Hệ thống gọt vỏ chanh tự động

Hệ thống gọt vỏ trái chanh của nhóm nghiên cứu.

Nhóm nghiên cứu gồm các tác giả Trần Lê Trung Chánh, Trương Quốc Bảo và Nguyễn Hữu Cường thuộc Trường Bách Khoa (Trường Đại học Cần Thơ) giúp giải phóng sức lao động, gia tăng hiệu quả cho người nông dân.

Thay thế lao động thủ công

ThS Trần Lê Trung Chánh cho hay, từ rất lâu trái chanh đã góp một phần vào thu nhập rất nhiều cho người dân trồng cây ăn trái ở Việt Nam, đặc biệt là những người dân ở các vùng phù sa, nước ngọt tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long nói chung và người nông dân Hậu Giang nói riêng. Nguồn lợi nhuận nhận được từ trồng chanh đứng cao thứ ba so với các loại mô hình cây khác.

Trái chanh với lớp vỏ xanh bên ngoài có dược tính rất cao, thường ép lấy tinh dầu cho các loại dược phẩm. Vì tinh dầu vỏ chanh có hương thơm, công dụng làm giảm buồn nôn, có tính kháng khuẩn, chăm sóc da, hỗ trợ giảm cân ngăn ngừa ung thư, cải thiện bộ máy tiêu hóa.

Đã có nhiều công ty sản xuất chế biến các sản phẩm từ vỏ chanh như bột chanh gia vị, vỏ chanh sấy, hương chanh... Nhiều sản phẩm từ trái chanh được xuất khẩu đem lại giá trị kinh tế.

Tuy nhiên, việc gọt vỏ trái chanh hiện tại vẫn còn phụ thuộc nhiều vào quy trình thủ công. Người công nhân hoặc người dân phải dùng dao các loại để gọt vỏ nên năng suất vẫn còn rất thấp, gọt lấn quá sâu vào phần thịt chanh và phụ thuộc nhiều vào tay nghề của công nhân.

Từ thực tế này, nhóm nghiên cứu nhận thấy máy gọt vỏ chanh được vận hành theo dây chuyền tự động sẽ mang lại hiệu quả và chất lượng vỏ chanh cao hơn nhiều lần, đồng thời tiết kiệm được thời gian, nhân công, chi phí và giảm thiểu tai nạn lao động trong quá trình sản suất.

Trên thị trường hiện đã có một vài kiểu máy gọt vỏ chanh song giá thành khá cao (khoảng 105 triệu đến 128 triệu đồng). Có loại máy gọt được 20 loại rau củ khác nhau với sự điều khiển của máy tính.

Tuy nhiên, nhược điểm của máy này là các điều chỉnh chương trình máy để gọt rất phức tạp và khó sử dụng khi tiến hành gọt một loại quả khác.

Ngoài ra, máy gọt vỏ chanh bán tự động có xuất xứ từ Trung Quốc có công suất khá cao 3 tấn/ngày. Tuy nhiên, máy này cần một công nhân đặt trái đúng hướng, vị trí vào từng trục gọt vỏ thì mới vận hành được.

Nhóm nghiên cứu nghĩ đến loại máy gọt vỏ chanh có giá rẻ, dễ dàng vận hành với chi phí thấp. Nhóm đã thiết kế hệ thống gọt vỏ trái chanh với dạng sợi được gọt theo dạng tịnh tiến theo cung tròn đã được thiết kế và thử nghiệm thành công với độ sâu trung bình 1,86mm và độ cắt sợi trung bình 3,1mm.

Đạt năng suất 24 kg/giờ

Hệ thống gọt vỏ trái chanh có phần khung máy được làm từ sắt hộp vuông 40, kích thước 945 x 620 x 825 mm, nhỏ gọn và thuận tiện cho việc di chuyển. Bộ phận dẫn động, di chuyển từng trái chanh đến bộ phận con lăn ly tâm. Đây là bộ phận được thiết kế cho loại có kích cỡ trung bình và vừa với hai trục lăn quay ngược chiều nhau, tạo nên ổ chứa phù hợp nhiều loại cỡ chanh.

Bộ phận bàn trượt ghim quay có đầu ghim dạng ba kim để cố định chanh và quay chanh quanh. Bộ phận dao gọt vỏ chanh gồm dao quay góc cắt theo hướng từ dưới lên đỉnh. Lưỡi dao dạng hình cung phù hợp cho việc gọt vỏ chanh. Lực cắt được điều chỉnh bởi lò xo nén và tốc độ di chuyển dao gọt.

ThS Trần Lê Trung Chánh cho biết, hệ thống đã chạy thử nghiệm thành công với trái chanh được gọt phù hợp dạng cắt sợi theo một chiều. Nhóm đã thiết kế hệ thống gọt vỏ trái chanh với biên dạng vỏ được gọt dạng sợi liền bằng cách di chuyển lưỡi dao trên cung tròn tiếp tuyến với mặt ngoài trái chanh và chanh được quay quanh trục thẳng đứng.

Kết quả thử nghiệm cho thấy nguyên lý gọt này có thể gọt được vỏ trái chanh kích cỡ vừa và đạt năng suất trung bình khoảng 24 kg/giờ. Như vậy, thiết kế hệ thống gọt vỏ trái chanh đã đề xuất phù hợp cho các cơ sở nhỏ và vừa dạng hộ gia đình với công suất bằng hai công nhân.

Dù đem lại hiệu quả cao song nhóm cũng thừa nhận hệ thống chỉ có thể áp dụng cho trái chanh có kích thước đường kính từ loại vừa trở lên. Thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục cải tiến để nghiên cứu thêm về bộ phận dẫn chanh và bộ phận con lăn ly tâm được thiết kế tương thích cho mọi kích cỡ khi đã phân loại, góp phần khai thác tối đa công suất gọt các loại trái chanh hiện có.

Tương lai xa hơn, nhóm sẽ nghiên cứu đến sản phẩm máy gọt vỏ nhiều loại trái cây khác nhau với giá thành rẻ hơn nhiều sản phẩm nhập khẩu.

Nhật Phong