Các thí nghiệm Số hạt Thời gian (s) Số hạt tách được Đạt (%)
Thí nghiệm 1 50 26 45 90 Thí nghiệm 2 50 28 44 88 Thí nghiệm 3 50 26 46 92 Thí nghiệm 4 50 30 48 96 Thí nghiệm 5 50 26 44 88 Thí nghiệm 6 50 28 43 96 Thí nghiệm 7 50 26 44 88 Thí nghiệm 8 50 28 45 90 Thí nghiệm 9 50 26 47 94 Trung bình 87,3%
Với kết quả (bảng 5.1) thì máy chạy đạt hiệu suất trung bình là 87,3%, máy đã đáp ứng được yêu cầu thiết kế.
5.3. Các thông số của máy.
Bảng 5.2: Bảng thơng số chính của máy
STT Tên các thông số máy Thông số
1 Kích thước L x W x H (mm) 1500 x 850 x 1268
2 Công suất máy 100 kg/giờ
3 Điện áp 220/380 v
4 Động cơ cấp phôi 90W
5 Động cơ băng tải cắt tách hạt sen 1,0kW
78
Chương 6
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
6.1. Kết luận
Sau thời gian nghiên cứu, thiết kế, tính tốn, chế tạo và thử nghiệm quá trình hoạt động của máy. Luận văn đã được hoàn thành và đạt được các kết quả sau:
Khảo sát được đặc tính cơ bản của hạt sen
Đề xuất được qui trình cơng nghệ của máy tách vỏ hạt sen tươi Đề xuất được nguyên lý cấp phôi
Đề xuất được nguyên lý cắt tách vỏ hạt sen
Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế phù hợp với nhu cầu thực tế Tính tốn và thiết kế các cụm chi tiết của máy
Chế tạo thử nghiệm máy
Xác định được các thơng số hoạt động chính của máy Hoàn chỉnh thiết kế.
6.2. Kiến nghị
Do thời gian, điều kiện nghiên cứu và chế tạo còn hạn chế nên đề tài còn một số nội dung chưa được hồn thiện. Vì vậy, tác giả đề xuất một số giải pháp nhằm giúp đề tài hoàn thiện hơn:
Thiết kế tinh gọn hơn nữa các kết cấu của máy
Tích hợp cơ cấu phân loại hạt trước khi đi vào cơ cấu cắt Hoàn thiện cụm phân loại sản phẩm sau khi tách vỏ
Phát triển máy có thể tách được các kích thước hạt khác nhau Tính tốn và thiết kế thêm cơ cấu cắt tách vỏ để tăng năng suất
79
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Phước Tuyên, Kỹ thuật trồng sen, NXB Nông nghiệp Tp Hồ Chí Minh - 2008.
[2]. Tơn Thất Ninh, Giáo trình cơ sở thiết kế máy và thiết bị thực phẩm, Nhà xuất bản bách khoa – Hà Nội- 2010.
[3]. Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Nhà xuất bản giáo dục, 2002.
[4]. Nguyễn Hồng Ngân- Nguyễn Danh Sơn, Kỹ thuật nâng chuyển-Tập 2, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, 2014
Nguồn khác [5].https://caolanh.dongthap.gov.vn/wps/portal/hcl/!ut/p/c0/04_SB8K8xLLM9MS SzPy8xBz9CP0os_jQEDc3n1AXEwN3Cz9DA09TIyNzS_MAA4sAc_2CbEdFA DmyCKE!/?WCM_GLOBAL_CONTEXT=/wps/wcm/connect/HCL/sithcl/sitachu yentrang/sitanongnghiepnongthon/sitakythuatnongnghiep/sitatrongtrot/20111214+ cay+sen+va+ky+thuat+trong [6].https://sites.google.com/site/trambvtvhuyenvinhhung/cay-sen/ky-thuat-trong- sen-lay-hat [7].http://www.ingentaconnect.com/content/tcsae/tcsae/2014/00000030/00000013/ art00004?crawler=true [8]. http://giaoduc.net.vn/Suc-khoe/Chuyen-gia-Dinh-duong/Tac-dung-that-su-cua- hat-sen-post121943.gd
[9]. Renznik N.E (1975). PGS. TS Bùi Văn Miên: Máy chế biến thức ăn gia súc NXB Nông Nghiệp TPHCM 2004. [10]. https://www.alibaba.com/product-detail/Lotus-seeds-peeling-machine-Lotus- nut_60471218054.html?spm=a2700.7724857.main07.150.2bd13975b5ZWf4 [11]. https://www.alibaba.com/product-detail/lotus-seed-peeling-machine- 008618703616828_1931234877.html?spm=a2700.7724857.main07.216.2bd13975 b5ZWf4
80 [12].http://vaas.org.vn/Upload/Documents/Ket-qua-KHCN-1315/CTP-CCN- 16/49.pdf [13].https://m.2lua.vn/article/nong-dan-trong-sen-mong-co-thi-truong-on-dinh- 26706.html?hl=en [14]. http://rttc.hcmuaf.edu.vn/rttc-8130-1/vn/bong-sen.html [15]. http://vi.globals.sale/item.html?id=tb36257736591 [16]. https://www.slideshare.net/phunghuynh931102/giao- trinhxulydulieunghiencuuvoispssforwindows
81
PHỤ LỤC
BẢNG SỐ LIỆU KÍCH THƯỚC HẠT SEN TƯƠI
STT L D B STT L D B 1 21,0 14,8 1,1 51 20,8 14,8 1,0 2 20,6 15,0 1,0 52 19,5 13,9 1,0 3 20,7 14,4 0,9 53 20,0 13,0 1,0 4 20,4 13,9 1,0 54 21,0 14,3 1,0 5 20,4 14,8 1,1 55 20,8 14,3 1,0 6 19,3 13,0 1,0 56 20,0 14,0 1,0 7 21,0 14,7 1,1 57 19,4 13,6 1,0 8 19,4 13,8 1,0 58 20,1 14,0 1,0 9 19,6 13,4 1,0 59 20,0 14,0 0,9 10 20,1 14,0 1,0 60 20,0 14,2 1,0 11 20,0 13,6 1,0 61 21,0 14,7 0,9 12 20,0 14,3 1,1 62 20,2 14,4 1,0 13 19,7 14,4 0,9 63 19,4 14,0 1,0 14 20,2 14,2 1,0 64 19,6 14,2 1,0 15 20,4 14,3 1,1 65 20,5 13,0 1,0 16 20,8 14,6 1,0 66 19,2 12,8 0,9 17 20,3 14,6 1,0 67 19,4 13,3 1,0 18 20,0 14,3 1,0 68 19,7 13,3 0,9 19 20,0 14,1 1,1 69 19,4 13,9 0,9 20 19,4 13,0 1,1 70 19,6 14,1 0,9 21 20,4 13,7 1,0 71 20,0 14,3 0,9 22 19,5 12,8 1,0 72 20,5 14,3 1,1 23 19,6 13,9 1,1 73 20,5 14,8 1,1 24 20,6 14,1 1,1 74 19,0 12,8 1,0
82 25 20,6 14,3 1,0 75 19,2 13,7 1,0 26 20,7 14,3 1,1 76 19,7 13,9 1,0 27 20,8 14,3 1,0 77 20,5 14,8 1,1 28 20,4 13,0 1,0 78 19,5 13,2 1,0 29 20,0 14,2 0,9 79 20,0 13,0 1,0 30 20,8 14,6 1,0 80 19,7 13,0 1,0 31 19,6 14,1 1,0 81 20,2 14,3 1,0 32 19,4 14,6 1,1 82 20,4 14,1 0,9 33 19,7 14,2 0,9 83 20,8 13,6 1,0 34 20,2 12,6 0,9 84 20,3 14,1 1,0 35 20,4 13,4 1,0 85 20,0 14,1 1,1 36 20,8 13,7 1,0 86 20,0 14,2 1,0 37 20,3 13,2 1,0 87 20,0 14,7 1,0 38 20,0 13,9 1,0 88 20,2 14,4 1,0 39 20,0 14,1 1,0 89 20,4 14,0 1,0 40 20,0 14,3 0,9 90 20,8 13,3 1,1 41 20,1 14,0 1,1 91 20,3 14,1 1,1 42 20,0 14,8 1,1 92 19,4 12,8 1,0 43 20,0 15,0 1,0 93 20,5 14,1 1,0 44 19,7 13,8 1,0 94 19,6 13,2 1,0 45 20,2 13,9 1,0 95 19,4 13,9 1,1 46 20,4 14,8 1,0 96 19,7 12,6 0,9 47 21,0 14,7 1,1 97 20,0 14,3 1,0 48 20,3 14,4 0,9 98 20,0 14,0 1,1 49 19,6 13,9 1,0 99 19,4 13,9 1,1 50 20,8 14,8 1,0 100 20,1 14,0 1,0
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
NGUYỄN TẤN THÍCH
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TÁCH VỎ HẠT SEN
NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 60520103
TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS. TS. Trương Nguyễn Luân Vũ
(Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS. Đặng Thiện Ngôn
(Ghi rõ họ, tên,, chức danh khoa học, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS. Phạm Huy Hoàng
(Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ trước
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
i
TĨM TẮT
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều sản phẩm được chế biến từ hạt sen đặc biệt các sản phẩm được chế biến từ hạt sen tươi. Một trong những công đoạn khó khăn và tốn nhiều thời gian trong chế biến là việc tách vỏ. Ở Việt Nam, việc tách vỏ hạt sen hầu như được thực hiện thủ công chủ yếu tách bằng tay nên năng suất thấp và không đảm bảo vệ sinh. Trong nghiên cứu này, tác giả thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen tươi phục vụ cho các cơ sở sản suất vừa và nhỏ. Cụm cắt và tách của máy được chế tạo dựa trên nguyên lý sử dụng lực cắt và ép để tách vỏ, khi cắt dao cắt sẽ cắt một vết cắt xung quanh chu vi hạt sau đó dùng lực ép của thanh gá dao để ép tách vỏ. Mục đích khi cắt phải đảm bảo khơng phạm vào nhân sen và khi tách không làm dập, bể nhân sen. Kết quả tác giả đã chế tạo và thử nghiệm cho thấy máy tách vỏ hạt sen hoạt động tốt đạt hiệu suất 87,3% vỏ hạt sen đã được tách, nhân sen không bị đứt, nứt.
Từ khóa: hạt sen, nhân sen, tách vỏ hạt sen, máy tách vỏ hạt sen.
ii
ABSTRACT
Nowadays, there are many products processed from lotus seeds in the market, especially those processed from fresh lotus seeds. One of the most difficult and time-consuming steps in processing is peelings. In Vietnam, lotus seed peeling is almost always performed manually by hand using stainless steel knives which leads to lower the productivity and lack of adequate food hygiene. In this study, the design and fabrication of fresh lotus seeds peeling machine for small and medium size food processing factories has been done. The cutter and remover mechanisms of the machine are fabricated based on the principle of using external force for cutting and pressing to remove the seed shells. A cutting line around the circumference of the seed will be cut whilst cutting process, then take the advantage of the remaining force of the cutter to remove the shells. The aim is to ensure the knife does not touch the seed-kernels while cutting and the seed-kernels are not fragmented as removing the shells. As a results, the machine is well assembled and, the experimental research proved that the machine is well performed and the performance is about 87.3 percent, the seed covers are entirely removed, the seed-kernels are not fragmented or cracked.
Keywords: Lotus seed, lotus seed kernels, lotus seed peeling, lotus seeds peeling machine.
iii MỤC LỤC TÓM TẮT .................................................................................... i ABSTRACT ................................................................................ ii MỤC LỤC .................................................................................. iii DANH MỤC HÌNH ẢNH ...........................................................vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................... vii Chương 1: GIỚI THIỆU ............................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề .............................................................................. 1 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................ 1 1.2.2. Ý nghĩa khoa học ................................................................ 1 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn ................................................................. 2 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ............................................... 2 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................... 2 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................... 2 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................. 3 1.5. Phương pháp nghiên cứu ........................................................ 3 1.5.1. Phương pháp phân tích lý thuyết ......................................... 3 1.5.2. Phương pháp thực nghiệm ................................................... 3 Chương 4: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN ...................................... 4 4.1. Yêu cầu thiết kế ..................................................................... 4 4.2. Giải pháp thực hiện ................................................................ 4 4.2.1. Khảo sát đặc tính của hạt sen tươi ....................................... 4
iv
4.2.1.1. Xác định thơng số kích thước ........................................... 5 4.2.2. Cụm cấp phơi ...................................................................... 5 4.2.2.1. Phương án 1: Cấp phôi bằng phễu rung ............................ 5 4.2.2.2. Phương án 2: Cấp phôi bằng guồng tải ............................. 7 4.2.2.3. Lựa chọn phương án hợp lý nhất ...................................... 8 4.2.2.4. Tính tốn chọn guồng tải .................................................. 8 4.2.1.5. Tích tốn bộ truyền xích băng tải cấp phơi ..................... 10 4.2.3. Cụm căt tách vỏ hạt sen tươi ............................................. 11 4.2.3.1. Phương án 1: Sử dụng thùng quay .................................. 11 4.2.2.2. Phương án 2: Sử dụng dao cắt và bộ truyền băng tải ....... 12 4.2.2.3. Lựa chọn phương án hợp lý nhất .................................... 13 4.3. Tính tốn chọn động cơ cụm cắt tách vỏ hạt sen ................... 16 4.3.1. Thí nghiệm xác định lực ép (nén) cắt tách vỏ hạt sen ......... 16 4.3.2. Thí nghiệm đo tốc độ băng tải ........................................... 17 4.3.3. Tính tốn động cơ chạy băng tải cắt tách vỏ hạt sen. ......... 24 4.3.4. Tính tốn bộ truyền xích cụm cắt tách vỏ hạt sen............... 25 4.4. Kết cấu của máy tách vỏ hạt sen. .......................................... 27 Chương 5: CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM ................................. 28 5.1. Chế tạo các bộ phận ............................................................. 28 5.1.1. Chế tạo cụm 1 - Cụm cơ cấu cấp phôi ............................... 28 5.1.2. Chế tạo cụm 2 - Cụm cắt tách vỏ hạt sen ........................... 29 5.1.3. Chế tạo các chi tiết khác và hoàn thiện máy....................... 29 5.2. Thử nghiệm xác định năng suất máy. ................................... 31 5.3. Các thông số của máy. ......................................................... 32
v
Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................... 33 6.1. Kết luận ............................................................................... 33 6.2. Kiến nghị ............................................................................. 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................... 34
vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH
HÌNH TRANG
Hình 4.1: Các thành phần chính của máy tách vỏ hạt sen .............. 4 Hình 4.2: Kích thước hạt sen ......................................................... 5 Hình 4.5: Cấu tạo cấp phơi bằng phễu rung ................................... 6 Hình 4.6: Phễu cấp phơi và guồng tải. ........................................... 7 Hình 4.7: Thơng số guồng tải ........................................................ 9 Hình 4.8: Sơ đồ thùng quay tách vỏ hạt sen................................. 11 Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý cắt tách vỏ hạt sen ............................. 12 Hình 4.11: Mơ hình 3D Thanh gá dao chữ V............................... 14 Hình 4.12: Thanh gá dao chữ V .................................................. 14 Hình 4.13: Thanh gá dao ơvan .................................................... 15 Hình 4.14: Sơ đồ thí nghiệm đo lực ép ........................................ 16 Hình 4.15: Cơ cấu cắt tách vỏ hạt sen ......................................... 18 Hình 4.16: Mơ hình tổng thể máy tách vỏ hạt sen........................ 27 Hình 5.1: Cụm cấp phơi khi thiết kế ............................................ 28 Hình 5.2: Cụm cấp phơi sau khi chế tạo ...................................... 28 Hình 5.3: Cụm cơ cấu cắt tách vỏ hạt sen khi thiết kế ................. 29 Hình 5.4: Cụm cơ cấu cắt tách vỏ hạt sen sau khi chế tạo ............ 29 Hình 5.5: Máy tách vỏ hạt sen khi thiết kế .................................. 30 Hình 5.6: Máy tách vỏ hạt sen sau khi chế tạo ............................. 30
vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
BẢNG TRANG
Bảng 4.6: Bảng thơng số của bộ truyền xích cụm cấp phơi .......... 10 Bảng 4.7: Bảng kết quả thí nghiệm đo lực cắt vỏ hạt sen ............. 17 Bảng 4.8: Bảng kết quả thí nghiệm đo tốc độ băng tải ................. 18 Bảng 4.9: Bảng kiểm tra sự tương thích ...................................... 19 Bảng 4.10: Bảng phân phối chuẩn ............................................... 20 Bảng 4.11: Bảng thống kê Levene............................................... 21 Bảng 4.12: Bảng phân tích phương sai ANOVA đơn yếu tố ........ 21 Bảng 4.13: Bảng phân tích kiểm định thứ hạng ........................... 22 Bảng 4.4: Bảng kết quả kiểm định thứ hạng ................................ 24 Bảng 4.15: Bảng thông số của bộ truyền xích cụm cắt tách vỏ hạt sen
................................................................................................... 26 Bảng 5.1: Bảng kết quả thử nghiệm năng suất máy ..................... 31 Bảng 5.2: Bảng thông số máy ..................................................... 32
1
Chương 1
GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Hạt sen ngoài là một vị thuốc đông y quen thuộc từ xa xưa nó cịn là một loại thực phẩm rất tốt đối với sức khỏe con người. Cho nên nhu cầu tiêu thụ hạt sen tưới ngày càng nhiều, để chế biến món ăn từ hạt sen phải tiến hành sơ chế. Trong khâu sơ chế hạt sen thì khâu tách vỏ là khâu tốn nhiều thời gian nhất. Ở nước ta việc tách vỏ hạt sen chủ yếu được làm bằng tay nên cho năng suất thấp, các máy tách vỏ hạt sen đang có trên trị trường chủ yếu là tách vỏ hạt sen khô.
Với nhu cầu trên thì đề tài: “Nghiên cứu phát triển thiết kế và chế tạo máy tách vỏ hạt sen” là cấp thiết.
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.2.2. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài đưa ra được phương án thiết kế các cụm máy và máy hồn chỉnh. Phân tích ưu nhược điểm của các thiết kế làm cơ sở để hoàn chỉnh máy khi thiết kế, chế tạo.
Đề tài là tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu, chế tạo các máy, thiết bị của các công đoạn liên quan đến chế biến hạt sen trong dây chuyền chế biến hạt sen tươi tại Viêt Nam.
2
1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Tăng năng suất lao động
Nâng cao chất lượng sản phẩm Giảm giá thành cho sản phẩm
Cải thiện đời sống kinh tế cho các hộ gia dình trồng và chế biến hạt sen.
1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Tìm hiểu các thơng số của hạt sen Đề xuất nguyên lý của cơ cấu cấp phôi Đề xuất nguyên lý cắt và tách vỏ hạt sen tươi Cơ khí hóa khâu bóc tách vỏ hạt sen tươi
Thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh máy tách vỏ hạt sen tươi công suất vừa và nhỏ đem lại hiệu quả kinh tế, phục vụ cho nhu cầu cấp thiết của thị trường trong nước.
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
Hạt sen tươi cần được tách vỏ; nguyên lý cấp phôi; cách thức phân loại, tách vỏ hạt sen; các công nghệ cắt tách vỏ, máy tách vỏ hạt sen các loại.
Phần thu liệu và tự động phân loại vỏ và hạt sen sau khi tách không được nghiên cứu. Các thiết bị liên quan không thuộc phạm vi nghiên cứu của đề tài.
3
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
Hạt sen có nguốn gốc từ sen ở Tỉnh Đồng Tháp -Cơ khí hóa cụm cấp phơi
Cơ khí hóa cụm cắt tách vỏ hạt sen tươi
Nghiên cứu, thiết kế, tính tốn, nhằm tối ưu hố, cải tiến và chế tạo máy tách vỏ hạt sen ứng dụng trong phạm vi vừa và nhỏ, thí nghiệm xác định các thông số làm việc chính của máy.