Nghiên cứu đề xuất công nghệ và thiết bị bóc vỏ chuối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN QUYẾT NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ BÓC VỎ CHUỐI NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 SKC007514 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN VĂN QUYẾT NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ BĨC VỎ CHUỐI NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 Hướng dẫn khoa học: PGS TS ĐẶNG THIỆN NGƠN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2017 i ii LÝ LỊCH KHOA HỌC LÝ LỊCH SƠ LƯỢC I Họ & tên: NGUỄN VĂN QUYẾT Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 11/09/1986 Nơi sinh: Nam Định Quê quán: Nghĩa Lợi, Nghĩa Hưng, Nam Định Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 82 Nguyễn Bảo, phường Thắng Nhì, Tp Vũng Tàu, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu Điện thoại quan: Fax: II / / Điện thoại di động: 0962141339 E-mail: quyetnv@pvmtc.com.vn QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Chính quy Nơi học: Thời gian đào tạo từ: 2004 đến 2006 Trường TCN Kỹ thuật Cơ khí Giao thơng Tp HCM Ngành học: Cơ khí cắt gọt Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo: 09/2006 đến 10/2010 Nơi học (trường, thành phố): ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM Ngành học: Chế tạo máy Tên đồ án, luận án môn thi tốt ngiệp: Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt ngiệp: Người hướng dẫn: III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác 02/2011 đến Trường Cao Đẳng Nghề Dầu Khí Cơng việc đảm nhiệm Giáo viên iii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 09 năm 2017 Nguyễn Văn Quyết iv CẢM TẠ Sau thời gian thực luận văn “Nghiên cứu đề xuất cơng nghệ thiết bị bóc vỏ chuối” tơi hoàn thành Ngoài cố gắng, nỗ lực thân cịn có hướng dẫn giúp đỡ tận tình q thầy cơ, bạn bè, gia đình tơi suốt thời gian làm luận văn Để tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cảm ơn:  Thầy hướng dẫn khoa học PGS TS Đặng Thiện Ngôn dành nhiều thời gian, tâm huyết nhiệt tình hướng dẫn, định hướng, góp ý, động viên tơi suốt q trình thực luận văn  Ban Giám hiệu, phòng Sau đại học q thầy Khoa Cơ khí tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành tốt luận văn  Các anh, chị, bạn bè, ngồi lớp động viên, giúp đỡ tơi tận tình suốt thời gian thực luận văn  Gia đình, người thân ủng hộ tinh thần, vật chất, tạo điều kiện cho suốt năm học vừa qua Một lần xin chân thành cảm ơn! NGUYỄN VĂN QUYẾT v TÓM TẮT Gần nhu cầu sản phẩm chế biến từ chuối sứ rượu chuối, chuối sấy, bột chuối,… tăng mạnh đòi hỏi sở chế biến phải tăng cường thuê mướn nhân công để gia tăng suất Một công đoạn quan trọng để sơ chế nguyên liệu chuối phục vụ cho công đoạn chế biến theo sau bóc vỏ chuối Kỹ thuật bóc vỏ thủ công với dụng cụ thô sơ cho suất thấp không đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm Luận văn trình bày kết nghiên cứu theo hướng phát triển thiết bị bóc vỏ chuối nhằm khí hố, tự động hố cơng đoạn bóc vỏ chuối Q trình nghiên cứu đạt kết sau: - Khảo sát chung chuối (hình dạng, kích thước), loại thiết bị bóc vỏ chuối liên quan có thị trường; - Đề xuất ngun lý cơng nghệ bóc vỏ chuối sứ ứng dụng qui mơ cơng nghiệp; - Thiết kế, chế tạo mơ hình thiết bị bóc vỏ chuối sứ cơng nghiệp cơng suất nhỏ với suất khoảng 600 kg/ca Kết khảo nghiệm sơ đánh giá khả hoạt động thiết bị bóc vỏ chuối sứ cho thấy: - Thiết bị hoạt động ổn định, kết cấu vững chắc; - Bóc vỏ chuối sứ có đường kính khoảng 34 - 48 mm; - Năng suất đạt 600 kg/ca; - Tỉ lệ thịt chuối đạt yêu cầu lên đến 96% vi ABSTRACT Recently, the demand of products made from banana such as banana wine, dried banana, banana powder,… has increased, it required the processing facilities have to increase their employability to increase productivity One of the important steps to process banana ingredients for subsequent processing is peeling banana The technique of peeling is still handmade with rudimentary tools for low productivity and unsafe food hygiene The thesis presents the research results towards the development of a peeling banana device to mechanize and automate process The research has achieved the following results: - General survey of bananas (shapes, sizes), peeling banana device and related ones on the market; - Promote principle and peeling large banana technology can be applied in industrial scale - Designing, manufacturing industrial peeling large banana model with capacity about 600 kg / shift The preliminary test’s result about assesment on performance of peeling banana equipment shows that: - Equipment stable operation, the machine structure solid - Peel the large banana with diameter from 34 to 48 mm; - Productivity of 600 kg / shift; - Ratio of qualified peeled banana is up to 96% vii MỤC LỤC Trang QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI i XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ii LÝ LỊCH KHOA HỌC iii LỜI CAM ĐOAN iv CẢM TẠ v TÓM TẮT vi MỤC LỤC viii DANH SÁCH CÁC BẢNG xii DANH SÁCH CÁC HÌNH xiii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn Đối tượng phạm vi nghiên cứu Kết cấu đề tài Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chuối, chuối 1.1.1 Khái quát chuối 1.1.1.1 Đặc điểm chung chuối 1.1.1.2 Phân loại 1.1.2 Sản lượng 1.1.2.1 Sản xuất chuối giới 1.1.2.2 Sản lượng chuối Việt Nam 10 1.1.3 Dinh dưỡng chuối 11 1.1.4 Sản phẩm từ chuối 11 1.2 Thực trạng bóc vỏ chuối 11 3.4.2.1 Bóc vỏ chuối tay 11 3.4.2.1 Bóc vỏ chuối kết hợp dụng cụ cầm tay 12 viii 20 22 24 Không dập Bị dập Không dập Không dập Bị dập Bị dập Bị dập Bị dập Bị dập Bị dập Bị dập Bị dập Bị dập Bị dập Bị dập Không đạt Không đạt Không đạt Lực ép lên chuối để đạt yêu cầu không bị dập 18 N 70 Phụ lục 5: Bảng kết khảo sát trọng lượng chuối STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Trọng lượng chuối (g) 74 78 81 83 85 86 88 91 92 94 95 96 98 99 101 102 104 105 106 108 109 111 112 115 117 120 121 123 125 128 132 138 Tổng số Số lượng 1 2 3 4 3 2 2 1 1 1 100 Tỷ lệ (%) 1 2 3 4 3 2 2 1 1 1 Trọng lượng lớn Qmax (g): 138 Trọng lượng nhỏ Qmin (g): 74 Trọng lượng trung bình Qtb (g): 100,87 (Sử dụng cơng thức trung bình mẫu 𝑋̅ = 𝑛 ∑𝑛𝑖=1 𝑥𝑖 để tính trọng lượng chuối trung bình) 71 Phụ lục 6: Mẫu phiếu khảo sát đánh giá độ chín chuối PHIẾU KHẢO SÁT ĐỘ CHÍN CỦA QUẢ CHUỐI SỨ Kính chào Anh/ Chị! Tơi học viên ngành kỹ thuật khí trường Đại học sư phạm kỹ thuật Tp HCM Hiện thực luận văn tốt nghiệp liên quan đến thiết bị bóc vỏ chuối sứ (xiêm) Rất mong Anh/ Chị bớt chút thời gian quý báu để trả lời câu hỏi phiếu khảo sát Mỗi ý kiến đóng góp Anh/ Chị thật có giá trị ý nghĩa trình nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn! *Hướng dẫn trả lời: - Đối với câu hỏi có gợi ý đáp án, anh/chị vui lòng chọn đáp án - Đối với câu hỏi cần viết câu trả lời, anh chị vui lòng viết rõ ràng vào bên câu hỏi Trong buôn bán sản phẩm chuối sứ, anh/chị thường phân loại chuối theo độ chín thành mức độ để phục vụ nhu cầu thị trường □2 □3 □4 □5 □6 □7 □8 khác … Anh/chị cho biết tên gọi tương ứng với loại độ chín chuối nói (xếp theo thứ tự từ thấp đến cao) Mức 1:…………………………… Mức 5:…………………………… Mức 2:…………………………… Mức 6:…………………………… Mức 3:…………………………… Mức 7:…………………………… Mức 4:…………………………… Mức 8:…………………………… Anh chị mơ tả chung đặc tính chuối ứng với mức độ chín nói (màu sắc vỏ chuối, nhu cầu thị trường, đặc trưng thịt chuối…) Mức 1: Mức 2: 72 Mức 3: Mức 4: Mức 5: Mức 6: Mức 7: Mức 8: Chân thành cám ơn hợp tác Anh/Chị! 73 Phụ lục 7: Tổng hợp khảo sát độ chín chuối TT Mức 5 Tên gọi Xanh Hình ảnh Mơ tả chung Vỏ chuối xanh đậm, thịt chuối giòn, chát nhiều nhựa Chớm chín Màu vỏ chuối trơng sáng hơn, khơng cịn màu xanh đậm, có mảng vàng nhạt xuất Thịt chuối trắng, ăn cảm giác sượng chát cịn nhựa Chín tới Vỏ chuối có màu vàng sáng, nhiên xuất mảng xanh nhỏ Loại người dân mua sử dụng chủ yếu Sau khoảng ngày chín vừa ăn Chín vừa Tồn vỏ chuối chuyển sang màu vàng Loại sử dụng ăn tươi vừa giữ hương vị đặc trưng, thịt dẻo Dễ dập nên vận chuyển cần lưu ý Loại thường mua để ăn tươi ln Chín q Vỏ chuối chuyển sang vàng đậm hơn, xuất đốm nâu bắt đầu teo lại Thịt chuối nhão Giai đoạn chuối nhanh bị thối khơng cịn sử dụng 74 Phụ lục 8: Mẫu phiếu khảo sát khảo sát khả bóc vỏ (dễ, khó) mối quan hệ với độ chín chuối PHIẾU KHẢO SÁT KHẢ NĂNG BÓC VỎ KHÓ/DỄ TRONG MỐI QUAN HỆ VỚI ĐỘ CHÍN CỦA QUẢ CHUỐI Kính chào Anh/ Chị! Tơi học viên ngành kỹ thuật khí trường Đại học sư phạm kỹ thuật Tp HCM Hiện thực luận văn tốt nghiệp liên quan đến thiết bị bóc vỏ chuối sứ (xiêm) Rất mong Anh/ Chị bớt chút thời gian quý báu để thực khảo nghiệm trả lời câu hỏi phiếu khảo sát Mỗi ý kiến đóng góp Anh/ Chị thật có giá trị ý nghĩa q trình nghiên cứu tơi Xin chân thành cảm ơn! Anh/chị thực theo hướng dẫn người làm khảo sát trả lời câu hỏi cách khách quan bên Câu 1: Anh/chị cho biết cảm nhận sau thực bóc vỏ ứng với độ chín chuối - Chuối xanh: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Chớm chín: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Chín tới: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Chín vừa: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Chín quá: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Câu 2: Sau thực bóc vỏ chuối với độ chín khác nhau, anh/chị cho biết khả bóc vỏ khó/dễ loại (đánh số từ – 5, số cao ứng với khả khó nhất) Xanh Chớm chín Chín tới Chín vừa Chín Chân thành cám ơn hợp tác Anh/Chị! 75 Phụ lục 9: Tổng hợp đánh giá khảo sát khả bóc vỏ (dễ, khó) mối quan hệ với độ chín chuối TT Độ chín chuối Xanh Chớm chín Chín tới Chín vừa Chín q Hình ảnh Mức khó/dễ Đánh giá chung Vỏ chuối giịn, cứng khó bóc lớp vỏ bị gãy, vỡ Khá nhiều nhựa chảy bóc vỏ Vỏ chuối cón cứng, lớp vỏ bám chặt vào thịt chuối Vỏ chuối bị gãy bóc Vỏ chuối mềm, dẻo dễ bóc lớp thịt chuối cịn tương đối cứng, độ bàm dính vỏ thịt chuối không cao Vỏ chuối mềm, dẻo tương đối dễ bóc, nhiên lớp thịt chuối bắt đầu mềm loại chín tới nên có dấu hiệu vỏ chuối có tượng bám dính vào thịt chuối Vỏ chuối mỏng, dễ bị đứt bóc Vỏ chuối dính chặt vào thịt chuối lúc thịt chuối nhão làm tăng độ nhớt hai bề mặt tiếp xúc 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trường Trung học Nông nghiệp phát triển Nông thôn Quảng Trị , Tài liệu đào tạo nghề Kỹ thuật thâm canh chuối, tr 4, 2013 [2] The Australia & PacificScience Foundation, Tracing antiquity of banana cultivation in Papua New Guinea Internet: http://apscience.org.au/projects/PBF_02_3/pbf_02_3.htm, 22/2/2017 [3] Knife Edges 101 Internet: http://kitchenknifeguru.com/knives/knife-edges101/, 10/3/2017 [4] Whatever you choose, there is a Chef’s Choice Sharpener to maintain better than factory sharp edges on all your knives Internet: https://chefschoice.com/understanding-euroamerican-and-asian-style-knives/, 10/3/2017 [5] Bananas, production quantity (tons) – for all countries Internet: http://www.factfish.com/statistic/bananas%2C%20production%20quantity, 15/3/2017 [6] Trường Cao đẳng Cơng nghệ Kinh tế Bảo Lộc, Giáo trình Mơ đun chuẩn bị sản xuất chuối [7] Nguyễn Hữu Lộc Cơ sở thiết kế máy Nhà xuất Đại học quốc gia Tp HCM 2004 [8] Banana peeling machine – Patent US4446782 [9] Device for separating banana pulp from the peel - Patent US7789016 [10] Guide Ball Bushing/Linear Bushing Internet: http://www.astbearings.com/assets/files/KBC-Bearings-Catalog-LTR.pdf, 24/3/2017 [11] Hồ Viết Bình, Phan Minh Thanh Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM 2013 77 11.5 A-A 10 +0.015 A R35 Ø87 Ø80 R10 46 ° R15 8.5 A YÊU CẦU KỸ THUẬT - Dung sai kích thước cịn lại ±0.1mm LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ BÓC VỎ CHUỐI T.nhiệm Họ tên H.dẫn PGS TS Đặng Thiện Ngôn Duyệt PGS TS Đặng Thiện Ngôn Th kế KS Nguyễn Văn Quyết Chữ ký Ngày BÁNH GAI BÓC VỎ Tỉ lệ: 1:1 Khối lượng: Tờ số: Số lượng: 04 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM SUS304 A-A 12 15 16 13 14 B-B Ø5 H7 g6 Ø18 H7 J6 Ø18 H7 J6 11 17 243 90 10 Ø9 H7 g6 18 Ø10 H7 J6 H7 Ø22 j6 H7 Ø10 g6 H7 H7 Ø7 h6 Ø8 j6 45 145 B 100 A A B 18 17 16 15 14 13 12 11 10 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 08 01 02 01 01 01 STT Số lượng Thanh nối Bạc trượt LM5UU Nhôm 6061 Trục dẫn hướng ∅ Lò xo Thép mạ crom Đai ốc M10 Long đền Bạc trượt LMF10UU Thép C45 S60C Thép C45 Trục dẫn hướng Ø 10 Tấm đỡ bánh gai Trục nối động Thép mạ crom Tấm đỡ motor Khớp nối trục Lục giác chìm M3 Bạc đạn Nhơm 6061 Phe Motor Thép 65 Mn Nhôm 6061 Nhôm 6061 Thép C45 Gối đỡ Bánh gai Nhôm 6061 SUS 304 Tên chi tiết Vật liệu LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ BĨC VỎ CHUỐI T.nhiệm Họ tên H.dẫn Duyệt PGS TS Đặng Thiện Ngôn Th kế KS Nguyễn Văn Quyết Chữ ký Ngày CỤM BÓC VỎ Tỉ lệ: 1:2 Khối lượng: Tờ số: Số lượng: 04 PGS TS Đặng Thiện Ngôn TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM +0.02 2-Ø5 2-C3 2-M3 57 0.01/100 A 10 17 ±0.02 32 ±0.02 54 30 Ø19-0.02 ±0.02 50 -0.1 8-0.2 A 50 19 90 2-Ø7 U CẦU KỸ THUẬT - Dung sai kích thước cịn lại ± 0.1mm 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ BĨC VỎ CHUỐI T.nhiệm Họ tên H.dẫn Duyệt PGS TS Đặng Thiện Ngôn Th kế KS Nguyễn Văn Quyết Chữ ký Ngày GỐI ĐỠ Tỉ lệ: 1:1 Khối lượng: Tờ số: Số lượng: 08 PGS TS Đặng Thiện Ngôn TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM NHÔM 6061 A-A B-B 45° B Ø220 M 4- Ø206 18 215 4x90° 77 B 4-Ø6 +0.02 4-Ø12 40 215 A A YÊU CẦU KỸ THUẬT - Dung sai kích thước lại `0.1mm LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ BĨC VỎ CHUỐI T.nhiệm Họ tên H.dẫn PGS TS Đặng Thiện Ngôn Duyệt PGS TS Đặng Thiện Ngôn Chữ ký Ngày VÀNH GÁ Tỉ lệ: 1:2 Khối lượng: Tờ số: Số lượng: 01 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM Th kế KS Nguyễn Văn Quyết SUS304 50 19 Ø3 19 50 2-Ø6 8.5 8.5 24 20 A 0.05 A +0.1 4-Ø3.2 Ø7 3.5 Ø4 YÊU CẦU KỸ THUẬT Ø25 Ø6 - Dung sai kích thước cịn lại ±0.1mm LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ BĨC VỎ CHUỐI T.nhiệm Họ tên H.dẫn PGS TS Đặng Thiện Ngôn Duyệt PGS TS Đặng Thiện Ngôn Th kế KS Nguyễn Văn Quyết Chữ ký Ngày TẤM ĐỠ ĐỘNG CƠ Tỉ lệ: 1:1 Khối lượng: Tờ số: Số lượng: 08 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM NHÔM 6061 A-A 15±0.01 15±0.01 25±0.01 50 -0.02 4-M3 Ø18 Ø22-0.02 B-B 50 0.1 A 25 2-Ø3.2 2-Ø5.5 YÊU CẦU KỸ THUẬT 70 - Dung sai kích thước cịn lại ±0.1mm 24 30 50±0.02 40 20 B Ø10.2+0.1 -0 A A 19 19 A 10 B LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ BĨC VỎ CHUỐI T.nhiệm Họ tên H.dẫn PGS TS Đặng Thiện Ngôn Duyệt PGS TS Đặng Thiện Ngôn Th kế KS Nguyễn Văn Quyết Chữ ký Ngày TẤM ĐỠ BÁNH GAI Tỉ lệ: 1:1 Khối lượng: Tờ số: Số lượng: 08 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM NHÔM 6061 S K L 0 ... tăng suất bóc vỏ chuối sứ đầu tư, phát triển thiết bị bóc vỏ chuối nhằm khí hố, tự động hố cơng đoạn bóc vỏ chuối Đề tài ? ?Nghiên cứu đề xuất cơng nghệ thiết bị bóc vỏ chuối? ?? đề tài nghiên cứu ứng... đề xuất nguyên lý công nghệ bóc vỏ chuối: đề xuất nguyên lý khả thi đề xuất cơng nghệ bóc vỏ chuối sứ cơng nghiệp công suất nhỏ - Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mơ hình thiết bị tách bóc vỏ chuối. .. khía vỏ chuối 3.2 Cơng nghệ bóc vỏ chuối sứ 3.2.1 Các công việc thực - Đề xuất nguyên lý bóc vỏ chuối khả thi; 30 - Đề xuất cơng nghệ tách bóc vỏ chuối sứ 3.2.2 Đề xuất nguyên lý bóc vỏ chuối