Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của liên hợp máy băm ép nước dứa

1<br /> MỞ ĐẦU<br /> 1<br /> <br /> Tính cấp thiết của đề tài<br /> <br /> Dứa là loại trái cây quí, có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao, được<br /> coi là “nữ hoàng” (Queen) của các loài quả. Diện tích trồng dứa ở nước ta hiện<br /> nay khoảng 39.900ha, sản lượng 502.700 tấn, kim ngạch xuất khẩu các sản<br /> phẩm dứa đạt 41,4 triệu USD/ 1 năm, đứng đầu trong xuất khẩu rau quả. Cây<br /> dứa đã góp phần quan trọng trong việc xóa đói giảm nghèo cho hàng triệu nông<br /> dân ở nhiều địa phương trong cả nước.<br /> Trong các sản phẩm chế biến từ dứa, nước dứa được tiêu thụ nhiều nhất vì<br /> nó có giá trị kinh tế cao, thuận tiện cho việc vận chuyển và bảo quản lâu dài.<br /> Trong quy trình sản xuất nước dứa thì băm ép nước dứa là những khâu quan<br /> trọng quyết định đến năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm.<br /> Hiện nay, các nhà máy chế biến dứa quy mô công nghiệp mới chỉ đáp ứng<br /> được một phần nhu cầu chế biến dứa nguyên liệu. Tại nhiều địa phương đang rất<br /> thiếu những thiết bị ép nước dứa phù hợp với quy mô vùng nguyên liệu và khả<br /> năng đầu tư của các doanh nghiệp chế biến. Các thiết bị chế biến dứa hiện đại<br /> nhập khẩu của nước ngoài tuy năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt nhưng cần<br /> vốn đầu tư rất lớn, không phù hợp với quy mô và khả năng tài chính của các cơ<br /> sở sản xuất trong nước. Một số cơ sở sản xuất, Viện, trường Đại học đã nghiên<br /> cứu thiết kế, chế tạo một số máy băm, ép nước dứa. Tuy nhiên, do còn nhiều hạn<br /> chế như: chất lượng sản phẩm không ổn định, chi phí năng lượng lớn, chi phí<br /> đầu tư thiết bị, bảo trì và sửa chữa lớn nên các cơ sở sản xuất khó chấp nhận.<br /> Ở Việt Nam chưa có nhiều công trình nghiên cứu về thiết bị băm ép nước<br /> dứa, thiết bị chế tạo trong nước rất ít và còn nhiều hạn chế. Vì vậy, việc nghiên<br /> cứu thiết kế, chế tạo thiết bị băm ép nước dứa phù hợp với điều kiện sản xuất<br /> trong nước nhằm nâng cao năng suất, chất lượng, hạ giá thành sản phẩm, có thể<br /> triển khai áp dụng rộng rãi trong sản xuất là vấn đề rất cấp thiết.<br /> Xuất phát từ thực tiễn trên đây, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu một<br /> số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của liên hợp máy băm ép nước dứa”.<br /> 2<br /> <br /> Mục tiêu nghiên cứu<br /> <br /> - Tạo ra thiết bị băm ép nước dứa phục vụ sản xuất nước dứa và nước dứa cô<br /> đặc nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, tiết kiệm năng lượng điện,<br /> giảm chi phí sản xuất, góp phần giảm ô nhiễm môi trường.<br /> - Xác định một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc tối ưu làm cơ sở để<br /> hoàn thiện thiết kế, chế tạo liên hợp máy băm ép nước dứa.<br /> <br /> 2<br /> 3<br /> <br /> Nhiệm vụ nghiên cứu<br /> - Xác định tính chất cơ lý, hóa của dứa liên quan đến quá trình băm ép dứa.<br /> <br /> - Xây dựng mô hình lý thuyết quá trình ép nguyên liệu dứa nhằm định<br /> hướng cho việc thiết kế liên hợp máy băm ép dứa.<br /> - Nghiên cứu thực nghiệm xác định một số thông số về cấu tạo và chế<br /> độ làm việc tối ưu làm cơ sở cho việc hoàn thiện quy trình công nghệ và<br /> thiết kế, cải tiến liên hợp máy băm ép dứa.<br /> - Ứng dụng liên hợp máy băm ép nước dứa trong sản xuất nhằm xác định hiệu<br /> quả kinh tế - kỹ thuật của liên hợp máy để có thể áp dụng rộng rãi trong sản xuất.<br /> 4<br /> 4.1<br /> <br /> Đối tượng và phạm vi nghiên cứu<br /> Đối tượng nghiên cứu<br /> <br /> Là các thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của liên hợp máy băm ép nước<br /> dứa: tốc độ dao băm, tốc độ vít xoắn, khe hở cửa thoát bã và chiều rộng lỗ sàng.<br /> 4.2<br /> <br /> Phạm vi nghiên cứu<br /> <br /> Nghiên cứu mô hình liên hợp máy băm ép dứa kiểu vít xoắn BE-500 có năng<br /> suất 500 kg/h.<br /> 5<br /> <br /> Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài<br /> <br /> - Đã ứng dụng phương pháp mô hình hóa và mô phỏng để biểu diễn mối<br /> quan hệ của một số thông số trong quá trình ép nước dứa và ứng dụng để xác định<br /> một số thông số cơ bản về cấu tạo và chế độ làm việc của liên hợp máy băm ép<br /> nước dứa, nhằm định hướng cho việc thiết kế, chế tạo liên hợp máy.<br /> - Đã thiết kế, chế tạo thành công liên hợp máy băm ép nước dứa có bộ phận<br /> băm và bộ phận ép lắp trên cùng một khung bệ máy, góp phần nâng cao năng suất,<br /> chất lượng sản phẩm, giảm chi phí lao động và tiết kiệm điện năng phù hợp với quy<br /> mô của các cơ sở chế biến ở nước ta hiện nay.<br /> 6<br /> <br /> Những đóng góp mới của luận án<br /> <br /> - Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm đã thiết lập được mô hình toán<br /> và mô phỏng được mối quan hệ của một số thông số trong quá trình ép từ đó xác<br /> định được các thông số cơ bản về cấu tạo và chế độ làm việc của liên hợp máy<br /> băm ép nước dứa nhằm định hướng cho việc thiết kế liên hợp máy.<br /> - Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn, đa yếu tố và nghiên cứu tối ưu tổng<br /> quát đã xác định được giá trị tối ưu của các yếu tố vào: tốc độ quay của vít xoắn,<br /> khe hở cửa thoát bã, chiều rộng lỗ sàng và giá trị tối ưu của các thông số ra: độ sót<br /> dịch quả, năng suất máy và chi phí điện năng riêng. Đó là cơ sở để hoàn thiện thiết<br /> kế và chế tạo liên hợp máy băm ép nước dứa phục vụ sản xuất.<br /> - Đã thiết kế chế tạo liên hợp máy băm ép nước dứa có bộ phận băm được kết<br /> <br /> 3<br /> cấu bởi các hàng dao động và dao tĩnh bố trí xen kẽ nhau, bộ phận ép kiểu vít xoắn<br /> hình côn với bước xoắn giảm dần, nhờ đó giảm được lượng dịch quả sót theo bã,<br /> nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm và thuận lợi cho việc tự động hóa dây<br /> chuyền sản xuất. Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, hoàn toàn có thể chế tạo<br /> trong nước thay thế cho các thiết bị nhập ngoại đắt tiền, vì thế có thể áp dụng rộng<br /> rãi cho các cơ sở sản xuất.<br /> 7<br /> <br /> Cấu trúc nội dung luận án<br /> Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị các phụ lục, luận án gồm 4 chương:<br /> Chương 1: Tổng quan nghiên cứu về công nghệ và thiết bị băm ép dứa.<br /> Chương 2: Nguyên liệu, đối tượng và phương pháp nghiên cứu.<br /> Chương 3: Mô hình hóa và mô phỏng quá trình ép nước dứa.<br /> Chương 4: Kết quả nghiên cứu thực nghiệm.<br /> Chương 1<br /> TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ<br /> VÀ THIẾT BỊ BĂM ÉP NƯỚC DỨA<br /> <br /> 1.1 Đặc điểm cấu tạo, phân loại, thành phần hoá học và công dụng của quả<br /> dứa<br /> 1.1.1 Đặc điểm cấu tạo của quả dứa<br /> Quả dứa thuộc loại quả kép, bao gồm nhiều quả gắn trên một trục hoa. Kích<br /> thước, màu sắc, hình dạng quả thay đổi tuỳ theo giống và điều kiện trồng. Về cấu<br /> tạo quả dứa có 3 phần: vỏ quả, thịt quả và lõi (hình 1.1).<br /> <br /> Thịt<br /> <br /> Chồi (hoa)<br /> Vỏ<br /> <br /> Lõi<br /> <br /> Hình 1.1 Quả dứa<br /> <br /> 1.1.2 Phân loại dứa<br /> a) Phân loại theo giống<br /> Dứa được phân thành ba nhóm chính:<br /> Nhóm Queen (Hoàng hậu): Quả nhỏ, mắt lồi, vỏ cứng, thịt quả vàng đậm,<br /> giòn, hương thơm, vị ngọt đậm, có chất lượng cao, nhưng năng suất thấp.<br /> Nhóm Cayen (Cayenne): Quả to, mắt to và nông, vỏ mỏng, nhiều nước, thịt<br /> ít vàng, ít ngọt hơn dứa Queen, năng suất cao, phù hợp để chế biến công nghiệp.<br /> Nhóm Tây Ban Nha (Spanish): Chịu bóng rợp tốt, quả to, mắt sâu, thịt quả<br /> vàng nhạt có chỗ trắng, vị chua, ít thơm nhưng nhiều nước.<br /> <br /> 4<br /> Các giống dứa khác nhau có nhiều đặc điểm công nghệ khác nhau nên khi<br /> chế biến cần phải điều chỉnh thiết bị và công nghệ cho phù hợp với mỗi loại dứa.<br /> b) Phân loại theo độ chín<br /> Đặc điểm và tính chất công nghệ của dứa phụ thuộc vào độ chín (bảng 1.1).<br /> Bảng 1.1 Đặc điểm phân loại quả dứa theo độ chín.<br /> Phân loại<br /> Đặc điểm nhận dạng<br /> Đặc điểm khác<br /> Độ 0<br /> Vỏ có màu xanh, chưa có Độ cứng >4 kG/cm2, thịt quả màu trắng, rất ít<br /> nước, vị nhạt, chưa có mùi thơm.<br /> (dứa xanh) hàng mắt nào màu vàng.<br /> Độ 1<br /> Vỏ xanh, có 12 hàng<br /> Độ cứng từ 34kG/cm2, thịt quả hơi vàng, ít<br /> (dứa ương) mắt gần cuống màu vàng. nước, hàm lượng đường thấp, ít mùi thơm.<br /> Vỏ màu xanh - vàng, có<br /> Độ cứng từ 23kG/cm2, thịt quả màu vàng<br /> Độ 2<br /> từ 34 hàng mắt màu<br /> nhạt, nhiều nước, hàm lượng đường cao, mùi<br /> (dứa chín)<br /> vàng.<br /> thơm mạnh.<br /> Độ 3<br /> Vỏ dứa vàng gần như<br /> Vỏ mềm, bấm ngón tay ra nước, độ cứng<br /> 2<br /> (dứa quá hoàn toàn, có chỗ chuyển