Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017

Kỷ yếu khoa học

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO TỦ SẤY ĐA NĂNG CÔNG NGHIỆP
Phan Chân Phong*
Trường Đại học Lạc Hồng
*Tác giả liên lạc:
TÓM TẮT
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu thiết kế, chế tạo và ứng dụng máy sấy đa năng tự
động công nghiệp. Thiết bị bao gồm các công đoạn: Thiết kế phần cơ khí cover cho máy, thiết
kế phần điện, thiết kế phần điều khiển. Thiết bị được đưa vào sử dụng nguyên cứu cho nghành
công nghiệp thực phẩm-môi trường giúp các em sinh viên dể dàng nghuyên cứu phục vụ việc
học của mình.
Từ khóa: Sấy khơ đa năng, điều khiển tự động.
DESIGN AND MANUFACTURE OF INDUSTRIAL MULTIPLE TANKS
Phan Chan Phong*
Lac Hong University
*
Corresponding authour:
ABSTRACT
This paper presents the results of research, design and application of automatic
multifunctional dryers. The equipment consists of stages: mechanical design cover for
machine, electrical design, control design. The equipment is used primarily for the food
industry-environment to help students easily consult for their study.
Keywords: Multifunctional drying, automatic control.
TỒNG QUAN
Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu giải
phóng sức lao động của con người là một tất
yếu. Máy sấy đa năng là một trong những
máy móc để đáp ứng nhu cầu trên. Những

nước phát triển trên thế giới, máy sấy đa
năng là loại máy phổ biến với nhiều gia đình
và các cửa hàng xí nghiệp lớn tuy nhiên ở
nước ta máy sấy đa năng còn khá mới lạ. Với
đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mơ
hình máy sấy đa năng cơng nghiệp có bù

ẩm tự động” nhóm nghiên cứu sẽ làm rõ
nguyên lý hoạt động của máy, chế tạo, thiết
lập các cơng thức tính tốn thiết kế cho các
bộ phận cơ bản của máy làm cơ sở cho việc
chế tạo hàng loạt các loại máy sấy đa năng,
cải tiến để máy sấy đa năng để phù hợp và
thông dụng hơn trên thị trường Việt Nam.
Dựa vào các công thức này, nhóm sẽ tính
tốn và thiết kế một mơ hình máy sấy đa
năng cho các doanh nghiệp, các cửa hàng và
xí nghiệp lớn tại Việt Nam.

Hình 1. Quy trình phơi khô thủ công

409


Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017

Từ nhu cầu thiết yếu đó, nhóm chúng em đã
nghiên cứu và lên kế hoạch để “Thiết kế và
chế tạo tủ sấy đa năng có bù ẩm”. Bài báo
này trình bày giải pháp và kết quả thực hiện

của nghiên cứu.
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Vật liệu chế tạo
Nhóm nghiên cứu lựa chọn vật liệu chế tạo
có độ bền cao nhằm đảm bảo chất lượng sản
phẩm vật liệu inox cho việc giử vệ sinh an
toàn thực phẩm, chống rỉ sét trong quá trình
sấy.
Phương pháp
Phương pháp chế tạo
Máy được chế tạo theo từng chi tiết cụ thể.
Những thiết bị phổ biến được tính tốn, lựa
chọn phù hợp được mua trên thị trường như:
điện trở nhiệt, điện trở đun sôi, đồng hồ cơ

Kỷ yếu khoa học

đo nhiệt độ, quạt thổi khí… nhiều chi tiết
được thiết kế tính tốn và gia cơng trên máy
tiện, phay CNC.
Phương pháp kiểm nghiệm
- Kiểm tra và điều chỉnh sự làm việc ổn định
trong quá trình sấy, tốc độ thổi khí của quạt,
nhiệt độ có đủ nóng cho q trình sấy...
- Kiểm tra chất lượng và thơng số kỹ thuật
của máy như: bộ phận nhiệt độ, bộ phận độ
ẩm, bộ phận điều khiển.
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
Lựa chọn giải pháp
Qua quá trình nghiên cứu thực tế tại các

xưởng sấy khô trong nước, phương án thiết
kế máy được đưa ra. Yêu cầu thiết bị phải
nhỏ gọn, an toàn, lắp đặt dễ dàng, thời gian
sấy khô được rút ngắn.
Nguyên lý làm việc

Hình 2. Hình ảnh máy sau khi thiết kế
Máy gồm 3 phần thiết kế chính:
nhiệt độ, độ ẩm, thời gian cho quá trình sấy.
- Thiết kế phần cơ khí:phần quan trọng của
Sau khi chọn các thơng số ta bấm chọn chế
chiếc máy, thiết kế chính xác, giúp định
độ chạy cho máy, quá trình sấy bắt đầu sấy.
hình chiếc máy trong quá trình làm việc.
Sau khi hết thời gian sấy máy tự động ngắt
- Thiết kế phần điện: gồm 2 phần thiết kế là
sấy và quá trình sấy kết thúc.
nhiệt độ, và độ ẩm.
Thiết kế phần cơ khí.
- Thiết kế phần điều khiển: có nhiệm vụ
Phần quan trọng của chiếc máy địi hỏi phải
điều khiển q trình sấy của máy
thiết kế thật chính xác.Nguyên liệu chính
của phần cơ khí là inox 304 chống rỉ sét và
Nguyên lí hoạt động:
Sau khi cho nguyên liệu sấy vào các khay
an toàn thực phẩm.
đựng của máy. Chọn các thơng số cho máy:

Hình 3. Inox tấm và inox thanh 304


410


Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017

Việc thiết kế gặp nhiều khó khăn, do có
nhiều nhược điểm: inox cứng khó gia cơng,
cần độ chính xác, hàn các inox với nhau gặp
nhiều khó khăn do nhiều chi tiết nhỏ.
Sau thời gian gia cơng nhóm đã hồn thành
cover máy thành cơng mặc dù gặp rất nhiều
khó khăn, tốn nhiều thời gian.
Thiết kế phần điện.

Kỷ yếu khoa học

Gồm 2 phần thiết kế chủ yếu là cụm nhiệt độ
và cụm độ ẩm.
Cụm nhiệt độ
Để có cơ cấu nhiệt độ này cần sử dụng con
điện trở thổi gió nhiệt dạng trái khế được làm
bằng sứ cách điện có thể đốt nóng lên tới
100°C, cơng suất nó khoảng 88kw, lò xo dẩn
nhiệt được quấn quanh sứ tạo ra độ nóng.

Hình 7. Board mạch điều khiển
Hình 4. Điện trở nhiệt thổi gió dạng trái khế
Cụm độ ẩm
Độ ẩm là mơ tả lượng hơi nước bốc lên tạo ra

độ ẩm. Để có độ ẩm chúng ta sử dụng con
điện trở đun sơi nước lên. Có rất nhiều loại
điện trở đun sơi với nhiều hình dạng khác
nhau, có thể đun sơi tới 100°C, với nguồn
220V và cơng suất khoảng 1.2kw.

Hình 5. Điện trở đun sôi
Thiết kế phần điều khiển.
Phần điều khiển được thiết kế gọn nhỏ dể
dàng lắp vào phần máy có chức năng cài đặt
các chức năng thông số cho máy hoạt động.
Dùng con STM32F103C8T6 làm phầm vi
điều khiển cho board mạch.

THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ
Ảnh hưởng của quá trình tự động lên
năng suất
Sau khi hồn thánh máy, nhóm đã tiến hành
thử nghiệm so sánh giữa việc làm thủ công
và tự động. Hình 4.1 thể hiện số lượng sản
phẩm được hồn thành trong 1 ngày làm việc
của cơng nhân.

Hình 8. So sánh năng suất giữa thủ công và
tự động
Ảnh hưởng của quá trình tự động lên chất
lượng
Sau khi sản phẩm được hoàn thành, tiến hành
kiểm tra chất lượng. Dựa vào các yếu tố sản
phẩm sấy khơ tồn bộ bên trong, sản phẩm

có đạt chất lượng tốt nhất.
Hình 4.2 thể hiện kết quả so sánh chất lượng
sản phẩm giữa thủ công và tự động

Hình 6. Mạch nguyên lý phần điều khiển
Hình 9. So sánh tỉ lệ sản phẩm lỗi giữa thủ
công và tự động

411


Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017

Dựa vào kết quả biểu đồ cho thấy năng suất
và chất lượng sản phẩm khi làm thủ công phụ
thuộc vào thời tiết, sức khoẻ và sự khéo léo
của người công nhân. Máy sấy đa năng tự
động đã giúp cho năng suất và chất lượng sản
phẩm khơng cịn phụ thuộc vào người công
nhân. Máy tăng năng suất gấp 1,5 lần so với
sản xuất thủ công. Máy dễ dàng tháo lắp, vệ
sinh thuận tiện đảm bảo an toàn cho người
công nhân vận hành và sản phẩm lỗi được
giảm đáng kể. Đạt tất cả nhu cầu của thị
trường.

Kỷ yếu khoa học

tất cả các vấn đề về an toàn sản phẩm và đảm
bảo được sức khỏe con người.

Sau khi máy được đưa vào sử dụng các em
có thể sử dụng sấy tất cả các loại cùng một
lúc và không phụ thuộc vào bất kỳ yếu tố
nào. Ngồi ra các em có thể làm việc khác
không cần trong coi việc sấy, chỉ cẩn cài đặt
thông số cho máy sẻ tự động sấy tất cả các
sản phẩm.

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Bài báo đưa ra thiết kế, từ đó chế tạo thành
cơng máy sấy đa năng tự động. Qua quá trình
thử nghiệm sản phẩm đạt được các nhu cầu
của thị trường đưa ra. Sản phẩm đã được
chuyển giao cho công nghệp thực phẩm khoa
môi trường. Việc cải tiến quy trình thủ cơng
thành tự động giúp các em dễ dàng tìm hiểu
nắm bắt và thử nghiệm dể dàng và sản phẩm
được chất lượng. Ngoài ra cịn loại bỏ được

Hình 10. Máy sấy đa năng được đưa vào sử
dụng

TÀI LIỆU THAM KHẢO
LƯU ĐỨC BÌNH (2002), Giáo trình cơng nghệ chế tạo máy, Khoa Cơ Khí, Trường ĐH Bách
Khoa Đà Nẵng.
NHÀ XUẤT BẢN THỜI ĐẠI. Solidworks Essentials 2013.
TRẦN HỮU QUẾ (CHỦ BIÊN) (2007), Vẽ kỹ thuật cơ khí (tập 1), NXB Giáo dục.
TRẦN HỮU QUẾ (CHỦ BIÊN) (2007), Vẽ kỹ thuật cơ khí (tập 2), NXB Giáo dục.
NGUYỄN VĂN MAY (2012), Giáo trình kỹ thuật sấy nơng sản thực phẩm, NXB khoa học
kỹ thuật.


412