Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống làm sạch củ quả tự động

TÓM TẮT Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy rửa củ quả tốt, tự động hoá song vẫn có nhiều mặt hạn chế, chưa đáp ứng được yêu cầu của khách hàng như: Năng suất, chi phí và chỉ

Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp:

Nguyễn Văn Long 1811251277 18DCKA3

Nguyễn Thành Đạt 1811041231 18DCKA3

Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp:

Nguyễn Văn Long 1811251277 18DCKA3

Nguyễn Thành Đạt 1811041231 18DCKA3

LỜI CAM ĐOAN

HÌNH HỆ THỐNG LÀM SẠCH CỦ QUẢ TỰ ĐỘNG’’ là một công trình nghiên

cứu độc lập dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn Thạc sĩ Ngô Văn Hương

Bình Ngoài ra không có bất kì sao chép nào của người khác liên quan đến đề tài mà

tụi em thực hiện Đề tài, nội dung báo cáo đồ án tốt nghiệp là công trình mà em đã nỗ

lực thực hiện, nghiên cứu trong quá trình học tập tại trường cũng như tham gia thực

tập tại công ty cơ khí Điền Trang Các số liệu, kết quả trình bày và bản vẽ trong báo

cáo là hoàn toàn trung thực, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm, kỷ luật của bộ môn

và nhà trường đề ra nếu như có vấn đề xảy ra

TP Hồ Chí Minh, Ngày 30 tháng 7 năm 2022

Sinh viên thực hiện

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Kỹ thuật cơ khí với đề tài ‘‘NGHIÊN CỨU,

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÀM SẠCH CỦ QUẢ TỰ

ĐỘNG’’ là kết quả của quá trình cố gắng không ngừng nghỉ trong suốt quá trình học

tập và thực hiện đồ án của tụi em, cũng như nhận được sự hướng dẫn tận tình của

thầy cô cùng với các anh chị và bạn bè Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành

nhất tới những người đã luôn giúp đỡ tụi em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này

Em xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy Ngô Văn Hương Bình là

người trực tiếp hướng dẫn đồ án cho tụi em Thầy luôn tận tâm hướng dẫn, truyền đạt

những kinh nghiệm, kiến thức quý báu trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp

Em cũng xin chân thành cảm ơn nhà trường, ban lãnh đạo Viện Kỹ thuật đã tạo

điều kiện để cho em có thể hoàn thành tốt được đồ án của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

TÓM TẮT

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy rửa củ quả tốt, tự động hoá song

vẫn có nhiều mặt hạn chế, chưa đáp ứng được yêu cầu của khách hàng như: Năng

suất, chi phí và chỉ phù hợp với từng loại khác nhau,…Và đó là lý do đề tài “Nghiên

cứu, thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống làm sạch củ quả tự động” được đưa ra nhằm

đáp ứng các yêu cầu đề ra, khắc phục các hạn chế và phục vụ các hợp tác xã, các xí

nghiệp vừa và nhỏ trong mô hình tự động hoá việc rửa củ quả Cũng như góp phần

nâng cao năng suất, chất lượng hơn Về hệ thống, gồm có hai phần chính là thùng

ngâm và thùng rửa Củ quả được ngâm trong bể sau đó được băng tải truyền qua

thùng rửa có các trục cước làm sạch cùng hệ thống vòi phun áp lực Các trục được

thiết kế có rãnh nhằm phân loại củ to, củ nhỏ xuống hai cái phễu riêng biệt

ABSTRACT

Currently on the market, there are many good and automatic fruit and vegetable

washing machines, but there are still many limitations, not meeting the requirements

of customers such as: productivity, cost and only suitable for each other type And

that's why the topic "Research, design and manufacture a model of an automatic fruit

and vegetable cleaning system" was launched to meet the set requirements, overcome

limitations and serve cooperatives, small and medium enterprises in the model of

automating fruit and vegetable washing As well as contributing to higher

productivity and quality About the system, there are two main parts, the soaking tank

and the washing tank The tubers are soaked in the tank and then passed by the

conveyor belt through the washing tank with cleaning shafts and a pressure nozzle

system The shafts are designed with grooves to classify large and small tubers into

two separate hoppers

MỤC LỤC

Phiếu đăng ký tên đề tài ĐATN

Phiếu giao nhiệm vụ

Lời cam đoan……… i

Lời cảm ơn……… ii

Tóm tắt……… iii

Abstract……… iv

Mục lục……… v

Danh mục hình ………viii

Danh mục bảng ……….…ix

Lời mở đầu……… xi

Chương 1: Giới thiệu 1

1.1 Giới thiệu về củ quả ở Việt Nam 1

1.1.1 Một số đặc điểm của khí hậu Việt Nam 1

1.1.2 Một số loại củ quả ở Việt Nam 2

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau củ quả 4

1.1.4 Những vấn đề đặt ra cho sản xuất củ quả ở nước ta 6

1.2 Ứng dụng của củ quả 7

1.3 Giá trị về kinh tế 9

1.4 Yếu tố công nghệ 10

1.5 Ý nghĩa về mặt xã hội 11

Chương 2: Tổng quan giải pháp 12

2.1 Tình hình chung 12

2.2 Các thách thức của việc phát triển máy rửa củ quả 12

2.3 Lựa chọn công nghệ và quy trình rửa 13

Chương 3: Phương pháp giải quyết 15

3.1 Rửa thủ công bằng tay 15

3.2 Rửa bằng hệ thống máy sục khí 16

3.2.1 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy sục khí 17

3.2.2 Ưu - nhược điểm của máy sục khí 19

3.3 Rửa bằng máy rửa dạng lồng 19

3.4 Máy rửa củ, quả bằng sóng siêu âm 20

3.5 Một số loại máy trên thị trường 22

3.5.1 Máy rửa rau củ model TMTP-OB03 22

3.5.2 Máy rửa củ quả model TV-RR03 22

3.5.3 Máy rửa củ, quả bằng sóng siêu âm Hydroxyl 23

3.6 Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài 24

Chương 4: Thiết kế và tính toán 25

4.1 Khung máy 26

4.2 Kích thước bồn rửa, bồn chứa 27

4.3 Xác định lực, tiết diện và phân bố tia nước 28

4.4 Xác định chiều dày, áp lực của nước tác dụng lên thành bồn chứa 30

4.5 Động cơ 31

4.5.1 Chọn động cơ 31

4.5.2 Tính toán bộ truyền xích 33

4.6 Vật liệu chế tạo bánh răng 36

4.7 Ứng suất tiếp xúc - uốn cho phép 37

4.7.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép 37

4.7.2 Ứng suất uốn cho phép 38

4.8 Thiết kế trục 39

4.8.1 Chọn vật liệu 39

4.8.2 Tính sơ bộ đường kính các trục 39

4.9 Ổ lăn 44

4.10 Dòng điện của động cơ 46

Chương 5: Thi công 47

5.1 Thi công phần khung máy 47

5.3 Lắp ghép các chi tiết 49

Chương 6: Đánh giá kết quả, kết luận 50

6.1 Kết luận 50

6.2 Thực nghiệm và đánh giá kết quả 50

6.3 Hướng phát triển đề tài 51

Tài liệu tham khảo 52

Phụ lục 53

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Củ cải trắng 2

Hình 1.2: Củ cà rốt 3

Hình 1.3: Khoai lang 3

Hình 1.4: Khoai tây 4

Hình 1.5: Các loại củ quả 6

Hình 1.6: Dây truyền sản xuất 7

Hình 1.7: Thị trường tiêu thụ 7

Hình 1.8: Rau củ sấy khô 8

Hình 1.9: Rau củ tươi đóng gói 8

Hình 1.10: Mứt rau củ tươi 8

Hình 1.11: Áp dụng công nghệ tưới trong trồng rau củ 10

Hình 2.1: Củ quả có nhiều dạng khác nhau 13

Hình 2.2: Củ khoai lang bám đất 13

Hình 2.3: Sơ đồ khối cơ chế của máy rửa củ 14

Hình 3.1: Công nhân rửa củ bằng tay 15

Hình 3.2: Hệ thống máy sục khí 16

Hình 3.3: Cấu tạo của máy sục khí 17

Hình 3.4: Cấp nước vào máy rửa 18

Hình 3.5: Đưa sản phẩm vào hốc rửa 18

Hình 3.6: Vận hành máy rửa 18

Hình 3.7: Máy rửa dạng lồng……… 19

Hình 3.8: Máy rửa bằng sóng siêu âm 20

Hình 3.9: Máy rửa TMTP-OB03 22

Hình 3.10: Máy rửa củ quả TV-RR03 22

Hình 3.11: Máy rửa củ, quả bằng sóng siêu âm Hydroxyl 23

Hình 4.1: Kết cấu của máy rửa củ quả 25

Hình 4.3: Bồn chứa củ quả……….….….27

Hình 4.4: Thùng rửa……….…28

Hình 4.5: Đầu vòi phun áp lực 1 tia……….29

Hình 4.6: Đầu vòi phun có thể tuỳ chỉnh 29

Hình 4.7: Động cơ 1 pha 3 đầu dây 31

Hình 4.8: Hai bánh răng 36

Hình 4.9: Biểu đồ phân tích lực cho trục 1 42

Hình 4.10: Biểu đồ phân tích lực cho trục 2 43

Hình 4.11: Ổ lăn……… 44

Hình 4.12: Cách đảo chiều động cơ 1 pha 3 đầu dây……… ……46

Hình 4.13: Sơ đồ điện cho động cơ 1 pha 3 đầu dây……… …… 46

Hình 5.1: Thực hiện các công đoạn cắt, mài sắt 47

Hình 5.2: Khung máy rửa củ ……… ……….47

Hình 5.3: Thực hiện công đoạn hơ ống và mài……… ……48

Hình 5.4: Thùng ngâm - chứa sau khi gia công 48

Hình 5.5: Thực hiện các công đoạn lắp ghép các chi tiết 49

Hình 5.6: Máy rửa củ qua hoàn chỉnh 49

Hình 1A: Động cơ 60W 53

Hình 2A: Động cơ 28W 53

Hình 1B: Eto kẹp mâm xoay 54

Hình 2B: Máy bắn vít sài pin 54

Hình 3B: Máy cắt sài pin 55

Hình 4B: Máy mài bề mặt 55

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thị trường xuất khẩu củ quả tháng 4 và 4 tháng cuối năm 2005 9

Bảng 3.1: Đánh giá, kết luận đối với các phương pháp rửa củ quả 21

Bảng 5.1: Đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền động 33

LỜI MỞ ĐẦU

Theo xu hướng phát triển không ngừng của xã hội, chúng ta có thể nhận thấy

ngày càng nhiều các trang thiết bị, máy móc ra đời, nhằm nâng cao sản xuất, phục vụ

cho con người, chúng làm việc không biết mệt mỏi và năng suất cực kì cao Việt Nam

là một đất nước nông nghiệp, trồng trọt Các loại nông sản của Việt Nam không chỉ

phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn có giá trị xuất khẩu đem lại lợi ích

kinh tế không chỉ cho công ty, doanh nghiệp mà còn cho đất nước, cho người nông

dân Theo như đánh giá thì sản lượng làm ra không đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng Cả

nước có khoảng 60 nhà máy và xưởng chế biến rau, củ, quả, với tổng công suất

khoảng 150.000 tấn săn phẩm/năm Nhưng các nhà máy đang gặp những khó khăn

về công nghệ chế biến, trang thiết bị lạc hậu, chất lượng sản phẩm thấp nên không có

khả năng cạnh tranh trên thị trường

Những thách thức đưa ra là phải giải quyết vấn đề chế biến nông sản Hiện nay

có rất nhiều máy móc phục vụ cho nghành nông sản ra đời với quy mô công nghiệp

và trước khi tiến hành chế biến để cho ra các sản phẩn từ nông sản như: rau củ tươi,

nước ép, rau củ sấy, các loại mứt rau củ,… đạt được độ tươi ngon hay đủ vệ sinh an

toàn thực phẩm thì việc làm sạch là ưu tiên hàng đầu Đương nhiên khi muốn thành

phẩm đạt năng suất cao thì việc làm sạch cũng phải đạt năng suất cao Và khi thành

phẩm của nông sản đạt năng suất cao thì mới có thể đáp ứng được thị trường, tăng

giá trị về kinh tế Nhìn thấy được sự quan trọng của việc làm sạch rau củ để tăng năng

suất chế biến, vì vậy chúng ta cần phải chú trọng vào nó Và để tài nghiên hệ thống

làm sạch rau củ nhằm mục đích cải thiện chất lượng làm sạch cũng như năng suất,

nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của thị trường, tăng giá trị về kinh tế cho công ty,

doanh nghiệp, cho đất nước và cho người dân

Nhóm chúng em tiến hành đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO

MÔ HÌNH HỆ THỐNG LÀM SẠCH CỦ QUẢ TỰ ĐỘNG nhằm mục đích cải thiện

về khả năng làm sạch cũng như năng suất củ quả thu được Tuy nhiên do kinh nghiệm

và trình độ còn hạn chế nhóm chúng em gặp nhiều khó khăn trong việc nghiên cứu

và chế tạo Chúng em rất mong nhận được những đóng góp và hỗ trợ của các thầy cô

giáo để đồ án chúng em được hoàn thiện hơn

v MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU:

• Mục tiêu:

Ø Tìm hiểu các yêu cầu và tiêu chuẩn của máy rửa củ quả tự động

Ø Nghiên cứu chế tạo, sản xuất thử nghiệm máy rửa củ quả tự động

Ø Giúp cho việc rửa củ quả nhanh chóng, đảm bảo độ sạch, không ảnh

hưởng đến chất lượng củ quả

• Nhiệm vụ:

Ø Khảo sát ý kiến người sử dụng

Ø Tính toán công suất, mức tiêu thụ điện, lượng nước, thời gian rửa, thời

gian ngâm, áp lực phun của nước,…

Ø Thiết kế kết cấu bộ nguồn và bộ điều khiển đáp ứng yêu cầu sử dụng an

toàn

Ø Tính toán kiểm nghiệp độ ổn định khi máy chạy

Ø Thục nghiệp đánh giá sản phẩm

• Kế hoạch nghiên cứu và các bước thực hiện:

Ø Xác định nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu

Ø Tham khảo thu thập tài liệu liên quan

Ø Phân tích tài liệu và tính toán

Ø Tiến hành nghiên cứu, thiết kế máy rửa rau củ tự động

Ø Rửa thử nghiệm nhiều lần khác nhau, các loại củ quả khác nhau

Ø Đánh giá thử nghiệm, đưa ra các biện pháp sử lý thích ứng (điều chỉnh

Ø Tổng hợp các điều kiện để đưa ra thông số tùy chỉnh chính xác cho máy

v ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:

• Đối tượng nghiên cứu:

Ø Máy rửa củ quả tự động

• Phạm vi nghiên cứu:

Ø Các chức năng của máy đáp ứng yêu cầu người sử dụng

Ø Các đặc điểm của củ quả có thể rửa

Ø Nghiên cứu tính toán nhằm xác định công suất yêu cầu

• Giới hạn phạm vi nghiên cứu:

Ø Dành cho công ty nhỏ, hợp tác xã sản xuất nông sản, củ quả và các sản

phẩm từ củ quả

v PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

• Nghiên cứu tài liệu liên quan

• Khảo sát nhu cầu của người sử dụng

• Tham khảo ý kiến các chuyên gia

• Nghiên cứu lý thuyết

• Nghiên cứu thực nghiệm - khảo sát đánh giá

v NỘI DUNG ĐỒ ÁN GỒM 6 CHƯƠNG CHÍNH:

• Chương 1: Giới thiệu

• Chương 2: Tổng quan giải pháp

• Chương 3: Phương pháp giải quyết

• Chương 4: Thiết kế và tính toán

• Chương 5: Thi công

• Chương 6: Đánh giá kết quả, kết luận

Chương 1:

GIỚI THIỆU

1.1 Giới thiệu về củ quả ở Việt Nam:

1.1.1 Một số đặc điểm của khí hậu Việt Nam

Đất nước Việt Nam trải dài trên nhiều vĩ độ, với địa hình không bàng phẳng có

nhiều chia cắt, cho nên đã hình thành nên nhiều vùng sinh thái mang những nét đặc

trưng riêng Đối với các loại rau và nghề trồng rau ở Việt Nam, lãnh thổ Việt Nam đã

hình thành nên bốn vùng sinh thái rõ nét:

Vùng Á nhiệt đới: có một số đặc điểm của khí hậu ôn đới: Sapa, Bắc Hà (Lào

Cai), Đà Lạt (Lâm Đồng) Ở vùng này có mùa đông lạnh, nhiệt độ thường vào khoảng

4-5°C có trường hợp xuống dưới 0°C Ở vùng này phát triển tốt các loại rau, củ á

nhiệt đới và một số loại rau, củ ôn đới làm cho thành phần các loại rau, củ của Việt

Nam trở nên phong phú hơn

Vùng nhiệt đới có mùa đông lạnh: Vùng đồng bằng, trung du, miền núi phía

Bắc Việt Nam Ở vùng này có thể trồng rau, củ quanh năm Tuy vậy, do đặc điểm

của khí hậu chia thành bốn mùa cho nên, vào mùa Xuân Hè thường được trồng các

loại rau, củ ưa nóng và chịu nước Thời gian mùa Thu – Đông thường trồng các loại

rau, củ ưa lạnh và chịu hạn Đặc biệt vụ đông ở các tỉnh đồng bằng, trung du và miền

núi phía Bắc điều kiện khí hậu cho phép trồng ngoài các loại rau, củ nhiệt đới chịu

lạnh còn có thể trồng một số loại củ quả á nhiệt đới và cả ôn đới Vào thời gian này

các nước ôn đới chỉ có thể trồng rau, củ trong nhà kính với những diện tích rất hạn

chế, cho nên nhân dân ở các nước đó thường thiếu rau, củ Chúng ta có thể sản xuất

củ quả với khối lượng lớn để xuất cho các nước đó cũng vào thời gian này ở các tỉnh

phía Nam Củ quả nhiệt đới phát triển tốt nhưng các loại củ quả á nhiệt đới và ôn đới

không thể phát triển được Nên các tỉnh phía Bắc có thể trồng các loại củ quá nhiệt

đới và ôn đới để cung cấp cho các tỉnh phía nam

Vùng nhiệt đới có mùa hè khô nóng: Các tỉnh cực nam Trung bộ Các tỉnh Ninh

Thuận và Bình Thuận đã hình thành nên vùng sản xuất hành tây xuất khẩu và là nơi

phát triển nhiều loại dưa

Vùng nhiệt đới điển hình: Các tỉnh Nam bộ Vùng này phát triển cây ăn quả

thuận lợi Tuy nhiên, đối với các loại củ quả việc hình thành hai mùa trong năm: Mùa

mưa và mùa khô hạn, cho nên phát triển củ quả gặp những khó khăn (Sở Nông nghiệp

và phát triển nông thôn, 2007)

1.1.2 Một số loại củ quả ở Việt Nam

- Củ cải trắng: Củ cải trắng thường có hình dáng thon dài, phần vỏ sần sùi, có

mắt nhỏ, màu trắng ngà Thân củ có kích thước nhỏ đến vừa không quá to, cuống lá

sẽ có màu xanh tươi và có tua rễ Người Việt Nam ta thường sử dụng củ cải trắng

trong các món như kho, hầm để làm ngọt nước, hoặc làm thuốc dưới dạng khô hoặc

tươi vì củ cải trắng có nhiều tác dụng hỗ trợ sức khỏe như làm giảm lượng cholesterol,

phòng ngừa thiếu máu, chống lão hóa,

Hình 1.1: Củ cải trắng

- Củ cà rốt: Chủ yếu ở miền Nam, đặc biệt là người miền Tây thường gọi là củ

cải đỏ nhưng hai loại này khác nhau hoàn toàn nhé Củ cà rốt có hình dáng to tròn ở

phần gốc và dần nhỏ nhọn lại ở phần đầu Vỏ ngoài và thịt củ thường có màu giống

nhau hoặc nhạt hơn một chút Tùy theo giống mà sẽ có màu khác nhau như cam, đỏ,

tím trắng Tuy nhiên ở Việt Nam thì cà rốt màu vàng cam là phổ biến nhất Loại củ

này vị giòn ngọt tự nhiên nên có thể ăn sống hoặc chế biến thành nhiều món như

canh, salad, chè, Bên cạnh đó thì trong y học cổ truyền cà rốt cũng có vị ngọt, mùi

hăng, tính bình nên có công dụng hạ khí, bổ trung, bổ huyết, hỗ trợ tiêu hóa

Hình 1.2: Củ cà rốt

- Khoai lang: Khoai lang là một trong những loại củ được người Việt Nam sử

dụng nhiều trong các bữa ăn hàng ngày bởi hương vị bùi bùi thơm ngon cùng hàng

tá lợi ích cho sức khỏe như phòng ngừa thiếu vitamin A, hỗ trợ tiêu hóa, kiểm soát

cân nặng, Điểm dễ nhận biết được củ khoai lang là phần vỏ nhẵn, có mắt và thường

có các màu đỏ, tím, nâu hoặc trắng vàng Khoai lang có nhiều kích thước và hình

dáng khác nhau như tròn dài, bầu dục, và tùy theo loại mà cùi thịt sẽ có màu trắng,

vàng, cam hoặc tím

Hình 1.3: Khoai lang

- Khoai tây: Củ khoai tây Việt Nam thường có kích thước vừa phải, không đồng

đều và quá to, có hình dáng bầu dục hoặc tròn Phần lớp vỏ mỏng có màu vàng nâu,

ít mắt Ruột khoai thường có hai màu là vàng và trắng đục

Nhờ có vị bùi ngọt, béo như bơ mà khoai tây được sử dụng rất nhiều trong các món

hầm, canh, chiên, xào , đa dạng Ngoài công dụng làm thực phẩm thì khoai tây cũng

có lợi cho sức khỏe giúp giải độc gan, cải thiện thiếu máu, kháng viêm, hiệu quả

Hình 1.4: Khoai tây

- Ngoài ra còn có rất nhiều loại rau củ khác thành phần dinh dưỡng rất cao, có

giá trị về kịnh tế và rất tốt cho sức khỏe cin người như: khoai mì, khoai môn, nghệ,

củ sắn, củ dền,…

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ rau củ quả

Năm 2000 diện tích củ, quả của Việt Nam đạt hơn 800.000 ha với săn lượng hơn

10 triệu tấn/năm Theo tài liệu của Bộ Nông nghiệp và phát triến nông thôn, hiện nay

(năm 2000) nước ta có 377.000 ha rau, củ, sản lượng hàng năm là 5,6 triệu tấn, với

nhiều chủng loại phong phú Đặc biệt rau vụ đông là thế mạnh so với các nước trong

khu vực Rau, củ, quả của nước ta tuy đa dạng, phong phú và có diện tích lớn nhưng

phát triển chưa theo yêu cầu của thị trường, quy trình canh tác chưa thống nhất, nhiều

giống rau, củ, quả còn sử dụng giống cũ, chưa đáp ứng được các yêu cáu của thị

trường hiện nay về chất lượng cũng như kích thước, hình dáng, năng suất thấp nên

phần lớn không đủ tiêu chuẩn để xuất khẩu tươi và làm nguyên liệu cho chế biến nông

nghiệp

Về chế biến, hiện nay cả nước có khoảng 60 nhà máy và xưởng chế biến rau, củ,

quả, với tổng công suất khoảng 150.000 tấn săn phẩm/năm Nhưng các nhà máy đang

gặp những khó khăn như giá nguyên vật liệu cao, làm cho giá thành chế biến cao, dẫn

đến săn xuất kém hiệu quả Công nghệ chế biến, trang thiết bị lạc hậu, chất lượng săn

phẩm thấp nên không có khả năng cạnh tranh trên thị trường Phần lớn các nhà máy

chỉ săn xuất cầm chừng Có nhà máy càng hoạt động càng lỗ, cho nên phải ngừng

hoạt động Một số xưởng thủ công ở các địa phương cũng tham gia vào việc chế biến,

săn xuất rau quả sấy đóng hộp: Chuối, mít, dưa chuột, ngô rau, khoai sắn v.v…nhưng

chất lượng chưa cao Nhìn chung, hoạt động chế biến rau quả ở nước ta còn chưa phát

triển, chất lượng sản phẩm thấp, chưa tương xứng với tiềm năng to lớn của đất nước

Do sản xuất chưa kết gắn với thị trường, do chất lượng thương phẩm rau quả

còn thấp, bao bì mẫu mã nghèo nàn, do thiếu đồng bộ và gắn bó giữa nhà máy và

vùng nguyên liệu, cho nên bức tranh thị trường chỉ đơn điệu, nghèo nàn Những năm

gần dây, thị trường rau, củ, quả không những không phát triển lên được mà còn

ở trong tình trạng dậm chân tại chỗ Mặt hàng rau, củ, quả tươi, trong những năm 80,

nước ta đã xuất khẩu 32 nghìn tấn /năm nhưng năm 1999 chỉ xuất dược 10 nghìn tấn

11 tháng đầu năm 2000 xuất dược 15.155 tấn Về rau, củ, quả chế biến đã có thời gian

nước ta xuất khẩu gần 40.000 tấn/năm củ, quả hộp và quả đông lạnh Nhưng năm

1999 cả nước chỉ xuất khẩu được 16.716 tấn và 11 tháng đầu năm 2000, chỉ xuất khẩu

được 14.471 tấn Trong khi đó nước ta có 40 thị trường củ, quả có thể xuất khẩu được

Như vậy, mặc dù cầu nhiều hơn cung nhưng chúng ta không xuất khẩu được

trong khi khối lượng xuất chỉ chiếm vào khoảng 1-2% lượng rau, củ, quả sản xuất

được trong nước Rau, củ, quả chế biến của ta không những không cạnh tranh được

trên thị trường ngoài nước, mà ngay ở thị trường trong nước, rau, củ, quả tươi đang

bị các sản phẩm nhập khẩu lấn át do năng xuất chế biến không đáp ứng đủ thị trường

(Bộ Công Thương, 2021)

1.1.4 Những vấn đề đặt ra cho sản xuất củ quả ở nước ta

Chương trình phát triển rau, quả và hoa, cây cảnh đã được chính phủ phê duyệt

đề ra các mục tiêu: Tạo thêm việc làm cho khoảng 5 triệu người và kim ngạch xuất

khẩu đến năm 2010 đạt 1 tỷ USD, cũng đến 2010 phấn đấu đạt mức bình quân tiêu

thụ 180-190 kg rau, củ, quả/người/năm Để đạt được chương trình trên đây cần có

những giải pháp đồng bộ trên cả 3 khâu: Nguyên liệu, bảo quản chế biến và thị trường

- Về nguyên liệu: Cần có quy hoạch tổng thể phát triển rau, củ, quả trên địa

bàn cả nước, trên cơ sở đó các tỉnh xây dựng quy hoạch phát triển săn xuất rau, củ,

quả của từng tỉnh Cần đẩy mạnh các hoạt động khoa học và cồng nghệ, mở rộng việc

áp dụng các tiến bộ khoa học công nghê về giống, phân bón, tưới tiêu, bảo vệ thực

vật, thu hái, bảo quản v,v… để không ngừng nâng cao năng suất, chất lượng rau, củ,

quả đạt đến mức tiên tiến của các nước trong khu vực và trên thế giới

Hình 1.5: Các loại củ quả

- Về chế biến: Cần thấy rõ đây là khâu quan trọng góp phần nâng cao chất

lượng, giá trị sản phẩm rau, củ, quả, đồng thời là khâu quyết định trong việc xâm

nhập thị trường Các nhà máy cần bố trí hợp lý dể hạ giá thành và giảm hư hao sản

phẩm rau quả trong quá trình vận chuyển Cần tìm kiếm để nhập khẩu các công nghệ

và thiết bị tiên tiến để sản xuất các sản phẩm phù hợp với yêu cầu và tiêu chuẩn của

thị trường Tận dụng được kết cấu hạ tầng, cơ sở trang thiết bị, nhân lực và công suất

hoạt động của các nhà máy Tiến tới hình thành các chuỗi dây chuyền sản xuất không

có thế liệu trong chế biến rau quả Bằng cách đó, vừa tăng sản phẩm, vừa đa dạng hoá

sản xuất, vừa hạ giá thành sản phẩm vừa giảm thiểu các phế thải có khả năng gây ô

nhiễm môi trường

Hình 1.6: Dây truyền sản xuất

- Về thị trường: Các đơn vị sản xuất và chế biến cần năng động trong việc tìm

kiếm và chiếm lĩnh thị trường Chú trọng các thị trường lớn và có nhiều tiềm năng

như Nga, Mỹ, Nhật, Bắc Âu…

Hình 1.7: Thị trường tiêu thụ

1.2 Ứng dụng của củ quả

Rau củ là một phần không thể thiếu đối với con người, nó có mặt ở mỗi bữa ăn

của chúng ta, chứa nhiều chất dinh dưỡng và có lợi cho sức khỏe con người như: ngăn

ngừa tim mạch, giảm cholesterol, giảm cân, giúp xương khỏe mạnh, ngăn ngùa oxi

hóa,… Khi còn trồng nó tham gia vào quá trình chuyển hóa oxi, khi thu hoạch nó tạo

nên giá trị kinh tế cho con người Rau củ có thể sản xuất ở dạng như: rau củ tươi, rau

củ sấy khô, mứt rau củ, nước ép, bột rau củ,… tiêu dùng trong nước hoặc xuất khẩu,

rau củ trở thành một phần không thể thiếu đối với con người và trong ngành công

nghiệp chế biến thực phẩm

Hình 1.8: Rau củ sấy khô

Hình 1.9: Rau củ tươi đóng gói

Hình 1.10: Mứt rau củ tươi

1.3 Giá trị về kinh tế:

Rau, củ là một mặt hàng xuất khẩu giá trị và có ý nghĩa chiến lược: Rau, củ là

cây trồng đem lại nhiều lợi nhuận góp phần phát triển kinh tế quốc dân đáng kể, ngoài

ra rau, củ còn là mặt hàng xuất khẩu có giá trị cao Trong những năm gần đây thị

trường xuất khẩu rau, củ được mở rộng, năm 2001 tổng kim ngạch xuất khẩu của Việt

Nam 329.972 ngàn USD

Các loại rau, củ chính xuất khẩu của Việt Nam hiện nay là dưa chuột, cà chua,

cà rốt, hành, ngô rau, đậu rau, ớt cay, nấm… trong đó dưa chuột và cà chua có nhiều

triển vọng và chúng có thị trường xuất khẩu tương đối ổn định Thị trường xuất khẩu

rau chủ yếu của Việt Nam là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Australia, Singapore,

Hàn Quốc, Mỹ và các nước châu Âu Hàng năm lượng rau được xuất khẩu rất nhiều

cả dạng rau tươi và qua chế biến như rau, củ đóng hộp, rau gia vị, rau muối… trong

đó rau, củ tươi là hơn trên 200.000 tấn/năm

Bảng 1.1: Thị trường xuất khẩu củ, quả tháng 4 và 4 tháng cuối năm 2005

Thị Trư ờng Thá ng 4/2005 (USD) 4 tháng cuối nă m 2005 (USD)

công nghiệp bánh kẹo (bí xanh, cà rốt, khoai tây, cà chua ), công nghiệp sản xuất

nước giải khát (cà chua, cà rốt ), công nghiệp chế biến thuốc dược liệu (tỏi, hành,

rau gia vị), làm hương liệu (hạt ngò, hạt mùi, ớt, tiêu ) Đồng thời cũng là loại rau,

củ dự trữ được sử dụng trong nội địa

1.4 Yếu tố công nghệ

Ngày nay là thời đại của công nghệ, bên cạnh những máy móc, thiết bị điện tử,…

thì việc trồng rau củ, nông sản cũng đã và đang được áp dụng công nghệ, cụ thể là

được áp dụng các thiết bị công nghệ hiện đại (tưới nước, bón phân, ánh sáng,…),

được sự chăm sóc của các kĩ sư nông nghiệp, được trồng trong nhà kín, được nhân

giống ,… nhằm gia tăng sản lượng thu hoạch, để đáp ứng nhu cầu thị trường trong và

ngoài nước Khi sản lượng được gia tăng thì việc chế biến nông sản cũng phải được

nâng cao mới có thể đáp ứng thị trường

Hình 1.11 Áp dụng công nghệ trong trồng rau củ

Để cải thiện về khâu chế biến rau củ cũng như nông sản để đạt được năng suất

tốt nhất, có không ít các công ty, tập đoàn trong và ngoài nước nghiên cứu chế tạo ra

rất nhiều loại máy giúp rửa sạch bùn đất khi thu hoạch cũng như khi chế biến thành

phẩm, các loại máy rửa nông sản ngày càng ngày càng hiện đại, tiết kiệm điện, nước,

gọn nhẹ, … Nhưng vẫn đảm bảo rửa sạch rau củ, nông sản Chính vì thế các nhà sản

xuất hiện nay luôn chú trọng vào các yêu cầu khách hàng, tập chung vào các tiêu chí:

tuổi thọ, năng suất, kích thước, giá thành, …

Tuy nhiên các loại máy chế biến, rửa rau củ, nông sản vẫn có những nhược điểm

nên các tập đoàn, công ty, nhà sản xuất luôn đầu tư tiền bạc và nhân lực để nghiên

cứu, cải thiện những thiếu sót, giúp cho các loại máy chế biến đạt năng suất tốt nhất,

hoàn thiện nhất có thể để đáp ứng nhu cầu thị trường trong và ngoài nước

1.5 Ý nghĩa về mặt xã hội:

Vị trí rau củ trong đời sống - xã hội ngày càng được coi trọng nên diện tích gieo

trồng và sản lượng rau, củ ngày càng tăng Ngành sản xuất rau, củ phát triển sẽ góp

phần tăng thu nhập, sử dụng lao động hợp lý, mở rộng ngành nghề, giải quyết công

ăn việc làm cho hàng ngàn người lao động ở các vùng nông thôn, ngoại thành và các

lĩnh vực kinh doanh khác như marketting, chế biến và vận chuyển Ngoài ra ngành

sản xuất rau, củ còn thúc đẩy các ngành khác trong nông nghiệp phát triển như cung

cấp thức ăn cho chăn nuôi, nguyên liệu cho công nghiệp chế biến

Chương 2:

TỔNG QUAN GIẢI PHÁP

2.1 Tình hình chung

Với tình hình hiện nay, ngành rau củ quả qua chế biến khá phát triển khi tỷ trọng

xuất khẩu, tăng trưởng bình quân liên tục tăng qua các năm sang các thị trường lớn

có yêu cầu khắt khe về chất lượng, sự đa dạng của sản phẩm Và để đáp ứng được

yêu cầu đó, đòi hỏi Việt Nam phải có các máy móc, thiết bị chế biến hiện đại, an toàn,

sạch sẽ và có năng suất cao Song điều đó vẫn còn nhiều hạn chế khi đa số các máy

móc chế biến ở Việt Nam vẫn còn lạc hậu, chưa đáp ứng được yêu cầu đối tác

Đối với dòng máy rửa củ quả trong nước, đa số các máy móc được chế tạo để

rửa theo một số dạng rau củ nhất định, không rửa được nhiều loại Nên việc tạo ra 1

loại máy có thể rửa được nhiều dạng củ quả hơn, ổn định hơn và có năng suất cao là

điều cấp thiết trong bối cảnh xuất khẩu ngành công nghiệp chế biến rau củ quả ngày

càng tăng hiện nay

2.2 Các thách thức của việc phát triển máy rửa củ quả

Với sự phát triển của công nghiệp chế biến và xuất khẩu mặt hàng nông sản hiện

nay đòi hỏi các loại máy móc chế biến cần tối ưu nhất và tạo ra được năng suất lớn

đáp ứng nhu cầu thị trường trong và ngoài nước

Hiện nay trên thị trường đã có nhiều máy móc làm sẵn, giá thành thấp nên đây

cũng là một thách thức lớn đối với việc chế tạo máy có chi phí thấp song vẫn đáp ứng

được yêu cầu khách hàng đề ra

Việc phát triển máy cần đáp ứng được các yêu cầu cụ thể khách hàng như:

- Máy hoạt động phải ổn định, ít hư hao song vẫn phải tạo được năng suất cao

- Ngoài việc rửa củ quả thì máy phải phân loại ra được theo dạng củ to nhỏ

thông qua rãnh

2.3 Lựa chọn công nghệ và quy trình rửa

Việc lựa chọn công nghệ và quy trình rửa cần phụ thuộc vào các yếu tố như:

- Hình dạng bên ngoài của củ quả

Hình 2.1: Củ quả có nhiều hình dạng khác nhau

- Độ dính của đất cát trên củ quả

Hình 2.2: Củ khoai lang bám đất

Để từ đó, chế tạo ra máy rửa củ quả có các cơ chế rửa phù hợp với từng loại quả

nhằm rửa được số lượng lớn song vẫn đáp ứng được độ sạch bên ngoài

CỦ NHỎ

PHỄU

RÃNH PHÂN LOẠI

CỦ

TO

Chương 3:

PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT

Qua quá trình tìm hiểu, nhóm đã xác định được những phương pháp giải quyết

vấn đề sơ chế, làm sạch rau củ có trên thị trường như sau: rửa thủ công bằng tay, rửa

bằng hệ thống máy sục khí, rửa bằng máy rửa dạng lồng, rửa bằng máy rửa dạng trục

cước xoay, và đặc biệt hơn là rửa bằng sóng siêu âm

3.1 Rửa thủ công bằng tay:

Hình 3.1: Công nhân rửa củ bằng tay

Ưu điểm:

- Có thể nhìn được độ bẩn của rau củ

- Tiết kiệm điện

Nhược điểm:

- Rửa số lượng ít nếu là doanh nghiệp sản xuất thì năng xuất không cao

- Công ty, doanh nghiệp sẽ mất nhiều tiền trong việc thuê nhân công

- Mất nhiều thời gian

3.2 Rửa bằng hệ thống máy sục khí

Máy rửa rau củ quả thường được sử dụng trong các nhà máy chế biến thực phẩm

Máy có thể rửa được tất cả các loại rau của quả nhờ nguyên tắc khuấy nước và sủi

bọt liên tục Dưới đáy của máy có hệ thống phun bọt khí làm sạch Hệ thống bơm

nước tự động tạo sóng Toàn bộ chi tiết của máy được chế tạo từ inox nên có độ bền

cao, vệ sinh dễ dàng

Hình 3.2: Hệ thống máy sục khí

Máy được trang bị phát triển có hệ thống phun bọt khí làm sạch bên ngoài và

thiết kế hệ thống bơm nước tự động Điều này sẽ tạo sóng và giúp rửa sạch được lớp

vỏ bụi bẩn bên ngoài Tất cả các phần cấu tạo nên máy được cấu thành từ chất liệu

inox Nó giúp cho máy có độ bền cao, sáng bóng lâu dài và có thể vệ sinh một cách

dễ dàng Đặc biệt sản phẩm máy rửa rau củ quả công nghiệp này hoạt động rất ổn

định, tiếng ồn nhỏ và đem lại hiệu quả, năng suất làm việc cao

3.2.1 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy sục khí

Hình 3.3: Cấu tạo của máy sục khí

- Toàn bộ máy gắn kết với nhau thành một khối chữ nhật với các bộ phận chính:

Máng dẫn nguyên liệu (1); Băng truyền (2); Ống thổi khí (3); Vòi phun nước áp lực

cao (4) Với kết cấu gọn gàng này, máy rửa rau củ công nghiệp giúp làm giảm cảm

giác cồng kềnh và to lớn vì bản thân máy đã khá nặng

- Hộp điều chỉnh chứa các núm vặn để kiểm soát nguồn điện, mực nước, tốc độ

sục sao cho phù hợp với lượng sản phẩm đưa vào máy

- Khoang chứa nước sục khí với độ rộng 500mm, sâu gần 1m Đây là phần diện

tích để các loại thực phẩm được tiếp xúc với nước sục nhiều nhất, giúp rửa trôi phần

lớn các hợp chất hóa học, chất bảo quản không tốt cho sức khỏe có trong rau củ

- Băng truyền (2) sẽ đưa lượng rau củ quả đã được sục trong khoang chứa ra

ngoài Với thiết kế lỗ thoáng có răng cưa, thực phẩm đi qua băng chuyền gần như

được ráo nước và không bị rơi rớt lại bể nước

- Việc sử dụng hệ thống ống thổi khí (3) và vòi phun áp lực (4) để tạo bọt, sục

khí và bơm nước tuần hoàn theo chu kỳ kết hợp hệ thống bơm tuần hoàn lưu thông

nước của máy giúp lọc nhanh chóng và đẩy các tạp chất vào hộp lọc

- Các bước sục khí để rửa củ quả:

+ Bước 1: Bơm đầy nước và bật hệ thống cấp nước vào máy rửa

Hình 3.4: Cấp nước vào máy rửa

+ Bước 2: Đưa sản phẩm cần rửa qua hốc đã được thiết kế sẵn hoặc đổ trực

tiếp vào thùng rửa

Hình 3.5: Đưa sản phẩm vào hốc rửa

+ Bước 3: Bật máy vận hành, điều chỉnh tốt rửa phù hợp với đặc thù sản

phẩm để tránh bị dập nát trong quá trình rửa

Hình 3.6: Vận hành máy rửa

3.2.2 Ưu - nhược điểm của máy sục khí

Ưu điểm:

- Sục rửa nhanh, sạch: Nhờ vào cơ chế phun nước tạo áp lực cao từ đó giúp cho

rau củ quả được rửa một cách nhanh chóng

- Tăng cường vệ sinh và an toàn thực phẩm

- Tiêu thụ lưu lượng nước thấp: Tỷ lệ cao các hạt mịn lắng xuống và được lọc

xả ra khỏi nước theo định kỳ và không cần thay nước thường xuyên

- Loại bỏ được các tạp chất kích thước nhỏ như: mảnh vụn và côn trùng

Nhược điểm:

- Chủ yếu rửa các loại rau xanh như rau cải, rau muống, và các loại rau lá,…

- Số củ quả rửa được còn hạn chế

- Có chi phí khá đắt, chỉ được sử dụng trong các xí nghiệp, doanh nghiệp lớn

3.3 Rửa bằng máy rửa dạng lồng

Hình 3.7: Máy rửa dạng lồng

- Làm sạch củ, quả dựa trên áp lực nước và hoạt động của trục quay, làm sạch

các loại củ như: nghệ, gừng, riềng, sắn, đậu, khoai, cà rốt, các loại củ, quả…một cách

hiệu quả, giúp loại bỏ bùn, đất, cát ở vỏ ngoài một cách tối ưu

- Nguyên liệu sau khi rửa sẽ có độ sạch tối đa, không bị dập nát Máy rửa gừng,

củ, quả hoạt động đơn giản, dễ vận hành, hiệu suất cao Máy giúp tiết kiệm thời gian

sức lực lao động mà vẫn được hiểu quả cao

- Máy rửa dạng lồng: Được thiết kế với lồng rửa dạng nằm ngang củ, quả sẽ được

rửa từ vị trí đầu lồng đến cuối lồng Trục ở giữa có nhiệm vụ xoay tròn và kết hợp áp

lực của nước rửa đều nguyên liệu giúp loại bỏ bùn, đất một cách tối ưu

- Hiện nay máy rửa gừng, củ, quả đã được rất nhiều cơ sở, nhà hàng, khách sạn,

doanh nghiệp chế biến nông sản (đặc biệt sản xuất tinh bột nghệ) tin dùng để tăng

năng suất và giảm lượng nhân công trong khâu rửa các loại củ, quả nông sản

3.4 Máy rửa củ, quả bằng sóng siêu âm

Hình 3.8: Máy rửa bằng sóng siêu âm

- Máy rửa rau củ JTL JT-7800 sử dụng chuyển động sóng siêu âm mỗi giây lên

tới 40.000 lần Cho phép rửa sạch các vết bẩn, thuốc trừ sâu cũng như thuốc bảo quản

bám trên bề mặt rau củ quả Giúp thực phẩm luôn sạch, đảm bảo nguồn dinh dưỡng

đồng thời cho phép lựa chọn thời gian rửa phù hợp với các loại củ quả khác nhau

- Máy rửa rau củ gia đình sóng siêu âm này còn được thiết kế nắp có thể tháo rời

để bạn có thể vệ sinh máy Ngăn chứa nước đặc biệt làm từ chất liệu Inox 304 an toàn

và bền bỉ Khi sử dụng có thể tháo rời và làm ráo nước rau quả Thiết kế lỗ thoát nước

độc đáo của sản phẩm giúp không bị tràn ra ngoài khi bạn rửa nhiều loại rau củ khiến

nước tràn lên Có thiết kế chống nước nên đảm bảo không ảnh hưởng tới nguồn điện

Ưu điểm của máy:

- Có thể dễ dàng tháo rời giỏ đựng để làm ráo nước rau quả

- Thiết kế lỗ thoát nước độc đáo cản nước chảy quá nhiều hoặc rửa quá nhiều

- Chống nước, thân máy bên trong thiết kế tấm lót chống thấm

- Nhiều mức lựa chọn thời gian rửa sạch dựa theo từng loại rau quả

Nhược điểm của máy:

- Có chi phí khá đắt

- Tốn thêm công lắp đặt lúc đầu, hệ thống lắp đặt cho máy phức tạp

- Chỉ phù hợp cho hộ gia đình, chỉ rửa được số lượng rất ít củ quả

=> Qua tìm hiểu và nghiên cứu, nhóm đã khái quát được tổng thể những ưu nhược

điểm, cấu tạo và cách thức vận hành để từ đó đưa ra được đánh giá khách quan hơn

về các phương pháp rửa hiện nay Cũng như từ đó, nhóm chọn được phương pháp

rửa phù hợp với mục tiêu, đối tượng hướng đến

Bảng 3.1: Đánh giá, kết luận đối với các phương pháp rửa củ quả

Phương pháp Đánh giá, kết luận đối với các phương pháp

Rửa thủ công

bằng tay

Phương pháp này hiện nay chỉ thích hợp cho gia đình nếu là hoạt động sản xuất thì không đáp ứng đủ nhu cầu, cũng như cạnh tranh trên thị trường

3.5 Một số loại máy trên thị trường

3.5.1 Máy rửa rau củ model TMTP-OB03

Hình 3.9: Máy rửa TMTP-OB03

– Nhập khẩu: CP Cơ Khí Tân Minh

3.5.2 Máy rửa củ quả model TV-RR03

Hình 3.10: Máy rửa củ quả TV-RR03