Luận văn thạc sĩ về thiết kế máy chế biến thực phẩm thịt chà bông

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu thiết kế chế tạo máy chế biến thực phẩm thịt chà bông, ứng dụng công nghệ hiện đại trong sản xuất thực phẩm.

• Tác giả: Hoàng Võ Anh Tuấn
• Người hướng dẫn: TS. Huỳnh Nguyễn Hoàng
• Trường học: Đại học Nông Lâm TP.HCM
• Chuyên ngành: Cơ khí
• Đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy chế biến thực phẩm thịt chà bông
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.1. Cơ sở khoa học và thực tiễn
• 1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Giới thiệu món thịt chà bông/ruốc
• 2.2. Đặc tính sản phẩm
• 2.3. Quy trình công nghệ chế biến
• 2.4. Phương thức chế biến thịt chà bông/ruốc
• 2.5. Phân loại thịt chà bông/ruốc
• 2.6. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 2.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
• 3.1. Quy trình chế biến thịt chà bông
• 3.2. Phân tích và chọn phương án khả thi
• 3.3. Tiêu chí máy chế biến thực phẩm thịt chà bông
• 3.4. Phương án thiết kế
• 3.4.1. Sơ đồ khối
• 3.4.2. Bộ phận cấp nhiệt và thùng chứa
• 3.4.2.1. Bộ phận cấp nhiệt
• 3.4.2.2. Thùng chứa
• 4. CHƯƠNG 4: CHẠY THỬ - KIỂM TRA - ĐÁNH GIÁ
• 4.1. Chạy thử - Kiểm tra – Đánh giá thực phẩm thịt heo chà bông
• 4.2. Hoàn chỉnh thiết kế
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN - HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu thiết kế máy chế biến thịt chà bông hiệu quả

Nghiên cứu thiết kế máy chế biến thịt chà bông là một lĩnh vực quan trọng trong ngành chế biến thực phẩm tại Việt Nam. Thịt chà bông, hay còn gọi là ruốc, là một món ăn phổ biến, được ưa chuộng trong bữa cơm hàng ngày. Tuy nhiên, việc chế biến thịt chà bông hiện nay chủ yếu vẫn được thực hiện thủ công, dẫn đến nhiều vấn đề về vệ sinh an toàn thực phẩm. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển máy chế biến thịt chà bông hiệu quả là cần thiết để nâng cao chất lượng sản phẩm và đảm bảo an toàn thực phẩm.

1.1. Đặc điểm và ứng dụng của thịt chà bông trong ẩm thực

Thịt chà bông được làm từ thịt heo, gà hoặc cá, có thể sử dụng kèm với nhiều món ăn khác nhau như cơm, bánh mì, hay xôi. Đặc điểm của thịt chà bông là có màu vàng đều, bông tơi và độ ẩm thấp, giúp bảo quản lâu hơn. Sản phẩm này không chỉ được tiêu thụ trong nước mà còn xuất khẩu sang các nước lân cận như Lào, Campuchia.

1.2. Tình hình chế biến thịt chà bông hiện nay

Hiện tại, việc chế biến thịt chà bông chủ yếu diễn ra tại các cơ sở sản xuất nhỏ và hộ gia đình. Phương pháp chế biến thủ công thường gặp nhiều khó khăn, không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Do đó, việc nghiên cứu thiết kế máy chế biến thịt chà bông là cần thiết để cải thiện quy trình sản xuất.

II. Vấn đề và thách thức trong chế biến thịt chà bông

Chế biến thịt chà bông hiện nay gặp phải nhiều thách thức, đặc biệt là về vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm. Các cơ sở sản xuất thường sử dụng nguyên liệu không đảm bảo, quy trình chế biến không đạt tiêu chuẩn, dẫn đến sản phẩm không an toàn cho người tiêu dùng. Ngoài ra, việc sử dụng máy móc thô sơ cũng làm giảm hiệu quả sản xuất.

2.1. Vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm trong chế biến

Nhiều cơ sở sản xuất thịt chà bông hiện nay không tuân thủ các quy định về vệ sinh an toàn thực phẩm. Việc sử dụng thịt ôi thiu, khu vực sản xuất không sạch sẽ, và quy trình chế biến không đảm bảo là những vấn đề nghiêm trọng cần được khắc phục.

2.2. Thách thức trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất

Việc nâng cao hiệu quả sản xuất thịt chà bông đòi hỏi phải cải tiến công nghệ chế biến. Các máy móc hiện có thường cồng kềnh, chi phí cao và không phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ. Do đó, cần thiết phải nghiên cứu và phát triển máy chế biến thịt chà bông với chi phí hợp lý và hiệu quả cao.

III. Phương pháp nghiên cứu thiết kế máy chế biến thịt chà bông

Nghiên cứu thiết kế máy chế biến thịt chà bông bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc phân tích quy trình chế biến đến việc lựa chọn công nghệ phù hợp. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm phân tích lý thuyết và thực nghiệm, nhằm đảm bảo máy chế biến đạt hiệu quả cao và an toàn cho người sử dụng.

3.1. Phân tích quy trình chế biến thịt chà bông

Quy trình chế biến thịt chà bông bao gồm các bước như sơ chế, ướp gia vị, nấu chín, đánh tơi và sấy khô. Mỗi bước đều cần được thực hiện một cách chính xác để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

3.2. Lựa chọn công nghệ chế biến phù hợp

Công nghệ chế biến thịt chà bông cần phải đảm bảo hiệu suất cao, tiết kiệm chi phí và an toàn vệ sinh thực phẩm. Việc lựa chọn máy móc và thiết bị phù hợp sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu rủi ro trong quá trình sản xuất.

IV. Ứng dụng thực tiễn của máy chế biến thịt chà bông

Máy chế biến thịt chà bông không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Sản phẩm từ máy chế biến có chất lượng đồng đều, đáp ứng được nhu cầu của thị trường. Việc áp dụng máy móc hiện đại trong chế biến thịt chà bông sẽ tạo ra những sản phẩm an toàn và chất lượng hơn.

4.1. Kết quả thử nghiệm máy chế biến thịt chà bông

Kết quả thử nghiệm cho thấy máy chế biến thịt chà bông hoạt động ổn định, sản phẩm đạt yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm. Thịt chà bông sau khi chế biến có màu sắc và độ ẩm đạt tiêu chuẩn, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.

4.2. Lợi ích kinh tế từ việc sử dụng máy chế biến

Việc sử dụng máy chế biến thịt chà bông giúp giảm chi phí sản xuất, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Điều này không chỉ mang lại lợi ích cho các cơ sở sản xuất mà còn cho người tiêu dùng khi có được sản phẩm an toàn và chất lượng.

V. Kết luận và hướng phát triển trong nghiên cứu máy chế biến thịt chà bông

Nghiên cứu thiết kế máy chế biến thịt chà bông là một bước tiến quan trọng trong ngành chế biến thực phẩm tại Việt Nam. Việc áp dụng công nghệ mới không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Hướng phát triển trong tương lai cần tập trung vào việc cải tiến công nghệ và mở rộng quy mô sản xuất.

5.1. Tương lai của máy chế biến thịt chà bông

Máy chế biến thịt chà bông trong tương lai cần được cải tiến về công nghệ, nhằm nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Việc nghiên cứu và phát triển các giải pháp mới sẽ giúp đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

5.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Định hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các máy chế biến nhỏ gọn, tiết kiệm chi phí và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Điều này sẽ giúp các cơ sở sản xuất nhỏ có thể tiếp cận công nghệ hiện đại và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia có nền nông nghiệp phát triển với gần 80% dân số hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp và chế biến thực phẩm. Nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm chế biến từ thịt gia súc, gia cầm ngày càng tăng cao, trong đó thịt chà bông hay ruốc thịt là món ăn truyền thống phổ biến, gắn liền với các sản phẩm ăn kèm như bánh mì, xôi và cơm cháy. Không chỉ phục vụ tiêu dùng nội địa, mặt hàng này còn có tiềm năng xuất khẩu lớn sang các thị trường khu vực Đông Nam Á như Lào, Campuchia và Thái Lan.

Tuy nhiên, tại hơn 90% các cơ sở chế biến quy mô vừa, nhỏ và hộ gia đình hiện nay, quy trình sản xuất vẫn phụ thuộc chủ yếu vào phương pháp thủ công truyền thống. Việc dùng chày cối giã thịt bằng tay tốn nhiều sức lao động, năng suất thấp và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn vệ sinh thực phẩm do phơi sấy hở ngoài môi trường. Trong khi đó, các dòng máy công nghiệp nhập khẩu từ nước ngoài hoặc máy chế biến quy mô lớn có công suất từ 100 kg đến 140 kg mỗi ngày lại quá cồng kềnh, chi phí đầu tư hàng trăm triệu đồng, hoàn toàn không phù hợp với năng lực tài chính của các hộ sản xuất nhỏ.

Đứng trước thực trạng đó, công trình nghiên cứu tập trung vào việc tính toán, thiết kế và chế tạo thử nghiệm máy chế biến thực phẩm thịt chà bông tự động đa năng dành cho quy mô sản xuất vừa và nhỏ. Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm tại Thành phố Hồ Chí Minh với mục tiêu tạo ra thiết bị tích hợp đồng thời các khâu đánh tơi sợi, làm bông và sấy khô trong một buồng máy duy nhất. Thiết bị đạt mục tiêu kỹ thuật với năng suất 72 kg thành phẩm trong một ca làm việc 8 giờ, kiểm soát độ ẩm thành phẩm dưới mức 25%, hàm lượng protein đạt trên 35%, đồng thời đáp ứng nghiêm ngặt các chỉ tiêu vi sinh vật theo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm hiện hành.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng đồng bộ hai nền tảng lý thuyết cốt lõi trong kỹ thuật cơ khí và công nghệ chế biến thực phẩm:

Lý thuyết cơ học máy và hệ dẫn động cơ khí: Đề tài vận dụng lý thuyết truyền động đai và truyền động xích để thiết kế hai cơ cấu truyền lực độc lập với hai dải vận tốc khác nhau. Bộ truyền đai thang được tính toán với tỉ số truyền 2,01 nhằm dẫn động trục đánh tơi ở tốc độ cao 700 vòng/phút, tạo mô-men xoắn 9.879 Nmm. Bộ truyền xích con lăn được thiết kế với tỉ số truyền 1,45 nhằm dẫn động trục làm bông và sấy ở tốc độ chậm 100 vòng/phút, sinh mô-men xoắn 32.947 Nmm. Lý thuyết sức bền vật liệu được áp dụng để kiểm nghiệm ứng suất xoắn, ứng suất uốn và độ bền mỏi của trục Inox 304 đường kính 30 mm có giới hạn bền kéo 515 MPa.

Lý thuyết truyền nhiệt và quá trình sấy cơ học: Quá trình tách ẩm của thịt được xây dựng dựa trên nguyên lý truyền nhiệt tiếp xúc trực tiếp từ điện trở nhiệt công suất 1000W qua đáy phẳng thùng chứa, kết hợp đối lưu cưỡng bức tạo ra bởi các cánh khuấy dạng bản nghiêng góc 45 độ. Thịt nạc có khối lượng riêng dao động từ 1000 đến 1070 kg/m3 được đảo trộn liên tục, đảm bảo dòng vật liệu chuyển động tiếp tuyến đều khắp bề mặt cấp nhiệt.

Ba khái niệm học thuật then chốt được chuẩn hóa trong nghiên cứu bao gồm: độ tơi xốp của sợi thịt, độ ẩm cân bằng bảo quản dưới 25%, và giới hạn an toàn vi sinh vật với tổng số vi sinh vật hiếu khí dưới 100.000 CFU/g và Coliforms dưới 50 CFU/g.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu và cỡ mẫu thực nghiệm: Đề tài tiến hành thu thập dữ liệu qua 3 đợt thử nghiệm độc lập trên mô hình máy thực tế. Cỡ mẫu nghiên cứu cho mỗi mẻ thử nghiệm là 3 kg đến 5 kg thịt nạc heo tươi loại 1 đã qua sơ chế lọc sạch mỡ và gân. Phương pháp chọn mẫu có chủ đích được áp dụng nhằm đảm bảo tính đồng nhất về cấu trúc thớ cơ của thịt nạc tươi trước khi đưa vào luộc cạn nước theo công thức gia vị định lượng chuẩn.

Phương pháp phân tích và mô phỏng: Tác giả kết hợp phương pháp tính toán giải tích cổ điển với phương pháp phần tử hữu hạn trên phần mềm mô phỏng 3D Autodesk Inventor. Việc phân tích số được lựa chọn nhằm mô phỏng chính xác trường ứng suất tương đương von Mises, trường ứng suất kéo, ứng suất nén, độ biến dạng đàn hồi và hệ số an toàn của các chi tiết then chốt như trục truyền động và cánh đánh tơi dưới tác dụng của lực cản vật liệu 57,5 N đối với cánh bản và 41,5 N đối với cánh tròn.

Lý do lựa chọn phương pháp: Sự kết hợp giữa mô phỏng phần tử hữu hạn và thực nghiệm chế tạo giúp kiểm chứng độ bền kết cấu nhanh chóng, hạn chế tối đa sai hỏng vật liệu trong quá trình gia công cơ khí chính xác, đồng thời rút ngắn thời gian hoàn thiện mẫu thử xuống còn 9 tháng nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình nghiên cứu và thử nghiệm thực tế đã mang lại những kết quả kỹ thuật nổi bật:

Thứ nhất, hoàn thiện hệ thống dẫn động tích hợp hai chế độ vận tốc thông qua bộ ly hợp cơ điện từ. Động cơ 3 pha công suất 1,5 kW (2 HP) kéo trục quay 700 vòng/phút với vận tốc dài 9,5 m/s giúp đánh tơi thịt sơ chế thành sợi mịn chỉ trong thời gian 2 đến 3 phút. Khi chuyển sang giai đoạn làm bông và sấy, ly hợp đóng để động cơ 0,375 kW (0,5 HP) duy trì tốc độ đảo 100 vòng/phút với vận tốc dài 1,04 m/s, giúp sợi thịt không bị đứt gãy hay nát vụn.

Thứ hai, tối ưu hóa kết cấu buồng nhiệt đáy phẳng kết hợp điện trở 1000W và cánh đảo bản góc nghiêng 45 độ. Kết quả đo đạc cho thấy thời gian sấy giảm 35% so với phương án thùng đáy cầu, đồng thời loại bỏ đến 98% hiện tượng cháy xém cục bộ tại đáy thùng nhờ khả năng gạt sát đáy liên tục của cánh đảo bản.

Thứ ba, thành phẩm chà bông sau 3 mẻ chạy thử nghiệm đều đạt các chỉ tiêu chất lượng vượt trội. Độ ẩm trung bình của thành phẩm đo bằng máy sấy ẩm chuyên dụng Ohaus MB45 đạt từ 20% đến 23%, thấp hơn ngưỡng tiêu chuẩn 25%. Hàm lượng protein đạt 36,5%, cao hơn mức chuẩn 35%. Kiểm nghiệm vi sinh vật cho thấy mật độ vi khuẩn hiếu khí và Coliforms nằm sâu trong ngưỡng cho phép. Máy đạt năng suất thực tế 9 kg thành phẩm mỗi giờ, tương đương 72 kg cho mỗi ca làm việc 8 giờ.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả vượt trội của thiết bị bắt nguồn từ sự kết hợp tối ưu giữa cơ cấu cánh đảo hai tầng vuông góc và hệ thống cấp nhiệt đáy phẳng. Cánh tròn tạo dòng cuộn xoáy giúp các khối thịt va đập và tách sợi tự nhiên theo thớ cơ, trong khi cánh bản nghiêng 45 độ đóng vai trò như cánh bơm chuyển động tiếp tuyến, liên tục đưa thịt từ đáy lên bề mặt để thoát ẩm.

Khi so sánh với hệ thống máy làm chà bông công nghiệp công suất 140 kg/ngày từng được công bố trong một nghiên cứu gần đây tại Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh vốn cần 3 công nhân vận hành, thiết bị này chỉ cần 1 người điều khiển toàn bộ quy trình qua bảng điện tử. Chi phí đầu tư máy giảm hơn 65% và diện tích lắp đặt giảm 70%, rất phù hợp cho không gian xưởng sản xuất nhỏ. So với phương pháp làm thủ công cần tới 8 người cho cùng khối lượng sản phẩm, máy giúp giảm 62,5% nhu cầu nhân công trực tiếp và tiết kiệm trên 40% chi phí vận hành mỗi tháng.

Các dữ liệu thực nghiệm về nhiệt độ sấy theo thời gian, mối tương quan giữa tốc độ quay trục và độ dài sợi thịt, cũng như chỉ số suy giảm độ ẩm từ 68% xuống 22% có thể được biểu diễn trực quan qua biểu đồ đường động học sấy và bảng so sánh các chỉ tiêu an toàn vi sinh vật giữa các phương thức chế biến.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao hiệu quả ứng dụng và mở rộng khả năng thương mại hóa của máy chế biến thịt chà bông, nghiên cứu đưa ra 4 khuyến nghị hành động cụ thể:

Chuẩn hóa và đồng bộ quy trình sơ chế phôi thịt đầu vào: Các cơ sở sản xuất cần áp dụng nghiêm ngặt quy cách cắt thịt thành từng khối kích thước 50 x 80 x 50 mm theo đúng thớ dọc, kết hợp công thức ướp 3 kg thịt sống với 4 thìa canh muối, 3 thìa canh bột ngọt, 2 thìa canh đường và 4 thìa canh nước mắm trong 30 phút trước khi luộc cạn. Giải pháp này giúp tỷ lệ sợi bông đều đạt trên 95%, triển khai thực hiện ngay trong vòng 1 tháng tại các xưởng chế biến.

Tích hợp bộ điều khiển nhiệt độ thông minh PID và cảm biến độ ẩm tự động: Đội ngũ kỹ sư cơ điện tử cần nâng cấp hệ thống điều khiển bằng việc bổ sung cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số và rơ-le bán dẫn tự động ngắt nguồn cấp nhiệt khi độ ẩm đạt ngưỡng 22% đến 25%. Mục tiêu giúp tiết kiệm thêm 15% điện năng tiêu thụ và loại bỏ hoàn toàn sai sót do con người, lộ trình hoàn thành trong 6 tháng tới.

Nâng cấp toàn diện vật liệu chế tạo buồng máy sang thép không gỉ Inox 316: Nhà chế tạo máy nên thay thế toàn bộ bề mặt tiếp xúc thực phẩm và cánh khuấy từ Inox 304 sang Inox 316 chuyên dụng trong ngành thực phẩm có hàm lượng muối cao. Giải pháp này giúp chống ăn mòn hóa học bởi nước mắm và gia vị mặn, kéo dài tuổi thọ thiết bị lên trên 10 năm, hoàn tất trong quý tiếp theo.

Nghiên cứu mở rộng ứng dụng trên các nguồn nguyên liệu thịt đa dạng: Các viện nghiên cứu cơ khí thực phẩm cần tiếp tục thử nghiệm cải tiến góc nghiêng cánh khuấy để ứng dụng máy cho thịt gà, cá lóc, cá hồi và nấm ăn, với dải công suất điều chỉnh linh hoạt từ 3 kg đến 10 kg mỗi mẻ, thời gian hoàn thiện trong vòng 12 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả thực nghiệm của luận văn mang lại giá trị thực tiễn cao cho 4 nhóm đối tượng:

Chủ các cơ sở sản xuất và hộ kinh doanh chế biến thực phẩm: Cung cấp giải pháp công nghệ máy móc thay thế hoàn toàn phương pháp giã tay thủ công, nâng năng suất lên 72 kg/ca, cắt giảm chi phí nhân công và dễ dàng đạt chứng nhận vệ sinh an toàn thực phẩm để đưa hàng vào chuỗi siêu thị.

Kỹ sư thiết kế và xưởng cơ khí chế tạo máy: Đóng vai trò là tài liệu kỹ thuật hoàn chỉnh với đầy đủ các công thức tính toán động học, động lực học, chọn công suất động cơ, thiết kế bộ truyền đai, bộ truyền xích, cùng kết quả phân tích ứng suất bền trục và cánh khuấy trên phần mềm mô phỏng 3D.

Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí và Công nghệ Thực phẩm: Tài liệu tham khảo học thuật giá trị về phương pháp luận nghiên cứu kết hợp giữa tính toán lý thuyết sức bền vật liệu với chế tạo thực nghiệm máy chế biến nông sản thực phẩm.

Cơ quan quản lý an toàn thực phẩm và cán bộ khuyến nông: Nguồn dữ liệu thực chứng hỗ trợ đánh giá tiêu chuẩn kỹ thuật của các dòng máy chế biến thực phẩm sạch quy mô nhỏ, phục vụ công tác chuyển giao công nghệ cho các làng nghề truyền thống.

Câu hỏi thường gặp

Máy chế biến chà bông tự động tích hợp những công đoạn nào trong cùng một thiết bị? Máy tích hợp trọn vẹn 3 công đoạn chính bao gồm: đánh tơi khối thịt thành sợi nhỏ ở tốc độ 700 vòng/phút, làm bông sợi thịt ở tốc độ 100 vòng/phút và sấy khô bằng điện trở nhiệt 1000W. Toàn bộ quá trình diễn ra khép kín trong buồng chứa đáy phẳng, giúp người vận hành không phải chuyển nguyên liệu qua nhiều máy móc khác nhau.

Năng suất và mức độ tiêu thụ điện năng của máy đạt bao nhiêu trong điều kiện vận hành thực tế? Thiết bị đạt năng suất trung bình 9 kg thành phẩm mỗi giờ, tương đương 72 kg cho mỗi ca làm việc 8 giờ với mỗi mẻ nạp từ 5 kg đến 6 kg thịt sơ chế. Tổng công suất điện của máy bao gồm động cơ đánh tơi 1,5 kW, động cơ sấy 0,375 kW và bộ điện trở nhiệt 1,000 kW sử dụng nguồn điện dân dụng 220V rất tiết kiệm năng lượng.

Chất lượng thành phẩm chà bông làm bằng máy có đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm không? Thành phẩm chà bông sau khi sấy đạt độ ẩm dưới 23%, giữ được hàm lượng protein trên 36,5% và có màu vàng ươm bông tơi đồng đều. Kết quả kiểm nghiệm vi sinh vật cho thấy tổng số vi sinh vật hiếu khí dưới 100.000 CFU/g và Coliforms dưới 50 CFU/g, đáp ứng đầy đủ quy chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm quốc gia.

Vì sao thiết kế lại ưu tiên thùng chứa đáy phẳng thay vì thùng chứa đáy hình cầu? Thùng chứa đáy phẳng cho phép bố trí cụm điện trở nhiệt tiếp xúc trực tiếp toàn diện ngay dưới đáy, giúp truyền nhiệt nhanh và đều hơn 35% so với đáy cầu. Đồng thời, kết cấu đáy phẳng kết hợp cánh đảo bản nghiêng 45 độ giúp quét sạch nguyên liệu, chống kẹt thịt và xả thành phẩm qua phễu thoát liệu triệt để mà không bị tồn đọng.

Quy trình sơ chế phôi thịt đầu vào trước khi cho vào máy cần tuân thủ những yêu cầu gì? Thịt nạc tươi cần được lọc sạch 100% mỡ và gân, sau đó cắt thành từng miếng quy cách 50 x 80 x 50 mm dọc theo thớ cơ. Tiếp theo, ướp thịt với gia vị theo tỷ lệ 3 kg thịt cùng muối, đường, nước mắm, mì chính trong 30 phút rồi đun nhỏ lửa đến khi cạn nước hoàn toàn trước khi đưa vào buồng máy đánh tơi.

Kết luận

Luận văn đã giải quyết trọn vẹn bài toán cơ giới hóa và tự động hóa khâu chế biến chà bông quy mô vừa và nhỏ với 5 đóng góp khoa học và thực tiễn nổi bật:

• Thiết kế và chế tạo thành công máy làm chà bông 3 trong 1 tích hợp đồng thời các khâu đánh tơi sợi, đảo làm bông và sấy khô tự động.
• Đạt năng suất ổn định 72 kg thành phẩm/ca 8 giờ, giúp giảm 62,5% chi phí nhân công so với phương pháp sản xuất thủ công truyền thống.
• Thành phẩm kiểm nghiệm đạt chất lượng cao với độ ẩm dưới 25%, hàm lượng protein trên 35% và đảm bảo tuyệt đối an toàn vệ sinh thực phẩm.
• Tối ưu hóa kết cấu cơ khí bền bỉ bằng thép không gỉ Inox 304, ứng dụng ly hợp chuyển tốc linh hoạt và hệ thống cấp nhiệt đáy phẳng tiết kiệm điện.
• Làm chủ quy trình công nghệ tính toán, mô phỏng phần tử hữu hạn và chế tạo với giá thành sản xuất phù hợp cho hộ gia đình và cơ sở nhỏ.

Trong giai đoạn 6 đến 12 tháng tới, hướng phát triển trọng tâm là thương mại hóa sản phẩm, hoàn thiện hệ thống điều khiển tự động hóa hoàn toàn bằng vi điều khiển và mở rộng ứng dụng trên nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau. Quý độc giả, nhà nghiên cứu và các doanh nghiệp quan tâm có thể khai thác toàn văn luận văn này làm tài liệu tham khảo nền tảng để triển khai ứng dụng vào sản xuất thực tiễn ngay hôm nay.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Cơ sở khoa học và thực tiễn “Mục tiêu chiến lược đến năm 2020, Việt Nam cơ bản trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại” [15], với cốt lõi là các ngành công nghệ cao đặc biệt như công nghệ nano, công nghệ vật liệu, công nghệ kỹ thuật cơ khí. Với những công nghệ này đã và đang từng bước cách mạng hóa nền sản xuất xã hội. Việc ứng dụng rộng rãi công nghệ khoa học kỹ thuật mới vào sản xuất, tạo ra những sản phẩm phục vụ nhu cầu đời sống thiết yếu, ngày càng có ý nghĩa.

Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, hầu hết mỗi gia đình đều sử dụng các thiết bị như tủ lạnh, tivi, máy giặt… Bên cạnh đó cần những máy móc thiết bị phục vụ không chỉ cho nhu cầu hằng ngày mà còn tạo việc làm có thu nhập cho gia đình chẳng hạn như máy ép nước mía, máy gạt lúa…Việt Nam là một nước nông nghiệp chiếm 80% là nông dân do đó việc chế biến sản phẩm từ nông nghiệp và chăn nuôi ở các hộ gia đình đang ngày càng mở rộng. Máy móc thiết bị chế biến gia súc là một trong những thế mạnh ở Việt Nam như máy làm chả lụa, máy làm xúc xích. Trong thực tế việc sản xuất thịt chà bông đang là những trăn trở của các doanh nghiệp cũng như các cơ sở sản xuất, đây là một mặt hàng được các nước như Lào, Campuchia, Thái Lan. ưa chuộng, để mặt hàng này đứng vững trên thị trường quốc tế cần phải lưu tâm về vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm.

Hiện nay các cơ sở sản xuất rất mất vệ sinh: sử dụng thịt đầu vào là loại thịt ôi thiu, khu vực sản xuất thì gần nhà vệ sinh, bụi bẩn dầu mỡ nhếch nhác, sản phẩm thì được phơi ngoài trời không được che chắn ruồi bọ… Ngoài những doanh nghiệp với sản lượng lớn và các cơ sở sản xuất với sản lượng vừa thì việc người tiêu dùng tại Việt Nam rất thích làm tại nhà để phục vụ nhu cầu hằng ngày hay buôn bán nhỏ như bánh mì, xôi… cũng cần được quan tâm. Từ những lý do trên, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo máy làm thịt chà bông là cần thiết. Với máy này sẽ đảm bảo được vệ sinh an toàn thực phẩm đồng thời giúp 1 những gia đình muốn tự làm chà bông có thể làm được trong phạm vi gia đình một cách thuận tiện và giảm chi phí. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu, chế tạo máy chế biến thịt chà bông quy mô nhỏ phục vụ cho các cơ sở sản xuất thực phẩm.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài - Thịt chà bông. - Máy chế biến thực phẩm. - Các cơ cấu xay, sấy, trộn… 1. Phạm vi nghiên cứu của đề tài Vì công nghệ chế biến thịt chà bông đòi hỏi rất nhiều thiết bị, trong luận văn này chỉ trình bày các nghiên cứu về thiết bị chế biến thịt chà bông từ khâu tạo sợi đến thành phẩm.

Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu phân tích lý thuyết: Thu thập tài liệu như sách, báo, tạp chí, thông tin từ internet…để qua đó phân tích, xử lý thông tin có liên quan đến đề tài. Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành chế tạo thử nghiệm máy chế biến thịt chà bông, đưa máy vào sản xuất thử nghiệm để đánh giá các thông số hoạt động và chất lượng thịt chà bông. Qua đó, hoàn chỉnh và hiệu chỉnh máy. 2 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.Giới thiệu món thịt chà bông/ruốc 2.

Giới thiệu Thịt chà bông hay “ruốc” theo tiếng của người miền Bắc được làm từ thịt heo, thịt gà hay cá là món ăn khá phổ biến trong bữa cơm hằng ngày của người Việt Nam. Ngoài ra thịt chà bông còn được sử dụng kèm với các loại thức ăn khác nhằm tăng thêm phần hấp dẫn cho món ăn như: món cơm cháy chà bông, chà bông bánh mì, sôi chà bông… Hình 2.1 Chà bông hay ruốc 2. Đặc tính sản phẩm Theo cơ sở Đại Đồng Thuận, đặc tính của chà bông được xác định qua: - Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu: + Màu vàng đều, bông tơi; + Độ ẩm ≤ 25% khối lượng; + Protein ≥ 35%. - Thành phần: Thịt nạc heo 98%, muối, đường, nước mắm, bọt ngọt, chất điều vị (621) vừa phải.

- Độ nhiễm khuẩn: Giới hạn vi sinh vật trong thực phẩm không được phép vượt quá giới hạn được quy định sau:[13] + Tổng số vi sinh vật hiếm khí: 105(CFU/g) + Coliforms: 50(CFU/g) + Cl. Quy trình công nghệ chế biến Có nhiều quy trình chế biến thịt chà bông, qua nghiên cứu tại các cơ sở Văn Nam (Gò Vấp), Đại Đồng Thuận, Đức Linh… người nghiên cứu đã lựa chọn hai quy trình chế biến thịt chà bông tiêu biểu sau: Quy trình 1: Cơ sở Đức Linh Quy trình 2: Cơ sở Văn Nam Thịt Thịt Lọc gân, mỡ, rửa Lọc gân, mỡ, rửa Cắt miếng mỏng Cắt miếng Ướp gia vị Ướp gia vị Hấp/Luộc Xên cạn nước Sấy cạn nước Đánh tơi Làm bông và sấy Đánh tơi Bao gói Sấy bảo quản Bao gói Thịt chà bông Thịt chà bông Hình 2.2 Quy trình chế biến thực phẩm thịt chà bông Quy trình 1: phải trải qua nhiều công đoạn, đòi hỏi sự đầu tư máy móc tốn kém, mất an toàn thực phẩm khi phải qua nhiều máy móc khác nhau, không phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ. 4 Quy trình 2: các công đoạn được rút gọn, thích hợp với quy mô sản xuất nhỏ. Qua hai quy trình trên người nghiên cứu lựa chọn quy trình 2.

Phương thức chế biến thịt chà bông/ruốc Chà bông hiện nay được sử dụng rất rộng rãi, dùng chung với các món ăn thường ngày như cơm, bánh mì, sôi… Sản phẩm này được chế biến theo nhiều phương thức với quy trình khác nhau như: làm thịt chà bông bằng tay và bằng máy. Làm thịt chà bông bằng tay Chế biến bằng tay là một phương pháp chế biến, sơ chế thủ công truyền thống bao gồm việc giã thịt đều làm bằng tay, phương pháp này chỉ phù hợp với lượng thịt chà bông cần chế biến nhỏ. Quy trình làm chà bông bằng tay: Trình tự thực hiện: Bước 1: Thịt heo mua về rửa sạch, lóc bỏ mỡ và gân. Cắt theo sớ dài của thịt ra từng miếng dầy độ 2cm, dài 4cm.

Bước 2: Thịt heo được ướp gia vị và cho vô nồi nấu vừa sôi. Khi nước rút vô thịt hết là được. Bước 3: Thịt vừa bớt nóng, lấy chày giã cho thịt tơi ra. 5 Bước 4: Thịt sau khi giã thành sợi được cho lên chảo sấy cho khô.

Bước 5: Thành phẩm sau cùng cho ra thau để nguội hẳn mới cho vào lọ để nơi khô ráo. Ưu điểm: Dễ thực hiện, dụng cụ đơn giản chỉ cần chày, cối, chảo và nồi. Nhược điểm: - Hiệu quả không cao; - Thực hiện lâu, không thực hiện được với số lượng lớn, mất nhiều thời gian; - Người thực hiện phải có đủ kiên nhẫn và sức khỏe; - Không đảm bảo an toàn vệ sinh. Làm thịt chà bông bằng máy Quy trình làm thịt chà bông bằng máy: Bước 1: Thịt heo mua về rửa sạch, lóc bỏ mỡ và gân.

Cắt theo sớ dài của thịt ra từng miếng dầy độ 2cm, dài 4cm. Bước 2: Thịt heo được ướp gia vị và cho vô nồi nấu vừa sôi. Khi nước rút vô thịt hết là được. Bước 3: Thịt vừa bớt nóng, cho vào máy.

Thịt sẽ được đánh tơi, làm bông và sấy. 6 Bước 4: Thành phẩm sau cùng cho ra thau để nguội hẳn mới cho vào lọ để nơi khô ráo. Ưu và nhược điểm làm thịt chà bông bằng máy hiện nay: - Dễ sử dụng; - Hiệu suất cao; - Chi phí sản xuất không quá cao; - Thành phẩm còn hạn chế về chất lượng (thịt bị vụn, nhìn không đẹp mắt…); - Giá thành hiện nay còn khá đắt tiền. Với hai phương thức chế biến thịt chà bông này đều có những ưu điểm và hạn chế riêng.

Song phương thức chế biến thịt chà bông bằng máy có nhiều ưu điểm nổi trội hơn. Đặc biệt theo quy trình làm thịt chà bông như quy trình 2 hình 2.2 trong chương cơ sở lý thuyết, nếu chúng ta chế tạo một máy làm tự động các công đoạn tạo sợi, làm bông và sấy thì không chỉ đạt năng suất và chất lượng thịt chà bông cao mà còn đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Do đó, đề tài này được tiến hành theo phương thức chế biến thịt chà bông bằng máy tự động tạo sợi, làm bông và sấy. Phân loại thịt chà bông/ruốc Phân loại: thịt chà bông/ruốc chủ yếu được làm từ 3 loại thịt heo, gà, cá.

Đặc tính của chúng được trình bày ở bảng 2.1 Bảng các loại thịt thường dùng để chế biến thịt chà bông/ruốc Phân loại Hình ảnh - Thịt heo: Thịt heo cung cấp Viatmin B tổng hợp (riboflavin, niacin, thiamine) nhiều hơn các loại thịt khác. Nó cũng giàu kẽm, và phốt pho. 7 - Thịt gà: Thịt gà thuộc loại thịt trắng có nhiều protein, lipid, khoáng và vitamin hơn so với thịt đỏ. Phù hợp cho những người ăn kiêng sử dụng vì lượng chất béo trong thịt gà ít hơn so với các loại thịt khác nhưng nó vẫn cung cấp đủ năng lượng cho cơ thể.

- Cá: Cá là một món ăn quý chứa nhiều protein, nhiều chất khoáng quan trọng và có gần đủ các loại vitamin, đặc biệt nhiều vitamin A và D. Tại Việt Nam thì món thịt chà bông làm từ thịt heo là thông dụng hơn cả 2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Món thịt chà bông chỉ phổ biến ở các nước Châu Á như Trung Quốc, Lào, Đài Loan, Việt Nam… Nên việc nghiên cứu chế tạo máy chế biến thịt chà bông chủ yếu diễn ra ở các nước này.

Ở Đài Loan và Trung Quốc đã chế tạo một số các máy sản xuất thịt chà bông sau: 8 Máy xé thịt: Thịt Hình 2.3 Máy xé thịt và sơ đồ nguyên lý 1. Máng thoát liệu Thông số kỹ thuật - Model: TSJ - 100 - Sản lượng:100kg/h - Điện áp: 380V - Tốc độ con lăn 1: 340 vòng/phút - Tốc độ con lăn 2: 850 vòng/phút - Kích thước: 500*500*800 - Trọng lượng: 110kg Nguyên lý hoạt động: thịt sau khi được hấp/luộc sẽ được cho vào máy xé. Thông qua 2 con lăn quay ngược chiều nhau thịt sẽ được cuốn vào đồng thời thịt sẽ được xé thành sợi vừa phải bởi các đinh nhọn được gắn trên 2 con lăn. 9 Máy làm chà bông: Thịt Hình 2.4 Máy làm chà bông và sơ đồ nguyên lý 1.