Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại: Trường Đại học Lâm Nghiệp
Vào hồi ……giờ............ngày............tháng............năm 2021
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc gia và Thư viện trường Đại học Lâm nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN CƠ ĐIỆN NN VÀ CÔNG NGHỆ STH
–––––––––––***–––––––––––
NGUYỄN ĐỨC THẬT
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH
CỦA BỘ PHẬN TÁCH NGỌN VÀ LÁ ỨNG DỤNG TRÊN
MÁY LIÊN HỢP THU HOẠCH MÍA NGUYÊN CÂY
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
Mã số: 952 01 03
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội, 2023
2
Luận án được hoàn thành tại: VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ
CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH
Người hướng dẫn khoa học:
1. TSKH. Bạch Quốc Khang
2. PGS. TS. Lương Văn Vượt
Phản biện 1: PGS.TS. Chu Văn Thiện
Phản biện 2: PGS.TS. Nông Văn Vìn
Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Đình Tùng
Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại
Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch.
Vào hồi giờ phút, ngày tháng năm 2023
Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia và Thư viện Viện Cơ
điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch
Hà Nội, 2023
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Mía là cây công nghiệp trọng điểm ở Việt Nam, có lượng sinh khối lớn
cần phải xử lý khi thu hoạch. Niên vụ 2020÷2021 tổng diện tích trồng mía
nước ta đạt 165,9 nghìn ha, phân bố dàn trải từ Bắc đến Nam, tổng sản lượng
mía đạt trên 10,741 triệu tấn. Thu hoạch mía (THM) là công đoạn nặng
nhọc, chiếm 1820% tổng chi phí sản xuất mía nguyên liệu. Ngọn và lá mía
có tỷ lệ đường thấp, cần được loại bỏ trong quá trình thu hoạch, trước khi
đưa về nhà máy chế biến.
THM để nguyên cây được thực hiện theo hai phương pháp: thu hoạch
nhiều giai đoạn và thu hoạch một giai đoạn. Phương pháp thu hoạch nhiều
giai đoạn có chi phí cao, tốn nhân công, trong tương lai ít sử dụng.
Phương pháp THM để nguyên cây một giai đoạn thực hiện liên hoàn các
công việc: cắt ngọn, cắt gốc, làm sạch lá, xả mía vào thùng chứa. Máy liên
hợp THM dạng này có lợi thế về năng suất, kích cỡ máy và qui mô đồng
ruộng, đường giao thông, phù hợp với trên 50% diện tích vùng nguyên liệu
tại Việt Nam hiện nay và trong tương lai.
Khối lượng lá và ngọn mía ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc của
bộ phận làm sạch và vận chuyển mía trong máy liên hợp THM, gây ra hiện
tượng tắc, kẹt... Việc loại bỏ ngọn mía bằng bộ phận cắt ngọn lắp phía trước
máy liên hợp THM cho hiệu quả vận hành không cao. Do đó cần phải có
những nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm góp phần hoàn thiện thiết kế, chế
tạo máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn.
Xuất phát từ nhu cầu đó, việc thực hiện đề tài luận án: “Nghiên cứu một
số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên
hợp thu hoạch mía nguyên cây” là nội dung nghiên cứu có tính cấp thiết
phù hợp với yêu cầu của thực tiễn sản xuất.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng được cơ sở khoa học của quá trình bẻ ngọn, tách lá mía; lựa
chọn nguyên lý, kết cấu và xác định một số thông số chính của bộ phận công
tác ảnh hưởng đến chất lượng mía thu hoạch và chi phí năng lượng riêng,
làm cơ sở để thiết kế, chế tạo bộ phận bẻ ngọn, tách lá mía ứng dụng trên
máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn.
2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là quá trình tách ngọn và lá mía trên máy liên hợp
THM nguyên cây một giai đoạn.
3.2. Ph
ạ
m vi nghiên c
ứ
u
- Các nghiên cứu tập trung vào xác định mô hình và các thông số chính
ảnh hưởng đến việc tách ngọn và lá mía, với các giả thiết:
+ Xét cây mía ở trạng thái tiêu biểu, trong một đoạn thẳng, ngọn mía có
hình tròn và đường kính đồng đều; ngọn, thân cây mía là vật liệu liên tục và
đẳng hướng;
+ Bỏ qua trường hợp cây mía có thân cong;
+ Bỏ qua hiện tượng cây mía bị trượt trong quá trình được các quả lô của
bộ phận tách ngọn và lá mía kéo đi;
- Giống mía sử dụng nghiên cứu thực nghiệm: Roc 22;
- Không nghiên cứu lại các đặc tính, ảnh hưởng một số yếu tố đầu vào đã
có các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước thực hiện, kế thừa một số
thông số: đặc tính cơ, lý của ngọn lá mía, khe hở của lô kẹp, đường kính lô...
4. Nội dung nghiên cứu
ND1. Xác định nguyên lý làm việc của bộ phận tách ngọn và lá mía;
ND2. Xây dựng mô hình lý thuyết, xác định ảnh hưởng của một số thông
số chính đến hiệu quả của quá trình tách ngọn và lá mía;
ND3. Nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố xác định ảnh hưởng của một
số thông số chính đến quá trình tách ngọn và lá mía
ND4. Nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố và tối ưu hóa quá trình tách
ngọn và lá mía.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
5.1. Ý nghĩa khoa học
- Đề xuất được nguyên lý mới cho cơ cấu bẻ ngọn mía trong bộ phận
tách ngọn và lá trên máy liên hợp THM nguyên cây.
- Xây dựng được cơ sở lý thuyết để mô phỏng, khảo sát một số thông
số kỹ thuật chính: Vận tốc cấp (Vk), chỉ số động học (), mật độ mía (q),
khoảng cách tâm lô bẻ ngọn (Lm) ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình tách
3
ngọn và lá mía: tỷ lệ tạp chất (), tỷ lệ tổn thất () và chi phí năng lượng
riêng (Ne).
- Kết quả nghiên cứu bổ sung cơ sở dữ liệu về máy liên hợp THM và
cũng là tài liệu tham khảo hữu ích trong lĩnh vực cơ khí nông nghiệp.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Góp phần hoàn thiện thiết kế và chế tạo máy liên hợp THM nguyên
cây một giai đoạn.
- Kết quả nghiên cứu bước đầu được ứng dụng để hoàn thiện thiết kế
và chế tạo máy liên hợp THM nguyên cây SHC-0,2A, đây là một sản phẩm
của dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp nhà nước mã số
DAĐL.CNN.11/15, máy đã được vận hành trong thực tế sản xuất tại Sơn
La (năm 2019).
6. Những đóng góp mới của luận án
- Đề xuất nguyên lý bẻ ngọn mía trong bộ phận tách ngọn và lá trên
máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn.
- Xây dựng được mô hình động lực học biến dạng uốn của ngọn mía để
khảo sát ảnh hưởng của một số thông số lý thuyết làm cơ sở cho việc thiết
kế, chế tạo bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp THM.
- Xây dựng được mô hình toán học mô tả chuyển động của thân mía khi
đi ra khỏi bộ phận tách ngọn và lá. Kết quả giải bài toán và mô phỏng là cơ
sở để lựa chọn thông số làm việc của bộ phận tách ngọn và lá mía.
- Xác định được các phương trình hồi qui thực nghiệm biểu diễn mối
quan hệ giữa các thông số đầu vào và các hàm mục tiêu. Từ đó tìm chế độ
làm việc hợp lý của bộ phận tách ngọn và lá trên máy liên hợp THM nguyên
cây một giai đoạn.
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Qua nghiên cứu tổng quan trong và ngoài nước, rút ra các kết luận sau:
1. Phương pháp thu hoạch mía bằng máy liên hợp THM nguyên cây
một giai đoạn phù hợp với trên 50% diện tích mía nguyên liệu tại Việt Nam.
Hạn chế lớn nhất của phương pháp này là chất lượng làm việc của khâu tách
ngọn và lá mía có hiệu quả chưa cao. Do đó cần nghiên cứu hoàn thiện thiết
kế bộ phận tách ngọn và lá mía trong cùng một bộ phận công tác.