Luận văn thạc sĩ HOÀN THIỆN KẾT CẤU VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO BỘ PHẬN BĂM CỦA MÁY BĂM THÁI LÁ MÍA HUA.BTLM-1,2

ðể ñảm bảo tính bền vững của việc trồng mía, quy trình công nghệ thâm canh mía hiện nay của nước ta không cho phép ñốt lá mía sau thu hoạch vì biện pháp này không những bỏ phí ñi một lượ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-


 -

NGUYỄN VIỆT ANH

HOÀN THIỆN KẾT CẤU VÀ CÔNG NGHỆ

CHẾ TẠO BỘ PHẬN BĂM CỦA MÁY BĂM THÁI LÁ MÍA HUA.BTLM-1,2

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá

nông, lâm nghiệp

Mã số : 60.52.14

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM VĂN TỜ

HÀ NỘI - 2010

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này

là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này

ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Nam ðịnh, ngày 10 tháng 10 năm 2010

Nguyễn Việt Anh

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Phạm Văn Tờ, cùng tập thể các thầy

cô trong Bộ môn Cơ học kỹ thuật – Khoa Cơ ðiện - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình làm ñề tài và hoàn thành Luận văn

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo trong khoa Cơ ðiện ñã trực tiếp giảng dạy tôi trong suốt quá trình học tập tại trường Cảm ơn Trường Cao ñẳng Công nghiệp Nam ðịnh và bạn bè ñồng nghiệp ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi và giúp ñỡ tôi hoàn thành Luận văn này

Tác giả luận văn

Nguyễn Việt Anh

MỤC LỤC

LỜI CAM ðOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

MỞ ðẦU 1

CHƯƠNG 1TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ LÁ MÍA SAU THU HOẠCH TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 4

1.1 Sơ lược tình hình trồng mía trên thế giới và ở Việt Nam 4

1.2 Ý nghĩa tầm quan trọng của việc xử lý ngọn mía sau thu hoạch 9

1.3 Một số ñặc ñiểm cơ lý tính của ngọn mía sau thu hoạch và yêu cầu kỹ thuật của việc băm thái ngọn lá mía 12

1.3.1 Một số ñặc ñiểm sinh học và quy trình canh tác cây mía ảnh hưởng ñến sự làm việc của máy băm thái ngọn lá mía 12

1.3.2 Khối lượng ngọn lá mía sau thu hoạch trên ñồng 13

1.4 Tình hình xử lý ngọn lá mía trên thế giới và ở Việt Nam 15

1.4.1 Phương pháp ñốt lá mía 16

1.4.2 Dọn lá mía 18

1.4.3 Làm nát ngọn lá mía ngay trên mặt ñồng bằng cày chảo hay bừa ñĩa nặng hoặc phay 19

1.4.4 Phương pháp liên hợp máy thu hoạch cây – ngọn lá mía 19

1.4.5 Phay cuốc vùi 20

1.4.6 Sử dụng cày một lưỡi liên hợp với máy kéo cỡ lớn cày sâu từ 40 – 50 cm kết hợp với lao ñộng thủ công vùi lấp toàn bộ ngọn lá mía xuống ñất và tười nước 21

1.4.7 Phương pháp băm thái ngọn lá mía 22

CHƯƠNG 2 KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BĂM THÁI LÁ MÍA BTLM-1,2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP HOÀN

THIỆN THIẾT KẾ VÀ CÔNG NGHỆ MẪU MÁY 25

2.1 Kết cấu và nguyên lý làm việc của máy băm thái lá mái BTLM – 1,225 2.1.1 Kết cấu của máy băm thái lá mía BTLM – 1,2 25

2.1.2 Nguyên lý làm việc .26

2.1.3 Những ưu nhược ñiểm của mẫu máy BTLM – 1,2 27

2.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo mẫu máy 31

2.2.1 Mục ñích nghiên cứu 31

2.2.2 Nội dung nghiên cứu 31

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu 32

CHƯƠNG 3 HOÀN THIỆN THIẾT KẾ BỘ PHẬN BĂM THÁI LÁ MÍA 33 3.1 Kết cấu, nguyên lý hoạt ñộng và ñiều kiện làm việc của bộ phận băm thái 33 3.1.1 Kết cấu và nguyên lý hoạt ñộng của bộ phận băm thái 33

3.1.2 ðiều kiện làm việc và yêu cầu chế tạo bộ phận băm thái 34

3.2 Hoàn thiện thiết kế bộ phận băm thái 34

3.2.1.Nội dung hoàn thiện thiết kế bộ phận băm thái 34

3.2.2 Xây dựng lý thuyết tính toán tốc ñộ cắt của dao khi làm việc 35

3.2.3 Biện pháp ñảm bảo xung lực tác dụng lên chốt dao nhỏ nhất 41

3.2.4 Kiểm tra ứng suất, chuyển vị và vị trí nguy hiểm phát sinh trên dao và chốt theo thiết kế ban ñầu 46

3.2.5 Hoàn thiện thiết kế dao .49

3.2.6 Thiết kế kích thước và kiểu dáng chốt dao 55

CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO DAO VÀ CHỐT 56

4.1 ðiều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật 56

4.2 Giới thiệu các công nghệ sẽ ứng dụng chế tạo phôi dao 56

4.2.1 Phôi dao chế tạo bằng phương pháp Hàn 56

4.2.2 Phôi dao chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuân cát 57

4.3 Quy trình công nghệ chế tạo dao và chốt dao 68

4.3.1 Quy trình công nghệ chế tạo dao 68

4.3.2 Quy trình công nghệ chế tạo chốt dao 80

KẾT LUẬN VÀ đỀ NGHỊ 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 ðộ mấp mô ruộng mía sau thu hoạch 13

Bảng 1.2 Kết quả thu ñược trên một số giống mía trồng phổ biến như sau: 14

Bảng 2.1 Kết quả khảo nghiệm của máy 28

Bảng 2.2 Bảng kết quả thí nghiệp ở số truyền 3 và 4 28

Bảng 2.3 Chất lượng băm thái 29

Bảng 3.1 Bảng giá trị vận tốc cắt và số vòng quay của trống quay ñảm bảo cho dao duỗi thẳng theo phương hướng kính khi tải thay ñổi 40

Bảng 3.4 Bảng giá trị vận tốc cắt và số vòng quay của trống quay ñảm bảo cho dao duỗi thẳng theo phương hướng kính khi tải thay ñổi của dao mới 51

Bảng 4.1 Bảng phối liệu 63

Bảng 4.2 Bảng hệ số thu hồi các nguyên tố hợp kim 63

Bảng 4.3 Thời gian cho vào và hiệu suất thu hồi của các hợp kim 64

Bảng 4.4 Thành phần hóa học của mác thép ñúc 65Cr 65

Bảng 4.5 Bảng quy trình công nghệ nấu thép 65Cr 66

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1- Biểu ñồ thống kế sản lượng ñường trên thế giới qua các năm 5

Hình 1.2 - Biểu ñồ thống kê diện tích trồng mía trong nước qua một số vụ gần ñây 8

Hình 1.3 Biểu ñồ thống kê sản lượng mía trong nước qua một số vụ gần ñây 8 Hình 1.4 - Ảnh quang cảnh ñốt ngọn lá mía trên mặt ñồng sau thu hoạch 17

Hình 1.5 - Ảnh thu hoạch mía bằng máy liên hợp 20

Hình 1.6 - Ảnh máy cuốc vùi của Pháp 21

Hình 1.7 - Ảnh mẫu máy băm thái lá mía BTLM-1,2 23

Hình 2.1- Hình vẽ kết cấu máy băm lá mía 25

Hình 2.2 - Mô hình máy băm thái lá mía 26

Hình 2.3- Ảnh mẫu máy thí nghiệm ñang làm việc 27

Hình 2.4 -Ảnh máy ñang công tác 30

Hình 2.5 -Ảnh ngọn lá mía sau khi băm thái 30

Hình 3.1- Kết cấu bộ phận băm thái 33

Hình 3.2 - Mô hình bài toán tính vận tốc của dao 35

Hình 3.3 - Mô hình bài toán tìm xung lực tác dụng 41

Hình 3.3 - Bản vẽ chi tiết dao theo thiết kế ban ñầu 44

Hình 3.6 - Phân bố ứng suất trên dao và chốt theo thiết kế ban ñầu 46

Hình 3.7 - Chuyển vị trên dao và chốt 47

Hình 3.8 - Phân bố vị trí nguy hiểm trên dao 48

Hình 3.9 - Bản vẽ chi tiết dao mới 49

Hình 3.10 - Phân bố ứng suất trên dao mới 53

Hình 3.11- Chuyển vị trên dao mới và chốt .54

Hình 3.12 - Phân bố vị trí nguy hiểm trên dao mới 54

Hình 3.13 - Bản vẽ chi tiết chốt dao 55

Hình 4.1- Phân bố nhiệt trong nồi lò cảm ứng 65

Hình 4.2- Bản vẽ chi tiết lồng phôi dao cắt 70

Hình 4.3- Ảnh chi tiết dao ñúc 71

Hình 4.3 - Sơ ñồ gá ñặt và thứ tự các bước gia công của nguyên công 1 72

Hình 4.4- Sơ ñồ nhiệt luyện chi tiết dao 79

Hình 4 5- Bản vẽ lồng phôi chi tiết chốt dao 81

Hình 4 6- Sơ ñồ gá ñặt và các bước gia công của nguyên công 1 82

Hình 4.7- Sơ ñồ gá ñặt nguyên công 2 khoan lỗ φ4,9 86

Hình 4.8- Sơ ñồ gá ñặt nguyên công 2 khoan 2 lỗ φ4 87

Hình 4.9 - Sơ ñồ nhiệt luyện chi tiết chốt dao………89

DANH MỤC VIẾT TẮT NLM - Ngọn lá mía

btb - Bề rộng trung bình lá trên cây

ltb - Chiều dài trung bình của lá trên cây

Btb - Khoảng cách giữa các luống mía

L - Khoảng cách giữa các luống thứ nhất ñến luống thứ n của ruộng mía

An - Số lượng ngọn mía

am - Số lượng cây mía trên 1m chiều dài luống mía

Btb - Khoảng cách trung bình của các luống mía

Thệ - ðộng năng của cơ hệ

TTr - ðộng năng của trống quay

Tdao - ðộng năng của dao

m - Khối lượng của dao

JC - Mô men quán tính của dao ñối với tâm C

vC - Vận tốc khối tâm C của dao

M - mô men chủ ñộng

Mc - mô men cản cắt

Π - Thế năng

Qϕ - Lực suy rộng của hệ ứng với các toạ ñộ suy rộng ϕ

Qθ - Lực suy rộng của hệ ứng với các toạ ñộ suy rộng θ

a - Chiều dài dao

b - Khoảng cách từ khối tâm C của dao ñến tâm chốt A

ρlk - Sai lệch không gian do lệch khuôn gây ra

ρlt - Sai lệch không gian do lệch tâm

ρcv - Sai lệch không gian do cong vênh

MỞ ðẦU

Cùng với công nghệ sinh học và thuỷ lợi thì cơ giới hoá trong sản xuất nông nghiệp là một trong ñiều kiện ñể ñánh giá trình ñộ phát triển nông nghiệp nước ta Việc không ngừng nâng cao năng suất lao ñộng, chất lượng nông sản giải quyết tính căng thẳng của thời vụ, của sản xuất nông nghiệp là một trong những nội dung quan trọng của sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện ñại hóa nông nghiệp nông thôn nước ta hiện nay

Nông nghiệp nước ta mang ñặc trưng của nông nghiệp nhiệt ñới có nhiều loại cây trồng có khả năng thích nghi cao ñặc biệt là cây công nghiệp như: cao su, cà phê, hạt tiêu, mía… Trong ñó cây mía có vị trí quan trọng Cây mía và nghề làm mật, ñường ở Việt Nam ñã có từ xa xưa, nhưng công nghiệp mía ñường mới ñược bắt ñầu từ thế kỷ thứ XX ðến năm 1994, cả nước mới có 9 nhà máy ñường mía, với tổng công suất gần 11.000 tấn mía ngày và 2 nhà máy ñường tinh luyện công suất nhỏ, thiết bị và công nghệ lạc hậu Hàng năm phải nhập khẩu từ 300.000 ñến 500.000 tấn ñường Năm

1995, với chủ trương”ðầu tư chiều sâu, mở rộng các nhà máy ñường hiện có, xây dựng một số nhà máy có quy mô vừa và nhỏ ở những vùng nguyên liệu nhỏ Ở những vùng nguyên liệu tập trung lớn, xây dựng các nhà máy có thiết

bị công nghệ tiến tiến hiện ñại, kể cả liên doanh với nước ngoài, sản lượng ñường năm 2000 ñạt khoảng một triệu tấn (Nghị Quyết ðại hội ðảng toàn quốc lần thứ 8)[2] Chương trình mía ñường ñược chọn là chương trình khởi ñầu ñể tiến hành công nghiệp hoá, hiện ñại hoá nông nghiệp nông thôn, xoá ñói, giảm nghèo, giải quyết việc làm cho lao ñộng nông nghiệp Ngành mía ñường ñược giao”Không phải là ngành kinh tế vì mục ñích lợi nhuận tối ña

mà là ngành kinh tế xã hội”

Sau khi thu hoạch mía, ngọn và lá mía trải thành thảm trên mặt ñồng với một khối lượng rất lớn ðể tiến hành các khâu canh tác tiếp theo như

chăm xóc, làm ñất số lượng lá mía nói trên cần phải ñược xử lý Có nhiều cách xử lý lượng lá mía nói trên, phổ biến hiện nay vẫn là ñốt

ðể ñảm bảo tính bền vững của việc trồng mía, quy trình công nghệ thâm canh mía hiện nay của nước ta không cho phép ñốt lá mía sau thu hoạch

vì biện pháp này không những bỏ phí ñi một lượng phân hữu cơ mà còn góp phần làm trai cứng thêm ñất trồng mía, ñất nhanh bị bạc mầu Yêu cầu của quy trình là bằng mọi giá lá mía sau khi thu hoach cần ñược vùi xuống ñất làm phân hữu cơ trả lại ñộ phì cho ñất

Ở những nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Úc, người ta thu hoạch mía bằng các máy liên hợp có thể cắt nhỏ thân cây mía và ngọn lá mía, sau ñó phân loại và phun ngọn lá mía ñược cắt nhỏ trải ñều ra mặt ñồng

Với những máy thu hoạch mía ñơn giản hơn như ở Trung Quốc, Thái Lan, ngọn và lá mía ñược cắt rời khỏi cây và trải xuống mặt ñồng mà chưa ñược cắt nhỏ

Ở Việt Nam ngọn lá mía sau khi thu hoạch còn trải lại trên mặt ñồng chiếm khoảng một phần ba tổng khối lượng cây mía Do không ñược bóc lá ñầy ñủ trong quá trình sinh trưởng và phát triển, nên lá khô cũng chiếm một tỷ

lệ ñáng kể

ðể thực hiện ñúng quy trình công nghệ thâm canh mía ñề ra cần phải

có biện pháp xử lý ngọn lá mía nói trên bằng cách băm nhỏ chúng ra và vùi xuống ñất

Công việc trên không thể làm ñược bằng lao ñộng thủ công mà phải tiến hành bằng máy

ðề tài cấp nhà nước giai ñoạn 2000-2005 “Nghiên cứu thiết kế một số mẫu máy canh tác cây trồng cạn chính” Mã số KC07.11 do PGS TS Phạm Văn Tờ chủ trì, ñã nghiên cứu thành công mẫu máy băm thái lá mía HUA.BLM – 1,2

Máy có bộ phận băm thái kiểu dao búa lắp trên rôto trục ngang treo sau máy kéo MTZ.80/82 Khi băm thái ngọn lá mía, các dao cắt có thể cắt nhỏ và

vò dập nát ngọn, lá mía sau ñó trải ñều trên mặt ñồng Mẫu máy ñã ñược hội ñồng nghiệm thu cấp nhà nước công nhận và cho phép tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện ñể chuyển giao vào sản xuất

Tồn tại hiện nay của mẫu máy ñã thiết kế là:

- Tỷ lệ lá ñược cắt nhỏ còn thấp, chủ yếu lá mía mới bị vò nát do ñó sau khi băm thái các khâu canh tác tiếp theo như chăm xóc, làm ñất vẫn còn tình trạng lá quấn vào bộ phận làm việc của máy canh tác

- ðộ bền của dao kém, lưỡi dao nhanh mòn, lỗ và chốt dao nhanh bị hỏng

ðể khắc phục các nhược ñiểm trên ñề tài cần tính toán kiểm tra xác ñịnh các thông số ñộng học, ñộng lực học và các thông số cấu tạo cũng như chế ñộ làm việc hợp lý của máy ñồng thời nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo bộ phận băm thái làm cơ sở hoàn chỉnh thiết kế, chế tạo máy

Xuất phát từ tình hình trên tôi thực hiện ñề tài “Hoàn thiện kết cấu và công nghệ chế tạo bộ phận băm của máy băm thái lá mía HUA.BTLM-1,2”

ðề tài gồm những nội dung sau:

1 Tổng quan nghiên cứu xử lý lá mía sau thu hoạch trên thế giới và trong nước

2 Kết cấu và nguyên lý làm việc của máy băm thái lá mía BTLM-1,2

3 Hoàn thiện thiết kế bộ phận băm thái lá mía

4 Công nghệ chế tạo dao và chốt

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ LÁ MÍA SAU THU

HOẠCH TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC

1.1 Sơ lược tình hình trồng mắa trên thế giới và ở Việt Nam

Cây mắa (Sacchasum oficnarum L) là cây công nghiệp ngắn ngày cung cấp nguyên liệu chủ yếu cho công nghiệp sản xuất ựường Ờ một thực phẩm không thể thiếu trong ựời sống hiện nay của cả cộng ựồng, có vị trắ ngày càng quan trọng trong cơ cấu sản phẩm nông nghiệp ở nước ta và trên thế giới Trong giai ựoạn hiện nay cây mắa ở nước ta ựược coi là một trong những cây mũi nhọn trong việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng khai thác tiềm năng ựất ựai, thực hiện phân công lao ựộng khu vực nông thôn trung du, miền núi.Cây mắa có nguồn gốc từ Tân Ghi nê thắch nghi với khắ hậu nhiệt ựới: mưa nhiều, nhiệt ựộ cao Hiện nay trên thế giới có khoảng 70 quốc gia trồng mắa, tập trung trong khoảng từ 39 vĩ ựộ Nam ựến 30 vĩ ựộ Bắc với diện tắch khoảng 20 triệu ha đường mắa trở thành thực phẩm cơ bản từ rất lâu, sản lượng ựường và mức tiêu thụ ựường mắa liên tục tăng (xem biểu ựồ thống kê sản lượng ựường trên thế giới qua các năm hình 1.1)

xuất ựường hàng ựầu thế giới là Braxin, Ấn độ, Trung Quốc, Cu Ba, Thái LanẦ

Cây mắa có tiềm năng năng suất cao chịu thâm canh, năng suất mắa tối

ựa ựược ghi nhận ở đài Loan là 456,95 tấn/ha với mắa 24 tháng tuổi, ở Ấn độ

là 440,85 tấn/ha với mắa 18 tháng tuổi và 406,38 tấn/ha với mắa 12 tháng tuổi[3]

đường mắa ựược sản xuất tập trung ở Châu Mỹ, sau ựó là cá nước châu Á, châu Úc, châu Âu Những nước có diện tắch và sản lượng mắa cao sản

Xu hướng chung của thế giới là ñầu tư thâm canh tăng năng suất, chất lượng mía ñể giảm giá thành ñầu vào của công nghiệp sản xuất ñường, ổn ñịnh diện tích trồng mía

Hình 1.1 - Biểu ñồ thống kế sản lượng ñường trên thế giới qua các năm

Ở Việt Nam, cây mía ñược du nhập vào trồng từ rất lâu (có tài liệu nói

từ trước năm 205 trước công nguyên) Cùng với cây mía, công nghiệp ñường

ở nước ta ñã có từ thời Pháp thuộc với 2 nhà máy ñường là Tuy Hòa (Trung Bộ) và Hiệp Hòa (Nam Bộ) [5]

Từ ngày hòa bình lặp lại, nhất là sau khi thống nhất ñất nước, cây mía

ñã ñược phục hồi và phát triển nhanh chóng nhất là một số năm gần ñây Với

vị trí ñịa lý trải dài từ 8030’ vĩ Bắc ñến 23020’ vĩ ñộ Bắc khí hậu nước ta thuận lợi cho sự phát triển và khai thác tiềm năng năng suất của cây mía Nhằm ñáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và tham gia xuất khẩu, chúng ta

ñã hoàn thành thắng lợi chương trình 1 triệu tấn ñường của Chính phủ vào năm 2000

(Theo”PHÊ DUYỆT QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN MÍA ðƯỜNG ðẾN NĂM 2010 VÀ ðỊNH HƯỚNG ðẾN NĂM 2020”của thủ tướng chính phủ

1 đến năm 2010

a) Sản xuất ựường:

- Sản lượng ựường: 1,5 triệu tấn, trong ựó, ựường công nghiệp là 1,4 triệu tấn (670.000 tấn ựường luyện và 730.000 tấn ựường trắng), ựường thủ công là 100.000 tấn (quy ựường trắng)

- Tổng công suất thiết kế của các nhà máy: 105.000 tấn mắa ngày, trong ựó: bốn vùng trọng ựiểm phát triển mắa ựường cò tổng công suất các nhà máy là 86.000 tấn mắa ngày (chiếm trên 82% công suất cả nước) Cụ thể:

+ Vùng Bắc Trung Bộ: tổng công suất nhà máy là 35.000 tấn mắa ngày;

+ Vùng Duyên hải miền Trung và Tây Nguyên: tổng công suất nhà máy là 16.300 tấn mắa ngày;

+ Vùng đông Nam Bộ: tổng công suất nhà máy là 14.900 tấn mắa ngày;

+ Vùng đồng bằng sông Cửu Long: tổng công suất nhà máy là 19.800 tấn mắa ngày

b) Về sản xuất mắa nguyên liệu:

- Tổng diện tắch trồng mắa: 300.000 ha, trong ựó vùng nguyên liệu tập trung là: 250.000 ha

- Năng suất mắa bình quân: 65 tấn/ha

- Chữ ựường bình quân: 11 CCS

- Sản lượng mắa: 19,5 triệu tấn

- Bốn vùng trọng ựiểm phát triển mắa ựường có tổng diện tắch trồng mắa là 222.000 ha (chiếm 74,0% diện tắch mắa cả nước) Cụ thể:

+ Vùng Bắc Trung Bộ: tổng diện tắch trồng mắa là 80.000 ha;

+ Vùng duyên hải miền Trung và Tây Nguyên: tổng diện tắch trồng mắa là 53.000 ha;

+ Vùng đông Nam Bộ: tổng diện tắch trồng mắa là 37.000 ha;

+ Vùng ñồng bằng sông Cửu Long: tổng diện tích trồng mía là 52.000 ha

2 ðịnh hướng phát triển ñến năm 2020

ðến năm 2020 sản xuất ñường ñáp ứng ñủ cho tiêu dùng trong nước

và xuất khẩu, mức sản xuất khoảng 2,1 triệu tấn, trong ñó: ñường luyện là 1,5 triệu tấn, ñường trắng 500.000 tấn, ñường thủ công 100.000 tấn.)

ðầu tư thâm canh diện tích mía hiện có, mở rộng diện tích ở nơi có ñiều kiện theo hướng: trồng giống mía mới, áp dụng công nghệ canh tác tiên tiến và ñầu tư có tưới ðến năm 2020 tổng diện tích trồng mía khoảng 300.000 ha, năng suất mía bình quân ñạt 80 tấn/ha, chữ ñường bình quân 12 CCS, sản lượng mía ñạt 24 triệu tấn; tổng công suất thiết kế của các nhà máy khoảng 120.000 tấn mía ngày

Ở nhiều vùng nông thôn trung du, miền núi cây mía thực sự ñã trở thành cây xóa ñói giảm nghèo, góp phần giải quyết việc làm nâng cao thu nhập cho nhiều hộ gia ñình nông dân, khai thác các tiềm năng ñất ñai, lao ñộng trong vùng trung du miền núi Việc hình thành các vùng nguyên liệu mía gắn với các nhà máy chế biến ñường ñã góp phần làm thay ñổi cơ cấu kinh tế nông nghiệp nông thôn – thực hiện công nghiệp hóa hiện ñại hóa theo ñường lối mà ñại hội ðảng toàn quốc lần thứ IX ñã ñề ra

Hiện nay cả nước có hơn 40 nhà máy ñường ñang hoạt ñộng với vùng nguyên liệu mía hơn 300.000 ha sản lượng mía cây từ 10 – 12 triệu tấn Mục tiêu của chúng ta là giữ ổn ñịnh diện tích trồng mía khoảng 300.000 ha, ñầu tư khoa học, công nghệ, vật tư ñể thâm canh ñảm bảo năng suất bình quân 50-60 tấn/ha, chữ ñường bình quân từ 11 – 12 CCS ðảm bảo nguyên liệu cho các nhà máy hoạt ñộng trong thời gian từ 100 – 120 ngày với sản lượng ñường khoảng 1 triệu tấn/năm [2,3]

ðất trồng mía ở nước ta chủ yếu là các loại ñất xám nguồn gốc phù sa

cổ và các vùng ñất ñồi dốc từ 80 – 150 Trong ñiều kiện khí hậu nhiệt ñới ở

nước ta, quá trình xói mòn, quá trình feralit xảy ra mạnh làm cho ñất thiếu mùn, ñộ pH cao (ñất chua) và hàm lượng các chất dinh dưỡng, các yếu

Hình 1.2 - Biểu ñồ thống kê diện tích trồng mía trong nước qua

tố vi lượng rất thấp Chính vì vậy trong những năm qua năng suất mía cây ở nước ta còn rất thấp Theo hiệp hội Mía ðường Việt Nam năng suất bình quân

cả nước chỉ ñạt mức 35- 50 tấn/ha

Chính vì vậy cần phải tiến hành nhiều biện pháp ñồng bộ ñể tăng ñộ phì nhiêu của ñất, nâng cao năng suất mía trên 1 ñơn vị diện tích là một trong những yếu tố làm giảm giá thành sản xuất ñường nâng cao khả năng cạnh tranh của ngành mía ñường nước ta với các nước trong khu vực và trên thế giới Việc hình thành các vùng chuyên canh mía rộng lớn và tính thời vụ rất cao trong công việc thâm canh mía (thu hoạch và trồng mới diễn ra ñồng thời) yêu cầu phải cơ giới hóa các khâu canh tác mía

Ở nước ta vấn ñề cơ giới hóa trong nông nghiệp nói chung và ñối với cây mía nói riêng còn nhiều hạn chế

1.2 Ý nghĩa tầm quan trọng của việc xử lý ngọn mía sau thu hoạch

Ngọn lá mía (NLM) sau mỗi vụ thu hoạch mía cây là sản phẩm phụ tất yếu của quy trình sản xuất mía Cùng với cỏ dại chưa ñược xử lý nó cản trở các công ñoạn tiếp theo của quy trình sản xuất mía như chăm sóc mía lưu gốc hoặc làm ñất ñể trồng mía chu kỳ tiếp theo

Mặt khác, các vùng ñất quy hoạch trồng mía thường là vùng ñất ñồi dốc khu vực trung du miền núi, ñất có năng suất cây trồng nông nghiệp thấp, khả năng bị rửa trôi và xói mòn cao Theo quan ñiểm hiện nay của các nhà nông học, tính bề vững của một nền nông nghiệp phải ñược xây dựng trên cơ

sở bền vững về mặt kinh tế, bền vững về mặt môi trường và bền vững về mặt

xã hội Các biện pháp canh tác cơ giới ñều phải ñáp ứng các yêu cầu trên Theo kết quả nghiên cứu của các nhà nông học, các tàn dư hữu cơ thực vật, các sản phẩm phụ sau thu hoạch như ngọn lá mía nếu ñược vùi trả lại ñất là một trong những nguồn cung cấp dinh dưỡng chủ yếu cho cây trồng Các chất hữu cơ trong quá trình khoáng hoá có tác dụng kích thích sự hoạt ñộng của hệ ñộng vật và vi sinh vật ñất - từ ñó cải thiện kết cấu ñất, hạn chế xói mòn, tăng

khả năng ngấm và giữ nước của ñất, tăng khả năng ñệm của ñất Làm giảm ñộ ñộc của nhôm và mangan, tạo môi trường thuận lợi cho bộ rễ hoạt ñộng Vùi tàn dư cây trồng làm phân bón vừa cung cấp dinh dưỡng cho cây vừa cải thiện các ñặc tính lý, hoá sinh học của ñất nâng cao ñộ phì nhiêu của ñất ñể sản xuất ñược ổn ñịnh, lâu bền [18,24]

Với lý luận”Hệ thống dinh dưỡng cây trồng tổng hợp” Các nhà nông học nhấn mạnh sự cân bằng các nguyên tố vi lượng và khoáng ñược thu hồi từ chính những tàn thể thực vật, vận dụng lý luận IPNS, gần ñây trên thế giới và

ở Việt Nam việc thu dọn NLM sau thu hoạch ñược gắn liền với việc tận dụng NLM làm phân hữu cơ tại chỗ và làm vật liệu che ủ, giữ ẩm

Theo kết quả nghiên cứu của Trạm nghiên cứu mía Anakapalle thuộc bang Andhra Pradesh (Ấn ðộ) cho thấy Ủ lá mía làm phân năng suất mía tăng từ 5-10 tấn/ha so với ñốt lá mía Theo một số nhà khoa học, ñối với những vùng có khí hậu khắc nghiệt, nguồn nước khan hiếm ruộng mía ñược phủ kín ngọn lá mía ñã băm thái có thể kéo dài chu kỳ tưới từ 15 – 20 ngày so với 8 – 10 ngày ở ruộng không ñược phủ ngọn lá mía [29] Nếu vùi 2,5 – 7,5 tấn NLM cho 1 ha kết hợp với bons vi sinh vật phân giải xenlulô, sẽ làm tăng năng xuất mía từ 3 – 12,2 tấn/ha [30] Vùi NLM có tác dụng làm tăng khả năng hút dinh dưỡng của mía, tăng khả năng giữ nước của ñất hạn chế cỏ dại nâng cao ñộ phì nhiêu của ñất Kết quả nghiên cứu của Prasad và cộng sự cho thấy: ủ lá mía tiết kiệm ñược 30% lượng nước cần tưới và tăng năng suất mía 10%, năng suất ñường 9% so với không ủ lá Ngoài ra lá mía còn chứa 1 -1,5% Nitơ, 0,005-0,01%P2O5 và 1,5-1,8%K2O, cũng là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho mía (Singh,1987[32]) Ở Philippin, kết của nghiên cứu của Beronia và cộng sự (1990) cho thấy: Vùi trả lại ñất ngọn lá mía ñã ñược băm thái có tác dụng làm tăng năng suất của mía lưuv gốc, hàm lượng nitơ tống số cao hơn nhiều so với các ruộng mía không ñược vùi ngọn lá mía [26]

Vùi ngọn lá mía kết hợp với các biện pháp canh tác tối thiểu [31], [33] giá thành sản xuất mía thấp hơn nhiều so với hệ thống canh tác thông thường ðiều này ñã mở ra một hướng chiến lược mới trong việc quản lý, xử lý và sử dụng NLM sau thu hoạch

Ở nước ta, theo kết quả nghiên cứu gần ñây của TS Trần Công Hạnh

và các cộng sự, cứ mỗi vụ thu hoạch tuỳ theo giống và năng suất mía có thể trả lại cho ñất lượng ngọn lá mía bằng từ (30-40%) năng suất cây mía Vùi 25-30 tấn NLM cho 1ha kết hợp với chế ñộ bón phân hoá học hợp lý không những trả lại cho ñất trung bình từ 104kg Nitơ, 12 kg P2O5, 55 kg K2O, mà còn tác dụng tăng năng suất mía, tăng chất lượng mía (chữ ñường thương phẩm Commecial Cane Sacarose CCS) ngay trong vụ ñầu, làm tăng lượng mùn trong ñất, tăng số lượng vi sinh vật có ích, làm cho ñất có cấu tượng tốt, chống rửa trôi, xói mòn, tiết kiệm chi phí phân bón khá cao, gần 10 triệu ñồng/1ha trong 3 cụ so với bón ñạm, lân kali ñơn theo tổng lượng chất dinh dưỡng ngang nhau [11]

Vùi trả lại NLM sau thu hoạch liên tiếp trong 1 chu kỳ mía có tác dụng bồi bổ ñất tăng hàm lượng các chất hữu cơ, giảm nhôm di ñộng, tăng ñộ

pH, cải thiện một số ñặc tính quan trọng của ñất, góp phần cải tạo bảo vệ và nâng cao dần khả năng sản xuất của ñất trong ñiều kiện nguồn phân chuồng ngày càng khan hiếm ðối với ruộng mía lưu gốc, nếu toàn bộ NLM sau thu hoạch ñược băm nát rải ñều trên mặt ruộng có tác dụng giữ ẩm rất tốt trong ñiều kiện thời tiết khô hạn (tháng 11, 12 và tháng 1 năm sau) thúc ñẩy sự nẩy mần của gốc mía Thực tế cho thấy ruộng mía lưu gốc ñược phủ một lớp ngọn

lá mía ñược băm thái thì tỷ lệ nảy mần thường cao hơn so với ruộng mía ñược ñốt là từ 10-15% trong ñiều kiện thời tiết khô hạn và không co nguồn nước tưới, ñồng thời tốc ñộ sinh trưởng ñảm bảo hơn

Chính những ưu ñiểm trên ñây cho nên hiện nay việc xử lý, sử dụng NLM sau thu hoạch làm phân bón, làm vật liệu che phủ giữ ẩm nhằm bảo vệ

và nâng cao khả năng sản xuất của ựất bảo vệ môi trườngẦ ựang ựược quan tâm giải quyết đó là một biện pháp khả thi, có thể phổ biến rộng rãi và hiệu suất ựầu tư cao nếu toàn bộ NLM ựược băm nhỏ và vùi lấp tốt Vấn ựề này ựang ựược nhà nước, ngành mắa ựường quan tâm và người trồng mắa ựón nhận tắch cực

1.3 Một số ựặc ựiểm cơ lý tắnh của ngọn mắa sau thu hoạch và yêu cầu kỹ thuật của việc băm thái ngọn lá mắa

để lựa chọn nguyên lý và xác ựịnh các thông số kỹ thuật cần thiết cho mẫu máy băm thái ngọn lá mắa, ựiều cần thiết là nghiên cứu các ựặc ựiểm cơ

lý tắnh của ngọn lá mắa và yêu cầu kỹ thuật của việc băm thái ngọn lá mắa làm phân hữu cơ và vật liệu che phủ giữ ẩm

1.3.1 Một số ựặc ựiểm sinh học và quy trình canh tác cây mắa ảnh hưởng ựến sự làm việc của máy băm thái ngọn lá mắa

Mắa là cây trồng trên cạn, các vùng ựược quy hoạch trồng mắa hầu hết

là vùng ựất xám phù sa cổ và các loại ựất ựồi dốc từ 80 Ờ 150 Ngọn lá mắa có sợi xơ, các sợi sơ có ựộ bền tương ựối cao khi có ựộ ẩm phù hợp, cản trở quá trình băm thái

Ở Việt Nam khoảng cách giữa các hàng mắa thay ựổi từ (0,9 Ờ 1,4) m Tuỳ thuộc và loại ựất, ựộ phì nhiêu, mức ựộ thâm canh đất ựồi, ựất ắt màu

mỡ khoảng cách các hành từ (0,9 Ờ 1) m Ở miền Trung Nam bộ dùng giống mắa nhỏ cây, trình ựộ thâm cánh chưa cao, khoảng cách từ 0,7 ựến 0,8m đất bãi bồi, ựất tốt khoảng cách các hành từ (1,1 Ờ 1,4)m

Mắa thường ựược ựể tái sinh gốc (gọi là mắa lưu gốc) do ựó việc sử lý ngọn lá mắa sau thu hoạch ở những ruộng mắa này phải ựảm bảo tỷ lệ hư hại góc mắa cho phép ựể ựảm bảo mật ựộ mắa cây sau này Mật ựộ mắa là chỉ tiêu quan trọng ựầu tiên ựể ựảm bảo năng suất

Trong quá trình chăm sóc mắa ựể cây hấp thụ phân bón ựược tốt, hạn chế bốc hơi và chống ựổ do bão gió Người ta thường sử dụng cầy vun gốc

cho mía khi ñã ñủ mật ñộ cây ðể ño ñược H ta sử dụng thước lá, ño trên 10 luống mía liên tiếp cho cả hai loại ruộng mía: mía thường và mía thâm canh cao (TCC)

Bảng 1.1 ðộ mấp mô ruộng mía sau thu hoạch

thường 100 6 7 5 6 8 10 6.5 9 11 8 7.65 TCC 140 17 16 17 14 16 13 17 15 16 16 15.7

ðộ mấp mô mặt ñồng ảnh hưởng rất lớn ñến sự chuyển ñộng ổn ñịnh của liên hợp máy và do ñó ảnh hưởng rất lớn ñến chất lượng băm thái

1.3.2 Khối lượng ngọn lá mía sau thu hoạch trên ñồng

Ngọn lá mía sau thu hoạch ñược phân bố trên mặt ruộng không có quy luật và rất không ñều Kích thước và số lá mía trên cây; khối lượng ngọn lá mía sau thu hoạch phụ thuộc rất nhiều yếu tố: giống mía, mức ñộ ñầu tư chăm sóc, mật ñộ cây mía trên ñơn vị diện tích Trong ñiều kiện nước ta hiện nay, công việc thu hoạch chủ yếu là lao ñộng thu công nên sự phân bố ngọn lá mía sau thu hoạch trên ñồng ruộng phụ thuộc chủ yếu vào thói quen, tập quán của người lao ñộng

Hiện nay các vùng trồng mía chủ yếu một số giống mía như sau: MI 55-177, Quế ðường 11 (Qð 11), Việt ðường 85, Roc 10, Roc 16 Căn cứ các ñặc ñiểm sinh học và ñiều kiện thực tế chúng tôi chọn 3 loại giống ñiển hình là MI 55-177, Qð11 và Roc 10

1.3.2.1 Xác ñịnh kích thước lá mía

Sử dụng thước lá ño vị trí rộng nhất của lá, ño chiều dài tất số lá mía trên cây, ñặc biệt lưu ý ño phần bẹ lá và ngọn còn lại sau ñó tính giá trị trung bình theo công thức:

n

bb

n

1 i i tb

n

1 i i tb

bi, li là chiều rộng và chiều dài của lá thứ i

Bảng 1.2 Kết quả thu ñược trên một số giống mía trồng phổ biến như sau:

STT Giống mía Chiều dài bẹ

(cm)

Chiều dài lá (cm)

Kết quả trên cho thấy:

Bề rộng lá mía của các giống mía khác nhau không nhiều Chiều dài

bẹ lá còn lại từ 20-27cm, giữa bẹ lá có phần thắt lại dễ bị gãy do ñó phần bẹ lá

dễ bị tách khỏi phần lá dưới tác ñộng cơ học

1.3.2.2 Khoảng cách giữa các luống mía

Khoảng cách giữa các luống mía ñược tính bằng công thức sau:

Btb: Khoảng cách giữa các luống mía (m)

L: Khoảng cách giữa các luống thứ nhất ñến luống thứ n của ruộng mía (m)

1.3.2.3 Số lượng ngọn lá mía trên 1 ñơn vị diện tích sau thu hoạch (ha)

Giả thiết sau thu hoạch ruộng giữ nguyên hiện trạng, ngọn lá mía không bị lấy ñi làm thức ăn cho trâu bò Số lượng lá mía tính theo công thức sau:

10000.B

aA

am: Số lượng cây mía trên 1m chiều dài luống mía

Btb: Khoảng cách trung bình của các luống mía

1.4 Tình hình xử lý ngọn lá mía trên thế giới và ở Việt Nam

Tình hình xử lý ngọn lá mía trên thế giới và ở nước ta – Ưu ñiểm của các phương pháp xử lý ngọn lá mía hiện nay

Ngọn lá mía sau khi thu hoạch cần phải ñược xử lý càng sớm càng tốt

ñể tạo ñiều kiện cho mía gốc nảy mầm, hoặc ñảm bảo cho việc tiến hành các công việc chăm sóc mía lưu gốc, cày phá gốc mía, vệ sinh ñồng ruộng phục

vụ cho chu kỳ trồng mía tiếp theo ñược thuận tiện

Có nhiều phương pháp xử lý ngọn lá mía khác nhau tuỳ thuộc vào tập quán, kỹ thuật canh tác, trình ñộ công nghệ, khả năng ứng dụng cơ giới của từng ñịa phương, lãnh thổ, các vùng trồng mía khác nhau trên thế giới

1.4.1 Phương pháp ñốt lá mía

Có hai hình thức: ñốt trước và sau khi thu hoạch

- ðốt trước thu hoạch áp dụng nhiều ở các nước có trình ñộ cơ giới hóa cao, vùng mía tập trung chuyên canh lớn, không sử dụng phần ngọn làm hom giống Trước khi thu hoạch người ta ñốt lá ñể việc thu hoạch ñược dễ dàng Ở một mức ñộ nào ñó còn giảm chi phí vận chuyển về nhà máy do ñốt mía ñã mất ñi một lượng nước ñáng kể Phương pháp này ñược sử dụng nhiều

ở CuBa, các nước Nam Mỹ …

- ðốt sau khi thu hoạch: Là hình thức phổ biến nhất, ở nước ta và một

số các nước trên thế giới hiện nay chủ yếu sử dụng phương pháp này Ruộng mía sau thu hoạch từ 5 ñến 10 ngày thì ngọn lá mía khô người ta ñốt ngọn lá mía vào buổi chiều tối ít gió ñể ñảm bảo ngọn lá mía ñược cháy triệt ñể và hạn chế hỏa hoạn có thể xảy ra

* Ưu ñiểm của phương pháp ñốt là nhanh gọn triệt ñể dễ làm giải phóng nhanh mặt ñồng, ít tốn lao ñộng và không cần ñầu tư Ngoài ra ñốt lá còn diệt trừ ñược mầm mống sâu bênh, làm tăng nhiệt ñộ ñất Nhiệt ñộ ñất tăng thúc ñẩy việc hút thức ăn và quá trình tái sinh của mía gốc nếu ñiều kiện thời tiết thuận lợi ñủ ẩm Mía gốc tái sinh sớm, nhanh và mạnh, tỷ lệ tái sinh cao là những yếu tố cơ bản ñầu tiên ñảm bảo năng suất mía cao

Hình 1.4 - Ảnh quang cảnh ñốt ngọn lá mía trên mặt ñồng sau thu hoạch

Mặt khác, ñốt lá còn làm tăng ñộ pH, tăng hàm lượng một số nguyên

tố khoáng, ñặc biệt là Kali [32]

Ở Brazil, thông báo rằng: ñốt lá là một biện pháp phổ biết vì nếu khong ñốt một khối lượng lá mía và cỏ (10 – 15 tấn/ha) sẽ gây khó khăn và làm chi phí lao ñộng tăng thêm cho việc cày chăm sóc Mặt khác, năng suất mía trong trường hợp không ñốt có thể bị giảm so với ñốt nếu không thêm phân ñạm mà giá thành phân ñạm lại rất cao

* Nhược ñiểm chủ yếu của phương pháp ñốt là làm mất ñi một khối lượng khá lớn các chất hữu cơ có thể trả lại cho ñất hàng năm làm cho ñất trở nên chai cứng, khó cày bừa hủy hoại một lượng lớn vi sinh vật có ích ñặc biệt

là trong ñiều kiện thời tiết khô hạn, ñộ ẩm không khí thấp kéo dài và thiếu nguồn nước tưới các ruộng mía lưu gốc dễ bị chết gốc mía ðây cũng chính là nguyên nhân làm giảm khả năng sản xuất của ñất và làm thoái hóa ñất Ngoài

ra ñốt lá còn ñược coi là một nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường và dễ xảy

ra hỏa hoạn do làm tăng lượng khắ CO và O3 trong khắ quyển [27] Theo quan ựiểm phát triển nông nghiệp bền vững Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường, Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn khuyến cáo không dùng biện pháp ựốt ngọn lá mắa sau thu hoạch đặc biệt ở vùng mắa nguyên liệu của Công ty Mắa ựường Lam Sơn (Thanh Hóa) ựã có chủ trương và chắnh sách cụ thể khuyến khắch, hỗ trợ các chủ hộ trồng mắa giữ lại ngọn là mắa làm phân và vật liệu chu phủ giữ ẩm [7]

1.4.2 Dọn lá mắa bằng thủ công

Là phương pháp dồn lá mắa thành ựống, bó thành từng bó và vận chuyển ra ngoài hoặc vận chuyển từ hành mắa chưa chăm sóc sang hàng mắa

ựã cày bón phân chăm sóc theo kiểu luân phiên

Sau khi ựã hoàn thành các công việc làm ựất hoặc chăm sóc như: cày, lọc gốc, bón phân, mắa kết thúc giai ựoạn tái sinh hoặc kết thúc việc trồng mới, ngọn lá mắa lại ựược ựưa trở lại ruộng mắa ựể che phủ, sau ựó sẽ ựược vùi vào trong ựất khi cày vui gốc, chăm sóc cho mắa

Ở Ấn độ người ta không vận chuyển ngọn lá mắa ra ngoài mà ựào các rãnh sâu giữa các luống mắa Ngọn lá mắa ựược dồn vào rãnh này trộng với phân lân trở thành nguồn phân hữu cơ bón cho mắa

- Ưu ựiểm của phương pháp này là ựơn giản dễ làm, sử dụng lao ựộng thủ công, chủ ựộng hoàn toàn về thời gian Ruộng mắa ựược che phủ ngọn lá mắa ựược giữ ẩm rất tốt, hạn chế ựược cỏ dại, thực tế cho thấy nếu phủ giữ ẩm tốt có thể giảm ựược một lần làm cỏ Phương pháp này ựã ựược sử dụng ở các vùng nguyên liệu của nhà máy đường Việt Nam Ờ đài Loan như ở Nông trường Hà Trung, Nông trường Vân Du (Thanh Hóa) và trong một số vùng phắa Nam với quy mô hẹp và ựơn lẻ

- Nhược ựiểm: Tốn nhiều công lao ựộng phải vừa gom vừa vận chuyển qua lại với khối lượng lớn (20 Ờ 25 tấn x 2 lần), phải chi phắ khoảng

từ (15 Ờ 20) công/ha, không ựáp ứng ựược yêu cầu thời vụ của canh tác mắa

Lượng lá mía tập trung trong mùa khô hanh dễ xảy ra hỏa hoạn Lá mía còn nguyên nên khả thấm nước, khả năng xâm nhập của các loại vi khuẩn khó hơn nên thời gian phân hủy lâu hơn Nếu thiếu ñộ ẩm thì việc cày bừa chăm sóc sẽ gặp khó khăn Vì vậy phương pháp này chỉ áp dụng cho những ruộng mía nhỏ ñơn lẻ

1.4.3 Làm nát ngọn lá mía ngay trên mặt ñồng bằng cày chảo hay bừa ñĩa nặng hoặc phay

Ruộng mía sau khi thu hoạch người ta sử dụng cày chảo hoặc bừa ñĩa nặng hoặc phay (phổ biến là dùng bừa ñĩa nặng) liên hợp với máy kéo MTZ 50/80 ñi lại nhiều lần ngang dọc cho ñến khi ngọn lá mía ñược băm nát trộn với ñất, sử dụng cày trụ không bị ùn cản là ñược Phương pháp này ñược sử dụng nhiều ở Nông trường Hà Trung (Thanh Hóa) và một số nơi

- Ưu ñiểm: ñơn giản, dễ thực hiện, sử dụng trang thiết bị hiện có mà không cần phải ñầu tư trang thiết bị mới Ngọn lá mía ñược băm, trộn với ñất nên thời gian phân hủy nhanh hơn

- Nhược ñiểm: Chi phí cao do phải thực hiện nhiều lượt, thực tế khảo sát tại Nông trường Hà Trung (Thanh Hóa) cho thấy phải bừa trung bình 7 – 8 lượt mới ñảm bảo yêu cầu (tương ñương với 2,5 – 3 ha TC) Thời gian thực hiện lâu ảnh hưởng ñến yêu cầu thời vụ khẩn trương của việc làm ñất trồng mía Liên hợp máy ñi lại nhiều lần trên mặt ñồng gây nén ñất không phù hợp với yêu cầu của quy trình làm ñất tối thiểu hiện nay với máy theo nguyên lý phay khi gặp lớp ngọn lá mía thì máy bị nâng dần lên, ñộ sót lớn Mặt khác phương pháp này chỉ sử dụng ñược cho những ruộng mía phá gốc trồng lại

Vì vậy phương pháp này ñược khuyến cáo ít sử dụng

1.4.4 Phương pháp liên hợp máy thu hoạch cây – ngọn lá mía

Theo phương pháp này ngọn lá mía cùng với thân cây mía ñược máy thu hoạch cùng lúc Khi vào máy phần ngọn lá mía ñược tách riêng và ñược làm nát phun ra trên mặt ñồng thành những búi nhỏ hoặc ñược cắt thành

những ñoạn ngắn (15–20 cm) không cản trở quá trình làm ñất hay chăm sóc mía lưu gốc

Phương pháp này ñược sử dụng nhiều ở Cu Ba và các nước Nam Mỹ trước ñây

- Ưu ñiểm: là phương pháp liên hợp chi phí năng lượng thấp, máy ñi lại

ít lượt trên mặt ñồng có thể áp dụng phương pháp làm ñất tối thiểu

- Nhược ñiểm: Yêu cầu trình ñộ cơ giới hóa cao, trang thiết bị máy móc ñồng bộ quy hoạch ñồng ruộng tốt, do ñó chi phí ban ñầu lớn, công nghệ chế tạo hiện ñại, trình ñộ sử dụng cao Trong ñiều kiện nước ta chưa có khả năng

áp dụng phương pháp này

1.4.5 Phay cuốc vùi

Phay cuốc vùi là loại máy do Cộng hòa Pháp chế tạo ñược Công ty ñường Bourrbon Tây Ninh ñưa và thử nghiệm trong vụ mía ñường 2000 –

2001 Nguyên tắc của nó là sử dụng mặt ñồng ñể làm tấm kê, lưỡi cắt ñược bố trí trên cơ cấu 4 khâu Khi làm việc lưỡi cắt bổ từ trên xuống như ñộng tác

Hình 1.5 - Ảnh thu hoạch mía bằng máy liên hợp

cuốc ựất Ngọn lá mắa ựược chặt ra thành từng khúc hoặc ựược dắ sâu xuống ựất đây là phương pháp liên hợp vừa băn thái lá mắa vừa làm ựất

- Ưu ựiểm: Máy thực hiện cùng lúc hai công ựoạn Ờ phù hợp với yêu cầu của nguyên lý làm ựất tối thiểu Ngọn lá mắa vừa ựược cắt vừa ựược vùi dưới ựất nên có thể rút ngắn thời gian phân hủy giải quyết ựược tắnh căng thẳng thời vụ trồng mắa, chi phắ lao ựộng thấp

- Nhược ựiểm: Kết cấu phức tạp, ựòi hỏi công nghệ chế tạo tiên tiến, nguồn ựộng lực yêu cầu phải lớn do ựó phải chi phắ ựể trang bị lại nguồn ựộng lực, giá máy cũng rất cao Máy chỉ làm việc tốt ở vùng ựất nhẹ và cũng phải

ựi lại nhiều lần mới ựạt yêu cầu vì thế khả năng áp dụng ựại trà bị hạn chế

1.4.6 Sử dụng cày một lưỡi liên hợp với máy kéo cỡ lớn cày sâu từ 40 Ờ 50

cm kết hợp với lao ựộng thủ công vùi lấp toàn bộ ngọn lá mắa xuống ựất và tười nước

đây là phương pháp 1 giai ựoạn Liên hợp máy tạo thành rãnh sâu dùng lao ựộng thủ công dồn lá mắa xuống rãnh của ựường cày trước ựể ựường cày tiếp theo lấp lại Hệ thống máy này ựã ựược Công ty ựường Việt Nam Ờ đài

Hình 1.6 - Ảnh máy cuốc vùi của Pháp

Loan (Thanh Hóa) nhập vào dùng thử tại vùng nguyên liệu của Công ty như nông trường Hà Trung, Thạch Quảng, xã Thành Tâm (Thạch Thành) …

- Ưu ñiểm: Ngọn lá mía ñược vùi sâu có ñủ ñộ ẩm thúc ñất quá trình phân hủy nhanh hơn Máy ñi lại trên ñồng ít lần, và cày sâu tạo ñiều kiện tốt

ñể thực hiện quy trình làm ñất tối thiểu Tốc ñộ làm ñất nhanh ñáp ứng yêu cầu thời vụ trồng mía

- Nhược ñiểm: Chỉ sử dụng ñược ở diện tích mía phá gốc trồng lại, tầng ñất canh tác phải dày và không có ñá ngầm Trang thiết bị ñộng lực có công suất quá lớn, ñắt tiền (máy kéo công suất từ 200 – 250CV), công nghệ chế tạo cao ðối với nước ta diện tích trồng mía thường manh mún, các vùng quy hoạch trồng mía chủ yếu là vùng ñồi trung du có nhiều ñá ngầm kinh tế còn khó khăn, do ñó khả năng áp dụng phương pháp này chưa phù hợp

1.4.7 Phương pháp băm thái ngọn lá mía

Sử dụng máy băm thái ngọn lá mía ñể băm thái và rải sản phẩm trên mặt ñồng có bộ phận làm việc gồm roto trên có lắp dao bằng khớp bản lề Khi làm việc roto quay dưới tác dụng của mômen truyền tới từ trục thu công suất của máy kéo, ngọn lá mía sẽ ñược băm thái và tung sản phẩm thái ra mặt ñồng Trong thời gian qua ñã có nhiều cơ quan ñơn vị ñầu tư nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm loại máy này Viện Cơ ðiện nông nghiệp ñã thiết kế mẫu băm thái kiểu hai giai ñoạn: Giai ñoạn 1 vơ gom vật liệu, giai ñoạn 2 cát thái Mẫu máy có ưu ñiểm là cắt tốt nhưng bộ phận gom thường bị sót và hay hỏng Mẫu máy ñã thử nghiệm tại Nông trường Hà Trung (Thanh Hóa) nhưng chưa ñược người sử dụng chấp nhận

Khoa Cơ ðiện – trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã thiết kế mẫu máy băm thái BTLM-1,2 theo nguyên lý lắp dao khớp bản lề trên roto, có chiều quay ngược với chiều quay của phay ñất Qua các lần thử nghiệm tại trại giống mía của Công ty Cổ phần Mía ðường Lam Sơn (Thanh Hóa) cho thấy mẫu máy ñã khắc phục ñược các nhược ñiểm ở một số mẫu máy khác

Máy ñáp ứng các yêu cầu cơ bản của khâu băm thái lá mía và ñã ñược hội ñồng nghiệm thu cấp nhà nước công nhận Song do thời gian còn hạn chế việc nghiên cứu ñể hoàn thiện thiết kế và công nghệ chưa ñược ñầu tư thích ñáng

ðể mẫu máy này sớm chuyển giao vào sản xuất cần nghiên cứu tiếp ñể hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo mẫu máy

Nhận xét:

- Cây mía tiếp tục ñược quan tâm ñầu từ phát triển trong thời gian tới, Muốn tăng năng suất, giảm giá thành ñể tăng khả năng cạnh tranh của ngành mía ñường nước ta với các nước trong khu vực và trên thế giới cần phải ñầu

tư cơ giới hóa canh tác mía cùng với các biệp pháp thâm canh và ứng dụng các tiến bộ khoa học khác như sinh học, hóa học …

- Nhu cầu sử dụng ngọn lá mía ñể làm phân bón, che phủ ñất tăng lượng mùn hữu cơ, bổ xung các nguyên tố khoáng cải tạo ñất và tăng khả

Hình 1.7- Ảnh mẫu máy băm thái lá mía BTLM-1,2

năng canh tác của ñất trồng mía, bảo vệ tài nguyên ñất là rất cần thiết ñang ñược Nhà nước, ngành mía ñường và người trồng mía quan tâm ñặc biệt

- Trong ñiều kiện tự nhiên, kinh tế, trình ñộ công nghệ, tập quán canh tác và khả năng lao ñộng của nước ta hiện nay, phương pháp xử lý ngọn lá mía bằng công cụ băm thái và rải sản phẩn trên mặt ñồng như máy BTLM-1,2 của trường ðại học nông nghiệp Hà nội có tính khả thi cao hơn các giải pháp khác và ñược các cơ sở trồng mía ñón nhận

CHƯƠNG 2 KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BĂM THÁI LÁ MÍA BTLM-1,2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP HOÀN THIỆN THIẾT KẾ VÀ CÔNG NGHỆ MẪU MÁY 2.1 Kết cấu và nguyên lý làm việc của máy băm thái lá mái BTLM – 1,2

2.1.1 Kết cấu của máy băm thái lá mía BTLM – 1,2

Máy có bộ phận băm thái kiểu dao búa lắp trên rôto trục ngang treo sau máy kéo MTZ.80/82 Khi băm thái ngọn lá mía, các dao cắt có thể cắt nhỏ và

vò dập nát ngọn, lá mía sau ñó trải ñều trên mặt ñồng Kết cấu của máy ñược biểu diễn trên hình 2.1

Máy băm thái lá mía BTLM -1,2 gồm các bộ phận sau:

1 Khung máy 2 Bộ truyền bánh răng côn

Hình 2.2 - Mô hình máy băm thái lá mía 2.1.2 Nguyên lý làm việc

Bộ phận công tác nhận nguồn ñộng lực từ máy kéo qua truyền ñộng bánh răng công 2 vào trục chủ ñộng 3, truyền ñộng từ trục 3 sang trục 7 nhờ bộ truyền ñộng xích 4 Làm cho trống 8 trên ñó có lắp các dao cắt 9 quay theo ngược chiều với chiều phay ñất Dưới tác dụng của lực ly tâm các dao ñược duỗi thẳng ra ở vị trí làm việc theo hướng ñường kính ngoài của trống quay Khi dao ñi xuống ở vị trí thấp nhất sẽ gặp vật liệu cắt (ngọn lá mía) và vơ vật

liệu lên ñến tấm kê và thực hiện nhiệm vụ cắt nhỏ vật liệu rồi phun về phía sau như hình 2.2

2.1.3 Những ưu nhược ñiểm của mẫu máy BTLM – 1,2

2.1.3.1 Ưu ñiểm

Qua nhiều thí nghiệm ta thấy máy BTLM-1,2 có những ưu ñiểm sau:

- Về nguyên lý hoạt ñộng của máy theo kiểu các dao ñược lắp lỏng trên trống quay theo chiều phay ngược có nhiều ưu việt hơn so với các nguyên lý của các máy khác Kết quả khảo nghiệm mãu máy BTLM-1,2 cho trên bảng 2.1

Hình 2.3 - Ảnh mẫu máy thí nghiệm ñang làm việc

Bảng 2.1 Kết quả khảo nghiệm của máy

m

V

V )

Lượng cung cấp (Kg/s)

Chiều dài TB ñoạn thái (mm)

ðộ dập nát (%)

Lượng sản phẩm không ñạt yêu cầu (kg/m2)

Tình trạng ñộng cơ

Ghi chú

I (0,576) 46.87 0.829 155 100 0.02 Bình

thường

ðạt yêu cầu

II (1,05) 25.7 1.512 197 100 0.18 Bình

thường

ðạt yêu cầu

III (1,7) 15.88 2.448 232 100 0.25 Bình

thường

ðạt yêu cầu

m

V

V )

Lượng cung cấp Kg/s

Chiều dài TB ñoạn thái (mm)

ðộ dập nát (%)

Lượng sản phẩm không ñạt yêu cầu (kg/m2)

Tình trạng ñộng cơ

Ghi chú

thường

ðạt yêu cầu

thường

Máy rung Kết quả thử nghiệm cho thấy:

Ở chế ñộ Vd = 27 m/s máy làm việc ñảm bảo yêu cầu kỹ thuật ở số truyền I, II, III Ở số truyền IV sản phẩm sau khi băm thái bị sót nhiều do chế

ñộ ñộng học không ñúng

Ở chế ñộ Vd = 34 m/s chỉ thử nghiệm ở số truyền III và IV máy làm việc ñạt yêu cầu, ở số truyền IV máy làm việc rung hơn do kết cấu chưa hợp lý

Xem xét mặt ñồng sau khi băm thái một lượt, tiến hành lấy mẫu ñánh giá chất lượng băm thái Ta có kết quả như bảng sau

Bảng 2.3 Chất lượng băm thái

34)cm (kg)

(20-<

20cm (kg)

Tỷ lệ của K so với tổng

số (%)

Bề rộng trung bình (cm)

ðộ dập nát (%)

Số gốc

bị dập

Số lượng sản phẩm thu hồi ñược trung bình là 1.086 kg/m2 ñạt 90,5%

so với khối lượng ngọn lá mía xác ñịnh trước khi tiến hành băm thái ñiều ñó chứng tỏ 9,5% khối lượng lá mía ñã bị nát vụn trộn vào trong ñất

Gần 40% khối lượng ñoạn băm thái ñược trộn ñất và hơn 80% khối lượng ñoạn băm thái ñược băm nát Bề rộng trung bình của ñoạn sản phẩm sau khi băm thái là 2.73 cm chứng tỏ 100% sản phẩm ñã ñược nứt dọc Ruộng mía sau khi băm thái ñủ ñiều kiện ñể tiến hành các khâu canh tác tiếp theo

Số lượng gốc mía hư hại: (những gốc mía bị vỡ, dập, lốc …) nằm trong khoảng cho phép 4 gốc/10m dài Một số gốc bị cắt phần ruột, phần vỏ còn lại khi xem xét không bị hư hại vẫn còn khả năng nảy mầm