Thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất tự động bánh tráng bò bía

i ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - DƯƠNG NGỌC HƯNG THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH TRÁNG BỊ BÍA Chun ngành: Cơng nghệ chế tạo máy LUẬN VĂN THẠC SĨ Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2013 ii CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp HCM, ngày tháng năm 20… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: DƯƠNG NGỌC HƯNG Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 08/08/1985 Nơi sinh: Quảng Bình Chun ngành: Cơng Nghệ Chế Tạo Máy MSHV: 11044533 I- TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH TRÁNG BỊ BÍA II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tìm hiểu cơng nghệ sản xuất thủ cơng bánh tráng bị bía Đưa giải pháp để chuyển từ thủ công sang máy Tính tốn nhiệt cho hệ thống máy Chế tạo hệ thống máy sản xuất bánh tráng bị bía tự động Khảo nghiệm thiết bị hệ thống chế tạo Kết đạt III - NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2013 IV - NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 25/06/2013 V - CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS TRẦN DỖN SƠN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MƠN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) iv LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy PGS.TS Trần Doãn Sơn tận tình hướng dẫn hỗ trợ giúp đỡ em vượt qua nhiều khó khăn suốt q trình thực luận văn Em xin gởi lời cảm ơn đến gia đình hổ trợ em mặt kinh phí, ủng hộ em mặt tinh thần tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Em xin gởi lời cảm ơn đến: – Ban giám hiệu trường Đại Học Bách Khoa TPHCM – Q thầy, khoa khí trường ĐHBK – Q thầy, phịng quản lý sau đại học trường ĐHBK Cuối cùng, em xin gởi lời cảm ơn đến bạn đồng nghiệp, bạn lớp cao học công nghệ chế tạo máy K2011 trường ĐHBK có ý kiến đóng góp cho em thời gian thực luận văn TP Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 06 năm 2013 DƯƠNG NGỌC HƯNG v TĨM TẮT LUẬN VĂN Luận văn gồm có chương: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÁNH TRÁNG BÒ BÍA Nội dung đề cập chương để giải thích lý việc thực đề tài “Thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất tự động bánh tráng bị bía” nói chung bao gồm bánh bị bía dạng trịn vng Chương cung cấp vài thông tin cụ thể nguồn gốc, loại bánh tráng, số ăn sử dụng bánh tráng bị bía, tình hình nghiên cứu ngồi nước, quy trình sản xuất bánh tráng thủ cơng nhu cầu thị trường dành cho sản phẩm bánh tráng bị bía CHƯƠNG 2: NGUN LIỆU, CƠNG NGHỆ PHA TRỘN BỘT VÀ Q TRÌNH CƠNG NGHỆ NƯỚNG Cơng nghệ sản xuất bánh tráng bị bía phụ thuộc nhiều vào tính chất bột Do vậy, việc hiểu rõ thành phần, tính chất ngun liệu làm bánh tráng bị bía có ý nghĩa quan trọng việc tính tốn, thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất tự động Nội dung chương cung cấp đặc điểm thành phần nguyên liệu bột bột mì, bột gạo, bột thành phần hóa học, tỷ lệ dinh dưỡng, chất phụ gia…cơng nghệ pha trộn bột q trình công nghệ nướng CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT BÁNH TRÁNG BỊ BÍA DẠNG VNG Nội dung chương tập trung vào việc lựa chọn phương án tối ưu nhất, tính tốn thơng số động học cho cụm máy Bên cạnh việc tính nhiệt cho hệ thống Từ đó, thiết kế chế tạo phận thiết bị sản xuất bánh tráng bị bía dạng vng đảm bảo tiêu suất, chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT BÁNH TRÁNG BỊ BÍA DẠNG TRỊN Máy sản xuất bánh tráng bị bía dạng vng dạng trịn có nguyên lý giống nhau, khác cụm tráng bánh Bên cạnh vấn đề tự động hóa thiết vi bị sản xuất quan trọng Tự động để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng, ngồi cịn giải phóng sức lao động người trình sản xuất công đoạn gây độc hại cho người Chương đồng thời giới thiệu cấu tự động phần tử điều khiển hệ thống sản xuất bánh tráng bị bía dạng vng trịn CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO THIẾT BỊ VÀ KHẢO NGHIỆM Sau tính tốn, thiết kế máy tráng bánh bị bía đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề tiến hành gia công phận, chi tiết lắp ráp lại với Các phận chi tiết máy gia công phương pháp gia công truyền thống hàn, tiện, phay, bào … phù hợp với nhu cầu sản xuất thực tế nước Tuy nhiên có số chi tiết địi hỏi độ xác cao mà phương pháp gia cơng truyền thống khơng đáp ứng dùng phương pháp gia công đặc biệt hay gia cơng máy CNC Để đánh giá mức độ xác thiết kế, chế tạo, thành công đề tài phải khảo nghiệm hệ thống máy CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Do đề tài hệ thống máy bắt đầu chế tạo đưa vào sử dụng nên gặp nhiều khó khăn cơng tác thử nghiệm Sau nhiều lần đạt kết khơng mong muốn hệ thống máy có số thay đổi cấu vận hành đặc biệt phận gia nhiệt, cấu lấy bột Đến này, sau nhiều lần thử nghiệm đạt thành công bước đầu, cho sản phẩm gần giống với sản phẩm mà sở sản xuất yêu cầu Trong tương lai, hệ thống tiếp tục hoàn thiện để tự động hóa hết tất cơng đoạn tráng bánh Từ việc ngâm ủ, xay nghiền nguyên liệu đến trộn bột tự động bánh làm đóng gói sản phẩm với số lượng yêu cầu Xa nữa, với việc chế tạo thành công máy tráng bánh tráng bị bía tiền đề để chế tạo thành cơng loại máy thực phẩm khác vii LỜI CAM KẾT Tôi tên: DƯƠNG NGỌC HƯNG Học viên lớp: Cao học Công nghệ chế tạo máy K2011 Mã số học viên: 11044533 Theo định giao đề tài luận văn cao học phòng Đào tạo Sau đại học, Đại học Bách khoa TP.HCM, thực luận văn cao học với đề tài “Thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất tự động bánh tráng bị bía” hướng dẫn thầy PGS.TS Trần Doãn Sơn từ ngày 21/01/2013 đến 25/06/2013 Tôi xin cam kết luận văn tốt nghiệp cao học thực Tôi thực luận văn theo quy định phòng đào tạo sau đại học, Đại Học Bách Khoa TP.HCM theo hướng dẫn thầy PGS.TS Trần Doãn Sơn Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm với lời cam kết Nếu có sai phạm trình thực luận văn, tơi xin hồn tồn chịu hình thức xử lý phịng đào tạo sau đại học Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Học viên Dương Ngọc Hưng LUẬN VĂN THẠC SĨ [1] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN MỤC LỤC MỤC LỤC GIỚI THIỆU Tính cấp thiết đề tài .4 Mục tiêu đề tài Nội dung thực luận văn Phương pháp nghiên cứu .5 Ý nghĩa khoa học luận văn 6 Ý nghĩa thực tiễn luận văn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÁNH TRÁNG BÒ BÍA 1.1 Sản phẩm bánh tráng bị bía .7 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 16 1.4 Kết luận 18 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, CÔNG NGHỆ PHA TRỘN BỘT VÀ Q TRÌNH CƠNG NGHỆ NƯỚNG 19 2.1 Cơ sở khoa học sản xuất bánh tráng 19 2.2 Nguyên liệu 21 2.2.1 Nguyên liệu 21 2.2.2 Nguyên liệu phụ .27 2.3 Công nghệ pha trộn bột 32 2.3.1 Pha trộn bột thủ công 33 2.2.2 Pha trộn máy .35 2.4 Q trình cơng nghệ nướng .39 2.4.1 Cơ sở khoa học 39 2.4.2 Mục đích cơng nghệ phạm vi thực 40 2.4.3 Các biến đổi nguyên liệu 41 2.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng 43 2.4.5 Thiết bị nướng 44 HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [2] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH TRÁNG BỊ BÍA DẠNG VNG 49 3.1 Yêu cầu thiết bị sản xuất thực phẩm 49 3.2 Đề xuất phương án, lựa chọn phương án thiết kế 50 3.2.1 Các phương án đề xuất 50 a Phương án 52 b Phương án 53 c Phương án 54 3.2.2 Đánh giá phương án 56 3.2.3 Tính điểm lựa chọn phương án thiết kế 57 3.2.4 Chọn phương án sản xuất bánh tráng bị bía .58 3.3 Tính tốn thiết kế máy sản xuất bánh tráng bị bía dạng vng 59 3.3.1 Sơ đồ nguyên lý máy sản xuất bánh tráng bị bía dạng vng 59 3.3.2 Bài tốn nhiệt cho máy sản xuất bánh tráng bị bía 73 a Bài tốn nhiệt rulơ tráng bánh 73 b Bài toán nhiệt băng tải làm mát 79 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH TRÁNG BÒ BÍA DẠNG TRỊN 82 4.1 Sơ đồ nguyên lý máy sản xuất bánh tráng bị bía dạng trịn .82 4.2 Các cụm máy 83 4.3 Các cấu tự động phần tử điều khiển hệ thống cho máy dạng vuông dạng tròn: .85 4.3.1 Xác định chức yêu cầu hệ thống 85 4.3.2 Thiết kế mạch điện điều khiển 86 4.3.3 Biến tần điều chỉnh tốc độ động 86 4.3.4 Điều chỉnh nhiệt độ gia nhiệt 88 4.3.5 Bộ phận cắt xếp bánh tự động 91 CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO THIẾT BỊ VÀ KHẢO NGHIỆM 92 5.1 Chế tạo thiết bị 92 5.1.1 Khung máy 92 HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [3] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN 5.1.2 Cụm tráng bánh 93 5.1.3 Cụm cấp bột 94 5.1.4 Băng tải làm mát bánh .94 5.1.5 Bộ phận gia nhiệt .95 5.1.6 Các cấu thiết bị phụ trợ khác 96 5.2 Khảo nghiệm hệ thống máy 101 5.2.1 Thông số bánh khách hàng yêu cầu (chuẩn để so sánh) 101 5.2.2 Công tác chuẩn bị 103 5.2.3 Tiến hành chạy máy .107 5.2.4 Kết khảo nghiệm .110 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO 117 PHỤ LỤC - BÁI BÁO KHOA HỌC ĐỀ NGHỊ ĐĂNG TẠP CHÍ 118 HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [116] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đề tài “Thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất tự động bánh tráng bị bía” hệ thống máy mẻ Việt Nam Vì vậy, việc đầu tư ngành chế tạo máy móc, trang thiết bị phục vụ ngành cơng nghiệp chế biến thực phẩm nói chung thiết bị sản xuất tự động bánh tráng bò bía dạng trịn nói riêng cần thiết quan trọng Với thành công đạt đề tài mở hướng nghiên cứu cho máy thực phẩm khác Kết đạt đề tài làm tăng suất, giảm tiêu hao nguyên liệu làm tăng đáng kể hiệu kinh tế sở sản xuất Hơn nữa, suất cao tạo nhiều sản phẩm cung cấp cho thị trường, sở sản xuất phụ thuộc nhiều vào nguồn nhân công, chủ động khâu sản xuất, hạn chế chi phí nhân cơng tồn chi phí cho sản xuất Kết đề tài góp phần đẩy nhanh tốc độ khí hóa ngành sản xuất máy thực phẩm nước ta, bước loại bỏ hết sản xuất thực phẩm thủ công Các thiết bị hệ thống hầu hết chế tạo Inox phù hợp với tiêu chí vệ sinh an tồn thực phẩm sản phẩm thực phẩm, góp phần giảm bớt tình trạng nhiễm mơi trường Sau nhiều lần đạt kết khơng mong muốn hệ thống máy có số thay đổi cấu vận hành đặc biệt phận gia nhiệt, cấu lấy bột Đến nay, sau nhiều lần thử nghiệm đạt thành công bước đầu, cho sản phẩm gần giống với sản phẩm mà sở sản xuất yêu cầu Trong tương lai, hệ thống tiếp tục hoàn thiện để tự động hóa hết tất cơng đoạn tráng bánh Từ việc ngâm ủ, xay nghiền nguyên liệu đến trộn bột tự động bánh làm đóng gói sản phẩm với số lượng yêu cầu Để luận văn thành cơng hơm hướng dẫn tận tình với đạo mặt thiết kế chế tạo thầy PGS.TS Trần Doãn Sơn để sản xuất chế tạo thành cơng máy sản xuất bánh tráng bị bía Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Dỗn Sơn tập thể q thầy mơn Chế Tạo Máy, khoa Cơ Khí dạy dỗ, giúp đỡ chúng em hoàn thành luận văn HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [117] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Thị Thu Hà, “Công nghệ bảo quản chế biến lương thực”, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM, 2007 [2] Lê Ngọc Tú, “Hóa học thực phẩm”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2003 [3] Lê Bạch Tuyết, “Các q trình cơng nghệ sản xuất thực phẩm”, Nhà xuất giáo dục, 1996 [4] Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà, “Công nghệ chế biến thực phẩm”, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM, 2008 [5] Trần Dỗn Sơn, “Cơng nghệ chế tạo máy 1, 2”, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM, 2008 [6] Bùi Hải, Trần Thế Sơn, “Nhiệt kỹ thuật”, Viện Khoa học Công nghệ Nhiệt – Lạnh, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1993 [7] Bùi Hải, Phạm Lê Dần, “Nhiệt động lực học kỹ thuật”, Viện Khoa học Công nghệ Nhiệt – Lạnh, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1994 [8] Nguyễn Hữu Lộc, “Cơ sở thiết kế máy”, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM, 2009 [9] Nguyễn Thanh Nam, “Giáo trình Phương pháp thiết kế kỹ thuật”, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM, 2007 [10] Karl T Ulrich, Steven D Eppinger, “Product Design and Development”, Irwin McGraw – Hill, 2000 [11] Website bánh tráng: http://www.tapchiamthuc.vn HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [118] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN PHỤ LỤC - BÁI BÁO KHOA HỌC ĐỀ NGHỊ ĐĂNG TẠP CHÍ THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH TRÁNG BỊ BÍA DESIGNING AND MANUFACTURING THE AUTOMATIC BO BIA PAPER MAKING MACHINE Trần Doãn Sơn (1), Dương Ngọc Hưng(2) (1) Đại học Bách Khoa TP.HCM, Việt Nam (2) Học viên cao học Đại học Bách Khoa TP.HCM, Việt Nam Abstract Bo Bia papers are Vietnamese traditional food products As the usage of other typical rice papers, they are being used to make Bo Bia spring rolls However, unlike traditional rice papers which are made from rice, Bo Bia papers are made completely from wheat flour Bo Bia paper’s making processes also different from that of rice paper While normal rice papers are steamed and subsequenlty dried, Bo Bia papers are grilled under heat Bo Bia paper is totally produced manually in Viet Nam In the world, Japan and Taiwan are the first countries which have successfully manufactured the machines that are able to make Bo Bia paper automatically These machines have very high productivity and stable product quality but their Bo Bia papers are much thicker than those produced manually in Viet nam Employing the most superior characteristics of these exotic machines together with the innovative technology changes, in this study, we have introduced a new design for the automatic Bo Bia paper making machine that is suitable with actual conditions of Vietnamese market Key words: Bo Bia paper, Rice paper, Wheat flour Tóm tắt: Bánh tráng bị bía sản phẩm ẩm thực truyền thống Việt Nam Cũng giống công dụng loại bánh tráng gạo, bánh tráng bị bía sử dụng để làm chả giị bị bía Tuy nhiên bánh tráng gạo sản xuất từ gạo bánh bị bía sản xuất hồn tồn bột mì Về mặt quy trình sản xuất, HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [119] GVHD: PGS.TS TRẦN DỖN SƠN bánh tráng gạo hấp chín sấy khơ tráng bị bía nướng chín nhiệt Ở Việt Nam,bánh tráng bị bía sản xuất hoàn toàn tay Trên giới nay, Nhật Bản Đài Loan hai nước có khả năngchế tạo thiết bị sản xuất bánh bị bía tự động Những thiết bị có suất chất lượng tốt nhiên bánh thành phẩm có độ dày nhiều so với bánh sản xuất tay nước Kế thừa ưu việt thiết bị ngoại nhập cộng với thay đổi mặt cơng nghệ mang tính chất sáng tạo cao, phạm vi báo này, nhóm tác giả giới thiệt thiết kế cho hệ thống thiết bị sản xuất bánh tráng bị bía tự động phù hợp với điều kiện thực tế thị trường Việt Nam Từ khóa: Bánh tráng Bị Bía, Bánh tráng gạo, Bột mì Tổng quan tình hình nghiên cứu thiết bị ngồi nước 1.1 Tình hình nghiên cứu nước Hiện nay, cơng nghệ sản xuất bánh tráng bị bía nước thực hồn tồn thủ cơng Quy trình sản xuất thủ cơng thể Hình Ngun liệu sau pha chế dạng sệt Tấm thép dài hình chữ nhật đặt lên hệ thống bếp gas để gia nhiệt Người công nhân bốc nắm ngun liệu, vo trịn tay sau ép lên thép Hơi nóng làm cho phần nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp với thép dính lại; phần bột cịn lại khơng tiếp xúc trực tiếp với thép bứt lên tay Quá trình thực khoảng giây Sau để khoảng 10 giây cho sản phẩm chín, người cơng nhân lấy bánh khỏi thép (trước ép cục bột dẻo lên thép, thép bơi trơn dầu ăn trước dầu ăn pha sẵn bột) Bình qn cơng nhân lành nghề sản xuất 5000 sản phẩm ca tiếng làm việc Qua tra cứu tài liệu trao đổi với đơn vị sản xuất bánh tráng bị bía, chưa có đơn vị nước nghiên cứu chuyển đổi công nghệ từ thủ cơng sang khí hóa tự động hóa HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [120] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN 1- Hệ thống bếp gas 2- Miếng thép đặt bếp gas 3- Cơng nhân vo trịn nguyên liệu 4- Công nhân ép trực tiếp nguyên liệu lên miếng thép đốt nóng 5- Phần nguyên liệu cịn dính thép sản phẩm Hình 1: Các thao tác thủ cơng q trình sản xuất bánh bị bía Việt Nam 1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Hình 2: Sản xuất thủ cơng bánh tráng Nhật Bản Hình 3: Máy tráng bánh bị bía dãy NhậtBản HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [121] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN Các gỏi cuốn, bánh tráng ăn phổ biến nước phương Đông Nhật Bản, Trung Quốc nước thuộc khu vực Đông Nam Á Lào, Thái Lan, Việt Nam, Malaysia, Singapore Nhìn chung, sở sản xuất bánh tráng bị bía nước Trung Quốc nước thuộc khu vực Đông Nam Á làm thủ công; cách thức sản xuất họ khơng có khác lạ so với sở sản xuất Việt Nam (xem ảnh minh họa quy trình sản xuất thủ cơng bánh tráng Nhật Bản Hình 2) Hiện nay, Nhật Bản, Đài Loan chế tạo thành cơng máy sản xuất bánh tráng bị bía tự động với một, hai bốn dãy (xem Hình 3) Thiết kế thiết bị sản xuất tự động bánh tráng bị bía 2.1 Giải mã thiết bị Nhật Bản, Đài Loan 2.1.1 Nguyên lý làm việc thiết bị Hình trình bày nguyên lý làm việc thiết bị sản xuất bánh bị bía Đài Loan nhà máy chế biến thực phẩm Cầu Tre nhập Hỗn hợp bột lỏng (lỏng phương pháp thủ công) từ thùng bơm bánh bơm lên vịi Vịi có tiết diện đầu khe hẹp (bề rộng khoảng 1-2 mm).Bề rộng khe bề rộng bánh Bột qua khe hẹp phun lên bề mặt ru lô trángnướng Trong ru lơ có hệ thống gia nhiệt 5(bằng điện trở gas) Khi ru lô quay, bánh nướng chín nhờ nhiệt Do bề mặt ru lơ tráng-nướng có nhiệt độ cao (xấp xỉ 1500C) nên dòng bột tiếp xúc với ru lơ tráng-nướng khơng bị bón cục, vịi có hệ thống làm mát 6, theo cán kỹ thuật xí nghiệp Chế biến Thực phẩm Cầu Tre, hệ thống làm mát dùng máy lạnh chuyên dùng Sau bánh cắt thành tấm, thiết bị có cấu lật bánh xuống băng tải HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [122] GVHD: PGS.TS TRẦN DỖN SƠN Hình 4: Ngun lý làm việc thiết bị sản xuất bánh bị bía Đài Loan 2.1.2 Nhận xét thiết bị Đài Loan Phương án có suất cao, kết cấu gọn, nhiên phết bột kiểu bơm qua khe hep không điều chỉnh bề dày bánh (muốn điều chỉnh bề dày bánh phải thay vòi (2) Sau kết thúc ca làm việc làm vệ sinh vòi bơm khó khăn.Làm mát vịi máy làm lạnh chun dùng phức tạp Gia nhiệt bên ru lô tráng-nướng nhiệt độ đồng đều, nhiên cần lượng nhiệt ban đầu để đốt nóng ru lơ khó làm nguội cục bề mặt ru lô vùng phun bột 2.2 Đề xuất sơ đồ nguyên lý thiết bị sản xuất tự động bánh tráng bị bía 2.2.1 Sơ đồ nguyên lý đề xuất Thông qua sơ đồ nguyên lý thiết bị nước phân tích ưu nhược điểm cộng với trao đổi góp ý sở sản xuất nước.Sơ đồ HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [123] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN nguyên lý thiết bị sản xuất tự động bánh tráng bị bía đề xuất Hình 5: Hình 5: Sơ đồ nguyên lý thiết bị HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Chú [124] GVHD: PGS.TS TRẦN DỖN SƠN giải Hình 5: 1-Mô tơ truyền động trục cấp bột; 2-Bộ truyền xích ru lơ trángnướng bánh; 3-Mơ tơ truyền động ru lô tráng-nướng; 4-Hệ thống phun nước; 5Quạt thổi làm mát; 6-Dao gạt làm Ru lô; 7-Thanh trượt lắp thùng chứa bột; 8Thùng chứa bột; 9-Ru lô cấp bột; 10-Trục ép bột; 11-Đồng hồ đo nhiệt; 12-Ru lô tráng-nướng bánh; 13-Giàn điện trở; 14-Cách nhiệt; 15-Thoát ẩm; 16-Dao gạt bánh; 17-Quạt; 18-Trục bang tải; 19-Băng tải; 20-Bộ truyền bang tải; 21-Máng trượt; 22Trục dẫn động; 23-Dao cắt; 24-Trục gá dao; 25-Thanh trượt; 26-Thùng chứa sản phẩm Sơ đồ nguyên lý: Hỗn hợp bột lỏng sau ủ lên men cho vào thùng chứa bột 8, thùng bột di chuyển trượt-con chạy để thay đổi khoảng cách hai ru lô Đầu tiên, tiến hành gia nhiệt cho ru lô 12 điện trở gia nhiệt 13 ốp phía ngồi ru lơ tráng-nướng Sau đó, ru lơ cấp bột bột lên, ru lô phết bột quay tiếp xúc với ru lơ tráng-nướngbánh 12 bột dính lớp mỏng ru lô tráng-nướng Vỏ cách nhiệt 14 dùng để giảm thất nhiệt mơi trường Độ dày bánh điều chỉnh nhờ vào thay đổi khe hở hai ru lô cách di chuyển ru lô trượt-con chạy Dải bột ru lô tráng-nướng làm chín nhiệt bề mặt ru lơ Sau khoảng 15 giây, dải bánh tráng đến vị trí dao tách bánh 16 tách khỏi ru lô qua băng tải nghiêng lưới inox 19 để làm nguội, nhờ quạt làm mát 18 giúp trình làm nguội diễn nhanh Khi đến vị trí tang dẫn động 22 bánh tráng HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [125] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN dạng dải liền liên tục dao cắt 23 cắt bánh theo kích thước yêu cầu Cuối bánh qua trượt 25 rớt xuống thùng đựng sản phẩm 26 2.2.2 Những cải tiến thiết bị so với thiết bị Đài Loan + Thay cấp bột lên ru lô tráng-nướng bơm phun,ở dùng ru lô nhỏ để phết bột lên ru lô tráng-nướng + Thay làm nguội vùng tiếp xúc vịi ru lơ máy lạnh, dùng giải pháp phun nước-thổi gió dao gạt làm + Ngoài ra, để làm cho bề mặt bánh nhẵn bong, thiết kế sử dụng lăn đè bột Ở thiết bị nước ngồi khơng có cấu + Phương án thiết kế khơng gia nhiệt phía thiết bị nước mà gia nhiệt bên ngồi ru lơ Phương án dễ dàng việc làm nguội cục phần tiếp xúc ru lô cấp bột ru lơ tráng-nướng 2.3 Tính tốn nhiệt ru lơ tráng-nướng bánh (nhiệt làm chín bánh) Dựa vào sơ đồ nguyên lý mà ta phân chia cấu tạo máy thành cụm sau: cụm tráng-nướngbánh, cụm làm mát, cụm cắt bánh cụm thu sản phẩm Trong cụm này, cụm tráng-nướngbánh đóng vai trò quan trọng việc định chất lượng bánh sau Chính phạm vi báo tập trung trình bày tính toán cho cụm tráng-nướng bánh Do dung lượng hạn chế báo, nhóm tác giả trình bày tính tốn nhiệt cho ru lơ trángnướng khơng đề cập đến tính tốn động học động lực học Sơ đồ nguyên lý cụm tráng-nướng bánh hình vẽ 3D cụm trình bày Hình Hình Hình 6: Sơ đồ nguyên lý cụm tráng-nướng bánh HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [126] GVHD: PGS.TS TRẦN DỖN SƠN Chú giải chi tiết hình Hình 7: Hình vẽ 3D cụm tráng-nướng bánh Bánh nướng chín nhờ hệ thống gia nhiệt điện trở lắp đặt bên ru lô tráng-nướng Theo kinh nghiệm sở sản xuất cách pha chế gồm có kg bột pha với kg nước Như phần trăm ban đầu mà nước chứa hỗn hợp bột 4/9 = 44.44% Sau bánh chín độ ẩm bánh 14% 2.3.1 Tính tốn lượng nhiệt làm chín kg bột sau pha Xét lượng nhiệt cần thiết để làm bay 44,44 % - 14% = 30,44% nước Lượng nhiệt bao gồm lượng nhiệt cần thiết để đưa nước từ nhiệt độ bột ban đầu 300C lên 1000C lượng nhiệt hóa hết 30,44% nước Lượng nhiệt để đưa nước lên nhiệt độ sôi (1000C) áp suất khơng khí Q1 = m.Cp.(100 – 30) = 0,3044 x 4,13 x 70 = 88 (kJ) Nhiệt lượng cần thiết để làm bay 30,44% nước: Q2 = m.r = 0,3044 x 2270 = 691 (kJ) (r = 2270 kJ/kg - nhiệt ẩn hóa nước) Nhiệt dung riêng hỗn hợp bột theo công thức: CP = g1.Cv1 + g2.Cv2 = 2,44 x 5/9 + 4,13 x 4/9 = 3,19 (kJ/kg.K) g1,g2: % thành phần hỗn hợp Cv1 = 2,44 kJ/kg.K : nhiệt rung riêng bột khô Cv2 = 4,13 kJ/kg.K : nhiệt dung riêng nước HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN [127] Lượng nhiệt cần thiết để đưa hỗn hợp bột từ nhiệt độ ban đầu (300C) đến nhiệt độ bánh chín (1150C): Q3 = (1 – 0,3044) x 3,19 x (115 – 30) = 188,68 (kJ) Tổng lượng nhiệt cần thiết để làm chín kg bột sau pha: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 88 + 691 + 188,68 = 967,67 (kJ) Mặt khác ca sản xuất với suất 40.000 sản phẩm cần khoảng 120 kg bột.Vậy tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho ca sản xuất: Q’ = Q.m = 967,67 x 120 = 116124 (kJ) Thời gian làm việc ca sản xuất: tiếng Vậy tổng nhiệt lượng cần cung cấp ca tính theo Watt là: Q= 116124*1000/(8x3600)= 4032 (W) 2.3.2 Tính lượng nhiệt thất hai bên rulô tráng-nướng bánh bọc cách nhiệt Hai bề mặt rulô tráng-nướng bánh không chịu ảnh hưởng nhiệt nhiều có điện trở nên nhiệt độ bề mặt có nhiệt độ 50oC, xảy thất nhiệt: Nhiệt độ khơng khí trời tmt = 300C Hệ số tỏa nhiệt khơng khí α = 9.3 W/m2độ Diện tích hai mặt bên: F   D  3,14.1,4  2,2 m2 Tổn thất nhiệt hai bề mặt: Q = α.F.t = 9,3 x 2,2 x (50 – 30) = 409,2 (W) Diện tích bọc cách nhiệt: Lớp cách nhiệt bọc hết toàn điện trở ngồi chiếm 3/4chu vi rulơ tráng-nướng bánh Chiều cao tính từ mặt rulơ tráng-nướng tới lớp tơn bọc bên lớp cách nhiệt 10 cm Như vậy: F   1,3.0,36  1,1 (m2) Nhiệt độ điện trở t = 320oC Hệ số dẫn nhiệt thủy tinh  = 0,037 (W/m.K) Chiều dày lớp thủy tinh δ = cm HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [128] GVHD: PGS.TS TRẦN DỖN SƠN Vì hai lớp tơn bọc bên vào ngồi lớp bơng thủy tinh tương đối mỏng (2mm) nên ta tính coi trường hợp dẫn nhiệt qua lớp Mật độ dòng nhiệt truyền từ ngồi qua lớp bơng thủy tinh: q     t  320  30 0,05  0,037 9,3  198,6 (W/m2) Tính nhiệt độ bề mặt bên lớp cách nhiệt t  320  q  0,05  t  320  198,6  51,6 oC  0,037  Nhiệt độ cách nhiệt đảm bảo khơng có mát nhiệt nhiều Tổn thất nhiệt qua lớp bọc cách nhiệt điện trở: Q = F.q =1,1 x 198,6 = 218,9 (W) 2.3.3 Tính tốn chọn điện trở: Ghi chú: Ở ta bỏ qua nhiệt lượng truyền vào ru lô tráng-nướng tổn thất qua khe hở nơi vào sản phẩm, tổng lượng nhiệt mát ca làm việc (tổn thất) Q = 409,2 + 218,9 = 628,1 (W) Công suất cần thiết điện trở sinh nhiệt lượng cần thiết ca sản xuất: Qt= 4032 + 628,1 = 4660,1(W) Vậy ta chọn tổng công suất cần thiết điện trở gia nhiệt 5000 (W) Kết luận Thiết kế thiết bị sản xuất tự động bánh tráng bị bía thay cho phương pháp thủ cơng có ý nghĩa lớn cho thực tế sản xuất.Công nghệ thiết bị sản xuất tăng suất, chất lượng đảm bảo điều kiện vệ sinh thực phẩm sản xuất Với phương thức sản xuất máy, nhà sản xuất nâng cao vị sản phẩm đẩy mạnh nhu cầu tiêu thụ nước xuất HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [129] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Hữu Lộc Cơ sở thiết kế máy Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2008 [2] Bùi Đình Tín Nhiệt động lực học kỹ thuật Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2002 [3] Lê Bạch Tuyết Các trình sản xuất thực phẩm Nhà xuất giáo dục, 1998 [4] http://www2.wattdrive.com [5] http://www.tapchiamthuc.vn [6] http://www.skf.com [7] http://www.grainger.com HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [130] GVHD: PGS.TS TRẦN DOÃN SƠN TÓM TẮT LÝ LỊCH – Họ tên: DƯƠNG NGỌC HƯNG – Giới tính: Nam – Ngày tháng năm sinh: 08/08/1985 – Chổ nay: Số nhà 58/2 Trần Văn Dư, Phường 13, Quận Tân Bình, TP.HCM – Điện thoại: 0938.328.885 – Email: hungdn.design@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:  Từ tháng 09/2004 đến tháng 12/2009: Học đại học Khoa Cơ Khí trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, chuyên nghành Công nghệ chế tạo máy  Từ tháng 12/2011 đến nay: Học cao học trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM, chuyên nghành Công nghệ chế tạo máy QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC:  Từ tháng 1/2010 đến tháng 6/2011: Giảng viên thực hành, Trung tâm Tự động hóa, Sở Khoa học Công nghệ TP.HCM  Từ tháng 6/2011 đến tháng 6/2012: Chun viên phịng Sáng chế, Cơng ty Sở Hữu Trí Tuệ Novapro  Từ tháng 7/2012 đến tháng 2/2013: Trợ lý P.TGĐ Sản xuất-Cung ứng, Tập đoàn Hoa Sen  Từ tháng 2/2013 đến nay: Phó Giám đốc sản xuất nhà máy thép Dĩ An, thuộc Công ty Vật liệu xây dựng Hoa Sen, Tập đoàn Hoa Sen HVTH: DƯƠNG NGỌC HƯNG ... Nghệ Chế Tạo Máy MSHV: 11044533 I- TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG BÁNH TRÁNG BỊ BÍA II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tìm hiểu cơng nghệ sản xuất thủ cơng bánh tráng bị bía Đưa... bách đề tài Nghĩa cần phải thiết kế hệ thống sản xuất bánh tráng bị bía dạng trịn đáp ứng yêu cầu Do đó, việc thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất tự động bánh tráng bị bía dạng vng dạng trịn phải... đó, thiết kế chế tạo phận thiết bị sản xuất bánh tráng bị bía dạng vng đảm bảo tiêu suất, chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT BÁNH TRÁNG BỊ BÍA DẠNG TRỊN Máy sản