CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tính cấp thiết của đề tài: - Những năm gần đây, tình hình tiêu thụ của nông sản Việt Nam thường gặp khó khăn vào những tháng cuối năm. Một trong những lý do đó là bên thu mua bán ra thị trường vắt giá xuống quá thấp gây lỗ vốn cho bà con nông dân, ngoài ra việc chuyển hướng cây trồng một cách ồ ạt cũng tạo nên tình cảnh “được mùa, mất giá”. Quả cam cũng bị trường hợp như vậy, giá thuê nhân công thu hoạch vượt quá cả nông sản khiến nông dân thà chọn bỏ vườn không thu hoạch.
Nhìn thấy thực trạng đáng buồn đó, nhóm em đã tìm hiểu một số biện pháp giải cứu nông sản phổ biến như: tuyên truyền kêu gọi người dân ở thành thị mua nông sản, cho tặng quyên góp các bên từ thiện,…Tuy nhiên, những biện pháp trên chỉ là nhất thời trong thời điểm đó, không ai có thể bảo đảm chắc chắn rằng mùa vụ sau cũng có thể giải cứu nông sản như vậy. Nhóm em đã tìm hiểu thêm về “Trend” trà chanh giã tay bắt nguồn từ Trung Quốc, trend này sinh ra để giúp đỡ tiêu thụ quả chanh vàng, nhờ đó sức tiêu thụ của nó đã tăng, ảnh hưởng sang tận Việt Nam. Giới trẻ nước ta đổ xô mua nhằm “bắt trend”. Trà chanh giã tay có giá thành hợp lý, giải nhiệt tốt cho thời tiết nắng nóng, do được ưa chuộng như vậy đã làm cho giá của quả chanh vàng lên cao, người nông dân Trung Quốc đã giải quyết được vấn đề tiêu thụ quả chanh vàng.
- Quả cam của nước ta cũng đang gặp tình trạng tương tự như chanh vàng của Trung Quốc, nhóm chúng em đã nghiên cứu và ấp ủ ý tưởng về phương pháp bền vững nhằm giải cứu quả cam. Dựa vào chuyên ngành đã học, nhóm em đã lên ý tưởng đưa ra một chiếc máy đa năng, mới lạ, giá thành hợp lý đối với mọi người, đó là máy vắt cam đa năng kết hợp tạo ra tinh dầu. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: - Máy vắt cam hiện là một loại máy đang được sử dụng rộng rãi trong các cơ sở kinh doanh dịch vụ (quán nước, nhà hàng,…) và các hộ gia đình, giúp tiết kiệm khá nhiều thời gian và công sức chiết vắt. - Đối với các sản phẩm quen thuộc như máy vắt cam, ta cần phải cải tiến nhiều hơn để đạt được chất lượng hoàn hảo nhất.
Năng suất làm việc của máy cũng cần được nâng cao để phục vụ tốt hơn trong các cơ sở kinh doanh dịch vụ như nhà hàng, quán nước và đảm bảo được sự gọn nhẹ, tiện lợi, thẩm mỹ v.v… - Nhận thấy phế phẩm vỏ cam đang bị loại bỏ 1 cách hoang phí, nên chúng em mong muốn thiết kế thêm khả năng xử lý vỏ cam thành chế phẩm sinh học, góp phần bảo vệ môi trường. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: - Tối ưu hóa hiệu suất sản xuất: Nghiên cứu nhằm cải thiện hiệu suất và năng suất của máy ép cam thông qua việc tối ưu hóa các tham số quan trọng như áp suất vắt, nhiệt độ, tốc độ ép và tỷ lệ trích xuất. Mục tiêu là tăng cường sản lượng và giảm thiểu tỷ lệ thất thoát trong quá trình vắt cam. - Nâng cao chất lượng sản phẩm: Đề xuất và áp dụng các công nghệ hiện đại để đảm bảo chất lượng cao của nước cam ép, bao gồm cả màu sắc, hương vị và giá trị dinh dưỡng.
Nghiên cứu có thể tập trung vào phương pháp giữ nguyên Vitamin và Enzyme quan trọng trong quá trình ép cam. - Mục tiêu của nghiên cứu máy ép cam là cải tiến quy trình sản xuất để đạt được các mục tiêu kỹ thuật, chất lượng và kinh tế, từ đó nâng cao hiệu quả và cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường. Xác định những cơ hội: - Các loại máy vắt cam đang dần được các cở sở kinh doanh thực phẩm và đồ uống bắt đầu áp dụng vào quy trình chiết vắt hoa quả. Đồng thời, các loại hình dịch vụ trên cũng đang phát triển rất mạnh và không có dấu hiệu dừng lại.
Các loại hình kinh doanh Food and Beverage Service với quy mô vừa và nhỏ như kiosk, xe đẩy,… đang phát triển rất mạnh mẽ, đồng thời họ cũng chú trọng hơn về khâu an toàn vệ sinh thực phẩm, tiết kiệm thời gian pha chế,. nên việc áp dụng các loại máy pha/vắt cũng dần trở nên phổ biến. Không những vậy, máy vắt cũng được người dân ưa chuộng và sử dụng rộng rãi tại nhiều nơi vì tính tiện lợi, dễ sử dụng của nó. Ngoài ra, máy vắt cam còn được đòi hỏi thêm nhiều chức năng đa dụng nhằm xử lý phần dư sau khi vắt.
- Nhận thấy được tiềm năng đó, nhóm chúng em đã bắt đầu vào nghiên cứu để cải tiến máy vắt cam, đặt mục tiêu tăng năng suất, tiện lợi, hiện đại và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Đối tượng nghiên cứu: - Các sản phẩm máy vắt cam có sẵn trên thị trường, tìm hiểu về cách xử lí phế phẩm từ vỏ cam. Phương pháp nghiên cứu: - Để nghiên cứu và cải tiến máy vắt cam, nhóm em đã đưa ra các phương pháp và tiếp cận sau: + Nghiên cứu thực nghiệm: Đây là phương pháp chủ yếu để đánh giá hiệu suất và chất lượng của máy vắt cam hiện tại. Nghiên cứu thực nghiệm có thể bao gồm việc đo lường các 2 thông số kỹ thuật như năng suất, tỷ lệ trích xuất nước cam, hàm lượng Vitamin C và các thành phần dinh dưỡng khác của sản phẩm cuối cùng.
+ Phân tích thiết kế: Đánh giá và phân tích thiết kế của máy ép cam để hiểu rõ cơ chế hoạt động và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất. Phương pháp này có thể sử dụng các công cụ như mô hình hóa máy ép, phân tích cấu trúc và tính toán vật liệu để tối ưu hóa thiết kế. + Nghiên cứu mô phỏng: Sử dụng phần mềm mô phỏng để mô phỏng lại quá trình ép cam và đánh giá tác động của các thay đổi thiết kế và tham số vận hành đến hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Điều này giúp tiết kiệm chi phí và thời gian so với thực nghiệm trực tiếp.
+ Đánh giá tài liệu và nghiên cứu cơ sở: Nghiên cứu các công trình khoa học, bài báo, và báo cáo về các nghiên cứu liên quan đến quá trình ép cam, bao gồm cả các công nghệ mới và phương pháp tiên tiến. Điều này giúp học hỏi từ các kinh nghiệm thành công và thất bại của người khác. + Hợp tác và thăm dò ý kiến chuyên gia: Hợp tác với các chuyên gia trong lĩnh vực nghiên cứu hoặc các nhà sản xuất máy ép cam để thu thập thông tin, ý kiến và phản hồi từ họ. Đây là cách hiệu quả để đánh giá các yếu tố kỹ thuật và thực tiễn trong quá trình nghiên cứu.
- Kết quả của nghiên cứu này sẽ dẫn đến các cải tiến cụ thể trong “Thiết kế - Chế tạo máy vắt cam kết hợp xử lý vỏ cam thành chế phẩm sinh học”, nhằm tăng cường hiệu suất, cải thiện chất lượng sản phẩm, tạo sự mới lạ và giảm thiểu chi phí sản xuất. Kết cấu của ĐATN: - ĐATN bao gồm 7 chương, trong đó: + Chương 2 trình bày về tổng quan về đề tài. + Chương 3 đề cập về cơ sở lý thuyết của đề tài. + Chương 4 giải quyết vấn đề thiết kế về vỏ ngoài cho sản phẩm.
+ Chương 5 nêu ra phương án tính toán lựa chọn động cơ cho máy. + Chương 6 tiến hành lắp đặt - hoàn thiện - thử nghiệm. + Chương 7 đưa ra đánh giá chung cho sản phẩm nghiên cứu. 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.
Khái niệm về thiết kế và phát triển sản phẩm máy vắt cam và xử lí phế phẩm: - Quá trình thiết kế sản phẩm là cơ hội tìm hiểu thị trường, xác định rõ vấn đề và phát triển một giải pháp cho vấn đề đó, đánh giá giải pháp đó với người dùng trong thực tế. Đây là sự kết hợp giữa mục tiêu kinh doanh của doanh nghiệp và nhu cầu người dùng để tạo thành các thiết kế đẹp mắt, nhất quán mang lại hiệu quả nhận diện cho từng sản phẩm. - Thiết kế và phát triển sản phẩm là một chuỗi các hoạt động, bắt đầu với việc tìm hiểu cơ hội phát triển sản phẩm trong thị trường và kết thúc bằng việc hoàn thành chế tạo, đóng gói và phân phối sản phẩm. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của quá trình thiết kế và phát triển sản phẩm máy vắt cam và xử lí phế phẩm: - Chất lượng sản phẩm.
- Thời gian phát triển sản phẩm. - Chi phí thiết kế sản phẩm. - Năng lực thiết kế sản phẩm. Quá trình thiết kế và phát triển sản phẩm máy vắt cam và xử lí phế phẩm chung: - Xác định tầm nhìn sản phẩm.
- Nghiên cứu sản phẩm. - Phân tích người dùng và thị trường, đối thủ cạnh tranh. - Ý tưởng thiết kế. - Chế tạo sản phẩm.
- Kiểm tra và xác nhận. - Hoạt động sau khi ra mắt: Marketing,… 2. Quá trình lên ý tưởng cho máy vắt cam và xử lí phế phẩm: - Xác định nhu cầu khách hàng. - Thiết lập những đặc tính mục tiêu.
- Xây dựng ý tưởng. - Lựa chọn ý tưởng. - Thẩm định ý tưởng. - Phân tích kinh tế.
- Đánh giá sản phẩm cạnh tranh. - Thiết lập những đặc tính cuối cùng. - Lập kế hoạch phát triển sản phẩm. Lịch sử phát triển sản phẩm máy vắt cam: 2.
Lịch sử phát triển của máy vắt cam: - Từ lâu khi con người trong thời nguyên thủy đã sử dụng những loài thực vật làm thức ăn chính duy trì sự sống, đối với họ Cam - Quýt cũng như vậy. Khi xã hội phát triển hơn thì việc chế biến những thứ đơn giản thành món ngon trở nên phổ biến. Người ta đã biết vắt những loại quả mọng thành nước để uống giải khát cũng như hấp thụ dưỡng chất nhanh hơn. Việc vắt trái cây họ Cam - Quýt bằng tay đã phát triển nên bằng việc sử dụng dụng cụ vắt chuyên dùng rồi sau đó khi bước vào thời kỳ máy móc nên ngôi, xuất hiện các loại động cơ hơi nước, than đá rồi sau này động cơ xoay dùng điện cũng được dùng trong máy vắt cam.
Vắt cam thủ công bằng tay [5] Hình 2. Vắt cam bằng máy vắt cam [6] 5 2. Thông số cơ bản của các loại máy vắt cam trên thị trường: * Máy vắt cam Lock&Lock EJJ231: Hình 2.