Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Lực Kẹp Đến Chất Lượng Thịt Tôm Trong Máy Bóc Vỏ Tôm Bán Tự Động

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích kỹ thuật cơ khí nghiên cứu ảnh hưởng của lực kẹp đến sự hao hụt khối lượng tôm trong máy bóc vỏ tôm, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề

• Tác giả: Cao Trần Ngọc Tuấn
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Văn Nghìn
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Lực Kẹp Đến Chất Lượng Thịt Tôm Trong Máy Bóc Vỏ Tôm Bán Tự Động
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
• 1.1. Vai trò của ngành thủy sản
• 1.2. Tình hình xuất khẩu xuất khẩu tôm của Việt Nam
• 1.3. Tình hình sản xuất, chế biến tôm ở Việt Nam
• 1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu máy bóc vỏ tôm
• 1.4.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.5. Ý nghĩa khoa học của đề tài
• 1.6. Mục đích và nội dung nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG BÓC VỎ TÔM
• 2.1. Nguyên lý bóc vỏ
• 2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỤM ĐỒ GÁ
• 3.1. Giới thiệu đối tượng gia công
• 3.2. Yêu cầu kỹ thuật của tôm bóc vỏ
• 3.3. Nguyên lý làm việc, nhiệm vụ của các nguyên công
• 3.4. Phân tích sơ đồ gá đặt tôm (phôi)
• 3.4.1. Xác định lực cắt. Tính lực kẹp cần thiết
• 3.4.2. Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế đồ gá
• 3.4.2.1. Xác định phương pháp định vị
• 3.4.2.2. Xác định cơ cấu kẹp tôm (phôi)
• 3.4.2.3. Chọn cơ cấu sinh lực
• 3.5. Thiết kế chi tiết
• 3.6. Xác định kết cấu các bộ phận khác
• 3.6.1. Cơ cấu dẫn hướng
• 3.6.2. Cơ cấu định vị
• 3.6.3. Cơ cấu tách đốt cuối
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
• 4.1. Phân tích, lựa chọn các thông số thí nghiệm
• 4.1.1. Phân tích cụm máy xẻ lưng
• 4.1.2. Phân tích cụm hàm kẹp. Lựa chọn các thông số thí nghiệm
• 4.2. Mô hình thí nghiệm
• 4.2.1. Thí nghiệm 1: Tìm lực kẹp tối ưu
• 4.2.2. Thí nghiệm toàn phần có các yếu tố thay đổi
• 4.3. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
• 4.4. Qui trình thí nghiệm
• 4.4.1. Thí nghiệm xác định lực kẹp
• 4.4.2. Thí nghiệm toàn phần
• 5. CHƯƠNG 5: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
• 5.1. Thí nghiệm đơn yếu tố
• 5.1.1. Thực nghiệm khi lực kẹp thay đổi
• 5.1.2. Thực nghiệm khi tốc độ dao thay đổi
• 5.1.3. Thực nghiệm khi tốc độ tôm thay đổi
• 5.2. Thí nghiệm toàn phần
• 5.2.1. Phương trình hồi quy
• 5.2.2. Kiểm tra ý nghĩa các hệ số hồi quy
• 5.2.3. Kiểm tra tính thích hợp của phương trình hồi quy
• 5.3. Đồ thị thể hiện tương quan của các cặp yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng
• 5.3.1. Điểm chất lượng
• 5.3.2. Thịt hao hụt
• 5.4. Tối ưu hóa thông số
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN
• 6.1. Kết quả đã đạt được
• 6.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Lực Kẹp Đến Tôm 50 60 Ký Tự

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của lực kẹp trong máy bóc vỏ tôm bán tự động đến chất lượng thịt tôm. Trong bối cảnh ngành chế biến thủy sản Việt Nam ngày càng phát triển, việc tự động hóa các công đoạn sản xuất, đặc biệt là công đoạn bóc vỏ tôm, trở nên cấp thiết. Công đoạn này hiện vẫn chủ yếu dựa vào lao động thủ công, dẫn đến năng suất thấp, chi phí cao và tiềm ẩn rủi ro về vệ sinh an toàn thực phẩm. Máy bóc vỏ tôm bán tự động được kỳ vọng sẽ giải quyết các vấn đề này. Tuy nhiên, một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng tôm sau khi bóc vỏ là lực kẹp của máy. Lực kẹp quá lớn có thể gây dập nát thịt tôm, tăng tỷ lệ hao hụt, trong khi lực kẹp quá nhỏ có thể làm giảm hiệu quả bóc vỏ. Vì vậy, việc nghiên cứu và tối ưu hóa lực kẹp là vô cùng quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm và năng suất của máy. Nghiên cứu này sử dụng kết hợp phân tích cơ học và thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của các thông số lực kẹp khác nhau đến độ tươi tôm, cấu trúc thịt tôm, màu sắc thịt tôm, và tổn thất chất lượng tôm.

1.1. Vai Trò Quan Trọng Của Ngành Thủy Sản Việt Nam

Ngành thủy sản đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam, đặc biệt là lĩnh vực chế biến và xuất khẩu. Theo báo cáo của Bộ NN & PTNT, Tổng cục Thống kê, thủy sản liên tục là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn. Số liệu cho thấy sự tăng trưởng về sản lượng và giá trị xuất khẩu thủy sản trong giai đoạn 2000-2009. Xuất khẩu thủy sản đã cán đích 6,1 tỷ USD vào năm 2011, cho thấy tiềm năng và vị thế của ngành. Đến năm 2013, xuất khẩu tôm đạt xấp xỉ 2 tỷ USD, khẳng định vai trò then chốt của tôm trong cơ cấu xuất khẩu thủy sản. Sự phát triển của ngành đòi hỏi sự đầu tư và cải tiến liên tục trong quy trình sản xuất.

1.2. Tình Hình Sử Dụng Máy Bóc Vỏ Tôm Hiện Nay

Hiện nay, công đoạn bóc vỏ tôm trong các nhà máy chế biến thủy sản chủ yếu vẫn thực hiện thủ công. Theo thống kê, khâu này chiếm đến 62% tổng số lao động trong công đoạn sơ chế. Việc sử dụng lao động thủ công kéo theo nhiều hạn chế, bao gồm năng suất thấp, chất lượng không đồng đều, nguy cơ nhiễm vi sinh cao, chi phí nhân công lớn và điều kiện làm việc không đảm bảo. Do đó, việc ứng dụng máy bóc vỏ tôm bán tự động là giải pháp tất yếu để nâng cao năng suất, giảm chi phí và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Tuy nhiên, cần tối ưu hóa các thông số kỹ thuật của máy, đặc biệt là lực kẹp, để đạt được hiệu quả tốt nhất.

II. Thách Thức Lực Kẹp Ảnh Hưởng Chất Lượng Tôm Ra Sao 50 60

Việc sử dụng máy bóc vỏ tôm bán tự động mang lại nhiều lợi ích, song cũng đặt ra những thách thức mới. Một trong những thách thức lớn nhất là kiểm soát và tối ưu hóa lực kẹp. Lực kẹp không phù hợp có thể gây ra những tác động tiêu cực đến chất lượng thịt tôm. Nếu lực kẹp quá lớn, cấu trúc thịt tôm có thể bị phá vỡ, dẫn đến dập nát, làm giảm giá trị cảm quan và dinh dưỡng. Ngược lại, nếu lực kẹp quá nhỏ, hiệu quả bóc vỏ sẽ giảm, tôm có thể bị sót vỏ hoặc không được bóc vỏ hoàn toàn. Ngoài ra, lực kẹp không đều cũng có thể gây ra sự khác biệt về chất lượng giữa các con tôm, ảnh hưởng đến tính đồng nhất của sản phẩm. Nghiên cứu này nhằm mục đích làm rõ mối quan hệ giữa lực kẹp và các chỉ tiêu chất lượng tôm, từ đó đề xuất các thông số lực kẹp tối ưu cho máy bóc vỏ tôm bán tự động.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Chất Lượng Thịt Tôm

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thịt tôm trong quá trình chế biến, bao gồm lực kẹp, tốc độ bóc vỏ, loại tôm, độ tươi của tôm, và quy trình bảo quản. Lực kẹp là yếu tố quan trọng nhất trong quá trình bóc vỏ bằng máy, vì nó tác động trực tiếp lên cấu trúc thịt tôm. Tốc độ bóc vỏ cũng có thể ảnh hưởng đến tổn thất chất lượng, đặc biệt là khi lực kẹp không phù hợp. Loại tôm khác nhau có đặc tính cơ học khác nhau, do đó yêu cầu lực kẹp khác nhau. Độ tươi của tôm cũng ảnh hưởng đến độ đàn hồi và cấu trúc của thịt. Cuối cùng, quy trình bảo quản trước và sau khi bóc vỏ có thể ảnh hưởng đến độ tươi và màu sắc của thịt tôm.

2.2. Tỷ Lệ Hao Hụt Tôm Bài Toán Kinh Tế Nan Giải

Tỷ lệ hao hụt tôm là một trong những vấn đề quan trọng mà các nhà máy chế biến thủy sản quan tâm. Hao hụt có thể xảy ra trong nhiều công đoạn, từ tiếp nhận nguyên liệu đến đóng gói thành phẩm. Trong quá trình bóc vỏ, lực kẹp không phù hợp có thể làm tăng tỷ lệ hao hụt do dập nát hoặc làm mất thịt tôm. Việc giảm thiểu tỷ lệ hao hụt không chỉ giúp tiết kiệm chi phí nguyên liệu mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất và tăng lợi nhuận cho doanh nghiệp. Nghiên cứu này sẽ đánh giá ảnh hưởng của lực kẹp đến tỷ lệ hao hụt tôm và đề xuất các giải pháp để giảm thiểu tổn thất.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Lực Kẹp Tối Ưu Cho Máy Bóc Vỏ 50 60

Để nghiên cứu ảnh hưởng của lực kẹp, một phương pháp tiếp cận kết hợp lý thuyết và thực nghiệm đã được áp dụng. Đầu tiên, phân tích cơ học được thực hiện để xác định các thông số lực kẹp tối ưu dựa trên đặc tính cơ học của thịt tôm. Tiếp theo, các thí nghiệm được tiến hành trên máy bóc vỏ tôm bán tự động để đánh giá ảnh hưởng của các thông số lực kẹp khác nhau đến chất lượng thịt tôm, tỷ lệ hao hụt, và hiệu quả bóc vỏ. Các chỉ tiêu chất lượng tôm được đánh giá bao gồm độ tươi, độ đàn hồi, màu sắc, và cấu trúc thịt. Kết quả thí nghiệm được phân tích thống kê để xác định mối quan hệ giữa lực kẹp và các chỉ tiêu chất lượng tôm. Từ đó, các thông số lực kẹp tối ưu được xác định để đảm bảo chất lượng sản phẩm và năng suất của máy.

3.1. Thiết Kế Cụm Đồ Gá Yếu Tố Quyết Định Lực Kẹp

Thiết kế cụm đồ gá có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát lực kẹp tác dụng lên tôm. Cụm đồ gá phải đảm bảo định vị chính xác tôm và phân bố lực kẹp đều lên bề mặt tiếp xúc. Nghiên cứu này trình bày chi tiết về thiết kế cụm đồ gá, bao gồm lựa chọn vật liệu, xác định kích thước, và bố trí các ngàm kẹp. Nguyên lý hoạt động và nhiệm vụ của các nguyên công được phân tích kỹ lưỡng. Các yếu tố như phương pháp định vị, cơ cấu kẹp, và cơ cấu sinh lực được xem xét để đảm bảo lực kẹp ổn định và chính xác. Thiết kế chi tiết các bộ phận như cơ cấu dẫn hướng, cơ cấu định vị, và cơ cấu tách đốt cuối cũng được trình bày.

3.2. Mô Hình Thí Nghiệm Đánh Giá Ảnh Hưởng Lực Kẹp

Mô hình thí nghiệm được xây dựng để đánh giá ảnh hưởng của lực kẹp đến chất lượng thịt tôm. Thí nghiệm bao gồm hai phần: thí nghiệm đơn yếu tố và thí nghiệm toàn phần. Thí nghiệm đơn yếu tố tập trung vào việc xác định lực kẹp tối ưu bằng cách thay đổi lực kẹp và giữ các yếu tố khác không đổi. Thí nghiệm toàn phần đánh giá ảnh hưởng của nhiều yếu tố đồng thời, bao gồm lực kẹp, tốc độ dao cắt, và tốc độ tôm. Các thiết bị và dụng cụ thí nghiệm, bao gồm đồng hồ đo lực điện tử, cân điện tử, động cơ DC24V, và động cơ Step, được lựa chọn và sử dụng để đảm bảo độ chính xác của kết quả thí nghiệm.

IV. Ứng Dụng Tối Ưu Lực Kẹp Nâng Cao Chất Lượng Tôm 50 60

Kết quả nghiên cứu cho thấy lực kẹp có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng thịt tôm. Lực kẹp quá lớn gây dập nát thịt, làm giảm độ đàn hồi và màu sắc của thịt tôm. Ngược lại, lực kẹp quá nhỏ làm giảm hiệu quả bóc vỏ, dẫn đến sót vỏ và tăng tỷ lệ hao hụt. Dựa trên kết quả thí nghiệm, các thông số lực kẹp tối ưu đã được xác định để đảm bảo chất lượng sản phẩm và năng suất của máy. Việc áp dụng các thông số lực kẹp tối ưu này vào máy bóc vỏ tôm bán tự động có thể giúp cải thiện chất lượng thịt tôm, giảm tỷ lệ hao hụt, và nâng cao hiệu quả sản xuất. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và vận hành máy bóc vỏ tôm hiệu quả hơn.

4.1. Phân Tích Kết Quả Thực Nghiệm Lực Kẹp và Chất Lượng

Phân tích kết quả thực nghiệm cho thấy có sự tương quan giữa lực kẹp và các chỉ tiêu chất lượng tôm. Thí nghiệm đơn yếu tố cho thấy sự thay đổi của lực kẹp ảnh hưởng đến chất lượng thịt tôm, tốc độ dao cắt và tốc độ tôm. Thí nghiệm toàn phần cho thấy mối quan hệ phức tạp giữa các yếu tố và ảnh hưởng của chúng đến chất lượng. Phương trình hồi quy được xây dựng để mô tả mối quan hệ này. Kiểm tra ý nghĩa các hệ số hồi quy và tính thích hợp của phương trình được thực hiện để đảm bảo độ tin cậy của kết quả. Đồ thị thể hiện tương quan của các cặp yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cũng được trình bày.

4.2. Tối Ưu Hóa Thông Số Bí Quyết Nâng Cao Năng Suất

Tối ưu hóa thông số là bước quan trọng để nâng cao năng suất và chất lượng của máy bóc vỏ tôm. Dựa trên kết quả phân tích, các thông số lực kẹp, tốc độ dao cắt, và tốc độ tôm được tối ưu hóa để đạt được hiệu quả bóc vỏ cao nhất và tổn thất chất lượng thấp nhất. Điểm chất lượng và thịt hao hụt được xem xét để xác định các thông số tối ưu. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở để cải tiến thiết kế và điều chỉnh thông số kỹ thuật của máy bóc vỏ tôm, giúp các nhà máy chế biến thủy sản nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

V. Kết Luận Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Máy Bóc Vỏ 50 60

Nghiên cứu này đã thành công trong việc đánh giá ảnh hưởng của lực kẹp đến chất lượng thịt tôm trong máy bóc vỏ tôm bán tự động. Các thông số lực kẹp tối ưu đã được xác định và có thể áp dụng để cải thiện hiệu quả của máy. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hướng phát triển tiềm năng cho nghiên cứu trong tương lai. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố khác như thiết kế dao cắt, quy trình bóc vỏ, và loại tôm đến chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, việc phát triển các hệ thống điều khiển lực kẹp tự động và thích ứng có thể giúp nâng cao năng suất và chất lượng của máy bóc vỏ tôm hơn nữa. Nghiên cứu này góp phần vào sự phát triển của ngành chế biến thủy sản Việt Nam, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế.

5.1. Kết Quả Đạt Được Lực Kẹp Tối Ưu Tôm Chất Lượng

Nghiên cứu đã đạt được những kết quả quan trọng, bao gồm xác định được mối quan hệ giữa lực kẹp và chất lượng thịt tôm, xây dựng mô hình thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của lực kẹp, và đề xuất các thông số lực kẹp tối ưu. Các thông số này có thể giúp các nhà máy chế biến thủy sản cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm tỷ lệ hao hụt, và nâng cao hiệu quả sản xuất. Nghiên cứu cũng cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và vận hành máy bóc vỏ tôm hiệu quả hơn.

5.2. Hướng Phát Triển Công Nghệ Bóc Vỏ Tôm Tự Động Hóa

Trong tương lai, cần tập trung vào việc phát triển các công nghệ bóc vỏ tôm tự động hóa, bao gồm hệ thống điều khiển lực kẹp tự động, hệ thống nhận diện và phân loại tôm tự động, và hệ thống vệ sinh và khử trùng tự động. Nghiên cứu cũng cần tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố khác như thiết kế dao cắt và quy trình bóc vỏ đến chất lượng sản phẩm. Sự kết hợp giữa nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ sẽ giúp ngành chế biến thủy sản Việt Nam phát triển bền vững và cạnh tranh trên thị trường quốc tế.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành thủy sản Việt Nam đã trở thành một trong những ngành kinh tế mũi nhọn với tốc độ tăng trưởng xuất khẩu thủy sản đạt 21% năm 2011, giá trị xuất khẩu đạt 6,1 tỷ USD, trong đó tôm chiếm khoảng 2,5 tỷ USD. Việt Nam là một trong mười nhà xuất khẩu tôm hàng đầu thế giới, với sản lượng xuất khẩu năm 2010 đạt 240.985 tấn, tăng 51% so với năm 2005. Tuy nhiên, khâu bóc vỏ tôm hiện nay chủ yếu thực hiện thủ công, chiếm tới 62% tổng số lao động trong quy trình chế biến, dẫn đến năng suất thấp, chất lượng sản phẩm không ổn định, chi phí sản xuất cao và ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe người lao động.

Trước thực trạng này, việc nghiên cứu và phát triển máy bóc vỏ tôm bán tự động là cấp thiết nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và giảm thiểu hao hụt khối lượng tôm trong quá trình bóc vỏ. Luận văn tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của lực kẹp trong máy bóc vỏ tôm bán tự động đến hao hụt khối lượng tôm, từ đó đề xuất các thông số kỹ thuật tối ưu cho cụm đồ gá kẹp tôm. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM trong năm 2014, với mục tiêu nâng cao hiệu quả công nghệ chế biến tôm, góp phần phát triển ngành thủy sản Việt Nam theo định hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa đến năm 2020 và 2030.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Nguyên lý bóc vỏ tôm: Bóc vỏ theo hướng từ lưng xuống, gồm các bước tách vỏ đốt cuối, xẻ lưng, lấy chỉ và tách thịt khỏi vỏ.
• Cơ học lực kẹp và lực cắt: Phân tích lực kẹp cần thiết để giữ tôm chắc chắn trong quá trình bóc vỏ mà không làm hư hại thịt tôm, dựa trên các nghiên cứu về lực cắt tôm đông lạnh và tôm tươi.
• Thiết kế đồ gá cơ khí: Áp dụng các nguyên lý định vị 5 bậc tự do cho tôm trong cụm kẹp, sử dụng cơ cấu kẹp kiểu đòn bẩy và cơ cấu sinh lực bằng lò xo điều khiển bánh cam.
• Phân tích thực nghiệm và hồi quy: Sử dụng phương pháp thực nghiệm để xác định mối quan hệ giữa lực kẹp, tốc độ dao cắt, tốc độ tôm và chất lượng thịt tôm, áp dụng mô hình hồi quy để tối ưu hóa thông số.

Các khái niệm chính bao gồm: lực kẹp, lực cắt, đồ gá kẹp tôm, hao hụt khối lượng tôm, chất lượng thịt tôm, nguyên lý bóc vỏ tôm.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thu thập từ các thí nghiệm thực tế trên máy bóc vỏ tôm bán tự động được thiết kế và chế tạo tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM. Mẫu tôm sử dụng là tôm sú và tôm thẻ có khối lượng từ 25 đến 45 gram, kích thước thân từ 60 đến 100 mm.
• Phương pháp phân tích: Thực hiện thí nghiệm đơn yếu tố và thí nghiệm toàn phần để khảo sát ảnh hưởng của lực kẹp, tốc độ dao cắt và tốc độ tôm đến hao hụt khối lượng và chất lượng thịt tôm. Sử dụng phân tích phương sai (ANOVA) và hồi quy đa biến để xác định các hệ số ảnh hưởng và mô hình tối ưu.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu bắt đầu từ tháng 7/2014, hoàn thành thí nghiệm và phân tích dữ liệu trong vòng 5 tháng, kết thúc vào tháng 12/2014.

Cỡ mẫu thí nghiệm khoảng 50 mẫu tôm được thử nghiệm với các mức lực kẹp và tốc độ khác nhau. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên trong phạm vi kích thước và trọng lượng cho phép để đảm bảo tính đại diện.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của lực kẹp đến hao hụt khối lượng tôm: Khi lực kẹp tăng từ mức thấp đến mức tối ưu, hao hụt khối lượng tôm giảm đáng kể, đạt mức hao hụt tối thiểu khoảng 3-5%. Tuy nhiên, khi lực kẹp vượt quá ngưỡng tối ưu, hao hụt tăng lên do thịt tôm bị nát và bung ra ngoài, gây mất mát khối lượng.
2. Tác động của tốc độ dao cắt: Tốc độ dao cắt tăng từ 20 đến 40 vòng/phút làm giảm hao hụt khối lượng tôm khoảng 10%, đồng thời cải thiện chất lượng thịt tôm do giảm thời gian tiếp xúc và tổn thương cơ học.
3. Ảnh hưởng của tốc độ tôm trong máy: Tốc độ vận chuyển tôm tăng làm giảm thời gian bóc vỏ, nhưng nếu vượt quá 30 con/phút sẽ làm tăng tỷ lệ tôm bị rách và hao hụt khối lượng lên đến 7%.
4. Mối quan hệ tương tác giữa lực kẹp và tốc độ dao cắt: Phân tích hồi quy cho thấy lực kẹp và tốc độ dao cắt có tương tác đáng kể (p < 0.05) ảnh hưởng đến chất lượng thịt tôm, biểu diễn qua đồ thị tương quan thể hiện vùng tối ưu lực kẹp từ 15-20 N và tốc độ dao cắt 30-35 vòng/phút.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy lực kẹp là yếu tố quyết định trực tiếp đến hao hụt khối lượng và chất lượng thịt tôm trong quá trình bóc vỏ. Lực kẹp quá nhỏ không giữ được tôm chắc chắn, dẫn đến tôm bị trượt và hao hụt; lực kẹp quá lớn gây tổn thương cơ học làm thịt tôm bị nát, giảm giá trị sản phẩm. Tương tự, tốc độ dao cắt và tốc độ tôm cần được điều chỉnh đồng bộ để tối ưu hóa hiệu quả bóc vỏ.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả phù hợp với nghiên cứu của Sirintra Boonsumrej về lực cắt tôm đông lạnh và tươi, đồng thời cải tiến hơn nhờ áp dụng thiết kế đồ gá kẹp mới và phương pháp thực nghiệm toàn diện. Việc sử dụng cơ cấu kẹp kiểu đòn bẩy và cơ cấu sinh lực bằng lò xo giúp điều chỉnh lực kẹp chính xác, giảm hao hụt và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ hồi quy đa biến và bảng phân tích phương sai để minh họa mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố và tương tác giữa chúng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Điều chỉnh lực kẹp trong khoảng 15-20 N: Để giảm hao hụt khối lượng tôm xuống dưới 5%, lực kẹp nên được điều chỉnh chính xác trong khoảng này. Chủ thể thực hiện là kỹ sư vận hành máy, thời gian áp dụng ngay sau khi hoàn thiện thiết kế.
2. Tăng tốc độ dao cắt lên 30-35 vòng/phút: Giúp nâng cao năng suất và chất lượng thịt tôm, giảm tổn thương cơ học. Nhà sản xuất máy cần thiết kế động cơ phù hợp, doanh nghiệp chế biến cần đào tạo vận hành.
3. Kiểm soát tốc độ vận chuyển tôm không vượt quá 30 con/phút: Đảm bảo tôm không bị rách, giảm hao hụt. Nhà quản lý sản xuất cần giám sát và điều chỉnh quy trình vận hành.
4. Hoàn thiện thiết kế cụm đồ gá kẹp tôm: Áp dụng cơ cấu kẹp kiểu đòn bẩy và cơ cấu sinh lực bằng lò xo điều khiển bánh cam để tăng độ chính xác và độ bền. Bộ phận kỹ thuật và thiết kế máy cần phối hợp nghiên cứu và thử nghiệm thêm trong vòng 6 tháng tới.

Các giải pháp trên cần được triển khai đồng bộ để đạt hiệu quả tối ưu về năng suất và chất lượng sản phẩm trong các nhà máy chế biến tôm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các doanh nghiệp chế biến thủy sản: Nghiên cứu giúp cải tiến quy trình bóc vỏ tôm, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, giảm chi phí lao động và hao hụt nguyên liệu.
2. Nhà sản xuất máy móc thiết bị chế biến thủy sản: Tham khảo thiết kế cụm đồ gá kẹp tôm và các thông số kỹ thuật để phát triển máy bóc vỏ tôm bán tự động phù hợp với thị trường Việt Nam.
3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật cơ khí và công nghệ thực phẩm: Tài liệu tham khảo về ứng dụng cơ học lực kẹp, thiết kế đồ gá và phương pháp thực nghiệm trong lĩnh vực chế biến thủy sản.
4. Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách ngành thủy sản: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng các chính sách hỗ trợ phát triển công nghiệp chế biến thủy sản hiện đại, nâng cao giá trị xuất khẩu.

Câu hỏi thường gặp

1. Lực kẹp ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng thịt tôm?
   Lực kẹp quá nhỏ làm tôm trượt, hao hụt tăng; quá lớn gây rách thịt, làm giảm chất lượng. Lực kẹp tối ưu khoảng 15-20 N giúp giữ tôm chắc chắn mà không làm hư hại thịt.

2. Tại sao cần điều chỉnh tốc độ dao cắt?
   Tốc độ dao cắt ảnh hưởng đến thời gian tiếp xúc và tổn thương cơ học. Tăng tốc độ dao cắt đến 30-35 vòng/phút giúp giảm hao hụt và nâng cao chất lượng thịt tôm.

3. Phương pháp xác định lực kẹp trong nghiên cứu là gì?
   Sử dụng thí nghiệm thực tế với mẫu tôm có kích thước chuẩn, đo hao hụt khối lượng và chất lượng thịt tôm dưới các mức lực kẹp khác nhau, kết hợp phân tích hồi quy để xác định lực kẹp tối ưu.

4. Cơ cấu kẹp kiểu đòn bẩy có ưu điểm gì?
   Cơ cấu này giúp kẹp chặt tôm đồng đều hai bên, giữ đúng vị trí tôm, giảm sai số gá đặt và hạn chế tổn thương thịt so với cơ cấu kẹp kiểu ê tô.

5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các loại tôm khác không?
   Nghiên cứu chủ yếu áp dụng cho tôm sú và tôm thẻ có kích thước từ 25-45 gram. Với các loại tôm khác, cần điều chỉnh thông số lực kẹp và thiết kế đồ gá phù hợp.

Kết luận

• Đã xác định được mối quan hệ giữa lực kẹp, tốc độ dao cắt, tốc độ tôm và hao hụt khối lượng tôm trong máy bóc vỏ bán tự động.
• Lực kẹp tối ưu trong khoảng 15-20 N giúp giảm hao hụt và bảo vệ chất lượng thịt tôm.
• Tốc độ dao cắt và tốc độ tôm cần được điều chỉnh đồng bộ để đạt hiệu quả cao nhất.
• Thiết kế cụm đồ gá kẹp kiểu đòn bẩy và cơ cấu sinh lực bằng lò xo điều khiển bánh cam là giải pháp phù hợp cho máy bóc vỏ tôm bán tự động.
• Đề xuất triển khai áp dụng các thông số kỹ thuật và thiết kế trong các nhà máy chế biến tôm nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

Next steps: Hoàn thiện thiết kế, thử nghiệm mở rộng trên quy mô công nghiệp, đào tạo vận hành và chuyển giao công nghệ.

Call to action: Các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu nên phối hợp để ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn, góp phần phát triển ngành thủy sản Việt Nam bền vững và hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUOC GIA THÀNH PHO HO CHÍ MINH TRUONG DAI HOC BACH KHOA KHOA CO KHI LUAN VAN THAC SI DE TAI: “NGHIEN CUU ANH HUONG CUA LUC KEP DEN SU HAO HUT KHOI LƯỢNG TOM TRONG MAY BOC VO TOM BAN TU DONG” GVHD: PGS.TS Dang Van Nghin HVTH: Cao Tran Ngoc Tuan Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí Thành Pho Hỗ Chí Minh, 12/2014 ĐẠI HỌC QUOC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập — Tự do - Hanh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Học viên thực hiện : Cao Trần Ngọc Tuan MSHV : 13040401 Ngày, tháng, năm sinh : 13/07/1990 Nơisinh : Bến Tre Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ khí Mãsô : 60. TÊN DE TÀI NGHIÊN CỨU ẢNH HUONG CUA LUC KEP DEN SU HAO HUT KHOI LƯỢNG TOM TRONG MAY BOC VO TOM BAN TU DONG Il. NHIEM VU VÀ NOI DUNG 1. Phân tích các tac động cua ngoại lực có ảnh hưởng đến chất lượng thịt tôm trong máy bóc vỏ tôm bán tự động.

Tìm được mối qua hệ giữa các yếu tố đó đến chất lượng thịt tôm từ đó tìm ra được các thông số tối ưu để hiệu chỉnh máy nhằm cải tiễn được chất lượng thành phẩm và năng suất của máy bóc vỏ tôm bán tự động. NGÀY GIAO NHIEM VU: 07/7/2014 IV. NGAY HOAN THANH NHIEM VU: 07/12/2014 v. CAN BO HUONG DAN: PGS.TS Dang Van Nghin TP.HCM, ngay thang 12 nam 2014 CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON (Họ tên và chữ ky) PGS.TS Đặng Văn Nghìn TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ (Họ tên và chữ ký) Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đặng Văn Nghìn Cán bộ cham nhận xét Ï:.-c c2 c2 2222212211111 5151551 xxs2 ( Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi và chữ ký) Cán bộ cham nhận xét 2: .-c c2 22222222221 151 1511 1x ( Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai học Bách khoa, DHQG-TP.HCM ngày tháng năm 2014.

Thành phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi r6 họ, tên, học ham, học vi của Hội đông châm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trường Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐÓNG TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ LỜI CÁM ƠN Nghiên cứu ảnh hưởng của lực kẹp đến chất lượng thịt tôm là một vấn đề rất mới và chưa có tiền lệ tham khảo, do đó tôi không thé hoàn thành luận văn này nếu không có sự hướng dẫn tận tình của thầy Dang Văn Nghin. Thay đã tạo moi điều kiện dé tôi có thé thực hiện các nghiên cứu, thí nghiệm trên máy cũng như trên mô hình. Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thây.

Bên cạnh đó tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến cá cộng sự đã tích cực giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn, cắm ơn anh Định Văn Thới — công ty Sao Ta đã hỗ trợ về phần thí nghiệm để tôi có được các kết quả đánh giá chính xác nhất. Tôi xin chân thành cảm on! TP.HCM, ngày 07 tháng 12 năm 2014 Học viên thực hiện Cao Tran Ngọc Tuấn ii TOM TAT Luận văn trình bay một nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của lực kẹp đến lượng thịt tôm bị hao hụt trong quá trình bóc vỏ của máy bóc vỏ tôm bán tự động. Nghiên cứu được thực hiện từ phan kết cấu cơ khí của hàm kẹp đến một quy trình thực nghiệm dé đánh giá ảnh hưởng toàn diện của lực kẹp đến chất lượng thịt tôm. Kết quả nghiên cứu sẽ đưa ra các thông số công nghệ để hoàn thiện, nâng cao chất lượng thịt tôm sau khi bóc vỏ của máy bóc vỏ tôm bán tự động.

ABSTRACT Thesis present a research about the impact of clamping force to quality of shrimp in semi automatic peeling machine. This research was carried out from the mechanical structure of the holder to an experimental procedure. By evaluating the total effect of clamping force, meat of shrimp is defined quantitative and qualitative specifically. Result of research will show the technological parameters to perfect and improve the quality of shrimp.

lil LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIÁ Tôi xin cam đoan kêt quả của luận văn này hoàn toàn là sản phâm nghiên cứu của chính bản thân tôi. Sô liệu trong luận văn hoàn toàn trung thực dựa trên thực nghiệm và các phân tích lý thuyết. Tôi xin chịu trách nhiệm nêu có bat cứ vi phạm nào về mặt pháp luật đôi với luận văn. Tác giả Cao Trần Ngọc Tuấn IV MỤC LỤC LOI CAM 090 .,ôÔỎ iii DANH MỤC HINH ANH .ceeccccescececesecsscecececsssececececsesevecsceceeevavsceeevavaceseees viii DANH MỤC BẢNG.- tt 19121111 911151111 01111101111 11g11 ng ng xi CHUONG 1: GIỚI THIEU DE TAL.1 = Vai trò của ngành thủy Sả1.2 Tinh hình xuất khẩu xuất khẩu tôm của Việt Nam:.

---: 3 13 Tình hình sản xuất, chế biến tôm ở Việt Nam .4 Tổng quan tình hình nghiên cứu máy bóc vỏ tôm .1 Tình hình nghiên cứu ngoài HƯỚC: .2 Tình hình nghiên cứu trong THƯỚC: .-LLQQ Q9 HH HH va 16 16 Y nghĩa khoa học của dé tài: .7 Mục đích và nội dung nghiên CỨU:.---- <5 5< e2 17 CHƯƠNG 2: NGUYEN LÝ HOAT ĐỘNG HE THONG BOC VO TOM.1 Nguyên lý DOC VO .2 __ Nguyên lý hoạt động của hệ thống.---- ¿5-5 2 5s+s+c£s+eszecsẻ 18 CHUONG 3: THIET KE CUM DO GÁ.1 Gidi thiệu đối tượng gia công. Đặc điểm tOM cece ccccecescscecscsccescssecscececsecevscscecesevavseevevavsceceees 21 3.2 Yêu câu kỹ thuật của tôm bóc VO.2 _ Nguyên lý làm việc, nhiệm vu của các nguyên công.3 Phân tích sơ đồ ga đặt tôm (phôi) .2 Xác đính lực cắt. Tính lực kẹp cần thiẾt.4 _ Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế đồ gá .1 Xác định phương pháp định VỊ .2 Xác định cơ câu kẹp tôm (phôi).3 Chọn cơ cấu sinh lỰC.--¿-c-s + xxx E112 kg svceegeeeree 30 3.5 _ Thiết kế chỉ tiẾt:. cọ nọ re 32 3.6 _ Xác định kết cau các bộ phận khác: .1 Cơ cau dẫn hướng.2 Cơ cấu định vị.

Cơ cau tách đốt cuối: .-----¿-:- 5+ Sc2EEEcteEerrkrrerrrererred 37 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CUU THỰC NGHIỆM.-----cc c1 ng HH vn.2 Phân tích, lựa chọn các thông TT 39 4.1 Phân tích cum máy xẻ lưng.2 Phân tích cụm hàm kẹp. Lựa chọn các thôn số thí nghiỆm.-- «5 5S S354 43 A3 Mô hình thí nghiệm .1 Thí nghiệm 1: Tim lực kẹp COL ƯU.2 Thí nghiệm toàn phan có các yếu tố thay đối .------- 47 44 Thiết bị và dụng cụ thí nghiỆm .--- << keeeeese 48 AS Qui trình thí nghiỆm.1 Thí nghiệm xác định lực Kẹp .2 Thí nghiệm toàn phan .---- - + 25+ E+E+E£E+EeErxrrerererrrrees 53 CHUONG 5: PHAN TÍCH KET QU Ả.1 _ Thí nghiệm đơn yếu t6 .1 Thực nghiệm khi lực kẹp thay (0) 56 5.2 Thực nghiệm khi tốc độ dao thay đổi:. Thực nghiệm khi tốc độ tôm thay đổi .2 _ Thí nghiệm toàn phần.1 Phương trình hồi Quy .2 Kiếm tra ý nghĩa các hệ số hồi quy. Kiếm tra tính thích hop của phương trình hồi quy .3 _ Đô thị thé hiện tương quan của các cặp yếu tố ảnh hưởng đến chất lưỢng:.

Lọ TH nọ 64 5.1 Điểm chất lượng .--¿--- - S2 SE SESE E2 SE EEEEEEErrrkrree 64 5.2 Thịt hao hụt.4 __ Tối ưu hóa thông SỐ:.-- ¿+2 S2 SE +E£E£ESEEEEEEEEEEEEEEEEErkrerree 67 CHUONG 6: KET LUẬN .1 Kết quả đã đạt được.---- 5c set tt grrrererrred 69 6.2 Hướng phát triỂn.-- ¿2-5522 SE ESEEEEcEererkrrerered 69 TÀI LIEU THAM KH ẢO.- - -c s62 9691912 SE SE vcvserrerei 70 PHUC LUC. ¿5222212393521 3913112111 132111 1121111111 1111 0111110111111 71 Vil DANH SÁCH HÌNH ANH Hình 1-1: Sản lượng tôm ở Châu A. Sản lượng và giá trị tôm xuất khẫu.--¿---¿- - 2 2 s+s+eseszcsre¿ 4 Hình 1-3: Quy trình chế biến tôm thành phẩm tai các nhà máy. 5 Hinh 1-4: So dé phan bố tỉ lệ lao động (Nguồn: WWW.

5 Hình 1-5: Sơ đỗ cau trúc máy bóc vỏ tôm theo James Martial Lapeyre. 6 Hình 1-6: Nguyên lý bóc vỏ tôm tổng thé theo James Martial Lapeyre. 7 Hình 1-7 Nguyên lý hoạt động máy bóc vỏ tôm theo tác giả James Martial 22.- 7 Hình 1-8: Cau trúc tong thé máy bóc vỏ tôm của Gregor Jonson.- 8 Hình 1-9: Sơ đỗ nguyên ly máy bóc vỏ tôm theo Gregor Jonsson. Hệ thong trục lăn.

Cau tao trục lăn. -c-- s6 xxx 9191 1S 11v 9E ng ng neo 11 Hình 1-12. Tổng thé máy của Matcon Radgivende Ingeniorfirma. II Hình 1-13 Cau tạo máy của Arthur Grammer.

Bộ phận giữ tÔm. Các cụm chi tiết trong máy SHRIMP WACKER. 13 Hình 1-16: Sơ dé máy bóc vỏ tôm theo bài báo của tác giả .-- 14 Hình 1-17: Cấu trúc tong thé của hệ thống bóc vỏ tôm. ------ - +: 15 Hình 2-1: Minh họa nguyên lý bóc vỏ tÔm.

18 Hình 2-2: Nguyên lý hệ thông bóc vỏ tôm.---- ¿+ + + s+++c++s+x+zezsexee 19 Hình 2-3: Sơ đồ hệ thống. 19 Hình 3-1: Cau tạo ngoài của tÔnm. 21 Hình 3-2: Kích thước cho phép của tôm nguyên liệu đầu vào. 22 Hình 3-3: Tôm sau khi được DOC VO.

22 Hình 3-4: Cụm máy XẻẺ Ïững. -- - - -- + + 900190 ng re 23 Hình 3-5: Cụm máy lay chỉ.---- ¿+ +52 +x+SSE+E#EEEE£ESEEEEEEEErErkrkrrkrkrrres 24 Hình 3-6: Cụm máy lay thịt .----¿- - 5252 SE 2E2E+ESEEEEEEEESEEEEEEEEEEEErrrrrrkred 24 Hinh 3-7: Cum ni 0:0 0177. 25 Hình 3-8: Sơ đồ vị tri ga đặt của tÔm.- ¿+ - + + 2 2 +EcESESEErkrkrrererered 25 Hình 3-9: Sơ đồ đặt lực tại bốn cụm MAY .--- ¿2522 cs+ecesesrrsred 26 Hình 3-10: Định vị bằng khối V. 28 Hình 3-11: Dinh vị bang con lăn 6p .---¿-¿- 2 + S222 E£E2ESEEEEErEerrrkrkrkred 28 Hình 3-12: Cơ cau kẹp kiỂu ê tÔ.

29 Hình 3-13: Cơ cau kẹp kiểu đòn bẩyy.---- 5: 2 25+ 2x tEcxterrkrrrrrkrreee 30 Hình 3-14: Cơ cau sinh lực dùng thủy lực. ¿5 + 5 s+c+cecs+xeezseeee 31 Hình 3-15: Cơ cau sinh lực bằng lò XO vcececccccccsscssssesescsessssssescssssssesesesssessees 32 Hình 3-16: Sơ đồ bố trí ngàm Kep .ccceccccsccscsessssesessssessesssessesesessesesessssssesseseeee 33 Hình 3-17: Bán kính cong Re CUa fÔm. 33 Hình 3-18: Ngàm kẹp thân (a) và ngàm kẹp đuôi (b). 35 Hình 3-20: Vùng kẹp tỐm.- - Ăn ng ngờ 35 Hình 3-21:Cơ cau dẫn hướng .- ¿5252 52222322 SE‡E#EEE2EEEEEEErkrrerkrrree 36 Hình 3-22: Cơ cau định vị con lăn ép .--¿-¿- + 2 2 22E£E+ESEEErkrkrrersrered 36 Hình 3-23: Nguyên lý hoạt động của cum tách đốt cuối.

---- 37 Hình 3-24: Kết cầu hàm kẹp hoàn chỉnh .-- - + 2 25+ 2££+£££+£z£zrszs2 38 Hình 4-1: Dao cắt lưng tôm.----¿- - 5252523 E*ESEEEEEEEE2EEEEEEEEEEEErErrrrkred 40 Hình 4-2: Các thành phần lực cắt.-- - ¿+ + + 2 2 +E+E£E+EzE£E+ErEeEerererered 40 Hình 4-3: Các đại lượng ảnh hưởng đến quá trình thí nghiệm. 4] Hình 4-4: Cau trúc tong thé của cụm Kep .---- ¿5-5 2 5s+c+c+cs+esrzseree 42 Hình 4-5: Mặt cắt hàm kẹp tôm.--- ¿2 6E E2 1211222 121211 Errrrred 42 Hình 4-6: Hàm kẹp dùng trong thí nghiỆm Ì.