3.2.2Thứ hai nguyên lý của bình Siphon
Hai quá trình dịch chuyển của nước trong bình cà phê Siphon
Hình 3.1 Hai quá trình dịch chuyển của nước trong bình cà phê Siphon
+ Quá trình thứ nhất
Nước được đun sôi từ bình 1, áp suất tăng lên, khi vượt ngưỡng áp suất khí
quyển, áp suất hơi nước sẽ đẩy nước dâng lên bình 2 có chứa cà phê.
Cũng cần nói thêm, khi áp suất tạo ra bởi hơi nước trong bình 1 cân bằng với áp
suất khí quyển từ bình 2, ta có trạng thái chân không (cân bằng áp suất) vì vậy cái tên
“Vacuum coffee maker” mới xuất hiện – pha cà phê bằng áp suất chân không.
17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
+Quá trình thứ 2
Khi ta tắt nguồn nhiệt, hơi nước trong bình 1 giảm, áp xuất giảm. Chiết xuất cà
phê trong bình thứ 2 sẽ đi theo ống dẫn xuống bình 1 – Đây thực sự là nguyên lý của
Siphon.
Có 2 lý thuyết chính về làm thế nào mà các siphon có thể làm chất lỏng chảy
ngược lên, chống lại trọng lực mà không cần bơm, và được cấp lực chỉ bởi trọng lực.
Lý thuyết về sypon
Lý thuyết truyền thống trong nhiều thế kỷ cho rằng trọng lực đã kéo chất lỏng
xuống ở ngã ra của siphon đẫn đến sự giảm áp suất ở đỉnh của siphon. Do đó, áp suất
khí quyển có thể đẩy chất lỏng từ bình chứa cao hơn, chảy lên chỗ giảm áp ở đỉnh của
siphon, giống như trong một áp kế hoặc ống hút, và cứ thế. Tuy nhiên, nó đã được
chứng minh rằng siphon có thể hoạt động trong chân không và đến được những độ cao
vượt qua độ cao khí áp kế của chất lỏng.
Vì vậy, lý thuyết về ứng suất liên kết của hoạt động siphon đã được ủng hộ, cho
rằng chất lỏng bị kéo trong siphon tương tự như mô hình dây xích. Không cần phải
một trong hai lý thuyết phải đúng, nhưng cả hai lý thuyết đều đúng trong các trường
hợp áp suất môi trường khác nhau.
Lý thuyết về áp suất khí quyển với trọng lực rõ ràng không thể giải thích trường
hợp siphon trong chân không, nơi mà không có áp suất khí quyển đáng kể.
18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
Hình 3.2 Lý thuyết thứ nhất về syphon
Nhưng lý thuyết về ứng suất liên kết với trọng lực lại không thể giải thích trong
trường hợp siphon khí CO2, siphon tạo ra những bong bóng, và những siphon phun
từng giọt, vì các chất khí không gây ra lực kéo đáng kể và các chất lỏng không gắn kết
nên không thể tạo ra ứng suất liên kết cố định.
Hình 3.3 Lý thuyết thứ hai về syphon
Tất cả các lý thuyết đã công bố trong thời hiện đại đều công nhận phương trình
Bernoulli là một phương trình gần đúng trong trường hợp hệ thống siphon lý tưởng
không ma sát.
19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
3.2.3 Phương trình Bernoulli cho chất lỏng lý tưởng
Để hiểu cụ thể hơn Phương trình Bernoulli chúng ta xem xét trường hợp truyền
dẫn chất lỏng qua ống có tiết diện thay đổi, được đặt nghiêng với phương ngang một
góc β. Lựa chọn 2 mặt cắt 1-1 và 2-2 bất kỳ trên đoạn ống đó. Lưu lượng chảy qua ống
là Q. Sử dụng áp kế để đo áp suất chất lỏng tại các mặt cắt. Di chuyển áp kế tới từng
mặt cắt sẽ thu được đường áp kế
Hình 3.4 Mặt cắt Bernoulli cho chất lỏng lý tưởng
Sử dụng ống Pito với phần đầu ống được thiết kế song song và ngược với hướng
dòng chảy. Khi đó với chất lỏng lý tưởng sẽ thu được chiều cao cột chất lỏng như nhau
tại mọi mặt cắt so với mặt phẳng gốc. Như vậy đường thẳng tạo thành khi di chuyển
ống Pito tại các mặt cắt bất kỳ thể hiện mức năng lượng toàn phần của dòng chảy.
Phương trình Bernoulli tại mặt cắt 1-1 và 2-2.
Phương trình Bernoulli tại mặt cắt bất kỳ:
20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
Về mặt năng lượng chúng ta có thể hiểu :
Z – năng lượng riêng thế năng
P/ρg – năng lượng riêng áp suất
V2/2g – năng lượng riêng động năng
Trong phương trình trên thứ nguyên của H là mét: [H]=m. Và H được gọi là
chiều cao cột áp. Từ đó có thêm các tên gọi: Z – chiều cao cột áp hình học, P/ρg –
chiều cao cột áp áp suất, V2/2g – chiều cao cột áp vận tốc.
Phương trình Bernoulli đối với chất lỏng lý tưởng có thể được phát biểu là: tổng
chiều cao cột áp hình học, áp suất, và vận tốc là một hằng số.
3.2.4 Đơn vị của năng lượng dòng chảy và phương trình Bernoulli
Trong cơ học lưu chất, năng lượng của dòng chảy sử dụng trong phương trình
Bernoulli và một số trường hợp khác có thể thể hiện ở các dạng sau :
Dạng năng lượng của một đơn vị khối lượng (J/kg)
Dạng chiều cao của một cột lưu chất (m). Khi ấy thế năng thủy tĩnh là p/ρg và
động năng là v2/2g và phương trình Bernoulli có dạng :
Phương trình Bernoulli
Dạng áp suất của lưu chất (Pa). Khi ấy thế năng vị trí là ρgz và động năng là
ρv2/2, và phương trình Bernoulli có dạng :
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD : TH.S PHẠM BÁ KHIỂN
3.2.5 Các chi tiết của máy pha cà phê syphon
1 x Bình thuỷ tinh chịu nhiệt có nắp
1 x Bình inox chịu nhiệt hình trụ
1 x Giá đỡ
1 x Điện trở vòng cung cấp nhiệt
1 x Lưới lọc
1 x Muỗng xúc bột cà phê
1 x Que khuấy cà phê
Quy trình pha chế sypon
Đầu tiên hãy ngâm tấm lọc cà phê vào nước sôi trong 3-5 phút, sau đó đặt ngay
ngắn vào phễu.
22
