HƯỚNG tới tự ĐỘNG hóa QUÁ TRÌNH tạo MÀNG MỎNG DẠNG TRÒN từ NGUYÊN LIỆU gạo mì

HỘI NGHỊ KHCN TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC NĂM 2017 Ngày 14 tháng 10 năm 2017 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP HCM HƢỚNG TỚI TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH TẠO MÀNG MỎNG DẠNG TRỊN TỪ NGUN LIỆU GẠO MÌ Trần Dỗn Sơn1,*, Nguyễn Tuấn Lê Giang2, Nguyễn Văn Bắc3 Bộ môn Chế tạo máy, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM 268 Lý Thường Kiệt, Quận 10, TP HCM, Việt Nam Công ty TNHH Robert Bosch Engineering and Business Solutions Vietnam Lầu 11, Tòa nhà Etown 2, 364 Cộng Hòa, Quận Tân Bình, TP HCM, Việt Nam NCS Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM TÓM TẮT: Trong nhiều năm qua, bánh tráng gạo sản xuất chủ yếu thủ cơng, suất không cao, chất lượng không đồng đều, không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, đặc biệt khơng có kế hoạch sản xuất phụ thuộc vào điều kiện thời tiết Bánh tráng sản xuất máy bán tự động dạng băng chữ nhật đem cắt tròn, dẫn đến có phụ phẩm (khoảng 35%) nên hiệu kinh tế chưa cao Ngoài ra, bánh tráng sau sản xuất phải trải lên phên tre đem phơi khô ngồi trời, bụi bẩn, vi sinh vật bám vào thành phẩm nên khơng đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh Trong viết này, trình bày giải pháp tạo màng mỏng dạng tròn từ nguyên liệu gạo mì theo phương pháp in dập lớp bột lỏng từ trục tạo hình cao su lên bề mặt băng tải vải theo hướng tự động hóa khép kín dây chuyền để áp dụng việc sản xuất bánh tráng gạo dạng tròn nhằm đảm bảo yêu cầu vệ sinh thực phẩm, nâng cao hiệu kinh tế Từ khóa: bánh tráng gạo, màng mỏng dạng tròn, in dập, hướng tới tự động hóa GIỚI THIỆU Việt Nam nước nông nghiệp nước xuất gạo hàng đầu giới Các sản phẩm chế biến từ gạo phong phú, đặc biệt bánh tráng Bánh tráng sản xuất từ nguyên liệu bột gạo (thêm nguyên liệu phụ bột năng) có dạng hình tròn hay hình vng mặt bán có vân Hình Phụ phẩm bánh tráng sau cắt tròn Hình Dạng hình học bánh tráng Bánh tráng dạng vuông tráng máy bán tự động, sau trải lên phên đem phơi Để thu bánh tráng tròn, người ta đem bánh tráng vng cắt tròn, dẫn đến phụ phẩm nhiều, khoảng 35% nên hiệu kinh tế chưa cao Trang 126 Bánh tráng dạng tròn sản xuất thủ cơng tay với công nghệ truyền thống Gạo xay nhuyễn với nước, cộng thêm phụ gia bột thành hỗn hợp dạng sệt Người thợ phủ vải mỏng lên nồi nước sôi dùng muỗng múc nguyên liệu đổ lên vải Tay người thợ xoay tròn để tạo biên dạng tròn cho bánh tráng đóng nắp nồi lại giữ khoảng 5-10 giây Hơi nóng bốc lên làm chín bánh Người thợ dùng đũa tách bánh khỏi vải trải lên phên tre đem phơi HỘI NGHỊ KHCN TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC NĂM 2017 Ngày 14 tháng 10 năm 2017 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP HCM Hình Biên dạng trục tạo hình màng mỏng hình tròn Hình Làm bánh tráng thủ cơng Q trình phơi bánh tráng thành phẩm ngồi trời nên bụi, vi sinh vật nhiễm vào nên không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an tồn thực phẩm, khơng đạt tiêu xuất Bên cạnh đó, q trình phơi phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết nên khơng có kế hoạch sản xuất cụ thể Do vậy, cần phải có giải pháp tự động hóa q trình sản xuất bánh tráng gạo dạng tròn để khắc phục vấn đề NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TẠO MÀNG MỎNG TỪ NGUYÊN LIỆU GẠO MÌ Khi cho hai vật thể tiếp xúc với nhau, vật thể dạng sệt vật thể dạng rắn ảnh hưởng tương tác chúng xảy tượng in dập hình học vật thể dạng sệt lỏng lên vật thể dạng rắn Nguyên lý minh họa hình vẽ sau: Khi v1 ≠ v2 tượng in dập có trượt xảy ra, ta có biên dạng màng mỏng hình thành bề mặt vật thể (2) dạng elip băng chữ nhật tùy thuộc khác biệt v1 v2 Nhận xét: Khi vận tốc v1 ≠ v2 điều kiện in dập từ lớp bột sệt (3) lên vật thể (2) dễ dàng ngồi lực dính hai bề mặt xuất lực ma sát bề mặt (2) lớp bột (3) Tuy nhiên, để biên dạng tròn bề mặt vật thể (2), biên dạng lớp bột vật thể (1) khơng tròn mà có dạng elip Nếu khác v v2 lớn, biên dạng in dập lên bề mặt vật thể (2) có dạng hình chữ nhật THIẾT LẬP BÀI TOÁN LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM Để xảy tượng in dập từ lớp bột sệt bề mặt vật thể (1) lên bề mặt vật thể (2) phải thỏa mãn điều kiện: Lực dính vật thể (2) lớp bột (3) phải lớn lực liên kết lớp bột (3) với bề mặt vật thể (1) Từ ta có phương trình: Fdính (2,3) > Fdính (1,3) [1] Trong đó:  Hình Nguyên lý tạo hình Ta nhận thấy:   Khi v = v2: in dập không trượt Khi v ≠ v2: in dập có trượt Khi vật thể (1) có biên dạng Hình (tròn ) v1 = v2 tượng in dập khơng trượt xảy ra, ta có lớp bột mỏng hình tròn vật thể (2)  Fdính (2,3) - Lực dính bề mặt vật thể (2) lớp bột (3) Lực dính phụ thuộc vật liệu trạng thái bề mặt vật thể (2) (vải cotton kim loại), ma sát hai bề mặt có vận tốc chuyển động tương đối hai bề mặt (2) lớp bột (3) Fdính (1,3) – Lực liên kết (lực dính) lớp bột bề mặt vật thể (1) Để giải phương trình [1], ta cần giải vấn đề sau: - Quy hoạch thực nghiệm để tìm độ kết dính bột sệt phụ thuộc vào tỉ lệ loại bột nước tham gia vào hỗn hợp - Xác định lực dính kết bột phụ thuộc vào trạng thái bề mặt vật thể độ nhớt bột khác Trang 127 HỘI NGHỊ KHCN TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC NĂM 2017 Ngày 14 tháng 10 năm 2017 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP HCM - Xác định điều kiện xảy phương trình [1] Do phần mơ hình thí nghiệm thực hiện, nên nội dung nghiên cứu thực nghiệm mơ hình chế tạo hoàn tất ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ HƢỚNG TỚI TỰ ĐỘNG HĨA Sau đây, chúng tơi trình bày giải pháp thiết kế hướng tới tự động hóa sản xuất bánh tráng gạo dạng tròn Hiện nay, thị trường xuất thiết bị chế tạo bánh tráng rế dạng tròn Tuy nhiên phương pháp khơng điều chỉnh độ dày bánh độ dày bánh phụ thuộc chiều dày băng tải cao su Trong thực tế, phần lớn phải thực thủ công, sau đây, đề xuất thiết kế giúp cho khí hóa tự động hóa thay cho phương pháp thủ công Nguyên liệu gồm bột gạo, bột sắn, nước, phụ gia dạng sệt cấp vào thùng chứa (2) trộn động khuấy (1) Nguyên liệu qua hệ thống ống dẫn, van điều chỉnh (3) để vào máng chứa bột (5) Trục tạo hình (4) lấy nguyên liệu in dập lên băng tải (9) Do băng tải (9) với trục tạo hình (4) tiếp xúc với thơng qua lớp bột, trình in dập xảy Biên dạng trục tạo hình thiết kế sau giải phương trình (1), biên dạng tròn bánh tráng tạo thành Băng tải (9) mang bánh vào nồi hấp (10) để hấp chín bánh Cụm dao gạt (8) bóc bánh chín khỏi băng tải (9) Phên (6) cấp vào băng tải (7) để lấy bánh tráng ra, đưa vào máy sấy công đoạn Ta thiết kế hệ thống xích bên mơ hình máy để sấy nhiều tầng điện trở nhằm đạt độ ẩm thích hợp Hình Bản vẽ lắp máy tự động làm bánh tráng dạng tròn Hình Mơ hình 3D máy tự động làm bánh tráng dạng tròn Trang 128 HỘI NGHỊ KHCN TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC NĂM 2017 Ngày 14 tháng 10 năm 2017 Trường ĐH Bách Khoa – ĐHQG TP HCM KẾT LUẬN Việc thiết kế giải pháp hướng tới tự động hóa q trình tạo màng mỏng dạng tròn từ nguyên liệu gạo mì mở hướng việc sản xuất bánh tráng gạo dạng tròn Giải pháp làm tăng suất, tăng hiệu kinh tế thông qua giảm lượng phụ phẩm Nghiên cứu cơng nghệ thiết bị theo hướng tự động hóa sản xuất đồng theo dây chuyền giúp cho nhà quản lý sản xuất thuận tiện việc kiểm sốt tiêu chuẩn mơi trường tiêu chuẩn an tồn vệ sinh thực phẩm Sản xuất sạch, khơng gây ô nhiễm môi trường khống chế tác động môi trường vào sản phẩm, đạt tiêu xuất khẩu, góp phần nâng cao hiệu kinh tế an sinh xã hội LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Đại học Quốc gia TP HCM khuôn khổ đề tài KH&CN cấp ĐHQG-HCM loại C năm 2015, mã số đề tài: C2015-20-01 TÀI LIỆU THAM KHẢO Karl T Ulrich, Steven D Eppinger, Product design and development, Second Edition, McGraw-Hill, 2000 Mã Phước Hồng, Nghiên cứu tận dụng nhiệt thải từ lò bánh tráng để sấy bánh tráng, Tạp chí Khoa học Công nghệ ĐHĐN, Số 01(86).2015, trang 62, năm 2015 Trần Dỗn Sơn, Trần Trường Sơn, Đồn Văn Minh, Nghiên cứu tạo vân lưới bánh tráng rế sở tổ hợp chuyển động thành phần mô trình động học hai đầu rót, Tạp chí Phát triển KH&CN, Tập 12, Số 04-2009 Trần Thị Thu Trà, Công nghệ bảo quản chế biến lương thực, tập – Bảo quản lương thực, NXB Đại học Quốc gia TP HCM, 2010 TOWARDS AUTOMATION PRODUCTION PROCESS TO CREATE THIN MEMBRANE FROM RICE FLOUR ABSTRACT For many years, rice paper is made by hand so the productivity is not high; the quality is not uniform, does not assure the food hygiene, especially the production schedule depends on the weather Recently, some topics to mechanize the rice paper production are researched and applied successfully so that the productivity and quality of product is improved However, the rice paper is produced as a square shape and has to be cut into a round shape later This step leads too much remainder of materials (about 35%) so the economic efficiency is not high During the production, rice paper is spread on a bamboo grill and basked in the sunlight so that the dust or germ may harm the final product and not assure the food hygiene standard In this article, we introduce the solution to create the thin membrane from rice flour by stamping the liquid material from forming shaft into cloth conveyor towards automation to apply in rice paper production, assure the food hygiene and increase economic efficiency Keywords: rice paper, thin membrane by round shape, stamping, towards automation Trang 129 ... HCM KẾT LUẬN Việc thiết kế giải pháp hướng tới tự động hóa q trình tạo màng mỏng dạng tròn từ ngun liệu gạo mì mở hướng việc sản xuất bánh tráng gạo dạng tròn Giải pháp làm tăng suất, tăng hiệu... thực nghiệm mô hình chế tạo hồn tất ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ HƢỚNG TỚI TỰ ĐỘNG HĨA Sau đây, chúng tơi trình bày giải pháp thiết kế hướng tới tự động hóa sản xuất bánh tráng gạo dạng tròn Hiện nay, thị trường... CỨU GIẢI PHÁP TẠO MÀNG MỎNG TỪ NGUYÊN LIỆU GẠO MÌ Khi cho hai vật thể tiếp xúc với nhau, vật thể dạng sệt vật thể dạng rắn ảnh hưởng tương tác chúng xảy tượng in dập hình học vật thể dạng sệt lỏng