Chương 1: giới thiệu tính cấp thiết và lý do hình thành đề tài, ý nghĩa khoa học và thực tiễn, mục tiêu nghiên cứu, đối tƣợng, phạm vi và giới hạn của đề tài, phƣơng pháp nghiên cứu, kết cấu của luận văn tốt nghiệp. Chương 2: trình bày tổng quan về các vấn đề liên quan đến đề tài nghiên cứu. Chương 3: nêu ý tƣởng thiết kế và các phƣơng án. Chương 4: đề cập đến việc xây dựng và chế tạo thiết bị thực nghiệm và thực nghiệm.
Chương 5: trình bày thiết kế máy gọt dừa tự động để phục vụ xuất khẩu. Chương 6: đƣa ra kết luận và kiến nghị. 3 Chƣơng 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2. Tổng quan về cây dừa 2.
Giới thiệu về cây dừa Cây dừa –tên khoa học Cocos nucifera, tên tiếng anh là Palm – là một loài cây thuộc họ Arecaceae, chi Cocos với 300 loại khác nhau, đƣợc trồng rộng rãi trên khắp thế giới [12]. Dừa là loại cây lớn, thân trơn trục, lá đơn xẻ thùy lông chim một lần. Cuống và gân chính dài 4-6 mét các thùy với gân cấp 2 có thể dài 80-90 cm. Lá kèm thƣờng biến thành bẹ dạng lƣới ôm lấy thân, các lá già khi rụng để lại các vết sẹo trên thân [12].2: Trái dừa [12] 4 Cây dừa có nguồn gốc chƣa đƣợc xác định.
Một số học giả cho rằng dừa có nguồn gốc ở khu vực Đông Nam Châu Á, một số khác lại cho rằng cây dừa có nguồn gốc ởmiền Tây Bắc Nam Mỹ[13]. Cây dừa đƣợc trồng phổ biến ở các vùng nhiệt đới ẩm với độ cao trung bình dƣới 500 mét so với mặt nƣớc biển. Nhiệt độ thích hợp cho cây dừa ở 270C và dao động ở 20-34oC, lƣợng mƣa lý tƣởng 1500-2300 mm/năm, độ ẩm thích hợp 80-90% [13]. Cây dừa có thể sinh trƣởng trên nhiều loại đất khác nhau, nhƣng phát triển tốt nhất trên đất thịt pha cát và thoát thủy tốt.
Độ pH thích hợp ở 5,5 – 7 [13]. Ở Việt Nam, dừa đƣợc trồng nhiều ở Nam Trung Bộ và Nam Bộ. Đặc biệt là ởcác tỉnh: Bến Tre, Tiền Giang, Trà Vinh, Hậu Giang, …Năm 2008, dừa Việt Nam đƣợc chọn làm 1 trong 8 biểu tƣợng cho chƣơng trình "xóa đói giảm nghèo" của Quỹ phát triển Nông Nghiệp Quốc Tế (IFAD) [15]. Diện tích dừa ở Việt Nam ƣớc tính đạt khoảng 200.
Phân loại các giống dừa Dựa vào đặc điểm hình thái, kiểu thụ phấn và mục đích sử dụng có thể phân loại dừa thành 2 nhóm giống chính: nhóm giống dừa cao và nhóm giống dừa lùn. Ngoài ra, để có đƣợc các giống dừa mới có năng suất và chất lƣợng cao, cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến, ngƣời ta còn lai tạo ra một nhóm giống dừa mới gọi là dừa lai [14].1: Các nhóm giống dừa [14] Đặctính Giốngdừalùn Giốngdừacao Giốngdừalai Lấydầuvàchếbi Mụcđíchsửdụn Lấydầuvàchếbiếncácsảnphẩ Giảikhát ếncácsảnphẩmk g mkhác hác Khốilượng (kg) 1.5-3kg Năng 80-150 40-60 80-120 5 suất bình quân (trái/cây/năm) Trung bìnhvà Kíchthướctrái Nhỏ Trung bình to Cơmdừa Dày (11-23 Mỏng (6-10 mm) Dày (11-13 mm) mm) Thờigianchora 2-3 năm 4-5 năm 2.5 đến 3 năm hoa Kiểuthụphấn Tựthụ Chéo Chéo Chu 30-35 năm 50-60 năm 50-60 năm kỳkhaithác Dừa xiêm xanh, dừa xiêm lửa, dừa Dừa lai JVA1 xiêm núm, dừa Dừa Ta, Dừa lai JVA2 Cácloạidừa xiêm đỏ, dừa dừaDâu, xiêm lục, dừa ẻo dừaSáp. Dừa lai PB 121 nâu, dừa ẻo xanh, dừa dứa. Giá trị dinh dƣỡng vàgiátrịkinhtếcủadừa 2.
Giá trị dinh dƣỡng Tráidừađƣợcxemlàloạiquả “kỳdiệu” cógầnnhƣtoànbộchấtdinhdƣỡngcầnthiếtcungcấpchocơthể. Trong cơm có 80g dừa gồm 238 cal; 23,3g chất béo bão hòa; 1,1 chất béo đơn không bão hòa; 16mg natri; 7,2g chất xơ ăn riêng; 5. Dừa đƣợc dùng làm nguyên liệu để chế biến các món ăn tƣơng tự nhƣ các loại rau quả khác. Đặc biệt nƣớc dừa có thể xem là loại nƣớc giải khát lý tƣởng bổ sung nhiều khoáng chất có lợi cho cơ thểvà là bài thuốc chữa bệnh tuyệt vời: làm đẹp da, cung cấp nƣớc và khoáng chất cho cơ thể, điều hòa huyết áp,giảm nguy cơ mất nƣớc, giảm cân, tăng cƣờng hệ miễn dịch, tiêu diệt các vi khuẩn đƣờng ruột…[16].
Giá trị kinh tế Cây dừa đƣợc sử dụng đa dạng, rất hữu dụng với đời sống con ngƣời, là nguyên liệu cho sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp [17]. a) Nguyên liệu để sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ Với bàn tay khéo léo, tài hoa cộng với óc thẩm mỹ, ngƣời dân xứ dừa đã tạo nên một làng nghề thủ công mỹ nghệ với những sản phẩm độc đáo có mặt trên thị trƣờng trong, ngoài tỉnh và xuất khẩu ra nƣớc ngoài: sản phẩm làm từ gỗ dừa (hình 2.3), sản phẩm làm từ cọng dừa (hình 2.4), sản phẩm làm từ gáo dừa (hình 2.5), sản phẩm làm từ lá dừa (hình 2.6), sản phẩm làm từ xơ dừa (hình 2.7), sản phẩm làm từ chà dừa (hình 2.4: Sảnphẩmlàm từ Hình2.5: Sảnphẩmlàmtừgáodừa [17] Hình 2.6: Sảnphẩmlàm từládừa [17] 7 Hình2.7: Sảnphẩmlàmtừxơdừa Hình2.8: Sảnphẩmlàmtừchàdừa [17] a) Nguyên liệu để sản xuất mỹ phẩm Bêncạnhnhữngtácdụngtuyệtvờitừtráidừa (mục 2.1) thìdừacũngđƣợcdùnglàmnguyênliệuđểsảnxuấtmỹphẩm: mặtnạnƣớcdừatƣơi (hình 2.9: Mặt nạ nước dừa [18] Hình 2.10: Dầu dừa tinh khiết [18] [14] a) Nguyên liệu để sản xuất thực phẩm Tráidừađƣợcxemlàmộtnguyênliệucầnthiếtchoviệcsảnxuấtcácthựcphẩmphụcv ụchonhucầucủa con ngƣời. Các loại thực phẩm sản xuất từ dừa: sữa dừa và bột dừa (hình 2.11), kẹo dừa (hình 2.12), nƣớc dừa tƣơi đóng hộp (hình 2.13), thạch dừa (hình 2.14), kem dừa (hình 2.15), Yaourt dừa (hình 2.11: Sữa dừa và bột sữa Hình 2.12: Kẹo dừa [19] dừa [19] [18] Hình 2.13: Nước dừa tươi đóng Hình 2.14: Thạch dừa [19] hộp [19] [18] Hình 2.15: Kem dừa [19] Hình 2. Tình hình nghiên cứu 9 2.
Tình hình nghiên cứu nƣớc ngoài Các quốc gia thuộc Hiệp hội dừa Châu Á - Thái bình dƣơng (APCC) cũng nhận thấy cơ giới hóa trong khâu gọt vỏ dừa tƣơi là cần thiết nhằm để tăng thêm lợi nhuận và bảo vệ sức khỏe của ngƣời lao động. Đây là hình ảnh một số máy gọt dừa: a) Thiết kế của Malaysia Tên máy:OM 90YD. Công suất cắt 250-300 trái/giờ. Máy đã đƣợc đƣa vào sử dụngnhƣng ở mức độ phục vụ nhu cầu sản phẩm dừa tiêu thụ trong nƣớc [20].17: Máy gọt dừa Malaysia [20] Nguyên lý: trái dừa đƣợc định vị trên bàn chông, tịnh tiến dao theo phƣơng ngang đểgọt thân và tịnh tiến dao theo phƣơng thẳng đứng đểgọt chóp dừa.
Cuối cùng trái dừa đƣợc lấy ra và chuyển sang nguyên công cắt đáy bằng tay. Ƣu điểm Máy có kết cấu đơn giản, dễ vận hành. Máy có giá thành thấp, dễ chế tạo. Nhƣợc điểm Máy chƣa tự động hóa đƣợc quá trình cấp dừa nguyên liệu.
Chƣa tự động hóa đƣợc khâu cắt đáy dừa. Năng suất cắt gọt phụ thuộc vào tay nghề của ngƣời thợ. b) Thiết kế của Ấn Độ 10 Công suất cắt 200-250 trái/giờ, phù hợp cho các cơ sở cung cấp dừa nhỏ. Máy đã đƣợc đƣa vào sử dụng thực tế nhƣng ở mức độ phục vụ nhu cầu sản phẩm dừa tiêuthụ trong nƣớc [20].18: Máy gọt dừa của Ấn Độ [20] Nguyên lý: trái dừa đƣợc định vị theo nguyên lý tiện, điều khiển dao cắt bằng tay để cắt vỏ dừa sau đóchuyển sang nguyên công cắt dừa bằng tay.
Ƣu điểm Máy có kết cấu đơn giản, dễ vận hành và dễ chế tạo. Máy có giá thành thấp. Nhƣợc điểm Chƣa tự động hóa đƣợc quá trình cấp dừa nguyên liệu. Chƣa tự động hóa quá trình cắt gọt vỏ dừa.
Biên dạng ngoài của trái dừa phụ thuộc nhiều vào tay nghề ngƣời thợ. Hình dáng sản phẩm không đạt yêu cầu do tồn tại lỗ chống tâm. Không đảm bảo an toàn lao động. c) Thiết kế của Thái Lan 11 Máy gọt dừa bán tự động: Công suất cắt 172 trái/giờ, máy phù hợp cho các cơ sở cung cấp dừa nhỏ.
Máy thiết kế và chế tạo nhƣng chƣa đƣa vào sử dụng, đang trong giai đoạn thử nghiệm [10].19: Máy gọt dừa bán tự động của Thái Lan [10] Nguyên lý: trái dừa đƣợc định vị theo nguyên lý tiện, tịnh tiến dao cắt thân để cắt thân, tịnh tiến dao cắt chóp để cắt chóp dừa và cuối cùngdùng dao thẳng đứng để cắt đáy dừa. Ƣu điểm Máy có kết cấu đơn giản, dễ vận hành và dễ chế tạo. Máy có giá thành thấp. Nhƣợc điểm Chƣa tự động hóa đƣợc quá trình cấp dừa nguyên liệu và lấy sản phẩm.
Hình dáng sản phẩm không đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn dừa xuất khẩu. 12 Máy gọt dừa tự động: Công suất cắt 86 trái/h phù hợp cho các cơ sở cung cấp dừa tƣơi nhỏ. Máy thiết kế và chế tạo nhƣng chƣa đƣa vào sử dụng, đang trong giai đoạn thử nghiệm [10]. Khung chính 2.
Trạm cắt thân dừa 3. Trạm cắt chóp dừa 4. Trạm định vị dừa 5. Bàn quay trục chính 6.
Khối đỡ sản phẩm 7. Khối ép sản phẩm 8. Mạch điều khiển Hình 2.20: Máy gọt dừa tự động của Thái Lan [11] Nguyên lý: tại vị trí ban đầu trái dừa nguyên liệu số 1 đƣợc định vị tại chấu định vị số 1, mở máy động cơ truyền moment xoay chấu số một1200 sang vị trí dao cắt thân. Sau khi hoàn thành quá trình cắt thân dừa, tắt máy và tiếp tục cấp dừa nguyên liệu số 2 vào chấu định vị số hai, mở máy động cơ truyền moment làm cho trái dừa số 1 quay 1200 sang vị trí cắt chóp và trái dừa số 2 sang vị trí cắt thân.
Sau khi hoàn thành quá trình cắt thân và cắt chóp, tắt máy và tiếp tục cấp trái dừa nguyên liệu số 3 vào chấu định vị số ba. Mở máy, động cơ truyền moment xoay bàn xoay 1200 trái dừa số 1 quay về vị trí ban đầu để cắt đáy. Sau khi hoàn thành quá trình cắt đáy, tắt máy và lấy dừa sản phẩm theo yêu cầu thiết kế. Máy hoạt động theo một chu trình kép kín cứ sau 41 giây ta tắt máy để thu đƣợc dừa sản phẩm theo yêu cầu xuất khẩu.
13 Ƣu điểm Máy tự động hóa hoàn toàn quá trình cắt gọt. Hình dạng sản phẩm dừa tƣơng đối ổn định. Máy cắt gọt vỏ dừa hoạt động theo một quy trình khép kín. Nhƣợc điểm Máy chƣa tự động hóa quy trình cấp dừa nguyên liệu và lấy sản phẩm dừa.
Máy có kết cấu cồng kềnh, khó chế tạo. Giá thành máy cao. Máy chƣa tự động hóa đƣợc khâu lấy đế dừa sau khi cắt đáy. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc a) Anh Lê Tân Kỳ xã Phú Nhuận thành phố Bến Tre tỉnh Bến Tre đã bƣớc đầu chế tạo thành công máy gọt dừa với năng suất cắt 100-150 trái/giờ, phù hợp cho các cơ sở cung cấp dừa tƣơi nhỏ.
Máy đã đƣợc đƣa vào sử dụng thực tế nhƣng ở mức độ phục vụ nhu cầu sản phẩm dừa tƣơi tiêu dùng trong nƣớc và đã có thông tin thƣơng mại trên thị trƣờng [21].