Nghiên cứu tính toán thiết kế máy thái rau gia vị làm gia vị cho mì ăn liền

TRNG I HC NễNG NGHIP H NI

KHOA C IN

BùI THị TÂM

N TT NGHIP
đề tài:

Nghiờn cu tớnh toỏn thit k mỏy thỏi rau gia v
lm gia v cho mỡ n lin.

Hà nội - 2011


TRNG I HC NễNG NGHIP H NI

KHOA C IN

BùI THị TÂM

N TT NGHIP
đề tài:

Nghiờn cu tớnh toỏn thit k mỏy thỏi rau gia v lm gia
v cho mỡ n lin.

Chuyờn ngnh

: C khớ Bo qun v CBNS

Giỏo viờn hng dn : ThS. Ngụ Th Hin
KS. Trn Nh Khỏnh

Hà nội - 2011


i

LỜI CÁM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài này, em đã nhận được sự hướng dẫn,
chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy, các cô trong khoa Cơ Điện, đặc biệt
là các thầy cô trong bộ môn thiết bị bảo quản và chế biến nông sản. Nhân dịp
này em xin chân thành cám ơn:
Em xin chân thành cảm ơn Th.S Ngô Thị Hiền và K.S Trần Như Khánh
đã bỏ nhiều thời gian quý giá để tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em thực hiện
thành công đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn bộ môn thiết bị bảo quản và chế biến nông
sản, khoa Cơ Điện, Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội đã giao phó cho em
đề tài này.
Cuối cùng, em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo đã trực tiếp
giảng dạy em trong quá trình học tập tại trường.
Hà Nội, ngày 24 tháng 5 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Bùi Thị Tâm


ii

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay mì ăn liền đang là một sản phẩm được yêu thích và sử dụng

rất phổ biến trên thị trường. Các loại mì hiện nay thường có giá trị dinh dưỡng
chưa cao, chủ yếu là phục vụ mục đích ăn nhanh của con người, vì vậy mà
hương vị của sản phẩm là một yếu tố quan trọng tạo nên sự cạnh tranh của các
sản phẩm. Với nguyên liệu chủ yếu là bột mì và các phụ gia khác thì rau gia
vị cũng góp phần quan trọng tạo nên hương vị của sản phẩm.
Trong quy trình công nghệ chế biến rau gia vị làm gia vị cho mì ăn liền
thì cắt thái là một khâu quan trọng tạo nên giá trị cảm quan cho sản phẩm và
ảnh hưởng đến các khâu thiếp theo. Các loại máy cắt thái trên thị trường hiện
nay rất đa dạng. Các loại máy ở nước ngoài có giá thành cao. Các loại máy
trong nước chủ yếu là các máy cắt thái củ quả, chưa có nhiều các máy cắt thái
rau và đặc biệt là rau gia vị phù hợp với yêu cầu công nghệ trong sản xuất mì
ăn liền, cho năng suất cao mà mức tiêu thụ năng lượng riêng phù hợp.
Vì vậy em được sự phân công của bộ môn Thiết bị bảo quản và chế
biến nông sản và giáo viên hướng dẫn giao phó việc thực hiện đề tài tốt
nghiệp: “Nghiên cứu tính toán thiết kế máy thái rau gia vị làm gia vị cho
mì ăn liền”.
Đây là cơ hội tốt cho sinh viên ngành cơ khí bảo quản chế biến nông
sản và thực phẩm sắp tốt nghiệp tổng hợp lại các kiến thức đã học ở trường
Đại học và làm quen với công việc của một kĩ sư cơ khí bảo quản và chế biến
trong tương lai.
Trong thời gian thực hiện đề tài, em đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu tài liệu tham
khảo, khảo sát thực tế và sự giúp đỡ của cô giáo hướng dẫn, đến nay đề tài đã
được hoàn thành. Nhưng do năng lực và sự hiểu biết còn hạn chế, nên nội
dung của đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý
và chỉ bảo chân thành của thầy cô giáo và các bạn sinh viên để cho đề tài càng
hoàn thiện hơn.


iii

MỤC LỤC


iv

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Hình ảnh về cây hành ta.................................................2
Hình 1.2 hình ảnh cây rau mùi......................................................3
Hình 1.3 Cây thì là........................................................................4
Hình 2.1 Máy cắt thái FC - 301.....................................................8
Hình 2.2 Máy thái rau cỏ rơm PCC - 6.........................................9
Hình 2.3. Máy thái rau cho gia súc và gia cầm...........................10
Hình 2.1. Sơ đồ hình chiếu đứng máy cắt thái rau gia vị............12
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý máy cắt thái rau gia vị......................13
Hình 3.2 - Thí nghiệm cắt thái của Gowrriatskin VP..................18
Hình 3.3 - Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái...............19
Hình 3.4 - Sơ đồ quá trình cắt thái bằng lưỡi dao.......................20
Hình 3.5 - Góc cắt thái................................................................21
Hình 3.6 - Đồ thị phụ thuộc của lực cắt với độ thái sâu λ...........22
Hình 3.7 - Đồ thị phụ thuộc giữa áp suất cắt thái riêng và vận tốc
dao thái........................................................................................22
Hình 3.8 - Vận tốc của điểm M trên cạnh sắc lưỡi dao...............23
Hình 3.9 - Phân tích các lực tác động giữa lưỡi dao và vật thái..23
Hình 3.10 - Đồ thị phụ thuộc với N.............................................24
Hình 3.11 - Góc kẹp và điều kiện kẹp.........................................25
Hình 3.12 - Đồ thị phụ thuộc của q tới W%................................25
Hình 3.13 Sơ đồ và kích thước cơ bản của dao thái....................27
Hình 3.14 Tính chiều cao đặt họng thái......................................30
Hình 3.15 Sơ đồ dao lưỡi cong theo vòng tròn lệch tâm.............31
Hình 3.16. Đồ thị phụ thuộc giữa τ và ................................... 32

Hình 3.17 Tính đoạn dao thái S đối với dao lưỡi cong..............34
Hình 3.18 Miền giới hạn tác dụng của dao.................................36
Hình 3.19 Sơ đồ tính năng lượng cắt thái....................................38
Hình 3.20. Xét đoạn dao thái ∆S với góc quay dθ......................39
Hình 3.21. Các đồ thị phụ thuộc..................................................40
Hình 3.22. Đồ thị thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ giữa q và τ
.....................................................................................................41
Hình 3.23 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa q và f’ theo độ trượt
τ...................................................................................................41
Hình 3.24. Đồ thị mômen cắt thái (a) và đồ thị biến thiên vận tốc
góc (b)..........................................................................................43


v

Hình 3.1. Đồ thị thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ giữa độ dai
đoạn thái và tốc độ của băng tải..................................................45
Hình 3.2 Sơ đồ kích thước dao thái.............................................46
Hình 3.3. Sơ đồ băng tải và trục cuốn.........................................47


1

CHƯƠNG I – TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về nguyên liệu

1.1.1 Tìm hiểu chung về mì ăn liền
Mì ăn liền (tên gọi quen thuộc là mì tôm hay mì cua) là món mì khô

chiên trước với dầu cọ, thường ăn 3–5 phút sau khi dội nước sôi lên. Nó còn
được gọi mì gói hay mì cốc hoặc mì ly, tùy cách đựng mì. Gói mì ăn liền
thường có một hoặc nhiều gói gia vị nhỏ, thường bao gồm:
Gói bột nêm: được phối trộn thích hợp dùng cho từng loại mì, gồm các
nguyên liệu chủ yếu sau: bột ngọt, muối, tiêu, tỏi, ớt,... được trộn đều dưới
dạng bột khô sau đó định lượng và đóng gói thành từng gói nhỏ khoảng 3g.
Gói dầu sa tế: nếu nấu bằng dầu tinh luyện (dầu, mè) với các gia vị
khác như: bột ớt, ngũ vị hương, tỏi khô, sau đó lược lấy phần dầu, định lượng
và đóng gói thành từng gói nhỏ khoảng 2g.
Gói rau gia vị: bao gồm các loại rau gia vị như hành, rau mùi, thì là...
có tác dụng làm tăng hương vị cho sản phấm, đồng thời cũng có tác dụng về
thẩm mĩ. Rau gia vị được đóng vào từng gói nhỏ khoảng 0,5 g.
1.1.2. Tìm hiểu chung về rau gia vị làm gia vị cho mì ăn liền
Nguyên liệu để sản xuất rau gia vị làm gia vị cho mì ăn liền chủ yếu là
các loại rau như: hành ta, rau mùi, thì là...
a. Hành
Hành dùng để sản xuất gia vị cho mì ăn liền là loại hành ta.
Hành ta tên khoa học là Allium fistilosum Linn, thuộc họ Liliaceae.
Hành ta là một loại cỏ sống nhiều năm, cao khoảng 50cm, có mùi đặc
biệt. Tép hành màu trắng hoặc hơi nâu nâu, không phình lớn. Lá gồm 5 - 6 lá,
3 cạnh phía dưới, hình trụ, phần trên rỗng, dài 30 - 50cm đường kính
4 – 8mm, phía giữa phình lên, đầu thuôn nhọn. Trục phát hoa cao bằng lá.


2

Tán hình cầu, 1 – 2 lá hoa, trắng, mỏng. Phiến hoa trắng, 5mm, có sọc xanh,
quả nang, hình tròn, đường kính khoảng 6mm. Hạt hình 3 cạnh màu đen.
Hành ta được trồng khắp nơi ở Việt Nam và nhiều nước khác ở châu Âu và
châu Mỹ.

Hình 1.1 Hình ảnh về cây hành ta
- Thành phần hóa học:
Tinh dầu có mùi đặc biệt. Không như hành tây và tỏi, thành phần hóa
học của hành ta ít được nghiên cứu sâu rộng. Trong hành ta có lẽ có Alliin
(allylcystein sulfoxide) giống như trong tỏi, nhưng ít hơn. Alliin khi bị thủy
giải bằng điều tố alliinnase clora Allicin, acid pyruvic và amonia. Allicin là
một chất không an định nên dễ bị thủy giải và phóng thích allyl bisulfide, có
mùi đặc biệt.
b. Rau mùi
Là loại cây thảo, sống hàng năm, cao 0,5 – 1m. Thân mọc thẳng đứng,
có khía rãnh, phân nhánh ở phần ngọn. Lá có nhiều dạng: lá gốc có cuống dài
2 – 4 cm và bẹ ngắn, hình trứng rộng, đơn hoặc chia thuỳ không rõ, dài 1 –


3

1,5cm, rộng 0,5 – 0,8cm, khía răng sâu; lá ở thân phía dưới chia thuỳ sâu hình
chân vịt có răng nông và to; lá ở giữa thân xẻ 2 – 3 lần hình lông chim, càng
lên trên, phiến càng hẹp dần; lá ở ngọn không cuống, các thuỳ hình sợi nhỏ.

Hình 1.2 hình ảnh cây rau mùi
Cụm hoa gồm 3 – 5 tán kép gần đều mọc ở ngọn thân hoạc kẽ lá; không
có tổng bao hoặc chỉ có 2 – 3 lá bắc; tiểu bao cũng chỉ có vài lá bắc nhỏ; mỗi
tán có 6 – 12 hoa màu trắng hoặc hơi hồng; đài có răng không đều; tràng có
những cánh phía ngoài không bằng nhau, bầu có vòi ngắn.
Quả bế đôi, hình cầu, nhẵn bóng, có cạnh lồi không rõ, đường kính
2,5 – 4 mm.
Toàn thân và lá vò ra có mùi thơm.
Rau mùi được trồng phổ biến khắp nơi để làm gia vị, hương liệu và

làm thuốc. Cây được trồng bằng quả (thường gọi là hạt) vào mùa thu – đông.
Có thể gieo liên tiếp nhiều đợt từ tháng 7 đến tháng 11.
Quả già đã được phơi hay sấy khô. Dùng nguyên quả hoặc chiết xuất
lấy tinh dầu. Quả mùi có vị the cay, mùi thơm, tính ấm, có tác dụng làm đậu
sởi dễ mọc, tiêu đờm trệ, lợi tiêu hoá.


4

Các thành phần có trong mùi thơm:
• Độ ẩm: 74,6%
• Protein 5,9%
• Chất béo: 1%
• Chất khoáng: 3,2%
• Chất xơ: 1,8%
• Carbonhydrate: 13,5%
• Chúng chứa các loại vitamin và muối khoáng là carotene, thiamin,
riboflavin, niacin, vitamin C và can xi, phốt pho, sắt.
b. Thì là
Tên khoa học là Anethum graveolens L, thì là - loài cây lấy lá làm gia
vị và lấy hạt làm thuốc, được sử dụng rất phổ biến ở châu Á và vùng Địa
Trung Hải. Đây là cây thân thảo sống hằng năm, cao 0,3 - 1m. Hoa có màu
vàng, mọc thành tán kép gồm 10 gọng. Quả hình trứng dài 3mm, rộng 1,5mm
dẹp ở lưng. Thì là trồng chủ yếu để làm rau gia vị. Ngoài ra tinh dầu của lá và
quả thì là có tính kích thích ăn ngon miệng và dễ tiêu hoá. Quả thì là dùng
làm thuốc giúp dễ tiêu hoá, chống co thắt, thông kinh, gây tiết sữa và lợi tiểu.

Hình 1.3 Cây thì là

5

1.2. Quy trình công nghệ sản xuất rau gia vị
Quy trình công nghệ sản xuất rau gia vị cho mì ăn liền:
Rau nguyên liệu → Rửa → Làm ráo nước → Cắt thái → Sấy → Bao gói
1. Rau nguyên liệu
Rau nguyên liệu chủ yếu bao gồm hành lá, rau mùi và thì là. Chọn loại
rau còn tươi, không bị héo, không dập nát. Loại bỏ rễ và những phần úa của
rau.
2. Rửa
Rau sau khi được lựa chọn được đem đi rửa. Rửa có tác dụng làm sạch
các tạp chất như đất, đá, cát, sỏi... và làm giảm lượng vi sinh vật ở mặt ngoài
của nguyên liệu.
Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa là nguyên liệu sau khi rửa phải sạch,
không bị dập nát, không ngâm lâu nguyên liệu trong nước để tránh làm mất
tinh bột, đường và vitamin, tốn ít nước rửa. Quá trình rửa gồm hai giai đoạn:
ngâm và rửa xối. Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, quá trình này
được tăng cường bằng tác dụng cơ học (trống quay, tay gạt, bàn chải, thổi
khí,...), hoặc bằng tác dụng của chất tẩy rửa (dung dịch kiềm) hoặc bằng cách
tăng nhiệt độ của nước. Rửa xối là dùng tác dụng của dòng nước để tách các
chất bẩn còn bám trên bề mặt của nguyên liệu sau khi ngâm. Thường dùng tia
nước có áp suất 2-3 at hoặc dùng hoa sen để xối. Để nâng cao năng suất và
chất lượng rửa đồng thời giảm nhẹ sức lao động thủ công người ta thường rửa
kiểu cánh gạt, kiểu bàn chải hoặc máy rửa sục khí.
3. Làm ráo nước
Rau trước khi đưa vào cắt thái phải được làm ráo nước. Có thể làm ráo
bằng cách đặt trong phòng có nhiệt độ 40 ÷ 50 0C hoặc làm ráo tự nhiên. Với
phương pháp làm ráo tự nhiên thì tốc độ lưu thông của không khí có ảnh
hưởng đến tốc độ khô của sản phẩm. Cũng có thể thông gió cưỡng bức để

6

tăng khả năng làm ráo cho sản phẩm. Ngoài ra thì độ dày của lớp sản phẩm
cũng ảnh hưởng đến quá trình khô sản phẩm. Lớp sản phẩm càng mỏng và
đồng đều thì càng tốt nhưng cũng phải chú ý đến năng suất của quá trình.
4. Cắt thái
Rau sau khi ráo nước được đem đi cắt thành những đoạn có độ dài
khoảng từ 5 – 7 mm bằng máy cắt thái chuyên dùng. Để cắt nhỏ người ta
dùng dao lưỡi thẳng, lưỡi cong, dao đĩa, dao răng hoặc dao định hình. Có thể
thay đổi độ dài đoạn cắt cho phù hợp với yêu cầu công nghệ.
5. Sấy
Sấy có tác dụng làm khô và bảo quản sản phẩm được lâu hơn. Có hai
phương pháp sấy là sấy nhiệt và sấy lạnh (sấy thăng hoa).
Sấy thăng hoa là làm lạnh rau quả ở nhiệt độ khoảng -20 0C, nước trong
rau quả bị đóng băng thành nước đá ở thể rắn, sau đó làm cho nước từ thể rắn
chuyển sang thể hơi và bay hơi khỏi vật liệu.
Sấy nóng là dùng không khí nóng để làm khô rau quả. Đó là quá trình
khuyếch tán nước từ các lớp bên ngoài ra bề mặt, và nước từ bề mặt sản phẩm
bốc hơi ra môi trường xung quanh. Thường dùng phương pháp sấy đối lưu,
không khí nóng có thể lưu thông song song, cùng chiều hay ngược chiều với
hướng chuyển động của vật liệu ẩm, theo hướng thẳng góc hoặc đi lên trên
mặt của sản phẩm đứng yên. Thông gió cưỡng bức với tốc độ 0,4 – 4,0 m/s.
6. Bao gói
Bao gói góp phần ngăn không cho bụi bẩn và vi sinh vật có hại xâm
nhập vào trong sản phẩm. Đây là khâu cuối cùng của quy trình công nghệ chế
biến rau gia vị. Rau được đóng gói vào các gói nhỏ để riêng hoặc kết hợp với
1 số loại gia vị khác như: thịt lợn, thịt bò... Sau khi đóng thành gói, sản phẩm
sẽ được chuyển vào trong các gói đựng vắt mì ăn liền.

7

Trong dây chuyền sản xuất rau gia vị làm gia vị cho mì ăn liền thì khâu
cắt thái rất quan trọng, nó quyết định giá trị cảm quan của sản phẩm và các
yếu tố công nghệ của các khâu chế biến tiếp theo như sấy và bao gói.
1.3. Tổng quan về các loại máy cắt thái
1.3.1. Máy cắt thái rau FC – 301
Đây là máy cắt thái đa năng có thể thái được nhiều loại rau khác nhau
với các hình dạng khác nhau như: dạng dải, mảnh hoặc dạng con xúc xắc.
Máy này có thể cắt các loại hành lá, măng, tỏi tây, cải bắp Trung Quốc,
cá thành hình dải, cắt cà rốt thành hình vuông...
Máy cắt thái đa năng FC – 301 cũng có thể cắt được thịt như thịt heo
nướng, thịt đầu lợn, bò...
Ưu điểm:
• Máy có thể cắt được mọi loại thực vật thành hình dạng dải, vảy hoặc
xúc xắc một cách dễ dàng.
• Máy hoạt động dễ dàng và vệ sinh sạch sẽ.
• Sản phẩm đa dạng và hình dáng đẹp.
Các thông số kỹ thuật chính của máy:
• Công suất: 500 – 1000kg/h
• Điện áp 220V hoặc 380V
• Nguồn điện: (3 động cơ) 1HP 1HP + 1 hoặc 2HP
• Trọng lượng 170 kg
• Kích thước: 1170x560x1260 cm


8

Hình 2.1 Máy cắt thái FC - 301

1.3.2. Máy thái rau cỏ PCC – 6
Là loại máy kiểu đĩa đứng, lắp dao cong, có thể di động được, dùng để
thái rơm, cỏ và thức ăn cho gia súc.
Cấu tạo: gồm các bộ phận chính
Bộ phận cấp liệu: băng chuyền cấp liệu làm bằng các thanh thép gắn
trên hai dây. Độ nén lớp rau cỏ được điều chỉnh bằng lò xo.
Bộ phận thái: Hai lưỡi dao cắt, tấm kê lắp vào họng thái, có hai cạnh
sắc để thay đổi được. Bộ phận thái có vỏ và nắp thái che kín buồng thái.
Bộ phận thái vật thái: kiểu quạt chuyền, ống dẫn nối từ buồng thái lên
cao, trên cùng là máng dẫn liệu.
Bộ phận động lực: truyền động từ động cơ điện 1,6kW tới trục chính
lắp dao 25 nhờ đai chuyền 2. Truyền động quay của trục chính được truyền
qua 3 cặp bánh răng trụ 8-9, 14-15, 16-17 một cặp bánh xích 18-19 để truyền
chuyển động cho 2 trục cuốn và băng truyền cung cấp. Để đóng mở bộ phận
truyền động tới trục cuốn nhờ một khớp li hợp 13 bằng cách thay đổi cặp


9

bánh răng 14-15 ta có thể được 6 độ dài đoạn thái khác nhau 6, 15, 25, 27, 40,
104.

Hình 2.2 Máy thái rau cỏ rơm PCC - 6
Hoạt động: Rau cỏ do người phục vụ xếp lên băng truyền đều đặn tự
động đưa rau vào hai trục cuốn, trục cuốn cuốn vào họng thái. Dao sẽ cắt
thành từng đoạn rơi xuống đáy của vỏ máy các cánh quạt sẽ hất văng rau đã
thái lên đồng thời nhờ quạt gió do quạt tạo ra thổi theo ống dẫn đưa lên cao và
ra ngoài.
1.3.3. Máy thái rau cho gia súc và gia cầm
• Hãng sản xuất: Bình Quân

• Model: 2009
• Công suất (kg/h): 500 – 700
• Tốc độ (Vòng/phút): 2900
• công suất động cơ: 0.75 kw
• Điện năng: 220V - 50Hz
• Trọng lượng (kg): 35


10

• Tính năng: Máy thái tất cả các loại rau củ quả cho ra súc và gia cầm
ngoài ra còn thái được cây ngô, cây sắn, cây cỏ voi ...

Hình 2.3. Máy thái rau cho gia súc và gia cầm
* Tình hình nghiên cứu áp dụng máy cắt thái ở Việt Nam
Các loại máy thái được nhập nhiều vào nước ta trong thời gian trước
đây như máy thái PCB 3,5 hay PCC 6 được trang bị tại các nông trường chăn
nuôi lớn như: Mộc Châu, Ba Vì,... Nhưng đây đều là các loại máy thái rau cỏ
dùng để phục vụ trong chăn nuôi. Hiện nay trên thị trường nước ta chủ yếu là
các loại máy thái củ quả, chưa có nhiều loại mẫu máy cắt thái rau, đặc biêt là
rau gia vị. Các loại máy cắt thái nhập từ nước ngoài thì giá thành rất cao và
chưa phù hợp với đặc điểm nguyên liệu trong nước. Vì vậy để phù hợp với
yêu cầu sản xuất trong nước cũng như phù hợp với yêu cầu quy trình công
nghệ sản xuất rau gia vị làm gia vị cho mì ăn liền thì chúng ta phải dựa vào
các loại máy đó để tiến hành nghiên cứu, tính toán thiết kế ra loại máy mới
cho phù hợp.
Các loại máy cắt thái đều làm việc theo nguyên lý của máy thái kiểu
trống hoặc máy thái kiểu đĩa. Các loại máy thái kiểu đĩa có kết cấu đơn giản

11

dễ chế tạo, chi phí năng lượng riêng thấp hơn so với máy thái kiểu trống vì
vậy mà máy thái kiểu đĩa được sử dụng phổ biến hơn. Máy thái kiểu đĩa có
thể lắp dao thẳng hoặc dao cong, khi lắp dao thẳng thì hiện tượng cắt thái
trượt kém, càng về cuối quá trình cắt thái càng bất lợi nhưng hiện tượng kẹp
càng tốt. Dao lưỡi thẳng có hình dạng đơn giản, dễ chế tạo, dễ lắp mài và điều
chỉnh. Đối với dao thái lưỡi cong, càng về cuối quá trình cắt góc trượt càng
tăng dần thuận lợi cho quá trình cắt thái nhưng đồng thời góc kẹp cũng tăng
dần do đó không đảm bảo điều kiện kẹp làm cho độ dài đoạn thái không đồng
đều.
Qua tìm hiểu thông tin về các loại máy thái trong và ngoài nước hiện nay
đang được sử dụng ta nhận thấy: các loại máy thái trong nước chủ yếu dùng
để phục vụ trong chăn nuôi, chưa có loại máy chuyên dùng để thái rau gia vị,
đặc biệt là rau gia vị làm gia vị cho mì ăn liền. Các loại máy nhập từ nước
ngoài thì giá thành rất cao. Vì vậy, từ thực tế đó đòi hỏi phải có quá trình
nghiên cứu tính toán thiết kế để chế tạo ra một loại máy mới phù hợp với yêu
cầu công nghệ chế biến rau gia vị làm gia vị cho mì ăn liền.
Xuất phát từ những yêu cầu thực tế trên đề tài đã nghiên cứu tính toán
thiết kế chế tạo máy thái rau gia vị làm gia vị cho mì ăn liền. Mẫu máy thái
này có một số đặc điểm:
• Bộ phận cấp liệu và bộ phận thái được truyền động từ một động cơ
thông qua các bộ truyền.
• Có băng tải cấp liệu, việc thay đổi kích thước sản phẩm được điều
chỉnh tự động bằng cách thay đổi tốc độ của băng tải hoặc tốc độ của
dao thái.
• Máy có cấu tạo gồm hai bộ phận ghép với nhau là bộ phận cấp liệu
(băng tải) và bộ phận thái (máy thái).

12

CHƯƠNG II – ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu tính toán thiết kế chế tạo máy thái rau gia vị làm gia vị cho
mì ăn liền.
Trên hình 2.1 là sơ đồ hình chiếu đứng của máy cắt thái rau gia vị

Hình 2.1. Sơ đồ hình chiếu đứng máy cắt thái rau gia vị


13

Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý máy cắt thái rau gia vị
Các bộ phận chính:
1. Đĩa dao
2. Hộp dao
3. Tấm kê
4. Bộ truyền bánh răng trụ
5. Bộ truyền xích
6. Băng tải
Nguyên lý cấu tạo:

7. Trục cuốn
8. Trục dao
9. Bộ truyền bánh răng nón
10. Động cơ điện
11. Bộ truyền đai

14

- Bộ phận cấp liệu: Gồm băng tải 6 và trục cuốn 7 cuốn vật thái
vào họng thái. Độ căng băng tải được điều chỉnh bằng 1 cơ cấu
lò xo ép. Điều chỉnh độ căng của cặp trục cuốn bằng tang căng.
- Bộ phận thái: Gồm 2 dao thái lưỡi cong lắp trên đĩa dao 1, tấm
kê thái 3 lắp vào họng thái. Bộ phận thái có vỏ và nắp máy che
kín thành buồng thái.
- Bộ phận truyền động gồm động cơ điện 10, bộ truyền đai 11, bộ
truyền xích 5, bộ truyền bánh răng nón răng thẳng 9 và bộ truyền
bánh răng trụ răng thẳng 4. Việc điều chỉnh độ dài đoạn thái
bằng cách thay đổi tốc độ của băng tải.
Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu đưa lên băng tải, được băng tải và trục
cuốn cuốn vào họng thái. Trục cuốn có tác dụng nén khối nguyên liệu cần cắt
thành một khối để cắt. Sau khi thái xong, nguyên liệu rơi xuống dưới và được
thu lại. Phía trên máy có 1 lò xo được gắn vào buồng thái và 1 bộ phận gắn
với trục của lô cuốn. Lò xo vừa có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa băng tải
và trục cuốn dưới vừa có tác dụng bảo vệ khi có hiện tượng quá tải.
Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo bố trí, tạo ra sản phẩm có độ đồng
đều tương đối cao, giá thành hạ.
- Nhược điểm: chế tạo dao khó và đắt, mỗi loại rau khác nhau đòi hỏi phải có
các loại dao tương ứng cho phù hợp. Thay đổi độ dài đoạn thái khó.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Tìm hiểu các loại máy cắt thái hiện nay đang được sử dụng. Các loại
máy cắt thái hiện nay do Việt Nam sản xuất có rất ít và chủ yếu là máy cắt
thái rau cỏ phục vụ chăn nuôi, các loại máy cắt thái này thường chỉ cắt được
rau cỏ thành những đoạn dài và kích thước không đồng đều. Trên thị trường

15

cũng xuất hiện nhiều loại máy thái hiện đại được nhập từ nước ngoài nhưng
giá thành rất cao.
2.2.2. Phương pháp hỏi chuyên gia
Hỏi ý kiến các chuyên gia trong lĩnh vực về máy cắt thái để nghiên
cứu, lựa chọn ra một mẫu máy cắt thái thích hợp nhất, phù hợp với yêu cầu
công nghệ đã đề ra.
- Hỏi ý kiến các chuyên gia trong lĩnh vực thiết kế máy cắt thái, tìm ra
những khó khăn bất cập trong quá trình thiết kế máy, từ đó đưa ra các giải
pháp tối ưu để thiết kế máy.
- Hỏi ý kiến các chuyên gia trong lĩnh vực sản xuất. Nghiên cứu các
yếu tố ảnh hưởng đến năng suất cũng như chất lượng của sản phẩm thái. Từ
đó lựa chọn ra các thông số cũng như chế độ vận hành máy tốt nhất.
2.2.3. Phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố
Cố định một số thông số về cấu tạo và chế độ vận hành, chỉ thay đổi
một yếu tố để nghiên cứu ảnh hưởng của 1 số thông số đến chi phí điện năng
riêng và chất lượng của sản phẩm thái. Qua đó tìm ra giá trị tối ưu của các
thông số làm cơ sở cho việc thiết kế máy. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất
lượng của sản phẩm thái và chi phí điện năng riêng như:
- Số vòng quay của đĩa dao
- Góc nghiêng của dao
- Số lượng dao
- Khoảng cách giữa lưỡi dao và tấm kê
- Bề dày của lớp vật liệu thái
- Lực nén ép của vật liệu thái
- Vận tốc cấp liệu...
Trong quá trình nghiên cứu, vì điều kiện không cho phép nên không thể

đưa tất cả các yếu tố trên vào nghiên cứu thực nghiệm mà cần lựa chọn những


16

yếu tố chính có ảnh hưởng nhiều đến thông số cần nghiên cứu và loại bỏ
những yếu tố ảnh hưởng không đáng kể đến chất lượng sản phẩm, chi phí
điện năng riêng của máy.
Để lựa chọn các yếu tố có ảnh hưởng nhiều và cần được nghiên cứu,
bằng phương pháp thu thập thông tin qua các tài liệu tham khảo đặc biệt là
tìm hiểu các mẫu máy thực tế đang sử dụng trong sản xuất ở các cơ sở sản
xuất cũng như trong các trang trại chăn nuôi trong nước, đề tài đã tiến hành
lựa chọn các yếu tố có ảnh hưởng nhiều và cần được nghiên cứu như sau:
Các thông số vào:
- Số vòng quay của đĩa dao

n (v/ph);

- Vận tốc cấp liệu:

v (m/s);

Các thông số ra:
- Chất lượng sản phẩm thái (độ đồng đều của đoạn thái);
- Chi phí điện năng riêng

N (kWh/tấn);

CHƯƠNG III – CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA
QUÁ TRÌNH CẮT THÁI

17

3.1. Cơ sở vật lý của quá trình cắt thái
Các bộ phận làm việc của những máy thái rau cỏ thường dựa theo
nguyên lý cắt thái bằng cạnh sắc của lưỡi dao. Quá trình cắt thái được thực
hiện bằng cách di chuyển cạnh góc nhị diện AB (cạnh sắc) hợp bởi hai mặt
phẳng của lưỡi dao theo hướng p pháp tuyến với cạnh đó hoặc theo 2 hướng
vuống góc với nhau: vừa theo hướng p (hướng cắt pháp tuyến), vừa theo
hướng q vuông góc với p (hướng cắt tiếp tuyến), nghĩa là theo hướng tổng
hợp r.

Hình3.1 - Tác dụng cắt thái của lưỡi dao
Thí nghiệm của Viện sĩ Gowrriatskin V.P. đã chứng minh rằng nếu cắt
thái theo hướng nghiêng sẽ giảm được lực cắt thái và tăng chất lượng cắt thái
so với cắt theo hướng pháp tuyến.
Dùng một cân Roobecval, trên đĩa A lần lượt đặt những quả cân N (g),
nặng khác nhau, bên này đĩa thay bằng lưỡi dao B, lắp lưỡi quay lên trên. Thí
nghiệm cắt những cọng rơm C có bộ phận D giữ và đè cọng rơm vào lưỡi
dao, đồng thời di chuyển được cùng với cọng rơm theo tay kéo E dọc theo
cạnh sắc lưỡi dao với những độ dịch chuyển S mm. Kết quả thí nghiệm ghi
trong bảng 3.1


18

Hình 3.2 - Thí nghiệm cắt thái của Gowrriatskin VP
a – dụng cụ thí nghiệm; b – Đồ thị phụ thuộc lực cắt N vào độ dịch chuyển S.
Bảng 3.1 Mối quan hệ giữa lực cắt N và độ dịch chuyển S

N

600

500

400

300

200

100

S

1,5

2

8

20

100

160

Từ số liệu thí nghiệm trong bảng 3.1, có thể xây dựng được mối quan
hệ giữa lực cắt N và độ dịch chuyển S theo phương trình:

S = Ae-N hoặc N3S = Cte
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực cắt N và độ dịch chuyển S được
thể hiện trên hình 3.2.
Gơriatskin V.P. gọi trường hợp cắt pháp tuyến (theo thí nghiệm S=0) là
quá trình cắt thái không trượt (hay chặt bổ); trường hợp cắt nghiêng (theo thí
nghiệm S>0) là quá trình cắt thái có trượt. Rõ ràng là khi cắt thái có trượt lực
cần thiết để cắt thái giảm so với khi cắt thái không trượt. Ta cũng có thể giải
thích điều này bằng một số cơ sở vật lý của quá trình cắt thái như sau:
- Quá trình cắt thái có trượt là quá trình lưỡi dao cưa đứt vật thái vì lưỡi
dao dù mài sắc đến đâu nhưng khi soi qua kính hiển vi vẫn có độ nhấp nhô
như những răng cưa.
- Khi cắt thái có trượt bề rộng lát thái giảm, do đó quá trình cắt thái dễ
dàng hơn. Lát thái do đoạn ∆S của lưỡi dao thái trượt theo phương P với diện