Đồ Án Thiết Kế và Chế Tạo Máy Vắt Ly Tâm Trong Ngành Thực Phẩm

Việt Nam có nền ẩm thực đa dạng với nhiều món ăn sử dụng rau củ quả. Các món gỏi, nộm đòi hỏi nguyên liệu phải được làm sạch và ráo nước kỹ càng. Phương pháp truyền thống như để ráo tự nhiên hoặc vắt tay có nhược điểm về thời gian, năng suất và vệ sinh. Do đó, máy vắt ly tâm thực phẩm được xem là giải pháp tối ưu, đáp ứng nhu cầu sản xuất lớn, tiết kiệm thời gian và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Máy vắt ly tâm sẽ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và năng suất lao động trong ngành chế biến thực phẩm.

Đồ án đặt mục tiêu thiết kế và chế tạo máy vắt ly tâm với công suất 2kg/mẻ, sử dụng động cơ DC Servo và hệ thống điều khiển tự động. Thiết kế máy vắt ly tâm bao gồm việc lựa chọn vật liệu, tính toán các thông số kỹ thuật, thiết kế kết cấu cơ khí và mạch điện điều khiển. Chế tạo máy vắt ly tâm được thực hiện dựa trên bản thiết kế đã hoàn thiện. Ứng dụng máy vắt ly tâm trong thực phẩm sẽ được đánh giá thông qua các thử nghiệm thực tế. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào máy vắt ly tâm quy mô nhỏ, phù hợp với điều kiện sản xuất của các cơ sở chế biến thực phẩm vừa và nhỏ ở Việt Nam.

Việc lựa chọn vật liệu và thiết kế kết cấu máy phải đảm bảo tính bền vững, khả năng chịu lực tốt, dễ dàng vệ sinh và đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm. Vật liệu chế tạo máy vắt ly tâm cần có khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt và dễ dàng làm sạch. Thiết kế lồng vắt cần đảm bảo hiệu quả tách nước cao, không làm hư hại sản phẩm. Khớp nối cần truyền lực hiệu quả và ổn định. Động cơ cần có công suất phù hợp với yêu cầu hoạt động của máy. Bộ truyền động cần đảm bảo hiệu suất truyền động cao và độ bền tốt. Thiết kế khung máy phải chắc chắn và ổn định, chịu được lực ly tâm trong quá trình hoạt động.

Tính toán thiết kế lồng vắt bao gồm việc xác định kích thước, vật liệu và độ bền của lồng vắt để đảm bảo hiệu quả tách nước cao. Lựa chọn động cơ dựa trên công suất yêu cầu và tốc độ quay. Tính toán và lựa chọn bộ truyền đảm bảo hiệu suất truyền động và tuổi thọ của hệ thống. Thiết kế khung máy cần tính toán lực tác động để đảm bảo độ bền và ổn định. Các phép tính cần chính xác để đảm bảo hiệu suất máy vắt ly tâm đạt yêu cầu. Mô hình thiết kế cần được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi chế tạo.

Sơ đồ khối mạch điều khiển thể hiện sự kết nối giữa các thành phần trong hệ thống điều khiển. Việc lựa chọn linh kiện điện tử phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy và hiệu quả của hệ thống. Bộ điều khiển vi xử lý có nhiệm vụ xử lý tín hiệu, thực hiện thuật toán điều khiển và điều khiển các thiết bị ngoại vi. Mạch công suất cung cấp điện năng cho động cơ và các thiết bị khác. Mạch hiển thị cung cấp thông tin về tốc độ, thời gian và chế độ hoạt động của máy. Việc lựa chọn các linh kiện cần phải cân nhắc đến độ bền, khả năng chịu nhiệt, và độ chính xác.

Thuật toán điều khiển sử dụng bộ điều khiển PID để điều chỉnh tốc độ động cơ một cách chính xác. Thuật toán điều khiển được lập trình trên bộ điều khiển vi xử lý. Chế độ vận hành có thể bao gồm chế độ tự động và chế độ thủ công. Lập trình cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo sự hoạt động ổn định và chính xác của hệ thống. Các thử nghiệm cần được thực hiện để kiểm tra hiệu quả của thuật toán và hiệu chỉnh các tham số nếu cần thiết. An toàn lao động máy vắt ly tâm được tích hợp vào trong phần mềm điều khiển.

Các thử nghiệm được tiến hành với nhiều loại rau củ quả khác nhau để đánh giá hiệu quả tách nước của máy. Hiệu suất máy vắt ly tâm được tính toán dựa trên lượng nước được tách ra và thời gian vận hành. Chất lượng sản phẩm sau khi vắt nước được kiểm tra để đảm bảo không bị hư hỏng. Các số liệu thu được được phân tích và đánh giá để xác định hiệu quả hoạt động của máy. Kết quả thử nghiệm được trình bày chi tiết và được so sánh với các phương pháp truyền thống.

Phân tích kết quả thử nghiệm giúp đánh giá hiệu quả của thiết kế và chế tạo máy. Các số liệu thu được được phân tích để xác định ưu điểm và nhược điểm của máy. Dựa trên kết quả phân tích, các đề xuất cải tiến được đưa ra để nâng cao hiệu quả hoạt động của máy. Kết luận về hiệu quả và tính khả thi của máy vắt ly tâm được đưa ra. Hướng phát triển cho các nghiên cứu tiếp theo được đề xuất.