Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy cuốn chả giò quy mô hộ gia đình

Vìnhững mục tiêu và lí lẽ đó nhóm chúng em đã lên ý tưởng thực hiện đề tài“Nghiên cứu thiết kếvà chế tạo máy cuốn chả giò quy mô hộ gia đình” với mục đích những người sản xuất trong cơsở

GIỚI THIỆU

Tính cấp thiết của đề tài

Ngành chế biến lương thực, thực phẩm hiện nay đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế, không chỉ trong nước mà còn trên thị trường quốc tế Đây là lĩnh vực có khả năng tạo ra hiệu quả kinh tế bền vững và ảnh hưởng tích cực đến các ngành kinh tế khác trong cả nước.

Nhu cầu ngày càng cao về sản phẩm trong ngành chế biến lương thực, thực phẩm đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp này.

Một số ngành công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm đã có truyền thống lâu đời và đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế Để nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm bớt sức lao động của con người, chúng tôi đã quyết định nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy cuốn chả giò tự động dành cho quy mô hộ gia đình, phục vụ cho đồ án tốt nghiệp học kỳ 2 năm học 2022 - 2023.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Cải tiến quy trình sản xuất thông qua nghiên cứu và phát triển máy cuốn chả giò sẽ nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất, góp phần tối ưu hóa quy trình chế biến.

Cải tiến quy trình sản xuất thông qua nghiên cứu và phát triển máy cuốn chả giò có thể nâng cao năng suất và hiệu quả trong sản xuất.

Máy cuốn chả giò được chế tạo dựa trên nghiên cứu khoa học giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo sự đồng nhất và độ tin cậy trong quá trình sản xuất chả giò.

- Giúp người sản xuất có thể giảm tải sức lao động và thực hiện công việc trong thời gian dài.

Để nâng cao năng suất lao động và giải quyết các tồn đọng trong quá trình làm việc, người lao động có thể đảm nhận những công việc mà các khâu không được tự động hóa.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Tìm hiểu chức năng cơ bản, nguyên lý và cơ cấu điều khiển của máy cuốn chả giò quy

- Thiết kế mô hình 3D bằng phần mềm Autodesk Inventor 2022.

- Tính bền và hoàn chỉnh thiết kế cho các chi tiết.

- Thiết kế phần điện, điều khiển.

- Chế tạo, lắp ráp mô hình thử nghiệm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Những cuốn chả giò trong ngành thực phẩm.

- Nguyên lý cấp bánh tráng, cấp phôi.

- Máy cuốn chả giò tự động.

- Thiết kế, chế tạo máy thực hiện công đoạn cuốn chả giò tự động.

- Công đoạn cấp bánh tráng được thực hiện thủ công.

- Máy chỉ cấp tự động nhân có dạng cây xúc xích.

Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện đề tài này, chúng em sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:

Phương pháp nghiên cứu tài liệu bao gồm việc tham khảo các nguồn tài liệu văn bản như sách, giáo trình và tài liệu tham khảo, cũng như các bài viết từ những nguồn tin cậy trên Internet và catalog của các hãng sản xuất toàn cầu Mục tiêu của việc này là xác định phương án điều khiển và gia công tối ưu cho máy.

Phương pháp thực nghiệm bao gồm việc thực hiện quy trình cấp bánh tráng và tự động hóa từ cụm cấp phôi đến cụm cuốn bánh Đây là cơ sở để tiến hành tính toán và gia công hiệu quả.

Phương pháp phân tích bắt đầu bằng việc tham khảo và nghiên cứu tài liệu để thu thập số liệu về thời gian bánh tráng qua từng cụm Sau đó, việc phân tích các số liệu liên quan đến các máy trên thị trường là rất cần thiết.

Phương pháp mô hình hóa là mục tiêu chính của đề tài, giúp nhóm em kiểm tra và củng cố kiến thức đã học, đồng thời tích lũy kinh nghiệm thực tiễn Việc chế tạo mô hình không chỉ tạo cơ hội cho nhóm em tiếp xúc với công việc gia công lắp ráp mà còn giúp phát hiện những sai sót mà lý thuyết chưa đề cập đến.

- Chương 1: Giới thiệu về đề tài

- Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài

- Chương 3: Cơ sở lý thuyết

- Chương 4: Đưa ra phương hướng và các giải pháp

- Chương 5: Tính toán và thiết kế máy

- Chương 6: Chế tạo thực nghiệm và đánh giá

TÔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐÊ TÀI

Các định nghĩa liên quan

Chả giò, hay còn gọi là nem rán hoặc nem cuốn rán, là một món ăn truyền thống nổi tiếng của Việt Nam Món ăn này có lớp vỏ giòn tan, thường được làm từ thịt heo hoặc cá tươi băm nhuyễn, kết hợp với rau củ, mỳ tôm, nấm, trứng và gia vị Các nguyên liệu được bọc trong bánh tráng hoặc bột mỳ, sau đó chiên cho đến khi có màu vàng đẹp mắt và vỏ giòn, mang đến hương vị thơm ngon và ngọt ngào bên trong.

Chả giò, mặc dù có sự khác biệt về nguyên liệu và kích thước giữa các vùng Bắc, Trung và Nam, vẫn giữ được hương vị tuyệt vời và là món ăn được ưa chuộng không chỉ ở Việt Nam mà còn ở nhiều quốc gia khác trên thế giới.

* Chả giò (chả ram) khi gói

Chả giò thường được cuốn thành hình trụ nhỏ để đảm bảo nhân chả gói gọn và không bị bung ra ngoài Với công thức truyền thống, nhiều người sáng tạo với các nguyên liệu và lựa chọn bánh tráng khác nhau để làm phong phú thêm món ăn.

Hình 2.2:Cuốn chả giò thủ công [3]

*Chả giò (chả ram) – biến tấu của ba miền

Chả giò Bắc là món ăn nổi bật với hình dáng nhỏ gọn, đường kính nhỏ hơn và chiều dài khoảng 7-8cm Nguyên liệu chính bao gồm thịt heo băm nhuyễn, hành, nấm và mỳ tôm, tạo nên hương vị đơn giản, tinh tế và ít ngọt hơn so với các loại chả giò khác.

Hình 2.3:Món chả giò miền Bắc [2]

Chả giò Trung có kích thước vừa phải, dài khoảng 10-12cm, và được làm từ nguyên liệu như thịt heo hoặc tôm băm nhuyễn kết hợp với nhiều loại rau củ như hành, nấm, cà rốt và bí đỏ Hương vị của chả giò Trung rất phong phú nhờ sự kết hợp đa dạng của các nguyên liệu này.

Hình 2.4:Món chả giò miền Trung [2]

Chả giò Nam là món ăn đặc trưng với kích thước lớn, dài từ 15-20cm, được làm từ nguyên liệu như thịt heo, tôm, cua hoặc cá băm nhuyễn Món ăn này kết hợp với nhiều loại gia vị, nấm, trứng, mỳ tôm và rau củ, tạo nên hương vị phong phú và đa dạng Đặc biệt, chả giò Nam thường có vị ngọt hơn so với hai loại chả giò khác.

Hình 2.5:Món chả giò miền Nam [2]

Máy tự động là thiết bị hoàn toàn tự động hóa quy trình sản xuất, từ việc cấp phôi, thao tác trên sản phẩm cho đến việc lấy sản phẩm ra Nhờ vào công nghệ này, con người không cần tốn sức trong quá trình hoàn thiện sản phẩm.

Đặc tính của máy

Máy cuốn chả giò tự động có cấu trúc cơ bản như một hệ thống tự động và được trình bày như trong sơ đồ ở hình 2.1.

Sơ đồ 2.1:Quy trình cuốn chả giò trên máy

- Bước 1: Cấp bánh tráng và làm phẳng

Bánh tráng sau khi được làm ướt sẽ được đưa lên băng tải thủ công, nơi băng tải chuyển bánh tráng tới cụm làm phẳng Cụm làm phẳng có nhiệm vụ ép bánh tráng một cách vừa phải, giúp bánh không bị vướng và dễ dàng cho việc cấp nhân xúc xích ở giai đoạn tiếp theo.

- Bước 2: Cấp nhân xúc xích

Xúc xích được cấp vào hộp chứa sau khi bánh tráng được làm phẳng Băng tải sẽ vận chuyển bánh tráng đến cụm cấp phôi, nơi cảm biến nhận tín hiệu và thả nhân xúc xích xuống bánh tráng.

- Bước 3: Gập đầu bánh tráng

Bánh tráng và nhân xúc xích được đặt vào cụm gập đầu, nơi mà miếng gập sẽ gập một đầu của bánh tráng, giúp định hình góc cuốn một cách hoàn hảo.

- Bước 4: Cán hai bên mép

Bánh tráng sau khi gập một đầu sẽ được đưa qua cụm cán mép, nơi hai tấm inox thiết kế như bánh răng sẽ cán đều qua mép phải và mép trái Quá trình này giúp dễ dàng gập hai bên bánh tráng, tạo nên sản phẩm hoàn thiện hơn.

- Bước 5: Gập hai bên bánh tráng

Bánh tráng sau khi được cán mép và có dấu lằn sẽ được gập lại bằng cách sử dụng hai cụm gập ở bên phải và trái, nhờ vào hai xilanh đẩy từ dưới lên.

- Bước 6: Cuốn bánh tráng và nhân

Bánh tráng và nhân sau khi được xử lý sẽ được chuyển đến cụm cuốn qua băng tải Tại đây, các tấm inox răng cưa sẽ hỗ trợ cuốn bánh tráng lại một cách hoàn hảo, đồng thời băng tải sẽ đẩy bánh tráng đi mà không làm rách nhân xúc xích bên trong.

Hoàn thành tất cả các công đoạn trên ta sẽ được một cuốn chả giò nhân xúc xích và chỉ còn việc lấy đi chiên.

Kết cấu của máy cuốn chả giò

Thiết kế sơ bộ của máy cuốn chả giò gồm 2 phần chính:

- Phần băng tải: Chịu các tải trọng và là bộ phận để liên kết các bộ phận khác trên máy.

- Cơ cấu cấp bánh tráng và xúc xích: Cấp bánh tráng bằng phương pháp thủ công và cấp nhân xúc xích tự động qua cụm cấp phôi trên máy.

Ngoài ra, còn có bộ phận điều khiển PLC và các cụm gập đầu, cụm gập và cụm cuốn.

Các nghiên cứu liên quan đến tài

2.4.1 Các nghiên cứu trong nước

Trên thị trường hiện nay, đã có nhiều công ty trong nước sản xuất và cung cấp dây chuyền máy cuốn chả giò tự động, nhận được sự đón nhận tích cực từ các cơ sở sản xuất Một số máy cuốn chả giò tự động của các doanh nghiệp trong nước đã được đưa ra thị trường, đáp ứng nhu cầu sản xuất của các doanh nghiệp.

Hình 2.6:Máy cuốn chả ram của công ty Thiên Phú [4]

- Máy có thể điều chỉnh tốc độ của băng tải

- Các công đoạn được làm tự động từ đầu đến cuối

- Bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm

- Trọng lượng lớn gây khó khăn trong việc vận chuyển

- Công suất lớn nên khi chạy sẽ tạo ra tiếng ồn

- Chỉ phù hợp có cơ sở sản xuất quy mô lớn

Hình 2.7:Máy cuốn chả giò công ty ANKO [5]

- Tự động từ khâu cấp bánh tráng đến khi ra thành phẩm

- Đa dụng, có thể vừa cuốn được chả giò vừa làm được vỏ bánh Samosa

- Điều chỉnh được kích thước bánh tráng được tạo ra trong khi đang làm việc

- Bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm

- Máy có trọng lượng lớn nên khó khăn trong việc vận chuyển

- Khi hoạt động máy phát ra tiếng ồn

- Chỉ phù hợp cho cơ sở sản xuất quy mô lớn

2.4.2 Các nghiên cứu ngoài nước

Món chả giò không chỉ phổ biến ở Việt Nam mà còn xuất hiện ở nhiều quốc gia khác, đặc biệt là Trung Quốc, nơi có ẩm thực tương đồng Nhận thấy nhu cầu cao về món ăn này, công ty Yucheng Machinery đã phát triển máy cuốn chả giò tự động, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và đáp ứng sở thích của thực khách.

Hình 2.8:Máy cuốn chả giò tự động của Yucheng Machinery [6]

Dây chuyền sản xuất chả giò tự động hoàn toàn bao gồm nhiều thiết bị như máy đánh bột, bơm chuyển, nướng, làm mát, nhồi, phun nước, gấp, cán và vận chuyển Chúng tôi tự hào là nhà cung cấp duy nhất tại Trung Quốc đại lục cho máy cuộn chả giò hoàn toàn tự động, mang đến giải pháp hiệu quả cho ngành thực phẩm.

 Giá đỡ thiết bị hoàn chỉnh được làm bằng thép không gỉ loại SUS304

 Phương pháp sưởi ấm là sưởi ấm điện từ, giúp tiết kiệm 30% năng lượng so với các phương pháp sưởi ấm truyền thống

 Các bánh nướng, con lăn, trục truyền động, v.v được làm bằng thép carbon và polyurethane

 Đai lưới băng tải là đai lưới xương cá 1,5mm

 Bên trong và bên ngoài của bơm chuyển được làm bằng vật liệu 304

 Khuôn được làm bằng hợp kim nhôm 6061 độ bền cao

 Tất cả các tấm của toàn bộ thiết bị có độ dày trang trí là 1,2mm và cốt thép là 5mm-8mm

Hình 2.9:Các bước làm việc của máy cuốn chả giò công ty Yucheng [6]

2.5 Máy cuốn chả giò quy mô hộ gia đình

Hiện nay, máy cuốn chả giò tự động đang được sử dụng rộng rãi tại các nhà máy và cơ sở sản xuất lớn trên thị trường trong nước và quốc tế Những loại máy này có độ tin cậy cao và nhiều chức năng tối ưu, nhưng giá thành lại rất cao, không phù hợp cho các cơ sở sản xuất nhỏ và hộ gia đình.

Máy cuốn chả giò quy mô hộ gia đình được phát triển nhằm hỗ trợ các hộ gia đình và cơ sở sản xuất nhỏ trong quá trình sản xuất chả giò Sản phẩm này có khả năng tạo ra chả giò tương tự như dây chuyền sản xuất công nghiệp nhưng với chi phí thấp hơn, cấu trúc máy đơn giản và dễ sử dụng.

Máy cuốn chả giò quy mô hộ gia đình

Máy cuốn chả giò được thiết kế nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất chả giò tại các cơ sở chế biến thực phẩm.

Máy cuốn chả giò giúp tiết kiệm thời gian và công sức lao động, đồng thời đảm bảo kích thước và hình dạng chả giò đồng nhất và chính xác Thiết bị này được ứng dụng rộng rãi trong các nhà hàng, quán ăn, cửa hàng thực phẩm và các cơ sở chế biến thực phẩm khác.

3.2 Các các thông số cần thiết để chọn động cơ

- Tốc độ quay trên trục hộp số:

NGlà tốc độ quay trên trục hộp số

- Tổng lực tác dụng lên băng tải:

Fa: Ngoại lực ban đầu m có tổng trọng lượng g = 9,8, gia tốc trọng trường μ = 0,3 là hệ số ma sát giữa băng tải và các thanh đỡ Góc θ được tạo bởi mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng vật tiếp xúc.

- Mômen xoắn trụcđầu ra hộp số:

F : tổng lực tác dụng lên băng tải

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Mục đích và ứng dụng của máy cuốn chả giò

Máy cuốn chả giò được thiết kế nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả trong sản xuất chả giò tại các cơ sở chế biến thực phẩm.

Máy cuốn chả giò giúp tiết kiệm thời gian và công sức, đồng thời đảm bảo độ đồng nhất và chính xác về kích thước cũng như hình dạng của chả giò Thiết bị này được ứng dụng rộng rãi trong các nhà hàng, quán ăn, cửa hàng thực phẩm và các cơ sở chế biến thực phẩm khác.

3.2 Các các thông số cần thiết để chọn động cơ

- Tốc độ quay trên trục hộp số:

NGlà tốc độ quay trên trục hộp số

- Tổng lực tác dụng lên băng tải:

Trong bài viết này, chúng ta xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến lực tác động lên hệ thống băng tải Đầu tiên, lực ngoại lực ban đầu được xác định là m, với tổng trọng lượng g = 9,8 Gia tốc trọng trường được ký hiệu là μ = 0,3, đại diện cho hệ số ma sát giữa băng tải và các thanh đỡ Cuối cùng, θ là góc tạo bởi mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng vật tiếp xúc Những thông số này đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu và tối ưu hóa hiệu suất của băng tải.

- Mômen xoắn trụcđầu ra hộp số:

F : tổng lực tác dụng lên băng tải

D :đường kính roller η: hiệu suất bộ truyền

- Mômen quán tính của belt và vật di chuyển :

- Mômen quán tính của roller

Trongđó: m2: khối lương của roller

3.3 Tốc độ quay định mức của động cơ

Sau khi tính được công suất và chọn được động cơ thì ta sẽ tiến hành tính toán tốc độ quay của động cơ bằng công thức sau:

F : tần sốdòngđiện (F = 50Hz) p: sốcực trên củađộng cơ

3.4 Tiêu chuẩn nhà nước quy định về vệ sinh an toàn thực phẩm

3.4.1 Quy định vệ sinh an toàn thực phẩm nói chung

Nhân viên cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về vệ sinh cá nhân, bao gồm việc rửa tay sạch sẽ trước khi tiếp xúc với thực phẩm, đeo trang bị bảo hộ và duy trì môi trường làm việc sạch sẽ.

Quản lý nguyên liệu là quy trình thiết yếu trong việc đảm bảo an toàn và chất lượng sản phẩm Tiêu chuẩn quy định về quản lý nguyên liệu bao gồm việc mua hàng từ các nhà cung cấp đáng tin cậy, lưu trữ nguyên liệu trong điều kiện phù hợp để tránh ô nhiễm, và sử dụng nguyên liệu một cách an toàn Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này không chỉ giúp duy trì chất lượng sản phẩm mà còn bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

Vệ sinh và sự phân tách là yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo an toàn thực phẩm Các khu vực làm việc, thiết bị và bề mặt cần được vệ sinh thường xuyên để ngăn ngừa sự lây lan của vi khuẩn và tạp chất Đồng thời, việc phân tách giữa các loại thực phẩm cũng được quy định nhằm tránh ô nhiễm chéo.

Quy định về nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn thực phẩm Các tiêu chuẩn về nhiệt độ được thiết lập để bảo quản và vận chuyển thực phẩm ở nhiệt độ an toàn, ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn có hại và giảm thiểu rủi ro ngộ độc thực phẩm.

3.4.2 Quy định về sinh an toàn thực phẩm nói riêng về lĩnh vực cuốn chả giò

Quản lý nguyên liệu trong sản xuất chả giò rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm Việc lựa chọn và quản lý nguyên liệu cần tuân thủ các tiêu chuẩn quy định, đảm bảo rằng nguyên liệu sử dụng không bị ô nhiễm và đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về an toàn thực phẩm.

Quy trình sản xuất chả giò phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về vệ sinh và an toàn thực phẩm Điều này bao gồm việc lựa chọn và chuẩn bị nguyên liệu chất lượng, thực hiện quy trình cuốn chả giò đúng cách, đảm bảo nhiệt độ nấu chả giò đạt tiêu chuẩn, và tuân thủ các quy định về bảo quản sản phẩm để giữ được độ tươi ngon và an toàn cho sức khỏe.

Vệ sinh và sự phân tách là yếu tố quan trọng trong quy trình sản xuất chả giò, đảm bảo rằng máy cuốn và các bề mặt liên quan được vệ sinh thường xuyên để ngăn ngừa sự lây lan của vi khuẩn và tạp chất Việc phân tách giữa các giai đoạn sản xuất cũng được quy định nhằm tránh ô nhiễm chéo Đồng thời, quy định yêu cầu thực hiện kiểm tra và đánh giá vệ sinh an toàn của máy cuốn chả giò để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn vệ sinh và an toàn thực phẩm.

3.5 Quy định chế tạo máy, dây chuyền chế biến thực phẩm

Vật liệu an toàn trong chế tạo máy và dây chuyền chế biến thực phẩm là yếu tố quan trọng, yêu cầu tuân thủ các quy định về an toàn vệ sinh để đảm bảo không gây ô nhiễm cho thực phẩm Các tiêu chuẩn này thường yêu cầu sử dụng vật liệu không gỉ hoặc vật liệu dễ vệ sinh, nhằm bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng và duy trì chất lượng sản phẩm.

Thiết kế hợp lý: thiết kế máy và dây chuyền phải đảm bảo tính an toàn, dễ vệ sinh và tiện lợi cho việc sử dụng và bảo trì.

Để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn cho máy móc cũng như dây chuyền chế biến thực phẩm, việc bảo trì thường xuyên là rất cần thiết Ngoài ra, kiểm tra định kỳ cũng cần được thực hiện để phát hiện sớm các sự cố và nguy cơ tiềm ẩn.

3.6 Nguyên tắc chọn nguyên liệu cho bánh tráng và nhân xúc xích

* Nguyên liệu cho bánh tráng

Bánh tráng cuốn chả giò thường có hình tròn hoặc vuông với kích thước trung bình, giúp việc cuốn dễ dàng hơn Độ dẻo của bánh tráng rất quan trọng, cần đủ để không bị rách hay vỡ trong quá trình cuốn, đồng thời giữ nguyên hình dạng và kết dính tốt cho món chả giò.

* Nguyên liệu cho nhân xúc xích

Nhân xúc xích trong chả giò thường có hình dạng hình trụ và kích thước phụ thuộc vào kích thước của bánh tráng Để đảm bảo độ ngon và không bị khô, nhân xúc xích cần có độ dai phù hợp khi cuốn chả giò.

3.7 Tiêu chuẩn về cuốn chả giò đạt chất lượng

Khi chọn nguyên liệu cho chả, hãy ưu tiên nguyên liệu tươi, không có mùi hôi và không có mảng đen Việc sử dụng các nguyên liệu phù hợp sẽ giúp nhân chả đạt được độ chặt lý tưởng.

- Độ dẻo: bánh tráng cần có độ dẻo vừa phải để dễ dàng cuốn chả mà không gãy hay rách.

- Độ ẩm: bánh tráng không nên quá ẩm hoặc quá khô, điều này sẽ ảnh hưởng đến quá trình cuốn và làm mất đi độ chặt của chả.

- Độ chặt: nhân chả cần được cuốn chặt để đảm bảo không bị xê dịch hay bung ra trong quá trình nấu nướng.

- Hình dáng và kích thước: cuốn chả cần có hình dáng tròn và kích thước đồng đều để trong đẹp mắt và dễ ăn.

- Độ trụ tròn: cuốn chả cần có độ trụ tròn đều, không bị méo hay nghiêng về một phía.

Tốc độ quay định mức của động cơ

Sau khi tính được công suất và chọn được động cơ thì ta sẽ tiến hành tính toán tốc độ quay của động cơ bằng công thức sau:

F : tần sốdòngđiện (F = 50Hz) p: sốcực trên củađộng cơ

Tiêu chuẩn nhà nước quy định về vệ sinh an toàn thực phẩm

3.4.1 Quy định vệ sinh an toàn thực phẩm nói chung

Nhân viên cần tuân thủ các quy định về vệ sinh cá nhân, bao gồm việc rửa tay sạch sẽ trước khi tiếp xúc với thực phẩm, đeo trang bị bảo hộ cần thiết và duy trì môi trường làm việc sạch sẽ.

Quản lý nguyên liệu là quá trình quan trọng bao gồm việc thiết lập tiêu chuẩn quy định cho việc mua hàng, lưu trữ và sử dụng nguyên liệu một cách an toàn Điều này đảm bảo rằng nguyên liệu không bị ô nhiễm, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng Việc thực hiện các quy định này giúp doanh nghiệp duy trì hiệu quả hoạt động và đáp ứng yêu cầu của thị trường.

Vệ sinh và sự phân tách là yếu tố quan trọng trong việc duy trì an toàn thực phẩm Các khu vực làm việc, thiết bị và bề mặt cần được vệ sinh định kỳ để ngăn ngừa sự lây lan của vi khuẩn và tạp chất Đồng thời, việc phân tách giữa các loại thực phẩm cũng rất cần thiết nhằm tránh ô nhiễm chéo, đảm bảo chất lượng và an toàn cho người tiêu dùng.

Các quy định về nhiệt độ rất quan trọng trong việc bảo quản và vận chuyển thực phẩm, nhằm đảm bảo rằng thực phẩm luôn được giữ ở nhiệt độ an toàn, từ đó ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn có hại.

3.4.2 Quy định về sinh an toàn thực phẩm nói riêng về lĩnh vực cuốn chả giò

Quản lý nguyên liệu trong sản xuất chả giò rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm Việc lựa chọn và quản lý nguyên liệu cần tuân thủ các tiêu chuẩn quy định, đảm bảo rằng nguyên liệu sử dụng không bị ô nhiễm và đáp ứng các yêu cầu về an toàn thực phẩm.

Quy trình sản xuất chả giò phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về vệ sinh và an toàn thực phẩm Điều này bao gồm việc lựa chọn và chuẩn bị nguyên liệu sạch, quy trình cuốn chả giò đúng cách, nhiệt độ nấu chả giò phù hợp, và các quy định bảo quản sản phẩm sau khi chế biến.

Vệ sinh và phân tách là tiêu chuẩn quan trọng để đảm bảo máy cuốn chả giò và các bề mặt liên quan được vệ sinh thường xuyên, ngăn ngừa lây lan vi khuẩn và tạp chất Quy định cũng yêu cầu sự phân tách giữa các giai đoạn trong quy trình sản xuất chả giò nhằm tránh ô nhiễm chéo Để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn vệ sinh và an toàn thực phẩm, việc kiểm tra và đánh giá vệ sinh an toàn của máy cuốn chả giò là điều cần thiết.

Quy định chế tạo máy, dây chuyền chế biến thực phẩm

Vật liệu an toàn trong chế tạo máy và dây chuyền chế biến thực phẩm cần tuân thủ quy định về an toàn vệ sinh, đảm bảo không gây ô nhiễm thực phẩm Tiêu chuẩn vật liệu yêu cầu sử dụng các loại vật liệu không gỉ và dễ vệ sinh để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Thiết kế hợp lý: thiết kế máy và dây chuyền phải đảm bảo tính an toàn, dễ vệ sinh và tiện lợi cho việc sử dụng và bảo trì.

Bảo trì và kiểm tra định kỳ là những bước quan trọng để đảm bảo máy móc và dây chuyền chế biến thực phẩm hoạt động hiệu quả và an toàn Việc kiểm tra thường xuyên cũng giúp xác định và giải quyết các vấn đề tiềm ẩn, giảm thiểu rủi ro và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Nguyên tắc chọn nguyên liệu cho bánh tráng và nhân xúc xích

* Nguyên liệu cho bánh tráng

Bánh tráng cuốn chả giò thường có hình tròn hoặc vuông với kích thước trung bình, giúp việc cuốn trở nên dễ dàng hơn Độ dẻo của bánh tráng là yếu tố quan trọng, cần đủ để không bị rách hoặc vỡ khi cuốn, đồng thời giữ nguyên hình dạng và kết dính tốt.

* Nguyên liệu cho nhân xúc xích

Nhân xúc xích trong chả giò thường có hình dạng trụ và kích thước phụ thuộc vào bánh tráng Độ dai của nhân xúc xích cần được điều chỉnh hợp lý để khi cuốn chả giò, nhân vẫn giữ được độ ngon mà không bị khô.

Tiêu chuẩn về cuốn chả giò đạt chất lượng

Để làm chả ngon, cần chọn nguyên liệu tươi, không có mùi hôi và không có mảng đen Việc sử dụng các nguyên liệu phù hợp sẽ giúp nhân chả đạt độ chặt mong muốn.

- Độ dẻo: bánh tráng cần có độ dẻo vừa phải để dễ dàng cuốn chả mà không gãy hay rách.

- Độ ẩm: bánh tráng không nên quá ẩm hoặc quá khô, điều này sẽ ảnh hưởng đến quá trình cuốn và làm mất đi độ chặt của chả.

- Độ chặt: nhân chả cần được cuốn chặt để đảm bảo không bị xê dịch hay bung ra trong quá trình nấu nướng.

- Hình dáng và kích thước: cuốn chả cần có hình dáng tròn và kích thước đồng đều để trong đẹp mắt và dễ ăn.

- Độ trụ tròn: cuốn chả cần có độ trụ tròn đều, không bị méo hay nghiêng về một phía.

Cuốn chả cần được thực hiện một cách cẩn thận và kiên nhẫn Đảm bảo thắt chặt cuốn chả để tránh tình trạng chả bị bung ra hoặc vỡ trong quá trình nấu.

- Lựa chọn kỹ thuật cuốn phù hợp và sử dụng các công cụ như ổng cuốn hoặc tay cầm giúp việc cuốn dễ dàng hơn.

3.8 Nguyên tắc chọn số răng cưa, góc răng cưa, khoảng cách răng cưa với băng tải và vận tốc băng tải

Số răng cưa phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu cần cuốn và độ dày của nó.

Với nguyên liệu mềm và mỏng, ta chọn số răng cưa nhiều hơn để đảm bảo độ chặt và cuốn tốt hơn.

Với nguyên liệu dày và cứng, ta chọn số răng cưa ít hơn để đạt được hiệu quả cuốn tốt hơn.

Góc răng cưa cũng ảnh hưởng đến hiệu suất cuốn.

Góc răng cưa cần được điều chỉnh cẩn thận để tối ưu hóa hiệu quả cuốn nguyên liệu, đồng thời phải được xem xét kỹ lưỡng để tránh tình trạng trượt hoặc chấn động mạnh trong quá trình cuốn.

 Khoảng cách giữa răng cưa với băng tải

Khoảng cách giữa các thành phần cần được điều chỉnh phù hợp với độ dày và tính chất của nguyên liệu Nếu khoảng cách quá nhỏ, có thể dẫn đến tình trạng chèn ép và hư hại nguyên liệu.

Khoảng cách quá lớn có thể làm giảm hiệu suất cuốn.

Vận tốc băng tải cần được điều chỉnh sao cho phù hợp với tốc độ cuốn mong muốn và khả năng xử lý của máy.

Vận tốc quá cao có thể gây mất kiểm soát và làm hỏng nguyên liệu.

Vận tốc quá thấp có thể làm giảm năng suất.

3.9 Cơ sở công thức cách tính năng suất máy

 Thời gian của một chu kỳ từ lúc cấp bánh tráng đến ra thành phẩm

- Thời gian cấp bánh tráng: thời gian từ khi cấp bánh tráng vào máy cho đến khi bánh tráng đến đi đến vị trí cuốn.

- Thời gian cuốn chả: thời gian cuốn chả từ khi bánh tráng đến vị trí cuốn chả cho đến khi hoàn thành quá trình cuốn.

Khoảng cách giữa vị trí cấp bánh tráng và vị trí cấp nhân xúc xích là quãng đường mà bánh tráng cần di chuyển từ nơi đặt bánh tráng lên băng tải cho đến vị trí cấp nhân xúc xích.

- Khoảng cách di chuyển trong quá trình cuốn: Đây là khoảng cách mà bánh tráng và nhân xúc xích di chuyển qua từng cụm để cuốn thành chả giò.

Cở sở công thức cách tính năng suất máy

Nhiệm vụ của đề tài là thiết kế và chế tạo máy cuốn chả giò quy mô hộ gia đình, với nguồn điện sử dụng là 220V-50Hz và yêu cầu về khí nén không quá lớn Vật liệu chế tạo cần đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm Dựa trên các tiêu chí này, nhóm đã đưa ra các thông số thiết kế cho máy.

Bảng 4.1:Thông số thiết kế dự kiến của máy Tên máy Máy cuốn chả giò quy mô hộ gia đình

Nguồn cung cấp khí nén 0,1 ~ 1,5 MPa

Vật liệu chế tạo Inox 304 ( thép không gỉ )

4.2 Phương hướng, giải pháp và lựa chọn phương án thiết kế

Hình 4.1:Các cụm làm việc của máy

PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP

Thông số thiết kế

Nhiệm vụ của đề tài là thiết kế và chế tạo máy cuốn chả giò quy mô hộ gia đình, sử dụng nguồn điện dân dụng 220V-50Hz và nguồn cung cấp khí nén vừa đủ Ngoài ra, vật liệu chế tạo cần đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm Dựa trên những yêu cầu này, nhóm đã đưa ra các thông số thiết kế cho máy.

Bảng 4.1:Thông số thiết kế dự kiến của máy Tên máy Máy cuốn chả giò quy mô hộ gia đình

Nguồn cung cấp khí nén 0,1 ~ 1,5 MPa

Vật liệu chế tạo Inox 304 ( thép không gỉ )

Phương hướng, giải pháp và lựa chọn phương án thiết kế

Hình 4.1:Các cụm làm việc của máy

Bảng 4.2:Chức năng làm việc của các cụm

 Phân loại các khâu thủ công và tự động

Bảng 4.3:Phân loại làm việc các khâu

4.2.1 Quy trình hoạt động của các khâu

- Khâu cấp bánh tráng: cấp bằng phương pháp thủ công, bánh tráng hình vuông được đặt lên băng tải như hình

Hình 4.2:Sơ đồ cấp bánh tráng

STT Cụm làm việc Chức năng

1 Băng tải Đưa bánh tráng đến những bộ phận làm việc

2 Cụm làm phẳng Làm phẳng bánh tráng đã được làm ướt

3 Cụm cấp nhân Cấp xúc xích tự động lên bánh tráng

4 Cụm gập đầu Gập một mặt đầu của bánh tráng

5 Cụm cán mép Cán 2 bên mép bánh tráng để dễ gập 2 mặt bên

6 Cụm gập Gập mặt bên 1 của bánh tráng

7 Cụm cuốn Cuốn tròn bánh thành chả giò

Các khâu thủ công Các khâu tự động

Làm ướt và cấp bánh tráng lên máy

Cấp nhân xúc xích cho cụm cấp nhân

Làm phẳng bánh tráng Cấp nhân xúc xích lên bánh tráng Gập đầu bánh tráng

Cán hai bên mép bánh trángCuộn tròn thành chả giò

- Khâu cấp nhân xúc xích: xúc xích được cấp tự động lên bánh tráng theo chiều từ trên xuống.

Hình 4.3:Sơ đồ cấp nhân cho bánh tráng

- Khâu gập mặt đầu: khi bánh tráng vừa được cấp phôi thì đến cụm gặp được tấm gập, gập lại mặt đầu của bánh tráng.

- Khâu cán mép: sau khi gập mặt đầu sẽ tiến đến cán hai bên mép bánh tráng để dễ dàng gập hai mặt bên hơn.

- Khâu gập hai mặt bên của bánh tráng: khi bánh tráng tiến đến thì xilanh của hai cụm gập lần lượt gập từng mặt bên của bánh tráng.

Khâu cuốn bánh tráng là bước quan trọng trong quy trình sản xuất chả giò, trong đó bánh tráng được gập hai mặt bên cố định Sau đó, bánh tráng sẽ được cho qua các tấm inox có răng để cuộn tròn, tạo thành sản phẩm chả giò hoàn chỉnh.

4.2.2 Phân tích phương hướng và lựa chọn phương án

 Phương án chọn băng tải

- Băng tải đủ độ dài và rộng để có thể trang bị được tất cả các cụm.

- Đảm bảo được an toàn vệ sinh thực phẩm.

Bảng 4.4:Phương án chọn băng tải

 Kết luận: chọn phương án 1 để chế tạo

Phương án 1: Băng tải nhựa PVC Phương án 2: Băng tải xích nhựa POM

Hoạt động Dùng để đưa bánh tráng đến từng cụm làm việc

Dùng để đưa bánh tráng đến từng cụm làm việc Ưu điểm Đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm

Dễ dàng lăp đặt Độ bền kéo cao Chống hóa chất tốt

Nhược điểm Không phù hợp sản xuất công nghiệp nặng

Chỉ phù hợp trong sản xuất có yêu cầu chịu mài mòn cao

Triển khai phương án băng tải đã chọn bằng cách đặt ba dây đai băng tải song song, đồng thời lót tấm inox gia công phía dưới để ngăn chặn bánh tráng rơi trong quá trình di chuyển.

 Yêu cầu kỹ thuật: phôi được cấp đúng định lượng đã được tính toán sẵn.

Bảng 4.5:Phương án cấp phôi

 Kết luận:chọn phương án 2 để chế tạo

Triển khai phương án cấp phôi đã chọn, bao gồm việc cấp nhân xúc xích vào hộp chưa gia công cùng với xilanh khí nén loại 2 ty pít tông Khi cảm biến phát hiện bánh tráng đi qua, xilanh khí nén sẽ hoạt động để đẩy xúc xích xuống bánh tráng.

 Phương án gập mặt đầu

 Yêu cầu kỹ thuật: gấp mặt đầu bánh tráng một cách chính xác, tránh lệch bánh tráng khỏi băng tải.

Bảng 4.6:Phương án gập mặt đầu

Phương án 1: cấp bằng tay Phương án 2: cấp tự động

Hoạt động sử dụng tay để cấp xúc xích vào bánh tráng diễn ra khi xúc xích được đưa vào cụm Sau khi bánh tráng đi qua cảm biến, hệ thống sẽ tự động thả xúc xích xuống bánh tráng Ưu điểm của phương pháp này là không tốn chi phí chế tạo và không cần sử dụng sức lao động.

Cấp chính xác để dễ dàng cuốn

Dễ chế tạo Nhược điểm Tốn sức vào công đoạn cấp phôi Tốn chi phí chế tạo

Phương án 1: sử dụng xilanh Phương án 2: sử dụng miếng gập

Khi bánh tráng đi qua, cảm biến nhận được sẽ đẩy xilanh gập mặt đầu lại

Khi bánh tráng đi đến miếng gập sẽ tự động gập lại mặt đầu Ưu điểm Đảm bảo độ chính xác và nhanh hơn

Không tốn chi phí vào xilanh

Dễ dàng chế tạo Nhược điểm Khó khăn trong việc thiết kế, chế tạo Chậm hơn phương án xilanh

 Kết luận:chọn phương án 2 để chế tạo

Triển khai phương án gập mặt đầu đã chọn bằng cách gia công một tấm gập và đặt nó vuông góc với băng tải Khi bánh tráng đi qua tấm gập, mặt đầu tiên của bánh tráng sẽ tự động được gập lại.

- Yêu cầu kỹ thuật: cán hai bên mép một cách chính xác cho hai bên bánh tráng để dễ dàng gập hai mặt bên.

Bảng 4.7:Phương án cán mép

 Kết luận:chọn phương án 2 để chế tạo

Triển khai phương án cán mép đã chọn, quá trình gia công hai tấm inox hình bánh răng sẽ diễn ra Khi bánh tráng và nhân đi qua hai tấm inox, mép bánh tráng sẽ được cán ở hai bên, tạo ra đường lằn giúp dễ dàng gập hai mặt bên lại với nhau.

 Phương án gập hai mặt bên

- Yêu cầu kỹ thuật: thời gian gập 2 mặt phải chính xác và gập tạo được góc phù hợp.

Bảng 4.8:Phương án gập hai mặt bên

Phương án 1: sử dụng xilanh Phương án 2: sử dụng 2 tấm inox

Khi bánh tráng đi qua, cảm biến nhận được sẽ đẩy 2 xilanh xuống để tạo nếp

Khi bánh tráng đi đến 2 tấm inox hình bánh răng sẽ cán mép tự động cho bánh Ưu điểm Đảm bảo độ chính xác

Không tốn chi phí vào xilanh

Dễ dàng chế tạo Đảm bảm độ chính xác

Nhược điểm Khó khăn hơn trong việc thiết kế, chế tạo Trọng lượng nặng hơn phương án 1

Phương án 1: sử dụng hai tấm gập Phương án 2: sử dụng khí nén thổi từ dưới lên

Khi bánh tráng đi qua, cảm biến 1 và cảm biến 2 lần lượt nhận tín hiệu gập từng mặt bên

Khi bánh tráng đi đến cảm biến nhận tín hiệu sẽ thổi khí nén tự dưới gập đồng thời hai mặt bên

 Kết luận:chọn phương án 1 để chế tạo

Triển khai phương án gập hai mặt đã chọn bằng cách gia công chế tạo hai tấm gập kết hợp với hai xilanh một chiều và một pít tông Sau khi bánh tráng đi qua, quy trình sẽ lần lượt gập mặt trái trước, tiếp theo là gập mặt phải.

- Yêu cầu kỹ thuật: cuốn chặt bánh tráng, nhân không bị tràn ra ngoài, cuốn chả tròn.

Bảng 4.9:Phương án cuốn bánh

 Kết luận:chọn phương án 1 để chế tạo

Triển khai phương án cuốn bánh đã chọn bao gồm gia công các tấm inox răng cưa Sau khi bánh tráng hoàn thành tất cả các công đoạn, bước cuối cùng là đi qua cụm cuốn Kết hợp giữa hướng đẩy của băng tải và răng cưa, bánh tráng sẽ được cuộn tròn một cách tự động, tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh Ưu điểm của phương pháp này là gập nhanh và chính xác.

Bánh gập vào có ưu điểm là khó bị bung và dễ dàng thiết kế cũng như lắp đặt Tuy nhiên, nhược điểm của nó là gặp khó khăn trong quá trình chế tạo và tối ưu, trong khi bánh tráng lại dễ bị bung ra khỏi băng tải.

Phương án 1: sử dụng những miếng inox có răng cưa

Phương án 2: sử dụng tấm lưới inox

Khi bánh tráng đi qua khoảng trống giữa những miếng inox và băng tải sẽ tự cuộn tròn lại

Khi bánh tráng đi qua tấm lưới inox sẽ tự động cuộn tròn lại Ưu điểm Cuốn nhanh

Dễ dàng thiết kế và lắp đặt Đơn giản, dễ lặp đặt Nhược điểm Khó khăn trong việc tối ưu Bánh tráng dễ bị dính lại ở tấm lưới

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ

Nguyên lý hoạt động của máy và các cụm làm việc

 Giai đoạn 1:khởi động máy

- Làm ướt bánh tráng cho mềm

 Giai đoạn 2:cấp phôi, cuốn và thành phẩm

- Đặt bánh tráng được làm ướt lên băng tải.

- Băng tải đưa bánh tráng qua cụm làm phẳng, xilanh đẩy con lăn xuống và làm phẳng bánh tráng.

- Qua cụm cấp phôi, bánh tráng được cấp nhân xúc xích lên bề mặt bên trên.

- Bánh tráng và xúc xích đi qua cụm tạo nếp giúp tạo nếp hai bên trước khi qua cụm gập

Bánh tráng, sau khi được cán ở hai bên mép, sẽ được đưa qua hai cụm gập Tại đây, cảm biến sẽ tiếp nhận thông tin và điều khiển các xilanh của cụm gập 1 và cụm gập 2, giúp gập hai mặt bên của bánh tráng một cách chính xác.

- Cuối cùng bánh tráng và xúc xích được đưa qua các tấm inox răng cưa để cuốn lại thành hình tròn và cho ra thành phẩm.

Hình 5.1:Tổng quan máy cuốn chả giò

5.1.2 Tính toán và chọn động cơ băng tải PVC

Những lưu ý khi chọn động cơ:

Khi lựa chọn motor, cần đảm bảo rằng nó có đủ công suất làm việc và đạt được tốc độ yêu cầu Nếu không, trong quá trình hoạt động, động cơ sẽ nhanh chóng bị nóng, điều này có thể dẫn đến nguy cơ cháy nổ.

Khi lựa chọn động cơ cho băng tải, cần đảm bảo rằng nó phù hợp với nguyên lý hoạt động của hệ thống, điều này sẽ giúp quá trình lắp đặt và lắp ráp hệ thống điện trở nên dễ dàng hơn.

- Nếu động cơ không đạt được tốc độ quay phù hợp với băng tải thì sẽ không đáp ứng được thời gian làm việc

- Tổng trọng lượng : m1= 2,205kg (bao gồm khối lượng 3 dây belt băng tải và cuốn tối đa 5 cuốn cùng một lúc)

-Đường kính roller theo thiết kế: D = 36mm

- Khối lượng rollerđược tính trong inventor: m2= 2,769kg

Hình 5.3:Tính khối lượng roller trên Inventor

- Hiệu suất của bộ truyền :η = 90% = 0,9

- Điện áp động cơ : 220V / 50Hz

- Vận tốc băng tải belt : V = 150 mm/s ( vận tốc yêu cầu dự kiến )

- Thời gian hoạt động: 5 tiếng/ ngày

 Tính toán chọn hộp số

- Tốc độ quay trên trục hộp số:

NGlà tốc độ quay trên trục hộp số

D là đường kính roller Đối với động cơ4 cực, tần số50Hz, ta có tốcđộ định mức là:

N = 50×120 � P ×120 4 = 1500 (vòng/phút) Với: p làsốcực củađộng cơ

Từ đó, ta tính được tỉsốtruyền: i = �

Bảng 5.1:Tra tỉ số truyền ứng với động cơ [9]

Dựa vào bảng 5.1 Catalogue của Oriental ta chọn được tỉ số truyền i = 18

Tính mômem xoắn trục hộp số, mômen xoắn trục động cơ và chọn động cơ

- Tổng lực tác dụng lên băng tải:

Fa: ngoại lực ban đầu m : tổng trọng lượng g = 9,8 : gia tốc trọng trường μ= 0,3 : hệ số ma sát giữa băng tải và các thanh đỡ

Do chả giò chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang nênθ= 0 0

- Mômen xoắn trụcđầu ra hộp số:

F : tổng lực tác dụng lên băng tải

D :đường kính roller η: hiệu suất bộ truyền

Nhân hệ số đàn hồi Sf = 2 ta được:

Dựa vào kết quả tính toán môment xoắn TL= 0,26 (N.m), có thểchọn sơbộ hộp số

Bảng 5.2:chọn hộp số dựa vào tỉ số truyền [9]

Ta chọn được hộp số2GN18K → Motor :2IK6GN-AW2J

Bảng 5.3:tra cứu hiệu suất của hộp số [9]

Bằng cách tra bảng , ta có được hiệu suất của hộp số :η G = 81% = 0,81

Sau khi có được hiệu suất của hộp số, ta tính được mômen xoắn trục cần thiết của động cơ

Hình 5.4:Chú thích ký hiệu của hộp số và động cơ [9]

Kiểm tra lại đặc tính của động cơ vừa chọn sơ bộ, mômen xoắn lúc khởi động

Hình 5.5:thông số momen xoắn của động cơ2IK6GN-AW2J[10] Theo hình , ta thấy: 45 mM.m>TM= 18 mM.m Thỏa mãn

Hình 5.6:bảng tra thông số của động cơ [9]

Ta có thể tra được công suất của động cơ là P = 6W

 Kiểm tra mômen quán tính của động cơ

- Momen quán tính của belt và vật di chuyển :

- Momen quán tính của roller

Hình 5.7:bảng tra momen quán tính của động cơ [9]

Dựa vào Catalogue của Oriental, tra được momen quán tính của động cơ 2IK6GN-AW2J là 0,062.10 -4 (kg.m 2)

Sau khi qua hộp số2GN18Kcó tỉ số truyền i = 18 thì momen quán tính được tính theo công thức

 Kiểm định lại vận tốc của động cơ

Với � đ � : làtốcđộ quayđịnh mức củađộng cơ(50Hz)

Ta thấy : V = 157 mm/s > Vyc= 150 mm/s (**)

 Từ (*) và (**) ta có thể kết luận có thể sử dụng động cơ 2IK6GN-AW2J để vận hành băng tải.

5.1.3 Thiết kế cơ khí cụm làm phẳng

Bảng 5.4:Thiết kế cụm làm phẳng

Vị trí Nằm ở vị trí đầu tiên tính từ đầu băng tải

Yêu cầu kỹ thuật Xylanh hạ xuống con lăn làm phẳng được bánh tráng đã được làm ướt

5.1.4 Thiết kế cụm cấp phôi

Bảng 5.5:Thiết kế cụm cấp phôi

Vị trí Nằm phía sau cụm làm phẳng

Yêu cầu kỹ thuật Cấp nhân xúc xích lên bánh tráng chính xác khi nhận được tín hiệu của cảm biến

5.1.5 Thiết kế cơ khí cụm gập đầu

Bảng 5.6:Thiết kế cụm gập đầu

Vị trí Nằm phía sau cụm cấp phôi

Yêu cầu kỹ thuật Gấp được mặt đầu bánh tráng và bánh tráng không bị vướng

5.1.6 Thiết kế cơ khí cụm cán mép

Bảng 5.7:Thiết kế cụm cán mép

Vị trí Nằm phía sau cụm gập đầu

Yêu cầu kỹ thuật Cán hai bên mép của bánh tráng để dễ dàng gập hai mặt bên của bánh

5.1.7 Thiết kế cơ khí cụm cuốn

Bảng 5.8:Thiết kế cụm cuốn

Vị trí Nằm cuối cùng băng tải

Yêu cầu kỹ thuật Cuộn tròn bánh tráng và không ảnh hưởng nhân bên trong

5.1.8 Thiết kế chân đỡ và khung máy

Hình 5.13: Chân đỡ và khung máy

Bảng 5.9:Thiết kế chân đỡ và khung máy

Vị trí Nằm phía dưới các cụm làm việc

Yêu cầu kỹ thuật Chân đỡ chắc chắn, không bị cong vênh

Khung máy chịu được tải trọng của máy khi làm việc

5.1.9 Kiểm nghiệm bền cho khung máy

Kiểm nghiệm bền trên phần mềm Inventor

Hình 5.14:Mô phỏng ứng suất của khung máy Ứng suất lớn nhất tại chính giữa khung máy là 6,691 MPa

Theo bảng 5.10, ta thấy độ bền kéo của nhôm 6061 là 262 MPa

 Kết luận: khung máy đủ để chịu tải khi máy hoạt động

Bảng 5.10:Liệt kê độ cứng của nhôm 6061[11]

Hình 5.15:Mô phỏng chuyển vị của khung máy

Hình 5.16: Mô phỏng biến dạng tương đương của khung máy

Hình 5.17:Mô phỏng hệ số an toàn của khung máy

Ta thấy: hệ số an toàn của khung máy lớn hơn 1→khung máy cuốn chả giò tự động bền

Tính toán và lựa chọn xilanh

5.2.1 Tính toán và chọn xylanh cho cụm gập

- Chức năng: xilanh đẩy tấm gập và tấm gập đi theo hướng 180 0 sẽ gập lần lượt hai mặt bên của bánh tráng

- Vị trí: gắn vào cụm gập

- Yêu cầu kỹ thuật: đảm bảo việc đẩy tấm gập lên một cách chính xác và kéo về đúng được đúng vị trí ban đầu

- Thông số đầu vào: vì bánh tráng có khối lượng không đáng kể nên không yêu cầu về lực đẩy, hành trình xylanh S = 75mm

- Qua khảo sát các loại xylanh trên thị trường, nhóm chúng em quyết định chọn xylanh khí nén

Airtac MA16x75SCA có D = 16 mm; d = 6 mm và có hành trình S u mm, áp suất khí nén được cung cấp 0,1 ~ 1 MPa.

Hình 5.18:Xylanh Airtac dòng MA16x75SCA [12]

5.2.2 Tính toán và chọn xilanh cho cụm làm phẳng và cụm cấp phôi

Áp suất đầu vào được chọn là 5 bar, tuy nhiên đây là áp suất tuyệt đối Do đó, cần tính thêm áp suất khí quyển khoảng 1 bar Khi áp dụng công thức, chúng ta phải trừ đi áp suất khí quyển để có kết quả chính xác.

Do đó p = 5 – 1= 4 (bar) = 0,4 10 6 (Pa) = 0,4 (MPa)

- Chức năng đẩy nhân xúc xích từ cụm cấp phôi xuống bánh tráng và đẩy roller xuống để làm phẳng bánh tráng khi đã được làm ướt.

- Dựa vào chức năng và xylanh khí nén hay dùng trên thị trường ta chọn xylanh khí nén 2 pít tông Airtac TN10x30S

Hình 5.19:Lực đẩy và lực kéo theo áp suất của Airtac TN, TR Series [13]

Áp suất khí nén 0,4 MPa tạo ra lực đẩy xylanh 62,8N và lực kéo xylanh 40,2N, phù hợp cho việc đẩy xúc xích và hạ roller xuống.

Thiết kế phần điện điều khiển máy

5.3.1 Giới thiệu PLC MITSUBISHI FX 0 -20MT

Hình 5.20:PLC Mitsubishi FX0-20MT

FX0 PLC, tương tự như FX0S và FX0N, được thiết kế cho các máy điều khiển độc lập và hệ thống nhỏ với khả năng quản lý từ 10 đến 128 I/O FX0N đóng vai trò như một cầu nối giữa FX0S và FX PLC, sở hữu đầy đủ các tính năng cơ bản của dòng FX0S và đồng thời hỗ trợ khả năng mở rộng và kết nối mạng.

Thông tin cơ bản của PLC FX0-20MT

- Các loại đầu ra: bóng bán dẫn

- Rơle bên trong: 512 (16 được lưu trữ trong EEPROM)

- Thanh ghi dữ liệu: 32 (2 EEPROM lưu trữ)

- Bộ hẹn giờ: 56 Kỳ: 64 (10 cho trạng thái ban đầu)

- Bộ đếm: 16 (2 được lưu trữ trong EEPROM)

- Bộ đếm tốc độ cao: tối đa 4 32 bit U/D và A/B đếm tần số tối đa 5khz/2khz

- Thời gian xử lý thao tác: lệnh cơ bản: 1,6 đến 3,6 micro giây

- Số hướng dẫn: 20 chuỗi; 35 hướng dẫn được áp dụng

- Kích thước chương trình: 800 bước (được lưu trữ trong EEPROM)

- Kích thước của FX0-20MT: 130x80x75 (mm)

- Phần mềm lập trình PLC Mitsubishi FX0-20MT ( GX-Developer V8.0)

Lý do chọn PLC MITSUBISHI FX 0 -20MT

PLC Mitsubishi là dòng plc mạnh mẽ, dễ sử dụng, ứng dụng rộng rãi trên thị trường, độ bền cao.

 Thời gian lắp đặt ngắn hơn.

 Dễ thay đổi mà không tổn thất.

 Cần ít thời gian nghiên cứu hơn rờ le.

 Có thể tùy chỉnh timer, counter mà không phải mua thêm.

5.3.2 Lập trình code cho PLC

Hình 5.21:Code PLC dùng để điều khiển máy (đoạn 1)

Hình 5.22:Code PLC dùng để điều khiển máy (đoạn 2)

5.3.3 Giới thiệu tổng quan cảm biến đã lắp

Cảm biến hồng ngoại (IR) là thiết bị dùng để phát hiện tia hồng ngoại trong môi trường, với nhiều ứng dụng phong phú từ công nghệ thông tin đến điện tử và đời sống hàng ngày.

Hình 5.23:Cảm biến vật cán hồng ngoại [15]

Cấu tạo của cảm biến hồng ngoại:

Cảm biến hồng ngoại bao gồm một số thành phần chính:

- Bộ phát hồng ngoại: Tạo và phát ra tia hồng ngoại.

- Bộ thu hồng ngoại: Nhận và đo lường tia hồng ngoại từ môi trường.

Mạch xử lý có chức năng tiếp nhận tín hiệu từ bộ thu và tạo ra các tín hiệu điều khiển hoặc thông báo cần thiết Cảm biến hồng ngoại mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm khả năng phát hiện chính xác và nhanh chóng, tiết kiệm năng lượng, và tính linh hoạt trong ứng dụng.

Phạm vi hoạt động rộng: Cảm biến hồng ngoại có thể hoạt động ở khoảng cách gần hoặc xa, tùy thuộc vào loại cảm biến và ứng dụng cụ thể.

Cảm biến hồng ngoại hoạt động mà không cần tiếp xúc trực tiếp, nhờ vào khả năng nhận diện tia hồng ngoại, giúp giảm thiểu nguy cơ hỏng hóc và mòn Với độ tin cậy cao và thời gian phản ứng nhanh, cảm biến hồng ngoại nâng cao hiệu suất cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Tiết kiệm năng lượng: Do không cần sử dụng nguồn sáng mạnh, cảm biến hồng ngoại tiêu thụ ít năng lượng hơn so với một số cảm biến khác.

Nhược điểm của cảm biến hồng ngoại:

Nhạy cảm với môi trường: Cảm biến hồng ngoại có thể bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh như ánh sáng mạnh hoặc nhiệt độ cao.

Giới hạn phạm vi: Cảm biến hồng ngoại chỉ hoạt động trong phạm vi hồng ngoại, không thể phát hiện các đối tượng nằm ngoài phạm vi này.

Khả năng bị nhiễu tín hiệu là một vấn đề quan trọng, khi một số tín hiệu hồng ngoại có thể bị che khuất hoặc nhiễu, dẫn đến ảnh hưởng tiêu cực đến độ chính xác và độ tin cậy của cảm biến.

Nút nhấn nhả LA38-203 phi 22mm là thiết bị phổ biến trong các tủ điện điều khiển công nghiệp, cho phép nhấn giữ để đóng tín hiệu hoặc nguồn, nhằm điều khiển các thiết bị kiểm soát bằng tay Ngoài ra, nó cũng có thể được sử dụng để tác động tín hiệu như tín hiệu cảm biến, tín hiệu đến bộ nhớ, hoặc tín hiệu reset cho các thiết bị điều khiển trung tâm như PLC, board điều khiển, và driver điều khiển như biến tần và servo.

Hình 5.24:Nút nhẩn nhả LA 38-203

Thông số của nút nhấn

- Đường kính lắp : phi 22mm

- Điện áp sáng đèn : AC220V

5.3.5 Chọn van điện từ cho máy

Van điện từ Airtac 4V110-06 hay còn có tên gọi khác là van khí nén Airtac 4V110-06 Là loại van khí nén 5/2 được dùng để điều khiển xilanh khí nén.

Điện áp hoạt động: 24VDC

Hãng sản xuất: AIRTAC (Đài Loan)

Kích thước cổng xả: 1/8" (ren 9.6)

Áp suất hoạt động: 0.15 - 0.8 Mpa

Loại: van hơi 5 cửa 2 vị trí (1 đầu coil điện)

Hình 5.25:Van điện từ khí nén AIRTAC 4V110-06 [16]

5.3.6 Chọn nguồn cho máy ( nguồn tổ ong )

Chọn nguồn tổ ong 24V 5A để lắp vào tủ điện

- Điện áp đầu vào: 110VAC - 220VAC/50 - 60Hz.

- Điện áp đầu ra: 24VDC.

- Bảo vệ quá áp, ngắn mạch.

- Nhiệt độ làm việc: -40 - 65 độ C.

- Chất liệu vỏ: kim loại.

+ Nguồn tổ ong có công suất 120W điện áp sử dụng 1 pha 220V Áp dụng công thức P=Ui.cos�

Vậy chọn Aptomat dòng lớn hơn 0,645A

Hình 5.27:Aptomat CHINT C32 Thông số kỹ thuật:

– Attomat MCB NXB-63 sản xuất theo tiêu chuẩn: IEC60898-1

– Khả năng cắt ngắt mạch Icu=Ics: 6000A

– Điện áp chịu xung định mức: 4KV

- Tuổi thọ cơ khí: 20,000 lần

– Bảo vệ chống quá tải, ngắn mạch.

– Hiệu quả cao, chi phí tiết kiệm

Năng suất của máy trong 1 giờ

- Thời gian máy cuốn hoàn thành một cuốn chả giò là 15 giây→1 phút máy cuốnđược 4 cuốn chảgiò.

Tính toán giá thành của mô mình máy cuốn chả giò quy mô hộ gia đình

5.5 Tính toán giá thành của mô hình máy cuốn chả giò quy mô hộ gia đình

5.5.1 Tính toán giá thành phần thiết kế cơ khí

Tên chi tiết Số lượng Bảng giá Thành tiền

1 https://bangtaivietphat.com/san-pham/nhom-dinh-hinh-

1 https://hoangkimexim.com/gia-inox-tam/ ≅450.000vnđ

PVC 3 https://bangtaivietphat.com/san-pham/bang-tai-pvc-

Gối đỡ 4 https://lovitechic.com/san-pham/goi-do-truc-tron kfl001?gclid=Cj0KCQjwzdOlBhCNARIsAPMwjbyv1 t7drCt_7A1bDbHRE2xFucbL2mwGwnz3eqs9UsH-

Bảng 5.11:Chi phí cho phần thiết kế cơ khí

5.5.2 Tính toán giá thành phần điện điều khiển

Tên chi tiết Số lượng Bảng giá Thành tiền Động cơ

1 https://vn.misumi- ec.com/vona2/detail/221000802634/?HissuCode=2IK6GN-AW2J 2.049.000vnđ

2 https://shopee.vn/product/921910756/18275803375?gclid=Cj0KCQjwz dOlBhCNARIsAPMwjbzcIYTmP0UAmfOwoGWNOgh5V94v_Wo3tw 92uQ8dB4wuSAKma20rRFEaAimYEALw_wcB

TN10x30S 2 https://thietbitudongcongnghiep.com/san-pham/xylanh-airtac-tn10x30s-

Van điện từ khí nén

1 https://vangiatot.com/van-dien-tu-airtac-4v110-06/ 250.000vnđ

Nguồn tổ ong 24V 1 https://nshopvn.com/product/nguon-to-ong-24v-10a/ 270.000vnđ

1 https://shopee.vn/product/68518993/4129164249?gclid=Cj0KCQjwzdO lBhCNARIsAPMwjbyknkJd4LskR_de_7obk74wWP2e8NMvoAUxVnn uRV9kJ0kwDNGN0hoaAkzgEALw_wcB

Bảng 5.12:Chi phí cho phần thiết kế điện điều khiển

 Chi phí để thiết kế máy cuốn chả giò rơi vào khoảng xấp xỉ 14 triệu đồng

CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM MÁY

Chế tạo máy cuốn

Hình ảnh thiết kế trên phần mềm Inventor 2022

Hình 6.1:Tổng quan máy cuốn trên phần mềm

Hình ảnh thực tế từng cụm

 Cụm làm phẳng bánh được làm từ nhôm và xylanh

 Cụm cấp phôi được làm bằng Inox 304

 Cụm gập đầu được làm bằng Inox 304

 Cụm cán mép được làm bằng Inox 304

 Cụm gập hai bên được làm bằng Inox 304 và nhôm

 Cụm cuốn được làm bằng Inox 304

Hoàn thiện máy và chạy thử

- Sau khi chế tạo từng cụm làm việc cũng như những chi tiết liên quan thì sẽ tiến hành làm sạch các chi tiết đó

- Sau đó là lắp ráp các cụm cũng tới các chi tiết lại với nhau và cho ra sản phẩm máy cuốn chả giò hoàn thiện.

Hình 6.8:Tổng thể máy thực tế

Mục tiêu của việc chạy thử nghiệm:

- Để biết được các cụm có làm việc ổn định, có đạt yêu cầu đã đặt ra hay không.

- Xác định năng suất làm việc của máy trong 1 phút, từ đó tính được năng suất trong 1 giờ.

- Các xilanh, cảm biến có hoạt động và bắt được tính hiệu hay không.

Hình 6.9:Quá trình chạy máy

Hình 6.10:Sản phẩm chả giò hoàn thiện