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


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


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


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

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



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

• 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



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




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



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

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