Đang tải... (xem toàn văn)
Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học : Đơn vị thực hiện : Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp Mục lục Mở đầu Chương I Khái quát công nghệ và thiết bị hệ thống chế biến hạt điều 3 1.1. Tình hình trồng và chế biến điều ở Việt Nam 3 1.2. Công nghệ chế biến hạt điều 7 Chương II Nguyên lý kết cấu và các thông số kỹ thuật thiết bị bóc vỏ cứng hạt điều 40-50kg/h 19 2.1. Cấu tạo và hình dáng của hạt điều 19 2.2 Nguyên lý hoạt động, kết cấu của máy bóc vỏ cứng hạt điều 21 2.3.Gia công chế tạo các chi tiết của máy bóc vỏ cứng hạt điều 26 Chương 3 Khảo nghiệm 29 3.1 Máy, nguyên liệu và dụng cụ khảo nghiệm 29 3.1.1.Thiết kế mẫu máy 29 3.1.2 Nguyên liệu khảo nghiệm 30 Đề cương khảo nghiệm máy bóc vỏ cứng hạt điều 31 Kết luận và kiến nghị 32 Tài li ệu tham khảo 33 5
1 Bộ công thơng Tổng công ty máy động lực và máy nông nghiệp Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp Báo cáo tổng kết đề tài M số:195.10 rd/HĐ-khcn Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều năng xuất 40 ữ 50kg/h phù hợp với điều kiện Việt nam Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thơng Đơn vị chủ trì: viện nctkct máy NN Chủ nhiệm đề tài: Th.S. Lê Văn Ninh 8496 Hà Nội 12/2010 2 Bộ công thơng Tổng công ty máy động lực và máy nông nghiệp Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp Báo cáo tổng kết đề tài M số: 195.10 rd/HĐ-khcn Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều năng xuất 40 ữ 50kg/h phù hợp với điều kiện Việt nam Đơn vị chủ trì: Chủ nhiệm đề tài viện nctkct máy NN Th.S. lê văn ninh Hà Nội 12/2010 3 NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN TT Họ và tên Học hàm, học vị , chuyên môn Chức vụ Cơ quan 1 Lê Văn Ninh Thạc sĩ Cán bộ kỹ thuật Viện NCTKCT máy NN 2 Đoàn Văn Huân Kỹ sư Cán bộ kỹ thuật Viện NCTKCT máy NN 3 Trần Văn Ninh Kỹ sư Cán bộ kỹ thuật Viện NCTKCT máy NN 4 Nguyễn Văn Thành Kỹ sư Cán bộ kỹ thuật Viện NCTKCT máy NN 5 Nguyễn Thanh Quyết Kỹ sư Cán bộ kỹ thuật Viện NCTKCT máy NN 4 Mục lục Mở đầu 1 Chương I Khái quát công nghệ và thiết bị hệ thống chế biến hạt điều 3 1.1. Tình hình trồng và chế biến điều ở Việt Nam 3 1.2. Công nghệ chế biến hạt điều 7 Chương II Nguyên lý kết cấu và các thông số kỹ thuật thiết bị bóc vỏ cứng hạt điều 40-50kg/h 19 2.1. Cấu tạo và hình dáng của hạt điều 19 2.2 Nguyên lý hoạt động, kết cấu của máy bóc vỏ cứng hạt điều 21 2.3.Gia công chế tạo các chi tiết của máy bóc vỏ cứng hạt điều 26 Chương 3 Khảo nghiệm 29 3.1 Máy, nguyên liệu và dụng cụ khảo nghiệm 29 3.1.1.Thiết kế mẫu máy 29 3.1.2 Nguyên liệu khảo nghiệm 30 Đề cương khảo nghiệm máy bóc vỏ cứng hạt điều 31 Kết luận và kiến nghị 32 Tài li ệu tham khảo 33 5 Mở đầu Cây điều sinh trưởng và phát triển tốt ở những quốc gia thuộc khu vực cận xích đạo-nơi có nhiệt độ và độ ẩm cao. Trên thế giới hiện nay có trên 32 quốc gia, Ấn độ có diện tích cây điều lớn nhất và dẫn đầu về sản lượng hạt điều thô (khoảng 400 đến 500 ngàn tấn/ năm). Là quốc gia nằm trong khu vực Đông nam Á, thổ nhưỡng và khí hậu của Vi ệt Nam rất phù hợp cho sự phát triển của cây điều. Thấy được giá trị kinh tế của cây điều và giá trị gia tăng của sản phẩm sau chế biến hạt điều thô (lấy nhân), ngay từ năm 1980 Đảng và nhà nước đã bước đầu quan tâm đến cây điều, đặc biệt là công nghệ và hệ thống thiết bị chế biến phục vụ cho xuất khẩ u. Sau nhiều năm phấn đấu từ chỗ chỉ có vài chục ngàn ha trồng điều với tổng sản lượng mấy chục ngàn tấn điều thô đến năm 1999 Việt Nam đã có sản lượng 100 ngàn tấn điều thô, sản lượng nhân xuất khẩu đạt 28 ngàn tấn (164 triệu USD). Năm 1996 Việt Nam chính thức gia nhập danh sách các quốc gia nhập điều thô để phục vụ ngành chế bi ến điều thô từ Châu Phi. Tới năm 2006 Việt Nam trở thành quốc gia xuất khẩu hạt điều hàng đầu thế giới (Ấn Độ và Brazi xếp thứ 2 và 3). Những năm gần đây, ngành điều vẫn tiếp tục phát triển với nhịp độ tăng trưởng rất cao (∼25%). Theo số liệu do hiệp hội hạt điều Việt Nam (VINACAS) công bố thì dự ki ến năm 2010 sản lượng điều thô có thể đạt 500.000 tấn, sản lượng nhân điều xuất khẩu có thể lên tới 140 ngàn tấn (kim ngạch xuất khẩu 670 triệu USD). Chế biến là một trong những khâu quan trọng trong chuỗi giá trị hạt điều. Sau khi chế biến nhiệt (hấp hoặc chao) nhân điều được tách ra khỏi vỏ cứng và được phân loại theo kích cỡ hình dáng, màu sắc như: nhân nguyên (wholes), nhân v ỡ dọc, nhân bể gẫy, nhân vụn, nhân vụn xém. Nhân nguyên được phân loại theo số lượng hạt trên mỗi pound (tương đương 0,454 kg) và được tiêu thụ như một thực phẩm ăn nhanh (snack), trong khi các loại nhân vỡ dọc thường được dùng làm nguyên liệu để chế biến các loại thực phẩm khác. 6 Để có thể năng cao chuỗi giá trị của ngành điều, lợi nhuận của toàn ngành phải được phân chia một cách hợp lý cho các đối tượng đó là người sản xuất trồng điều, nhà thu mua và đầ tư công nghệ, tổ chức chế biến, thị trường tiêu thụ và nhà nước. Do vậy, mặc dù đã có những thành tựu đáng kể song chế biến hạt điều nói chung và công nghệ - hệ thống thiết bị chế biến hạt điều nói riêng vẫn luôn gánh chịu những thử thách không nhỏ. Một trong những sức ép quan trọng đó là giảm chi phí sản xuất, tăng chất lượng chế biến. Trong nhiều giải pháp đã và đang áp dụng để nhằm giảm các thách thức trong sản xuất. Biện pháp xúc tiến việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo trong nước các thiết bị công nghệ (đặc biệt là hai loại thiết bị bóc vỏ cứng hạt điều và bóc vỏ lụa hạt điều) đang phải nhập ngoại với giá khó được các nhà máy chế biến chấp nhận. Đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều năng xuất 40-50kg/h” do Viện Nghiên Cứu Thiết Kế Chế Tạo máy Nông Nghiệp xây dựng và t ổ chức thực hiện sau khi được sự đồng ý của Bộ Công Thương phê duyệt nhằm phục vụ tiêu chí “nội địa hóa” thiết bị công nghệ chế biến hạt điều, một trong những nhiệm vụ cần thiết để giảm chi phí đầu tư, đảm bảo tính phát triển bề vững trong sản xuất chế biến, không phụ thuộc vào nhập ngoại đặc biệt là ph ụ tùng thay thế. Tuy chỉ là một khâu công nghệ trong cả một quy trình chế biến, song thành công của đề tài sẽ góp phần không nhỏ vào việc phát triển bền vững của khâu chế biến hạt điều nói riêng và ngành sản xuất chế biến và tiêu thụ hạt điều nói chung của nước ta trong những năm sắp tới. 7 Chương I. Khái quát công nghệ và hệ thống thiết bị chế biến hạt điều 1.1. Tình hình trồng và chế biến điều ở Việt Nam Ở miền Trung Việt Nam điều còn gọi là đào lộn hạt, có nguồn gốc từ Brazil. Điều du nhập vào miền Nam Việt Nam từ thế kỷ 18, nhưng mãi đến 1975 mới chính thức là loại cây trồng có trong danh mục, khắc phục những rừng đồi bị phá hoại do chiến tranh gây lên. Diện tích điều từ đó tăng lên theo n ăm tháng và đến những năm đầu 1990, điều trở thành loại cây công nghiệp cho giá trị kinh tế cao, vừa phủ xanh đất trống đồi trọc vừa là loại cây xóa đói giảm nghèo. Điều Việt Nam cũng được thế giới biết đến từ đó, có mặt trên khắp các thị trường: Hoa Kỳ, Trung Quốc, Úc, Hồng Kong, Anh, Hà Lan Hiện nay, Việt Nam được coi là số 1 về xuất khẩu hạt đ iều (cả về số lượng lẫn chất lượng) và Bình Phước đã trở thành thủ phủ của cây điều, huyện Phước Long là tâm điểm của Bình Phước. Diện tích gieo trồng Năm 2008, diện tích gieo trồng điều của Việt Nam là 421.498 ha, giảm 15.502 ha, tương đương giảm 3,55% so với năm 2007. Trong đó diện tích tại miền Nam đạt 420.098 ha, giảm 7%, còn diện tích tại miền Bắc ch ỉ đạt 1.400 ha giảm 51% so với năm 2007. Tuy giảm đáng kể trong năm 2008 nhưng xét trong vòng 10 năm trở lại đây, diện tích gieo trồng điều của Việt Nam vẫn tăng, trung bình khoảng 23.000 ha/năm, tốc độ tăng trưởng bình quân đạt khoảng 8% năm. 8 (Nguồn: Cục trồng trọt Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (MARD) và Tống Cục thống kê (GSO)) Nguyên nhân của hiện tượng giảm diện tích trồng điều là do nông dân đang có xu hướng chặt bỏ cây điều để trồng rừng, hoặc trồng những cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao hơn như cây cao su, hồ tiêu. Theo số liệu điều tra thực địa của Viện chính sách và chiến lược NN & PTNT (IPSARD) năm 2007, cây điều đứng sau cao su nếu xét về tỉ lệ lãi/chi phí thực tế. Diện tích thu hoạ ch Tín hiệu tích cực nhất cho diện tích sản xuất điều của Việt Nam năm 2008 là diện tích thu hoạch điều tăng 9% so với năm 2007, đạt khoảng 320.000 ha. Nguyên nhân là do một số diện tích trồng mới và diện tích chuyến đổi giống cao sản từ các năm trước bắt đầu cho khai thác. Sản lượng Năm 2008, Việt Nam thu hoạch khoảng 348.910 tấn điều nguyên liệu, t ăng 47.000 tấn so năm 2007 do tác động cộng hưởng của năng xuất tăng khoảng 0,6 tạ/ha và diện tích thu hoạch tăng 27.000 ha. Như vậy, sản lượng Hình 1.1. Diện tích gieo trồng và điện tích thu hoạch điều của cả nước theo năm , 1995-2008 ( Ha ) 9 điều thô của Việt Nam liên tục tăng từ năm 1999 đến cuối năm 2008 với mức tăng trung bình khoảng 32% năm. (Nguồn: Cục trồng trọt MARD và GSO) ( Nguồn: Cục trồng trọt - MARD và GSO) Hình 1.2. Sản lượng điều của cả nước theo năm, 1995-2008 Hình 1.3. Năng xuất (tạ/ha) và sản lượng (nghìn tấn) điều của cả nước theo năm, 1995-2008 10 Năng xuất Năng xuất điều bình quân cả nước năm 2008 đạt 10,9 tạ/ha, tăng 6% so với năm 2007. Đây là mức cao nhất trong lịch sử ngành điều Việt Nam. Có được thành quả này là nhờ sự đóng góp đáng kể của việc phát triển giống điều cao sản tại các Viện nghiên cứu khoa học kỹ thuật nông nghiệp tại các vùng. Mặc dù năng xuất đ iều của Việt Nam có tăng nhưng tốc độ tăng khá chậm và không ổn định, nếu như năng xuất năm 2005 đạt 10.74 ha, đến năm 2006 giảm xuống còn 9,87 tạ/ha, năm 2007 lại tăng lên 10,31 tạ/ha và năm 2008 là 10,9 tạ/ha. Nguyên nhân chính là do điều là loại cây trồng chịu ảnh hưởng rất nhiều bởi điều kiện thời tiết chỉ cần khoảng 2-3 cơn mưa trái mùa vào đúng lúc điều trổ bông là vụ điều sẽ có nguy cơ mất mùa hoàn toàn. (Nguồn tin AgroInfo) Theo thống kê của Hiệp hội điều Việt Nam (Vinacas), trong năm 2007, trên 200 doanh nghiệp đã chế biến được khoảng 600.000 tấn điều thô, cho ra 153.000 tấn điều nhân các loại (tăng 20,6% so năm 2006). Số điều nhân này được 20 doanh nghiệp xuất khẩu ra nước ngoài, mang về cho đất nước khoản ngoại t ệ trên 650 triệu USD (tăng 29,03% so với năm 2006). Với số lượng và số kim ngạch xuất khẩu trên, một lần nữa Việt Nam lại đứng đầu thế giới về xuất khẩu hạt điều. Cùng với việc xuất khẩu số lượng hạt điều lớn nhất thế giới, hạt điều Việt Nam cũng nổi tiếng thế giới v ề hương vị thơm ngon, màu sắc tự nhiên, không nhiễm dư lượng thuốc bảo vệ thực vật. Bởi vậy, giá xuất khẩu hạt điều của Việt Nam cũng khá cao. Theo một số chuyên gia ngành điều, tiềm năng tiêu thụ hạt điều của thế giới là rất lớn. Tuy nhiên, nó không phải là vô cùng, vô tận. Chính vì vậy, trong tương lai, lợi thế xuất khẩu hạt đi ều của Việt Nam vẫn trong xu thế khá lạc quan. Song bên cạnh đó, các nhà xuất khẩu hạt điều Việt Nam không thể chủ quan, lơ là trong bất kỳ khâu nào trong quy trình xuất khẩu loại nông sản đặc biệt này. Do đó, đòi hỏi các doanh nghiệp phải giám sát chặt chẽ vệ sinh an toàn cho sản phẩm xuất khẩu, cùng nhau hợp tác, cạnh tranh lành mạnh để giành lấy thị trường quốc tế, nhất là thị tr ường Trung Quốc - nơi có đến 1,3 tỉ dân - họ rất thích hạt điều Việt Nam. [...]... lệ hạt sót (%) 5 75,1 74,3 73,5 74,2 74,3 6 20,5 21,1 21,7 20,8 21 7 4,4 4,6 4,8 5 4,7 33 Đề cương khảo nghiệm máy bác vỏ cứng hạt điều 1 Đề cương khảo nghiệm xác định các thông số cơ bản của máy bóc vỏ cứng hạt điều - Thuộc đề tài số 195.10RD/HĐ-KHCN Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều năng xuất 40÷50kg/h” 2 Mục tiêu Xác định năng xuất của máy bóc vỏ cứng hạt điều với các điều kiện. .. năng xuất 40÷50kg hạt/ h 31 Chương 3 Khảo nghiệm 3.1 Máy, nguyên liệu và dụng cụ khảo nghiệm 3.1.1 Thiết kế mẫu máy Trên cơ sở mẫu máy bóc vỏ cứng hạt điều của hãng Oltrema-Italia nhóm đề tài đã tiến hành thiết kế chế tạo máy với các thông số như sau Công xuất động c : 0,25kW Năng xuất tính toán: 40-50kg/h Tỉ lệ vỡ nhân khi bóc vỏ cứng: 25% Tỉ lệ sót hạt khi cắt: 5% Trục máy được nối với động cơ điện... khả năng phổ biến ứng dụng rất hạn chế trong sản xuất quy mô lớn Với mục tiêu “nội địa hóa” khả năng chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều nhiều tác giả trong và ngoài ngành điều đã dầy công nghiên cứu, thiết kế theo phương thức chép mẫu và có cải tiến kỹ thuật (cho phù hợp với trình độ cơ khí chế tạo trong nước) các mẫu máy nhập ngoại: Hiệp hội điều Việt Nam cùng với một công ty cơ khí của TPHCM đã chế tạo. .. Châu Phi Hình 1.7 Tách hạt điều thủ công ở Ấn Độ Hình 1.8 Một số máy bóc vỏ cứng tách vỏ hạt điều ở Ấn Độ 19 Hình 1.9 Máy bóc vỏ cứng hạt điều của hãng Oltremare - Italy Mặc dù Italia là nước không trồng điều nhưng họ đã đi vào lĩnh vực nghiên cứu công nghệ và thiết bị chế biến hạt điều từ rất nhiều năm trước trong đó đặc biệt kể tới là máy bóc vỏ cứng vỏ với trên 30 năm nghiên cứu liên tục mới cho ra... 45-50 máy trong một xưởng sản xuất Việc áp dụng các công nghệ có độ tin cậy cao vào sản xuất là một việc làm cấp thiết nhất là đối với một đất nước có sản lượng hạt điều xuất khẩu lớn như nước ta Qua quá trình nghiên cứu nhóm đề tài lựa chọn mẫu máy của hãng Oltremare-Italy làm cơ sở cho quá trình thiết kế mẫu máy phù hợp với điều kiện sản xuất và chế tạo trong nước Hình 1.13 Máy bóc vỏ cứng hạt điều. .. cùng cần phải đề cập đến yêu cầu của công đoạn bóc vỏ cứng hạt điều Trước hết, thiết bị - bóc vỏ cứng hạt điều sau làm chín cần phải có khả năng cắt và tách vỏ liên hoàn Tỷ lệ hạt được cắt và tách so với khối lượng hạt cấp cho máy phải cao (lớn hơn 75%) Tỷ lệ nhân điều nguyên trên tổng số hạt đã được cắt-tách phải cao (yêu cầu của sản xuất >80%) Năng xuất của máy phải phù hợp với quy mô sản xuất (theo... hạt – cắt hạt – tách hạt và đẩy hạt ra ngoài Các chi tiết của máy có độ chính xác cao đòi hỏi phải sử dụng các phương pháp gia công hiện đại như phay CNC, cắt dây… 29 Chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều Máy bóc vỏ cứng hạt điều được cấu tạo từ rất nhiều chi tiết, mỗi chi tiết có những yêu cầu kỹ thuật khác nhau, nhóm đề tài tập trung vào một số chi tiết chính Các chi tiết cam của máy bóc vỏ cứng hạt điều. .. thấp hơn nữa dưới 14% 35 Kết luận và kiến nghị Kết luận Sau một thời gian thực hiện đề tài nhóm đề tài đã hoàn thành công việc Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều năng xuất 40÷50kg/h” Qua quá trình khảo nghiệm máy cho năng xuất 46,5 kg hạt/ h, tỉ lệ nhân bị vỡ chiếm 21%, tỉ lệ hạt sót chiếm 4,7% Kiến nghị Qua quá trình nghiên cứu nhóm đề tài nhận thấy tỉ lệ nhân vỡ vẫn còn cao, yếu tố... tính năng của máy so với máy khác Qua quá trình khảo nghiệm nhóm đề tài nhận thấy: tỉ lệ nhân vỡ, tỉ lệ nhân sót của máy bóc vỏ cứng hạt điều chế tạo trong nước đã giảm so với máy bóc vỏ cứng hạt điều của hãng Oltrema Điều đó cho thấy việc điều chỉnh rãnh kẹp hạt, tạo vết lõm trên kẹp nhựa… là đúng đắn Tuy nhiên tỉ lệ nhân vỡ vẫn còn khá cao cần phải giảm tỉ lệ này xuống thấp hơn nữa dưới 14% 35 Kết... tìm thiết bị cắt – tách vỏ hạt điều đáp ứng được yêu cầu của công nghệ bóc vỏ cứng vỏ hạt điều thay thế cho bóc vỏ cứng thủ công là hành trình dài và khó khăn cho các doanh nghiệp chuyên chế biến hạt điều ở Việt Nam Vào thập niên 1990 một số doanh nghiệp Việt Nam nhập thiết bị bóc vỏ cứng do Italia sản xuất Đây là loại máy thuộc dạng bán cơ giới – dùng hệ thống xích và công nhân vận hành nhét từng hạt . loại thiết bị bóc vỏ cứng hạt điều và bóc vỏ lụa hạt điều) đang phải nhập ngoại với giá khó được các nhà máy chế biến chấp nhận. Đề tài Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều năng. Nguyên lý kết cấu và các thông số kỹ thuật thiết bị bóc vỏ cứng hạt điều 40-50kg/h 19 2.1. Cấu tạo và hình dáng của hạt điều 19 2.2 Nguyên lý hoạt động, kết cấu của máy bóc vỏ cứng hạt điều 21. ty máy động lực và máy nông nghiệp Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp Báo cáo tổng kết đề tài M số:195.10 rd/HĐ-khcn Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy