Thiết kế và chế tạo máy làm chạo tôm lõi mía

50 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LÀM CHẠO TÔM LÕI MÍA 
DESIGN AND MANUFACTURING 
A MACHINE FOR SHRIMP PASTE ON SUGAR CANE 
Hà Châu Trinh, Lê Tiến, Hồ Tấn Việt, 
Nguyễn Trọng Tuấn, Nguyễn Trường Thịnh 
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM 
Ngày tòa soạn nhận bài 5/9/2016, ngày phản biện đánh giá 10/9/2016, ngày chấp nhận đăng 15/9/2016 
TÓM TẮT 
Chạo tôm là một loại món ăn có một lớp thịt xay trộn với tôm xay rồi quấn quanh thân 
cây mía. Hiện nay hầu hết các sản phẩm loại này được bán trên thị trường đều được làm 
bằng tay, do đó việc nghiên cứu và phát triển sản phẩm này là một yêu cầu cấp thiết. Trong 
bài báo này đề cập đến việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thử được một máy sản xuất chạo 
tôm tự động công suất 240 sản phẩm/ giờ bao gồm các quá trình cấp lõi mía, ép thịt và tôm 
xay vào thân cây mía và định hình. Sản phẩm đáp ứng được các yêu cầu đặt ra của các doanh 
nghiệp sản xuất mặt hàng này là năng suất cao, chất lượng sản phẩm đồng đều, vệ sinh an 
toàn thực phẩm đảm bảo, chi phí đầu tư ban đầu và bảo trình bảo dưỡng thấp. 
Từ khóa: Chạo tôm; máy tự động; khí nén; thực phẩm. 
ABSTRACT 
Shrimp paste on sugar cane (namely, Chao tom loi mia in Vietnamese) is a traditional 
food. The food has core with sugar cane covered by a layer of paste of meat and shrimp. 
Currently, most of the shrimp paste on sugar cane in the market are made by hand, so the 
research and development of an automatic machine for making shrimp paste on sugar cane is 
neccesary. This paper describes the research, design and development the machine with 
capacity of 240 products/hour including delivery of sugar canes, paste of shrimp and meat, 
extrude and forming. The products qualities meet the requirements of food-processing 
enterprises such as high productivity, uniform product quality, food safety assurance, low 
initial investment costs as well as low maintenance. 
Keyworks: Shrimp paste on sugar cane; Automation Machine; Pneumatics; Foods. 
1. TỔNG QUAN 
Ngày nay, khoa học công nghệ ngày 
càng phát triển, kéo theo đó là sự ra đời của 
các robots, dây chuyền, máy móc tự động, 
hiện đại và chính xác, Việc áp dụng khoa 
học kỹ thuật, cơ khí hiện đại vào sản xuất, vào 
đời sống hằng ngày đã giúp con người nâng 
cao năng suất sản xuất, tiếp kiệm thời gian 
cũng như chi phí. Đồng thời, nó giúp mọi 
chuyện trở nên đơn giản hơn. Trên cơ sở áp 
dụng cơ khí hiện đại vào đời sống hằng ngày, 
nhất là trong những lĩnh vực thực phẩm, mà 
cụ thể ở đây là “chạo tôm” – một món ăn hiện 
vẫn đang còn sản xuất thủ công ngay cả trong 
các nhà máy lớn. Hiện nay các nhà máy sản 
xuất sản phẩm này đều được làm thủ công. Do 
đó, vấn đề nghiên cứu, tính toán, thiết kế và 
chế tạo thử nghiệm một loại máy sản xuất 
chạo tôm tự động là nhu cầu cấp thiết hiện 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
51 
nay nhằm nâng cao năng suất cho các nhà 
máy, đảm bảo an toàn thực phẩm, 
Hình 1. Kích thước chạo tôm thương mại 
thường thấy hiện nay. 
Chạo tôm là một món ăn có dạng hình 
cây, được bao bọc bởi 1 lớp nguyên liệu 
bao gồm tôm và thịt xay được bọc quanh 
một phần cây mía, cây xả hoặc có thể là 
một cây đũa. Nhưng phổ biến nhất và đang 
được thương mại hiện nay là chạo tôm 
được làm bằng mía. Chạo tôm thương mại 
hiện nay đang được làm thủ công trong các 
nhà máy lớn với các kích thước và hình 
dạng khác nhau. Thường hiện nay các nhà 
sản xuất thường đưa ra thị trường nhiều loại 
chạo tôm khác nhau. Tuy nhiên, theo khảo 
sát các loại chạo tôm hiện đang được 
thương mại thì kích thước đường kính 
ngoài khảng 3cm, đường kính cây mía 
khoảng 2cm, chiều dài cây chạo tôm 
khoảng 12-15cm, chiều dài phần cây mía 
bọc tôm khoảng 9cm như hình 1. Qua tìm 
hiểu thực tế cho thấy các công ty sản xuất 
sản phẩm chạo tôm hiện nay đều làm bằng 
thủ công với năng suất không cao, không 
đảm bảo tốt về vấn đề an toàn vệ sinh thực 
phẩm cũng như tạo ra các chất lượng các 
sản phẩm không đồng đều cả về khối lượng, 
hình dáng... Công việc này đối với người 
công nhân là công việc sản xuất bằng tay 
lặp đi lặp lại gây nhàm chán cho công nhân, 
dễ gây mất tập trung và tai nạn lao động. 
Hiện nay trên thế giới và cũng như ở Việt 
Nam chưa ai nghiên cứu và chế tạo máy 
làm chạo tôm tự động để đáp ứng nhu cầu 
cao của các doanh nghiệp, hộ gia đình sản 
xuất vừa và nhỏ với mong muốn tự động 
hóa, công nghiệp hóa công việc sản xuất 
chạo tôm. 
2. NGUYÊN LÝ TẠO HÌNH 
Quá trình tạo chạo tôm là một quá trình 
sử dụng các tác động cơ lý để tạo cho sản 
phẩm có hình dạng và khối lượng nhất định. 
Trong quá trình tạo hình cho sản phẩm chạo 
tôm được thực hiện trong các công đoạn sau 
của các quá trình chế biến và chuẩn bị quá 
trình bao gói. Đối với đa số các sản phẩm 
dạng sệt, tạo hình cho sản phẩm là một quá 
trình được xem như không thể thiếu. Trong 
quy trình sản xuất chạo tôm có thể yêu cầu 
sản phẩm có hình dạng, kích thước và khối 
lượng khác nhau. Tuy nhiên, kích thước, hình 
dạng và khối lượng của sản phẩm được xác 
định bởi nhiều yếu tố khác nhau như hình 
 161.jpg
Ống dẫn mía
Hình 2. Nguyên lý tạo hình chạo tôm. 
Các yêu cầu của việc tạo hình của sản 
phẩm chạo tôm phải đáp ứng các yêu cầu về 
dinh dưỡng và các tính chất cảm quan như 
màu sắc, mùi vị, trạng thái, về hình dạng 
và kích thước sản phẩm phải đảm bảo sao 
cho việc thực hiện các quá trình tiếp theo sau 
khi tạo hình được dễ dàng theo nguyên lý 
được trình bày ở hình 2. Nguyên lý hoạt 
động của máy làm chạo tôm được trình bày ở 
hình 3. Hỗn hợp chạo tôm được đưa vào bồn 
trộn sau đó cấp cho phễu. Phễu là bộ phận 
dùng để chứa nguyên liệu, vì vậy cần phải 
thiết kế sao cho có thể chứa được một số 
52 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
lượng nguyên liệu nhất định có thể đáp ứng 
cho toàn bộ quá trình sản xuất được diễn ra 
một cách liên tục. Phễu được thiết kế và chế 
tạo bằng inox 304 để đảm bảo được an toàn 
vệ sinh thực phẩm có thể tích thực chứa được 
khoảng 2600cm3 hỗn hợp tương đương với 
75 cây chạo tôm. Ngoài ra phần đuôi phễu 
được nối với ống trục dài chứa trục vít tải để 
đùn nguyên liệu. Bộ phận điều phối nhiên 
liệu cho các chu kỳ hút/định lượng và 
cấp/định hình là van 3 ngã. Van 3 ngã là bộ 
phận dùng để đóng – mở hai cửa hút nguyên 
liệu từ phễu cũng như đẩy nguyên liệu xuống 
cơ cấu định hình của quá trình. Xylanh hút và 
đẩy hỗn hợp có cấu tạo và chức năng tương 
tự như một xylanh – piston. Bộ phận này 
dùng để tạo lực hút từ phễu xuống, đồng thời 
làm buồng chứa nguyên liệu cho quá trình 
đẩy nguyên liệu xuống cơ cấu định hình. Hai 
quá trình trên đều được thực hiện thông qua 
các cửa của van 3 ngã. Bộ phận quan trong 
nhất của hệ tống là cơ cấu định hình thông 
qua van ép có độ côn. Qua bộ phận này thì 
mía và nguyên liệu sẽ được định hình thành 
cây chạo tôm. Bộ phận này gồm có 2 chi tiết 
ghép lại với nhau bằng ren. Bao gồm chi tiết 
ngoài là van có độ côn và chi tiết trong là ống 
dẫn mía – gọi chung là ống dẫn mía có độ 
côn. Ngoài ra còn có bộ phận cấp mía tự 
động có chức năng cung cấp mía cho hệ 
thống (mía đã được cắt thành đoạn xếp lên 
phễu mía) tự động cho quá trình . Vật liệu 
dùng vẫn là inox 304 để đảm bảo an toàn vệ 
sinh thực phẩm theo quy định về máy thực 
phẩm. Mô hình thiết kế cơ khí máy tự động 
làm chạo tôm được trình bày ở hình 4. 
Ống đựng mía
Lõi mía
Phễu và vít tải hỗn 
hợp chạo tôm
Van ba ngã
Xylanh đóng 
mở van 3 ngã
Xylanh hút và đẩy hỗn 
hợp chạo tôm
Hình 3. Nguyên lý máy làm chạo tôm tự động. 
Hình 4. Mô hình máy thiết kế cơ khí của máy 
làm chạo tôm tự động. 
3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 
Với yêu cầu định hình như phần trên, 
thì sơ đồ hành trình bước của các xylanh khí 
nén để điều khiển của hê thống làm chạo tôm 
như hình 5. Khi nhấn nút START . Các 
xylanh được đưa về vị trí ban đầu. Các vị trí 
này được nhận biết bởi các cảm biến vị trí 
tương ứng. Khi hệ thống nhận được các tín 
hiệu ban đầu (tức s1, s3, s5), hệ thống điều 
khiển xylanh A đi ra để mở cửa A của van 3 
ngã. Đồng thời là quá trình kích động cơ 
quay để quay vít tải, đùn nguyên liệu xuống 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
53 
cửa A của van 3 ngã để chuẩn bị cho quá 
trình hút nguyên liệu. Khi xylanh A đi ra 
chạm s2, hệ thống sẽ điều khiển xylanh B di 
chuyển từ s4 đến s3 để hút nguyên liệu đã 
được vít tải đùn xuống cửa A của van 3 ngã. 
Xylanh B hút nguyên liệu, đi hết hành trình 
cảm biến s3 sẽ được kích hoạt, làm cho 
xylanh A trở về vị trí đầu làm đóng cửa A lại, 
đồng thời mở cửa B của van 3 ngã. 
Chuẩn bị cho quá trình đẩy nguyên liệu 
tới khu vực định hình. Khi xylanh A về hết 
hành trình, cửa B đã mở (s1 có tín hiệu). Hệ 
thống sẽ điều khiển xylanh C đi từ s5 đến s6 
để đẩy mía tới khu vực định hình. Trên đoạn 
đường di chuyển của xylanh C có 1 vị trí s7 
(cây mía đã vào được khu vực định hình). 
Khi hệ thống nhận được tín hiệu s7 (cây mía 
đã vào khu vực định hình). 
0
1
0
1
0
1
Xyalnh A
Xyalnh B
Xyalnh C
S1
S2
S3
S4
S5
S6
Hình 5. Sơ đồ hành trình bước điều khiển các 
xylanh khí nén của máy làm chạo tôm tự động. 
Hình 6. Sơ đồ mạch điện điều khiển 3 xylanh 
khí nén của máy làm chạo tôm tự động. 
Hình 7. Máy làm chạo tôm tự động. 
Hệ thống sẽ điều khiển xylanh B đi từ vị 
trí s3 đến s4 để đẩy nguyên liệu xuống khu 
vực định hình. Quá trình đẩy nguyên liệu 
song song với quá trình cấp mía. Kết thúc 
quá trình này thì xylanh B đã tới vị trí s4, xy 
lanh C tới vị trí s6. Sau đó, xylanh C sẽ được 
đưa về vị trí ban đầu. Các xylanh khác giữ 
nguyên vị trí – kết thúc 1 chu trình, chuẩn bị 
cho chu trình tiếp theo. Từ những thiết kế và 
lưu đồ trên chúng ta sẽ thiết kế mạch điện 
điều khiển hệ thống truyền động khí nén với 
3 xylanh A, B và C như hình 6. 
4. THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 
KẾT QUẢ 
Sau khi tiến hành phân tích đánh giá và 
thiết kế, thì mô hình máy làm chạo tôm tự 
động được chế tạo như hình 7. Máy có các 
thông số được trình bày trong Bảng 1. 
Bảng 1. Thông số kỹ thuật của máy làm chạo 
tôm tự động 
STT Đặc tính Thông số 
1 Kích thước máy 1000 
x700mm 
2 Khối lượng 78 kg 
3 Năng suất 240 sp/h 
4 Hiệu điện thế 220V 
5 Năng lượng điện tiêu 
thụ 
0.12KWh 
6 Thể tích chứa hỗn hợp 2600cm3 
+24V
 0V
K4 N K4 1N
S3
S5
K3
ST
K4
K2
K1
K1
S4
K1
K2
K2
K3
S6
K2
K1
K3
K3 RS
K1
Y1
K2
Y2
K1
S2
Y3
K2
S7
Y4
K2
S1
Y5
K3
Y6
4 2
5
1
3
Y1 Y2
4 2
5
1
3
Y3 Y4
4 2
5
1
3
Y5 Y6
S1 S2
S3 S4 S5 S6S7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1
3
5
6
11
13
8 7
8
12
14
15
4 4
9
16
6
54 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
7 Số lượng lõi mía 
chứa trong hộp 
30 lõi 
8 Chiều dài chạo tôm 
(có thể điều chỉnh 
chiều dài hành trình) 
50 - 150 mm 
9 Đường kính chạo 
tôm (điều chỉnh ống 
côn định hình) 
25 - 50 mm 
Sau khi chế tạo, nhóm đã tiến hành hàng 
loạt các thử nghiệm các đặc tính của máy 
như khả năng hút, đẩy nguyên liệu, khả năng 
định hình sản phẩm, khả năng cấp mía tự 
động của phễu, khả năng đùn nguyên liệu của 
trục vít tải và khả năng điều khiển của van 3 
ngã. Tất cả các đặc tính thử nghiệm đều đạt 
yêu cầu đề ra như hình 8. 
Sau khi thiết kế, chúng tôi đã tiến hành 
chế tạo máy làm chạo tôm tự động sử dụng 
van ép có độ côn để ép nguyên liệu bám vào 
cây mía và định hình sản phẩm với các thông 
số như Bảng 1. Trong quá trình thử nghiệm, 
chúng tôi đã tiến hành sử dụng van ép có độ 
côn để ép nguyên liệu bám vào cây mía và 
định hình sản phẩm với các thông số đã đề ra. 
Ngoài ra, máy còn được thử nghiệm để đánh 
giá khả năng hút nguyên liệu, khả năng hoạt 
động của cụm van ép, khả năng điều khiển 
van 3 ngã bằng xylanh, Thông qua quá 
trình thực nghiệm, chúng tôi đã xác định các 
yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến chất lượng 
của sản phẩm bao gồm: Độ ổn định của áp 
suất khí nén, vận tốc của xylanh, khả năng 
phối hợp của 2 xylanh, độ côn của van. Áp 
suất của khí nén yêu cầu phải ổn định trong 
toàn quá trình hoạt động. 
Hình 8. Kết quả với nhiều kích thước 
khác nhau. 
Bảng 2. Mối quan hệ giữa khối lượng, chiều 
dài, đường kính của chạo tôm 
STT Vận tốc 
xylanh đẩy 
mía (V) 
Đường kính 
ngoài chạo 
tôm ( D ) 
Khối 
lượng 
chạo tôm 
1 0.06 m/s 3.15 cm 200g 
2 0.07 m/s 3.05 cm 170g 
3 0.08 m/s 3.00 cm 160g 
4 0.09 m/s 2.90 cm 150g 
5 0.1m/s 2.75 cm 130g 
Để đáp ứng được điều đó chúng ta 
phải sử dụng thêm van điều áp để cho 
nguồn khí cấp vào xylanh luôn ổn định ở 
một mức áp suất tính toán. Sau quá trình 
thử nghiệm, điều chỉnh tiết lưu khí vào các 
xylanh B và C để thay đổi vận tốc thì nhóm 
đã đưa ra kết luận với năng suất là 15 giây/ 
sản phẩm thì chất lượng sản phẩm sẽ tốt 
nhất theo mối quan hệ giữa các thông số đạt 
được của chất lượng sản phẩm như Bảng 2. 
Một trong những yêu cầu đầu tiên để đánh 
giá tính đáp ứng của máy là cần phải thực 
nghiệm về chất lượng sản phẩm và năng 
suất của máy. Trong việc xác định các yếu 
tố kỹ thuật ảnh hưởng đến chất lượng sản 
phẩm bao gồm: Độ côn của ống côn định 
hình, tốc độ của xylanh, phối hợp giữa 
xylanh B và C, độ ổn định của áp suất khí 
nén và tốc độ quay trục vít tải đùn nguyên 
liệu. Như vậy, vận tốc xylanh đẩy mía 
khoảng 0.08 m/s là đường kính cây chạo 
tôm đạt yêu cầu đã đề ra. Ngoài các yếu tố 
về kỹ thuật thì cũng có sự tác động về độ 
kết dính, mềm dẻo của nguyên liệu. Tất cả 
đều qua quá trình thực nghiệm để điều 
chỉnh một cách hợp lý. Sau khi thử nghiệm 
nhiều lần, điều chỉnh vận tốc các xylanh 
cũng như động cơ như trong hình 9. Nhóm 
đưa ra kết luận năng suất của máy có thể 
đạt được là 240 sản phầm/giờ thì chất 
lượng sẽ được đảm bảo nhất. 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
55 
Hình 9. Biểu đồ quan hệ giữa vận tốc xylanh 
đẩy với đường kính và khối lượng chạo tôm. 
5. KẾT LUẬN 
Bài báo đã trinh bày tóm tắt việc thiết 
kế và chế tạo máy làm chạo tôm tự động. 
Máy đã cắt giảm quá trình thao tác bằng tay 
trong việc: Cấp mía tự động; Ép và định hình 
cây chạo tôm. Việc sử dụng máy là hiệu quả 
hơn vì máy có thể làm việc 24/7 trừ những 
thời gian bảo trì bảo dưỡng. Hơn thế nữa là 
việc sử dụng máy giúp đảm bảo việc vệ sinh 
an toàn thực phẩm hơn, có tính công nghiệp 
hóa, tự động hóa hơn so với làm bằng tay. Có 
thể kết hợp với các hệ thống khác trong dây 
chuyền sản xuất. 
LỜI CẢM ƠN 
Xin chân thành cảm ơn Trường Đại học 
Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã hỗ trợ tài 
chính cho dự án này. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Nguyễn Trường Thịnh và Nguyễn Ngọc Phương, Sổ tay Cơ điện tử, NXB Đại học Quốc 
gia TP.HCM, 2016. 
[2] Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2011. 
[3] Trịnh Chất và Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập một, NXB Giáo 
dục Việt Nam, 2006. 
[4] Trần Văn Địch, Tự động hóa quá trình sản xuất, NXB Khoa học kỹ thuật, 2001. 
[5] Nguyễn Ngọc Phương và Nguyễn Trường Thịnh, Hệ thống điều khiển tự động bằng khí 
nén, NXB Giáo dục, 2012. 
[6] Nguyễn Doãn Ý, Xử lý số liệu thực nghiệm trong kỹ thuật, NXB Khoa học kỹ thuật, 2009. 
Tác giả chịu trách nhiệm bài viết: 
Nguyễn Trường Thịnh 
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM 
Email: thinhnt@hcmute.edu.vn