Nghiên cứu thực nghiệm, thiết kế quy trình bóc vỏ tôm tự động

Kỷ yếu kỷ niệm 35 năm thành lập Trường ĐH ng nghiệp Th c ph m T h inh 98 -2017) 
229 
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM, THIẾT KẾ QUY TRÌNH 
BÓC VỎ TÔM TỰ ĐỘNG 
Nguyễn Tấn Ken*, Ngô Trọng Hùng, Trần Quốc Nhiệm 
Trường Đại học ng nghiệp Th c ph m Thành phố h inh 
*
Email: kennt@cntp.edu.vn 
Ngày nhận bài: 01/03/2017; Ngày chấp nhận đăng: 30/08/2017 
TÓM TẮT 
Bài báo trình bày các thực nghiệm bóc vỏ tôm để làm cơ sở thiết kế máy bóc vỏ tôm tự động. Máy 
lột vỏ tôm là thiết bị giúp cho quá trình tách thịt khỏi vỏ tôm diễn ra một cách nhanh chóng, đảm bảo độ 
sạch và độ dinh dưỡng, nâng cao năng suất chế biến. Từ các kết quả thực nghiệm có được, chúng tôi đã 
tiến hành thiết kế máy bóc vỏ tôm tự động với qui trình công nghệ khép kín. Từ nguyên liệu đầu vào là 
tôm đã được bỏ đầu, sau khi ra khỏi máy, tôm được bóc vỏ, và làm sạch. 
Từ khóa: bóc vỏ tôm tự động, thiết bị tự động. 
1. GIỚI THIỆU 
Với nguồn lực hạn chế, thiếu vốn, cộng với một nguồn cung cấp dồi dào về lao động giá rẻ, các 
doanh nghiệp chế biến thuỷ sản ở các nước đang phát triển, đặc biệt là ở nước ta thường sử dụng công 
nghệ bóc vỏ tôm thủ công. Qui trình sản xuất thủ công không đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và cho 
năng suất thấp. Qui trình này cũng dẫn đến việc cần phải trang bị các phụ tùng hỗ trợ cho người công 
nhân như lưới tóc, găng tay, mặt nạ miệng, áo khoác, ủng cao su làm tăng chi phí phát sinh. Chất lượng 
tôm thành phẩm cũng rất khác nhau, phụ thuộc vào kỹ năng của người lột vỏ. Ngoài ra, vì phụ thuộc vào 
việc xử lý của người công nhân nên khả năng tôm thành phẩm bị ô nhiểm luôn tồn tại. 
Ngày nay, thiết bị tự động có thể lột vỏ tôm lột nhanh hơn và ổn định hơn so với phương pháp thủ 
công rất nhiều. Nhiều máy bóc vỏ tôm theo các qui trình bóc khác nhau đã được thương mại hóa trên thế 
giới nhưng giá thành khá đắt. 
Để giảm giá thành và làm chủ công nghệ chế tạo, nhóm tác giả đã nghiên cứu và chế tạo thành công 
thử nghiệm mô hình bóc vỏ tôm tự động. Các thực nghiệm đã chứng tỏ tính hiệu quả của qui trình bóc vỏ 
tôm của nhóm. Trong bài báo này, nhóm giới thiệu các thực nghiệm bóc vỏ tôm theo các qui trình khác 
nhau, đồng thời đánh giá các tiêu chuẩn về hình dáng, độ dinh dưỡng, độ sạch, và năng suất của từng qui 
trình. Qui trình tốt nhất được lựa chọn để chế tạo máy bóc vỏ tôm tự động. 
2. THIẾT LẬP THỰC NGHIỆM 
2.1. Đối tượng thực nghiệm 
Đối tượng thực nghiệm trong bài báo này được sử dụng để lột vỏ là tôm sú. Tôm sú là loài sống ở 
nơi chất đáy là bùn pha cát với độ sâu từ ven bờ đến 40 m nước và độ mặn 5-34 ‰. Tôm sú có đặc điểm 
sinh trưởng nhanh, trong 3-4 tháng có thể đạt cỡ bình quân 30-50 gam/con. Tôm trưởng thành tối đa có 
chiều dài là 220-250 mm. Thịt tôm nhiều xơ, săn chắc [6]. 
 gu n T n n g Trọng ng Tr n uốc hiệm 
230 
 ình Cấu tạo hình thái ngoài của con tôm [7] 
A/ Phần đầu ngực ( Cephalothorax) B/ Phần bụng ( Abdomen ) 
1/ Râu 1 (Antennula ) 8/ Chủy (Rostrum) 
2/ Vảy râu (Antennal scale ) 9/ Mắt (Eye) 
3/ Chân hàm III (Maxilliped III ) 10/ Giáp đầu ngực (Carapace) 
4/ Râu II (Antenna ) 11/ Đốt bụng 1 (1st Abdominal segment) 
5/ Chân ngực (Periopod) 12/ Đốt bụng 6 (6th Abdominal segment) 
6/ Chân bụng (Pleopod) 13/ Gai đuôi , đốt đuôi (Telson) 
7/ Chân đuôi (Uropod) 
2.2. Mô tả thực nghiệm 
Tôm được sử dụng để lột vỏ cần đạt một số tiêu chuẩn: 
- Vỏ nguyên vẹn, cứng và sáng bóng, màu sắc đặc trưng. 
- Đầu dính chặt với mình, chân và đuôi còn đẩy đủ nguyên vẹn. 
- Tôm không ôm trứng, không dính quá nhiều rong rêu, không bị bệnh. 
- Tôm không bị đốm đen. 
- Tôm được giữ lạnh sau khi đánh bắt. 
Quy trình lột vỏ tôm: Các bước lột vỏ tôm của các thực nghiệm thực hiện trong nội dung nghiên cứu 
này được mô tả cụ thể như Hình 2 [4,5,7]. 
Tiêu chuẩn so sánh: Các tiêu chuẩn (TC) mà nhóm tác giả dùng để đánh giá các thực nghiệm mô tả 
trong Bảng 1. Để có được các tiêu chuẩn đánh giá này nhóm đã trao đổi và tham khảo ý kiến đóng góp từ 
các doanh nghiệp chế biến tôm xuất khẩu trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh. Chi tiết các tiêu chuẩn 
đánh giá như sau: 
- TC1: Đảm bảo vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm (HACCP), giá trị dinh dưỡng đạt khoảng 90%, 
trọng lượng tôm hao hụt trong khoảng 2-5%, có khả năng sản xuất theo dây chuyền khép kín, năng suất 
cao, tùy chọn hình dáng tôm theo yêu cầu. 
- TC2: Đảm bảo vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm, giá trị dinh dưỡng đạt khoảng 90%, có khả năng 
sản xuất theo dây chuyền khép kín, năng suất cao. 
- TC3: Đảm bảo vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm, giá trị dinh dưỡng đạt khoảng 90%, dễ chế tạo, 
chi phí thấp. 
- TC4: Trọng lượng tôm hao hụt trong khoảng 2-5%, không phải đầu tư nhiều, chi phí thấp. 
 ghiên cứu th c nghiệm, thiết kế qu trình bóc vỏ t m t động 
231 
 ình Quy trình lột vỏ tôm 
Bảng 1. Các tiêu chuẩn đánh giá của thực nghiệm 
Tiêu 
chuẩn 
khảo sát 
Quy chuẩn 
HACCP 
Hình dáng 
Giá trị 
dinh 
dưỡng 
Trọng 
lượng tôm 
Tính 
Công nghệ 
Năng 
suất 
Tính 
kinh tế 
TC1 
TC2 
TC3 
TC4 
 Ghi chú: Khả năng đáp ứng ở mức độ 5 (tốt nhất) 
 Khả năng đáp ứng ở mức độ 4 
 Khả năng đáp ứng ở mức độ 3 
 Khả năng đáp ứng ở mức độ 2 
 Khả năng đáp ứng ở mức độ 1 (kém nhất) 
Xếp vào khay 
Bóc vỏ 
Xử lý hình dáng, lấy chỉ lưng 
Làm sạch 
(Rửa bằng nước sạch) 
Tôm nguyên liệu 
(Tôm đông lạnh 1-4 ºC) 
Rửa sạch 
(Rửa bằng nước sạch) 
Tôm được xử lý bỏ đầu 
Phân loại 
Tôm lột vỏ thành phẩm 
 gu n T n n g Trọng ng Tr n uốc hiệm 
232 
3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Kết quả thực nghiệm 
Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm bóc vỏ theo 4 phương pháp khác nhau. Kết quả của từng thực 
nghiệm đã được nhóm và công ty chế biến (Công Ty CP Chế Biến Thủy Sản XNK Kiên Cường) đánh giá 
theo các tiêu chuẩn khác nhau như hình dáng, độ sạch, độ dinh dưỡng, tính công nghệ, qui chuẩn 
HACCP, và năng suất. 
Thí nghiệm 1: 
- Thí nghiệm này được thực hiện theo phương án 1. Các công đoạn đươc xử lý thủ công dựa trên kỹ 
năng của người công nhân. 
- Tổng khối lượng tôm sau khi thực hiện các công đoạn chung, được sử dụng là 5kg, môi trường làm 
việc có nhiệt độ trung bình là 25 oC. 
- Các bước tiến hành thí nghiệm như Hình 3. 
 ình 3. Các bước tiến hành thí nghiệm 1 
 ình 4. Biểu đồ đánh giá thí nghiệm 1 
Thí nghiệm 2 
- Thí nghiệm này được thực hiện theo phương án 2. Các công đoạn được xử lý thông qua công nghệ 
máy móc thô sơ. 
- Tổng khối lượng tôm sau khi thực hiện các công đoạn chung, được sử dụng là 5 kg, môi trường 
làm việc có nhiệt độ trung bình là 25 ºC. 
 ình 5 Nguyên lý tiến hành thí nghiệm 2 
 ghiên cứu th c nghiệm, thiết kế qu trình bóc vỏ t m t động 
233 
- Nguyên lý tiến hành thí nghiệm: Máy hoạt động dựa trên lực ép tạo ra bởi hai bánh xe 3 và 7 đặt 
sát nhau, được gắn trên hai trục 4, 6 quay ngược chiều nhau. Khi tôm được đưa vào máy tại vị trí máng 2 
(tôm đã được bỏ đầu, xẻ lưng và cho phần đuôi vào trước) nhờ vào lực ép phần thịt của tôm sẽ bị ép 
cưỡng bức tách khỏi phần vỏ tại vị trí 8, phần vỏ 1 sẽ được cuốn qua vị trí 5. 
 ình 6. Biểu đồ đánh giá thí nghiệm 2 
Thí nghiệm 3 
- Thí nghiệm này được thực hiện theo phương án 3, các công đoạn được xử lý thông qua các cặp con 
lăn phức tạp. 
- Tổng khối lượng tôm sau khi thực hiện các công đoạn chung, được sử dụng là 5kg, môi trường làm 
việc có nhiệt độ trung bình là 25 oC. 
 ình 7. Nguyên lý tiến hành thí nghiệm 3 
 ình 8. Biểu đồ đánh giá thí nghiệm 3 
- Nguyên lý tiến hành thí nghiệm: Tương tự như nguyên lý ở Hình 5. Tôm cắt bỏ đầu, đưa vào hệ 
thống con lăn được đặt nghiên góc 30º. Ở mỗi vị trí tiếp xúc giữa một cặp con lăn thì tôm sẽ được bóc đi 
một phần vỏ. 
Thí nghiệm 4 
- Thí nghiệm này được thực hiện theo phương án 4. Các công đoạn được xử lý thông qua công nghệ 
máy móc công nghệ mới. 
- Tổng khối lượng tôm sau khi thực hiện các công đoạn chung, được sử dụng là 5kg, môi trường làm 
việc có nhiệt độ trung bình là 25 oC. 
- Nguyên lý tiến hành thí nghiệm như sau: Cho tôm đã được cắt bỏ đầu vào vị trí nạp liệu, Tôm được 
 gu n T n n g Trọng ng Tr n uốc hiệm 
234 
kẹp chặt và đè dẹp con tôm xuống khi tôm đi từ vị trí nạp liệu sang vị trí 3. Tại vị trí 4, tôm sẽ được xẻ 
một đường ở trên lưng. Tại vị trí 5, tôm sẽ được loại bỏ sợi chỉ (ruột tôm) bởi chổi quét quay tròn. Tại vị 
trí 6, tôm sẽ được tách thịt khỏi vỏ. Tại vị trí 7, bộ phận kẹp tôm sẽ nhả vỏ ra và được làm sạch để bắt đầu 
một chu trình hoạt động mới. Máy sẽ tự động lột vỏ và khi ra khỏi máy thì tôm được tách thịt khỏi vỏ. 
 ình 9. Nguyên lý tiến hành thí nghiệm 4 [7] 
 ình 0. Biểu đồ đánh giá thí nghiệm 4 
 ình 11. Biểu đồ so sánh mức độ đáp ứng quy chuẩn đánh giá của thực nghiệm 
3.2. Thảo luận 
Ở thí nghiệm 1, trên Hình 4 cho ta thấy tiêu chuẩn về hình dáng và trọng lượng tôm thành phẩm rất 
tốt nhưng ngược lại các tiêu chuẩn còn lại đều ở mức thấp. Trong thí nghiệm 2, Hình 6 thì các tiêu chuẩn 
đều ở mức trung bình nên không đáp ứng được yêu cầu an toàn vệ sinh và nhu cầu sản xuất. Ở hai thí 
nghiệm còn lại thì chúng ta cũng có thể thấy được mức độ đáp ứng của các tiêu chuẩn đều cao, nhưng xét 
về tính kinh tế thì nguyên lý máy bóc vỏ tôm tự động ở thí nghiệm 3 thì không khả thi vì phải đầu tư chi 
phí cho các khâu xử lý khác nhiều. Trong khi đó thí nghiệm 4, biểu đồ hình 10 cho thấy mức độ đáp ứng 
cao đều và đường đáp tương đối nhẵn. Như vậy, qua thực nghiệm nhóm nghiên cứu đã chọn và thiết kế 
quy trình bóc vỏ tự động theo nguyên lý ở thí nghiệm 4. 
3.3. Mô hình thử nghiệm 
Từ kết quả thực nghiệm về các nguyên lý ở trên, mô hình thực tế được chế tạo. Để kiểm tra khả năng 
đáp ứng công nghệ máy móc hiện đại hóa trong việc bóc vỏ tôm tự động mang lại hiệu quả cao về an toàn 
vệ sinh thực phẩm, và năng lực sản xuất của mô hình, kết cấu thực nghiệm được xây dựng như trong 
Hình 12. 
 ghiên cứu th c nghiệm, thiết kế qu trình bóc vỏ t m t động 
235 
Kết cấu mô phỏng được thể hiện chi tiết như Hình 12a. Trong đó, các vị trí xử lý từng công đoạn cụ 
thể là: 1. Khung, 2. Bộ băng tải, 3. Cụm làm sạch, 4. Cụm cắt, 5. Đĩa tải, 6. Cụm lấy chỉ, 7. Cụm kẹp, 8. 
Động cơ chính, 9. Cụm bóc vỏ. 
Nguyên lý làm việc của kết cấu mô phỏng (Hình 12b) được tiến hành theo bảy bước như sau: 
Bước 1: Cấp tôm nguyên liệu vào khay chứa 1. 
Bước 2: Cơ cấu kẹp 7 đu ược gắn trên mâm quay 8, di chuyển tới gắp lấy đuôi tôm từ khay chứa để 
bắt đầu chu trình tách vỏ. 
 ình . Kết cấu mô phỏng: a) Hình mô phỏng trên phần mềm , b) Nguyên lý làm việc của mô phỏng 
Bước 3: Khi cơ cấu 7 di chuyển tới cơ cấu 2. Tại đây tôm được định vị, kẹp chặt và ép. Bước này 
tôm sẻ được kẹp chặt ở phần thân. Sau đó tôm sẻ bị ép để làm cho thịt và vỏ tôm đỡ dính vào nhau hơn. 
Bước 4: Cơ cấu 7 tiếp tục di chuyển tới vị trí 3 là cơ cấu xẻ lưng tạo hình, tại đây tôm sẽ được cơ 
cấu dao cắt tự động xẻ một đường giữa lưng. 
Bước 5: Tại vị trí 4 cơ cấu chổi quét quay tròn sẽ lấy chỉ tôm ra khỏi thân tôm (lấy ruột tôm). 
Bước 6: Cơ cấu kim móc được đặt tại vị trí 5, cơ cấu 5 sẽ móc lấy phần thịt tôm trên cơ cấu 7 thả 
xuống khay đựng thịt tôm. 
Bước 7: Cuối hành trình cơ cấu kẹp 7 được làm sạch nhờ cơ cấu chổi quét 6, tại đây vỏ tôm được 
nhả xuống khay chứa vỏ. 
 ình 3. Mô hình thực tế 
Nhóm tác giả đã tiến hành kiểm chứng lại trên mô hình thực tế như Hình 13 với thí nghiệm lột vỏ 
tôm bằng tay, kết quả như Hình 14, 15. 
 ình 4. Hình ảnh thực kết quả quá trình lột vỏ tôm bằng tay và bằng máy (lột giữ đuôi) 
a b 
 gu n T n n g Trọng ng Tr n uốc hiệm 
236 
 ình 5 Hình ảnh thực kết quả quá trình lột vỏ tôm bằng tay và bằng máy (lột bỏ đuôi) 
Bảng 2. Kết quả kiểm chứng chạy trên mô hình thực tế và lột bằng tay 
 Tiêu chuẩn khảo sát 
Phương 
pháp khảo sát 
Độ 
sạch 
vỏ 
(%) 
Độ tươi 
thịt tôm 
(%) 
Tỉ lệ 
phế 
phẩm 
(%) 
Trọng lượng tôm 
(kg/Lần) 
Năng 
suất 
(kg/giờ) 
Trước lột Sau lột 
Lột vỏ tôm thủ công (bằng tay) 90,5 85 9,8 5,0 3,51 5,8 
Lột vỏ tôm tự động (mô hình thực tế) 97,2 95,5 5,5 5,0 3,725 12,3 
 Trọng lượng t m khảo sát: 30 g/con 
 ình 6. So sánh kết quả khảo sát thực tế trên hai phương án lột vỏ tôm. 
Dựa trên biểu đồ so sánh mức độ đáp ứng quy chuẩn đánh giá của thực nghiệm Hình 11 và các kết 
quả khảo sát thực tế Hình 16 và Bảng 2, chúng ta có thể nhận thấy rằng chế biến thủ công, dựa trên sức 
người đang được sử dụng hầu hết ở các nhà máy thủy hải sản hiện nay, cho năng suất không cao, chất 
lượng sản phẩm phụ thuộc vào khả năng của người công nhân, chi phí sản xuất lớn, giảm khả năng cạnh 
tranh cho sản phẩm trên thị trường. Do đó việc ứng dụng khoa học công nghệ trong chế biến thủy sản là 
yêu cầu cần thiết. Máy bóc vỏ tôm có ý nghĩa rất lớn đối với nghành thực phẩm liên quan đến tôm. 
4. KẾT LUẬN 
Trong bài báo này, một nguyên lý dây chuyền bóc vỏ tôm tự động tối ưu được đề xuất. Thiết kế, chế 
tạo thực nghiệm đã được thực hiện và tính hiệu quả đã được minh chứng bước đầu thông qua các số liệu 
thực nghiệm. Một dây chuyền tự động bóc vỏ tôm với khả năng xử lý nhanh gọn được thực hiện bởi các 
khâu độc lập và được kiểm soát chặt chẽ thông qua các thiết bị phản hồi. Từ nghiên cứu ban đầu này, 
nhóm đã xây dựng hoàn thiện dây chuyền sản xuất tự động khép kín từ khâu nguyên liệu đầu vào đến sản 
phẩm cuối cùng, với khả năng đáp ứng tối đa về các tiêu chuẩn về an toàn vệ sinh thực phẩm, dinh 
dưỡng, hình dáng, và năng suất cao. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Apparatus for peeling shrimp James M. Lapeyre, New Orleans, La., assignor to Peeler – 1949. 
2. Feasibility study for a shrimp processing Line - Corey Kuhar, Linda Lin, Erik Matthia – NC State 
University. 
 ghiên cứu th c nghiệm, thiết kế qu trình bóc vỏ t m t động 
237 
3. Laitram Corporation, New Orleans, La., a corporation of Louisianan – 2005. 
4. Laitram machinery - Brent Ledet & Lasse Simonsen – 2012. 
5. Machine Vision By Murat O. Balaban & Asli Z. Odabasi. 
6. Processing shrimp peeling - Beth A. Dancy – 2010. 
7. ww.jonsson.com đảm bảo dinh dưỡng, và vệ sinh an toàn thực phẩm. 
ABSTRACT 
STUDY AND DEVELOPMENT FOR THE AUTOMATIC PROCESS OF PEELING SHRIMP 
 IN EDUCATION AND PRODUCTION 
Nguyen Tấn Ken, Ngô Trọng Hùng, Trần Quốc Nhiệm 
Ho Chi Minh City University of Food Industry 
*
Email: kennt@cntp.edu.vn 
This paper presents the process of automatic shrimp peeling machine. Shrimp peeling machine is a 
device to help separating the meat from the shells of shrimp takes place quickly, efficiently, improve 
productivity and processing. From the experimental results have been, we have carried out the design and 
manufacture of peeled shrimp line fully automated closed, from input materials were headless shrimp 
when out of the machine, shrimp peeled, cleaned. 
Từ khóa: automatic shrimp peeling, auto mechanics.