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 Mã số:120.11RD/HĐ-khcn Tên đề tài : Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây chuyền bóc vỏ cứng hạt điều Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thơng Đơn vị chủ trì: viện nctkct máy NN Chủ nhiệm đề tài: Th.S. Đoàn Văn Cao Hà Nội 12/2011 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 Mã số: 120.11 rd/HĐ-khcn Tên đề tài : Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây chuyền bóc vỏ cứng hạt điều Đơn vị chủ trì: Chủ nhiệm đề tài viện nctkct máy NN Th.S. Đoàn Văn Cao Hà Nội 12/2011 NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN TT Họ và tên Học hàm, học vị , chuyên môn Cơ quan 1 Đoàn Văn Cao Thạc sĩ Viện NCTKCT máy NN 2 Nguyễn Tường Vân Tiến Sỹ Viện NCTKCT máy NN 3 Nguyễn Văn Thành Kỹ sư Viện NCTKCT máy NN Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây bóc vỏ cứng hạt điều 1 MỞ ĐẦU Cây điều (Anacardium Occidentale L, ) có nguồn gốc từ Brazil đã du nhập vào nước ta khoảng thế kỷ 18. Ban đầu điều được trồng với với diện tích nhỏ chủ yếu ở Bình Phước, trước giá trị kinh tế mà cây điều mang lại nên diện tích trồng điều ngày càng được mở rộng, phổ biến từ những năm 1980 và cũng từ đấy bước đầu có sự quan tâm đến công nghệ chế biến điều xuất khẩu. Tuy nhiên ở thời kỳ này Việt Nam chủ yếu xuất khẩu điều thô, do vậy giá trị kinh tế thấp thường xuyên bị ép giá ở nước ngoài. Đến những năm 1990 ngà bnh điều Việt Nam mới có bước chuyển biến mạnh mẽ, năm 1999 Việt Nam đã có sản lượng 100 ngàn tấn điều thô, năm 2006 ngành điều Việt Nam vượt qua Ấn Độ trở thành quốc gia xuất khẩu điều nhân hàng đầu thế giới (Ấn Độ và Brazi xếp thứ 2 và 3).Theo báo cáo của Hiệp hội điều và Bộ khoa học công nghệ, công nghiệp chế biến điều của Việt Nam hiện nay còn lạc hậu, trên 60% nhà máy vẫn sử dụng công nghệ chao dầu làm ô nhiễm môi trường, tốn nhiều nhân công. Nhiều nhà máy do khan hiếm lao động nên chỉ hoạt động khoảng 50 -60% công suất. Trong bối cảnh hội nhập kinh tế quốc tế, phương án để cho các doanh nghiệp điều tồn tại là tăng lương thêm cho công nhân để có nguồn lao động, hoặc phải thay đổi công nghệ bóc tách vỏ hạt điều theo hướng tự động hóa để giảm chi phí lao động. Theo những chuyên gia có kinh nghiệm thì hiện nay Việt Nam đang tạm giữ vị trí số 1 thay bởi Ấn Độ, do nước này đã rơi vào tình trạng khan hiếm lao động và chưa kịp thay đổi công nghệ chế biến mới phù hợp. Bởi vậy, nếu Việt Nam không làm cuộc cách mạng thứ hai về đổi mới công nghệ (sau khi cuộc cách mạng thứ nhất cách đây trên 10 năm là dùng công nghệ chế biến điều nhân thay vì xuất khẩu hạt điều thô), thì không lâu nữa Ấn Độ vượt qua. Hai mươi năm qua từ khi hình thành công nghiệp chế biến hạt điều, Việt Nam đã áp dụng hệ thống sản xuất cơ giới kết hợp thủ công ( hai công đoạn chủ yếu là cắt tách nhân và bóc vỏ lụa thực hiện thủ công) nên việc phân loại kích thước hạt trước khi vào chế biến không đòi hỏi khắt khe, do khi cắt thủ công người Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây bóc vỏ cứng hạt điều 2 công nhân có thể điều chỉnh tay mà không làm vỡ hạt. Hiện nay theo khảo sát một số cơ sở đang sử dụng máy bóc vỏ cứng hạt điều tự động, việc không chú ý tới khâu phân loại kích thước hạt điều trước khi chế biến lượng nhân điều bị vỡ quá cao (trên 35%), đồng thời lượng nhân vỡ vụn bị lẫn trong lớp vỏ lụa ( khoảng 2%) và lớp vỏ lụa 3% thải ra ngoài sau công đoạn này, tổng cộng là 5% so với khối lượng hạt đưa vào bóc vỏ[6]. Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây chuyền bóc vỏ cứng hạt điều thực sự có ý nghĩa về mặt kinh tế. Đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây chuyền bóc vỏ cứng hạt điều” do Viện Nghiên Cứu Thiết Kế Chế Tạo máy Nông Nghiệp đề xuất đáp ứng yêu cầu bức xúc hiện trạng trong ngành công nghiệp chế biến hạt điều cho tiêu dùng và xuất khẩu. 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 bền vững trong sản xuất chế biến, không phụ thuộc vào nhập ngoại đặc biệt là phụ 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 tới. Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây bóc vỏ cứng hạt điều 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1.Tình hình trồng và chế biến điều trên thế giới. Trên thế giới hiện nay có trên 32 quốc gia trồng điều. Một trong những cường quốc về điều có thể kể tới: Việt Nam - Ấn Độ - Brazin, chỉ riêng 3 nước này đã chiếm 70% tổng sản lượng điều thế giới, kế đến là các nước châu Phi như Bờ Biển Ngà, Tanzania, Guinea Bissau, Benin… Từ năm 1996 trở về trước, Ấn Độ luôn đứng đầu thế giới về diện tích trồng điều và sản lượng điều nhân xuất khẩu. Từ năm 1996 cho tới nay, ngành điều Việt Nam không ngừng lớn mạnh và trưởng thành, để giữ vị trí số 1 thế giới về xuất khẩu điều nhân. Đa phần các nước châu Phi đều xuất điều thô cho Ấn Độ để chế biến thành phẩm, Việt Nam - Ấn Độ - Brazin cũng là 3 nước chế biến điều lớn nhất thế giới [7]. Các thị trường tiêu thụ điều lớn có thể kể tới: Bắc Mỹ - tiêu thụ khoảng 50% tổng số lượng nhân điều thế giới, liên minh châu Âu (EU) chiếm 29%, còn lại là các nước châu Á, chủ yếu là Ấn Độ và Trung Quốc chiếm 21%. Ấn Độ xuất khẩu được khoảng 100 - 125 ngàn tấn nhân điều mỗi năm. Hoa Kỳ, Hà Lan và Các tiểu Vương quốc Ả rập thống nhất (UAE), Anh và Nhật Bản là những khách hàng chính của Ấn Độ. Trong khi đó, bạn hàng của Việt Nam là: Hoa Kỳ, Trung Quốc, Anh, Úc, Hồng Kông…[7] Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây bóc vỏ cứng hạt điều 4 Hình 1.1.Sản lượng điều (tonnes) toàn cầu từ năm 1961 – 2000. Bảng 1: Sản lượng điều (tonnes) ở các nước Châu Á [5] Nước 2000 1998 1995 1990 1985 1980 1975 1970 1965 1961 Bangladesh 10 10 20 80 60 20 10 China 2 000 2 000 923 1 000 6 500 6 000 4 800 3 250 2 400 2 00 India 440 000 440 000 321 640 285 590 221 330 180 266 144 254 123 319 100 000 85 000 Indonesia 69 027 69 027 74 995 29 907 21 114 9 074 9 122 Malaysia 13 000 13 000 13 000 10 000 6 000 5 200 11 200 4 300 3 600 3 600 Sri Lanka 15 000 15 000 13 000 10 000 9 500 8 260 4 330 2 770 8 800 4 240 Thailand 22 000 21 000 18 000 11 850 9 500 4 500 1 800 1 300 800 500 Vietnam 41 200 54 000 52 800 26 000 9 000 5 600 3 500 2 100 700 700 Total Asia 602 237 614 037 494 378 374 427 283 004 218 920 179 016 137 039 116 300 96040 Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây bóc vỏ cứng hạt điều 5 Chế biến là một trong những khâu quan trọng trong chuỗi giá trị hạt điều, hiện nay có một số nước sử dụng phương pháp cơ giới hóa như Tanzania, Venuzula sử dụng hai hệ thống chính đó là máy tách vỏ cứng hạt điều theo nguyên lý va đập của người Anh ( British Sturtevant System) có tỷ lệ vỡ cao 40-45%, và theo nguyên lý cắt ( Italia Oltremare System) có tỷ lệ vỡ 35%, cả hai phương pháp này có tỷ lệ vỡ cao hơn nhiều so với phương pháp thủ công (3%). Hình 1.2. Công nghệ chế biến hạt điều ở Châu Phi chủ yếu dùng th ủ công Hình 1.3 công nghệ chế biến điều ở Ấn Độ thủ công có hỗ trợ cơ cấu cắt kẹp Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây bóc vỏ cứng hạt điều 6 1.2. Tình hình trồng và chế biến điều ở Việt Nam 1.2.1.Diện tích gieo trồng Năm 2008, diện tích 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 chỉ 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 [5]. (Nguồn: Cục trồng trọt Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (MARD) và tổng 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 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. Hình 1.4 Diện tích gieo trồng và điện tích thu hoạch điều của cả nước theo năm, 1995-2008 (Ha) Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây bóc vỏ cứng hạt điều 7 1.2.2.Sản lượng: Theo hình 1.5 năm 2008, Việt Nam thu hoạch khoảng 348.910 tấn điều nguyên liệu, tăng 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 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) H ình1. 5 S ản l ư ợng điều của cả n ư ớc theo năm, 1995 - 2008 (nghìn t ấn) Hình 1.6. Năng suất (tạ/ha) và sản lượng (nghìn tấn) điều của cả nư ớc theo năm, 1995 - 2008 [...]... cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây 31 bóc vỏ cứng hạt điều Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Hình 2.18 kết cấu sàng Hình 2.18a, kết cấu sàng đang được sử dụng ở Việt Nam Hình 2.18 b, kết cấu sàng do nhóm đề tài lựa chọn Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây 32 bóc vỏ cứng hạt điều Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông... cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây 22 bóc vỏ cứng hạt điều Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Hình 2.10b: Nguyên liệu đổ vào bên trong sàng ống Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây 23 bóc vỏ cứng hạt điều Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Trên hình 2.11 máy phân loại hạt điều, kiểu sàng trống đang... 2.12 Máy bóc vỏ cứng hạt điều của hãng Oltrema-Italia Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây 25 bóc vỏ cứng hạt điều Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM 2.2.Lựa chọn đối tượng phân loại hạt điều - Qua nghiên cứu tổng quan phần 2.1 nhóm đề tài đã lựa chọn được thiết bị dùng để phân loại hạt điều, nhằm mục đích cơ giới hóa khâu bóc vỏ cứng hạt điều. .. của hạt điều L-kích thước chiều dài hạt h- kích thước chiều rộng δ - kích thước chiều dày Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây 11 bóc vỏ cứng hạt điều Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM 2.1.2 Quy trình công nghệ chế biến hạt điều Phân loại hạt điều là một trong những công đoạn của quá trình chế biến hạt điều, để đảm bảo quá trình phân loại. .. nhân điều vỡ sau bóc vỏ lụa được đóng gói và tiêu thụ như một loại nguyên liệu cho sản xuất thực phẩm Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây 14 bóc vỏ cứng hạt điều Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM 2.1.3 Các phương pháp phân loại hạt Đối với các loại hạt nói chung và hạt điều nói riêng, người ta có thể sử dụng một số phương pháp phân loại hạt. .. khớp, Phần táo điều Phần hạt điều Hình 2.1 Quả điều Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây 10 bóc vỏ cứng hạt điều Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Hạt điều Để làm cơ sở cho việc lựa chọn nguyên lí phân loại, đặc biệt là kiểu sàng phân loại, điều đầu tiên cần phải tìm hiểu về đặc tính và các thông số kích thước của hạt cần phân loại ( ở trường... đồ chế biến hạt điều Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây 12 bóc vỏ cứng hạt điều Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Giải thích quy trình công nghệ Quả điều tươi được thu hoạch với độ ẩm hạt điều thô khoảng 15 -17% Thường hạt được phơi nắng hoặc sấy để đạt độ ẩm 11-12% đưa vào tồn trữ Khi chế biến, hạt được phân loại theo kích thước, điều. .. thích hạt điều Việt Nam Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây bóc vỏ cứng hạt điều 8 Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Hình 1.7 Công nghệ chế biến hạt điều ở Việt Nam thủ công kết hợp với cơ giới Tình hình chế biến điều ở Việt Nam, theo VINACAS, hiện nay các cơ sở chế biến hạt điều đang gặp khó khăn do thiếu lao động trầm trọng, nhiều cơ sở chế. .. ra khỏi khối hạt có màu sáng Hình 2.6: Nguyên lý tách hạt màu Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây 18 bóc vỏ cứng hạt điều Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Nhận xét - Chỉ phân biệt được hạt có màu sắc khác nhau, không thích hợp đối với phân loại hạt điều • Phân loại theo tính chất của bề mặt nguyên liệu Các cấu tử trong khối hạt có trạng... những hạt có kích thước theo chiều rộng h . điều trong dây chuyền bóc vỏ cứng hạt điều thực sự có ý nghĩa về mặt kinh tế. Đề tài Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây chuyền bóc vỏ cứng hạt điều do Viện Nghiên Cứu. Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây bóc vỏ cứng hạt điều 5 Chế biến là một trong những. thích hạt điều Việt Nam. Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây bóc vỏ cứng hạt điều 9