(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu thiết kế chế tạo máy chế biến thực phẩm thịt chà bông

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Giới thiệu món thịt chà bông/ruốc

Thịt chà bông, hay còn gọi là “ruốc” ở miền Bắc, là món ăn phổ biến trong bữa cơm hàng ngày của người Việt, được chế biến từ thịt heo, thịt gà hoặc cá Món ăn này không chỉ ngon mà còn được sử dụng kèm với nhiều món khác như cơm cháy chà bông, chà bông bánh mì và sôi chà bông, giúp tăng thêm sự hấp dẫn cho bữa ăn.

Hình 2.1 Chà bông hay ruốc

Theo cơ sở Đại Đồng Thuận, đặc tính của chà bông được xác định qua:

- Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu:

+ Màu vàng đều, bông tơi;

- Thành phần: Thịt nạc heo 98%, muối, đường, nước mắm, bọt ngọt, chất điều vị

- Độ nhiễm khuẩn: Giới hạn vi sinh vật trong thực phẩm không được phép vượt quá giới hạn được quy định sau:[13]

+ Tổng số vi sinh vật hiếm khí: 10 5 (CFU/g)

2.1.3 Quy trình công nghệ chế biến

Nghiên cứu tại các cơ sở chế biến thịt chà bông như Văn Nam (Gò Vấp), Đại Đồng Thuận và Đức Linh đã chỉ ra nhiều quy trình khác nhau Trong đó, hai quy trình chế biến thịt chà bông tiêu biểu đã được lựa chọn để phân tích và giới thiệu.

Quy trình 1: Cơ sở Đức Linh Quy trình 2: Cơ sở Văn Nam

Hình 2.2 Quy trình chế biến thực phẩm thịt chà bông

Quy trình sản xuất này yêu cầu nhiều bước thực hiện, đòi hỏi đầu tư vào máy móc đắt tiền, gây ra nguy cơ mất an toàn thực phẩm do phải sử dụng nhiều thiết bị khác nhau, và không phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ.

Hấp/Luộc Ướp gia vị

Sấy cạn nước Đánh tơi

Xên cạn nước Ướp gia vị Đánh tơi Làm bông và sấy

Quy trình 2: các công đoạn được rút gọn, thích hợp với quy mô sản xuất nhỏ Qua hai quy trình trên người nghiên cứu lựa chọn quy trình 2

2.1.4 Phương thức chế biến thịt chà bông/ruốc

Chà bông hiện nay rất phổ biến và thường được kết hợp với các món ăn hàng ngày như cơm, bánh mì và xôi Sản phẩm này có thể được chế biến theo nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm cả việc làm chà bông bằng tay và bằng máy.

2.1.4.1 Làm thịt chà bông bằng tay

Chế biến bằng tay là phương pháp truyền thống để sơ chế thịt, bao gồm việc giã thịt thủ công, thích hợp cho việc làm chà bông với lượng nhỏ.

Quy trình làm chà bông bằng tay:

Bước 1: Thịt heo mua về rửa sạch, lóc bỏ mỡ và gân Cắt theo sớ dài của thịt ra từng miếng dầy độ 2cm, dài 4cm

Bước 2: Thịt heo được ướp gia vị và cho vô nồi nấu vừa sôi Khi nước rút vô thịt hết là được

Bước 3: Thịt vừa bớt nóng, lấy chày giã cho thịt tơi ra

Bước 4: Thịt sau khi giã thành sợi được cho lên chảo sấy cho khô

Sau khi hoàn thành bước 5, hãy để thành phẩm nguội hoàn toàn trước khi cho vào lọ và bảo quản ở nơi khô ráo Ưu điểm của quy trình này là dễ thực hiện và chỉ cần những dụng cụ đơn giản như chày, cối, chảo và nồi.

- Thực hiện lâu, không thực hiện được với số lượng lớn, mất nhiều thời gian;

- Người thực hiện phải có đủ kiên nhẫn và sức khỏe;

- Không đảm bảo an toàn vệ sinh

2.1.4.2 Làm thịt chà bông bằng máy

Quy trình làm thịt chà bông bằng máy:

Bước 1: Thịt heo mua về rửa sạch, lóc bỏ mỡ và gân Cắt theo sớ dài của thịt ra từng miếng dầy độ 2cm, dài 4cm

Bước 2: Thịt heo được ướp gia vị và cho vô nồi nấu vừa sôi Khi nước rút vô thịt hết là được

Bước 3: Thịt vừa bớt nóng, cho vào máy

Thịt sẽ được đánh tơi, làm bông và sấy

Sau khi hoàn thành, để thau nguội hẳn trước khi cho vào lọ và bảo quản ở nơi khô ráo Việc làm thịt chà bông bằng máy hiện nay có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

- Chi phí sản xuất không quá cao;

- Thành phẩm còn hạn chế về chất lượng (thịt bị vụn, nhìn không đẹp mắt…);

- Giá thành hiện nay còn khá đắt tiền

Phương thức chế biến thịt chà bông bằng máy tự động mang lại nhiều ưu điểm vượt trội, đặc biệt là khi áp dụng quy trình làm thịt chà bông như trong hình 2.2 của chương cơ sở lý thuyết Việc chế tạo máy tự động cho các công đoạn tạo sợi, làm bông và sấy không chỉ nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm mà còn đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Vì vậy, đề tài này tập trung vào việc phát triển phương pháp chế biến thịt chà bông bằng máy tự động.

2.1.5 Phân loại thịt chà bông/ruốc

Phân loại: thịt chà bông/ruốc chủ yếu được làm từ 3 loại thịt heo, gà, cá Đặc tính của chúng được trình bày ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Bảng các loại thịt thường dùng để chế biến thịt chà bông/ruốc

Thịt heo cung cấp Viatmin B tổng hợp (riboflavin, niacin, thiamine) nhiều hơn các loại thịt khác Nó cũng giàu kẽm, và phốt pho

Thịt gà, một loại thịt trắng, chứa nhiều protein, lipid, khoáng chất và vitamin hơn thịt đỏ, là lựa chọn lý tưởng cho những người ăn kiêng Với hàm lượng chất béo thấp, thịt gà vẫn cung cấp đủ năng lượng cho cơ thể, giúp duy trì sức khỏe và thể trạng tốt.

Cá là một món ăn quý chứa nhiều protein, nhiều chất khoáng quan trọng và có gần đủ các loại vitamin, đặc biệt nhiều vitamin A và D

Tại Việt Nam thì món thịt chà bông làm từ thịt heo là thông dụng hơn cả

Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Món thịt chà bông phổ biến ở nhiều quốc gia Châu Á như Trung Quốc, Lào, Đài Loan và Việt Nam, dẫn đến việc nghiên cứu và phát triển máy chế biến thịt chà bông chủ yếu diễn ra tại các quốc gia này Đài Loan và Trung Quốc đã chế tạo nhiều loại máy sản xuất thịt chà bông tiên tiến.

Hình 2.3 Máy xé thịt và sơ đồ nguyên lý

1 Con lăn; 2 Máng thoát liệu

- Tốc độ con lăn 1: 340 vòng/phút

- Tốc độ con lăn 2: 850 vòng/phút

Nguyên lý hoạt động của máy xé thịt là sau khi thịt được hấp hoặc luộc, nó sẽ được đưa vào máy Tại đây, hai con lăn quay ngược chiều nhau sẽ cuốn thịt vào, đồng thời xé thịt thành sợi vừa phải nhờ các đinh nhọn gắn trên bề mặt của hai con lăn.

Hình 2.4 Máy làm chà bông và sơ đồ nguyên lý

1 Cánh đánh; 2 Thùng chứa; 3 Trục chính

- Sản lượng: 35kg / thùng lần

- Vật liệu: thép không gỉ 304

Nguyên lý hoạt động: thịt sau khi đã được xé sẽ được cho vào máy làm chà bông

2.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Hiện nay, tại Việt Nam, nhiều hộ gia đình chế biến thịt chà bông chủ yếu bằng tay, trong khi một số khác sử dụng máy xay sinh tố Các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ thường sử dụng máy móc nhập khẩu từ Trung Quốc hoặc máy làm giò chả để sản xuất thịt chà bông.

Hình 2.5 Máy đánh tơi và sơ đồ nguyên lý

1 Cánh đánh; 2 Thùng chứa; 3 Trục chính

Hiện nay, nước ta đã phát triển hệ thống máy làm chà bông quy mô công nghiệp, được chế tạo bởi ThS Nguyễn Hùng Tâm từ khoa cơ khí, Đại học Nông Lâm TP.HCM, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.

Hình 2.6 Quy mô công nghiệp

Thiết bị sản xuất chà bông có khả năng tạo ra 140 kg sản phẩm trong một ngày làm việc 8 giờ, chỉ cần 3 công nhân vận hành với thao tác đơn giản, thay thế cho 8 công nhân làm thủ công Sản phẩm chà bông từ máy không chỉ có hình thức đẹp mà còn đảm bảo độ sấy khô, giúp bảo quản lâu dài Thiết bị này có thể chế biến chà bông từ nhiều loại nguyên liệu như cá và thịt Hiện nay, thiết bị đã được chuyển giao và lắp đặt tại Công ty cổ phần hải sản SG.

Đối với các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ cũng như các nhà hàng, các loại máy móc hiện có vẫn còn quá cồng kềnh và không phù hợp với điều kiện sản xuất Điều này dẫn đến việc không mang lại lợi nhuận cho người dân.

Máy chế biến thịt chà bông hiện nay chủ yếu là máy công nghiệp, có năng suất cao nhưng cồng kềnh và chi phí đầu tư lớn Mặc dù đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, nhưng những loại máy này không phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ.

Máy chế biến thịt chà bông quy mô nhỏ thường có năng suất trung bình và chi phí cao, yêu cầu nhiều công đoạn và thiết bị, dẫn đến vấn đề về vệ sinh an toàn thực phẩm Nghiên cứu này hướng tới thiết kế và chế tạo máy chế biến thịt chà bông quy mô nhỏ với kết cấu đơn giản, chi phí đầu tư và vận hành thấp, nhằm khắc phục những hạn chế hiện tại.

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO

Quy trình chế biến thịt chà bông

Qua phân tích, quy trình chế biến thịt chà bông được chọn như sau:

Hình 3.1 Quy trình chế biến thịt chà bông

Phân tích và chọn phương án khả thi

Quy trình chế biến thịt chà bông bằng máy hiện tại gặp nhiều khó khăn như thời gian kéo dài, năng suất thấp và không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Để khắc phục những vấn đề này, người nghiên cứu đã đề xuất một quy trình mới cho việc làm thịt chà bông bằng máy, nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm.

Xên cạn nước Ướp gia vị Đánh tơi Làm bông và sấy

Sau khi sơ chế, phôi được đưa vào thùng chứa để thực hiện quá trình đánh tơi, tạo bông và sấy khô Khi thịt chà bông hoàn tất, sản phẩm sẽ được đưa ra ngoài qua phễu thoát.

Lưu ý: Để quá trình thực hiện trên máy được thực hiện theo yêu cầu thì đầu vào của sản phẩm phải được sơ chế đảm bảo như sau:

- Thịt tươi mua về sau khi đã lọc sạch mỡ

- Tiếp theo, thịt được cắt thành từng miếng với kích thước 50x80x50

Hình 3.3 Thịt được sắt miếng

Để ướp thịt, cần chuẩn bị tỉ lệ gia vị cho 3kg thịt sống, bao gồm 4 thìa canh muối, 3 thìa canh bột ngọt, 2 thìa canh đường và 4 thìa canh nước mắm Thời gian ướp thịt nên kéo dài khoảng thời gian nhất định để gia vị thấm đều.

30 phút Đem thịt đun lửa nhỏ đến khi cạn nước, lấy ra

Hình 3.4 Thịt sau khi sơ chế

Tiêu chí máy chế biến thực phẩm thịt chà bông

Để làm ra một mẻ chà bông bằng máy ta cần đưa ra các tiêu chí cụ thể, các tiêu chí này bao gồm:

- Thịt chà bông có màu vàng đều, bông tơi;

- Độ độ ẩm của thịt chà bông ≤ 25%;

- Công suất khoảng 72kg thành phẩm cho một ca làm việc 8 giờ;

- Máy hoạt động tự động;

- Máy có công suất đáp ứng quy mô chế biến vừa và nhỏ;

- Đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm;

- Đảm bảo an toàn cho người sử dụng;

- Giá thành hợp lý với người tiêu dùng trong nước;

- Các chi tiết máy phải bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm.

Phương án thiết kế

Qua các phân tích về công nghệ sản xuất chà bông/ruốc và các phương án đề xuất, sơ đồ khối của máy làm thịt chà bông đã được trình bày một cách rõ ràng.

Hình 3.5 Sơ đồ khối máy làm thịt chà bông

CẤP LIỆU BỘ PHẬN ĐÁNH TƠI

3.4.2 Bộ phận cấp nhiệt và thùng chứa

Bộ phận cấp nhiệt có nhiệm vụ cung cấp nhiệt cần thiết cho quá trình sấy thịt chà bông

Phương án 1: Nhiệt điện trở hình tròn Điện áp: 220 V

Hình 3.6 Nhiệt điện trở hình tròn Phương án 2: Nhiệt điện trở dẹt Điện áp: 220V

Hình 3.7 Nhiệt điện trở dẹt

Thùng chứa đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản thịt trong suốt quá trình hoạt động của máy Một trong những phương án thiết kế là sử dụng thùng chứa có đáy hình cầu, với bộ phận cấp nhiệt được bố trí xung quanh thùng, giúp duy trì nhiệt độ ổn định và hiệu quả.

Hình 3.8 Thùng chứa đáy hình cầu Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo;

- Thành phẩm không bị cháy

- Thịt đánh tơi không đều, hay bị kẹt thịt;

- Bộ phận cấp nhiệt không được che chắn cẩn thận gây mất an toàn cho người sử dụng, nhiệt cấp lâu;

- Sản phẩm khó lấy ra ngoài, còn tồn đọng ở đáy

Phương án 2: thùng chứa có đáy phẳng và bộ phận cấp nhiệt được đặt ngay dưới thùng, có bộ phận che chắn được

Hình 3.9 Thùng chứa đáy phẳng

- Thịt đánh tơi đều, ít bị kẹt;

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo;

- An toàn khi sử dụng;

- Lấy thành phẩm ra ngoài một cách dễ dàng và không còn tồn đọng;

- Nhiệt được cấp đều, nhanh

- Thành phẩm dễ bị cháy xém

Cánh có nhiệm vụ làm tơi thịt đồng thời khuấy trộn tạo độ bông trong quá trình sấy

Phương án 1: Cánh dạng tròn

Hình 3.10 Cánh dạng tròn Ưu điểm:

- Đơn giản dễ chế tạo;

- Dòng chuyển động của thịt đều

Phương án 2: Cánh dạng bản, có góc nghiêng so với trục là 45 o

Hình 3.11 Cánh dạng bản Ưu điểm:

- Đơn giản dễ chế tạo;

- Có thể khuấy thể lỏng và thể rắn ở tốc độ thấp thích hợp;

- Dòng chuyển động tiếp tuyến, tạo ra sự khuấy đều;

- Thịt được đánh tơi đều, không bị kẹt

- Lực cản tương đối lớn

Phương án 3: turbin cánh thẳng

Hình 3.12 Turbin cánh thẳng và sơ đồ dòng chuyển động Ưu điểm:

- Đơn giản dễ chế tạo;

Lực ly tâm mạnh mẽ được tạo ra giúp tăng cường khả năng va chạm giữa nguyên liệu và máy khuấy, từ đó làm cho các thành phần của nguyên liệu dễ dàng hòa trộn và tương tác với nhau hơn.

- Đòi hỏi động cơ có công suất lớn.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy làm thịt chà bông

3.5.1 Lựa chọn phương án thiết kế

Tên cụm Phương án chọn

Bộ phận cấp nhiệt Phương án 1

Bộ phận đánh, đảo Phương án 1,2

Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý của máy làm thịt chà bông

Theo sơ đồ cấu tạo trên, máy chế biến thịt chà bông gồm các bộ phận cơ bản sau:

Máy chế biến thực phẩm thịt chà bông hoạt động theo nguyên lý sau: Sau khi thịt được sơ chế, nó được đưa vào thùng chứa Nam châm điện kích hoạt ly hợp, khiến động cơ quay với tốc độ cao và hai cánh đánh vuông góc nhau làm thịt bị đánh tơi Khi động cơ ngừng quay, ly hợp đóng lại và động cơ hoạt động chậm, kết hợp với bộ phận cấp nhiệt bên dưới thùng chứa, giúp thịt khô và bông hơn Cuối cùng, khi còi báo hiệu vang lên, thịt được lấy ra qua phễu.

Tính toán thiết kế các bộ phận của máy

3.6.1 Tính toán thiết kế thùng chứa

Để đảm bảo thùng chứa có khả năng chứa khoảng 5 – 6 kg thịt mà không bị văng ra ngoài trong quá trình hoạt động, cần xác định chính xác chiều cao và đường kính của thùng Bề mặt đáy thùng phải rộng để hỗ trợ quá trình làm khô thịt Sau khi phân tích và lựa chọn phương án 2 như đã đề cập trong mục 3.4.2, hình dáng và kích thước của thùng đã được thiết kế phù hợp.

3.6.2 Tính toán thiết kế bộ phận đánh tơi thịt

3.6.2.1 Chọn động cơ Để chọn động cơ điện, cần tính công suất cần thiết Nếu gọi P là công suất trên tải, ŋ là hiệu suất chung, Pct là công suất cần thiết thì:

Ta có : Hiệu suất của bộ truyền đai là:  = 0,96

Hiệu suất của một cặp ổ lăn là:  = 0,995

Ta tính công suất tải P

E là áp lực pháp tuyến toàn bộ tác dụng lên một cánh ;

A là diện tích phần nhúng chìm trong vật liệu trên cánh đang xét, m 2 ;

Khối lượng riêng của thịt heo dao động từ 1 đến 1,07 g/cm³, tương đương với 1000 đến 1070 kg/m³ Chiều sâu trung bình của lớp vật liệu trên cánh được xét đến là htb, tính bằng mét Gia tốc trọng trường được ký hiệu là g, đo bằng mét trên giây bình phương.

 là góc nội ma sát của vật liệu,  = 30 o ÷ 40 o ;

C là lực liên kết giữa cánh và vật liệu trộn, N/m 2 , thường lấy C = (0,5 ÷ 1)10 4 N/m 2

Vận tốc hệ làm việc ổn định với n= 700 vòng/phút

Chọn động cơ 3 pha, công suất 2Hp có bán trên thị trường với các thông số ở bảng 3.1

Bảng 3.1 Thông số động cơ

Kiểu động cơ Công suất Vận tốc ( v/ph )  (%)

3.6.2.2 Thiết kế bộ truyền đai thang

Phân phối tỉ số truyền u =n n 50

700 = 2,01 n dc số vòng quay của động cơ n lv số vòng quay của tải u = ud uđ tỷ số truyền đai

- Hệ thống tải được nối với động cơ thông qua bộ truyền đai

Pđc = 1,5 ( Kw ) nđc = 1450 ( v/ph ) momen xoắn : T = , = , , = 9879 (N.mm)

Hình 3.15 Bộ truyền đai thang

Vậy ta chọn đường kính bánh đai 1 theo tiêu chuẩn [9] : D1 2mm

Dựa vào bảng 4.13 [9] có thể dùng đai hình thang thường Từ dãy số đường kính bánh đai tiêu chuẩn ta chọn D1 =(100÷ 200)mm

Bảng 3.2 Các thông bộ truyền đai

CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐAI

Tiết diện đai ( b  h ) ( mm ) bảng 4.13 [3] 13  8

Diện tích F ( mm 2 ) 81 Đường kính bánh đai nhỏ D 1 ( mm ) 112

Kiểm nghiệm vận tốc của đai

Vmax =(30÷35) m ̸s Đường kính bánh đai lớn D 2 ( mm )

Ta chọn lại đường kính D 2 250

Từ D 1 , D 2 tiêu chuẩn ta tính lại tỉ số truyền u d 1

 Sai lệch thoả yêu cầu

Dựa vào bảng (4.14 )[9] ta chọn A=1,2.D2

Xác định chiều dài đai theo công thức với A đã chọn và quy tròn theo bảng ( 4.13 )[9]

Kiểm tra đai về tuổi thọ 3,22

Tính lại khoảng cách trục A theo công thức ( 4 6 )[9]

Khoảng cách nhỏ nhất để mắc đai

Khoảng cách lớn nhất để căng đai

Tính góc ôm  1 trên bánh đai nhỏ theo công thức

P1 là công suất trên bánh chủ động P1=1,5 kW

P0 là Công suất cho phép, theo bảng (4.19)[9] ta chọn

C Hệ số ảnh hưởng đến góc ôm, theo bảng (4.15)[9] 

Cl Hệ số ảnh hưởng chiều dài đai, theo bảng (4.16)[9]

Cu Hệ số ảnh hưởng đến tỉ số truyền, theo bảng (4.17)[9]

Cz Hệ số ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho

27 các dây đai, theo bảng (4.18)[9] Cz = 1

Kđ Hệ số tải trọng động, theo bảng (4.7)[9] Kđ = 1

Như vậy số đai Z ta chọn 2

Xác định bề rộng B của bánh đai

B = ( z-1 ) t + 2.e t , e tra bảng ( 4.21 )[9] vì số đai z=2

Xác định lực căng ban đầu F 0

Xác định lực tác dụng lên trục (4.21)[9]

3.6.3 Tính toán thiết kế bộ phận làm bông và sấy

3.6.3.1 Chọn động cơ Để chọn động cơ điện, cần tính công suất cần thiết Nếu gọi P là công suất trên tải, ŋ là hiệu suất chung, Pct là công suất cần thiết thì:

Ta có : Hiệu suất của bộ truyền xích là :  = 0,93

Hiệu suất của một cặp ổ lăn là: = 0,995

Ta tính công suất tải P

E áp lực pháp tuyến toàn bộ tác dụng lên một cánh

A diện tích phần nhúng chìm trong vật liệu trên cánh đang xét, m 2

 khối lượng riêng của vật liệu, kg/m 3 Thịt heo  = 1-1,07 g/cm 3 = 1000 – 1070kg/m 3 htb chiều sâu trung bình của lớp vật liệu trên cánh đang xét, m

Vận tốc hệ làm việc ổn định với n = 100 vòng/phút

Chọn động cơ 3 pha, công suất 1/2Hp có bán trên thị trường với các thông số ở bảng 3.3

Bảng 3.3 Thông số động cơ

Kiểu động cơ Công suất Vận tốc ( v/ph )  (%)

3.6.3.2 Thiết kế bộ truyền xích

Chọn loại xích: vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp, dùng xích con lăn

Phân phối tỉ số truyền

100 = 1,45 n dc số vòng quay của động cơ n lv số vòng quay của tải u = ud uđ tỷ số truyền đai

- Hệ thống tải được nối với động cơ thông qua bộ truyền xích

Pđc = 0,375 ( Kw ) nđc = 145 ( v/ph ) momen xoắn : T = , = , , = 24698 (N.mm)

Xác định các thông số của xích và bộ truyền:

CÁC THÔNG SỐ CỦA XÍCH

Số răng đĩa xích nhỏ

Số răng đĩa xích lớn

Công suất tính toán theo công thức (5.3)[9]

Thỏa mãn điều kiện bền mòn:

Tính lại khoảng cánh trục a = 0,25.12,7 92 − 0,5(38 + 26)

31 Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a một lượng bằng a

Số lần va đập của xích: i = =

Tính kiểm nghiệm xích về độ bền s = Q k đ F + F + F

Khối lượng 1 mét xích q= 0,75 (kg) kđ = 1,2 v =z p n

Theo bảng 5.10 với n = 200v/ph, [s] = 7,8 Vậy s>[s]: bộ truyền xích đảm bảo đủ độ bền

32 Đường kính đĩa xích: theo công thức (5.17) và bảng 13.4 [9] d = p sin = 12,7 sin = 105 mm d = p sin = 12,7 sin = 153 mm d = p 0,5 + cotg π z = 110,9 mm d = p 0,5 + cotg π z = 159,6 mm

Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc của đĩa xích σ = 0,47 0,42 (468 + 0,38) 2,1 10 /39,6 = 480 MPa

Trong đó: z1&, kr = 0,48, E = 2,1.10 5 Mpa, A = 39,6mm 2 , kd = 1

Sử dụng thép C45, tôi có thể nâng cao độ rắn đạt HB210, đảm bảo ứng suất tiếp xúc cho phép là 600, từ đó tăng cường độ bền tiếp xúc cho đĩa 1 Tương tự, giá trị này cũng được duy trì với cùng loại vật liệu và quy trình nhiệt luyện.

Xác định lực tác dụng lên trục:

- Chọn vật liệu chế tạo trục là inox 304 có σ = 515( MPa )

- Ứng suất xoắn cho phép là      12 20 

- Xác định sơ bộ đường kính trục theo công thức ( 10.9 ) d  3 T 0 , 2    mm

Moment xoắn của bộ truyền đai T = 9879 Nmm

Moment xoắn của bộ truyền xích T = 32947Nmm

→ Do đó đường kính trục sơ bộ là dđ (mm), dx %,5(mm)

Ta chọn trục cho toàn bộ hệ thống là: d 0 mm

Hình 3.16 Sơ đồ phân bố lực

- Lực tác dụng của cánh tròn lên trục : F1 = 41,5 N

- Lực tác dụng của cánh bản lên trục : F2 = 57,5 N

- Lực tác dụng của bộ truyền đai lên trục : F3 = 489 N

- Lực tác dụng của bộ truyền xích lên trục : F4 = 538 N

Dùng phần mềm Inventor, được kết quả sau :

Hình 3.17 Biểu đồ nội lực của trục Theo công thức ( 10.15) , ( 19.16 )[2]

- Kiểm nghiệm độ bền mỏi của trục

Xét mặt cắt nguy hiểm có Mx = 52,5159

Ta tính được độ bền tại mặt cắt nguy hiểm là:

 ≤ [ ] → trục thỏa mãn điều kiện làm việc

Với mỗi bên cánh chịu lực cản là: Fc = 57,5 (N)

Khoảng cánh của điểm đặt lực đến trục quay: r = d = = 86,25 (mm) [12]

Dùng phầm mềm Inventor để tính Ta có bảng trích suất kết quả phân tích sau:

Bảng 3.4 Vật liệu và cơ tính cánh bản

Bảng 3.5 Phản lực liên kết tại ngàm

Bảng 3.6 Kết quả phân tích

Ngoài ra còn có các hình ảnh minh họa sau:

Hình 3.18 Trường ứng suất tương đương trong chi tiết

Hình 3.19 Trường ứng suất kéo trong chi tiết

Hình 3.20 Trường ứng suất nén trong chi tiết

Hình 3.21 Trường biến dạng của chi tiết

Hình 3.22 Trường hệ số an toàn của chi tiết

Với mỗi bên cánh chịu lực cản là: Fc = 41,5 (N)

Khoảng cánh của điểm đặt lực đến trục quay: r = d = = 86,25 (mm) [12]

Dùng phầm mềm Inventor để tính Ta có bảng trích suất kết quả phân tích sau:

Bảng 3.7 Vật liệu và cơ tính cánh tròn

Bảng 3.8 Phản lực liên kết tại ngàm

Bảng 3.9 Kết quả phân tích

Ngoài ra còn có các hình ảnh minh họa sau:

Hình 3.23 Trường ứng suất tương đương trong chi tiết

Hình 3.24 Trường ứng suất kéo trong chi tiết

Hình 3.25 Trường ứng suất nén trong chi tiết

Hình 3.26 Trường biến dạng của chi tiết

Hình 3.27 Trường hệ số an toàn của chi tiết

Thiết kế mạch điều khiển

Mạch điện được thiết kế phải:

- Đảm bảo thiết bị hoạt động đúng trình tự

- Nguồn điện cung cấp: 220 VAC

Mạch điều khiển được thiết kế theo sơ đồ:

Hình 3.28 Sơ đồ khối của mạch điện Công tắc nhiệt Khởi động từ Lá nhiệt – Đèn 4

Nút nhấn Start Nam châm điện Động cơ 1- Đèn 1

Ly hợp Công tắc hành trình

- Ngừng tác động Để vận hành mạch điều khiển cần bố trí các công tắc, bộ điều khiển theo sơ đồ sau:

Hình 3.29 Sơ đồ mạch điều khiển Trong đó:

K1: điều khiển motor đánh T1: thời gian đánh

K2: điều khiển motor sấy T2: thời gian sấy

K3: điều khiển nam châm điện T3: thời gian lấy liệu

Kn: điều khiển nhiệt S1: công tắc hành trình an toàn cho motor sấy

Hình 3.30 Sơ đồ mạch động lực

Nguyên lý hoạt động của mạch bắt đầu khi bật cầu dao, cung cấp điện cho hệ thống Khi công tắc nhiệt được kích hoạt, đèn 4 sẽ sáng và chờ cho đến khi đạt được nhiệt độ mong muốn, lúc này đèn 4 sẽ tắt Tiếp theo, khi bật công tắc start, nam châm sẽ hoạt động, ly hợp mở và tác động vào công tắc hành trình S1, làm cho động cơ 1 hoạt động và đèn 1 sáng trong một khoảng thời gian có thể điều chỉnh bằng timer.

Khi động cơ 1 và đèn 1 dừng, công tắc hành trình S1 nhả, làm ly hợp đóng lại và động cơ 2 hoạt động, đèn 2 sáng trong thời gian có thể điều chỉnh bằng timer 2 Sau khi quá trình sấy hoàn tất, còi báo hiệu hoạt động và đèn 3 sáng trong khoảng thời gian có thể điều chỉnh bằng timer 3 Khi hết thời gian lấy liệu, động cơ 3, còi, đèn 2 và đèn 3 sẽ dừng hoạt động.

Chế tạo

Quy trình chế tạo máy chế biến thịt chà bông gồm việc chế tạo các bộ phận chính như sau :

- Kích thước chi tiết (Phụ lục), thùng chứa gồm nhiều chi tiết ghép lại

Bảng 3.10 Danh mục chi tiết chế tạo thùng chứa

STT Tên chi tiết Số lượng Vật liệu

2 Nắp đạy (bên trên) 01 SUS 304

3 Nắp che nhiệt (bên dưới) 01 SUS 304

3.8.2 Chế tạo bộ phận đánh, làm bông

Hình 3.39 Trục truyền động Bảng 3.11 Danh mục chi tiết chế tạo Bộ phận đánh và đảo

STT Tên chi tiết Số lượng Vật liệu

Hình 3.41 Tay gạt ly hợp Bảng 3.12 Danh mục chi tiết chế tạo ly hợp

STT Tên chi tiết Số lượng Vật liệu

Hình 3.43 Bệ gắn động cơ Bảng 3.13 Danh mục chi tiết chế tạo khung máy

STT Tên chi tiết Số lượng Vật liệu

Hình 3.44 Bảng điều khiển điện

Hình 3.45 Tủ điện điều khiển Cầu dao điện: được gắn bên ngoài trên khung máy

CHẠY THỬ - KIỂM TRA - ĐÁNH GIÁ

Chạy thử - Kiểm tra – Đánh giá thực phẩm thịt heo chà bông

Để sản xuất thịt heo chà bông chất lượng cao và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, quá trình chế biến cần tuân thủ các bước nghiên cứu cụ thể.

Bước 1: Chọn nguyên liệu và gia vị - phụ gia

Thịt heo với 95% là thịt nạc

Thành phần dinh dưỡng của 100g thịt heo nạc theo viện dinh dưỡng quốc gia

Cách chọn thịt nạc heo:

Khi mua thịt heo, hãy chọn những địa điểm uy tín với nguồn gốc xuất xứ rõ ràng Đối với các cơ sở sản xuất, cần đảm bảo chất lượng sản phẩm Nếu mua từ chợ hoặc siêu thị, hãy lựa chọn thịt heo có dấu kiểm nghiệm để đảm bảo an toàn thực phẩm.

Loại thịt: thịt đùi hoặc thịt thăn Thịt phải tươi có màu sắc đỏ tươi hoặc đỏ sẫm, óng ả

Các loại gia vị, phụ gia:

Muối được sử dụng trong thực phẩm không chỉ để tạo vị mặn mà còn nhằm mục đích làm gia vị và bảo quản sản phẩm, góp phần nâng cao tính bền vững cho thực phẩm.

- Muối có khả năng sát khuẩn, sát trùng, làm thay đổi áp suất thẩm thấu của vi sinh vật, làm biến tính protein và enzyme của chúng

Lưu ý muối trong chế biến phải có:

- Màu sắc: trắng hoặc trắng trong, đồng nhất

- Mùi vị: không mùi, vị mặn đặc trưng của muối Đường:

Đường saccaroza được sử dụng trong chế biến thực phẩm không chỉ tạo vị ngọt mà còn làm dịu vị muối và làm mềm thịt Bên cạnh đó, đường đóng vai trò là chất phụ gia giúp giảm hoạt tính của nước, đồng thời kết hợp với muối để tăng áp suất thẩm thấu, từ đó kìm hãm hoạt động của một số vi sinh vật trong quá trình bảo quản thực phẩm.

- Các loại đường khi sử dụng phải khô, tinh thể đồng nhất và phải tan hoàn toàn trong nước

- Giữ cho nitrit khỏi bị oxy hóa thành nitrat, nghĩa là giữ cho thịt không bị mất màu hồng

Nước có khả năng liên kết với nhau thông qua các liên kết hydro, chuyển đổi nước tự do thành nước liên kết Quá trình này góp phần làm giảm hoạt tính của nước, từ đó ức chế sự phát triển của các sinh vật.

Đường đóng vai trò quan trọng trong sản xuất và chế biến thực phẩm, không chỉ nâng cao giá trị dinh dưỡng mà còn cung cấp năng lượng cho cơ thể Ngoài ra, đường còn tạo vị ngọt, làm dịu vị mặn của muối và tăng cường màu sắc cho sản phẩm trong quá trình chế biến nhiệt.

Lưu ý đường trong chế biến phải là:

- Tinh thể đường tương đối đồng đều, trắng óng ánh, tơi khô, không vón cục, không lẫn tạp chất

- Khi pha vào nước cất tạo dung dịch trong suốt

- Nước mắm truyền thống được sản xuất từ 02 nguyên liệu chính là cá tươi và muối

Nước mắm chứa chủ yếu các chất đạm, quyết định giá trị dinh dưỡng của nó, bao gồm ba loại chính: đạm amin, đạm amon và đạm tổng số Bên cạnh đó, nước mắm còn có các chất bay hơi, chất vô cơ và vitamin, góp phần làm phong phú thêm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm này.

Lưu ý của nước mắm trong chế biến:

- Nước mắm trong suốt có màu vàng rơm hay nâu cánh gián Không còn mùi tanh, có mùi thơm đặc trưng

Bột ngọt là hợp chất được tạo thành từ muối natri và axit glutamic, một trong hai mươi axit amin thiết yếu cho sự phát triển, chuyển hóa thần kinh và chức năng não bộ của con người.

Bột ngọt là gia vị lý tưởng trong chế biến món ăn vì không làm thay đổi mùi vị, màu sắc và độ mặn của thực phẩm Khi được pha vào món ăn, bột ngọt tan trong nước và thẩm thấu vào thức ăn, giúp món ăn trở nên đậm đà hơn mà vẫn giữ nguyên hương vị tự nhiên Đặc biệt, bột ngọt rất hiệu quả trong việc gia tăng hương vị cho các thực phẩm giàu đạm như cá và thịt.

Lưu ý của bột ngọt trong chế biến:

- Dạng bột màu trắng, không mùi

Bước 2: Sơ chế thịt heo

Theo kinh nghiệm của các nhà sản xuất thịt chà bông tại các cơ sở sản xuất nhỏ và hộ gia đình, từ 3 kg thịt heo nạc tươi có thể sản xuất được từ 1 đến 1,4 kg thịt chà bông.

60 bông thành phẩm Người nghiên cứu thí nghiệm với 3 kg thịt heo nạc tươi theo các công đoạn sau:

Xắt thịt thành từng khúc theo thớ dọc với kích thước 50 x 80 x 50 Ướp gia vị:

Thời gian ướp thịt khoảng 50-60 phút giúp gia vị thấm sâu vào từng thớ thịt, đồng thời loại bỏ một phần nước để quá trình sấy sau này diễn ra nhanh chóng hơn Quá trình này cũng làm chín thịt và phá hủy một phần các gốc xistin, xistein, tạo ra H2S, dimetylsunfua, axit xisteic cùng các hợp chất bay hơi khác, mang lại mùi vị đặc trưng cho sản phẩm.

Khi xên, cần đảo trộn thường xuyên để tránh bị khét và đảm bảo dung dịch thấm đều vào thịt Sau khi nước trong nồi cạn, hãy chuyển sang bước tiếp theo.

Hình 4.6 Thịt heo sau khi sơ chế Bước 3: Chế biến

Quy trình vận hành máy:

- Để cho máy hoạt động, ta bật công tắc tổng

- Làm nóng thùng chứa, bật công tắc khởi động nhiệt

- Cho thịt sau khi sơ chế vào đậy nắp Nhấn nút Start Máy chạy

- Còi hú, báo hiệu thịt đã hoàn thành

- Lấy liệu bằng cách mở cửa thoát liệu

- Sau khi liệu được lấy ra, máy tự động tắt

- Vệ sinh máy, chuẩn bị mẻ tiếp theo

Kết quả sau được thông qua 3 lần thí nghiệm:

Hình 4.7 Hình ảnh thịt chà bông heo sau thí nghiệm 1

Hình 4.8 Hình ảnh thịt chà bông heo sau thí nghiệm 2

Hình 4.9 Hình ảnh thịt chà bông heo sau thí nghiệm 3

Các chỉ tiêu kiểm tra thực phẩm thịt chà bông:

- Trạng thái: rắn, tính đồng đều như không bị vón cục, có độ bông đẹp mắt

- Mùi vị: thơm mùi thịt

Chỉ tiêu về chất lượng: theo cơ sở Đại Hồng Thuận

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Mức công bố

Chỉ tiêu về vi sinh vật:

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Mức tối đa

1 Tổng số visinh vật hiếu khí CFU/g 10 5

2 E Coli /g Không có hoặc < 3 Mpa

Kiểm tra máy sản xuất và thành phẩm: Đối với máy:máy hoạt động ổn định

Thực phẩm thịt chà bông:

Trong thí nghiệm 1, mẫu có màu sắc vàng, độ bông không đạt yêu cầu, sợi còn rời rạc và độ ẩm cao Ngược lại, thí nghiệm 2 cũng có màu sắc vàng nhưng độ bông tốt hơn, mặc dù mẫu bị vụn và độ ẩm ở mức vừa phải.

+ Thử nghiệm 3: màu sắc vàng đẹp mắt, độ bông tốt, độ ẩm vừa phải

Tác giả đã tiến hành thí nghiệm 3 tại “Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm thành phố Hồ Chí Minh” và “Khoa hóa thực phẩm trường Đại học Bách Khoa”.

TP Hồ Chí Minh” (Phụ lục 1) được kết quả như sau:

- Chỉ tiêu về chất lượng:

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả

- Chỉ tiêu về vi sinh vật:

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Kết quả

1 Tổng số visinh vật hiếu khí CFU/g 2,5.10 4

Về máy: hoạt động ổn định phù hợp với thiết kế cho quy mô sản xuất vừa và nhỏ

Về thực phẩm thịt heo chà bông: đạt yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm và chất lượng đã đề ra

Hoàn chỉnh thiết kế

Sau khi chế tạo lắp ráp và thử nghiệm xác định các thông số ta tiến hành hoàn chỉnh máy

Hình 4.10 Máy chế biến thực phẩm thịt chà bông Bảng 4.1 Thông số máy

Stt Tên các thông số máy Thông số