I. Giới thiệu chung về đề tài Nghiên cứu thiết kế thiết bị bóc nhân quả bàng tại HCMUTE
Đề tài Nghiên cứu, thiết kế & chế tạo mô hình thử nghiệm thiết bị bóc nhân quả bàng tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE) tập trung vào việc giải quyết bài toán bóc tách nhân quả bàng, một công đoạn thủ công tốn nhiều thời gian và công sức. Đề tài hướng đến mục tiêu thiết kế thiết bị bóc nhân quả bàng tự động hóa, nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế trong quá trình chế biến quả bàng. Việc ứng dụng công nghệ chế biến nông sản và máy móc chế biến nông sản là trọng tâm của nghiên cứu. Nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn lớn, góp phần vào việc hiện đại hóa nông nghiệp công nghệ cao tại Việt Nam. Đề tài đã được thực hiện trong thời gian từ 01/2013 – 12/2013 bởi KS: HOÀNG VĂN HƯỚNG. Kết quả nghiên cứu bao gồm bản vẽ thiết kế, mô hình thử nghiệm và báo cáo tổng kết.
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Việc chế biến quả bàng hiện nay chủ yếu dựa trên phương pháp thủ công, năng suất thấp, chi phí nhân công cao. Quả bàng có tiềm năng kinh tế lớn, đặc biệt là ở Côn Đảo, nhưng việc thu hoạch và chế biến gặp nhiều khó khăn. Thiết bị bóc nhân quả bàng tự động hóa sẽ giúp giải quyết vấn đề này, giảm thiểu thời gian và chi phí lao động, nâng cao hiệu quả kinh tế cho người dân. Lợi ích của quả bàng, cả về mặt kinh tế và y học, tạo động lực thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng công nghệ vào quá trình chế biến. Chế biến quả bàng thành sản phẩm có giá trị gia tăng cao, ví dụ như mứt hạt bàng, cần được hỗ trợ bằng các giải pháp công nghệ tiên tiến. Xu hướng chế biến nông sản hiện nay đang hướng tới tự động hóa và hiện đại hóa, đề tài này phù hợp với xu hướng đó.
1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu thiết kế máy tách nhân quả bàng hiệu quả, đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn lao động. Phạm vi nghiên cứu bao gồm: nghiên cứu quả bàng, thiết kế kỹ thuật thiết bị, chế tạo mô hình thử nghiệm, đánh giá hiệu quả kinh tế. Đề tài tập trung vào việc lựa chọn phương án thiết kế tối ưu, dựa trên các tiêu chí về năng suất, hiệu quả, chi phí và tính khả thi. Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa nghiên cứu tài liệu, khảo sát thực tế và thử nghiệm. Phân tích chi phí chế biến quả bàng cũng là một phần quan trọng của đề tài, giúp đánh giá hiệu quả kinh tế của thiết bị sau khi được chế tạo. An toàn lao động trong chế biến nông sản được đặc biệt quan tâm trong suốt quá trình thiết kế và vận hành.
II. Thiết kế kỹ thuật thiết bị bóc nhân quả bàng
Phần này trình bày chi tiết quá trình thiết kế máy tách nhân quả bàng. Đề tài đề xuất một số phương án thiết kế, dựa trên nguyên lý hoạt động khác nhau. Việc lựa chọn phương án thiết kế được dựa trên các tiêu chí như năng suất, độ tin cậy, chi phí chế tạo, và tính khả thi. Tính toán lực dập cần thiết để tách nhân quả bàng là một phần quan trọng trong quá trình thiết kế. Vật liệu chế tạo thiết bị cũng được lựa chọn sao cho phù hợp với điều kiện vận hành và đảm bảo độ bền của máy. Mô hình thiết kế thiết bị được minh họa bằng bản vẽ kỹ thuật chi tiết.
2.1. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế
Đề tài đưa ra hai phương án thiết kế thiết bị bóc nhân quả bàng: phương án sử dụng lực dập và phương án sử dụng dao cắt. Mỗi phương án đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Phương án sử dụng lực dập có ưu điểm về cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và chi phí thấp, nhưng năng suất thấp. Phương án sử dụng dao cắt có năng suất cao hơn nhưng cấu tạo phức tạp hơn, chi phí cao hơn. Cuối cùng, đề tài đã chọn phương án sử dụng lực dập do tính đơn giản và chi phí thấp hơn, phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam. Hiệu quả kinh tế của chế biến quả bàng được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình lựa chọn phương án. Máng chứa quả bàng và cơ cấu dập được thiết kế sao cho phù hợp với kích thước và đặc tính của quả bàng.
2.2. Tính toán thiết kế và lựa chọn vật liệu
Quá trình thiết kế máy bóc nhân quả bàng bao gồm các bước tính toán chi tiết: tính toán chọn động cơ, thiết kế hộp giảm tốc, tính toán lực lò xo, và thiết kế máng chứa. Việc lựa chọn động cơ điện phù hợp với công suất yêu cầu đảm bảo máy vận hành ổn định. Hộp giảm tốc được thiết kế để điều chỉnh tốc độ quay của trục chính cho phù hợp với yêu cầu năng suất. Lò xo được tính toán sao cho tạo ra lực dập đủ mạnh để tách nhân quả bàng mà không làm hư hại sản phẩm. Vật liệu chế tạo thiết bị bóc nhân quả bàng được lựa chọn dựa trên các tiêu chí về độ bền, khả năng chịu mài mòn và chi phí. Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm từ quả bàng được đặt ra nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.
III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng
Đề tài đã hoàn thành việc chế tạo mô hình thử nghiệm thiết bị bóc nhân quả bàng. Mô hình này đã được thử nghiệm và đánh giá hiệu quả. Kết quả thử nghiệm cho thấy thiết bị hoạt động ổn định, đạt được năng suất như mong muốn. Đánh giá hiệu quả thiết kế thiết bị được thực hiện dựa trên các chỉ tiêu năng suất, hiệu quả kinh tế và an toàn lao động. Đề tài cũng đề xuất một số giải pháp cải tiến thiết bị, nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm thiểu chi phí. Ứng dụng của thiết bị bóc nhân quả bàng trong thực tế sẽ góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế tại các vùng trồng quả bàng.
3.1. Kết quả thử nghiệm và đánh giá
Kết quả thử nghiệm cho thấy mô hình thiết bị bóc nhân quả bàng hoạt động ổn định và đạt được năng suất như mong muốn. Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng thiết bị đã được tính toán và đánh giá. Phân tích chi phí chế biến quả bàng trước và sau khi sử dụng thiết bị cho thấy sự tiết kiệm đáng kể về chi phí lao động và thời gian. Đề tài cũng đề cập đến các vấn đề về bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị. An toàn lao động khi sử dụng thiết bị cũng được đảm bảo nhờ thiết kế an toàn và hướng dẫn sử dụng rõ ràng. Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm sau khi bóc tách được đảm bảo nhờ thiết kế tối ưu của thiết bị.
3.2. Khả năng ứng dụng và triển vọng
Thiết bị bóc tách nhân quả bàng tự động có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong ngành chế biến nông sản. Việc chuyển giao công nghệ cho các doanh nghiệp chế biến quả bàng sẽ giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Đề tài cũng đề xuất một số hướng nghiên cứu tiếp theo, nhằm cải tiến thiết bị và mở rộng phạm vi ứng dụng. Nghiên cứu khoa học HCMUTE đóng góp quan trọng vào việc phát triển công nghệ chế biến nông sản tại Việt Nam. Ứng dụng công nghệ trong nông nghiệp là xu hướng tất yếu để nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế. Nông nghiệp công nghệ cao là mục tiêu hướng đến của đất nước, và đề tài này là một bước tiến nhỏ trong hành trình đó.
