Máy chiết rót và đóng kín cà phê: Cách thức hoạt động và những điều cần tìm

Máy chiết rót và đóng kín cà phê hoạt động như thế nào - và cách chọn loại phù hợp

Thị trường viên nang cà phê trên toàn thế giới (Máy đóng kín cà phê) là 29,6 tỷ USD vào năm 2024, theo báo cáo của Mordor Intelligence và đang tăng trưởng CAGR 6,26% mà không có dấu hiệu chậm lại. Đằng sau mỗi viên cà phê nespresso, cà phê k-cup và viên nang dolce gusto trên các kệ hàng là một máy đóng gói cà phê có chức năng định lượng bã, xả sạch khoảng trống phía trên bằng nitơ và đậy kín nắp trong vòng chưa đầy một giây. Cho dù bạn đang thành lập một thương hiệu viên nang có nhãn hiệu riêng hay mở rộng một nhà rang xay đã có tên tuổi, việc hiểu cách thức hoạt động của các máy này – và thông số kỹ thuật nào thực sự quan trọng – là điều biến vấn đề đau đầu đắt tiền thành một dây chuyền đóng gói có lợi nhuận.

Bài viết này hướng dẫn từng bước cách đóng gói và niêm phong, so sánh các dạng viên nang với kích thước chính xác và chia sẻ các thông số kỹ thuật bạn nên đánh giá trước khi đặt hàng.

Máy chiết rót và đóng kín cà phê thực sự làm được những gì

Máy chiết rót và hàn kín cà phê là một máy rót viên nang cà phê tự động, có chức năng đo và đổ một lượng chính xác cà phê xay vào các viên nang được tạo hình sẵn, xả khoảng trống phía trên của mỗi viên bằng khí nitơ để loại bỏ oxy, đặt nắp giấy bạc lên mỗi viên nang và hàn nhiệt để tạo thành một rào cản giữ cho sản phẩm luôn tươi mới trong khoảng từ 12 đến 18 tháng.

Về cốt lõi, chiếc máy này được thiết kế cho một công việc: định lượng, chiết rót và hàn kín viên nang với trọng lượng và tốc độ chính xác với khả năng lặp lại cực cao. Chìa khóa của sự hiện đại máy đóng gói và đóng gói viên nang cà phê là độ lặp lại trên hàng ngàn chu kỳ. Một máy chiết rót quay được nạp ở tốc độ 400 CPM phân phối chính xác từng liều đến 0,1 g - đủ chặt để người tiêu dùng có được cùng một lượng tính năng chiết xuất từ ​​​​viên nang này sang viên nang khác.

Những máy này có thể xử lý nhiều loại viên nang khác nhau. Ví dụ: một dây chuyền sản xuất có thể đóng gói vỏ nhôm viên nang cà phê nespresso trên một máy, vỏ đóng gói k-cup trên một máy khác và viên nang làm đầy dolce gusto trên một máy thứ ba. Các định dạng khác nhau có khuôn, khối lượng định lượng và điều kiện niêm phong khác nhau nhưng bản chất của quá trình chiết rót là giống nhau.

Máy rót viên nang cà phê sẽ nạp phần rỗng, định lượng bột cà phê, xả nitơ và bịt kín ở tốc độ từ 20 CPM trên các máy tuyến tính cấp thấp và hơn 600 CPM trên các máy quay cao cấp.

Tại sao việc đóng gói phù hợp lại quan trọng? Cà phê dễ hư hỏng. Cà phê khi xay sẽ bắt đầu mất đi đặc tính thơm dễ bay hơi trong vài phút đầu tiên khi tiếp xúc với oxy. Một máy chiết rót và niêm phong sẽ khóa những đặc tính đó bên trong viên nang trước khi chúng thoát ra ngoài.

Từng bước: Quy trình chiết rót và niêm phong hoạt động như thế nào

Mỗi viên cà phê đi qua sáu trạm từ vỏ rỗng đến gói kín, sẵn sàng để trên kệ. Dưới đây là quy trình chiết rót và niêm phong cho từng trạm trên các tuyến riêng biệt.

1. Nạp viên nang
   Các viên nang rỗng được đưa vào các máy bán tự động gắn trên phễu, chúng có thể được nạp thủ công vào phễu - hoặc được đưa vào từ dây chuyền số lượng lớn bằng bộ cấp bát rung - trên dây chuyền hoàn toàn tự động. Mỗi bộ nạp sẽ định hướng các viên nang sao cho chúng nằm đúng hướng, sau đó đặt chúng vào một giá đỡ (đĩa khuôn). Trên các máy quay, tấm khuôn được bố trí xung quanh một tháp pháo ở giữa máy. Trên các máy tuyến tính, (di chuyển theo đường thẳng dọc theo băng tải), các viên nang được nạp thẳng hàng với các lỗ trên băng tải. Bộ cảm biến sẽ phát hiện các viên nang bị hư hỏng hoặc sai cách và từ chối chúng.
2. Định lượng cà phê
   Một máy khoan nạp được điều khiển bằng động cơ servo để đưa cà phê xay vào hỗn hợp viên nang. Mũi khoan của nó quay một số vòng quay cụ thể để mang lại trọng lượng mong muốn (thường từ 5 đến 14 gram tùy thuộc vào dạng vỏ). Hệ thống chiết rót tiên tiến sử dụng sự kết hợp giữa phản hồi trọng lượng và đếm vòng quay trục vít cho mục tiêu trọng lượng rất chặt 0,1 g. Kích thước xay, độ ẩm và mật độ của cà phê xay có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác định lượng nên người vận hành phải hiệu chỉnh hệ thống trong mỗi lần chuyển đổi.
3. Đầm và nén
   Sau giai đoạn đổ đầy cà phê, một pít-tông nén sẽ nén cà phê với áp suất thấp - tương tự như quá trình nén 'đổ đầy giỏ' tiêu chuẩn. Mặc dù không phải là áp suất 'espresso' - điều chúng tôi muốn là sự thấm đều trên bề mặt và nước trong quá trình pha, chứ không phải là một quả bóng bị lệch, không thể vượt qua. Người vận hành có thể điều chỉnh độ sâu nén và lực nén. Dưới lực nén, Nước tìm thấy các 'kênh' xuyên qua cà phê và tạo ra pha cà phê không đều. Nén quá mức, buộc nước chuyển động và tạo ra những bức ảnh đắng, quá mức.
4. xả nitơ
   Một vòi phun nitơ bơm loại thực phẩm N vào khoảng trống của cà phê. Điều này thổi bay O và là yếu tố chính quyết định thời hạn sử dụng. O dư tối thiểu dưới 3%. Mục tiêu của nhà sản xuất viên nang hàng đầu là dưới 1%. Quá trình xả nitơ mất một phần nghìn giây - đủ nhanh để loại bỏ toàn bộ oxy nhưng đủ ngắn để theo kịp tốc độ đường truyền.
5. Vị trí nắp
   Các nắp bằng giấy bạc/màng composite cắt sẵn được lấy ra từ tạp chí và đặt vào viên nang đã mở (thường thông qua cốc hút hoặc dụng cụ kẹp cơ học). Việc đăng ký nắp phải chính xác với viên nang, nếu lệch 0,5 mm thì sản phẩm sẽ không được đóng kín khi xả nitơ. Các hệ thống khác lấy phim cuộn và cắt theo đường thẳng.
6. Ép nhiệt
   Một khuôn được làm nóng được hạ xuống trên nắp tạo thành một điểm tiếp xúc áp suất của nắp với vành viên nang. Áp suất bịt kín và nhiệt được áp dụng đồng thời (khoảng 180-230 C tùy thuộc vào loại nắp) và áp suất để dán giấy bạc vào mặt bích viên nang. Điều này tạo ra một lớp bịt kín ngăn chặn sự xâm nhập của oxy. Thời gian dừng khuôn thông thường là 0,3-0,8 giây. Sau khi niêm phong viên nang đã hoàn thành, rời khỏi máy và được chuyển đến băng tải xả để đóng gói thùng/thùng ở hạ lưu.

Các dạng viên nang: Nespresso, K-Cup, Dolce Gusto, v.v.

Những viên nang cà phê không có một hình dạng, kích thước hoặc được làm từ một chất liệu cụ thể. Mỗi định dạng cụ thể sẽ hướng dẫn máy về loại khuôn, nắp và khuôn bịt kín nào sẽ cần thiết. Dưới đây là bảng so sánh từng kích thước theo kích thước của các dạng viên nang phổ biến nhất được giao dịch trên thị trường.

viên nang làm đầy nespresso và vỏ k cup thống trị lĩnh vực cà phê phục vụ một lần, nhưng định dạng dolce gusto và Lavazza đang phổ biến ở Châu Âu và Châu Á. Vỏ ESE là loại đơn giản nhất: cà phê xay được nén giữa hai lớp giấy lọc – và yêu cầu một loại máy rót vỏ cà phê khác với hệ thống dạng viên nang.

Việc chuyển đổi định dạng sản xuất bia trên các máy đa định dạng có thể được thực hiện dễ dàng bằng cách trao đổi các tấm khuôn và khuôn hàn kín. Quá trình chuyển đổi thông thường giữa nước trái cây và Lakammog là 15-45 phút, tùy thuộc vào mức độ khác nhau của hai định dạng. Pha cà phê Nespresso và niêm phong K-cup trên cùng một máy K-cup và không chuyển đổi là điều phổ biến nhưng không dễ dàng - đó là những máy có đường kính 37 mm so với 45 mm và cao 30 mm so với 40 mm, với các vật liệu nắp khác nhau.

Thủ công, bán tự động và hoàn toàn tự động - Loại nào phù hợp với quy mô sản xuất của bạn?

Các mẫu máy đóng gói cà phê, thường được gọi là máy đóng gói cà phê trong danh mục giao dịch, có 4 cấp độ khác nhau, được thiết kế cho phạm vi sản lượng dự kiến ​​hàng ngày. So sánh các thông số kỹ thuật quan trọng nhất: tốc độ, độ chính xác, nhân công, không gian và giá cả bên dưới. Chọn đúng cấp độ là một phần quan trọng trong việc tạo ra sản phẩm cà phê của bạn. Có lẽ bạn đang chuyển từ quy mô thí điểm nhỏ sang quy mô toàn diện hoặc cần nâng cấp hệ thống đóng gói hiện tại của mình. Buổi giới thiệu này đưa ra những khác biệt thực sự.

Máy pha cà phê thủ công phổ biến nhất – tương đương với Moka Pot – tạo viên nang bằng lực tay, múc cà phê chất lượng cao vào bộ lọc cốc cà phê và nén chặt trước khi nhấn cần gạt để bịt kín. Các nhà rang xay vi mô đang thử nghiệm các cấu hình hương vị mới có thể phát triển cùng với chúng. Bán tự động thực hiện nỗ lực tìm ra bức tranh bổ sung năng lượng cơ giới cho các trạm định lượng và niêm phong. Họ có thể uống 10-30 viên/phút; thích hợp cho việc mở đợt.

Dây chuyền sản xuất viên nang cà phê hoàn toàn tự động thay đổi hoàn toàn nền kinh tế. Máy tuyến tính chạy 40–120 viên mỗi phút với lượng lao động tối thiểu. Máy làm đầy viên nang cà phê quay đẩy con số đó lên 100–600 viên mỗi phút, được thiết kế cho các hoạt động chạy nhiều ca. Đúng, chênh lệch về giá là có thật, nhưng chi phí cho mỗi viên nang theo số lượng cũng vậy: một máy quay chạy 400 CPM trong 16 giờ sẽ tạo ra 384.000 viên mỗi ngày.

Thông số kỹ thuật chính cần đánh giá trước khi mua

Giá cả và tốc độ thường là hai con số duy nhất người mua chú ý khi lựa chọn máy pha cà phê viên nang phù hợp. Họ không nên như vậy. Hãy xem xét 8 lĩnh vực đặc điểm kỹ thuật chính sau đây khi so sánh thiết bị đóng gói viên nang từ các nhà cung cấp khác nhau.

Làm thế nào việc xả và niêm phong nitơ bảo vệ độ tươi của cà phê

Hạt cà phê rang chứa hơn 800 hợp chất hữu cơ dễ bay hơi tạo nên mùi thơm và hương vị. Các hợp chất này bắt đầu tương tác với oxy sau khi cà phê được xay. Quá trình oxy hóa phá hủy các mùi thơm phức tạp tươi sáng, biến cấu trúc tốt thành hương vị bìa cứng cũ. Viên nang cà phê có không khí xung quanh trong không gian đầu sẽ mất đi chất lượng có thể cảm nhận được sau nhiều tuần.

Việc xả nitơ có thể giải quyết vấn đề này bằng cách thay thế oxy bao quanh cà phê bằng nitơ trơ. Nitơ sẽ không phản ứng với các hợp chất cà phê. giữ lượng oxy dư ở mức dưới <3%- <1% nếu sử dụng quy trình đổ đầy và bịt kín bằng cách giảm lượng khí dư xuống dưới 3%. Thời hạn sử dụng tăng từ vài tháng lên 12-18 tháng. viên nang không được xả sẽ mất chất lượng cà phê có thể cảm nhận được sau tối đa 3-6 tháng—ngay cả khi nắp được đậy kín vì không khí bị giữ lại vẫn có ~21% oxy.

Dấu niêm phong đại diện cho nửa sau của phương trình. Tuy nhiên, việc xả nitơ lý tưởng đến mức nào, nó có thể bị vô hiệu hóa bởi một vòng đệm kín bị hỏng. Nếu nắp không liên kết hoàn toàn với vành viên nang, oxy có thể xâm nhập qua các vết kim châm.

Việc kiểm tra tính toàn vẹn của dấu niêm phong, hoặc kiểm tra phân hủy chân không hoặc kiểm tra nổ, phải được thực hiện trên các mẫu viên nang ngẫu nhiên trong suốt quá trình sản xuất từng lô. Một dấu niêm phong không thành công trên 100 viên nang có thể dẫn đến sự không hài lòng của khách hàng đối với cà phê chua.

Bắt đầu kinh doanh viên nang cà phê - Thiết bị ngoài máy chiết rót

Máy chiết rót và hàn kín chỉ là một thiết bị mà nhà sản xuất viên nang cà phê cần. Nếu bạn đang bắt đầu kinh doanh viên nang, bạn sẽ cần một chuỗi đầy đủ từ đậu xanh đến sản phẩm đóng gói. Sau đây thể hiện đầy đủ dây chuyền sản xuất viên nang cà phê.

Môi trường thị trường là lý tưởng. Nhu cầu về bao bì sản phẩm cà phê dùng một lần đang mở rộng trên thị trường toàn cầu, trị giá 29,6 tỷ USD vào năm 2024, với CAGR là 6,26% (Mordor Intelligence). Ngoài viên nang, túi cà phê và bao bì dạng túi có thể đại diện cho một phân khúc quan trọng trong bao bì sản xuất cà phê - đặc biệt là do các nhãn hiệu viên nang nhãn hiệu riêng mới gia nhập thị trường.

Hoàn thành hợp đồng là một cơ hội khác; trong một số trường hợp, các công ty tránh hoàn toàn việc đầu tư vào khái niệm đồng đóng gói và cung cấp dịch vụ chiết rót cho một số nhà rang xay cà phê không có thiết bị máy đóng gói cà phê của riêng họ.

Các câu hỏi thường gặp

Máy chiết rót và đóng kín viên nang cà phê hoạt động như thế nào?

Máy chiết rót và đóng kín viên nang cà phê hoạt động như thế nào?

Được thực hiện tự động, nạp các viên nang rỗng, định lượng cà phê xay bằng máy khoan được điều khiển bằng servo và nén bột đến mật độ đồng đều, sau đó khí nitơ thổi vào khoảng trống phía trên để thay thế oxy, sau đó nắp giấy bạc được dán nhiệt vào vành viên nang. Tất cả điều này chỉ mất chưa đầy một giây cho mỗi viên trên đường quay tốc độ cao.

Sự khác biệt giữa máy rót quay và tuyến tính là gì?

Sự khác biệt giữa máy rót quay và tuyến tính là gì?

Hệ thống tuyến tính có các viên nang di chuyển trên đường thẳng từ trạm này sang trạm khác. Chúng mang lại hiệu suất 4060 CPM. các đường quay định vị các trạm của chúng xung quanh một tháp pháo trung tâm để có thông lượng cao hơn (100600+ CPM). Hệ thống quay có giá cao hơn ($80.000-$300.000+) nhưng sử dụng ít không gian sàn xưởng hơn cho mỗi viên nang được sản xuất. Hệ thống tuyến tính dễ bảo trì hơn và thường phù hợp hơn cho các hoạt động xử lý dưới 50.000 viên nang mỗi ngày.

Máy làm viên nang cà phê giá bao nhiêu?

Máy làm viên nang cà phê giá bao nhiêu?

Giá dao động từ khoảng 1.000 USD cho một máy để bàn thủ công đến Jukodolluhaor hoặc cao hơn cho một máy quay tốc độ cao. Máy bán tự động cần thiết cho hầu hết các quy mô sản xuất vừa và nhỏ có mức giá từ 5.000 đến 15.000 USD.

Một máy có thể rót cả viên Nespresso và K-Cup không?

Một máy có thể rót cả viên Nespresso và K-Cup không?

Một số máy Multi-Format và máy Kidu hỗ trợ sản xuất cả hai. Tuy nhiên, những dòng đó yêu cầu chu kỳ chuyển đổi định dạng là 15-45 phút để chuyển đổi. Quá trình này bao gồm việc thay thế khuôn, điều chỉnh thể tích đổ đầy và điều chỉnh khuôn bịt kín nhiệt. Các hoạt động khối lượng lớn thường chạy các dòng riêng biệt của Kahtarekyou và Aziskes cho từng định dạng viên nang để đảm bảo tốc độ và độ chính xác.

Mất bao lâu để thiết lập một dây chuyền sản xuất viên nang cà phê?

Mất bao lâu để thiết lập một dây chuyền sản xuất viên nang cà phê?

Thời gian thực hiện từ khi đặt hàng thiết bị đến lần sản xuất đầu tiên thường là 3-6 tháng được giao đến xưởng tùy thuộc vào thời gian vận chuyển, lắp đặt, vận hành thử. Cần bổ sung thêm thời gian thực hiện cho việc chuẩn bị nền máy, móc nối tiện ích (nitơ Huukaj Jikflong, điện, khí nén) và đào tạo phi hành đoàn.

Máy niêm phong viên nang cần bảo trì những gì?

Máy niêm phong viên nang cần bảo trì những gì?

Bảo trì phòng ngừa hàng ngày nên bao gồm: làm sạch thêm các trạm nạp, làm sạch hệ thống thu gom bụi và kiểm tra khuôn bịt kín nhiệt xem có bị nhiễm mảnh vụn hay không. Bảo trì hàng tuần nên bao gồm: loại bỏ bất kỳ chất bôi trơn nào thoát ra, kiểm tra đường dây cung cấp khí nitơ để phát hiện tắc nghẽn và hiệu chỉnh trạm nạp bằng quả nặng. Phần lớn các nhà sản xuất khuyến nghị dịch vụ phòng ngừa trên toàn nhà máy với thời gian chạy tối thiểu là 2.0003.000 giờ.