Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ tỏi tự động dùng khí nén

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU
Sau thời gian gần hai năm học tập và nghiên cứu trên ghế giảng đường, nhận
được rất nhiều sự hướng dẫn và dạy dỗ tận tình của các thầy cô giáo về chuyên môn
lẫn đạo đức. Đề tài tốt nghiệp là sản phẩm có ý nghĩa nhất của bất kì một sinh viên
nào. Nó là sự kết tinh của tất cả những kiến thức mà sinh viên đã lĩnh hội được
trong quá trình học tập tại trường cũng như những những kiến thức tự học tập được
của mỗi sinh viên.
Với thời đại khoa học công nghệ phát triển mạnh mẽ như ngày nay, thì con
người luôn có khuynh hướng kết hợp rất nhiều lĩnh vực công nghệ vào những sản
phẩm. Đặc biệt là sự kết hợp mạnh mẽ giữa cơ khí, tự động hóa, điện – điện tử, tin
học…nhằm đem lại hiệu quả thiết thực và cao nhất.
Chính vì vậy đề tài “ Thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ tỏi tự động dùng khí
nén” được hình thành. Thứ nhất đề tài được xem là một trải nghiệm thực sự để
chúng em có thể vận dụng những gì đã học tập và nghiên cứu nhằm cho ra một sản
phẩm thật sự hữu ích và có giá trị sử dụng. Thứ hai việc chọn và thực hiện đề tài
nhằm mục đích giải phóng phần nào sức lao động của con người trong công việc
chế biến tỏi thực phẩm. Và đó cũng là lý do và mục đích đề ra để nhóm thực hiện đề
tài đạt được.
Trong suốt quá trình học tập và làm đề tài, em đã nhận được sự hướng dẫn,
giúp đỡ quý báu rất nhiều từ nhà trường, thầy cô, gia đình và bạn bè. Để hoàn thành
đề tài này, trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến hai thầy
hướng dẫn: Th.s Nguyễn Vĩnh Phối và K.S Bùi Trung kiên. Hai thầy đã dành nhiều
thời gian, tâm huyết, nhiệt tình hướng dẫn, góp ý và động viên trong suốt thời gian
thực hiện đề tài.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại Học Phạm Văn
Đồng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức nền tảng và chuyên môn
trong thời gian qua. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô khoa Cơ Kỹ

Thuật – Công Nghệ đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình làm bài đến
khi hoàn thành đề tài.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 2

Trong quá trình thực hiện đề tài này, mặc dù đã cố gắng nhưng do thời gian,
trình độ hiểu biết và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế cộng với việc đây là lần đầu
tiên thiết kế và chế tạo các loại máy công nghiệp rất phức tạp nên không tránh khỏi
những thiếu sót. Nhưng em hy vọng rằng với sự dìu dắt của các thầy cô và sự nổ lực
của bản thân, trong tương lai gần chúng ta sẽ sản xuất được những loại máy đáp ứng
được đòi hỏi của thị trường. Kính mong các thầy cô, các bạn cảm thông và góp ý để
đề tài này được hoàn thiện tốt hơn.
Xin chân thành cảm ơn!

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 3

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Việt Nam là một nước có truyền thống về sản xuất nông nghiệp, xuất phát từ
thực tế đất nước ta được thiên nhiên ưu đãi về thời tiết, khí hậu nhiệt đới, đất đai phì
nhiêu, phong phú đa dạng về các loại nông sản. Sản xuất các sản phẩm nông nghiệp
là ngành hàng có tính chiến lược quan trọng trong kế hoạch phát triển kinh tế hiện
nay. Để nâng cao các giá trị các sản phẩm nông sản nhằm tăng giá trị tiêu thụ trong
nước và xuất khẩu của các loại sản phẩm này, ngoài việc thay đổi giống cây trồng
và kỹ thuật canh tác thì việc chế biến cũng góp phần quan trọng. Một quy trình chế
biến được hỗ trợ bởi các loại máy móc và thiết bị hợp lý cũng làm tăng giá trị chất
lượng các loại sản phẩm, làm tăng năng suất, tỉ lệ thành phẩm cao, giảm được phế
phẩm. Trong vấn đề nâng cao khả năng cạnh tranh thì chất lượng và giá cả phải
được đặt lên hàng đầu .
Chế biến nông sản là một ngành sản xuất được nhiều nước trên thế giới quan
tâm. Hiện nay nhiều nước trên thế giới đã không ngừng đầu tư công sức cho lĩnh
vực nghiên cứu, chế tạo ra các thiết bị phục vụ cho việc bảo quản và chế biến nông
sản. Đây không chỉ là ngành sản xuất mang lại nhiều lợi nhuận cho nhà đầu tư mà
nó góp phần tạo việc làm, tăng thu nhập cho người nông dân và giải quyết một số
vấn đề xã hội.
Hiện nay, trong điều kiện nước ta việc bảo quản và chế biến nông sản còn gặp
nhiều hạn chế khó khăn do thiếu máy móc và thiết bị chưa có hiệu quả cao. Phần
lớn, các thiết bị máy móc trong nước chưa đáp ứng yêu cầu thực tế. Nó làm giảm
năng suất cũng như chất lượng sản phẩm gây lãng phí lớn về nguyên vật liệu, dẫn
tới chi phí giá thành cao khó cạnh tranh được.
Vì vậy, việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào trong lĩnh vực chế biến nông sản
phải được chú trọng.Tuy nhiên, vấn đề này còn gặp nhiều hạn chế, khó khăn và
chưa được đầu tư đúng mức. Đặc biệt, trong lĩnh vực chế tạo ra các loại máy bóc
tách vỏ các loại nông sản. Đó là khâu ban đầu trong công đoạn chế biến nông sản,
khâu này rất quan trọng, quyết định đến chất lượng và giá thành sản phẩm. Quá
trình chế biến, khâu bóc vỏ là khâu tốn nhiều công sức và thời gian. Đa số việc bóc

tách vỏ bằng tay chưa đem lại hiệu quả cao không phù hợp với quy mô sản xuất.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 4

Thực tế, ở nước ta cũng đã chế tạo thành công các loại máy tách vỏ tự động
các loại hạt và củ quả như: máy tách hạt điều, hạt đậu, máy gọt vỏ khoai lang…giải
phóng phần nào sức lao động cho nông dân cũng như công nhân trong các xưởng
chế biến. Tuy nhiên, không phải bất cứ các loại vỏ nông sản nào cũng bóc bằng máy
được vì chúng có cấu tạo hình dáng và tính chất khác nhau: có loại thì vỏ dày, loại
thì vỏ mỏng, biên dạng cũng khác nhau. Trong quá trình bóc tách vỏ nảy sinh ra
nhiều phế phẩm gây khó khăn cho nhà chế tạo. Vì vậy, cần phải nghiên cứu kỹ, cải
tiến liên tục để tìm ra các cơ cấu phù hợp và tối ưu nhất, thông qua việc áp dụng các
phần mềm thiết kế, phần mềm mô phỏng, các công nghệ gia công tiên tiến, vật
liệu…
Bên cạnh đó cần xem xét giá thành, mẫu mã, chất lượng để có thể cạnh tranh
được các loại máy móc của nước ngoài có trình độ khoa học phát triển hơn ta.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài
Hiện nay, nước ta có nhiều địa phương trồng tỏi chuyên canh với quy mô lớn
cần được chế biến, tiêu thụ để thúc đẩy phát triển sản xuất và hướng tới xuất khẩu.
Các địa phương trồng tỏi như: các tỉnh phía Bắc và các tỉnh Duyên hải miền Trung.
Tỏi là một trong những gia vị không thể thiếu để chế biến thức ăn. Nhu cầu tiêu thụ
tỏi rất cao.Vì vậy cần một số lượng lớn để cung ứng cho thị trường trong và ngoài
nước. Tuy nhiên, trong quá trình chế biến, đa phần tỏi được bóc bằng tay gặp nhiều

khó khăn vì tỏi có mùi cay nồng. Do đó, việc bóc vỏ bằng tay với năng suất chưa
cao, cần số lượng lớn nhân công cho việc bóc vỏ dẫn đến tăng giá thành khó cạnh
tranh được trên thị trường. Hơn nữa, trong các cơ sở chế biến tỏi, nhà hàng, quán ăn
việc bóc vỏ để làm gia vị tốn rất nhiều thời gian và không vệ sinh. Vì vậy, việc áp
dụng cơ khí tự động hóa mới đem lại hiệu quả cao về kinh tế, giải phóng được sức
lao động, giảm thời gian để bóc vỏ và an toàn vệ sinh thực phẩm.
Một số khó khăn cần giải quyết vấn đề khi bóc vỏ tỏi là:
+ Tỏi khi bóc vỏ không bị trầy xước và không bị dập nát.
+ Tỏi được bóc sạch.
+ Tỷ lệ phế phẩm thấp.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 5

Vì vậy, cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng về các cơ cấu cơ khí cho hợp lý thông
qua việc đi khảo sát thực tế , tìm kiếm tài liệu tham khảo có liên quan và vận dụng
kiến thức đã được học để thiết kế, chế tạo để thành công.
Bóc vỏ là công đoạn đầu tiên trong quá trình chế biến, có nhiệm vụ là tách lớp
vỏ mỏng bao quanh ra khỏi tép tỏi. Hiện nay, tại thị trường Việt Nam đã có nhiều
loại máy bóc vỏ tỏi mà chủ yếu xuất xứ từ Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản... Hầu
hết, các máy bóc vỏ hoạt động theo nguyên lý: ma sát, khí động lực học hay chuyển
động quay ma sát kết hợp với nước... Do đó, việc làm cho lớp vỏ được bóc tróc ra
ngoài có vai trò rất quan trọng trong quá trình này.
Tuy nhiên, nguyên lý vận hành máy bóc vỏ hiện nay còn tồn tại một số nhược

điểm: tỏi dễ bị dập nát và kích thước của các loại tỏi khác nhau gây khó khăn trong
việc bóc vỏ. Làm thế nào máy bóc vỏ tự động có thể bóc được tất cả các kích cỡ của
tép tỏi mà không bị dập nát và tỷ lệ bóc sạch vỏ cao.
Vì vậy, việc tính toán thiết kế máy bóc vỏ tỏi tự động có được cơ cấu bóc vỏ
phải đồng bộ tối ưu hoạt động nhịp nhàn nhất để đảm bảo được năng suất và chất
lượng sản phẩm tốt ở đầu ra.
Máy bóc vỏ tỏi tự động được đưa vào ứng dụng trong dây chuyền chế biến tỏi
cũng sẽ mang lại hiệu quả to lớn về năng suất, chất lượng sản phẩm, tiết kiệm được
thời gian, chi phí và mang lại kinh tế cho nhà sản xuất. Việc thực hiện chế tạo máy
bóc vỏ tỏi sẽ làm phong phú thêm về các chủng loại máy chế biến nông sản.Đây là
hướng đi thích hợp trong việc áp dụng kỹ thuật cơ khí hóa vào các ngành chế biến
nông sản Việt Nam.
Mỗi bộ phận trong hệ thống máy, có chức năng, nhiệm vụ nhất định và phải
được bố trí đồng bộ với nhau trong một tổng thể thống nhất hợp lý về không gian và
thời gian.Tuy vậy, cũng phải thấy rằng không nhất thiết lúc nào cũng có đầy đủ các
thành phần của nó mà tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể. Chúng ta có thể kết
hợp với một số thành phần lại với nhau, tùy theo đặc điểm về hình dáng để giảm
được kích thước của hệ thống thuận lợi cho việc thiết kế, chế tạo và lắp ráp được
đơn giản hơn.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 6

Trong quá trình thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ tỏi tuy có rất nhiều hình dạng

kết cấu và nguyên lý bóc vỏ khác nhau được ứng dụng. Để đảm bảo các cơ cấu làm
việc đồng bộ, đúng chức năng và hiệu quả. Mục đích cuối cùng là máy móc phải
đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật dựa trên phân tích mô hình hóa và động lực học các
cơ cấu cho phù hợp, lựa chọn vật liệu cho đúng chức năng làm việc của cơ cấu. Hơn
nữa phải phân tích đánh giá hình học cũng như tính chất về thành phần hóa học, cơ
học của củ tỏi.
Trên cơ sở đó, người thiết kế, tính toán đưa ra những giải pháp hợp lý.
Do vậy, đề tài “Thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ tỏi tự động dùng khí nén” cho
qui mô nhỏ là cần thiết.
3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài
- Nghiên cứu bóc tách vỏ lụa của tỏi bằng khí nén.
- Thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh máy bóc vỏ tỏi bằng khí nén qui mô nhỏ.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
 Đối tượng nghiên cứu
- Tỏi thực phẩm
- Cách thức bóc vỏ tỏi
- Qui trình bóc vỏ
- Máy bóc vỏ tỏi
 Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài này chỉ tập trung nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy bóc vỏ tỏi tự động
sử dụng khí nén cho tỏi thực phẩm đã tách thành từng tép.
- Máy được cấp liệu và thu liệu bằng tay để cung cấp cho các cơ sở chế biến
tỏi, các cơ sở chế biến thực phẩm qui mô nhỏ và các nhà hàng có nhu cầu sử dụng
tỏi.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu phân tích lý thuyết: Thu thập tài liệu có liên quan đến nội dung
nghiên cứu để tính toán.
- Phương pháp thực nghiệm: Chế tạo mô hình máy bóc vỏ tỏi và tiến hành thử
nghiệm.
6. Kết cấu của đề tài

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 7

Đề tài “Thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ tỏi tự động dùng khí nén” gồm có 6
chương, kết luận
kiến nghị và phụ lục.
Chương 1: Tổng quan.
Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết.
Chương 4: Tính toán thiết kế máy bóc tỏi và mô phỏng bố trí ống thoát khí
trên buồng bóc.
Chương 5: Thiết kế mạch điều khiển PLC.
Chương 6: Vận hành và bảo dưỡng
Kết luận và kiến nghị

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 8

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1.

Giới thiệu về tỏi
Theo [14]. Cây tỏi (Allium sativum) Tên khoa học: Alliums sativum L. Đây là
một loài trong chi Hành tây (Allium) có nguồn gốc ở Trung Á, có lịch sử sử dụng
trên 7.000 năm được biết đến Ai Cập cổ đại và đã được sử dụng cho mục đích ẩm
thực và làm thuốc. Ngày nay tỏi là cây rau gia vị quan trọng ở khu vực Địa Trung
Hải, cũng như một gia vị thường xuyên ở Châu Á, Châu Phi, và châu Âu.
Chúng là các loài thực vật sống lâu năm có thân phình ra thành củ giống như
củ hành. Chúng phát triển tốt trong vùng ôn đới của Bắc bán cầu, ngoại trừ một số
loài có mặt ở Chile (loài Allium juncifolium), Brazil (loài Allium sellovianum) hoặc
nhiệt đới châu Phi (loài Allium spathaceum).
Chiều cao thân cây của chúng dao động từ 5-150 cm. Các hoa tạo thành
dạng hoa tán ở trên đỉnh của thân cây không có lá. Các chồi (thân cây có lá đã biến
đổi hay các gốc lá dày đặc, trong cách gọi thông thường là củ) dao động về kích
thước giữa các loài, từ rất nhỏ (đường kính khoảng 2-3 mm) đến rất lớn (8-10 cm).
Phần lớn các chồi cây trong các loài thuộc chi hành đều gia tăng bằng cách
tạo ra các chồi nhỏ hay "mầm cây" xung quanh chồi già, cũng như bằng cách phát
tán hạt. Một vài loài có thể tạo ra nhiều củ (quả) nhỏ trong cụm hình đầu ở gốc lá;
tạo ra cụm nhỏ gọi là "mắt hành (tỏi)". Các mắt này có thể phát triển thành cây.
Phần hay được sử dụng nhất của cây tỏi là củ tỏi. Củ tỏi có nhiều tép.Từng
tép tỏi cũng như cả củ tỏi đều có lớp vỏ mỏng bảo vệ.Tỏi sinh trưởng tốt trong môi
trường nóng và ẩm.
Từ lâu con người đã biết đến việc sử dụng tỏi làm gia vị cho các món ăn thêm
phần hấp dẫn và ngon miệng, ngoài ra nó còn là một vị thuốc chữa bệnh kỳ diệu của
thiên nhiên.
Thành phần của tỏi chứa nhiều chất kháng sinh allicin giúp chống lại các virut

gây bệnh. Tinh dầu từ tỏi giàu glucogen và aliin, fitonxit có công dụng diệt khuẩn,
sát trùng, chống viêm nhiễm. Ngoài ra, tỏi còn chứa hàm lượng lớn vitamin A, B, C,
D, PP, hidrat cacbon, Polisaccarit, inulin, fitoxterin và các khoáng chất khác cần
thiết cho cơ thể như: iot, canxi, photpho, magie, các nguyên tố vi lượng [5].

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 9

Hình 1.1. Củ tỏi
Loại gia vị này còn giúp làm giảm lượng cholesterol trong máu, giàu chất
chống oxi hóa giúp khôi phục hoạt động của các tế bào trong cơ thể, nâng cao sức
đề kháng, giúp cơ thể chống lại rất nhiều bệnh tật, trong đó có ccar bệnh ung thư
nguy hiểm.
Tỏi không những được sử dụng làm gia vị khi chế biến các món ăn mà nó còn
làm thuốc chữa các bệnh như: đau bụng, cảm cúm, đầy bụng, khó tiêu, gan, tim
mạch, thấp khớp, huyết áp, tim mạch, tiểu đường,…
Tỏi là loài cây thân thảo căn hành sống nhiều năm.
-Thân: thân thật là chồi mọc đầu tiên (tép tỏi), phía dưới mang nhiều rễ phụ,
bẹ lá và chồi (tép tỏi) hình thành thân giả, phần bẹ lá và chồi bó thành khối tạo nên
củ (giả). Củ tỏi có nhiều tép. Từng tép tỏi cũng như cả củ tỏi đều có lớp vỏ mỏng
bảo vệ.
Thân thật của tỏi rất ngắn đã thoái hoá chúng là dạng đế dò nằm sát ngay dưới
thân giả (thân củ). Trên thân thật có mầm sinh dưỡng và sinh thực, những mầm này
được che phủ bởi những bẹ lá dày mọng nước.

Hình 1.2. Thân tỏi

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 10

Thân củ cây tỏi bao gồm một số nhánh ( tép) được liên kết với nhau bởi những
màng mỏng.
-

Lá: phần dưới là bẹ ôm sát chồi bên trong (tép tỏi). Phần phiến lá bên trên cứng,
thẳng, dài 15-50cm, rộng 1-2,5cm có rãnh khía, mép lá hơi ráp.

Hình 1.3. Lá tỏi
- Ở mỗi nách lá phía gốc có một chồi nhỏ sau này phát triển thành một tép
tỏi; các tép này nằm chung trong một cái bao (do các bẹ lá trước tạo ra) thành một
củ tỏi tức là thân hành (giò) của tỏi.
-Hoa: tỏi có hoa mọc thành cụm trên đầu một trục hình trụ từ thân củ kéo dài
ra. Cụm hoa là một tán giả hình cầu, màu trắng, đỏ hoặc xanh nhạt. Hoa xếp thành
tán ở ngọn thân trên một cán hoa dài 55cm hay hơn. Bao hoa màu trắng hay hồng
bao bởi một cái mo dễ rụng tận cùng thành mũi nhọn dài. Hoa lưỡng tính, thụ phấn
nhờ côn trùng. Hoa nở tháng 5-7.
-Quả: có một hạt, quả ra tháng 9-10.

Hình 1.4. Hoa và quả
Các thành phần hóa học có trong tỏi

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 11

- Kết quả phân tích khác: thành phần trong củ tỏi khoảng 84,09% nước,
13,38% chất hữu cơ, và các chất vô cơ 1,53%, trong khi trong lá tỏi là 87,14%
nước, 11,27% chất hữu cơ, các chất vô cơ 1,59%.
- Giá trị dinh dưỡng của tỏi:
Bảng 1.1: Giá trị dinh dưỡng của tỏi
Giá trị dinh dưỡng 100 g
Năng lượng
623 kJ (149 kcal)
Carbohydrat
33.06 g
Đường
1.00g
Chất xơ thực phẩm
2.1 g
Chất béo
0.5 g
Protein
6.39 g

- beta-caroten
5 μg (0%)
Thiamin (Vit. B1)
0.2 mg (15%)
Riboflavin (Vit. B2)
0.11 mg (7%)
Niacin(Vit. B3)
0.7 mg (5%)
Axitpantothenic(Vit. B5)
0.596 mg (12%)
Vitamin B6
1.235 mg (95%)
Axitfolic(Vit. B9)
3 μg (1%)
Vitamin C
31.2 mg (52%)
Canxi
181 mg (18%)
Sắt
1.7 mg (14%)
Magie
25 mg (7%)
Mangan
1.672 mg (84%)
Phospho
153 mg (22%)
Kali
401 mg (9%)
Natri
17 mg (1%)

Kẽm
1.16 mg (12%)
Selen
14.2 μg
Tỷ lệ phần trăm theo lượng hấp thụ hàng ngày của người lớn.
Ngoài ra, cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, khuynh hướng quay về
với thiên nhiên, tìm tòi và phát triển những phương thuốc truyền thống ngày càng
được chú trọng. Thảo dược thiên nhiên ngày càng đóng vai trò quan trọng trong
phòng, chữa bệnh và nâng cao sức khỏe của nhân dân. Sử dụng tỏi không làm cản
trở sự phòng vệ tự nhiên của cơ thể như thuốc kháng sinh, chúng là những probiotic
kích thích các cơ chế phòng vệ tự nhiên của cơ thể mà không làm hại những vi

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 12

khuẩn có ích. làm tăng cường khả năng của hệ thống miễn dịch, làm giảm huyết áp
cao và nhiều bệnh nâng cao sức khỏe.
1.2.

Phân bố
Cây tỏi được trồng trên toàn cầu nhưng Trung Quốc là nhà sản xuất tỏi lớn
nhất thế giới với khoảng 13,5 triệu tấn củ tỏi hàng năm, chiếm hơn 80% sản lượng
thế tỏi giới. Các nước trồng nhiều tỏi khác là Ấn Độ (4,1%), Hàn Quốc (2%), Ai
Cập và Nga (1,6%)…

Bảng 2.2: Top 10 nước sản xuất tỏi lớn nhất thế giới trong năm 2010
Quốc gia
Sản lượng ( tấn )
Trung Quốc
13.664.069
Ấn Độ
833.970
Hàn Quốc
271.560
Ai Cập
244.626
Nga
213.480
Myanmar
185.900
Ethiopia
180.300
Hoa Kỳ
169.510
Bangladesh
164.392
Ukraina
157.400
Thế giới
17.674.893
Nguồn: FAO (2011).
Các giống tỏi được trồng phổ biến ở Việt Nam là:
-Giống tỏi địa phương: tỏi gié, tỏi trâu trồng nhiều ở các tỉnh miền núi phía
Bắc. Năng suất thấp và được trồng rải rác.

Hình 1.5. Tỏi trâu
-Giống tỏi trắng: lá xanh đậm to bản, củ to, đường kính củ 4-4,5 cm khi thu
hoạch vỏ lụa củ màu trắng. Khả năng bảo quản kém hay bị óp. Năng suất củ đạt
trung bình 5 - 8 tấn củ khô/ha.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 13

Hình 1.6. Tỏi trắng
-

Giống tỏi tía: lá dày, cứng, màu lá xanh nhạt, củ chắc và cay hơn tỏi trắng. Dọc thân
gần củ có màu tía. Khi thu hoạch có màu trắng ngà. Đường kính củ 3,5 - 4 cm.
Giống này có hương vị đặc biệt nên được trồng nhiều hơn giống tỏi trắng. Năng
suất của đạt trung bình 5-8 tấn củ khô/ha.
Ở Việt Nam cây tỏi được trồng ở khắp cả nước. Diện tích trồng tỏi ngày càng
tăng. Những vùng trồng tỏi nổi tiếng gồm có Ninh Thuận, Đảo Lý Sơn - Quảng
Ngãi, Hải Dương...
- Ninh Thuận: Vùng trồng tỏi và hành tím nổi tiếng của Ninh Thuận tập trung
ở huyện Ninh Hải. Hiện nay diện tích trồng hành tỏi toàn tỉnh là 988 ha, sản lượng
hàng năm khoảng 7.817 tấn/năm, trong đó vùng chuyên canh gồm có các xã Nhơn
Hải, Thanh Hải, Vĩnh Hải huyện Ninh Hải chiếm khoảng 70% diện tích và sản
lượng toàn tỉnh Nông dân trồng tỏi tự để giống cho mùa sau, vì thế, tỏi Phan Rang
trải qua nhiều năm vẫn là giống tỏi địa phương bền bỉ, chịu được khí hậu khắc

nghiệt, gió biển mặn có hơi muối và nắng cháy. Tỏi ở đây không thể mang đi trồng
ở đất khác và ngược lại.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 14

Hình 1.7. Tỏi tía
- Huyện đảo Lý Sơn là một huyện đảo trực thuộc tỉnh Quảng Ngãi. Cách đất
liền hơn 18 hải lí. Được hình thành từ quá trình phun trào của núi lửa từ hàng triệu
năm trước. Ngành nghề của người dân Lý Sơn vẫn là đánh bắt và trồng hành tỏi.
Nổi tiếng nhất vẫn là thương hiệu tỏi Lý Sơn.
Đất trồng tỏi tại Lý Sơn được người dân pha trộn giữa đất đỏ của núi lửa và
đất cát mịn ven biển theo một tỉ lệ bí mật của chính người dân tại địa phương. Tỏi
Lý Sơn ăn có mùi thơm dễ chịu, vị ngọt, ít cay và nồng hơn so với tỏi được trồng ở
Phan Rang vì tỏi Lý Sơn được trồng ở ngoài đảo, bốn bề là biển cả, nguồn nước là
mạch nước ngầm dưới lòng đất, cát là những hạt được bào mòn từ rặng san hô biển,
lòng đất là lớp đất đỏ bazan được hình thành do quá trình hoạt động của ngọn núi
lửa đã ngừng hoạt động cách đây hàng trăm năm. Lý sơn có diện tích 310 ha, với
sản lượng tỏi 2200 tấn/năm.
Tỏi Lý Sơn có một đặc điểm riêng là củ nhỏ vừa, tép đều, màu trắng, chắc. Ăn
tỏi Lý Sơn, ta cảm nhận được cả các mùi vị thơm cay dịu ngọt nồng hơn củ tỏi được
trồng ở những vùng đất khác. Củ tỏi có kích thước trung bình từ 2 ÷6 cm, có màu
trắng, mỗi củ có từ 12÷20 tép. Thành phần củ tỏi chứa 0,1÷0.36% tinh dầu, trong đó
hơn 90% chứa hợp chất lưu huỳnh, thành phần chủ yếu của củ tỏi là chất alixin. Tỏi

tươi không có alixin ngay mà có chứa chất alinin chất này dưới tác động của
enzyme alinaza và khi giã dập mới cho alixin. Ngoài ra trong tỏi còn chứa nhiều
vitamin và khoáng chất đặc biệt là selen. Đây là khoáng chất giúp cơ thể con người

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 15

tăng cường hệ miễn dịch, giảm nguy cơ mắc bệnh tim, ung thư, phát triển trí não và
tăng cường tuổi thọ cho con người.

Hình 1.8. Tỏi trắng Lý Sơn
Tỏi cô đơn (tỏi một) là đặc sản Lý Sơn (Quảng Ngãi). Tỏi cô đơn nó chỉ có
một tép không giống như bao loại tỏi thông thường khác có nhiều tép. Chính vì vậy,
tất cả toàn bộ chất dinh dưỡng của cây tỏi chỉ tập trung vào một tép theo một cách
tự nhiên mà không cần bất cứ sự tác động nào từ con người. Tỏi cô đơn rất hiếm,
trong 1 tấn tỏi thường Lý Sơn chỉ cho ra 1kg tỏi cô đơn, tỏi được trồng từ vùng đất
được hình thành và khai sinh do hoạt động phun trào của núi lửa và sự bồi đắp của
cát biển thì Lý Sơn là nơi rất thích hợp cho tỏi cô đơn phát triển mạnh, nó giống
như lộc mà ông trời ban cho đảo Lý Sơn vậy đó. Tỏi cô đơn đặc biệt là tỏi cô đơn
Lý Sơn nó có vị thơm lừng, cay nồng hơn tất cả các loại tỏi khác. Củ tỏi bên ngoài
có màu trắng tinh, hình bầu dục, kích thước chỉ to chừng bằng đầu ngón tay út. Tỏi
cô đơn có chứa rất nhiều tinh dầu nên khi ăn vào không gây mùi hôi khó chịu như
các loại tỏi thông thường khác mà nó có vị cay thơm rất đặc biệt.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 16
Hình 1.9. Tỏi cô đơn (tỏi một).

Tỏi cô đơn Lý Sơn có công dụng chữa nhiều thứ bệnh. Trong tỏi có chứa 0.1 0.36% tinh dầu và hàm lượng vitamin khoáng chất cao, đặc biệt là chất selen, tốt
cho sức khỏe.Theo các nhà nghiên cứu đã chứng minh tỏi cô đơn ngoài là thực
phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng mà còn có những đặc tính kỳ diệu như làm giảm
huyết áp, có khả năng tăng cường hệ thống miễn dịch, có tác dụng làm chậm quá
trình lão hóa tế bào, chống ung thư, chống tắc nghẽn mạch máu, làm giảm sưng
huyết và tiêu viêm…
- Hải Dương: Huyện Kinh Môn - Hải Dương là vùng bán sơn địa, 3/4 diện tích
là đồi núi với nhiều diện tích đất xám mà người dân quen gọi là “đất thịt”. Đây là
loại đất rất thuận lợi cho việc trồng chuyên canh các loại cây vụ đông như hành và
tỏi. Ngoài diện tích đất xám, vùng này còn có diện tích đất phù sa, đất sét pha cát
được bồi đắp bởi con sông Kinh Thầy (một chi lưu của Sông Thái Bình) chảy qua
địa phận của huyện. Yếu tố thiên nhiên đa dạng đã giúp vùng có nhiều loại cây đặc
sản trong đó diện tích tỏi và hành đang giúp vùng quê này thoát nghèo nhanh
chóng. Hải Dương là tỉnh có diện tích trồng hành, tỏi lớn nhất vùng đồng bằng sông
Hồng có diện tích 5100 ha. Tổng sản lượng hơn 5100 tấn/năm.
Tỏi là gia vị rất quen thuộc trong đời sống của nhân dân ta. Thường thu hoạch
vào cuối đông, đầu xuân. Tỏi có thể dùng tươi hay phơi khô dùng dần.
Ngày nay, với quy mô trồng tỏi chuyên canh ở nhiều địa phương trong cả
nước, cũng như các loại tỏi được nhập khẩu của các nước với sản lượng rất lớn, đòi
hỏi cần có thiết bị máy móc cần thiết để chế biến đạt năng suất cao, giải phóng sức

lao động bằng chân tay có năng suất thấp.
Việc chế biến tỏi thành phẩm cũng rất đa dạng như tỏi sau khi bóc vỏ được
ngâm dấm, ngâm đường, làm trà tỏi, rượu tỏi hoặc làm gia vị tẩm ướp các món ăn...
Do đó, khâu bóc tách vỏ vô cùng quan trọng nó chiếm thời gian rất lớn trong quá
trình gia công thành phẩm, đây cũng là khâu tốn nhiều nhân công nhất. Để giải
quyết vấn đề này, đòi hỏi cần có thiết bị bóc tách vỏ tự động mới đem lại hiệu quả
cao được.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 17

CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1 Các phương pháp bóc vỏ tỏi.
Quá trình bóc vỏ có 2 phương pháp: bóc vỏ tỏi thủ công và bóc vỏ tỏi bằng
máy.
2.1.1. Bóc vỏ tỏi thủ công
- Bóc vỏ bằng tay
Quá trình bóc vỏ bằng tay gồm 4 bước thực hiện như sau:

Hình 2.1. Bóc vỏ bằng tay
Củ tỏi khô (1) được tách thành tép nhỏ (2) sau đó dùng tay bóc vỏ (3) tỏi được
bóc ra (4).
- Ưu điểm:

+Đơn giản
+Bóc được ở mọi nơi
+Thích hợp cho hộ gia đình
- Nhược điểm:
+Dễ bị trầy xước
+Năng suất thấp
+Tốn nhiều thời gian
+ Không đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm
-

Bóc vỏ bằng dụng cụ
Quá trình bóc vỏ bằng dụng cụ: bóc vỏ tỏi bằng dụng cụ chuyên dùng.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 18

Hình 2.2. Bóc vỏ bằng dụng cụ
Củ tỏi khô (1) được tách thành tép nhỏ (2) sau đó cho các tép tỏi vào ống
nhựa mềm, dùng tay lăn đều trên ống nhựa mềm để bóc vỏ (3), tỏi được bóc ra (4).
- Ưu điểm:
+Đơn giản, dễ sử dụng
+Giá thành rẻ
+Hợp vệ sinh
+Thích hợp cho hộ gia đình

- Nhược điểm:
+Năng suất thấp
+Tỏi dễ bị dập
+Tốn nhiều thời gian
2.1.2. Bóc vỏ bằng máy
Bóc vỏ bằng máy có 2 phương pháp: phương pháp bóc vỏ khô và phương
pháp bóc tỏi ướt.

2.1.2.1 Các phương pháp bóc vỏ tỏi khô
Phương pháp bóc ma sát: dựa vào sự ma sát giữa tỏi với thùng chứa và giữa
tỏi với ống trụ mềm.
Quá trình bóc vỏ ma sát:

Hình 2.3. Bóc vỏ bằng ma sát
Củ tỏi khô (1) được tách thành tép nhỏ (2) sau đó cho tép tỏi vào máy bóc (3)
bên trong có một ống làm bằng vật liệu cao su mềm có dạng hình trụ, nó được gắn

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 19

vào động cơ điện . Khi nó quay làm cho tỏi ma sát giữa tỏi với thành máy và giữa
tỏi với ống trụ mềm làm cho vỏ tỏi sẽ được bóc ra (4).
Máy bóc vỏ (3) được mô tả theo nguyên lý sau:

Hình 2.4. Mô tả quá trình bóc ma sát
- Ưu điểm:
+ Bóc vỏ nhanh
+Gọn nhẹ, dễ sử dụng
+Hợp vệ sinh
+Thích hợp cho hộ gia đình, các quán ăn, nhà hàng quy mô nhỏ
- Nhược điểm:
+Số lượng tỏi được bóc vỏ ít
+Tỏi dễ bị dập
+Vỏ không được thoát ra ngoài
Phương pháp bóc tỏi bằng khí: dựa trên cơ sở sự va đập của tỏi với thành
buồng bóc, sự va đập giữa các tép tỏi dưới tác dụng của dòng khí có vận tốc lớn.
Quá trình bóc vỏ tỏi bằng khí

Hình 2.5. Bóc vỏ tỏi bằng khí
Củ tỏi khô (1) được tách thành tép nhỏ (2) sau đó cho tép tỏi vào máy bóc (3).
Máy bóc này dựa trên nguyên lý khí động lực học. Khi khí nén với áp lực cao qua
đầu phun được gắn vào buồng bóc có tốc độ rất lớn làm cho tỏi chuyển động va

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 20

chạm lẫn nhau và chúng va chạm vào thành buồng bóc làm cho vỏ tỏi được bóc ra
(4).

Máy bóc vỏ tỏi bằng khí (3) được mô tả theo nguyên lý như sau:

Hình 2.6. Mô tả nguyên lý bóc vỏ tỏi bằng khí
- Ưu điểm:
+ Bóc vỏ nhanh
+ Năng suất cao
+ Thích hợp cho sản xuất công nghiệp
- Nhược điểm:
+ Giá thành cao
+ Phải tốn thêm nguồn khí nén cung cấp

2.1.2.2 Phương pháp bóc vỏ tỏi ướt
Bóc vỏ tỏi ướt là quá trình bóc dưới tác dụng của nước làm mềm vỏ và lực
quay ly tâm làm cho các tép tỏi va đập lẫn nhau.
Quá trình bóc vỏ tỏi ướt:

Hình 2.7. Bóc vỏ tỏi ướt
Củ tỏi khô (1) được tách thành tép nhỏ (2) sau đó cho tép tỏi vào máy bóc (3)
sau đó nước được đưa vào thùng. Trong thùng có đĩa quay được gắn vào động cơ

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 21

điện. Khi đĩa quay với tốc độ làm cho các tép tỏi chuyển động xoay tròn va đập lẫn

nhau dưới tác dụng của nước làm cho lớp vỏ được bóc ra (4).
Máy bóc vỏ tỏi ướt (3) được mô tả theo nguyên lý sau:

Hình 2.8. Mô tả nguyên lý bóc vỏ tỏi ướt
- Ưu điểm:
+ Bóc vỏ nhanh
+ Năng suất cao
+ Thích hợp cho sản xuất công nghiệp
- Nhược điểm:
+Giá thành cao
+Tốn khá nhiều nước cung cấp
+Tỏi sau khi bóc phải được sấy khô lại
2.2 Các nghiên cứu liên quan tới đề tài
2

Máy bóc tỏi khô dùng ma sát
Máy bóc vỏ tỏi dùng lực ma sát và ly tâm đã được nghiên cứu thiết kế tại các
trường đại học trong nước.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 22

1- Động cơ điện, 2- puly nhỏ, 3- bộ truyền đai, 4- puly lớn, 5- trục, 6- thùng
bóc, 7- dây cao su, 8- nắp thùng, 9- tỏi.

Hình 2.9. Sơ đồ nguyên lý
Nguyên lý hoạt động:
Từ động cơ điện (1) với n=1420 (v/p), N=0.4 KW quay làm cho bánh puly
nhỏ (2) quay và truyền qua bộ truyền đai (3) tới bánh puly lớn (4) quay. Làm cho
trục (5) quay, phía trên đầu thân trục có gắn các dây cao su(7). Khi quay tạo ra lực
ly tâm làm căng dây cao su đánh bung lớp vỏ tỏi. Tỏi (9) được để trong thùng (6).
Sau một thời gian đánh vỏ tỏi, ta lấy tỏi ra bằng cách mở nắp (8) và tỏi được lấy ra.
Ưu và nhược điểm.
- Ưu điểm:
+ An toàn khi sử dụng, điều chỉnh đơn giản.
+ Năng suất cao so với làm thủ công.
+ Thời gian bóc vỏ tỏi mất khoảng (3-5 phút).
+ Dễ chế tạo.
- Nhược điểm:
+Tỏi có thể bị trầy xước và dập nát
+ Tỉ lệ bóc tách chưa cao.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 23

2.2.2 Máy bóc tỏi khô dùng khí nén
2.2.2.1. Máy bóc vỏ tỏi VN2015 do Việt Nam chế tạo

Hình 2.10. Máy bóc vỏ tỏi VN2015

Nguyên lý hoạt động:
Loại máy này hoạt động dựa trên nguyên lý khí động lực học. Củ tỏi sau khi
đã tách thành từng tép được cho vào thùng bóc, trong thùng có đĩa quay được gắn
vào động cơ điện. Khi đĩa quay quay vơi tốc độ cao làm cho các tép tỏi chuyển
động xoay tròn. Dưới tác dụng của lực ly tâm, các tép tỏi va đập lẫn nhau và va đập
với các tấm cao su được bố trí trên thành thùng bóc làm cho lớp vỏ bị bóc ra.
-

Ưu điểm:
+ Tỏi sạch, an toàn vệ sinh.
+ Bóc vỏ nhanh.
+ Máy nhỏ gọn

-

Nhược điểm:
+ Tốn nhiều thời gian cho việc nhặt vỏ ra khỏi sản phẩm.
+ Máy hoạt động bán tự động
+ Năng suất thấp.
2.2.2.2. Máy bóc vỏ tỏi ZHAOQING – FX128 do Trung Quốc chế tạo
Công suất: 120 – 200 kg/giờ

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 24

Hình 2.11. Máy bóc vỏ tỏi khô
Nguyên lý hoạt động:
Loại máy này hoạt động dựa trên nguyên lý khí động lực học. Củ tỏi sau khi
đã tách thành từng tép được cho vào buồng bóc có gắn các đầu phun tép tỏi sẽ chịu
tác động của dòng khí có tốc độ rất lớn. Tép tỏi sẽ chuyển động xoay tròn va đập
lẫn nhau và va đập giữa các tép tỏi với thành ống buồng bóc. Tuy nhiên khi sử dụng
phương pháp này cần một lượng áp suất không khí rất lớn, vì thế tiêu hao rất nhiều
năng lượng.
2.2.2.3. Máy bóc vỏ tỏi Maoyuan JH – B1 do Trung Quốc chế tạo
Công suất: 140 – 150 kg/h.

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15


Đồ án tốt nghiệp

Trang 25

Hình 2.12. Máy bóc vỏ tỏi khô có gắn thiết bị sấy
Nguyên lý hoạt động:
Loại máy này hoạt động dựa trên nguyên lý khí động lực học. Củ tỏi sau khi
đã tách thành từng tép và đã được hệ thống sấy khô lớp vỏ trước khi cho vào buồng
bóc có gắn các đầu phun. Tép tỏi sẽ chịu tác động của dòng khí có tốc độ rất lớn.
Tép tỏi sẽ chuyển động xoay tròn va đập lẫn nhau và va đập giữa các tép tỏi với
thành ống buồng bóc. Tuy nhiên khi sử dụng phương pháp này cần một lượng áp
suất không khí rất lớn, vì thế tiêu hao rất nhiều năng lượng.
Nhận xét: các loại máy trên là các loại máy có năng suất lớn thích hợp cho

các sản xuất, chế biến tỏi với qui mô lớn.
2.3 Chọn phương án thiết kế
Ngày nay, số lượng tỏi được sử dụng rất lớn, sản phẩm chế biến từ tỏi rất đa
dạng để đáp ứng nhu cầu cho con người. Đặc biệt, là cung ứng cho các nhà hàng, cơ
sở chế biến tỏi, các cơ sở chế biến thực phẩm để tiêu thụ trong nước và xuất khẩu.
Ngoài ra, một số lượng lớn được sử dụng làm thuốc chữa bệnh, ngâm rượu... Quá
trình bóc thủ công không đạt hiệu quả cao. Nên đề tài này chú trọng nghiên cứu các
loại máy bóc vỏ tỏi từ đó lựa chọn phương án phù hợp để thiết kế và chế tạo.
Trên thế giới có rất nhiều loại máy bóc vỏ tỏi với mẫu mã đa dạng và có nhiều
phương pháp bóc khác nhau. Mục đích đề tài này là thiết kế, chế tạo bóc tỏi khô có
sử dụng khí nén để bóc vỏ tỏi với qui mô nhỏ .
2

Các yêu cầu thiết kế
Máy bóc vỏ tỏi qui mô nhỏ cần đảm bảo các yêu cầu thiết kế sau:
- Máy bóc vỏ tỏi khô bằng khí nén (sau khi đã tách tép).
- Kết cấu máy đơn giản.
- Cấp liệu theo chu kỳ.
- Nguồn khí nén hoạt động P = 6 - 7 bar.
- Vật liệu chế tạo cần đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
- Máy có thể điều khiển được ở chế độ tự động.
- Nguồn điện: 220V - AC

SVTH: Trần Minh Tùng

Lớp: DCL15