Học sinh chế tạo máy tách vỏ sầu riêng bán tự động

Tại Cuộc thi Sáng tạo dành cho thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Đắk Lắk lần thứ 13 năm 2025 mới đây, thiết bị "Máy tách vỏ sầu riêng bán tự động" của hai em Phạm Anh Thư và Đặng Hoàng Dũng (học sinh lớp 11A1 Trường THCS - THPT Đông Du) đã được trao giải Nhất bởi hàm lượng khoa học cao, tính ứng dụng lớn.

Tách vỏ sầu riêng là một công đoạn quan trọng trong quy trình chế biến sầu riêng đông lạnh. Tuy nhiên, hiện nay ở các cơ sở vẫn chủ yếu sử dụng cách tách vỏ thủ công bằng dụng cụ cầm tay; nhược điểm của cách thức tách vỏ thủ công này là tốn nhiều sức lực, có năng suất thấp, tiềm ẩn nguy cơ mất vệ sinh và dễ gây thương tích cho người lao động. Để giải quyết những hạn chế này, hai em Phạm Anh Thư và Đặng Hoàng Dũng đã thiết kế, chế tạo ra thiết bị "Máy tách vỏ sầu riêng bán tự động".

Phạm Anh Thư và Đặng Hoàng Dũng lắp ráp máy tách vỏ sầu riêng bán tự động.

Tiến hành khảo sát các loại máy tách vỏ sầu riêng hiện có trên thị trường, Thư và Dũng nhận thấy rằng các mẫu máy tách vỏ hiện vẫn ở mức độ thử nghiệm, thiết kế còn thô sơ và chưa được ứng dụng rộng rãi trong thực tế. Đa số các máy đều hoạt động dựa trên nguyên lý nén và ép, sử dụng lực cơ học, thủy lực hoặc khí nén để làm nứt vỏ. Từ đó, các em nghiên cứu thiết kế loại máy tách vỏ có thể đáp ứng hầu hết các yêu cầu đặt ra như: không gây ảnh hưởng đến chất lượng thịt quả bên trong; hoạt động ổn định; an toàn cho người sử dụng; giúp giảm sức lao động và tăng năng suất; có giá thành phù hợp; bảo trì, bảo dưỡng dễ dàng.

Phạm Anh Thư và Đặng Hoàng Dũng cho biết, để tách vỏ sầu riêng người tách sẽ sử dụng dao hoặc kéo nhọn đâm vào tâm đáy trái sầu riêng rồi cắt dọc theo đường phân chia múi từ đỉnh đến cuống quả, sau đó dùng lực tay để tách các múi theo đường đã cắt. Từ phương pháp tách vỏ thủ công, các em đề xuất cơ cấu mâm tách được làm từ thép không gỉ, với ba lưỡi tách chụm lại nhờ hệ thống lò xo. Khi hoạt động, các mũi tách sẽ đâm chính xác vào tâm đáy của trái sầu riêng, sau đó xuyên sâu vào bên trong quả. Để kéo bung các lưỡi dao đồng thời, các em sử dụng cơ cấu đòn bẩy kết hợp với vòng đệm ở đầu mũi tách. Ba lưỡi dao được bố trí đều theo ba góc, bảo đảm tính chính xác và linh hoạt, phù hợp với từng trái sầu riêng. Các em chọn sử dụng xi lanh điện cơ để đẩy cơ cấu mũi tách bung ra. Việc lựa chọn xi lanh điện phù hợp là vô cùng quan trọng: xi lanh phải có tải trọng đủ lớn để bảo đảm độ bền cũng như cung cấp đủ lực cho cơ cấu mâm tách hoạt động đồng thời có tốc độ thích hợp để bảo đảm  đạt năng suất cao.

Đặng Hoàng Dũng và Phạm Anh Thư.

Các bước chế tạo máy tách vỏ sầu riêng bán tự động gồm: Lắp ráp khung máy, lắp đặt mâm xoay, hệ thống giá đỡ chịu lực, mâm đỡ, thiết bị điện tử với bộ lập trình PLC FX1N; lắp đặt hệ thống xi lanh điện cơ và lắp vỏ cho khung máy. Máy vận hành bán tự động, được điều khiển bởi bộ điều khiển lập trình PLC FX1N của hãng Mitsubishi. Cách vận hành máy như sau: Đặt sầu riêng vào mâm quay (bảo đảm quả được cố định chắc chắn, không bị xê dịch trong quá trình cắt), nhấn nút khởi động để kích hoạt lưỡi cắt, quan sát quá trình cắt để bảo đảm máy cắt đúng vị trí và không làm hỏng phần ruột sầu riêng; cuối cùng, dừng máy sau khi hoàn thành cắt vỏ.

Máy tách vỏ sầu riêng bán tự động đã được thử nghiệm tại kho sầu riêng của bà Võ Thị Hà tại xã Đức Lập, tỉnh Lâm Đồng. Bà Hà cho biết: “Tại cơ sở, lâu nay nhân công tách vỏ sầu riêng theo cách thủ công, làm việc từ 8 - 9 giờ mỗi ngày, có thể xử lý khoảng 300 kg sầu riêng, tương đương khoảng 170 quả. Trung bình một nhân công có thể xử lý gần 19 quả/giờ. Kết quả thử nghiệm máy tách vỏ sầu riêng bán tự động cho thấy máy có năng suất vượt trội, trung bình xử lý được khoảng 75 quả/giờ. Như vậy, hiệu suất của máy tách vỏ cao gấp 3,9 lần so với phương pháp thủ công”.

Theo đánh giá của Ban tổ chức Cuộc thi Sáng tạo dành cho thanh thiếu niên nhi đồng tỉnh Đắk Lắk lần thứ 13, thiết bị máy tách vỏ sầu riêng bán tự động có tính sáng tạo cao, được thiết kế từ những vật liệu phổ biến, dễ tìm kiếm trên thị trường; cơ chế vận hành đơn giản, dễ sử dụng, phù hợp với nhiều đối tượng người dùng mà không đòi hỏi kỹ năng chuyên môn cao. Đây là một giải pháp công nghệ thiết thực, có khả năng ứng dụng cao trong chuỗi chế biến và phân phối sầu riêng.

Đoàn Văn Thanh