1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài
Dứa là loại trái cây quí, có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao, được
coi là “nữ hoàng” (Queen) của các loài quả. Diện tích trồng dứa ở nước ta hiện
nay khoảng 39.900ha, sản lượng 502.700 tấn, kim ngạch xuất khẩu các sản
phẩm dứa đạt 41,4 triệu USD/ 1 năm, đứng đầu trong xuất khẩu rau quả. Cây
dứa đã góp phần quan trọng trong việc xóa đói giảm nghèo cho hàng triệu nông
dân ở nhiều địa phương trong cả nước.
Trong các sản phẩm chế biến từ dứa, nước dứa được tiêu thụ nhiều nhất vì
nó có giá trị kinh tế cao, thuận tiện cho việc vận chuyển và bảo quản lâu dài.
Trong quy trình sản xuất nước dứa thì băm ép nước dứa là những khâu quan
trọng quyết định đến năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm.
Hiện nay, các nhà máy chế biến dứa quy mô công nghiệp mới chỉ đáp ứng
được một phần nhu cầu chế biến dứa nguyên liệu. Tại nhiều địa phương đang rất
thiếu những thiết bị ép nước dứa phù hợp với quy mô vùng nguyên liệu và khả
năng đầu tư của các doanh nghiệp chế biến. Các thiết bị chế biến dứa hiện đại
nhập khẩu của nước ngoài tuy năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt nhưng cần
vốn đầu tư rất lớn, không phù hợp với quy mô và khả năng tài chính của các cơ
sở sản xuất trong nước. Một số cơ sở sản xuất, Viện, trường Đại học đã nghiên
cứu thiết kế, chế tạo một số máy băm, ép nước dứa. Tuy nhiên, do còn nhiều hạn
chế như: chất lượng sản phẩm không ổn định, chi phí năng lượng lớn, chi phí
đầu tư thiết bị, bảo trì và sửa chữa lớn nên các cơ sở sản xuất khó chấp nhận.
Ở Việt Nam chưa có nhiều công trình nghiên cứu về thiết bị băm ép nước
dứa, thiết bị chế tạo trong nước rất ít và còn nhiều hạn chế. Vì vậy, việc nghiên
cứu thiết kế, chế tạo thiết bị băm ép nước dứa phù hợp với điều kiện sản xuất
trong nước nhằm nâng cao năng suất, chất lượng, hạ giá thành sản phẩm, có thể
triển khai áp dụng rộng rãi trong sản xuất là vấn đề rất cấp thiết.
Xuất phát từ thực tiễn trên đây, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu một

- Đã thiết kế, chế tạo thành công liên hợp máy băm ép nước dứa có bộ phận
băm và bộ phận ép lắp trên cùng một khung bệ máy, góp phần nâng cao năng suất,
chất lượng sản phẩm, giảm chi phí lao động và tiết kiệm điện năng phù hợp với quy
mô của các cơ sở chế biến ở nước ta hiện nay.
6 Những đóng góp mới của luận án
- Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm đã thiết lập được mô hình toán
và mô phỏng được mối quan hệ của một số thông số trong quá trình ép từ đó xác
định được các thông số cơ bản về cấu tạo và chế độ làm việc của liên hợp máy
băm ép nước dứa nhằm định hướng cho việc thiết kế liên hợp máy.
- Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn, đa yếu tố và nghiên cứu tối ưu tổng
quát đã xác định được giá trị tối ưu của các yếu tố vào: tốc độ quay của vít xoắn,
khe hở cửa thoát bã, chiều rộng lỗ sàng và giá trị tối ưu của các thông số ra: độ sót
dịch quả, năng suất máy và chi phí điện năng riêng. Đó là cơ sở để hoàn thiện thiết
kế và chế tạo liên hợp máy băm ép nước dứa phục vụ sản xuất.
- Đã thiết kế chế tạo liên hợp máy băm ép nước dứa có bộ phận băm được kết
3

cấu bởi các hàng dao động và dao tĩnh bố trí xen kẽ nhau, bộ phận ép kiểu vít xoắn
hình côn với bước xoắn giảm dần, nhờ đó giảm được lượng dịch quả sót theo bã,
nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và thuận lợi cho việc tự động hóa dây
chuyền sản xuất. Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, hoàn toàn có thể chế tạo
trong nước thay thế cho các thiết bị nhập ngoại đắt tiền, vì thế có thể áp dụng rộng
rãi cho các cơ sở sản xuất.
7 Cấu trúc nội dung luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị các phụ lục, luận án gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu về công nghệ và thiết bị băm ép dứa.
Chương 2: Nguyên liệu, đối tượng và phương pháp nghiên cứu.
Chương 3: Mô hình hóa và mô phỏng quá trình ép nước dứa.
Chương 4: Kết quả nghiên cứu thực nghiệm.


Lõi

4

Các giống dứa khác nhau có nhiều đặc điểm công nghệ khác nhau nên khi
chế biến cần phải điều chỉnh thiết bị và công nghệ cho phù hợp với mỗi loại dứa.
b) Phân loại theo độ chín
Đặc điểm và tính chất công nghệ của dứa phụ thuộc vào độ chín (bảng 1.1).
Bảng 1.1 Đặc điểm phân loại quả dứa theo độ chín.
Phân loại Đặc điểm nhận dạng Đặc điểm khác
Độ 0
(dứa xanh)

Vỏ có màu xanh, chưa có
hàng mắt nào màu vàng.
Độ cứng >4 kG/cm
2
, thịt quả màu trắng, rất ít
nước, vị nhạt, chưa có mùi thơm.
Độ 1
(dứa ương)

Vỏ xanh, có 12 hàng
mắt gần cuống màu vàng.

Độ cứng từ 34kG/cm
2
, thịt quả hơi vàng, ít
nước, hàm lượng đường thấp, ít mùi thơm.
Độ 2

Các thành phần chủ yếu gồm: Nước chiếm 72 - 88%; chất khô: 15 - 24%;
đường 8 - 19%; trong đó saccaro chiếm 70%; axit hữu cơ từ 0,3 - 0,8%, phần lớn
là axit xitric, còn lại là axit malic, axit tartaric, axit sunxinic. Hàm lượng protit
khoảng 0,5%, chất khoáng 0,25%; vitamin C 40%mg; vitamin B
1
, B
2
, B
3

khoảng 0,04 đến 0,09 %mg.
Thành phần hóa học của dứa biến động theo giống, độ chín, thời vụ thu
hoạch, điều kiện canh tác và địa bàn trồng trọt.
1.1.4 Công dụng của quả dứa
a) Trong lĩnh vực thực phẩm và công nghiệp
- Dứa để ăn tươi hoặc chế biến các món ăn được nhiều người ưa thích.
- Chế biến các sản phẩm thực phẩm: đồ hộp, đông lạnh, sấy khô, nước dứa
tươi và nước dứa cô đặc phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.
- Sản xuất rượu quả, cồn, dấm, xitrat, thức ăn chăn nuôi và phân bón.
- Chiết xuất ra chế phẩm bromelin dùng trong công nghiệp sản xuất nước
chấm, thuộc da, vật liệu làm phim,
b) Trong y học và mỹ phẩm
Các sản phẩm chế biến từ dứa có thể dùng để phòng và chữa bệnh huyết áp
cao, giảm cholesterol, làm bền thành mạch máu, chống loãng xương, giảm ho, tiêu
đờm, tẩy giun kim và làm tan sỏi thận,
5

Dứa còn dùng để sản xuất một số thực phẩm chức năng để bồi bổ sức khỏe,
sản xuất mỹ phẩm làm đẹp rất có giá trị.
1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa

dy
dv

; trong đó:
dv
dy
là gradien tốc độ trượt (1.1)
Đối với chất lỏng phi Niutơn, theo E.Bingham và Kh.Grin, quan hệ giữa
ứng tiếp, độ nhớt, ứng suất tới hạn tuân theo quy luật:

T
dy
dv

 ; Trong đó: 
T
là ứng suất trượt tới hạn, N/m
2
(1.2)
6

b) Nghiên cứu về máy ép vít
Theo A.IA. Xokolov khi nghiên cứu về máy ép vít dùng để sản xuất thực
phẩm, quan hệ giữa lực động Q và lực toàn phần P theo công thức:
tb
Q P.tg( )
   
(1.7)
Trong đó: Q- lực tác dụng lên trục vít tại đường kính trung bình; P- lực toàn
phần do áp suất ép; 

thấp; máy ép dứa ED-500 (đại học Nông nghiệp Hà Nội) bước đầu đạt kết quả tốt,
tuy nhiên cần được nghiên cứu hoàn thiện thêm.
Tại nhiều địa phương đang rất cần những thiết bị chế biến dứa chế tạo trong
nước phù hợp với điều kiện, quy mô sản xuất và khả năng tài chính của các doanh
nghiệp. Vì vậy, việc nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc
nhằm thiết kế, chế tạo liên hợp máy băm ép nước dứa đáp ứng nhu cầu sản xuất,
góp phần nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất gắn với
vùng nguyên liệu là nhu cầu cần thiết hiện nay.
1.4 Kết luận
Trên cơ sở nghiên cứu tổng quan về công nghệ và thiết bị chế biến dứa
trong và ngoài nước, chúng tôi đề xuất một số nhiệm vụ nghiên cứu:
1. Về công nghệ: Lựa chọn công nghệ ép nước dứa liên tục bằng liên hợp
máy băm ép nước dứa kiểu vít xoắn vì nó có ưu điểm nổi trội so với các phương
pháp lấy nước dứa khác là: Thiết bị làm việc liên tục, năng suất cao, tiết kiệm
được chi phí nhân công, giảm chi phí điện năng, độ sót dịch quả tương đối thấp,
thiết bị đơn giản dễ chế tạo, dễ vận hành có thể triển khai rộng rãi trong thực tế
nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.
2. Về thiết bị: Cần nghiên cứu cải tiến về hình dạng và kết cấu bộ phận ép
sao cho phù hợp với quá trình thoát dịch quả trong nguyên liệu dứa nhằm nâng cao
hiệu suất thu hồi dịch quả, giảm chi phí điện năng riêng. Đồng thời cần phải thiết
kế bộ phận băm và ép trên cùng một khung máy nhằm giảm bớt số lượng nguồn
động lực, cơ cấu truyền động tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động hóa dây
chuyền sản xuất và giảm lao động thủ công trong sản xuất.
3. Về nghiên cứu lý thuyết: Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của A.Ia
Xokolov về quá trình nén ép thực phẩm lỏng nhớt bằng máy ép vít xoắn, xây
dựng mô hình toán và khảo sát quy luật biến đổi vận tốc và áp suất của vật liệu
trong bộ phận ép làm cơ sở để xác định một số thông số về cấu tạo và chế độ
làm việc của liên hợp máy.
4. Về nghiên cứu thực nghiệm: Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để xác
định một số thông số tối ưu làm cơ sở cho việc hoàn thiện công nghệ, thiết kế cải

Bộ phận ép kiểu vít xoắn, mặt ngoài hình trụ tròn, trục của vít xoắn dạng côn
có đường kính tăng dần về phía cửa thoát bã. Trục vít xoắn có thể di chuyển dọc
trục để thay đổi khe hở cửa thoát bã nhờ bộ phận điều chỉnh khe hở cửa thoát bã.
Với kết cấu như trên, liên hợp máy băm ép nước dứa BE-500 có những ưu
điểm như sau:
- Thực hiện đồng thời hai nguyên công băm và ép trên cùng một thiết bị nên
tiết kiệm được lao động, giảm được nguồn động lực và cơ cấu truyền động, tạo
điều kiện thuận lợi cho việc tự động hóa dây chuyền sản xuất.
- Trục trong của vít xoắn có dạng hình côn, đường kính tăng dần và bước xoắn
giảm dần phù hợp với việc giảm thể tích hỗn hợp do dịch quả thoát qua lỗ sàng,
tạo ra áp suất ép tăng từ từ, nhờ đó bã được ép kiệt, hiệu suất thu hồi dịch quả cao.
- Có thể ép một số loại quả khác có tính chất tương tự.
Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo liên h
ợp
máy băm ép dứa BE-500
7654
8
9
10
11
12
3
2 1
1- phễu cấp liệu;
2- bộ phận cào liệu;
3- bộ phận băm;
4- vít xoắn;
5- sàng và giá đỡ sàng;
6- cửa thoát bã;
7- bộ phận điều chỉnh khe hở cửa thoát

ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố vào nhằm thiết lập phương trình hồi quy
biểu diễn mối quan hệ giữa các yếu tố vào với các thông số ra làm cơ sở xác
định giá trị tối ưu của các thông số.
2.3.2.3 Phương pháp nghiên cứu tối ưu tổng quát
Áp dụng phương pháp tối ưu tổng quát bằng cách lập “hàm mong muốn”
tổng quát của E.C.Harrington để xác định giá trị tối ưu chung của các yếu tố vào
cho tất cả các thông số ra làm cơ sở để hoàn thiện quy trình công nghệ và thiết kế
chế tạo liên hợp máy.
2.3.3 Phương pháp xác định một sô thông số của quá trình nghiên cứu
- Năng suất máy Q được xác định bằng cách cân khối lượng nguyên liệu ép
được trong thời gian khảo nghiệm.
- Chi phí điện năng riêng N
r
được xác định bằng thiết bị đo chi phí điện năng
kiểu điện tử hiện số.
- Lượng dịch quả còn lại trong bã δ được xác định theo phương pháp dựa trên
cơ sở xác định hàm lượng chất khô của bã ban đầu và hàm lượng chất khô của bã
sau khi đã tách hết lượng dịch quả trong nồi chưng cách thủy.
2.3.4 Phương pháp xử lý gia công số liệu đo đạc
Để xử lý và gia công các số liệu thí nghiệm, chúng tôi áp dụng qui tắc của lý
thuyết xác xuất và thống kê toán học để đảm bảo độ tin cậy của số liệu thí nghiệm.
10

Chương 3
MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ÉP NƯỚC DỨA

Trong liên hợp máy băm ép nước dứa, hai quá trình băm và ép diễn ra liên tục
và kế tiếp nhau, trong đó ép là quá trình chính có tính chất quyết định đến năng
suất, chất lượng và chi phí năng lượng riêng, băm là quá trình làm nhỏ sơ bộ vật
liệu tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép. Vì vậy trong nội dung luận án này


 
nc vlc qc
c qc
v = v .tg v v tg
v r . tg
   
   
(3.1)
Trong đó: v
nc
- vận tốc của vật liệu
theo chiều dọc trục; v
vlc
- vận tốc vòng của vật liệu so với trục vít; v- vận tốc vòng
Lc Le
p

Rv
rv
o
x
L
Hình 3.1 Mô hình kết cấu bộ phận ép
Hình 3.2: Đa giác vận tốc biểu diễn
sự dịch chuyển của vật liệu trong
vùng cấp liệu
11

của vít xoắn; v

c
0 x L
 
) (3.3)
nc ge e tbe
2
b
2 2
v v tbe b
5 2 2
v v tbe
. . .R
l 0,33
[R (r x.tg ) ].cos l
dp
dx 1,23.10 [R (r x.tg ) ].sin
   
 


 
    
 

    
, (
c c e
L x L L
  
) (3.4)

0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
0.22
0.24
Van toc vat lieu theo chieu dai truc v = f(x)
x [m]
Van toc [m/s]
Vung cap lieu
Vung ep
0.048
0.23
Chieu dai truc x[m]
12

Trên cơ sở thí nghiệm ép nguyên
liệu dứa trên máy ép thủy lực tại trường
Cao đẳng nghề Cơ điện và Công nghệ thực
phẩm Hà Nội đã xác định được áp suất ép
cần thiết để có thể ép kiệt bã mà áp suất
không quá lớn (p
e
= 50kG/cm
2
), không ảnh
hưởng đến độ bền của các chi tiết máy và

cửa thoát.
3.3 Lựa chọn các thông số cơ bản của bộ phận ép
Căn cứ mối quan hệ giữa áp suất ép và chiều dài vít xoắn đã xác định được
chiều dài cần thiết của vít xoắn L = 0,46m, đồng thời căn cứ vào kết quả khảo sát
mối quan hệ giữa áp suất ép với góc nghiêng , để đảm bảo khả năng ép kiệt bã
với áp suất ép không quá lớn làm tăng chi phí năng lượng và gây kẹt bã ở cửa
Hình 3.4 Sự thay đổi áp suất p của
v
ật liệu theo chiều dọc trục
x

Hình 3.5 Áp suất của vật liệu theo
chiều dọc trục khi thay đổi góc nghi
êng

của trục vít xoắn
13

thoát, chúng tôi chọn góc nghiêng  = 11
0
.
Căn cứ vào kết quả khảo sát mối quan hệ giữa vận tốc di chuyển theo chiều
dọc trục và chiều dài vít xoắn (hình 3.3), để tốc độ chuyển động của nguyên liệu
trong bộ phận ép liên tục và chậm dần đều về phía cửa thoát bã, bước xoắn vít S và
số vòng vít xoắn z được lựa chọn theo bảng 3.2.
Bảng 3.2 Số lượng vòng vít và bước của vít xoắn
Vùng cấp liệu Vùng ép
Thứ tự vòng vít 1 2 3 4 5 6 7
Bước vít S (mm) 102 102 85 68 51 34 17


Vận tốc góc của vật liệu được xác
định thông qua vận tốc vòng của vật
liệu nhờ thiết bị đo vận tốc bằng siêu
âm hiển thị số E4DA-LS6, từ đó tính
toán ra các giá trị của vận tốc góc 
q
.
Hình 4.1 Vị trí cảm biến đo vận tốc vòng
c
ủa vật liệu trong bộ phận ép

14

Sơ đồ bố trí các cảm biến đo vận tốc của vật liệu (hình 4.1).
Kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị (hình 4.2).
Trong vùng cấp liệu, áp
suất của vật liệu gần như không
đổi, trong vùng ép, áp suất giảm
dần theo chiều dài vít xoắn. Mối
quan hệ giữa vận tốc góc của vật
liệu theo chiều dọc trục trong
vùng cấp liệu và trong vùng ép
theo phương trình hồi quy:

qc
1,01
 
(s
-1
)

ge
giảm chậm dần và khi p 50kG/cm
2
thì η
ge
giảm không đáng kể
bởi vì lượng dịch trong bã còn rất ít. Mối quan hệ giữa hệ số giảm thể tích và áp
suất ép được thể hiện bằng phương trình hồi quy:
0,0491p
ge
98,468.e

  (4.2)
Hình 4.2 Đồ thị vận tốc góc quay của vật
liệu trong bộ phận ép
Hình 4.3 Mối quan hệ giữa hệ số giảm thể
tích của vật liệu với áp suất ép

15

4.1.3 Xác định ảnh hưởng của áp suất ép đến độ sót dịch quả theo bã
Tiến hành thí nghiệm ép hỗn hợp dứa trên máy ép thủy lực PA-15TL nhằm
xác định ảnh hưởng của áp suất ép đến độ sót dịch quả theo bã, kết quả thí nghiệm
thể hiện trên đồ thị (hình 4.4).
Trong khoảng áp suất từ 30 ÷
50kG/cm
2
, độ sót dịch quả theo bã
giảm rất nhanh, khi áp suất ép tăng
lớn hơn 50÷ 70kG/cm

các yếu tố x
1
x
4
đến các thông số ra Y
1
Y
3
.

(10
4
N/m
2
)

= 408,36e
0,0483p
R
2
= 0,9729
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8


46810

30

40

50

60

70

Áp suất ép p(kG/cm2)

Độ sót dịch quả

(%)
Hình 4.4 Ảnh hưởng của áp suất ép đến
độ sót dịch quả
theo bã

1
, - độ sót dịch quả theo bã, %,
x
2
, s- khe hở cửa thoát bã, mm,
Y
2
, Q- năng suất máy, kg/h,
x
3
, a- Chiều rộng lỗ sàng, mm.
Y
3
, N
r
- chi phí điện năng riêng, kWh/tấn.

Kết quả nghiên cứu đơn yếu tố cho thấy mối quan hệ của yếu tố x
1
 x
3
đối
với các hàm Y
1
 Y
3
không hoàn toàn là tuyến tính, vì vậy có thể bỏ qua phương
án quy hoạch thực nghiệm bậc 1 chuyển sang phương án quy hoạch thực nghiệm
bậc 2. Ma trận thí nghiệm bậc 2 của Box - Willson với 3 yếu tố (m=3), tổng số
Hình 4.8 Ảnh hưởng của khe hở


Hình 4.9 Ảnh hưởng của chiều rộng
lỗ sàng a (mm)
2.5
2.0
3.0
3.5
4.0
4.5
440
400
480
520
560
600
4.5
4.0
5.0
5.5
6.0
6.5
0.6 1.0 1.4 1.8 2.2
a
(mm)
Q
Nr

q
(kg/h)
Nr


q
(kg/h)
Nr
(kWh/t)
(%)

Hình 4.7 Ảnh hưởng của tốc độ qu
ay
của vít xoắn n (vg/ph)

2.5
2.0
3.0
3.5
4.0
4.5
440
400
480
520
560
600
4.5
4.0
5.0
5.5
6.0
6.5
100 150 200 250 300

Mức dưới
Mức cơ sở
Mức trên
Mức sao trên
-1,68
-1,00
0,00
1,00
1,68
116
150
200
250
284
11,6
10
15
20
23,4
0,73
1,0
1,4
1,8
2,07
Khoảng biến thiên
i
ε

1,00 50 5 0,4
Kết quả thí nghiệm được xử lý trên máy tính, ta xác định được mô hình

-0,0100000 -2,1125000 -0,0225000
b
23
-0,0075000 0,3875000 -0,0225000
b
11
0,1711192 -7,4340143 0,2386020
b
22
0,1940945 -6,6210418 0,2545080
b
33
0,1410746 -5,0127701 0,2279980

Kiểm tra tính thích ứng của mô hình toán theo tiêu chuẩn Fisher, các giá trị
tính toán F của các hàm Y
1
, ÷Y
3

đều nhỏ hơn giá trị tra bảng F
b
. Vì vậy, các mô
hình toán trên đều đảm bảo tính thích ứng.
Chuyển phương trình hồi quy từ dạng mã sang dạng thực, phương trình hồi
quy dạng thực có dạng như sau:


= 7,85006505 - 0,03253455n - 0,18561304s - 1,84509361a + 0,00006845n
2

được giữ ở mức cơ sở. Đã tiến hành xét ba cặp hai yếu tố ảnh hưởng đến các hàm
mục tiêu Y
1
 Y
3
. Đồ thị (hình 4.10  4.12) biểu diễn ảnh hưởng của cặp hai yếu
tố khe hở cửa thoát bã s và tốc độ quay của vít xoắn n đến các hàm độ sót dịch quả
 (Y
1
), hàm năng suất máy Q (Y
2
) và hàm chi phí điện năng riêng Nr (Y
3
).

Qua các đồ thị (hình 4.10 
4.12) cho thấy hàm độ sót dịch quả 
và hàm chi phí điện năng riêng Nr là
các hàm cực tiểu, hàm năng suất máy
Q là hàm cực đại, các đồ thị trên cho
thấy giá trị tối ưu của các thông số ra
nằm trong miền nghiên cứu của các
yếu tố ảnh hưởng.

4.4 Kết quả nghiên cứu tối ưu
tổng quát
Đã tiến hành giải tối ưu tổng quát theo phương pháp của E.C Harrington

100
150
200
250
300
5
10
15
20
25
350
400
450
500
550
Toc do vit xoan n(v/ph)
Khe ho cua thoat ba s(mm)
Nang suat may Q (kg/h)
Q (kg/h)

s(mm)
n(vg/ph)
Hình 4.11 Ảnh hưởng của cặp yếu tố khe
hở cửa thoát bã s(mm) và tốc độ vít xoắn
n(vg/ph) đến năng suất máy Q
100
150
200
250
300

.
Mô hình toán của hàm tối ưu tổng quát D có dạng như sau:
D = 0,8554745 + 0,0985749x
1
+ 0,0404240x
2
+ 0,0042361x
3
–
0,0206065x
1
x
2
– 0,0085303x
1
x
3
– 0,0069373x
2
x
3
– 0,0514644x
1
2
–
0,0603807x
2
2
– 0,0352044x
3

Thí nghi
ệm
Tốc độ vít
xoắn
n (vg/ph)
Khe hở
cửa thoát
bã
s (mm)
Chiều
rộng lỗ
sàng
a (mm)
Đ
ộ sót dịch
quả theo
bã
 (%)
Năng
suất
máy
Q (kg/h)

Chi phí năng
lượng riêng
N
r
(kWh/t)
TN1 246 16 1,40 2,07 570,5 4,01
TN2 246 16 1,40 2,31 521,2 4,25


(%)
Đư
ờng
tổng số

(%)
Axits
hữu cơ

(%)
Vitamin C

(%mg)
Mẫu 1 17,98 0,546 5,205 0,615 11,45

0,519 36,34
Mẫu 2 18,27 0,559 5,107 0,636 11,32

0,547 37,94
Mẫu 3
Màu
vàng,
thơm đ
ặc
trưng
18,47 0,554 5,06 0,618 11,37

0,551 37,89
Giá trị trung bình

3 Đường kính/ chiều dài trống lắp dao băm mm 91/136
4 Số hàng dao băm hàng 2
5 Số lượng dao băm trên một hàng cái 8
6 Chiều dài/ chiều dầy dao băm mm 52/4
7 Khe hở giữa dao tĩnh và dao động mm 4
Bộ phận ép
1 Tốc độ quay của vít xoắn vg/ph 246
2 Khe hở trung bình cửa thoát bã mm 16
3 Chiều rộng lỗ sàng mm 1.4
4 Chiều dài vít xoắn:
- Chiều dài vít xoắn vùng cấp liệu
- Chiều dài vít xoắn vùng ép
mm
mm
mm
460
204
256
5 Đường kính ngoài vít xoắn mm 128
6 Đường kính trục vít xoắn đoạn hình trụ mm 64
7 Góc nghiêng trục vít xoắn độ 5,5
8 Bước vít xoắn (mm) 102; 102; 86; 68; 51; 34; 17

4.6.2 Xác định một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của liên hợp máy băm ép nước
dứa BE-500A
Chúng tôi tiến hành khảo nghiệm liên hợp máy băm ép nước dứa BE-500A tại
trường Cao đẳng nghề Cơ điện và Công nghệ thực phẩm Hà Nội và so sánh với các
tổ hợp máy băm - ép nước dứa thông dụng trong sản xuất tại các cơ sở sản xuất
nước dứa: Nhà máy SannamFood - Hòa Bình (Kỳ Sơn, Hòa Bình), Nhà máy
Sannamfood - Ba Vì (Ba Vì, Hà Nội) và Nhà máy Chế biến thực phẩm xuất khẩu

kết hợp
Băm - ép
riêng
Băm - ép
riêng
Băm - ép
riêng
Kiểu bộ phận ép Vít xoắn Thủy lực Vít xoắn Vít xoắn
Công suất động cơ điện (kW)
- Công suất động cơ băm
- Công suất động cơ ép
4,0
-
-
4,4
2,2
2,2
5,7
2,2
3,5
7,5
3,0
4,5
Năng suất (kg/h) 525 315 492 939
Độ sót dịch quả theo bã (%) 2,22 1,52 2,43 2,56
Chi phí điện năng riêng
(kWh/tấn)
4,9 9,3 7,1 5,3
Chi phí nhân công (công/tấn) 0,48 1,19 0,76 0,53
Thành phần hóa học của nước

5,127
11,36
0,539
37,35
So với các loại máy băm ép nước dứa khác thì liên hợp máy băm ép nước
dứa BE-500A có ưu nhược điểm như sau: Chi phí nhân công cho một tấn sản
phẩm là 0,48 công, chỉ bằng 40,0% so với tổ hợp máy ép M-221A, bằng 62,5% so
với tổ hợp máy ép ZJ-500LZ, bằng 89,4% so với tổ hợp AMS-1SZ; Chi phí điện
năng riêng là 4,9kWh/tấn, chỉ bằng 52,4% so với tổ hợp máy ép M-221A, bằng
23

68,7% so với tổ hợp máy ép ZJ-500LZ, bằng 91,6% so với tổ hợp AMS-1SZ; Độ
sót dịch quả theo bã là 2,22% thấp hơn 0,21% so với tổ hợp máy ép ZJ-500LZ, thấp
hơn 0,34% so với tổ hợp máy AMS-1SZ nhưng lại cao hơn 0,7% so với tổ hợp
máy ép M-221A. Thành phẩn hóa học của nước dứa ép đối với bốn tổ hợp máy
khảo nghiệm về cơ bản là giống nhau, riêng tỷ lệ xơ và thịt quả của tổ hợp máy ép
thủy lực M-221A thấp nhất do nguyên liệu ít bị xáo trộn trong quá trình ép.
Như vậy liên hợp máy băm ép nước dứa BE-500A có ưu điểm nổi bật:
Chi phí nhân công và chi phí điện năng riêng thấp nhất, độ sót dịch quả chấp
nhận được, đặc biệt liên hợp máy có kết cấu gọn, giảm được số lượng động cơ
điện và cơ cấu truyền động, tạo điều kiện thuận lợi để cơ khí hóa và tự động hóa
dây chuyền sản xuất.
4.6.3 Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của liên hợp máy băm ép nước dứa
BE-500A.
Việc ứng dụng liên hợp băm ép nước dứa BE-500A trong thực tiễn sản xuất
sẽ mang lại hiệu quả kinh tế, xã hội như sau:
- Giảm được giá thành sản phẩm do giảm được độ sót dịch quả theo bã, giảm

thoát bã s(mm) và chiều rộng lỗ sàng a (mm) đến các thông số ra: độ sót dịch quả
theo bã  (%), năng suất máy Q(kg/h) và chi phí điện năng riêng N
r
(kWh/tấn),
trong đó khe hở cửa thoát bã là yếu tố có ảnh hưởng nhiều nhất. Vì vậy để đảm
bảo độ sót dịch quả theo bã thấp nhất việc điều chỉnh khe hở cửa thoát bã sẽ mang
lại hiệu quả cao nhất.
4. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố và phương pháp tối ưu tổng
quát của E.C. Harrington đã xác định được giá trị tối ưu chung của các yếu tố vào:
tốc độ quay của vít xoắn n = 246vg/ph, khe hở cửa thoát bã s = 16mm, chiều rộng
lỗ sàng a = 1,4mm và giá trị tối ưu của các thông số ra: 

= 2,13%, năng suất máy
Q = 535,1kg/h, chi phí điện năng riêng N
r
= 4,08kWh/t. Kết quả nghiên cứu trên là
cơ sở quan trọng để hoàn thiện thiết kế và chế tạo liên hợp máy băm ép nước dứa
phục vụ cho các cơ sở sản xuất.
5. Đã thiết kế chế tạo hoàn chỉnh liên hợp máy băm ép nước dứa BE-500A,
có bộ phận băm và ép được lắp chung trên cùng một khung máy với bộ phận băm
được kết cấu bởi các hai hàng dao động bố trí xen kẽ với dao tĩnh, bộ phận ép kiểu
vít xoắn có dạng hình côn và bước xoắn giảm dần nhờ đó đã nâng cao được hiệu
suất thu hồi dịch quả, tiết kiệm được nhân công lao động, tạo điều kiện thuận lợi
cho tự động hóa dây chuyền sản xuất.
Kiến nghị
1. Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng liên hợp máy băm ép dứa BE-500A để ép
các loại rau quả khác nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng liên hợp máy trong thực
tiễn sản xuất.
2. Ứng dụng lý thuyết mô hình đồng dạng để thiết kế chế tạo các cỡ liên hợp
máy băm ép nước dứa có năng suất khác nhau phù hợp với quy mô của các cơ sở