Nghiên cứu tính toán, thiết kế máy thái lát khoai tây phục vụ dây chuyền sản xuất snack khoai tây

trêng ®¹I häc n«ng nghiÖp Hµ Néi

khoa c¬ ®iÖn
---------------------------

NGUYỄN THỊ LÀ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
®Ò tµi:

“Nghiên cứu tính toán, thiết kế máy thái lát khoai tây
phục vụ dây chuyền sản xuất snack khoai tây”

Hµ néi - 2011


trêng ®¹I häc n«ng nghiÖp Hµ Néi

khoa c¬ ®iÖn
---------------------------

NGUYỄN THỊ LÀ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
®Ò tµi:

“Nghiên cứu tính toán, thiết kế máy thái lát khoai tây
phục vụ dây chuyền sản xuất snack khoai tây”

Chuyên ngành: Cơ khí bảo quản
Người hướng dẫn: ThS. Ngô Thị Hiền

KS. Trần Như Khánh

Hµ néi - 2011


i

MỤC LỤC
MỤC LỤC.........................................................................................................i
DANH MỤC HÌNH........................................................................................iii
LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................1
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ MÁY............................. 2
1.1. Tổng quan về nguyên liệu....................................................................2
1.2. Quy trình sản xuất snack khoai tây....................................................7
1.3. Các loại máy thái lát trong và ngoài nước hiện nay..........................9
1.3.1. Nguyên lý cắt thái chung...............................................................9
1.3.2. Máy cắt thái hiện nay..................................................................11
1.4.3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài............................18
PHẦN II: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY CẮT THÁI KHOAI
TÂY.................................................................................................................19
2.1 Cấu tạo chung của máy.......................................................................19
2.1.1 Khung máy....................................................................................21
2.1.2 Dao thái......................................................................................... 21
2.1.3 Bộ phận cấp liệu và tháo liệu.......................................................22
2.1.4 Động cơ và bộ phận truyền động................................................ 23
2.2 Nguyên lý làm việc...............................................................................23
PHẦN III: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH
CẮT THÁI..................................................................................................... 25
3.1. Cơ sở vật lý của quá tình cắt thái......................................................25
3.2 Áp suất cắt thái riêng.......................................................................... 28

3.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt thái.............................. 29
3.3.1 Độ sắc của lưỡi dao.......................................................................29
3.3.2 Góc cắt thái................................................................................... 29
3.3.3 Độ bền của vật liệu làm dao.........................................................29
3.3.4 Vận tốc của dao thái.....................................................................30
3.3.5 Điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật liệu..................................31
3.3.6 Quan hệ giữa lưỡi dao và tấm kê thái.........................................33
3.3.7 Độ bền và chất lượng của vật thái...............................................38
3.4 Năng lượng cắt thái và công cắt thái riêng........................................38
3.5 Lý thuyết tinh toán máy thái củ quả..................................................41
3.5.1 Tác dụng của dao thái củ quả......................................................41
3.5.2 Sơ đồ quá trình cắt thành lát thái...............................................42
3.5.3 Lực cản cắt thái............................................................................ 42
3.5.4 Năng suất lý thuyết của máy thái củ quả................................... 44
3.5.5 Công suất cần thiết.......................................................................45
PHẦN IV : TÍNH TOÁN MỘT SỐ BỘ PHẬN CHÍNH CỦA MÁY.......46

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


ii

4.1 Tính và chọn dao thái..........................................................................46
4.2 Lựa chọn chế độ làm việc của máy.................................................... 46
4.2.1 Vận tốc dao thái:...........................................................................46
4.2.2 Sự ảnh hưởng của số vòng quay n đến thể tích của củ do dao
thái được trong 1 vòng quay của đĩa................................................... 47
4.2.2 Năng suất lý thuyết của máy thái củ quả:..................................48
4.2.3 Công suất máy.............................................................................. 48
4.3 Tính chọn đai....................................................................................... 50

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ........................................................................... 53
1. Kết luận.................................................................................................. 53
2. Đề nghị....................................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................ 54

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


iii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.2. Củ khoai tây........................................................................................5
Hình 1.3. Snack khoai tây..................................................................................6
Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo bộ phận thái củ quả.....................................................11
Hình 1.5 Sơ đồ bộ phận thái củ quả kiểu ly tâm..............................................11
Hình 1.5 Máy cắt sắn quay tay.........................................................................12
Hình 1.6 Máy thái củ quả PKP - 2,0................................................................14
Hình 1.7. Máy thái lát thịt Mirra 300...............................................................15
Hình 1.8 Máy cắt thái củ quả...........................................................................17
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy thái lát khoai tây.............................................20
Hình 2.2 Dao thái.............................................................................................22
Hình 2.3 Nắp máy............................................................................................23
Hình 3.1 Tác dụng cắt thái của lưỡi dao..........................................................25
Hình 3.2 Thí nghiệm cắt thái của Gơriatskin V.P............................................26
Hình 3.3 Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái......................................27
Hình 3.4 Sơ đồ quá trình cắt thái bằng lưỡi dao..............................................28
Hình 3.5 Góc cắt thái........................................................................................29
Hình 3.6 Đồ thị phụ thuộc của lực cắt với độ thái sâu.....................................30
Hình 3.7 Đồ thị phụ thuộc giữa áp suất cắt thái riêng và vận tốc dao thái.......30
Hình 3.8 Vận tốc của điểm M trên cạnh sắc lưỡi dao......................................31

Hình 3.9 Phân tích các lực tác động giữa lưỡi dao và vật thái.........................32
Hình 3.10 Đồ thị phụ thuộc của δ và N............................................................34
Hình 3.11 Góc kẹp và điều kiện kẹp................................................................35
Hình 3.12 Đồ thị phụ thuộc của q và W%........................................................38
Hình 3.13 Sơ đồ tính năng lượng cắt thái.........................................................39
Hình 3.14 Xét đoạn dao thái S với góc quay dθ...............................................40
Hình 3.15 Các đồ thị phụ thuộc........................................................................41
Hình 3.16 Sơ đổ quá trình tạo thành lát thái.....................................................42
Hình 3.17 Áp lực của củ quả vào mặt đĩa........................................................45
Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của V (m3) vào n (vg/ph)..................47
Hình 4.2 Đai hình thang...................................................................................50

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


1

LỜI MỞ ĐẦU
Ở nhiều nước trên thế giới, snack là đồ ăn vặt số một của trẻ em và cả
người lớn đặc biệt là khi xem phim, đi chơi, cắm trại ngoài trời…Tại
Việt Nam, hiện có đến hàng trăm loại snack (hay còn gọi là bimbim), khác
nhau trên thị trường. Mỗi loại mang một hương vị đặc trưng của chúng. Ngày
nay snack khoai tây đang được rất nhiều người ưa thích. Một
sản phẩm snack khoai tây được ưa chuộng không chỉ có mùi thơm, vị ngon
mà phải đáp ứng được thị hiếu người tiêu dùng. Đó là miếng snack mỏng,
không bị nát sẽ làm tăng tính hấp dẫn của sản phẩm.
Trong quy trình sản xuất snack khoai tây, thái khoai là khâu rất quan
trọng. Nếu quá trình thái thực hiện tốt, miếng khoai sẽ mỏng, không bị nát và
ngược lại. Để nâng cao năng suất và chất lượng của sản phẩm, một số cơ sở
sản xuất snack đã nhập máy cắt thái khoai tây của nước ngoài. Qua thực tế

cho thấy nó không hoàn toàn phù hợp với nguyên liệu khoai tây của Việt
Nam, hơn nữa giá thành lại rất cao.
Việc nghiên cứu tính toán, thiết kế máy thái lát khoai tây trong dây
chuyền sản xuất snack khoai tây với kết cấu đơn giản, giá thành hạ, phù hợp
với nguyên liệu khoai tây của Việt Nam là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn rẩt lớn.
Từ những vấn đề trên, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu tính toán, thiết
kế máy thái lát khoai tây phục vụ dây chuyền sản xuất snack khoai tây”. Dưới
sự hướng dẫn của ThS Ngô Thị Hiền và Ks Trần Như Khánh.
Trong bài báo cáo còn nhiều thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự góp
ý của thầy cô để bài làm của tôi được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Là

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


2

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ MÁY
1.1. Tổng quan về nguyên liệu
Khoai tây (danh pháp khoa học: Solanum tuberosum), thuộc họ cà
(Solanaceae). Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa
tinh bột, loại cây trồng lấy củ rộng rãi nhất thế giới, và là loại cây trồng phổ
biến thứ 4 về mặt sản lượng tươi - xếp sau lúa, lúa mì và ngô.
Khoai tây có nguồn gốc từ Peru. Hiện tại người ta cho rằng khoai tây
đã được du nhập vào châu Âu vào khoảng thập niên 1570 và sau đó nó đã
được những người đi biển châu Âu đưa đến các lãnh thổ và các cảng trên
khắp thế giới khi chế độ thực dân châu Âu mở rộng vào thế kỷ 17 và 18. Khi

đã được phổ biến ở châu Âu, khoai tây đã sớm trở thành một thực phẩm và
cây trồng chủ yếu ở nhiều nới khác trên thế giới. Đến các thập kỷ cuối của thế
kỷ 20, việc mở rộng diện tích trồng trọt khoai tây lớn nhất lại là ở
Châu Á, nơi có khoảng 8% số lượng khoai tây được trồng trên thế giới được
trồng. Kể từ khi Liên Xô bị giải tán, Trung Quốc đã trở thành quốc gia sản
xuất khoai tây lớn nhất thế giới, tiếp theo là Ấn Độ.
Ở nước ta, người Pháp đem vào trồng vào cuối thế kỷ 19. Ngày nay,
khoai tây được trồng rộng rãi trọng vụ đông ở các tỉnh phía Bắc; cũng được
trồng ở các vùng núi cao ở miền Bắc và cả ở miền Nam (Lâm đồng). Ở nhiều
nước, cây khoai tây là cây lương thực chính song ở Việt Nam nó chỉ được coi
như một cây thực phẩm quý vì có hàm lượng dinh dưỡng khá cân bằng và
chứa nhiều khoáng chất quý. Ở miền Bắc, cây khoai tây được trồng trong
vòng ba tháng xen kẽ giữa hai vụ lúa nhưng đã đem lại một nguồn thu nhập
đáng kể cho họ vào thời điểm giáp tết cổ truyền. Hiện nay, sản lượng khoai
tây của thế giới là khoảng 300 triệu tấn/ năm. Và những món ăn được chế
biến từ khoai tây đã trở nên phổ biến.

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


3

Khoai tây là loại cây thân thảo mềm, cao 45 – 50cm. Có hai loại cành,
cành ở trên mặt đất có màu xanh, vươn cao; cành nằm trong đất màu vàng,
phình to lên thành củ hình cầu, dẹt hoặc hình trứng, chứa nhiều chất dự trữ,
nhất là tinh bột, mà ta thường gọi là củ khoai tây. Lá kép lông chim lẻ, mọc so
le, có 3-4 đôi lá chét không đều nhau. Hoa màu trắng hoặc màu tím lam, hình
phễu. Quả mọng hình cầu. Ở nước ta, giống khoai tây ruột vàng là giống
trồng phổ biến hiện nay đã được chọn lọc, nhân và giữ giống từ lâu nay.
Trong củ khoai tây có nhiều chất dinh dưỡng với hàm lượng cao so với

nhiều cây loại cốc và cây thực phẩm khác.
Bảng 1.1 Thành phần hóa học trong khoai tây
Chất
Nước
Protid
Glucid
Cellulose

Thành
phần (%)
75
2
21
1

Chất
Tro
Calcium
Phosphor
Sắt

Thành
phần (%)
1
10mg
50mg
1,2mg

Chất
Vitamin C

Vitamin B1
Vitamin B2

Thành
phần (%)
15mg
0,1mg
0,05mg

(nguồn: [4])
Cũng cần lưu ý là trong tất cả các bộ phận củ cây đều có chất solanin là
một glucosid độc. Chất này đặc biệt có nhiều trong phần xanh của cây, nếu củ
mọc mầm xanh thì các mầm này rất độc. Cánh hoa trắng tươi chứa 0,2% rutin.
Khoai tây có rất nhiều giống khác nhau. Giống Mariella: Là giống
được nhập nội từ Đức và đã được trồng rộng rãi ở nước ta từ lâu. Củ hình
tròn, vỏ nhẵn màu vàng, mắt nông, mầm có màu xanh tím, chống chịu virus
và sâu bệnh khá, thời gian ngủ nghỉ dài. Năng suất bình quân đạt 18-20
tấn/ha, chất lượng củ ngon, hàm lượng chất thô trung bình.
Giống Diamant: Có nguồn gốc từ Hà Lan, thời gian sinh trưởng từ sớm
vừa phải đến muộn vừa phải (khoảng 90 ngày). Khả năng chống thâm tím bên
trong khá tốt. Năng suất trồng ở miền núi đạt trung bình 23 tấn/ha, đồng bằng

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


4

16-18 tấn/ha, chất lượng củ ngon, hàm lượng chất khô khá cao, thích hợp cho
làm khoai tây chiên mỏng.
Giống P3: Có nguồn gốc từ Trung tâm khoai tây quốc tế (CIP) được nhập

vào nước ta từ năm 1981, được Viện Cây lương thực và cây thực phẩm chọn tạo
thành công. Thời gian sinh trưởng 90-100 ngày, củ hình tròn, vỏ màu vàng sáng,
ruột củ màu tím nhạt, chất lượng củ khá ngon và thích hợp với ăn tươi, hàm
lượng chất khô 18-20%. Năng suất cao và ổn định, từ 20-25 tấn/ha.
Giống KT3: Thời gian sinh trưởng từ 80-90 ngày, thuộc loại chín sớm.
Củ hình tròn, vỏ màu vàng, ruột vàng đậm, mắt sâu, mầm màu đỏ hồng,
chống chịu virus tốt và chịu nhiệt, chống chịu bệnh mốc sương, héo xanh ở
dạng trung bình. Năng suất trung bình đạt 20-25 tấn/ha.
Giống Nicola: Giống được nhập nội từ Đức và là kết quả chọn tạo
thành công của dự án "Khoai tây Việt- Đức" giai đoạn 1. Thời gian sinh
trưởng từ 80-90 ngày. Củ lớn, hình ô van dài, hình dáng đồng đều, vỏ vàng,
mắt nông, chống chịu va chạm khá. Năng suất cao, phân loại đồng đều.
Nicola dễ nhiễm bệnh mốc sương.
Giống Solara: Cũng là một trong những giống được dự án "Khoai tây
Việt- Đức" chọn tạo từ nguồn giống nhập nội của Đức. Thời gian sinh trưởng
trung bình 80-90 ngày, cây cao trung bình, thẳng, dầy, hoa màu trắng; củ hình
ô van, vỏ mịn từ màu trắng đến vàng, mắt nông, nhiều củ, độ đồng đều cao.
Năng suất khá cao.
Giống Hồng Hà 7: Là giống khoai tây trồng bằng hạt lai (HPS 7/67) có
bố là TPS 67 và mẹ là TPS II. Cây cao trung bình, thân, lá phát triển tốt. Thời
gian sinh trưởng khoảng 95-100 ngày. Củ tròn, vỏ củ màu vàng nhạt, ruột
vàng, mắt nông, độ đồng đều cao. Hàm lượng chất khô đạt 19%.

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


5

Hình 1.1. Cây khoai tây

Hình 1.2. Củ khoai tây
Khoai tây được dùng như một thành phần cung cấp chất bột. Khoai tây
được chế biến thành rất nhiều món ăn. Người Châu Âu hấp khoai tây rôì
nghiền thành món chính kiểu như cơm để ăn với thức ăn khác (thịt, cá, gia
cầm) tưới nước sốt trong khẩu phần hằng ngày hoặc nấu thành súp với thịt bò
hầm đủ kiểu. Ngoài ra, một lượng khoai tây còn dùng để lên men thành cồn.
Loại cồn này được dùng làm nguyên liệu sinh học, pha với xăng hoặc thay
xăng chạy xe. Khoai tây còn có tác dụng trong việc làm đẹp. Ví dụ khoai tây
luộc, bóc vỏ, nghiền mịn, thêm ít sữa, rồi lòng đỏ trứng gà, có thể thêm chút
mật ong nữa, đắp lên mặt làm mặt nạ dưỡng da… khiến da mịn, tươi mát, xóa
nếp nhăn.
Khi nói đến khoai tây là người ta nghĩ ngay tới khoai tây tươi. Nhưng

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


6

nay, trước nhu cầu đang gia tăng nhanh của các ngành công nghiệp thực phẩm
ăn nhanh, snack và thực phẩm tiện dụng, việc sử dụng khoai tây chế biến
ngày càng phổ biến.Ở Việt Nam, ngành chế biến khoai tây mới xuất hiện
chưa được 10 năm, nhưng đang phát triển rất mạnh mẽ. Tiêu dùng khoai tây
đang chuyển từ thị trường tiêu thụ tươi sang các sản phẩm chế biến có giá trị
gia tăng như khoai tây rán chẳng hạn. Sản phẩm chế biến từ khoai tây đã khá
đa dạng như khoai tây rán giòn, khoai tây chiên và tinh bột. Sản phẩm khoai
tây chiên kiểu Pháp và khoai tây rán giòn đã trở nên quen thuộc với người
Việt Nam, với các thương hiệu: Zon Zon, Snack, Bim Bim, ….

Hình 1.3. Snack khoai tây
Sản phẩm snack khoai tây đang được nhiều người ưa chuộng. Nó

không chỉ hấp dẫn trẻ em mà cả thanh niên, người lớn tuổi đều rất thích. Tuy
không có giá trị dinh dưỡng cao nhưng nó lại làm cho người ăn cảm thấy hấp
dẫn về mùi, vị, độ giòn.
Một ưu điểm của khoai tây trong chế biến snack đó là trong củ thành
phần chính là tinh bột, không có chất xơ. Vì thế, khâu cắt thái sẽ rất dễ dàng.
Khi sản xuất snack thì yêu cầu cần thiết đối với củ khoai tây là phải to, đều.
Có như vậy thì khi thái lát khoai tây sẽ không bị nát, làm cho giá trị cảm quan

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


7

của sản phẩm cao, tăng giá trị kinh tế. Các giống khoai tây ở Việt Nam
thường có kích thước tương đối nhỏ, nhiều mắt làm cho quá trình chế biến
gặp khó khăn, nhất là khâu cắt lát khoai. Vì vậy trong quá trình sản xuất cần
chú ý đến khâu cắt thái để có sản phẩm tốt nhất.
1.2. Quy trình sản xuất snack khoai tây
Snack khoai tây được sản xuất theo quy trình công nghệ sau:
Khoai tây sống được rửa sạch -> Gọt vỏ -> Kiểm tra chất lượng trên
băng chuyền -> Cắt thành lát mỏng -> Rửa hết các nhựa bột -> làm ráo nước > Tẩm ướp gia vị -> Rán giòn -> Giảm lượng dầu ăn trong khoai tây -> Trộn
gia vị -> Đóng gói.
Rửa khoai tây: Khoai tây được trồng trên đất cát hoặc đất thịt. Vì vậy
sau khi thu hoạch trên bề mặt củ còn rất nhiều đất bám vào. Rửa là khâu quan
trọng nhằm làm sạch hết những đất bẩn còn sót lại. Củ khoai có thề được
ngâm sơ bộ trong nước lạnh rồi đưa vào máy rửa để rửa dễ dàng hơn.
Khoai được rửa bằng máy. Tại khoa Cơ Điện của trường ĐH Nông
Nghiệp Hà Nội có một máy rửa củ quả. Cấu tạo của máy gồm hai thùng hình
trụ lồng vào nhau. Thùng bên ngoài bằng nhôm dùng để bảo vệ. Thùng bên
trong để chứa củ quả khi rửa. Đáy thùng được tách riêng và nhận chuyển

động quay từ động cơ điện. Khi rửa, đáy thùng quay và làm cho củ chuyển
động trong thùng. Chúng va chạm vào lớp nhám ở bề mặt trong của thùng và
được làm sạch. Mặt khác, máy này còn có tác dụng làm sạch vỏ ngoài của củ.
Gọt vỏ: Củ khoai sau khi được làm sạch ở máy rửa sẽ được đưa đến
khâu gọt vỏ. Gọt vỏ nhằm mục đích loại bỏ những chất bẩn còn sót lại trên bề
mặt củ khoai sau khâu rửa và làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm. Khoai
được rửa bằng các máy.

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


8

Kiểm tra chất lượng trên băng chuyền: Đây là khâu được thực hiện
bằng thủ công. Củ khoai sau khi được gọt sẽ được chuyển qua băng chuyền.
Các công nhân sẽ kiểm tra và loại bỏ những củ khoai không đạt chất lượng.
Đó là những củ quá nhỏ, bị sâu, thối lũn… Nếu lớp khoai trên băng chuyền
càng mỏng thì việc phân loại càng nhanh và chính xác.
Cắt thành lát mỏng: Đây là khâu quan trọng trong dây chuyền chế biến
snack khoai tây. Lát khoai tây càng mỏng thì càng dễ tẩm ướp gia vị; rán giòn
sẽ đồng đều, không bị cháy hay sống. Mặt khác, những lát khoai tây mỏng và
không bị nát sẽ thu hút được người tiêu dùng. Ngược lại, khi lát khoai tây quá
dày, nát vụn sẽ làm ảnh hưởng đến khâu chế biến tiếp theo và giảm giá trị
cảm quan của sản phẩm.
Rửa nhựa bột: Khoai tây sau khi thái lát xong sẽ có nhiều nhựa bột. Nó
làm cho lát khoai bị thâm, dính liền lại với nhau. Vì vậy sau khi thái xong,
chúng sẽ được đưa đi rửa sạch nhựa bột. Có thể dùng nước sạch hoặc nước
muối loãng để rửa.
Làm ráo nước: Khoai tây sau khi rửa xong sẽ còn rất nhiều nước. Nếu
để như vậy đi tẩm ướp gia vị thì rất khó, mặt khác gia vị sẽ bị tan một phần

vào nước. Do đó, khoai tây sẽ được đưa đi làm ráo để loại bỏ bớt nước.
Tẩm ướp gia vị: Gia vị dùng để tẩm ướp có thể là muối, đường, ớt bột
và một số loại gia vị khác tùy vào từng loại sản phẩm. Nó tạo ra mùi vị đặc
trưng cho sản phẩm đó. Khoai tây sau khi tẩm ướp sẽ được để trong một vài
phút nhằm cho gia vị ngấm vào lát khoai tây rồi mới đưa vào khâu chế biến
tiếp theo.
Rán giòn: Đây là khâu làm chin lát khoai tây. Nhiệt độ, thời gian rán rất
quan trọng vì nó quyết định chất lượng của sản phẩm. Nếu thời gian rán quá
lâu, nhiệt độ cao thì sẽ làm cho lát khoai tây bị cháy, (màu nâu đen, vị đắng,
mất mùi thơm), ngược lại thì lát khoai sẽ chưa chín. Khâu này được thực hiện
bằng máy rán công nghiệp.

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


9

Giảm lượng dầu ăn: Sau khi rán, lượng dầu ăn còn trong khoai tây rất
nhiều. Giảm lượng dầu ăn sẽ làm cho người tiêu dùng không bị chán khi ăn.
Khoai tây sẽ được cho vào thiết bị vắt khô dầu. Đó là thùng quay, bề mặt
thùng có nhiều lỗ nhỏ. Khi thùng quay, các giọt dầu còn lại trên lát khoai tây
sẽ văng ra xung quanh và lọt qua lỗ nhỏ ra bên ngoài thùng. Chú ý trong khâu
này phải tránh để lát khoai tây bị nát, vì sau khi được rán nó rất giòn.
Trộn gia vị: Trộn gia vị lần hai giúp cho gia vị bám lên trên bề mặt lát
khoai nhằm mục đích làm tăng hương vị cho sản phẩm.
Đóng gói: Đây là khâu cuối cùng của dây chuyền chế biến snack khoai
tây. Tùy vào mục đích của khách hàng nên có thể đóng gói nhiều loại bao bì
với khối lượng khác nhau. Khâu này được thực hiện trên các máy đóng gói.
Yêu cầu quan trọng với khâu đóng gói là phải bảo đảm độ kín khít của sản
phẩm. Nếu bao bì bị hở sẽ làm cho sản phẩm bị giảm chất lượng và hư hỏng.

Qua dây chuyền sản xuất trên chúng ta đã có sản phẩm snach khoai tây
hoàn chỉnh.
1.3. Các loại máy thái lát trong và ngoài nước hiện nay
1.3.1. Nguyên lý cắt thái chung
Các máy thái củ quả thường theo nguyên lý làm việc của “dao bào
gỗ”. Nghĩa là lưỡi dao được lắp ở khe thủng của thân đĩa hay trống lắp dao sẽ
cắt nạo vật thái đang tựa vào mặt thân đĩa hay trống lắp dao đó thành những
lát thái (dày mỏng tùy theo độ nhô của lưỡi dao so với mặt đĩa hay trống lắp
dao). Lát thái sẽ trượt trên mặt dao chui qua khe thủng mà thoát ra phía kia
của thân đĩa hay trống lắp dao.
Về nguyên lý cấu tạo, máy thái củ quả thường có những bộ phận chính
như sau:
Bộ phận thái gổm: Lưỡi dao; Đĩa (Trống).
Bộ phận cấp liệu gồm: Thùng đựng củ quả.

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


10

Bộ phận động lực có thể là động cơ hoặc tay quay, đạp chân. Bộ phận
truyền động có thể là truyền động đai hoặc bánh răng.
Lưỡi dao được lắp trên đĩa hay trống ở những khe thủng (để lát thái
chui qua). Muốn có lát thái có độ dày mỏng khác nhau người ta có thể điều
chỉnh độ nhô của dao so với mặt đĩa hay trống. Để thái thành những lát rộng
bản dao thái có dạng lưỡi thẳng liền. Để thái thành những lát thái hẹp dao thái
có dạng lưỡi răng lược. Hai lưỡi dao răng lược liên tiếp nhau được bố trí xen
kẽ nhau sao cho phần có cạnh sắc của dao này trùng với phần không có cạnh
sắc của dao kia. Như vậy sau một vòng quay của đĩa, cứ hai dao mới cắt hết
một lớp vật thái. Do đó số dao lắp trên đĩa phải chẵn.

Thành thùng đựng quả 3 có độ nghiêng nhất định để củ tự cung cấp vào
bộ phận thái nhờ trọng lượng của bản thân. Thành tiếp giáp với đĩa hay trống
có một khoảng diện tích hở để củ quả tiếp xúc với mặt đĩa và được lưỡi dao
nạo thành lát.
Ưu điểm: làm việc bền vững, năng suất cao, cấu tạo đơn giản dễ sử
dụng, điều chỉnh độ dày lát thái thuận tiện.
Nhược điểm: lát thái còn bị vụn do củ quả bị xoay khi thái, độ tự ép của
lớp củ quả chưa đủ giữ chặt cho củ quả không bị xoay trượt đi. Trường hợp
lưỡi dao răng lược thì nhiều mảnh vụn gây tăng chi phí năng lượng, giảm
năng suất so với thái bằng lưỡi dao thẳng liền.

a)

Nguyễn Thị Là – CKBQ51

b)


11

Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo bộ phận thái củ quả
a) Bộ phận thái kiểu đĩa; b) Bộ phận thái kiểu trống
1 – Dao thái; 2 – Đĩa lắp dao; 3 – Thùng đựng củ; 4 – Trống lắp dao
Ngoài ta còn có máy thái củ quả theo kiểu ly tâm. Củ quả xoay theo
mâm 1, do lực ly tâm văng ra tựa sát vào thành thùng chứa củ quả 3 gặp lưỡi
dao 2 lắp ở khe thủng của thành thùng sẽ được nạo thành lát lọt ra ngoài thành
thùng. Kiểu này có nhược điểm là lát thái kém đều, mức tiêu thụ năng lượng
riêng cao.

Hình 1.5 Sơ đồ bộ phận thái củ quả kiểu ly tâm

1 – Mâm xoay; 2 – Dao thái; 3 – Thùng đựng củ
1.3.2. Máy cắt thái hiện nay
Hiện nay, máy cắt thái đang được sử dụng trong nhiều dây chuyền sản
xuất như: máy thái khoai tây, bí đỏ trong dây chuyền sản xuất bim bim; máy
thái gia vị trong dây chuyền sản xuất mì tôm; máy cắt lát bánh mì, máy thái
lát thịt,….Đó có thể là máy làm việc thủ công hoặc tự động tùy theo chế tạo
và yêu cầu của người sử dụng. Nó đã giúp chúng ta giảm được rất nhiều chi
phí công lao động, tăng năng suất.
Từ nguyên lý cắt thái chung, nhiều cơ sở trong nước cũng đã chế tạo
ra một số máy cắt thái phục vụ sản xuất. Tuy khả năng làm việc còn hạn chế
so với máy nhập từ nước ngoài nhưng góp phần làm giảm chi phí nhập khẩu.

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


12

Mặt khác, chúng ta chế tạo ra máy móc dựa trên tính chất của nguyên liệu
trong nước nên rất phù hợp và dễ sử dụng. Nhưng do yêu cầu của sản xuất,
một số nhà máy cũng đã nhập khẩu máy của nước ngoài. Sau đây là một số
máy đang được sử dụng hiện nay.
1.3.2.1. Máy cắt sắn quay tay

Hình 1.5 Máy cắt sắn quay tay
Hãng sản xuất: Bình Quân
Model: 2008
Năng suất: 2- 3 tạ/h
Đây là máy thái thủ công. Các lưỡi dao được gắn vào một đĩa bên trong
máy. Khi làm việc, người ta dùng tay quay để truyền chuyển động cho dao.
Từ đó, các lát sắn sẽ được cắt mỏng và rơi qua khe hở ra ngoài. Các bộ phận

của máy được đỡ trên giá. Loại máy này được sử dụng tại các cơ sở sản xuất
nhỏ, phần lớn là tại các hộ gia đình.
Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng, giá thành rẻ.
Nhược điểm: năng suất thấp, mức độ ứng dụng chưa cao, chất lượng
lát cắt còn kém.

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


13

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


14

1.3.2.2. Máy thái củ quả PKP – 2.0
Đây là loại máy thái kiểu đĩa, đặt thẳng đứng có thể quay tay hoặc
dùng động cơ (hình 1.6). Máy gồm có thùng đựng củ quả 1 dạng nón cụt,
phần dưới lắp về một bên trục máy, cửa cấp liệu kề sát với vùng quay của
dao. Củ quả chất vào thùng, do trọng lượng của bản thân sẽ áp sát vào mặt đĩa
lắp dao. Đĩa dao 2 bằng gang, đường kính 600mm, trên đó có lắp 4 dao lưỡi
thẳng ở 4 khe thoát lát thái. Dao thái có 2 lưỡi, lưỡi thẳng liền dùng để thái lát
rộng, lưỡi răng lược dùng để thái thành lát hẹp (bề rộng lát thái
15 – 20mm). Các dao thái lắp nghiêng 300 so với mặt đĩa. Máng thoát sản
phẩm thái 4 đặt phía dưới đĩa dao gắn liền với vỏ bao đĩa. Trục quay 5 có 2
gối đỡ bi. Tay quay 6 lắp với bánh đai 7.
Để điều chỉnh chiều dày lát thái, trên dao có các lỗ dài vặn bu lông để
có thể dịch vị trí dao so với mặt đĩa. Khi sử dụng có thể cho máy chạy bằng
động cơ hoặc quay tay.

Hình 1.6 Máy thái củ quả PKP - 2,0
1 – Thùng đựng củ quả; 2 – Đĩa lắp dao; 3 – Dao thái;
4 – Máng thoát sản phẩm; 5 – Trục quay; 6 – Tay quay; 7 – Bánh đai

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


15

Đổ đầy củ quả vào thùng chứa. Củ quả sẽ dồn về cửa cấp liệu, ép vào
mặt đĩa, được các dao nạo thành lát. Các lát thái chui qua khe hở, thoát ra ngoài
qua máng thoát 4. Khi cần thái lát hẹp thì tháo lắp dao cho các dao răng lược làm
việc. Chú ý trong trường hợp này, cứ 2 dao răng lược mới cắt hết một lớp vật
thái, nghĩa là phải lắp số dao chẵn. Máy thái PKP – 2.0 có khả năng thái tốt đối
với nhiều loại củ quả. Tuy nhiên khi thái lát hẹp thì bị gãy vụn
1.3.2.3. Máy thái lát Mirra 300

Hình 1.7. Máy thái lát thịt Mirra 300
Mô tả sản phẩm:
Model: MIRRA 300
Nhãn hiệu: Sirman
Xuất sứ: Italy

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


16

Đường kính lưỡi dao: 300mm

Motor: 160W
Độ dày miếng thịt: 1 – 13mm
Độ dài cắt tối đa: 285mm
Kích thước: 640 x 610 x 510mm
Trọng lượng: 21kg
• Thiết bị được chế tạo hoàn toàn từ thép không rỉ, rất chắc chắn và
bền bỉ.
• Có cả chế độ tay và chế độ tự động rất tiện lợi.
• Hoạt động cực êm (do các chi tiết được lắp rất khít), rất bền bỉ (chất
liệu inox không rỉ cực dày giúp máy càng dùng càng bóng đẹp và rất dễ lau
chùi).
• Không cần phụ thuộc vào kích thước miếng thịt và không cần ép
khuôn.
• Lưỡi dao tròn, làm bằng thép đặc biệt không rỉ. Lưỡi dao cực sắc và
rất dễ mài (có gắn sẵn hệ thống đá mài trên máy rất tiện lợi) và thay thế lưỡi
dao rất đơn giản.
• Tốc độ cắt lên tới 4560 – 5880 miếng/giờ, đồng thời cắt gọn và đẹp
đến miếng cuối cùng.
• Thích hợp với rất nhiều loại thực phẩm như giăm bông, xúc xích và
các loại thịt miếng. Rất tiện lợi khi cắt thịt siêu mỏng tại các nhà hàng sử
dụng thịt cuốn. Cắt tốt và rất ngọt ngay cả với những tấm thịt đông lạnh rất
cứng.
• Các linh kiện rất dễ thay thế và có sẵn, thuận tiện cho người sử
dụng.
• Giá bán: 55.000.000 VNĐ

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


17

1.3.2.4 Máy cắt thái củ quả

Hình 1.8 Máy cắt thái củ quả
Khái quát:
Máy thái lát là một trong những thiết bị chủ yếu ,quan trọng trong
ngành chế biến thực phẩm… Máy là sản phẩm mới được nghiên cứu chế tạo
trên cơ sở của việc thái lát kiểu cắt thủ công, Dao cắt của máy theo chiều ngang
dạng dao quay vô lăng ,dao cắt có hệ thống chuyển động quay quanh trục một
cách liên tục, sản phẩm được cắt bỡi dao quay một cách nhẹ nhàng giống như
thái bằng tay vậy, có thể chế biến các loại lát đông dược hoặc trong nghành
thực phẩm như khoai tây, mứt bí… và các loại củ khác cho ra những sản phẩm
dạng thanh dài, là thiết bị chuyên dụng đầu tiên trong nước dùng để thái lát
nguyên liệu, bổ xung vào chỗ khuyết của việc chế biến cắt lát.
Máy cắt lát này chỉ dùng để cắt lát dạng thanh khoai tây, khoai lang
chiên hoặc dùng làm mức bí.
Ưu điểm:
Tỉ lệ thu hồi thành phẩm cao;
Độ dầy cắt chính xác;
Điều chỉnh thuận tiện;

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


18

Mặt cắt phẳng phiu, trơn bóng;
Đặc tính duy tu vệ sinh máy dễ dàng.
Thông số kỹ thuật chính:
•

Loại năng lực sản suất : 300-500 kg/h

•

Kích thướt tối đa của nguyên liệu : 60 mm

•

Tốc độ vòng xoay vô lăng : khoảng 900 vòng/phút

•

Độ dày cắt : 10 mm

•

Trọng lượng máy: khoảng 85 kg

•

Kích thước máy: 1100 x 705 x 905 mm

•

Công suất động cơ : 380V 50HZ 1 HP hoặc 220V

Kết luận: Chúng ta nhận thấy các máy được sản xuất ở nước ngoài có khả
năng làm việc tốt, tạo ra sản phẩm chất lượng cao. Tuy nhiên, nếu nước ta chỉ
nhập khẩu máy móc ở nước ngoài về thì không hẳn phù hợp với nguyên liệu

trong nước. Mặt khác, giá thành lại rất cao. Vì thế, việc nghiên cứu thiết kế
máy móc để phục vụ sản xuất là việc làm rất cần thiết.
1.4.3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
1.4.3.1 Mục đích nghiên cứu của đề tài
Thiết kế máy thái lát khoai tây phục vụ dây chuyền sản xuất snack khoai
tây, phù hợp với nguyên liệu trong nước, giảm chi phí nhập máy móc ở nước
ngoài. Đồng thời đáp ứng được năng suất đề ra, nâng cao chất lượng sản phẩm.
1.4.3.2 Nhiệm vụ của đề tài
- Lựa chọn sơ đồ nguyên lý thiết kế máy cắt thái khoai tây.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái.
- Tính toán thiết kế một số bộ phận của máy.

Nguyễn Thị Là – CKBQ51


19

PHẦN II: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
MÁY CẮT THÁI KHOAI TÂY

2.1 Cấu tạo chung của máy
Qua tham khảo một số mẫu máy trên thực tế, phân tích ưu nhược điểm
của nó, và tìm hiểu tính chất vật liệu em đưa ra mô hình mẫu máy thái lát
khoai tây phục vụ dây chuyền sản xuất snack tây.
Trong ngành thực phẩm, yêu cầu vệ sinh là rất quan trọng. Vì vậy, các
chi tiết của máy phải làm bằng inox hoặc thép không gỉ để đảm bảo chất
lượng của sản phẩm.
Cấu tạo của máy như hình vẽ.

Nguyễn Thị Là – CKBQ51

20

1
2

3

4

5

6

900

7

120

70
8

10

9

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy thái lát khoai tây
1 – Khung máy; 2 – Đai; 3 – Trục; 4 – Khoang thoát sản phẩm; 5 – Đĩa dao;

6, 7 – Cửa cấp liệu; 8 – Cửa thoát sản phẩm; 9 – Chân đỡ; 10 – Động cơ.

Nguyễn Thị Là – CKBQ51