Título: PROJETO, PROTOTIPAGEM E ANÁLISE DE UM MOEDOR DE CAFÉ DE ROLOS
Título alternativo: DESIGN, PROTOTYPING AND ANALYSIS OF A ROLLER COFFEE GRINDER
Autoria de: Victor Wallace Ribeiro dos Santos
Orientação de: Mauricio Francisco Caliri Junior
Presidente da banca: Maurício Francisco Caliri Júnior
Primeiro membro da banca: Luisa Pereira Figueiredo
Segundo membro da banca: Carlos Eduardo Silva Volpato
Terceiro membro da banca: Anderson Júnior de Freitas
Palavras-chaves: Café, Moedor de rolos, Moagem homogênea, Controle de granulometria, Eficiência energética.
Data da defesa: 09/07/2025
Semestre letivo da defesa: 2025-1
Data da versão final: 11/07/2025
Data da publicação: 11/07/2025
Referência: Santos, V. W. R. d. PROJETO, PROTOTIPAGEM E ANÁLISE DE UM MOEDOR DE CAFÉ DE ROLOS. 2025. 87 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
Resumo: A Associação Brasileira da Indústria de Café apresenta dados robustos que demonstram o crescente consumo de café, principalmente no Brasil, sendo o segundo país que mais consome café no mundo. É válido salientar que houve um aumento na procura de consumo e preparo de cafés especiais ao longo dos anos, implicando em consumidores que têm preferência em realizar um preparo mais robusto e refinado da bebida. No consumo do café, a moagem é o processo de esmagar e fragmentar o grão de café em partículas menores, sendo que a granulometria resultante gera propriedades distintas no produto final, tais como, textura, acidez e sabor. Para a realização da moagem, faz-se necessário a utilização de dispositivos apropriados, os moedores, em que existem diferentes variações, cada uma com sua particularidade. Contudo, é possível observar a carência existente em moedores do tipo rolos em uma escala menor, o que seria muito útil em aplicações domésticas, por exemplo. Por isso, esse trabalho propõe o estudo de moedores de rolo de café em escala doméstica através do desenvolvimento de um protótipo experimental de bancada para verificar e validar aspectos como, eficiência energética, taxa de moagem e homogeneidade no tamanho do grão após a moagem. O moedor contou com dois estágios de moagem composto por três rolos compressores, ou seja, um rolo maior e dois menores. Também foi desenvolvido um mecanismo de ajuste do tamanho do grão. Com a finalização do dimensionamento dos componentes e demais etapas pré-fabricação, o protótipo foi produzido em laboratório utilizando componentes simples e de baixo custo. Sua estrutura foi confeccionada de aço tubular de perfil quadrado, o sistema de transmissão de engrenagens cilíndricas de dentes helicoidais foi proveniente de uma manufatura aditiva. Após a fabricação, montagem e acabamento de todo o sistema, foi necessário realizar diversos ensaios. O primeiro foi o teste de potência consumida pelo motor em funcionamento e em estado ocioso, apresentando respectivamente valores de 54,6 W e 79,2 W. A taxa de moagem do protótipo foi de 0,5 gs ou 30 gmin. Por meio de análises granulométricas foi concluído que o protótipo necessita de mais um estágio de moagem, ou seja, dois estágios os grãos apresentam tamanho médio entre 1,0 e 2,0 mm. Já com três estágios, os valores são entre 0,6 e 1,0 mm, além de apresentar maior homogeneidade. Por fim, devido a problemas na construção do protótipo, o mecanismo de ajuste milimétrico se tornou não funcional. Dessa forma, por meio de todos resultados obtidos, foi coletado dados e sugestões de melhoria para serem aplicadas no produto comercial, o qual precisa de um aporte de recursos significativo para efetivação.
Abstract: The Brazilian Coffee Industry Association presents robust data demonstrating growing coffee consumption, particularly in Brazil, which is the second-largest coffee-consuming country in the world. Its worth noting that there has been an increase in demand for specialty coffees over the years, resulting in consumers preferring a more robust and refined beverage. In coffee consumption, grinding is the process of crushing and fragmenting the coffee bean into smaller particles, with the resulting grain size generating distinct properties in the final product, such as texture, acidity, and flavor. Grinding requires the use of appropriate devices, known as grinders, which come in different variations, each with its own unique characteristics. However, theres a lack of smaller-scale roller grinders, which would be very useful in domestic applications, for example. Therefore, this work proposes the study of domestic-scale coffee roller grinders through the development of an experimental benchtop prototype to verify and validate aspects such as energy efficiency, grinding rate, and bean size homogeneity after grinding. The grinder featured two grinding stages composed of three compressor rollers one larger and two smaller rollers. A bean size adjustment mechanism was also developed. Once the component sizing and other prefabrication steps were completed, the prototype was produced in the laboratory using simple, low-cost components. Its structure was made of square-profile tubular steel, and the helical cylindrical gear transmission system was obtained through additive manufacturing. After the entire system was manufactured, assembled, and finished, several tests were performed. The first was a test of the motors power consumption during operation and at idle, which yielded values ????of 54.6 W and 79.2 W, respectively. The prototypes grinding rate was 0.5 gs or 30 gmin. Through granulometric analysis, it was concluded that the prototype requires an additional grinding stage??two stages, the grains have an average size between 1.0 and 2.0 mm. With three stages, the values ????are between 0.6 and 1.0 mm, in addition to presenting greater homogeneity. Finally, due to problems in the prototypes construction, the millimeter adjustment mechanism became nonfunctional. Therefore, through all the results obtained, data and suggestions for improvements were collected to be applied to the commercial product, which requires a significant investment of resources to be implemented.
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G032 - ENGENHARIA MECÂNICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Victor Wallace Ribeiro dos Santos e Universidade Federal de Lavras
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