I. Giới thiệu về máy rửa thực phẩm siêu âm tại HCMUTE
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công máy rửa thực phẩm dùng sóng siêu âm cho hộ gia đình" được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (HCMUTE) bởi sinh viên Nguyễn Phú Quý và Huỳnh Nguyên Trà. Đồ án tập trung vào việc thiết kế và chế tạo một máy rửa thực phẩm siêu âm mini, giải quyết vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm bằng cách sử dụng công nghệ siêu âm rửa bát. Đề tài nhấn mạnh vào việc tạo ra một sản phẩm có chi phí hợp lý, phù hợp với điều kiện của hộ gia đình Việt Nam, khác biệt so với các máy rửa bát siêu âm hiện có trên thị trường với giá thành cao. Nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng công nghệ siêu âm rửa bát để loại bỏ chất bẩn, vi khuẩn và các chất độc hại trên thực phẩm hiệu quả hơn so với phương pháp truyền thống. Máy rửa chén siêu âm gia đình này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho người tiêu dùng.
1.1 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu chính của đồ án là thiết kế và thi công một máy rửa thực phẩm siêu âm hiệu quả, tiết kiệm chi phí, dễ sử dụng cho hộ gia đình. Phạm vi nghiên cứu bao gồm: tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy rửa rau củ quả siêu âm, khảo sát các thiết bị tương tự trên thị trường, thiết kế mạch điện tử điều khiển, lựa chọn biến tử siêu âm phù hợp, lập trình vi điều khiển, thi công và thử nghiệm sản phẩm. Đồ án đặt ra giới hạn về dung tích máy (5-10 lít), tần số hoạt động của máy rửa bát siêu âm (20-60 kHz) và công suất (100W). Việc sử dụng vi điều khiển PIC 16F877A trong hệ thống điều khiển giúp tối ưu hóa quá trình hoạt động của máy rửa bát siêu âm công suất lớn. Thiết kế máy rửa bát siêu âm này cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt và tính khả thi trong sản xuất.
1.2 Phương pháp nghiên cứu
Đồ án sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm kết hợp với lý thuyết. Sinh viên đã tiến hành nghiên cứu tài liệu, khảo sát các máy rửa bát siêu âm hiện có, thiết kế mạch điện và lập trình phần mềm điều khiển. Quá trình thi công và thử nghiệm được thực hiện để kiểm tra hiệu quả hoạt động của máy rửa thực phẩm siêu âm tại HCMUTE. Các kết quả thu được được phân tích và đánh giá để đảm bảo tính chính xác và tin cậy. Việc so sánh máy rửa bát siêu âm với máy rửa bát thông thường giúp làm rõ ưu điểm vượt trội của công nghệ siêu âm. Hướng dẫn sử dụng máy rửa bát siêu âm chi tiết cũng được cung cấp trong đồ án. Bảo trì máy rửa bát siêu âm cũng là một phần quan trọng được đề cập đến.
II. Nguyên lý hoạt động và thiết kế của máy rửa thực phẩm siêu âm
Đồ án trình bày chi tiết nguyên lý hoạt động của máy rửa thực phẩm siêu âm, tập trung vào cơ chế làm sạch bằng sóng siêu âm. Cơ chế truyền sóng siêu âm, đặc điểm sóng siêu âm, và sự hấp thụ sóng siêu âm của môi trường được mô tả rõ ràng. Việc lựa chọn biến tử siêu âm phù hợp là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của quá trình làm sạch. Thiết kế mạch điện tử bao gồm mạch tạo xung kích, mạch công suất và mạch điều khiển được trình bày cụ thể. Thiết kế máy rửa bát siêu âm tại HCMUTE dựa trên việc sử dụng vi điều khiển PIC 16F877A để điều khiển các thành phần của hệ thống. Máy rửa bát siêu âm tốt nhất cần có khả năng điều chỉnh tần số và thời gian hoạt động linh hoạt, đáp ứng nhu cầu sử dụng khác nhau của người dùng.
2.1 Thiết kế mạch điện và phần mềm
Phần này trình bày chi tiết về thiết kế mạch công suất của máy rửa bát siêu âm, bao gồm việc lựa chọn các linh kiện điện tử phù hợp, đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn. Thiết kế mạch kích tạo ra các xung siêu âm chính xác, cung cấp năng lượng cho biến tử. Thiết kế khối điều khiển sử dụng vi điều khiển PIC 16F877A, cho phép người dùng cài đặt thời gian và tần số hoạt động. Phần mềm điều khiển được viết để quản lý các thông số hoạt động của máy. Máy rửa bát siêu âm đa năng cần có giao diện thân thiện, dễ sử dụng. Giá máy rửa bát siêu âm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm chất lượng linh kiện và tính năng của máy. Mua máy rửa bát siêu âm ở đâu cũng là một vấn đề cần được xem xét.
2.2 Thi công và thử nghiệm
Quá trình thi công máy rửa thực phẩm siêu âm được mô tả từng bước, bao gồm các công đoạn lắp ráp, hàn mạch, kiểm tra và hiệu chỉnh. Kết quả thử nghiệm được trình bày chi tiết, đánh giá hiệu quả làm sạch của máy với các loại thực phẩm khác nhau. Đánh giá máy rửa bát siêu âm dựa trên các tiêu chí như hiệu quả làm sạch, độ bền, mức tiêu thụ điện năng và độ an toàn. Ứng dụng công nghệ siêu âm trong làm sạch thực phẩm được đánh giá cao về hiệu quả và tính thân thiện môi trường. Nghiên cứu máy rửa bát siêu âm HCMUTE là một đóng góp quan trọng cho lĩnh vực này. Sinh viên HCMUTE thiết kế máy rửa bát siêu âm thể hiện năng lực và sáng tạo của sinh viên.
III. Kết luận và hướng phát triển
Đồ án đã thành công trong việc thiết kế và thi công một máy rửa thực phẩm siêu âm cho hộ gia đình. Máy hoạt động ổn định, hiệu quả làm sạch cao, và có chi phí hợp lý. Đồ án đóng góp vào việc ứng dụng công nghệ siêu âm vào lĩnh vực vệ sinh an toàn thực phẩm. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế cần được cải thiện trong tương lai, ví dụ như tăng cường tính năng tự động hóa, mở rộng chức năng và cải thiện thiết kế thẩm mỹ. Dự án máy rửa bát siêu âm HCMUTE mở ra nhiều hướng nghiên cứu và phát triển trong tương lai.
3.1 Kết luận
Đồ án đã đạt được các mục tiêu đề ra. Một máy rửa thực phẩm siêu âm hiệu quả, tiết kiệm chi phí đã được thiết kế và chế tạo thành công. Kết quả thử nghiệm cho thấy máy có khả năng làm sạch thực phẩm hiệu quả, đáp ứng được yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm. Máy rửa chén siêu âm tiết kiệm nước và năng lượng cũng là một điểm cộng. Máy rửa chén siêu âm thân thiện môi trường vì không sử dụng hóa chất tẩy rửa. Đánh giá máy rửa bát siêu âm cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các hộ gia đình.
3.2 Hướng phát triển
Một số đề xuất cho việc phát triển sản phẩm bao gồm: tích hợp thêm các tính năng tự động như điều khiển thời gian và tần số thông minh, cải thiện thiết kế để tăng tính thẩm mỹ và độ bền, nghiên cứu các loại biến tử siêu âm khác nhau để tối ưu hóa hiệu quả làm sạch. Tối ưu hóa mạch công suất để giảm tiêu thụ năng lượng. Nghiên cứu thêm về lợi ích của máy rửa bát siêu âm để nâng cao nhận thức của người tiêu dùng. Dịch vụ bảo hành máy rửa bát siêu âm HCMUTE cũng nên được cung cấp để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
