Đề tài nghiên cứu khoa học: Tính toán, thiết kế, chế tạo máy tự động làm dĩa ăn bằng vật liệu thân thiện môi trường

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:78

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Tính toán, thiết kế, chế tạo máy tự động làm dĩa ăn bằng vật liệu thân thiện môi trường" nhằm tìm tòi, thử nghiệm được loại vật liệu mới, có sẵn trong tự nhiên hay vật liệu tái chế, là những loại vật liệu không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, có thời gian phân hủy ngắn. Từ đó chọn ra được vật liệu thích hợp có thể dùng để ép tạo hình thành những cái dĩa, cái chén đáp ứng đủ yêu cầu để sử dụng hằng ngày.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài nghiên cứu khoa học: Tính toán, thiết kế, chế tạo máy tự động làm dĩa ăn bằng vật liệu thân thiện môi trường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TỰ ĐỘNG LÀM DĨA ĂN BẰNG VẬT LIỆU THÂN THIỆN S K C 0 0 3 9 5 9 MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: SV2020-24 S KC 0 0 7 3 8 1 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG “SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC” NĂM 2020 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TỰ ĐỘNG LÀM DĨA ĂN BẰNG VẬT LIỆU THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG Thuộc lĩnh vực khoa học và công nghệ: Chuyên ngành kỹ thuật môi trường
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG “SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC” NĂM 2020 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TỰ ĐỘNG LÀM DĨA ĂN BẰNG VẬT LIỆU THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG Thuộc lĩnh vực khoa học và công nghệ: Chuyên ngành kỹ thuật môi trường Sinh viên thực hiện: Trần Viết Thanh Nam, nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 161462C, Khoa Cơ khí Chế tạo máy Năm thứ: 4 /Số năm đào tạo: 4 Ngành học: Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phước Tân Nam, nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 161462B, Khoa Cơ khí Chế tạo máy Năm thứ: 4 /Số năm đào tạo: 4 Ngành học: Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Tiến Nam, nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 151461C, Khoa Cơ khí Chế tạo máy Năm thứ: 5 /Số năm đào tạo: 4 Ngành học: Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử Người hướng dẫn chính: ThS. Phan Thị Thu Thủy
MỤC LỤC MỤC LỤC..........................................................................................................................i DANH MỤC HÌNH ẢNH...............................................................................................iii DANH MỤC BẢNG BIỂU............................................................................................. vi CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN................................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết.......................................................................................................... 1 1.1.1. Thực trạng........................................................................................................ 1 1.1.2. Lý do lựa chọn đề tài........................................................................................2 1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu của đề tài....................................................... 2 1.3. Mục tiêu đề tài........................................................................................................ 5 1.4. Phạm vi đề tài......................................................................................................... 5 1.5. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................ 6 1.6. Nội dung tổng quan................................................................................................ 6 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT........................................................................................................7 2.1.Yêu cầu đặt ra đối với sản phẩm dĩa ăn.................................................................. 7 2.2.Định hình kết cấu sản phẩm.................................................................................... 7 2.3. Lựa chọn vật liệu............................................................................................... 7 2.4. Lý thuyết vật liệu............................................................................................... 9 2.4.1. Lá chuối......................................................................................... 9 2.4.2. Bìa carton....................................................................................... 10 2.4.3. Bột năng....................................................................................... 11 2.5.Quy trình công nghệ của sản phẩm....................................................................... 12 i
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ............................................................................................... 13 3.1. Tính toán, thiết kế kết cấu khung ép.................................................................... 14 3.1.1. Lựa chọn xylanh ép....................................................................................... 14 3.1.2. Thiết kế khuôn....................................................................................... 17 3.1.3. Tính toán và chọn hệ thống gia nhiệt cho khuôn.......................................... 30 3.2. Thiết kế khung máy............................................................................................. 34 3.2.1. Thiết kế, lựa chọn kết cấu khung...................................................................34 3.2.2. Tính toán, kiểm nghiệm độ bền khung.......................................................... 36 3.3. Cơ cấu truyền động để di chuyển vật liệu và lấy sản phẩm................................ 43 3.3.1. Lựa chọn cơ cấu truyền động để di chuyển vật liệu......................................43 3.3.2. Căng dây đai....................................................................................... 44 3.3.3. Chọn động cơ cho cơ cấu truyền đai............................................................. 45 3.3.4. Giới thiệu động cơ bước................................................................................ 46 3.3.5.Lựa chọn cơ cấu hút vật liệu và lấy sản phẩm................................................47 3.4. Cơ cấu quét chất kết dính..................................................................................... 48 3.4.1. Lựa chọn cơ cấu điều tiết bột và quét bột lên bề mặt vật liệu.......................48 3.4.2. Thiết kế cơ cấu con lăn bột............................................................................ 51 3.5. Thiết kế bộ điều khiển.......................................................................................... 52 3.5.1. Thiết kế mạch điện....................................................................................... 52 3.5.2. Thiết kế bộ điều khiển....................................................................................... 54 CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ.......................................................................................58 4.1. Sản phẩm dĩa ăn............................................................................................. 58 4.2. Sản phẩm máy tự động........................................................................................ 58 ii
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ.............................................................................................. 67 5.1. Kết luận............................................................................................. 67 5.2. Định hướng cải tiến.............................................................................................. 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 68 iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. 1: Sản phẩm khay, dĩa, thìa từ mo cau của Việt Nam........................................... 3 Hình 1. 2: Sản phẩm dĩa, thìa từ bột mì............................................................................3 Hình 1. 3: Sản phẩm dĩa ăn từ lá cây................................................................................4 Hình 1. 4: Sản phẩm chén, dĩa khay từ mo cau của người Ấn Độ...................................5 Hình 2. 1: Lá chuối........................................................................................................... 9 Hình 2. 2: Bìa carton.......................................................................................................10 Hình 2. 3: Bột năng.........................................................................................................11 Hình 3. 1: Tổng quan về kết cấu máy.............................................................................13 Hình 3. 2: Kết cấu bộ phận khuôn ép............................................................................. 14 Hình 3. 3: Kết cấu khung ép và khoảng cách làm việc giữa 2 khuôn............................15 Hình 3. 4: Xylanh khí nén được chọn.............................................................................16 Hình 3. 5: Hình dạng sản phẩm...................................................................................... 17 Hình 3. 6: Sự đàn hồi sau khi uốn.................................................................................. 22 Hình 3. 7: Bán kính góc lượn khuôn trên và khuôn dưới.............................................. 25 Hình 3. 8: Kết cấu khuôn dập......................................................................................... 27 Hình 3. 9: Các thiết bị của bộ điều khiển nhiệt độ.........................................................31 Hình 3. 10: Bộ điều khiển nhiệt độ RKC REX-C100.................................................... 32 Hình 3. 11: Relay bán dẫn SSR...................................................................................... 32 Hình 3. 12: Sơ đồ kết nối bộ điều khiển nhiệt độ...........................................................33 Hình 3. 13: Kết cấu khung máy......................................................................................34 Hình 3. 14: Biểu đồ nội lực của 2 thanh thép đỡ khuôn dưới........................................37 Hình 3. 15: Mặt cắt ngang của thép hộp.........................................................................38 Hình 3. 16: Biều đồ phân bố lực trên mặt cắt.................................................................39 Hình 3. 17: Biểu đồ nội lực thanh thép 1,39m............................................................... 42 Hình 3. 18: Mô phỏng cơ cấu kéo đai............................................................................ 43 Hình 3. 19: Dây đai GT2 bề rộng 6mm..........................................................................44 Hình 3. 20: Pulli bước 2mm........................................................................................... 44 iv
Hình 3. 21: Step motor 56x56x64 24V-5A.................................................................... 46 Hình 3. 22: Cơ cấu hút chân không................................................................................ 47 Hình 3. 23: Van hút chân không.....................................................................................48 Hình 3. 24: Van nước điện từ thường đóng 24V............................................................49 Hình 3. 25: Cấu tạo van nước điện từ.............................................................................50 Hình 3. 26: Cơ cấu con lăn bột....................................................................................... 51 Hình 3. 27: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển...................................................................52 Hình 3. 28: Bộ nguồn tổ ong.......................................................................................... 53 Hình 3. 29: Mạch giảm áp.............................................................................................. 53 Hình 3. 30: Arduino Mega 2560.....................................................................................54 Hình 3. 31: Thành phần Arduino Mega 2560................................................................ 55 Hình 3. 32: Driver Tb6600............................................................................................. 56 Hình 3. 33: Sơ đồ đấu dây mạch điều khiển động cơ bước Tb6600..............................57 Hình 4. 1: Dĩa ăn thành phẩm.........................................................................................58 Hình 4. 2: Mô hình máy tổng thể....................................................................................59 Hình 4. 3: Mô hình máy tổng thể....................................................................................60 Hình 4. 4: Mô hình máy tổng thể....................................................................................61 Hình 4. 5: Khuôn ép........................................................................................................62 Hình 4. 6: Cơ cấu hút......................................................................................................63 Hình 4. 7: Cơ cấu lăn bột................................................................................................ 63 Hình 4. 8: Hệ thống mạch điều khiển.............................................................................64 Hình 4. 9: Mạch điều khiển nhiệt độ khuôn................................................................... 65 Hình 4. 10: Tủ điện......................................................................................................... 66 v
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3. 1: So sánh các loại máy ép................................................................................ 15 Bảng 3. 2: Lượng dư cắt mép chi tiết có vành rộng, mm...............................................18 Bảng 3. 3: Hệ số dập vuốt đối với chi tiết tròn xoay có vành rộng............................... 20 Bảng 3. 4: Hệ số kv để tính lực dập vuốt chi tiết hình trụ có vành rộng....................... 21 Bảng 3. 5: Tính chất của một số mác thép dụng cụ (theo tiêu chuẩn nhật)...................23 Bảng 3. 6: Thành phần hóa học và đặc tính kỹ thuật của một số thép dụng cụ.............23 Bảng 3. 7: Khe hở giữa khuôn trên và khuôn dưới khi dập........................................... 26 Bảng 3. 8: Trị số gia a phụ thuộc vào vật liệu................................................................26 Bảng 3. 9: Dung sai làm việc của khuôn trên và khuôn dưới........................................ 28 Bảng 3. 10: So sánh các loại vật liệu thiết kế khung......................................................35 Bảng 3. 11: Quy chuẩn trọng lượng ống thép vuông – chữ nhật (Đơn vị tính: kg/cây 6m)...................................................................................................................................40 Bảng 3. 12: Quy chuẩn cơ tính chất lượng thép.............................................................41 vi
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Tính cấp thiết 1.1.1. Thực trạng Thực trạng rác thải nhựa đang thực sự báo động. Hành tinh của chúng ta đang dần ngập dưới núi rác thải nhựa – một chất liệu không chỉ bền, dễ sử dụng mà còn có giá thành rẻ, thân thuộc với cuộc sống hàng ngày của mỗi người. Từ việc nhựa dẻo được dùng để làm vật liệu cho các bị y tế, đến việc trở thành các bộ phận máy bay đã chứng minh tính hiệu quả và khả năng ứng dụng của chất liệu này. Tuy nhiên, các sản phẩm từ nhựa, đặc biệt là các mặt hàng được thiết kế dùng một lần đang là một vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt tại các bãi rác và đại dương. Các sản phẩm chai nhựa, túi nhựa dùng một lần hoặc đơn thuần là chiếc ống hút nhỏ gọn mà bạn thường dùng đều có khả năng bị bỏ sót trong quá trình tái chế và lọt vào một hệ thống thoát nước bất kì, cuối cùng là trôi ra biển. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng mỗi năm có gần 12,7 triệu tấn chất thải nhựa đổ ra biển. Rác thải nhựa trôi dạt rộng rãi trong đại dương của chúng ta, đặc biệt là ở Thái Bình Dương, Đại Tây Dương và Ấn Độ Dương. Loại nhựa dùng làm túi nhựa và can sữa khác với loại nhựa dùng làm nắp chai và ống hút – các loại rác thải nhựa điển hình đang trôi nổi giữa đại dương của chúng ta. Qua một thời gian, những mảnh nhựa lớn sẽ phân nhỏ thành các mảnh vụn, cứng và có thể khiến các loài động vật biển ăn nhầm. Ví dụ ống hút nhựa đã mất đến 200 năm để tan rã, tuy nhiên, chúng sẽ không bao giờ tan rã hoàn toàn, bởi nhựa không thể phân hủy. Hơn nữa, vật dụng nhỏ, mỏng, nhẹ này lại có thể gây hại đến các loài chim biển, rùa và các loài sinh vật biển khác vì chúng có thể dễ dàng nhầm lẫn và nhặt, nuốt phải, khiến chúng nghẹn và nghẹt thở. 1
Việt Nam là một đất nước đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ, nhịp sống ngày càng nhanh hơn nên nhu cầu sử dụng những sản phẩm nhựa sử dụng một lần như: ly, tô, dĩa, hộp... để dựng thức ăn càng nhiều hơn. Trong nhịp sống hối hả ấy, ta không thể phủ nhận sự tiện lợi của các sản phẩm nhựa sử dụng một lần. Nhưng bên cạnh mặt ưu điểm đó thì nhược điểm mà nó mang lại cũng rất lớn. Lượng chất thải rắn ngày một tăng lên[1]. Vì thế việc giải quyết và cắt giảm lượng rác thải nhựa ra ngoài môi trường là vô cùng cấp thiết. 1.1.2. Lý do lựa chọn đề tài Để góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm rác thải nhựa hiện nay, ngoài việc nâng cao ý thức của con người thì việc cắt giảm và thay thế đồ dùng nhựa bằng những vật liệu hữu cơ thân thiện với môi trường hơn là rất cần thiết. Ở đề tài lần này, nhóm đi sâu vào đối tượng là những vật dụng hàng ngày đang rất phổ biến ở Việt Nam, đó là chén, dĩa hay hộp bằng nhựa sử dụng cho thức ăn. Mục đích là có thể tạo ra những sản phẩm tương tự nhưng bằng loại vật liệu khác không gây ô nhiễm kể cả khi chúng được thải ra ngoài môi trường. 1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu của đề tài  Trong nước: - Sản phẩm dĩa, khay đựng thức ăn từ mo cau: Ngày 9-7, tại TP Quy Nhơn (Bình Định) đã diễn ra "Hội nghị kết nối cung cầu hàng hóa giữa tỉnh Bình Định với các tỉnh Vĩnh Long - Hậu Giang - Tây Ninh năm 2020". Tại hội nghị, những người tham gia tỏ ra thích thú, lạ lẫm với sản phẩm khay, dĩa, muỗng, chén,... bằng được sản xuất bằng mo cau. 2
Hình 1. 1: Sản phẩm khay, dĩa, thìa từ mo cau của Việt Nam Sản phẩm có thể dùng nhiều lần nếu đựng thức ăn khô, thậm chí đựng cả thức ăn nước nhưng sau đó phải rửa sạch, phơi khô.  Thế giới: - Sản phẩm từ cám bột mì của công ty Biotrem, Ba Lan Hình 1. 2: Sản phẩm dĩa, thìa từ bột mì 3
Jerzy Wysocki, một người từng theo học ngành kỹ sư, đã tự mày mò nghiên cứu để tận dụng nguyên liệu cám bột mì. Ông đã dành rất nhiều thời gian, tâm huyết cho vô số lần thử nghiệm từ trộn bột cám cho tới tìm một độ ẩm, áp suất và nhiệt độ phù hợp để sản xuất được những chiếc đĩa từ bột mì đầu tiên. Tới nay, ngoài bát, đĩa, cốc uống cà phê, Startup Biotrem còn sản xuất những mặt hàng theo yêu cầu của khách hàng như thìa, nĩa, dao, khay đựng đồ ăn dùng một lần. Startup Biotrem cho biết, sản phẩm của họ không chỉ đẹp mắt mà còn bền và ổn định, không chứa bất kỳ thành phần hóa chất độc hại nào nên người dùng có thể yên tâm sử dụng tại gia, hay mang theo trong những chuyến picnic, thậm chí là sử dụng trong các nhà hàng. Vì các sản phẩm này làm 100% từ cám bột mì, nên người dùng còn có thể … ăn chúng. Còn nếu thải ra ngoài môi trường, những chiếc bát, đĩa làm từ cám bột mì sẽ tự phân hủy sau 3 tuần. - Sản phẩm từ lá cây: Leaf Republic – một nhóm kỹ sư từ Đức đã tìm ra cách sản xuất những chiếc đĩa chỉ từ lá 100%. Hình 1. 3: Sản phẩm dĩa ăn từ lá cây 4
Những chiếc đĩa này có khả năng chống nước và thay thế cho đĩa nhựa dùng 1 lần hiện nay. Cấu trúc của đĩa gồm 2 lớp: 1 lớp lá và 1 lớp giấy từ lá, có giá khoảng 50 cent (tương đương với 11.000 đồng). - Sản phẩm từ mo cau Công ty Bio World của Ấn Độ đã phát triển mẫu sản phẩm dĩa ăn làm từ mo cau với rất nhiều mẫu mã đa dạng Hình 1. 4: Sản phẩm chén, dĩa khay từ mo cau của người Ấn Độ 1.3. Mục tiêu đề tài Đề tài được thực hiện bởi 2 mục tiêu chính: Thứ nhất, tìm tòi, thử nghiệm được loại vật liệu mới, có sẵn trong tự nhiên hay vật liệu tái chế, là những loại vật liệu không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, có thời gian phân hủy ngắn. Từ đó chọn ra được vật liệu thích hợp có thể dùng để ép tạo hình thành những cái dĩa, cái chén đáp ứng đủ yêu cầu để sử dụng hằng ngày. Cụ thể, đề tài lần này nhóm chọn ép thử nghiệm ra sản phẩm là những cái dĩa ăn. Thứ hai, thiết kế, chế tạo và chạy vận hành máy tự động có thể thay con người thực hiện các công đoạn của quá trình ép vật liệu thành dĩa. 1.4. Phạm vi đề tài Về sản phẩm dĩa ăn, nhóm nghiên cứu và thử nghiệm các loại vật liệu đầu vào có sẵn trong tự nhiên như lá cây, vỏ mía, mo cau. Bên cạnh đó, nhóm cũng tìm hiểu thêm những vật liệu có khả năng tái chế như giấy, bìa cứng, bìa carton. 5
Về sản phẩm máy tự động, nhóm thiết kế, chế tạo và chạy thử nghiệm mô hình máy cỡ nhỏ với năng suất 80 cái/giờ. 1.5. Phương pháp nghiên cứu - Tìm tòi, tổng hợp tài liệu, đặc tính của các loại vật liệu có sẵn ngoài tự nhiên cũng như vật liệu tái chế. - Thử nghiệm các mẫu thử để đưa ra vật liệu thích hợp. - Nghiên cứu, tham khảo kiến thức từ trường học, internet, sách báo để thiết kế và chế tạo máy tự động. - Thiết kế, mô phỏng máy tự động trên phần mềm Solidworks. - Chạy code điều khiển bằng phần mềm Arduino. - Vận hành thử, kiểm nghiệm, đánh giá và cải tiến. 1.6. Nội dung tổng quan Trong báo cáo này, nhóm tổng hợp nội dung thành 5 chương. Ở chương thứ nhất, nhóm trình bày tính cấp thiết, lý do lựa chọn đề tài, tình hình nghiên cứu của các đề tài liên quan trong và ngoài nước, mục tiêu, phạm vi và phương pháp nghiên cứu của đề tài. Chương thứ hai là cơ sở lý thuyết, bao gồm lý thuyết về vật liệu và các lý thuyết liên quan đến thiết kế cơ khí của máy. Chương thứ ba trình bày chi tiết các tính toán và thiết kế của máy, cả về cơ khí và điều khiển. Chương bốn tổng hợp các kết quả thực nghiệm, vận hành máy và đưa ra đánh giá tổng quát. Cuối cùng, chương năm nêu ra kết luận và các kiến nghị, định hướng cũng như cải tiến trong tương lai. 6
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. Yêu cầu đặt ra đối với sản phẩm dĩa ăn - Thân thiện với môi trường. - Nguyên liệu đầu vào rẻ, dễ tìm kiếm hoặc là vật liệu tái chế. - Sản phẩm tạo ra là sản phẩm dùng 1 lần, có khả năng sử dụng cho cả thức ăn khô và nước, cả nóng và lạnh. - Sản phẩm có độ bền nhất định và có thời gian bảo quản lên đến 20 ngày. 2.2. Định hình kết cấu sản phẩm Qua quá trình tham khảo, tìm hiểu các dự án đã có, nhóm đã định hình được kết cấu sơ bộ của sản phẩm dĩa ăn lần này. - Gồm 2 lớp vậy liệu chính: lớp định hình và lớp bề mặt có tác dụng chống thấm. • Lớp định hình: vật liệu tái chế dạng tấm có độ cứng và bền dẻo tương đối, có khả năng định hình sau khi bị biến dạng và duy trì biến dạng sau các tác động vật lý, dùng làm lớp đế cho sản phẩm. • Lớp bề mặt: là vật liệu đóng vai trò mấu chốt của dự án, đóng vai trò chống thấm cho dĩa, bảo đảm an toàn vệ sinh cho thức ăn và cũng bào đảm tính thẩm mỹ của sản phẩm. - Kết dính bằng vật liệu được phép dùng trong thực phẩm. 2.3. Lựa chọn vật liệu Bước đầu nghiên cứu, nhóm đã tìm và thử nghiệm với nhiều mẫu thử vật liệu và các sự kết hợp khác nhau, một vài ví dụ là: - Bã mía, bã đậu, vỏ chuối, vỏ ngô kết dính bằng keo PVA. - Mo cau. - Lá sen, lá súng. - Lá chuối, bìa carton, bột năng. Cuối cùng, sau thời gian dài thử nghiệm và đúc kết kinh nghiệm từ các lần thử trước đó, nhóm đã tìm ra và quyết định sử dụng lá chuối, bìa carton và bột năng là vật 7
liệu cho sản phẩm.  Phân tích ưu điểm của nhóm vật liệu lá chuối so với các loại vật liệu khác - Mo cau: đã có vài công ty ở Việt Nam nghiên cứu và sản xuất thành công dĩa ăn bằng mo cau, tuy nhiên đây lại là loại vật liệu không có nhiều trong tự nhiên, số lượng mo cau có thể khai thác rất hạn chế, giá thành sản phẩm vì thế đắt hơn các loại vật liệu khác. - Vỏ ngô, vỏ chuối, bã mía, bã đậu: Đây là những loại vật liệu yêu cầu rất phức tạp và tỉ mỉ trong khâu sơ chế, thường phải xay nát và trộn lại bằng hỗn hợp chất kết dính trước khi đưa vào khuôn tấm. Rất khó để đảm bảo được tính kết dính và tính bền của sản phẩm đối với vật liệu này. - Lá sen, lá súng: Nhóm cũng đã từng thử nghiệm qua với vật liệu này. Lá sen tuy có bản lá cũng khá to nhưng phần gân lá nhiều đòi hỏi phải xử lý gân lá để có được tấm lá sen ưng ý. Khi đó lá sen nhìn không còn cứng cáp nữa. hơn nữa, lá sen cũng khá mềm và héo rất nhanh, khí bắt đầu héo lá sen sẽ trở nên giòn và dễ rách, rất khó đảm bảo cho yêu cầu ép dĩa. - Và tất cả những nhược điểm đó được lá chuối xử lý sạch sẽ. Lá chuối từ xưa đã được người dân Việt Nam dùng gói thức ăn, gói bánh. Là loại lá có bản to, bề mặt lá trơn nhẵn, lá có độ dẻo dai và bền đặc biệt khi đã trải qua quá trình phơi khô hoặc lược chín. Lá chuối cũng rất phổ biến và dễ tìm trong tự nhiên, số lượng có thể thu hoạch thoải mái hơn rất nhiều so với mo cau, vì thế giá thành sản phẩm cũng sẽ rẻ hơn nhiều. Lá chuối còn mang theo giá trị sử dụng, độ thẩm mỹ và giá trị văn hóa cao đối với con người Việt Nam. 8
2.4. Lý thuyết vật liệu 2.4.1. Lá chuối Từ xưa, lá chuối đã rất quen thuộc với con người ở rất nhiều nơi, đặc biệt là những vùng quê. Chúng ta đều biết lá chuối có rất nhiều công dụng và con người đã sang tạo ra rất nhiều cách để tận dụng chúng. Có thể kể đến một số công dụng như gói bánh, gói thức ăn, phòng bệnh cho cá. Hình 2. 1: Lá chuối Vậy lá chuối đựng thức ăn có tốt không? Câu trả lời là lá chuối thực sự rất tốt, không chỉ một mà có rất nhiều mặt tốt. - Giúp món ăn ngon hơn, ngọt hơn: lá chuối có 1 lớp phủ sáp có hương vị tinh tế nhưng khác biệt. khi thức ăn nóng được đặt trên lá, lớp sáp tan chảy và hòa quyện vào hương vị thực phẩm, khiến chúng có vị ngon hơn. - Sạch sẽ hơn: Lá chuối không cần làm sạch quá lâu, chỉ cần rửa nó với nước sạch là chúng ta có thể sử dụng được. 9
- Không hóa chất: đối với lá chuối bạn chỉ cần rửa với nước sạch mà không cần xà phòng, vì thế không cần lo hóa chất sẽ dính lại trên bề mặt lá. - Thân thiện hơn với môi trường: Lá chuối có thể dễ dàng phân hủy trong tự nhiên trong thời gian ngắn. - Lành mạnh với sức khỏe: Theo Indiatimes, lá chuối có chứa một chất có nguồn gốc từ thực vật gọi là Polyphenols, là hợp chất chống oxy hóa tự nhiên chống lại các gốc tự do và ngăn ngừa bệnh tật. Thực phẩm được đặt trên lá sẽ hấp thụ polyphenols từ nó, vì thế chúng ta sẽ nhận được chất dinh dưỡng lành mạnh từ đó[6]. 2.4.2. Bìa carton Hình 2. 2: Bìa carton Giấy bìa carton là một loại giấy được tái chế qua một hoặc nhiều vòng đời khác nhau. Loại giấy này có ít nhất 2 lớp với 1 lớp sóng và một lớp lót, nhiều nhất có thể là 9 lớp với 4 lớp sóng và 5 lớp lót, được sản xuất từ sợi gỗ có tính chất sợi, các sợi gỗ liên kết chặt chẽ với nhau nhờ vào lực hydro tạo thành khối vững bền và dẻo dai. Tính chất đáng chú ý của carton đó là độ cứng, bền, nhẹ và dẻo dai. Do đó, carton hoàn toàn đủ khả năng định hình cho sản phẩm khi bị dập lại. Ngoài ra, bìa 10
carton còn rất thân thiện với môi trường, phân hủy nhanh và có khả năng tái chế cực tốt. Chúng ta có thể dễ dàng tìm được bìa carton trong cuộ sống hằng ngày, đó là những vỏ thùng bia, thùng mì, thùng chứa hàng,... Đây là loại vật liệu có thể tái sử dụng nhiều lần nếu biết dùng đúng cách. 2.4.3. Bột năng Bột năng (hay còn gọi là bột sắn, bột đao, bột lọc) là loại bột tinh khiết được chiết xuất 100% từ củ khoai mì (củ sắn – Cassava roots). Hình 2. 3: Bột năng Bột năng là loại bột có màu trắng tinh khiết, mịn, có các tính chất đặc trưng điển hình như độ dẻo, độ nhớt cao, tính kết dính tốt khi hồ hóa. Bột năng chất lượng cao thường không có (hoặc có rất ít) tạp chất, độ mịn hoàn hảo, không có mùi chua, độ ẩm dưới 13%, độ trắng trên 92%, độ trong suốt tốt khi hồ hóa hoàn toàn và không sử dụng các hóa chất đọc hại trong quá trình chiết xuất. Bột năng rất phổ biến trong cuộc sống hằng ngày của người dân Việt Nam và có thể tìm mua được ở bất kỳ nơi nào với giá rất rẻ. 11