Đồ án: Tính toán, thiết kế và chế tạo máy tách vỏ trứng cút quy mô nhỏ

Tài liệu chi tiết về tính toán, thiết kế và chế tạo máy tách vỏ trứng cút quy mô nhỏ, bao gồm nguyên lý hoạt động, bản vẽ và kết quả khảo nghiệm.

• Tác giả: Lê Hoàng Long
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thanh Phong
• Trường học: Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí, chuyên ngành Cơ khí Chế tạo Máy
• Đề tài: Tính Toán, Thiết Kế Và Chế Tạo Máy Tách Vỏ Trứng Cút Quy Mô Nhỏ
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Máy Tách Vỏ Trứng Cút Mini

Máy tách vỏ trứng cút mini là một giải pháp công nghệ hiện đại được thiết kế và chế tạo nhằm giải quyết bài toán lột vỏ trứng cút một cách hiệu quả. Khác với các phương pháp truyền thống bóc vỏ trứng cút bằng tay, máy tách vỏ trứng cút quy mô nhỏ này phù hợp với nhu cầu của các tiểu xưởng, quán ăn, và các doanh nghiệp nhỏ vừa. Công nghệ này kết hợp các nguyên lý cơ khí tiên tiến để đảm bảo hiệu suất cao và bảo vệ chất lượng sản phẩm. Đề tài nghiên cứu này đến từ Trường Đại học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh, chuyên ngành Cơ Khí Chế Tạo Máy, dưới sự hướng dẫn của các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực. Thiết kế máy tách vỏ trứng cút mini không chỉ giải quyết vấn đề về năng suất mà còn tối ưu hóa chi phí đầu tư cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ.

1.1. Nhu cầu thực tiễn của ngành công nghiệp

Nhu cầu tách vỏ trứng cút hiện nay rất cao do trứng cút là nguyên liệu quý giá trong chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, phương pháp bóc vỏ trứng cút bằng tay tốn thời gian, chi phí nhân công lớn, và chất lượng không ổn định. Các máy công nghiệp hiện có có năng suất lớn nhưng chi phí cao, không phù hợp với quy mô nhỏ. Chính vì vậy, máy tách vỏ trứng cút quy mô nhỏ là giải pháp tối ưu để đáp ứng nhu cầu thị trường.

1.2. Mục tiêu của đề tài nghiên cứu

Mục tiêu chính là thiết kế và chế tạo máy tách vỏ trứng cút mini có khả năng xử lý được lượng trứng cút vừa phải, giảm chi phí sản xuất, nâng cao hiệu suất lao động. Máy cần đáp ứng các yêu cầu về an toàn, vệ sinh thực phẩm, và dễ vận hành. Đồng thời, máy tách vỏ trứng cút phải có độ bền cao, chi phí bảo trì thấp, và có thể thích ứng với các loại trứng khác nhau.

II. Nguyên Lý Hoạt Động và Cấu Tạo Cơ Bản

Máy tách vỏ trứng cút mini hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng các trục xoắn hoặc cơ cấu ma sát để lột vỏ trứng một cách nhẹ nhàng. Hệ thống được thiết kế với máng đựng trứng để tiếp nhận sản phẩm, kết hợp với cơ cấu bóc vỏ sử dụng lực ma sát và lực xoắn nhân tạo. Nước được phun qua hệ thống phun nước để hỗ trợ quá trình tách vỏ, làm sạch và bảo vệ thịt trứng. Thiết kế máy tách vỏ trứng cút bao gồm các chi tiết quan trọng như trục chính, hệ truyền động dây curoa, động cơ điện, và khung máy chắc chắn. Sơ đồ cấu tạo mô hình được phân chia rõ ràng theo từng bộ phận, giúp dễ dàng lắp ráp và bảo trì. Năng suất của máy tách vỏ trứng cút được tính toán dựa trên tốc độ quay của các trục và thời gian xử lý một quả trứng.

2.1. Cơ cấu bóc vỏ và nguyên lý làm việc

Cơ cấu bóc vỏ là tâm điểm của máy tách vỏ trứng cút mini. Nó sử dụng các trục vít hoặc trục xoắn có bề mặt với độ nhám nhất định để tạo ra lực ma sát. Khi trứng được đặt vào, lực xoắn từ các trục sẽ tác động lên vỏ trứng, làm nứt và tách vỏ khỏi thịt. Nước được phun liên tục để giảm thiểu tổn hại và làm sạch sản phẩm cuối cùng.

2.2. Hệ thống truyền động và động cơ

Hệ thống truyền động của máy tách vỏ trứng cút sử dụng dây curoa để truyền lực từ động cơ điện đến các trục chính. Việc tính toán chọn động cơ dựa trên công suất cần thiết, tốc độ quay mong muốn. Hệ thống bộ truyền động được thiết kế để đạt tỷ số truyền tối ưu, đảm bảo hiệu suất cao và tiêu thụ năng lượng thấp.

III. Quá Trình Thiết Kế Chi Tiết

Thiết kế máy tách vỏ trứng cút mini trải qua nhiều giai đoạn tính toán kỹ thuật chi tiết. Đầu tiên là tính toán thiết kế máng đựng trứng để đảm bảo dung tích phù hợp, form dáng giúp trứng được tiếp nhận và vận chuyển đều. Tiếp đó là tính toán cơ cấu bóc vỏ bao gồm xác định lực cần thiết, mô men xoắn, tốc độ quay. Tính toán chọn động cơ được thực hiện dựa trên công suất tính toán được. Sau đó là tính toán các bộ truyền động dây curoa với xác định tỷ số truyền, kích thước dây, số vòng. Quan trọng là kiểm tra bền các trục để đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành. Các chi tiết phụ như trục I, II, III, IV, puly, trục vít bóc vỏ đều được thiết kế tỉ mỉ. Thiết kế khung máy phải vừa chắc chắn vừa nhẹ. Cuối cùng là tính toán hệ thống phun nước để đảm bảo phun đều, tiết kiệm nước.

3.1. Lựa chọn phương án thiết kế tối ưu

Quá trình lựa chọn phương án cho máy tách vỏ trứng cút dựa trên so sánh giữa máy bóc vỏ trứng một cặp trục, nhiều trục, và một trục xoắn. Phương án được chọn phải vừa đơn giản, vừa hiệu quả, vừa có chi phí hợp lý. Các phương án được phân tích về ưu điểm, nhược điểm, khả năng chế tạo để đưa ra quyết định cuối cùng.

3.2. Dữ liệu thiết kế và thông số kỹ thuật

Dữ liệu thiết kế ban đầu của máy tách vỏ trứng cút mini bao gồm kích thước trứng cút (dài 30mm, rộng 25mm), độ dày vỏ khoảng 2-3mm. Năng suất mong muốn khoảng 400-600 trứng/giờ. Tốc độ quay các trục được tính toán để đạt tối ưu giữa hiệu quả bóc vỏ và không làm tổn hại sản phẩm.

IV. Quá Trình Chế Tạo và Lắp Ráp Hoàn Thiện

Chế tạo máy tách vỏ trứng cút mini bao gồm các công đoạn từ chế tạo khung máy, các chi tiết cơ khí, cho đến lắp ráp hoàn thiện. Chế tạo khung máy bắt đầu từ cắt và gò các tấm sắt theo bản vẽ chi tiết. Chế tạo máng đựng trứng yêu cầu quá trình tiện, mài hoàn thiện để đảm bảo bề mặt trơn nhẵn. Chế tạo máng dẫn trứng và máng dẫn vỏ cần chính xác cao để đảm bảo vật liệu chảy theo đúng hướng. Chế tạo các trục (Trục I, II, III, IV) sử dụng máy tiện chính xác cao với các yêu cầu về đường kính, độ thẳng. Chế tạo puly và trục vít bóc vỏ là những chi tiết quan trọng quyết định hiệu suất. Chế tạo ống nước và hệ thống phun nước, chế tạo các miếng ke góc, miếng chữ U, thanh chữ H, thanh đỡ. Cuối cùng là lắp ráp hoàn thiện máy theo trình tự logic, với kiểm tra chất lượng từng công đoạn. Kết quả là một máy tách vỏ trứng cút hoàn chỉnh, sẵn sàng khảo nghiệm.

4.1. Các công đoạn chế tạo cơ khí chi tiết

Mỗi chi tiết của máy tách vỏ trứng cút mini được chế tạo thông qua các công đoạn kỹ thuật chuyên biệt. Chế tạo khung máy sử dụng thép hình với gò, hàn theo bản vẽ. Các bộ phận cơ khí sử dụng máy tiện, máy phay, máy cạo, máy mài để đạt độ chính xác. Chế tạo puly yêu cầu tiện tròn xoay, taro lỗ, lắp vòng bi. Các liên kết được kiểm tra hình dáng và kích thước.

4.2. Khảo nghiệm đánh giá năng suất và chất lượng

Sau lắp ráp hoàn thiện, máy tách vỏ trứng cút được khảo nghiệm để kiểm tra hiệu suất thực tế. Năng suất được đo lường bằng số lượng trứng xử lý thành công trong một giờ. Chất lượng sản phẩm đánh giá độ vỏ còn sót, mức độ tổn thương thịt trứng. Kết quả khảo nghiệm từ lần 1 cho thấy máy hoạt động ổn định và đạt hiệu quả cao.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề: Hiện nay, cùng với sự phát triển của đất nước thì ngành cơ khí cũng phát triển mạnh mẽ và các sản phẩm của nó được sử dụng rộng rãi trong đời sống của con người. Cuộc sống của con người ngày càng được cải thiện hơn, máy móc ngày càng hiện đại, máy móc đang dần thay thế con người làm những công việc nặng nhọc cũng như con người không thể làm được, nhằm phục vụ đáp ứng nhu cầu cho con người. Còn đối với đề tài lần này thì em đã tìm hiểu qua về một số địa điểm cơ sở sản xuất thực phẩm. Trong quá trình họ sơ chế thì tốn rất nhiều thời gian, công sức.

Bóc vỏ trứng vẫn còn được bóc tách thủ công ở những cơ sở nhỏ không đủ chi phí đầu tư máy móc lớn chưa áp dụng máy móc vào trong quá trình chế biến trứng cút. Vẫn phải dùng những người lao động thủ công để sơ chế. Theo tìm hiểu về máy bóc vỏ trứng cút quy mô nhỏ trên thị trường giờ vẫn còn ít và vẫn còn hạn chế về nhiều mặt và chi phí đầu tư khá cao cho những cơ sở chế biến sản xuất nhỏ. Tuy lĩnh vực này được nghiên cứu cũng như sáng chế nhiều ở Việt Nam nhưng đa phần là máy phục vụ cho cơ sở sản xuất lớn, do đó em lựa chọn đề tài: “Tính toán thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ trứng cút quy mô nhỏ”.2 Mục tiêu và nội dung chính: - Tính toán và thiết kế máy.

- Chế tạo mô hình máy. - Sản xuất thử nghiệm 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Trứng cút và bóc vỏ trứng cút 4 1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: - Về mặt khoa học: Thiết kế máy thành công sẽ giảm áp lực cho nguồn lao động tại những cơ sở sản xuất nhỏ , hộ gia đình và tăng năng suất lao động hiện nay. - Về mặt thực tiễn: Trong những năm gần đây, việc cơ giới hóa trong sản xuất thực phẩm đã được phát triển rất nhiều. Tuy nhiên, máy móc chủ yếu được sử dụng và phục vụ những cơ sở sản xuất lớn, xuất khẩu là chính, trong khi đó, sử dụng máy móc thay sức người trong khâu chế biến ở những cơ sở chế biến nhỏ còn hạn chế bởi phần nhiều là chi phí và công suất máy lớn.

Nhằm giúp đỡ những cơ sở sản xuất chế biến nhỏ lẻ có thể bóc tách vỏ trứng sơ chế nhanh gọn, tiết kiệm chi phí, giảm ngày công lao động, cho hiệu quả kinh tế cao. Mục tiêu nhằm chuyển giao tiến bộ khoa học kỹ thuật đến với cơ sở sản xuất nhỏ lẻ, từng bước đưa cơ giới hóa vào ngành thực phẩm, đặc biệt trong khâu sơ chế trứng cút, lâu nay vẫn được sử dụng bằng phương pháp thủ công. Qua đó, giúp đỡ cơ sở sản xuất tiết kiệm chi phí sản xuất, giảm ngày công lao động. Với kích thước nhỏ gọn, bóc vỏ trứng cút loại mới này có thể hoạt động tốt trong mọi nơi, phân tán mà vẫn cho hiệu quả cao.

Trước đây để một cơ sở sản xuất nhỏ sơ chế trứng cút thường phải mất rất nhiều nhân công. Sau khi được tham quan một số mô hình trình diễn tại ở những xưởng sản xuất quy mô lớn nhận thấy lợi ích thiết thực mà máy bóc tách bóc vỏ trứng cút đen lại, tuy nhiên những cỡ máy đó chỉ phù hợp cho những cơ sở sản xuất lớn bởi chi phi mua máy khá cao thời gian hoàn vốn lâu. Chúng em quyết định thiết kế và chế tạo máy bóc vỏ trứng cút cỡ nhỏ phục vụ cho những cơ sở sản xuất nhỏ lẻ, cơ sở sản xuất chế biến thực phẩm mới có chi phí đầu tư thấp. Trong thời gian tới, nếu có được kết quả tốt thì tiếp tục tuyên truyền, vận động và nhân rộng mô hình tại những cơ sở chế biến nhỏ lẻ, quán ăn, cơ sở sản xuất 5 bánh,.vv góp phần thúc đẩy sản chế biến phát triển theo hướng ổn định, bền vững, đem lại hiệu quả kinh tế cao.

Nâng cao năng suất cho các cơ sở chế biến từ việc giảm đi công đoạn bóc tách vở trứng từ từ trứng đã được luộc chín và tách ra thành phẩm là trứng đã được lột vỏ. 6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Trứng cút trong chế biến thực phẩm: Trứng cút giàu dưỡng chất nhất so với trứng gà và trứng vịt cho dù cho quả trứng cút bé. Một quả trứng cút có chứa 14 đơn vị calo, 1.2 gam protein và 1gam chất béo. Bên cạnh đó, trong trứng cút còn có chứa những loại amino axit, khoáng chất, vitamin tương tự như trứng gà và trứng vịt.

Đặc biệt, khi ăn trứng cút sẽ ít bị dị ứng hơn so với trứng gà nên là thực phẩm thay thế trứng gà cho trẻ dưới 6 tuổi. Chúng cũng rất có lợi trong quá trình phát triển trí não của bé. Tuy nhiên, những người già, người mắc cao huyết áp, người dễ có nguy cơ bị tim mạch hay người có hàm lượng cholesterol trong máu cao nên hạn chế ăn trứng cút vì trong thành phần của trứng cút có chứa một lượng lớn cholesterol (theo: https://amthucbonmua.vn/trung-cut-ham-luong-dinh-duong-va-cach-che-bien-mon- ngon.2 Thành phần dinh dưỡng của trứng cút: Trứng của chim cút có kích thước khá nhỏ, chỉ bằng khoảng 1/3 kích thước của quả trứng gà công nghiệp. Theo Healthline, trọng lượng trung bình của mỗi quả trứng chim cút là 9 gram.

Với trọng lượng này, mỗi quả trứng có hàm lượng dinh dưỡng cụ thể như sau: Calo: 14 calories Protein: 1 gram Chất béo: 1 gram Choline: 4% Riboflavin: 6% 7 Folate: 2% Axit pantothenic: 3% Vitamin B12: 6% Chất sắt: 2% Photpho: 2% Selen: 5% (Tỷ lệ % trong mỗi dưỡng chất so với nhu cầu tiêu thụ mỗi ngày của cơ thể người trưởng thành). Mỗi quả trứng cung cấp một lượng đáng kể vitamin B12, selen, riboflavin, choline và các dưỡng chất khác cho nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày của bạn. Selen và riboflavin là chất dinh dưỡng quan trọng để cơ thể chuyển hóa thức ăn thành năng lượng. Ngoài ra, selen còn hỗ trợ tuyến giáp hoạt động ổn định và khỏe mạnh.

Vitamin B12 và chất sắt thúc đẩy hoạt động của hệ thần kinh. Nó cũng đóng vai trò chủ yếu trong việc hình thành tế bào hồng cầu để ngăn ngừa tình trạng thiếu máu. Trong khi đó, choline lại có vai trò tạo ra acetylcholine, một chất dẫn truyền thần kinh kết nối giữa hệ thống thần kinh và cơ bắp. Điều đáng nói là dù cung cấp rất nhiều dinh dưỡng nhưng nó chỉ chứa 14 calories.

Vì thế, trứng này là thực phẩm lý tưởng của những người đang muốn giảm cân. Mỗi quá trứng chim cút chỉ chứa 14 calories nhưng rất giàu hàm lượng dưỡng chất khác để giúp cơ thể bạn khỏe mạnh. (Theo: https://hellobacsi.com/an-uong-lanh-manh/thong-tin-dinh-duong/trung-cut/) 8 2.3 Công dụng trứng cút: Trứng cút giàu dưỡng chất nhất so với trứng gà và trứng vịt cho dù kích cỡ trứng nhỏ. Một quả trứng cút chứa 14 đơn vị calo, 1,2 gram protein và 1 gram chất béo.

Bên cạnh đó trứng cút còn chứa những loại amino axit, khoáng chất, vitamin tương tự như trứng gà và trứng vịt. Khác với trứng gà, trứng vịt trứng cút có nhiều công dụng nổi trội được kế đến (theo báo laodong.vn):  Giảm nguy cơ mắc bệnh nan y: Lượng kali trong cơ thể thấp sẽ làm tăng nguy cơ mắc các bệnh nan y như: bệnh tim, huyết áp cao, viêm khớp, đột quỵ, ung thư và rối loạn tiêu hóa. Trứng cút rất giàu kali nên có thể ngăn ngừa nguy cơ mắc các bệnh này rất hiệu quả.  Trị dị ứng và viêm nhiễm: Chứng dị ứng và viêm nhiễm có thể được giảm bớt với sự trợ giúp của trứng cút.

Vì trong trứng cút có chứa chất Ovomosal, hoạt động như một chất chống dị ứng tự nhiên.  Cải thiện thị lực: Vitamin A có trong trứng cút có thể cải thiện thị lực, giảm thoái hóa điểm vàng và ngăn ngừa sự phát triển của bệnh đục thủy tinh thể.  Ngăn ngừa sỏi bàng quang: Trứng cút chứa một thành phần gọi là lecithin giúp cải thiện sức khỏe của thận, gan và túi mật. Đặc biệt, trứng cút giúp ngăn chặn sự phát triển của những viên sỏi trong thận.

 Làm dịu cơn ho và hen suyễn: Với đặc tính chống oxy hóa, giàu vitamin A và selen, trứng cút giúp cải thiện chức năng của phổi rất tốt. Ngoài ra, trứng cút còn hỗ trợ các vấn đề về hô hấp như ho, hen suyễn và bệnh lao.  Làm chậm quá trình lão hóa: Trứng cút rất giàu chất chống oxy hóa giúp tăng cường hệ thống miễn dịch và làm chậm quá trình lão hóa của cơ thể. Ngoài ra, có thể thoa trứng cút tươi lên da để giữ cho da mịn màng và trắng sáng hơn.

 Duy trì hệ thần kinh khỏe mạnh: Trứng cút có có công dụng chống lại các vấn đề về lo lắng, căng thẳng, đau nửa đầu và trầm cảm. Thêm vào đó, trứng cút giúp tăng cường trí nhớ và tăng cường hoạt động của não bộ. 9 Đặc biệt khi ăn trứng cút ít bị dị ứng hơn trứng gà, trứng vị đo đó là thực phẩm thay thế trứng gà cho trẻ dưới 6 tuổi. Trứng cút có nhiều lợi ích cho quá trình phát triển trí não.

Tuy vậy những người già, người bệnh tim mạch, người có hàm lượng cholesterol cao nên hạn chế ăn trứng cút vì trong thành phần trứng cút chứa 1 lượng lớn hàm lượng cholesterol.1:Trứng cút Ngoài ra trứng cút còn được xem là loại thực phẩm giúp tăng cường tuổi thọ. Các nhà khoa học đến từ đại học Manchester cũng khuyên nên ăn từ 5 – 6 quả trứng cút mỗi ngày với phương pháp nấu ăn tốt nhất là luộc hoặc hấp để có thể hấp thu được 100% dưỡng chất có trong trứng. Trứng cút rất giàu chất các chất như đồng, coban, niacin và các axit amin thiết yếu. Tyrosine là loại dưỡng chất có khả năng làm cho da khoẻ mạnh.

Vì thế, trứng chim cút còn được sử dụng cả trong ngành công nghiệp sản xuất mỹ phẩm. Nồng độ lecithin cao trong trứng cũng có tác dụng làm giảm lượng cholesterol trong máu. Còn các nhà khoa học Bungari thì cho rằng, hàm lượng phốt pho trong trứng còn cho hiệu quả cao hơn cả thuốc viagra. Trứng cút cũng là một loại thực phẩm có tính kháng khuẩn.

Nếu bạn thường xuyên bị cảm lạnh thì các nhà khoa học khuyên bạn nên ăn trứng cút vào mỗi sáng. 10 Trứng cút được dùng cho những người bị thiếu máu, nhức đầu nặng, hen phế quản, viêm dạ dày. Normalizes trong trứng cũng tốt cho huyết áp và cải thiện tiêu hoá. Bởi vậy thực phẩm này rất có ích cho trẻ em, những người ốm yếu và phụ nữ mang thai.

Không giống với trứng gà, trứng cút không có khả năng gây dị ứng.