CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CHUNG 1. Nước trái cây đã và đang là sản phẩm quen thuộc đối với người tiêu dùng và thị trường nước trái cây ngày càng phát triển như một điều tất yếu theo xu hướng hiện đại. Theo xu hướng ngày nay, con người ngày càng quan tâm đến sức khỏe, ngày càng nhận ra giá trị của các sản phẩm từ thiên nhiên, đặc biệt là nước trái cây và rau củ là sản phẩm gần gũi, giàu dinh dưỡng và cung cấp các chất cần thiết. Trong những năm gần đây, bắt đầu có sự cạnh tranh sản phẩm giữa các doanh nghiệp trong nước với các doanh nghiệp có vốn đầu tư từ nước ngoài.
Do áp lực cạnh tranh, các doanh nghiệp không ngừng tung ra các sản phẩm mới và thay đổi chiến lược sản xuất, trong đó có việc giảm tỷ trọng sản xuất nước giải khác có gas. Trái với sự ảm đạm tại thị trường nước ngọt có gas, nhu cầu tiêu thụ nước giải khát không gas, đặc biệt là nước trái cây tại Việt Nam tăng rất mạnh đạt 30%/ năm. Theo khảo sát mới đây trên các hộ gia đình ở thành thị cho thấy 70% quan tâm đến sức khỏe của mình hơn trước đây, 74% muốn sử dụng các loại vitamin và khoáng chất, 80% thích mua các loại sản phẩm có chứa các chất có lợi cho sức khỏe như nhân sâm, calcium. Cam là một loại trái cây nổi tiếng với lượng vitamin C dồi dào giúp thúc đẩy quá trình giải độc của cơ thể, tăng sức đề kháng cho cơ thể.
Vitamin C còn có thể giúp chống lại chứng loãng xương. Hàm lượng khoảng chất trong quả cam có thể ngăn chặn sự phát triển bệnh ung thư ruột kết. Nhiều tài liệu đã khẳng định, khi uống nước cam ép hàng ngày còn giúp chống ung thư vú và ung thư phổi vì cam rất dồi dào hợp chất Cirus Limonoid. Nước cam ép là loại nước trái cây hiện được rất nhiều gia đình ở Việt Nam chuyển sang sử dụng với 100% nguyên chất là tự nhiên, vừa tiện lợi vừa bổ dưỡng nhưng không phải ai cũng có nhiều thời gian để chuẩn bị.
Vì vậy do nhu cầu của thị trường của người tiêu dùng và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật cho ra đời các loại máy ép nước cam. Ngày nay, máy ép nước cam không còn là một vật dụng xa lạ với mỗi gia đình Việt Nam bởi sự tiện dụng và hiệu quả mà sản phẩm này đem lại là rất lớn. Ép nước cam là một công đoạn rất quan trọng, nó quyết định khả năng lấy được bao nhiêu nước trong trái cam và không ép luôn phần tinh dầu ở trong vỏ cam, để tránh SVTH: Đặng Quốc Thái – Nguyễn Đông Hưng – Ngô Tấn Nam GVHD: Nguyễn Quang Dự 14 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy vắt cam tự động ảnh hưởng tới chất lượng của nước cam. Quá trình ép cảng tốt thì năng suất càng tăng lên, lợi nhuận được nhiều hơn.2 Mục tiêu của đề tài.
Nghiên cứu và thiết kế một máy ép nước cam cụ thể nhằm: - Tiết kiệm thời gian làm việc. - Đảm bảo chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu cho việc sử dụng. - Dễ dàng vận chuyển và sử dụng.3 Phương pháp nghiên cứu. Khảo sát tình hình sử dụng nước ép cam ở Việt Nam hiện nay.
Khảo sát các máy ép nước cam hiện có. Tiến hành nghiên cứu và tìm hiểu nguyên lý hoạt động, các yếu tố và tính chất cơ học cần thiết của máy: năng suất, lực ép, kích thước, khối lượng… của nguyên liệu. Trên cơ sở đó tiến hành thiết kế máy ép nước cam đáp ứng được mục tiêu của đề tài.4 Sơ lược về cây cam.1 Giới thiệu về cây cam. Cây cam đã được biết đến từ rất lâu khoảng 2200 năm trước công nguyên ở Trung Quốc nhưng một số người lại cho rằng cây cam có nguồn gốc từ Ấn Độ.
Cam được trồng rất phổ biến từ Ấn Độ. Sau đó được lan rộng về phía Đông đến cả vùng Đông Nam Á, vào khoảng thế kỉ thứ 3 TCN, cây cam được đưa đến Châu Âu, và nó lan ra tới cả vùng địa Trung Hải. Sau đó cây cam được đưa đến Châu Mỹ. Những năm sau đó, những người làm vườn ở Châu Mỹ và Châu Âu đã đem cây cam đến Châu Úc và Châu Phi.
Ngày nay cây cam đã được trồng rất phổ biến ở rất nhiều nơi trên thế giới.1 Cây cam SVTH: Đặng Quốc Thái – Nguyễn Đông Hưng – Ngô Tấn Nam GVHD: Nguyễn Quang Dự 15 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy vắt cam tự động 1.2 Phân loại cây cam. - Phân loại : Ở Việt Nam, có có 1 số giống cây cam phổ biến như: Cam mật: Dạng trái tròn, vỏ dày 3-4mm, màu xanh đến xanh vàng, thịt trái vàng cam, ngọt đậm, khá nhiều nước. Tuy nhiên nhiều hạt (13-20 hạt/trái), trọng lượng trung bình 20g/trái. Cam mật Cam sành: Dạng trái hơi tròn, vỏ dày, sần sùi, thịt trái màu cam, khá nhiều nước, ngon ngọt nhiều hạt (15 hạt/trái).
Trọng lượng trung bình 200-250/trái. Cam sành Cam Canh chính là môt loại quýt, vỏ mỏng và dễ bóc. Cây sinh trưởng khỏe, tán cây hình dù, lá màu xanh đậm. Giống cam Naven: Còn gọi là cam rốn, nguyên sản ở Califocnia (Mỹ), được trồng ở Việt Nam từ những năm 1937 hiện còn trồng rải rác ở một số vùng ở nước ta.
Cam Xã Đoài, Cam Vân Du,… giống cam valencia.3 Trái cam và công dụng của trái cam: Trái cam là nguyên liệu chính để tạo thành nước cam. Cam được trồng rộng rãi ở những nơi có khí hậu ấm áp hoặc thay đổi tùy môi trường, vì vậy vị của trái cam có SVTH: Đặng Quốc Thái – Nguyễn Đông Hưng – Ngô Tấn Nam GVHD: Nguyễn Quang Dự 16 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy vắt cam tự động thể biến đổi từ ngọt đến chua. Cam thường lột vỏ và ăn lúc còn tươi, hay vắt lấy nước. Vỏ cam dày, có vị đắng, thường bị vứt đi nhưng có thể chế biến thành thức ăn cho súc vật bằng cách rút nước bằng sức ép và hơi nóng.
Nó cũng được dùng làm gia vị hay đồ trang trí trong một số món ăn. Ứng dụng: - Nước cam cung cấp rất nhiều chất dinh dưỡng cho cơ thể như: các vitamin (C, A, B, P), flavanoid, khoáng chất (canxi…), chất xơ, tinh dầu cam,… - Cam gisuo ngăn ngừa các bệnh tim mạch, viêm nhiễm và cả ung thư, thúc đẩy nhanh quá trình liền sẹo, bổ trợ cho hệ thần kinh ( giúp ngủ ngon giấc). - Trong vỏ cam chứa: + Pectin: làm gel thực phẩm, là chất ổn định trong các sản phẩm sữa, nước giải khát… + Hesperidin: hòa tan cholesterol và chất béo trung tính + Tinh dầu cam: trung hòa axit, duy trì hoạt động bình thường của ruột. + Có tác dụng chăm sóc da, làm đẹp.
+ Làm tăng hương vị trong món ăn, kich thích vị giác. + Khử mùi nấm mốc, mùi khó chịu trong ngôi nhà. + Là chất tẩy tự nhiên. - Cam cũng chứa rutin (vitamin P), thành phần giúp mạch máu khỏe hơn; vitamin nhóm B, dưỡng chất không thể thiếu cho hệ thần kinh, các khoáng chất và chất xơ (hòa tan và không hòa tan).
- Khi uống nước cam đều đặn, chúng ta - đặc biệt là trẻ nhỏ - có thể tận hưởng những dưỡng chất từ loại trái cây chua này (ít calori, giàu vitamin) và có thể giúp ngăn ngừa nguy cơ phát triển các bệnh tim mạch ở tuổi trưởng thành. Tuy nhiên, người ta cũng lưu ý rằng cam nguyên trái, chín cây và sạch có chứa nhiều hesperidin hơn, vì qua quá trình vắt ép, thành phần này dễ bị thất thoát. Thành phần từ cam được sử dụng rất phong phú từ lá, hoa, vỏ cây và trái đều có thể dùng để hãm thành nước uống có vị đắng nhẹ và hương cam đặc trưng. Nước hãm lá cam có thể giúp hạ hỏa, đặc biệt khi mất ngủ, xoa dịu rối loạn chức năng lưu thông máu.
SVTH: Đặng Quốc Thái – Nguyễn Đông Hưng – Ngô Tấn Nam GVHD: Nguyễn Quang Dự 17 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy vắt cam tự động 180 gam cam ở dạng đồ tráng miệng nguyên chất cung cấp tới 1605 nhu cầu vitamin C trung bình của một người trong một ngày. Cam cũng chứa vitamin A, canxi và chất xơ. Tăng cường thể lực: Nước cam pha muối. Tẩy trang, làm sạch da: Nước cam ép.
Làm săn chắc da mặt: Mặt nạ từ hạt (hột) cam. Trị bệnh phong thấp: Bột hạt cam. Tăng cường hệ miễn dịch: Sa-lát cam. Tẩy da chết, tăng độ láng mịn cho da: Mát-xa bằng vỏ cam.
Giúp ngủ ngon giấc, đuổi muỗi: Hương thơm vỏ cam tươi. Kết luận: Giới thiệu chung về cây cam và trái cam giúp ta có thể có được một cái nhìn tổng quát về cây cam và công dụng của trái cam đổi với cuộc sống thường ngày. Từ những công dụng hữu ích mà trái cam mang lại, việc thiết kế máy ép nước cam được đánh giá là một sản phẩm thiết thực, đáp úng được với nhu cầu sử dụng nước cam trong đời sống và sản xuất của con người. SVTH: Đặng Quốc Thái – Nguyễn Đông Hưng – Ngô Tấn Nam GVHD: Nguyễn Quang Dự 18 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy vắt cam tự động CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN , ĐỘNG CƠ, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG MÁY Các thông số ban đầu Lực tác dụng F = 500 N Vận tốc v = 0,042 (m/s) Đường kính tang D =160 (mm) Thời gian phục vụ T =5 năm Mỗi ngày làm việc 2 ca Mỗi ca 8 giờ 2.1 Lựa chọn phương án truyền động.
Để thiết kế cho bộ phận công tác của máy, ta cần khảo xác các phương án khác nhau có thể áp dụng cho máy, từ đó so sánh các ưu, nhược điểm của từng phương án và đi đi đến lựa chọn phương án tối ưu nhất. Dựa trên điều kiện làm thực tế của máy và đặt điểm cảu từng bộ truyền động khác nhau, nhóm chúng em đã chọn được 3 bộ truyền có thể áp dụng cho bộ phận công tác chính của máy là: - Phương án I: sử dụng bộ truyền bánh răng. - Phương án II: sử dụng 2 động cơ bước. - Phương án III: sử dụng bộ truyền xích.1 Phương án sử dụng bộ truyền bánh răng.
Để truyền động cho bộ phận ép cam của máy, ta sử dụng 1 động cơ qua bộ truyền đai, từ đó phân phối tỉ số truyền cho 3 trục còn lại qua các cặp bánh răng như hình sau: Z1/ Z1’ = 1. 1 Sơ đồ nguyên lí phương án truyền động bánh răng SVTH: Đặng Quốc Thái – Nguyễn Đông Hưng – Ngô Tấn Nam GVHD: Nguyễn Quang Dự 19 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy vắt cam tự động ✓ Ưu điểm: Truyền động chính xác, tin cậy. Chỉ sử dụng 1 nguồn truyền động nên điều khiển đơn giản.