Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu tối ưu hóa một số thông số làm việc của máy bứt củ lạc bằng phương pháp thực nghiệm

Chia sẻ: Xedapbietbay Xedapbietbay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:68

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là tối ưu hoá một số thông số làm việc của máy bứt củ lạc năng suất 200kg/giờ bằng phương pháp thực nghiệm. Xác định được điều kiện tối ưu các thông số đầu vào: Tốc độ quay của trống đập; Khe hở giữa hai trống đập; Lượng cấp liệu. Để đạt được tỷ lệ sót, tỷ lệ dính tia vào củ và tỷ lệ vỡ củ theo yêu cầu đặt ra.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu tối ưu hóa một số thông số làm việc của máy bứt củ lạc bằng phương pháp thực nghiệm

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN LÊ HỮU LỘC NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA MỘT SỐ THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY BỨT CỦ LẠC BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ HUẾ - 2017 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN LÊ HỮU LỘC NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA MỘT SỐ THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY BỨT CỦ LẠC BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã số: 60520103 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. NGUYỄN TIẾN LONG HUẾ - 2017 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả, số liệu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi tài liệu tham khảo trong luận văn đều được trích dẫn cụ thể. Thừa Thiên Huế, ngày 18 tháng 8 năm 2017 Tác giả Nguyễn Lê Hữu Lộc PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình, sự đóng góp ý kiến quý báu của quý thầy, cô giáo khoa Cơ khí- Công nghệ, cán bộ viên chức phòng Đào tạo sau Đại học. Tôi xin chân thành cảm ơn những giúp đỡ quý báu đó. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Tiến Long đã dành thời gian giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy Phan Hòa, Thầy Võ Văn Thắc và một một số kỹ sư, sinh viên khoa Cơ khí - Công nghệ đã giúp đỡ việc thực hiện thí nghiệm, đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Võ Văn May đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện khảo nghiêm trên máy do thầy nghiên cứu chế tạo. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã động viên, quan tâm, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn. Thừa Thiên Huế, ngày 18 tháng 8 năm 2017 Nguyễn Lê Hữu Lộc PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iii TÓM TẮT Ở Việt Nam, việc cơ giới hóa vẫn chưa được áp dụng rộng rãi trong sản xuất và thu hoạch nhất là công đoạn bứt củ lạc. Hầu hết ở các vùng trồng lạc ở Miền trung vẫn còn làm bằng thủ công nên tốn nhiều sức lao động, mất nhiều thời gian và hiệu quả không cao. Do đặc điểm canh tác, điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu…nên việc sử dụng các máy và công cụ bứt củ lạc trên thế giới vào sản xuất ở Việt Nam vẫn còn hạn chế và chưa phù hợp. Mặt khác, ở Việt Nam nói chung và khu vực Trung bộ nói riêng hiện đang có một số loại máy bứt củ lạc. Tuy nhiên, việc nghiên cứu tối ưu hóa một số thông số làm việc của máy chưa được thực hiện, nên cần phải có nghiên cứu để làm rõ vấn đề này. Trên cơ sở máy bứt củ lạc năng suất 200kg/giờ của Thạc sỹ Trần Võ Văn May - Khoa Cơ khí - Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Huế và giống lạc L14 được trồng phổ biến tại Thừa Thiên Huế. Nghiên cứu này đã tiến hành làm thực nghiệm để tối ưu hóa một số thông số làm việc của máy. Kết quả nghiên cứu đã xác định được mô hình toán về mối quan hệ giữa tốc độ quay của trống đập, khe hở giữa hai trống đập và lượng cấp liệu với tỷ lệ sót (Ys = 5,745 - 7,204 x1 - 3,658x3 + 8,539x3 - 6,99x1.x3), tỷ lệ dính tia (Yd = 18,2458 - 2,337x1 - 3,972x2 - 2,994x3), và tỷ lệ củ vỡ (Yv = 14,2338 + 0,635x1 + 0,422x2 - 1,29x3 - 0,4575 x2.x3). Kết quả giải bài toán tối ưu được các giá trị tại tốc độ quay của trống đập 700 vòng/phút, khe hở giữa hai trống đập là 20,93mm và lượng cấp liệu là 1,361 kg/s cho kết quả tối ưu đa mục tiêu với tỷ lệ sót, tỷ lệ dính tia, tỷ lệ củ vỡ lần lượt là 4,70%, 10,98% và 2,03%. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iv MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii TÓM TẮT ....................................................................................................................iii MỤC LỤC .................................................................................................................... iv DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ẢNH ........................................................................viii MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề.................................................................................................................. 1 2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................... 2 2.1. Mục tiêu chung...................................................................................................... 2 2.2. Mục tiêu cụ thể ....................................................................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................................. 2 3.1.Ý nghĩa khoa học .................................................................................................... 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................... 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................. 3 1.1. Công nghệ và phương pháp thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam .............. 3 1.1.1. Công nghệ thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam....................................... 3 1.1.2. Các phương pháp thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam............................ 4 1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy bứt củ lạc trên thế giới ............................ 5 1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy bứt củ lạc ở Việt Nam ............................. 7 1.4. Một số nguyên lý làm việc bộ phận đập của máy bứt củ lạc hiện nay............... 14 1.4.1. Nguyên lý tách củ nhờ đập cây lạc vào đế tựa (thường là một thanh gỗ) ....... 15 1.4.2. Nguyên lý đập bứt củ (trống răng hoặc trống thanh) ....................................... 16 1.4.3. Nguyên lý tuốt củ .............................................................................................. 18 1.4.4. Nguyên lý đập dọc trục ..................................................................................... 19 1.4.5. Nguyên lý đập củ lạc bằng hai trống đập quay ngược chiều ........................... 21 1.4.6. Nguyên lý làm việc bộ phận đập của máy bứt củ lạc BPĐ-2T ....................... 22 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
v 1.5. Đặc điểm sinh học, cơ lý tính cây lạc .................................................................. 23 1.5.1. Các thông số sinh học của cây và củ lạc .......................................................... 23 1.5.2. Độ ẩm của thân cây và củ lạc ........................................................................... 25 1.5.3. Hệ số ma sát của cây lạc với vật liệu làm răng đập củ lạc............................... 26 1.5.4. Lực bứt củ ra khỏi rễ và các lực liên quan đến củ, cuống rễ và cây lạc .......... 27 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 33 2.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................... 33 2.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 33 2.2.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu ...................................................................... 33 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ................................................................... 33 2.2.3. Phương pháp thực nghiệm ................................................................................ 33 2.2.3.5. Xây dựng và kiểm tra mô hình thực nghiệm................................................ 36 2.2.3.6. Phương pháp tối ưu hóa ................................................................................. 38 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 40 3.1. Xác định miền thí nghiệm.................................................................................... 40 3.2. Tiến hành làm thực nghiệm ................................................................................. 40 3.2.1. Bài toán 1: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho ys (tỷ lệ sót củ) là thấp nhất............ 40 3.2.2. Bài toán 2: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yd (tỷ lệ dính tia) là thấp nhất......... 42 3.2.3. Bài toán 3: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yv (tỷ lệ vỡ củ) là thấp nhất. ........... 43 3.3. Xây dựng phương trình hồi quy .......................................................................... 44 3.3.1. Bài toán 1: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho ys (tỷ lệ sót củ) là thấp nhất............ 44 3.3.2. Bài toán 2: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yd (tỷ lệ dính tia) là thấp nhất......... 46 3.3.3. Bài toán 3: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yv (tỷ lệ vỡ củ) là thấp nhất ............ 48 3.4. Kết quả tính toán tối ưu hoá................................................................................. 50 3.4.1. Bài toán 1: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho ys (tỷ lệ sót củ) là thấp nhất............ 50 3.4.2. Bài toán 2: tìm nghiệm x1, x2, x3 sao cho yd (tỷ lệ dính tia) là thấp nhất......... 51 3.4.3. Bài toán 3: tìm nghiệm tối ưu x1, x2, x3 sao cho yv (tỷ lệ vỡ củ) là thấp nhất. 52 3.4.4. Bài toán tối ưu đa mục tiêu về tỷ lệ sót, tỷ lệ dính tia và tỷ lệ củ vỡ .............. 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 54 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vi Kết luận ....................................................................................................................... 54 Đề nghị ........................................................................................................................ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 55 PHỤ LỤC .................................................................................................................... 56 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Một số thông số sinh học của cây và củ lạc .............................................. 24 Bảng 1.2. Độ ẩm của thân cây, cuống rễ và củ lạc sau khi thu hoạch....................... 26 Bảng 1.3. Hệ số ma sát tĩnh giữa củ, cuống rễ và gốc rễ với thép............................. 27 Bảng 1.4. Hệ số ma sát động giữa củ, rễ với thép...................................................... 27 Bảng 1.5. Lực đập bứt củ, cuống rễ............................................................................ 30 Bảng 1.6. Lực kéo nén cuống rễ, vỡ củ ...................................................................... 31 Bảng 3.1. Miền thí nghiệm của ba yếu tố.................................................................. 40 Bảng 3.2. Kết quả thực nghiệm đối với hàm mục tiêu là tỷ lệ sót củ........................ 41 Bảng 3.3. Kết quả thực nghiệm đối với hàm mục tiêu là tỷ lệ dính tia ..................... 42 Bảng 3.3. Kết quả thực nghiệm đối với hàm mục tiêu là tỷ lệ vỡ củ ........................ 43 Bảng 3.4. Ma trận thực nghiệm đối với hàm mục tiêu là tỷ lệ sót củ........................ 44 Bảng 3.5. Ma trận thực nghiệm đối với hàm mục tiêu là tỷ lệ dính tia ..................... 46 Bảng 3.6. Ma trận thực nghiệm đối với hàm mục tiêu là tỷ lệ vỡ củ ........................ 48 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ẢNH Trang Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ và phương pháp thu hoạch lạc ........................................ 3 Hình 1.2. Liên hợp máy thu hoạch lạc 1) của Úc; 2) của Đài Loan ............................ 6 Hình 1.3. Máy thu gom - bứt củ lạc: 1) của Mỹ; 2) của Trưng Quốc ......................... 7 Hình 1.4. Máy thu hoạch lạc THL-02 đang khảo nghiệm tại Tây Ninh ..................... 8 Hình 1.5. Máy bứt củ lạc BCL - 300 ............................................................................ 9 Hình 1.6. Công cụ bứt củ lạc ........................................................................................ 9 Hình 1.7. Máy bứt củ lạc tươi 2 trống BCL-2T ......................................................... 10 Hình 1.8. Ông Huỳnh Thái Dương với máy tuốt lạc dọc trục ................................... 11 Hình 1.9. Anh Lương Nguyễn Bảo Phong và máy tuốt lạc dọc trục ........................ 12 Hình 1.10. Máy bứt củ lạc tươi BL-500 ..................................................................... 13 Hình 1.11. máy bứt củ lạc BCL-200 .......................................................................... 13 Hình 1.12 Hình ảnh nông dân đang đập lạc thủ công ................................................ 15 Hình 1.13. Bộ phận đập ngang trục kiểu trống răng .................................................. 16 Hình 1.14. Bộ phận đập hai trống thanh quay ngược chiều ...................................... 17 Hình 1.15. Sơ đồ guồng tuốt củ lạc ............................................................................ 19 Hình 1.16. Sơ đồ của máy tuốt lạc dọc trục ............................................................... 20 Hình 1.17. Sơ đồ máy đập lạc với hai trống quay ngược chiều ................................ 21 Hình 1.18. Sơ đồ nguyên lý bộ phận đập của máy bứt củ lạc ................................... 23 Hình 1.19. Hình ảnh cây và củ lạc sau khi thu hoạch ................................................ 24 Hình 1.20. Sơ đồ xác định hệ số ma sát của củ lạc với thép...................................... 26 Hình 1.21. Hình ảnh bố trí thí nghiệm đập bứt củ, rễ theo phương pháp động học . 29 Hình 1.22. Sơ đồ thí nghiệm đo độ bền kéo của cây, cuống rễ ................................. 30 Hình 1.23. Sơ đồ thí nghiệm đo lực vỡ củ ................................................................. 31 Hình 2.1. Bài toán thí nghiệm quá trình bứt củ lạc .................................................... 33 Hình 2.2. Sơ đồ đối tượng nghiên cứu ....................................................................... 34 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Lạc hay còn gọi là đậu phộng (có tên khoa học là Arachis hypogaea L) là một loài cây thuộc họ Đậu được trồng rộng rải trên khắp các tỉnh thành của nước ta. Lạc là một loại cây có giá trị dinh dưỡng cao, so với các loại cây công nghiệp khác, lạc là cây ngắn ngày có năng suất cao và có khả năng thích ứng với điều kiện khí hậu , thổ nhưỡng khác nhau. Các chất dinh dưỡng trong cây lạc khá đầy đủ với nhiều nguyên tố và hàm lượng cao. Cây lạc được dùng rộng rãi trong đời sống hằng ngày và là nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau của nước ta cũng như xuất khẩu sang các nước bạn. Cây lạc có tính cạnh tranh khá cao do lợi nhuận từ cây lạc cao hơn một số loại cây trồng khác như ngô, sắn, mì ... và có thể sản xuất quanh năm [2]. Trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa trong nông nghiệp và nông thôn hiện đang là chủ trương lớn của Đảng và nhà nước ta nhằm đẩy mạnh phát triển kinh tế của đất nước và hội nhập với kinh tế thế giới. Trong đó việc nghiên cứu, tìm hiểu, thiết kế nhằm tạo ra những thiết bị cơ giới hóa có tính năng ưu việt để phục vụ cho hoạt động sản xuất nông nghiệp của người nông dân, giảm nhẹ sức lao động, tăng năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế của các sản phẩm nông sản đã, đang và sẽ luôn là việc làm có ý nghĩa hết sức quan trọng và thiết thực. Ở nước ta hiện nay, việc cơ giới hóa được sử dụng khá phổ biến trong các loại cây trồng nông nghiệp. Tuy nhiên đối với cây lạc thì việc cơ giới hóa vẫn chưa được áp dụng rộng rãi trong sản xuất và thu hoạch, nhất là công đoạn bứt củ lạc vẫn còn làm bằng thủ công là chủ yếu, dẫn đến việc tốn nhiều sức lao động, mất nhiều thời gian mà hiệu quả lại không cao. Do đặc điểm canh tác, điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu…của các khu vực trên thế giới khác nhau nên việc sử dụng các máy và công cụ bứt củ lạc trên thế giới vào sản xuất ở Việt Nam là vẫn còn hạn chế và chưa phù hợp. Mặt khác, ở Việt Nam nói chung và khu vực Trung bộ nói riêng hiện đang có một số loại máy bứt củ lạc. Tuy nhiên, việc nghiên cứu để tối ưu hóa một đó thông số chưa được thực hiện, nên cần phải có nghiên cứu để làm rõ vấn đề này. Vì vậy, việc nghiên cứu tối ưu hóa một số thông số làm việc của máy bứt củ lạc bằng phương pháp thực nghiệm là rất cần thiết, nhằm góp phần giảm chi PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
2 phí và nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Tôi đã thực hiện đề tài: "Nghiên cứu tối ưu hóa một số thông số làm việc của máy bứt củ lạc bằng phương pháp thực nghiệm". 2. Mục tiêu của đề tài 2.1. Mục tiêu chung Tối ưu hoá một số thông số làm việc của máy bứt củ lạc năng suất 200kg/giờ bằng phương pháp thực nghiệm. 2.2. Mục tiêu cụ thể Xác định được điều kiện tối ưu các thông số đầu vào: Tốc độ quay của trống đập; Khe hở giữa hai trống đập; Lượng cấp liệu. Để đạt được tỷ lệ sót, tỷ lệ dính tia vào củ và tỷ lệ vỡ củ theo yêu cầu đặt ra. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1.Ý nghĩa khoa học Kết quả tối ưu hoá một số thông số làm việc của máy bứt củ lạc bằng phương pháp thực nghiệm làm cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm hoàn thiện máy bứt củ lạc. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả tối ưu hoá một số thông số làm việc của máy bứt củ lạc bằng phương pháp thực nghiệm sẽ nâng cao hiệu quả của mẫu máy bứt củ lạc năng suất 200kg/giờ phù hợp với điều kiện sản xuất của địa phương, đáp ứng nhu cầu bứt củ lạc cho các hộ dân và các cơ sở sơ chế lạc. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Công nghệ và phương pháp thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam 1.1.1. Công nghệ thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam Hiện nay, sản xuất lạc chủ yếu là để thu hoạch làm thực phẩm, chế biến dầu ăn và chế biến thức ăn cho gia súc. Đặc điểm của cây lạc là ra hoa thụ phấn rồi đâm xuống đất để hình thành củ (quả), do đó việc thu hoạch lạc chủ yếu tập trung giải quyết khâu đào nhổ và bứt (đập) tách lấy củ từ cây. Trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay đang thu hoạch lạc theo công nghệ thu hoạch củ tươi và thu hoạch củ khô (hình 1.1) [6]. Công nghệ thu hoạch củ tươi Công nghệ thu hoạch củ khô Thu hoạch Thu hoạch Thu hoạch hai Thu hoạch một giai đoạn nhiều giai đoạn giai đoạn nhiều giai đoạn LHM đào, Đào, nhổ cây LHM đào, Đào, nhổ cây nhổ, bứt củ nhổ, phơi cây Thu gom Phơi cây LHM gom, bứt củ Vận chuyển Thu gom Bứt củ Vận chuyển Bứt củ Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ và phương pháp thu hoạch lạc - Công nghệ thu hoạch củ tươi: Vào thời điểm khi củ đã chín trên 90% thì tiến hành đào nhổ và bứt củ ngay trên đồng, sau đó vận chuyển về phơi sấy và bảo quản. Thu hoạch theo công nghệ này có ưu điểm là rút ngắn thời gian thu hoạch, giảm chi phí vận chuyển, bốc dỡ; tuy nhiên nó có hạn chế là phải xác định chính PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
4 xác thời điểm thu hoạch, nếu thu hoạch sớm sẽ giảm chất lượng củ, thu hoạch muộn thì cuống sẽ già, gây tổn thất cao [6]. - Công nghệ thu hoạch củ khô: Cây lạc sau khi được đào nhổ vẫn còn tiếp tục trao đổi chất để hoàn thiện quá trình chín, tạo cho củ có chất lượng cao hơn. Do đó, có thể nhổ lạc sớm khi củ còn tươi chắc khó đứt, giảm được tổn thất trong quá trình nhổ. Cây lạc khi đào nhổ có độ ẩm 60-80%, độ ẩm củ khoảng 30%; sau khi phơi 2-3 nắng thì độ ẩm của cây và củ còn 20-25% thì tiến hành bứt củ, phơi sấy và bảo quản. Nhược điểm của công nghệ này là kéo dài thời gian thu hoạch, chi phí phơi, vận chuyển và bốc dỡ cao, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết [3], [6]. 1.1.2. Các phương pháp thu hoạch lạc trên thế giới và ở Việt Nam Thu hoạch là khâu cuối cùng trong quá trình sản xuất lạc và là khâu chuẩn bị cho các khâu của công nghệ sau thu hoạch, nó ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Do diện tích, giống, điều kiện tự nhiên và tập quán canh tác ở nhiều nước trên thế giới khác nhau nên yêu cầu kỹ thuật đối với công cụ và máy được sử dụng để cơ giới hóa khâu thu hoạch cũng khác nhau. Thu hoạch lạc bao gồm các công đoạn: Đào nhổ, giũ đất, thu gom, bứt củ, làm sạch sơ bộ và đóng bao. Tùy theo việc tiến hành các công đoạn này mà có các phương pháp thu hoạch lạc khác nhau [4], [6]. - Phương pháp thu hoạch lạc một giai đoạn: Đây là phương pháp được sử dụng trong công nghệ thu hoạch củ tươi, với phương pháp này thì các công đoạn: đào nhổ cây, giũ đất, bứt củ, làm sạch và đóng bao (hoặc gom vào thùng chứa) ngay trên đồng được thực hiện chỉ trên một liên hợp máy. Ưu điểm của phương pháp này là một lần có thể hoàn thành toàn bộ các công việc trong khâu thu hoạch nên năng suất lao động cao, cường độ lao động giảm thấp, sử dụng rất ít lao động, độ hao hụt giảm, rút ngắn thời gian thu hoạch và đảm bảo tính mùa vụ. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là máy thường có kích thước lớn, cấu tạo phức tạp, chế tạo và sử dụng khó khăn, giá thành đầu tư máy cao, đòi hỏi về cơ giới hóa phải đồng bộ từ các khâu trong sản xuất lạc và yêu cầu về đồng ruộng và cây lạc trong thu hoạch phức tạp. - Phương pháp thu hoạch lạc hai giai đoạn: Phương pháp này được sử dụng trong công nghệ thu hoạch lạc củ khô. Lạc đến thời điểm thu hoạch thì tiến hành đào nhổ, giũ đất và phơi trên đồng, sau đó sử dụng máy thu gom, bứt và làm sạch sơ bộ củ. Ưu điểm của phương pháp này là có thể đào nhổ lạc sớm vì trong quá trình PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
5 phơi, lạc tiếp tục chín nên không ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm; năng suất lao động cao, độ hao hụt thấp. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là chịu ảnh hưởng của thời tiết khi thu hoạch, đặc biệt là những nước có khí hậu thời tiết phức tạp, mưa bão nhiều, ruộng ẩm ướt không thể đào nhổ và phơi được. Các máy được sử dụng trong phương pháp này cũng nhiều và kích thước máy lớn, cấu tạo phức tạp, giá thành đầu tư lớn, đòi hỏi cơ giới hóa các khâu trong sản xuất cao. - Phương pháp thu hoạch lạc nhiều giai đoạn Với phương pháp này, những công việc trong quá trình thu hoạch được tiến hành riêng biệt với nhau. Khi đến thời điểm thu hoạch có thể nhổ bằng tay hoặc dùng máy để đào và giũ đất, sau đó bứt củ bằng tay hoặc dùng các công cụ thủ công, guồng bứt hay máy tuốt để bứt củ, làm sạch sơ bộ ngay tại đồng; tại một số địa phương, cây lạc sau khi nhổ thì cắt ngắn thân, vận chuyển về nhà để bứt củ bằng tay và làm sạch sơ bộ. Ưu điểm của phương pháp này là công cụ, máy móc dùng trong các công việc đơn giản, gọn nhẹ, dễ sử dụng. Giữa các công việc ít phụ thuộc vào nhau, có thể tiến hành bằng các công cụ thủ công hoặc có thể kết hợp lao động thủ công với bán cơ giới hoặc cơ giới hoàn toàn; phù hợp với những nơi sản có diện tích sản xuất lạc không tập trung, quy mô hộ gia đình,…Nhưng nhìn chung, phương pháp này có năng suất lao động thấp, sử dụng nhiều lao động, cường độ lao động rất cao đặc biệt là vào thời vụ, độ hao hụt tương đối lớn. Ở Việt Nam, do trình độ cơ giới hóa còn thấp, điều kiện cơ sở vật chất còn hạn chế, điều kiện đồng ruộng chưa được quy hoạch, không thuận tiện cho các máy di chuyển, trồng lạc không tập trung, kích thước lô thửa nhỏ, thời tiết diễn biến phức tạp, tập quán canh tác của nông dân trong sản xuất lạc chủ yếu là thủ công nên chỉ phù hợp với phương pháp thu hoạch lạc nhiều giai đoạn. 1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy bứt củ lạc trên thế giới Trên thế giới, cùng với việc cơ giới hóa trong các khâu làm đất, gieo trồng, chăm sóc cây lạc thì việc cơ giới hóa thu hoạch lạc cũng rất được chú trọng và áp dụng cơ giới hóa từ lâu. Tại các nước có diện tích sản xuất lạc lớn và có nền công nghiệp phát triển, thu hoạch lạc đang được áp dụng hai phương pháp, đó là thu hoạch lạc một giai đoạn (công nghệ thu hoạch củ tươi) và thu hoạch lạc hai giai PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
6 đoạn (công nghệ thu hoạch củ khô); với mỗi phương pháp thu hoạch sẽ có các loại máy để bứt củ phù hợp, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật bứt củ lạc. Liên hợp máy sử dụng để thu hoạch lạc một giai đoạn thường đào nhổ, giũ đất và vận chuyển cây lạc đến máy bứt củ để bứt củ lạc. Máy bứt củ lạc sử dụng trong liên hợp máy thu hoạch lạc thường sử dụng một hoặc hai cặp trống bứt củ, liên hợp với máy kéo từ 50HP trở lên, thu hoạch từ 2 đến 3 hàng lạc. Máy có kích thước lớn, tính năng kỹ thuật cao, trình độ công nghệ chế tạo hiện đại, vốn đầu tư lớn; yêu cầu cơ giới hóa đồng bộ từ khâu làm đất, gieo trồng, chăm sóc đến khâu thu hoạch. Các luống lạc phải được trồng 2 hoặc 3 hàng với khoảng cách giữa các hàng là 25 – 30cm, bề rộng luống là 60cm, rãnh luống là 30cm [6]. Liên hợp máy chỉ sử dụng thích hợp tại đồng ruộng có lô thửa lớn, điều kiện di chuyển thuận lợi; chi phí năng lượng lớn. 1) 2) Hình 1.2. Liên hợp máy thu hoạch lạc 1) của Úc; 2) của Đài Loan Máy bứt củ lạc được sử dụng trong thu hoạch hai giai đoạn là máy thu gom - bứt củ lạc. Máy có nhiệm vụ: gom cây, bứt, làm sạch củ, chuyển vào thùng chứa sau khi máy đào – rải cây trên đồng phơi 2-3 ngày nắng. Máy làm việc theo nguyên lý: các cây lạc được trống hoặc xích đưa lên và chuyển vào buồng bứt củ với các bộ phận bứt ngang trục, củ lạc sau khi rơi xuống sàng làm sạch, sau đó được vít tải chuyển lên thùng chứa củ, cây lạc sau khi qua trống bứt củ được xả trên mặt đồng. Các kiểu máy này thường sử dụng liên hợp với máy kéo từ 50HP trở lên, có bề rộng làm việc lớn, yêu cầu cơ giới hóa đồng bộ trong các khâu từ gieo trồng, chăm sóc và phải được sử dụng đồng bộ cùng máy thu hoạch đào – rải cây trên đồng. Hai loại máy gom - bứt củ được sử dụng phổ biến hiện nay là máy thu gom - bứt củ sử dụng trống PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
7 gom cây lạc của Mỹ (hình 1.3) và máy thu gom - bứt củ sử dụng xích gom cây của Trung Quốc (hình 1.3) [6]. 1) 2) Hình 1.3. Máy thu gom – bứt củ lạc: 1) của Mỹ; 2) của Trung Quốc 1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy bứt củ lạc ở Việt Nam Ở nước ta, lạc thường được gieo thành khóm và từng hàng, mỗi hàng từ 9 -12 cây và khoảng 8-12 khóm/1m2. Lạc được trồng trên đất đồi, đất cát, đất pha cát và đất thịt nhẹ. Quy trình thu hoạch lạc tại các địa phương và các loại đất trồng lạc có khác nhau. Với đất cát và đất pha cát thì có thể nhổ trực tiếp sau đó bứt củ, với loại đất đồi và đất thịt nhẹ thì phải tháo nước vào ruộng, ngâm một thời gian sau đó mới nhổ cây, bứt củ. Công nghệ thu hoạch lạc hiện nay chủ yếu là công nghệ thu hoạch củ tươi, với phương pháp thu hoạch nhiều giai đoạn (như đã nêu ở phần trên); có nghĩa là, các công đoạn đào nhổ, thu gom, vận chuyển cả cây, bứt củ hoặc đào nhổ cây, cắt thân cây, vận chuyển, bứt củ bằng tay tại nhà. Ngoài ra, tại nhiều địa phương thời điểm thu hoạch lạc cận kề với thời điểm thu hoạch lúa vụ hè thu, nên cần phải tiến hành bứt củ lạc tươi ngay tại đồng để kịp thời gian và tập trung lao động cho thu hoạch lúa. Vì vậy, tại các địa phương này, nông dân chủ yếu là nhổ và bứt củ lạc tươi bằng thủ công ngay tại đồng. Năm 2005-2006, TS Đỗ Hữu Khi và nhóm nghiên cứu thuộc Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã tiến hành khảo nghiệm liên hợp máy thu hoạch lạc THL-0,2 (được cải tiến từ liên hợp máy TPH-3252 của Đài Loan) tại huyện Trảng Bàng, tỉnh Tây Ninh (hình 1.4). Kết quả khảo nghiệm cho thấy liên hợp máy THL-0,2 có các chỉ tiêu năng suất, chất lượng đạt yêu cầu đề ra: năng suất làm việc thuần túy đạt xấp xỉ 0,2 ha/h, tỷ lệ đào-nhổ sót 0,33%, tỷ lệ bứt sót 2,07%, tỷ lệ vỡ củ 2,5%. Sử dụng máy THL-0,2 so với thu hoạch bằng lao động thủ công giảm được 90% công lao động và 18% chi phí. Tuy nhiên, máy chỉ thu hoạch được PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
8 lạc gieo trồng theo quy trình thâm canh hàng hẹp với hai hàng trên luống, bề rộng luống 60cm, rãnh rộng 30cm, sâu 15-20cm. Máy chỉ làm việc ổn định, đảm bảo năng suất, chất lượng trong điều kiện khi thu hoạch lạc đứng cây và được chăm sóc làm sạch cỏ [6]. Hình 1.4. Máy thu hoạch lạc THL-02 đang khảo nghiệm tại Tây Ninh Ngoài công trình nghiên cứu trên, tất cả các nghiên cứu còn lại về máy bứt củ lạc chỉ tập trung vào giải quyết khâu bứt củ. Một số công trình nghiên cứu và máy bứt củ đang sử dụng trong sản xuất lạc tại Việt Nam qua như sau: Vào những năm 1970, Viện Công cụ và Cơ giới hóa Nông nghiệp đã nghiên cứu máy bứt củ lạc BCL-300 (hình 1.5). Kết quả khảo nghiệm tại các tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang và Thanh Hóa theo quy trình: Khi thu hoạch cắt cây 20 - 25cm, sau đó nhổ và tiến hành bứt củ bằng máy, độ ẩm củ 40%, độ ẩm thân cây 50%, năng suất máy đạt 450 - 500kg/h, độ sót nhỏ hơn 1%, độ sạch sản phẩm đạt 84 - 90%. Máy có năng suất cao, song tỷ lệ nứt vỡ củ tới 10% và tỷ lệ củ còn cuống lớn hơn 30%. Vì vậy, ảnh hưởng đến công đoạn làm khô, bảo quản chế biến nên chưa được ứng dụng rộng rãi vào sản xuất. Đề tài dừng lại không tiếp tục nghiên cứu. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
9 Hình 1.5. Máy bứt củ lạc BCL - 300 Năm 1986-1987, Viện Công cụ và Cơ giới hóa Nông nghiệp đã nghiên cứu và giới thiệu công cụ bứt củ lạc đạp chân (hình 1.6). Công cụ làm việc theo nguyên lý cấu tạo của guồng tuốt lúa đạp chân, chỉ khác về hình dạng răng và cách bố trí răng tuốt. Răng của guồng tuốt lúa có hình dạng tam giác và mặt phẳng vuông góc với trục tuốt, còn ở guồng bứt củ lạc, răng có dạng cung tròn và mặt phẳng răng nghiêng với trục trống 450. Nhờ dạng răng cung tròn mà guồng bứt củ không kéo theo và làm đứt các cành lạc. Công cụ này có năng suất đạt 80 kg củ/h, tỷ lệ sót và nứt vỡ nhỏ thấp hơn 1%. Tuy nhiên, công cụ bứt củ lạc chưa được ứng dụng vào sản xuất, các kết quả nghiên cứu chỉ mang tính chất thử nghiệm, thăm dò nguyên lý [6]. Hình 1.6. Công cụ bứt củ lạc Năm 2003, Viện Cơ Điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã triển khai thực hiện đề tài cấp Bộ: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy gieo, máy bứt củ lạc PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
10 phục vụ cơ giới hóa sản xuất lạc theo quy trình thâm canh lạc che phủ ni lông”. Kết quả nghiên cứu đã đưa vào ứng dụng máy bứt củ lạc tươi 2 trống BCL-2T (hình 1.7) có năng suất 150-160 kg/h, tỷ lệ vỡ củ thấp hơn 1,5% . Tuy có chất lượng làm việc đáp ứng yêu cầu thu hoạch, nhưng năng suất còn hạn chế, máy làm việc phụ thuộc nhiều vào lao động thủ công, vì vậy việc ứng dụng máy bứt củ này chỉ mới mang tính chất thăm dò trong sản xuất [6]. Hình 1.7. Máy bứt củ lạc tươi 2 trống BCL-2T - Năm 2005, ông Huỳnh Thái Dương (Bình Thuận) (hình 1.8) đã chế tạo máy tuốt lạc theo nguyên lý tuốt dọc trục, có năng suất đạt 2-2,5 giờ/1ha trồng lạc, máy sử dụng trống răng bản để bứt củ, sử dụng động cơ 12 – 15HP. Tuy nhiên, độ sạch của sản phẩm sau khi tuốt không cao do còn nhiều cuống rễ, lá và thân cây theo sản phẩm sau khi tuốt; độ vỡ sản phẩm lớn, đặc biệt khi độ ẩm của củ lạc khi đưa vào tuốt cao; kích thước máy lớn, đầu tư chi phí lớn nên máy được chỉ sử dụng ở một số địa phương tại Nam Trung bộ, chưa được sử dụng rộng rãi tại các địa phương sản xuất lạc [11]. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma