Kết quả thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy thái tách gân lá sen để sản xuất bột matcha lá sen Huế

Tác giả: Trần Võ Văn May, Vệ Quốc Linh, Trần Thanh Quỳnh Anh - Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế; Nguyễn Tấn Tài - Sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí, Khoa Cơ khí và Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế

TÓM TẮT

Cây sen là biểu tượng về văn hóa và tinh thần của cố đô Huế cũng như Việt Nam, thành phố Huế đã có kế hoạch và chính sách phát triển cây sen giai đoạn 2021-2025. Tuy nhiên, với sản lượng lớn nhưng lá sen chưa được chú trọng để phát triển sản phẩm có giá trị, phần lớn chỉ làm trà tươi hoặc khô với giá bán không cao. Lá sen có đặc tính chống oxy hóa và hỗ trợ sức khỏe tim mạch, đặc biệt khi sản xuất các sản phẩm có kích thước nhỏ như bột matcha sẽ có được hàm lượng các hoạt chất cao. Hiện nay, việc thái tách gân lá sen để làm bột matcha đang thực hiện bằng thủ công tốn nhiều thời gian và năng suất không cao. Máy thái tách gân lá sen được chế tạo với hai trục dao quay ngược chiều nhau, tốc độ 150 vòng/phút, bề rộng bản dao 40mm, chiều sâu lát cắt 3mm sẽ thái tách được gân lá đạt năng suất 50kg/giờ, tỷ lệ tách hết gân là 82,45% và tỷ lệ trung bình phần thịt lá thu được sau khi tách gân đạt 75,5% đáp ứng được quy trình sản xuất bột matcha lá sen Huế.

Từ khóa: Lá sen, bột matcha, máy cắt thái, matcha lá sen, sen Huế.

DESIGNING, FABRICATION AND TESTING OF A LOTUS LEAF VEIN-CUTTING MACHINE FOR THE PRODUCTION OF HUE LOTUS LEAF MATCHA POWDER

ABSTRACT

The lotus plant is a cultural and spiritual symbol of the ancient capital of Hue and Vietnam. The city of Hue has implemented plans and policies for lotus development during the 2021–2025 period. However, despite high yields, lotus leaves have not been a focus for value-added product development. Most are used only to make fresh or dried tea, which sells at low prices. Lotus leaves possess antioxidant properties and support cardiovascular health. Especially when processed into small-sized products like matcha powder, they can retain high concentrations of active compounds. Currently, the process of cutting and removing lotus leaf veins to make matcha powder is done manually, which is time-consuming and inefficient. A specialized machine has been developed to cut and remove lotus leaf veins using two counter-rotating blade shafts at a speed of 150 rpm. The blades have a width of 40 mm and a cutting depth of 3 mm, enabling a processing capacity of 50 kg/hour. The machine achieves a vein removal rate of 82.45% and an average cleanliness rate of 75.5% for the leaf flesh after vein removal, meeting the production requirements for Hue lotus leaf matcha powder.

Keywords: Lotus leaves, Matcha powder, slicing machine, Lotus leaf matcha, Hue lotus.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây sen là một biểu tượng về giá trị văn hóa và tinh thần của cố đô Huế và Việt Nam. Tại Huế, cây sen không chỉ là một loài thực vật mà còn là biểu tượng văn hóa sâu sắc, tượng trưng cho sự thanh cao, hòa quyện với tín ngưỡng Phật giáo và dấu ấn Hoàng gia, len lỏi vào đời sống tinh thần, ẩm thực đặc trưng và đặc biệt, ở Thừa Thiên Huế, lá sen còn được sử dụng để làm nón lá, tạo nên dấu ấn riêng cho khách du lịch (Lan Phương, 2019. Nón lá Huế - Một sản phẩm thủ công độc đáo của xứ Huế). Đã có nhiều công trình nghiên cứu và kế hoạch phát triển cây sen tại Huế, theo Hoàng Thị Kim Hồng (2020) đã điều tra 200 phiếu, thu thập thông tin tại 66 địa điểm điều tra ở tỉnh Thừa Thiên Huế trong năm 2017 - 2018 là 341,12 ha. Các nghiên cứu và phát triển các sản phẩm từ cây sen Huế cũng đã được nhiều nhà khoa học, doanh nghiệp nghiên cứu, phát triển nhằm đa dạng sản phẩm, nâng cao giá trị kinh tế từ cây sen Huế. Nguyễn Thị Quỳnh Trang và cs đã nghiên cứu và kết luận trên toàn tỉnh Thừa Thiên Huế có 66 địa điểm trồng sen với 6 giống sen, các giống sen địa phương được trồng chủ yếu tại khu vực thành phố Huế với 5 giống sen khác nhau [1], tình hình sản xuất và tiêu thụ các loại trà sen đã được Nguyễn Thị Quỳnh Trang và cs kết luận ở Thừa Thiên Huế có chín loại trà sen được sản xuất từ năm bộ phận của cây sen gồm trà hoa sen sấy, trà lá sen khô, trà lá sen tươi, trà lá sen túi lọc, trà hoa sen túi lọc, trà củ sen khô, trà tim sen, trà ướp hoa sen tươi, trà ướp gạo sen; trong đó trà lá sen tươi có giá trị kinh tế thấp nhất (10.000 – 12.000đ/1 kg) kế đến là trà lá sen khô (25.000 – 30.000đ/1 kg) [2]. Lê Khắc Phúc và cs đã đề xuất đẩy mạnh công tác chế biến, đa dạng sản phẩm, cải tiến mẫu mã, làm tốt công tác truy xuất sản phẩm nâng cao uy tín và khả năng tiếp cận khách hàng trong dự án ứng dụng khoa học công nghệ sản xuất cây sen tại Thừa Thiên Huế theo chuỗi liên kết [3], Đinh Thị Kim Oanh và cs đã kết luận người tiêu dùng ưa chuộng các sản phẩm có  nguồn gốc rõ ràng và đáng tin cậy, niềm tin này sẽ có tác động tích cực đến quyết định tiếp tục mua hàng với sản phẩm sen Huế [4].

Những năm gần đây, các chất chống oxy hóa, chống vius, chống béo phì, chống các bệnh về tim mạch, hạ đường huyết và hoạt động lipolytic của lá sen được báo cáo và thu hút ngày càng nhiều sự quan tâm. Nhiều báo cáo cũng chỉ ra trong lá sen rất giàu flavonoid và ankaloid, một số chủng đã được phân lập; đến nay, 10 flavonoid đã được phân lập từ lá sen có hoạt động chống oxy hóa mạnh mẽ và khả năng làm giảm sự hình thành các gốc tự do của nó. Trong đó, cùng một lá sen Huế nhưng nguyên liệu được nghiền nhỏ đến kích thước dưới 0,1mm cho hàm lượng các hoạt chất cao hơn so với các dạng chế biến khác [5]. Trong quy trình sản xuất trà lá sen tươi và khô tại Huế hiện nay, lá sen sau khi được thu hoạch sẽ được làm sạch rồi đến cắt lát nhỏ theo chiều ngang của lá [2].

Bột matcha là sản phẩm bột được chế biến từ lá chè được nghiền mịn với cỡ hạt nhỏ hơn 18 µm [6] và được ứng dụng nhiều trong thực phẩm. Matcha được sản xuất và sử dụng phổ biến ở Nhật Bản, Trung Quốc và một số quốc gia ở châu Á khác trong đó có Việt Nam. Quá trình sản xuất bột matcha đòi hỏi sự lựa chọn cẩn thận từ điều kiện canh tác đến các công đoạn trong quy trình sản xuất [7], [8], [9]. Nguyễn Thị Vân Anh và cs đã xây dưng quy trình sản xuất bột matcha chè Truồi tại Thừa Thiên Huế bao gồm các công đoạn: thu hoạch lá, rửa sạch, làm héo, diệt men, tách nước, sấy bơm nhiệt, tách gân lá, nghiền, đóng gói sản phẩm. Nguyễn Phước Tuyên và cs đã nghiên cứu và kết luận lá sen thường lớn, hơi tròn có đường kính 20 – 100 cm màu xanh xám, xanh đậm. Gân lá xuất phát từ tâm nơi cuống lá tỏa đều ra mép lá [10]. Như vậy, công đoạn thái tách gân lá sen tươi là một khâu quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bột matcha. Yêu cầu đối với sản xuất bột matcha là phải loại bỏ hết phần gân lá, chỉ sử dụng phần thịt lá để đưa vào nghiền, đảm bảo độ mịn của bột thịt lá theo yêu cầu sản xuất bột matcha. Hiện nay, việc thái lá sen tươi chủ yếu vẫn được thực hiện thủ công, cắt ngang lá có cả gân kèm theo thịt lá nên gây ra nhiều khó khăn trong tách gân, do đó kích thước hạt matcha lớn hơn yêu cầu. Việc thái thủ công không đảm bảo độ đồng đều về kích thước lá, tốn nhiều thời gian và công sức, đặc biệt khi sản xuất với quy mô lớn, làm tăng chi phí nhân công và giảm năng suất [11]. Để sản xuất bột matcha lá sen Huế, việc thiết kế chế tạo máy thái tách gân lá là rất cần thiết, công đoạn tách gân lá phải được tiến hành kỹ, đảm bảo tách hết phần gân lấy phần thịt lá để giảm chi phí, thời gian diệt men, sấy và đặc biệt là công đoạn nghiền mịn tạo thành sản phẩm. Vì vậy, so với các máy và thiết bị được sử dụng để cắt lá sen tươi làm trà, với yêu cầu sản xuất bột matcha lá sen thì phải thực hiện vừa thái và vừa tách phần gân ra khỏi thịt lá. Với cấu tạo của gân lá được bố trí dọc theo chiều dài của lá nên quá trình thái tách gân phải được tiến hành theo chiều dọc của lá để giảm tối đa lượng gân lá kèm theo sản phẩm sau khi tách. Các nghiên cứu chế tạo máy chuyên dụng thái tách gân lá sen là chưa có, phần lớn các nghiên cứu tập trung vào thái thịt cá, củ quả và rau cỏ, Lê Anh Đức (2023) và cs đã thực hiện nghiên cứu chế tạo máy thái cây thuốc nam dạng thân thảo bao gồm cây Hoàn Ngọc, cây cỏ hôi, và cây rau dừa nước bằng lưỡi dao thẳng gắn trên đĩa quay [12]; máy thái dây khoai lang làm cho thức ăn chăn nuôi đại gia súc theo phương pháp lắp dao kiểu đĩa cũng đã được nghiên cứu và chế tạo [13]. Kết quả của nghiên cứu này chỉ ra máy có thể đạt được năng suất 500 kg/giờ với chiều dài đoạn thái có độ sai lệch nhỏ hơn 2%. Đồng thời máy thái này cũng có thể ứng dụng cho các đối tượng khác như cây bắp hay cỏ voi với năng suất 1000 kg/giờ. Phạm Anh Tuấn (2024) đã nghiên cứu và chế tạo máy cắt thái lá sen tươi để làm trà tại Thành phố Huế. Kết quả đã cho thấy, máy đạt năng suất 60kg/giờ, có chất  lượng làm việc ổn định khi khối lượng đầu vào là 1kg – 5kg; máy có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, sửa chữa, phục vụ quá trình cơ giới hóa cắt thái lá sen tươi, giảm đáng kể lượng nhân cung phục vụ cũng như giá thành so với cắt thái thủ công [14]. Nhóm nghiên cứu của Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long (2023) đã nghiên cứu, chế tạo ra mẫu máy cắt băm cây khóm thực hiện được chức năng cắt, băm khóm, phun nấm và xới đất phục vụ vùng trồng khóm cầu đúc tỉnh Hậu Giang [15]. Lê Đức Thật (2025) và cs đã nghiên cứu, thử ngthiệm hệ thống máy xử lý thân, lá gốc chuối bao gồm máy băm thân dạng đĩa và máy phay, băm củ dạng lô [16]

Nhóm nghiên cứu của trường đại học Khoa học nông nghiệp (Ấn Độ) đã kết luận, thái lát là một trong những công đoạn quan trọng trong sản xuất bột lá Lô Hội nguyên chất [17]. Nhóm tác giả ở Tanzania cũng đã tiến hành chế tạo và thử nghiệm máy thái rau dạng lắp dao kiểu đĩa [18]. Các tác giả cũng chỉ ra rằng máy thái kiểu đĩa lắp dao cho năng suất cắt thái ổn định với hiệu suất cắt thái đạt 86%. Một nhóm tác giả đến từ Ấn Độ cũng đã thiết kế và chế tạo máy thái rau củ quả theo phương pháp lắp dao kiểu đĩa [19]. So với phương pháp thái bằng tay, năng suất và chất lượng lát thái “chuối và khoai tây” bằng máy thái cao hơn nhiều.

Như vậy, việc thiết kế chế tạo và khảo nghiệm máy thái tách gân lá sen với bộ phận cắt thân lá phối hợp tách gân sẽ giúp nâng cao năng suất, chất lượng của lá sen trong quy trình sản xuất bột matcha lá sen Huế. Qua đó, góp phần tạo ra sản phẩm có lợi cho sức khỏe và nâng cao giá trị từ cây sen Huế.

2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU


2.1. Đối tượng nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là lá sen tươi và máy thái tách gân lá sen. Lá “sen dù” sau khi được thu hoạch tại ao, hồ ở thành phố Huế là lá đã trưởng thành sau khi thu hoạch hoa sen hoặc đài sen trong quy trình sản xuất sen tại thành phố Huế. Lá được làm sạch, loại bỏ đất cát, cuống lá để tiến hành tách gân. Máy thái tách gân lá sen được chế tạo và lắp ráp tại xưởng Cơ khí thuộc khoa Cơ khí và Công nghệ, Đại học Nông Lâm, Đại học Huế.

z7214101820656-4c3cc205ea7c3473f208a87bdcfd7015-1762882961.jpg
 

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp điều tra thu thập số liệu: Các dữ liệu về tình hình trồng sen trên địa bàn thành phố Huế; thu thập các mẫu lá sen trồng tại Huế được sử dụng để sản xuất bột matcha lá sen

2.2.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Đề tài tiến hành nghiên cứu các tài liệu liên quan đến quá trình trồng và sản xuất sen tại Huế, quy trình sản xuất bột matcha lá chè xanh, lá chè Truồi và các quy trình sản xuất bột lá sen, bột hạt sen. Ngoài ra, các tài liệu liên quan đến máy cắt thái trong nước và trên thế giới cũng được đề tài nghiên cứu để lựa chọn nguyên lý thái tách gân phù hợp cho lá sen. Nhóm nghiên cứu đã đề xuất quy trình sản xuất bột matcha lá sen Huế như hình 2.

2.2.3. Phương pháp thiết kế máy

Phương pháp thiết kế máy: Sau khi sử dụng giải tích, toán học để tính toán, xác định các thông số kỹ thuật của máy. Ứng dụng phần mềm Autocad và Intentor để thiết kế máy cùng với các bộ phận của máy

1-Khung máy; 2-Nắp che bộ truyền xích; 3-Động cơ; 4-Bộ truyền xích; 5-Nắp bảo vệ;

6-Trục dao cắt chủ động; 7-Trục dao cắt bị động; 8-Nắp che bánh răng; 9-Bộ truyền động bánh răng; 10-Phễu cấp liệu; 11-Máng hứng sản phẩm

2.2.4. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Sử dụng phương pháp thực nghiệm để đánh giá một số chỉ tiêu làm việc của máy, bao gồm: Năng suất làm việc của máy, tỷ lệ tách gân và độ sạch của sản phẩm sau khi thái tách gân.

  1. Năng suất của máy thái tách gân lá sen

Năng suất của máy thái tách gân lá sen là khối lượng lá sen tươi được đưa vào tách gân trên đơn vị thời gian. Năng suất của máy được tính theo công thức:

Trong đó: N – Năng suất làm việc của máy (kg/giờ); m – Khối lượng lá sen tươi cần thái tách gân (kg); t – Thời gian thái lá sen tươi (giây);

b. Tỷ lệ tách gân

Tỷ lệ tách gân là tỷ lệ số lượng gân của lá sen được tách so với số lượng gân trên lá sen tươi được đưa vào tách gân. Tỷ lệ tách gân được tính theo công thức:

Trong đó: T – Tỷ lệ tách gân (%); G1 – Số gân trên lá sen khi đưa vào tách; G2 – Số gân được tách ra khỏi phần lá thu được ở máng hứng sản phẩm

c. Tỷ lệ tách thịt lá để làm bột matcha

Tỷ lệ tách được phần thịt lá tỷ lệ phần khối lượng thịt lá được tách sạch gân so với khối lượng lá sen tươi đưa vào máy thái tách gân. Tỷ lệ tách thịt lá được tính theo công thức:

Trong đó: D – Tỷ lệ tách thịt lá (%); m – Khối lượng lá sen khi đưa vào tách (kg); m1 – Khối lượng thịt lá được tách ra khỏi lá thu được ở máng hứng sản phẩm; η – Tỷ trọng khối lượng thịt lá sen so với khối lượng của lá sen (%); hệ số này được xác định bằng thực nghiệm và giá trị được mô tả ở bảng 1.

Trong quá trinh nghiên cứu thực nghiệm, chúng tôi sử dụng các thiết bị để đo đạc, tính toán, xác định, đánh giá máy như: thước kẹp điện tử Mitutoyo 500, cân điện tử BEL với sai số 0,01g, biến tần Delta VFD007EL43A, thiết bị đo số vòng quay Nidec-Shimpo PH-200L

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả thiết kế và chế tạo máy

 Máy thái tách gân lá sen tươi được chế tạo dựa trên thiết kế như hình 5, mẫu máy được chế tạo như hình 6. Máy có kích thước tổng thể 900 x 600 x 850 mm (dài x rộng x cao), với năng suất thiết kế được tính toán, lựa chọn dựa vào kết quả nghiên cứu chế tạo máy cắt lá sen tươi làm trà là 50 kg/giờ [14], nguyên lý thái tách gân là hai trục dao thái được bố trí song song quay ngược chiều nhau, trong đó một trục làm nhiệm vụ thái tách phần gân lá và trục còn lại làm nhiệm vụ thái phần thịt lá. Lá sen tươi được cung cấp bằng thủ công vào phễu cấp liệu theo phương thẳng đứng để đưa lá sen đến trục thái tách gân và thịt lá. Sản phẩm sau khi thái bao gồm cả phần gân lá và thịt lá được đưa ra ngoài qua máng hứng, tại đây gân lá sẽ được lấy ra bằng thủ công. Dựa vào yêu cầu đối với thịt lá để sản xuất bột matcha lá sen và các nghiên cứu, thử nghiệm với từng thông số động học và chế độ làm việc của máy, từ đó xác định và chế tạo, khảo nghiệm đánh giá khả năng làm việc của máy thông qua các chỉ tiêu về năng suất, tỷ lệ tách gân và tỷ lệ tách thịt lá. Máy được dẫn động bằng động cơ điện với công suất 1 KW, qua hệ thống truyền động xích và bánh răng đến trục dao thái tách gân. Dao thái thịt lá có bề rộng 40mm và chiều sâu của lát cắt là 3 mm và bề rộng của dao thái tách gân là 3 mm, chiều sâu lát cắt tách gân là 3 mm; chiều dài trục thái tách gân 510 mm, tốc độ quay của trục thái tách gân 150 vòng/phút.

 

3.2. Một số thông số về lá sen Huế được sử dụng làm bột matcha

Hình 7. Lá sen được trồng tại thành phố Huế

Đặc điểm của lá sen được dùng để thái tách gân cho quá trình sản xuất bột matcha lá sen được tổng hợp ở bảng 1

   Bảng 1. Tổng hợp các thông số của lá sen sử dụng để sản xuất bột matcha lá sen Huế

TT

Thông số

Đơn vị

Giá trị

1

Độ ẩm của lá sen

%

44,67

2

Đường kính lá

mm

505,90

3

Chiều dày lá

mm

0,20

4

Khối lượng lá

gam

38,60

5

Số gân lá

gân

22

6

Khoảng cách giữa các gân lá

mm

39,76

7

Bề rộng gân lá

mm

1,35

8

Chiều dài gân lá

mm

247,02

9

Tỷ trọng khối lượng phần thịt lá so với lá sen

%

37,82

10

Số lượng lá sen/1 kg

26

3.3. Kết quả khảo nghiệm

Máy sau khi chế tạo, được tiến hành khảo nghiệm để đánh giá khả năng làm việc và xác định một số chỉ tiêu, tính năng làm việc của máy như năng suất, tỷ lệ tách gân và tỷ lệ thịt lá sau khi tách gân.

a) Khảo nghiệm năng suất làm việc của máy

Năng suất của máy thái tách gân được khảo nghiệm với ba định mức khối lượng lá sen tươi đầu vào: 1kg, 3kg, và 5kg với tốc độ quay của trục lắp dao thái tách gân 150 vòng/phút; độ ẩm của lá sen tươi đầu vào 46,1%. Ứng với mỗi định mức khối lượng, thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần. Kết quả khảo nghiệm năng suất được tổng hợp ở bảng 2. Từ bảng 2 ta thấy được năng suất làm việc trung bình của máy là 50,2 kg/giờ, như vậy năng suất làm việc của máy đáp ứng được yêu cầu đặt ra trong quá trình tính toán thiết kế và chế tạo máy. Sở dĩ năng suất của máy có giảm, với tỷ lệ giảm rất ít khi khảo nghiệm khả năng làm việc với lượng sen tươi đầu vào là 3 kg (TB3 = 49,7 kg/giờ) và 5 kg (TB5 = 49,3 kg/giờ) là do quá trình cung cấp bằng thủ công nên năng suất phụ thuộc vào quá trình thao tác của người lao động khi cung cấp lá sen tươi vào phểu cấp liệu. Nếu quá trình cấp liệu được tiến hành tự động, không phụ thuộc vào thao tác của lao động thì năng suất làm việc của máy sẽ ổn định hơn.

Bảng 2. Kết quả khảo nghiệm năng suất của máy thái tách gân lá sen

TN

Khối lượng khảo nghiệm (kg)

Thời gian (giây)

Năng suất (kg/giờ)

 

1

1

70

51,4

 

2

1

68

52,9

 

3

1

71

50,7

 

TB1

 

 

51,7

 

4

3

216

50,0

 

5

3

219

49,3

 

6

3

217,5

49,7

 

TB3

 

 

49,7

 

7

5

365

49,3

 

8

5

360

50,0

 

9

5

370

48,6

 

TB5

 

 

49,3

 

Năng suất trung bình (kg/giờ)

50,2

           

 b) Khảo nghiệm đánh giá khả năng làm việc của máy thông qua tỷ lệ thái tách gân lá

Lá sen tươi được thu hoạch vào buổi sáng với các thông số được trình bày ở bảng 1 được dùng cho quá trình khảo nghiệm hiệu quả thái tách gân. Tốc độ làm việc của máy là 150 vòng/phút, lá sen được xác định số lượng gân cần tách trước khi đưa vào máy thái để tách gân; gân lá sen sau khi đã được tách khỏi phần thịt của mỗi lá thu được ở máng hứng sản phẩm sẽ được tách riêng và xác định số lượng; mỗi lần thí nghiệm để đánh giá khả năng tách gân của máy được tiến hành trên mỗi lá, chúng tôi tiến hành lặp lại 9 lần với 9 lá được đưa vào tách gân. Kết quả khảo nghiệm được trình bày ở bảng 3.

 Bảng 3. Kết quả khảo nghiệm đánh giá tỷ lệ thái tách gân lá sen

 Qua bảng 3 ta thấy được tỷ lệ thái tách gân trung bình của máy là 82,45 %, tỷ lệ này tăng khi số lượng gân trên lá ít và ngược lại với số lượng gân trên lá nhiều thì tỷ lệ này sẽ giảm. Như vậy, tỷ lệ tỷ lệ thái tách gân phụ thuộc vào đặc điểm và cấu tạo của lá sen khi đưa vào tách, điều này cũng dễ hiểu, với cấu tạo và đặc điểm của gân trên lá được bố trí dọc từ đỉnh cuống lá đến phần mép của lá và khoảng cách giữa hai gân lá từ cuống đến mép lá là không bằng nhau nên với lá có số lượng gân nhiều sẽ có nhiều phần thịt lá có kích thước không đồng đều nhiều hơn, điều này làm cho dao thái tách gân không thái đúng phần gân lá nên dẫn đến sót gân chưa được tách.

c) Khảo nghiệm đánh giá khả năng làm việc của máy thông qua tỷ lệ thịt lá được tách

Hình 8. Sản phẩm sau khi tách gân

Tỷ lệ thịt ká của sản phẩm sau khi tách gân là chỉ tiêu quan trọng để đảm bảo phần thịt lá sen được tách gân hoàn toàn, ít phần gân và cuống lá gãy vụn đi kèm theo sản phẩm sau khi tách gân, giúp nghiền mịn và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặt ra đối với sản phẩm bột matcha (hình 8). Để đánh giá tỷ lệ của thịt lá, chúng tôi sử dụng lá sen tươi được thu hoạch vào buổi sáng với các thông số trình bày ở bảng 1. Tốc độ làm việc của máy là 150 vòng/phút, độ ẩm của lá sen tươi đầu vào 46,1% và khối lượng lá sen tươi đầu vào được chúng tôi tiến hành khảo nghiệm lần lượt là 1kg, 3kg và 5kg. Với mỗi định mức khối lượng, thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần. Kết quả khảo nghiệm năng suất được tổng hợp ở bảng 4 và trình bày trên hình 9.

Bảng 4. Kết quả khảo nghiệm đánh giá độ sạch của sản phẩm

TN

Khối lượng khảo nghiệm, m (kg)

Khối lượng thịt lá, η.m (g)

Khối lượng thịt lá sau khi tách gân, m1 (g)

Tỷ lệ thịt lá sau tách (%)

 

1

1

378,2

285,7

75,5

 

2

1

378,2

310,1

81,9

 

3

1

378,2

290,5

76,8

 

TB1

 

378,2

 

78,1

 

4

3

1.134,6

845,8

74,5

 

5

3

1.134,6

857,1

75,5

 

6

3

1.134,6

836,3

73,7

 

TB3

 

1.134,6

 

74,6

 

7

5

1.891,0

1450,2

76,7

 

8

5

1.891,0

1385,6

73,3

 

9

5

1.891,0

1356,4

71,7

 

TB5

 

1.891,0

 

73,9

 

Độ sạch trung bình (%)

 

75,5

Từ bảng 4 và hình 9, cho ta thấy được tỷ lệ của sản phẩm thịt lá sau quá trình thái tách gân bằng máy thái tách gân nằm trong khoảng từ 71,7% đến 81,9%, với tỷ lệ tách thịt lá trung bình của sản phẩm là 75,5%.

 4. KẾT LUẬN

Kết quả nghiên cứu đã cho thấy sự thành công trong việc thiết kế và chế tạo máy thái tách gân lá sen nhằm phục vụ quy trình sản xuất bột matcha lá sen Huế. Máy được vận hành ổn định với năng suất đạt 50 kg/giờ, phù hợp với quy mô sản xuất vừa và nhỏ. Tỷ lệ tách gân đạt 82,45%, cho thấy hiệu quả cao trong việc loại bỏ phần gân cứng, giúp nâng cao chất lượng nguyên liệu đầu vào cho quá trình sản xuất bột matcha. Đặc biệt, tỷ lệ của phần thịt lá sau khi tách gân dao động trong khoảng từ 71,7% đến 81,9%, đáp ứng yêu cầu cho việc chế biến sâu thành sản phẩm bột matcha có giá trị cao. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu, đánh giá tiếp tục về ảnh hưởng của khe hở giữa hai trục thái tách gân, động lực học của máy và sơ bộ đánh giá hiệu quả kinh tế của máy để hoàn thiện mẫu máy. Từ đó góp phần giải quyết hạn chế về lao động thủ công, nâng cao hiệu quả sản xuất và mở ra hướng phát triển bền vững cho các sản phẩm từ lá sen tại Huế.

 TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Thị Quỳnh Trang, Đặng Thanh Long, Trần Thị Hương Giang (2018). Nghiên cứu xây dựng sơ đồ phân bố các giống sen ở tỉnh Thừa Thiên Huế, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, 2018, 13 (2), p.165-176

2. Nguyễn Thị Quỳnh Trang, Nguyễn Thị Mai, (2021). Tình hình sản xuất và chế biến các loại trà Sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) ở Thừa Thiên Huế. Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2021. 130(3D): p. 99-116.

3. Lê Khắc Phúc, Nguyễn Thị Huệ và cs, (2024) Mức độ tiêu thụ và phản hồi của người tiêu dùng đối với các sản phẩm sen Huế. Tạp viện Nghiên cứu phát triển, tỉnh Thừa Thiên Huế, 2024: p. 131-139.

4. Đinh Thị Kim Oanh, Nguyễn Đức Kiên, Trương Tấn Quân, Phạm Xuân Hùng (2024), Ảnh hưởng của mức độ tin tưởng vào nguồn gốc sản phẩm đến ý định tiếp tục mua hàng của ngườ tiêu dùng: Trường hợp sản phẩm sen Huế. Tạp chí Quản lý Khoa học và Kinh tế, trường Đại học Kinh tế, Đại học Huế: 2024. 31.

5. Nguyễn Thị Quỳnh Trang (2022), Phân tích thành phần hoạt chất và khả năng chống oxy hóa của một số trà được chế biến từ các bộ phận của cây sen (Nelumbo Nucifera Gaerin) trồng ở tỉnh Thừa Thiên Huế. Báo cáo tổng kết đề tài cấp cơ sở Đại học Huế, 2020-03-148

6. Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9740:2013: Tiêu chuẩn quốc gia về chè xanh.

7. Wang, H.F., et al.(2020), The mechanism on decreasing the microbiological contamination of superfine green tea powder by ball milling. LWT-Food Science and Technology, 134:109966

8. Koide, S. and K.i.Kimura. (2022). Japanese Green Tea: Tea as a food ingredient: Properties, Processing and Health Aspects, Functional Food and Nutraceuticalseries, p.82-102 

9. Ye, J.H., et al.(2024), A coprehansive review of matcha: production, food application, potential health benefits, and gastrointestinal fate of main phenolics. Critical reviews in Food Science and Nutrition, 64(22), 7959-7980

10. Nguyễn Phước Tuyên (2007)., Kỹ thuật trồng sen, NXB Nông nghiệp, TP Hồ Chí Minh, 23 trang.

11. Babu, A.K., et al., Review of leaf drying: Mechanism and influencing parameters, drying methods, nutrient preservation, and mathematical models. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018. 90: p. 536-556.

12. Lê, A., et al., Thiết Kế Chế Tạo và Thử Nghiệm Máy Thái Cây Thuốc Nam Dạng Thân Thảo. Journal of Technical Education Science, 2023: p. 86-95.

13. Bích, N.H., et al., Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy thái dây khoai lang làm thức ăn cho chăn nuôi đại gia súc. Tạp chí Công Nghiệp Nông Thôn, 2024. 53.

14. Phạm Anh Tuấn (2024). Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy cắt thái lá sen tươi làm trà năng suất 60kg/h. Báo cáo đề tài tốt nghiệp, Đại học Nông Lâm – Đại học Huế

15. Trần Tấn Hậu và cs (2023). Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy cắt băm cây khóm liên hợp với máy kéo phục vụ vùng trồng khóm cầu Đúc tỉnh Hậu Giang. Tạp chí Công nghiệp nông thôn: 2023 .49: p.61-71

16. Nguyễn Đức Thật và cs (2025) kết quả nghiên cứu, thử nghiệm hệ thống máy xử lý thân, lá và gốc cây chuối sau thu hoạch. Tạp chí Công nghiệp nông thôn: 2025 .56: p.2-12

17. Nagaratna, et al., Performance Evaluation of Aloe vera Leaf Slicing Machine. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 2017. 6 (8): p. 3754-3759

18. Msuya, J., Designing and Manufacturing of Vegetable Slicing Machine. Tanzania Journal of Engineering and Technology, 2023. 42(1): p. 182-199.

19. Pawar, K.R., et al., Development of Fruit and Vegetable Slicing Machine. International Research Journal of Engineering and Technology, 2020. 7(3)

Ngày nhận bài: 8/7/2025