高效咖啡干豆脫殼機的應用研究

何紅艷，程金煥，王情雄，黃家雄，

張曉芳1，畢曉菲1，楊 陽1，許 娜2，彭嬌嬈2

（1.云南省農業科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究所，云南保山 678000；2.保山市奧福實業有限公司，云南保山 678000）

咖啡與可可、茶葉并稱為世界三大飲料，咖啡在產量、消費量及產值上均居首位。截至2016年，我國咖啡種植面積超過120 khm2，總產量1.4×105t，占全球總產量的1.5%。云南現有咖啡總種植面積118 khm2，總產量1.39×105t，兩項指標占全國的99%以上[1]。目前，云南的商品豆大多采用濕法加工，少量的精品咖啡采用干法或半干法加工。不論采用何種加工方法，干燥后最終都要進入脫殼環節，即脫殼機把咖啡上面包裹的外殼（內果皮或羊皮紙）脫掉。脫殼屬于咖啡生豆加工中非常重要又很容易被忽視的關鍵環節，因為咖啡干豆的大小無法進行分級，只能統一進行加工，如果碾輥間隙過大，就會脫不干凈，如果間隙過小，又容易將咖啡豆壓壞，破碎率增多，影響咖啡質量[2]。脫凈率及機損情況不僅影響咖啡豆外觀，還影響咖啡后面的深加工環節。因此，咖啡干豆脫殼是咖啡初加工中非常重要的環節之一。

已干燥的咖啡干豆外表包裹著外殼和一層銀皮，通常都是脫掉殼之后再進行出售。傳統的咖啡脫殼機通常是選用碾米機改裝，改換篩子后對咖啡干豆進行脫殼加工，設備結構復雜、合理性較差、加工的咖啡破碎率較高、脫凈率低、光澤差，且咖啡豆與殼屑、銀皮混雜，加工時還要適時調節進料量和碾輥的間隙，技術不夠嫻熟時極易出現進料不均、堵塞等情況[3]。因此，傳統的咖啡脫殼機雖然價格低，但加工的咖啡質量層次不齊，嚴重影響咖啡豆的外觀及質量，最終影響銷售的價格。國外的咖啡加工技術較成熟，但設備價格昂貴，難以推廣。高效咖啡干豆脫殼機（獲國家授權使用的實用新型技術專利，專利號：ZL201721335577.3）的研制，實現了設備國產化，成功解決了上述問題。現對該機研制和應用情況進行介紹。

1 結構

該機主要包括進料箱、脫殼箱、排料管和進料倉。

結構簡圖見圖1，螺旋進料桿見圖2，脫殼轉動軸見圖3。

圖1 結構簡圖

圖2 螺旋進料桿

圖3 脫殼轉動軸

2 工作原理

將待脫殼的咖啡豆放置在進料倉內，開啟進料倉內的進料裝置，咖啡豆通過進料轉軸和進料桿配合進料，可避免咖啡豆堵塞進料倉，同時由于容積的逐漸縮小和阻力的增大，咖啡豆之間的密度隨之增大，咖啡豆的室內擠壓和摩擦作用也相應加強，因此螺旋進料桿對咖啡豆進行了初步去殼的加工。當咖啡豆被推送到脫殼箱內，電機帶動脫殼輥軸轉動，脫殼輥軸上的脫殼臺對脫殼箱內的咖啡豆進行脫殼，脫殼后的咖啡豆從排料管排出[4]。此時，抽風機將脫落下來的咖啡殼從一級排渣孔和二級排渣孔吸入排渣箱內，排渣箱內的咖啡殼從排渣口排走，完成豆殼分離，分離后干凈的咖啡豆經過出料口流出。

3 性能參數

外形尺寸（長×寬×高）1 900 mm×1 830 mm×2 100 mm，質量680 kg，電壓380 V，電機功率22 kW，脫殼輥（直徑×長）φ250 mm×700 mm，脫殼輥轉速8 000 r/min，生產率≥2 t/h，脫殼率≥95%，拋光率≥80%，破碎率≤4%，出料口成品咖啡豆溫度≤35℃。

4 高效咖啡干豆脫殼機的特點及應用情況

該咖啡干豆脫殼機經過不斷的改進和創新，具有以下特點：①結構簡單、操作方便。從結構圖可清晰了解該機械的構造和咖啡干豆的整個脫殼過程，掌握了原理構造，對機械的操作和控制就顯得簡單容易。②節約成本，省時省力。傳統的脫殼機至少需要2人才能操作，而且脫殼效率低下、容易堵塞，堵塞之后不容易清理，對機械的修理和維護也比較繁瑣，造成對人力物力的浪費。高效咖啡干豆脫殼機的操作只需1人，操作及維護比較容易。③脫殼效率高、咖啡豆損傷率小。該機械的最大優勢就是脫殼效率高，并且豆殼分離較干凈，對咖啡豆的損傷也很少，破碎率為4%以下。除此之外，該設備占地面積小、效率高、方便快捷，其咖啡殼的脫凈率、機損率均達到咖啡生產的國際標準，且比同類產品低。在提高咖啡干豆脫殼質量、勞動生產率及干豆脫凈率，降低咖啡豆的機損率、機器成本等方面取得較好的效果[5]。該設備自研發以來，得到廣大咖啡加工企業的一致好評和高度認可。目前在云南省內咖啡種植區已推廣近100臺，還推廣銷售到越南、老撾等咖啡種植國，均得到良好反饋。