tính toán thiết kế máy bóc vỏ đậu phộng năng suất 1000 kg h

Một số nghành quan trọng nhiều lợi nhuận vẫn còn sản xuất thủ công, như ngành bóc vỏ đậu phộng năng suất vẫn còn thấp, hoặc các máy bóc vỏ trên thị trường có giá quá đắt khôn

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

ThS Trương Văn Thảo Trần Cửu Châu (MSSV:1117632)

Tháng 05/2015

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ ===== O0O =====

Cần Thơ, ngày 06 tháng 01 năm 2015

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

HK: 2 NĂM HỌC: 2014-2015

1 Họ và tên sinh viên: Trần Cửu Châu MSSV: 1117632

Ngành: Cơ Khí Chế Biến Khóa: 37

2 Tên đề tài: Tính toán và thiết kế máy bóc vỏ đậu phộng năng suất 1000 kg/h

3 Thời gian thực hiện: 12/01/2015 đến 08/05/2015

4 Cán bộ hướng dẫn: ThS Trương Văn Thảo - GVC, BMKTCK - KCN- ĐHCT

5 Địa điểm thực hiện: Khoa Công Nghệ - ĐHCT

6 Mục tiêu của đề tài:

 Mục tiêu tổng quát: Tính toán và thiết kế máy bóc vỏ đậu phộng năng suất

1000 kg/h

 Mục tiêu cụ thể:

+ Xử lý số liệu và tính toán thiết kế máy

+ Hoàn thành bản vẽ và thuyết minh

7 Giới hạn của đề tài: Nghiên cứu tính toán thiết kế máy bóc vỏ đậu phộng năng

suất 1000 kg/h

8 Các yêu cầu hỗ chợ cho việc thực hiện đề tài: Xưởng máy nông nghiệp, Khoa

Công Nghệ - Đại Học Cần Thơ

9 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài:

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin gửi lời cám ơn đến cha, mẹ và những thành viên trong gia đình đã luôn ủng hộ, lo lắng, quan tâm và giúp đỡ cho em trong suốt quá trình học tập cũng như trong suốt thời gian em bắt đầu đến khi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy Trương Văn Thảo, khoa Công Nghệ trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ cho em trong suốt quá trình em học tập cho đến lúc hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất cả các thầy cô của trường Đại Học Cần Thơ đã truyền đạt cho em những kiến thức hữu ích để em có thể áp dụng vào việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Em xin gửi lời cám ơn các tác giả, các thầy cô trong các tài liệu tham khảo

đã đúc kết và sàng lọc những kiến thức quý báu để em có thể áp dụng vào đề tài mình nghiên cứu

Cuối cùng, em xin gửi lời biết ơn đến các bạn học cùng lớp Cơ Khí Chế Biến, khóa 37 của Khoa Công Nghệ, trường Đại Học Cần Thơ đã giúp đỡ tận tình cho em lúc học tập cũng như trong suốt quá trình nghiên cứu luận văn tốt nghiệp

Luận văn tốt nghiệp đã giúp em cô đọng và vận dụng được những kiến thức được biết, được học trong những năm tháng được đào tạo tại trường Tuy nhiên do vẫn còn nhiều hạn chế về thời gian, kiến thức của bản thân và kinh nghiệm thực tiễn nên luận văn không tránh khỏi những sai sót Rất mong được sự góp ý khắc phục của quý thầy, cô và các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn

Cần Thơ, ngày 11 tháng 05 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Trần Cửu Châu

LỜI NÓI ĐẦU

Cây đậu phộng (cây lạc) là một trong những loại cây thực vật quan trọng được trồng ở nhiều nước trên thế giới Đậu phộng được trồng nhiều nhất ở: Ấn Độ, Trung Quốc, Mỹ và Châu Á Châu Á chiếm 60% diện tích trồng và 70% sản lượng đậu phộng của thế giới

Ở Việt Nam từ lâu cây đậu phộng đã trở thành một trong những loại cây công nghiệp có giá trị xuất khẩu quan trọng Được trồng nhiều ở đồng bằng và trung

du Bắc Bộ, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh

Về mặt sử dụng cây đậu phộng có thể được ăn theo nhiều cách: rang, luộc, giã nhỏ, ép dầu Đậu phộng là một trong những nguyên liệu quan trọng nhất để chế biến dầu thực vật, được sử dụng thay thế cho mỡ động vật có ảnh hưởng không tốt cho sức khỏe con người Thế kỷ 19 ở châu Âu đã xuất hiện kỹ nghệ ép dầu đậu phộng là tiền đề cho các ngành công nghiệp dầu thực vật sau này

Việc gieo trồng chăm sóc thu hoạch và sơ chế cây đậu phộng hiện nay đã có nhiều cải tiến, năng suất cây đậu phộng cũng tăng theo thời gian nhờ các nghiên cứu

về giống cây đậu phộng Tuy nhiên ở Việt Nam thì canh tác cây đậu phộng năng suất vẫn chưa tương xứng với tiềm năng phát triển của nó Và việc sơ chế cây đậu phộng vẫn còn thủ công nên năng suất không cao Đặc biệt là bóc vỏ hạt đậu phộng, nhiều nơi người dân vẫn còn bóc vỏ đậu phộng bằng tay tiêu tốn nhiều thời gian và năng suất thấp nên việc tiến hành tính toán thiết kế máy bóc vỏ đậu phộng năng

1000 kg/h là cần thiết

TÓM TẮT

Việt Nam là một nước nông nghiệp đang trên con đường xây dựng và áp dụng các tiến bộ khoa học vào nghành trồng trọt và chăn nuôi Tuy nhiên, để cơ giới hóa nông nghiệp thì vẫn cần nhiều thời gian hoàn thiện và phát triển Một số nghành quan trọng nhiều lợi nhuận vẫn còn sản xuất thủ công, như ngành bóc vỏ đậu phộng năng suất vẫn còn thấp, hoặc các máy bóc vỏ trên thị trường có giá quá đắt không phù hợp với các hộ gia đình sản xuất nhỏ lẻ Thế nên em đã chọn đề tài tính toán thiết kế máy bóc vỏ đậu phộng năng suất 1000 kg/h để làm luận văn tốt nghiệp của mình

Đề tài được thực hiện nhằm tăng năng suất bóc vỏ đậu phộng, giảm giờ công làm việc cho người lao động tăng chi phí sản xuất Làm tiền đề cho các nghiên cứu

về máy bóc trong tương lai

Để đạt được những mục tiêu đặt ra, em đã tiến hành khảo sát các quy trình gieo trồng, chăm sóc, thu hoạch và tham khảo các thiết kế về máy bóc vỏ đậu phộng trên thị trường, tiến hành mua mẫu làm các thí nghiệm để lấy số liệu cho việc tính toán Từ các kết quả thu được trong quá trình thí nghiệm, tiến hành phân tích và kết hợp với các tài liệu tham khảo, máy bóc vỏ đậu phộng được tính toán và thiết kế dựa trên nguyên lý bóc vỏ kiểu hai trục cao su

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Thực trạng của đề tài 1

1.3 Tính cấp thiết của đề tài 2

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3

2.1 Sơ lược về cây đậu phộng 3

2.1.1 Nguồn gốc 3

2.1.2 Tình hình sản xuất cây đậu phộng 4

2.1.2.1 Trên thế giới 4

2.1.2.2 Ở Việt Nam 5

2.1.3 Đặc tính thực vật của cây đậu phộng 6

2.1.3.1 Rễ đậu phộng 6

2.1.3.2 Thân và cành 6

2.1.3.3 Lá đậu phộng 7

2.1.3.4 Hoa và quả 7

2.2 Các bước tiến hành thực hiện đề tài 7

2.2.1 Lược khảo tài liệu 7

2.1.2 Tiến hành các thí nghiệm lấy số liệu 7

2.2.2.1 Đo độ dài hạt đậu phộng 7

2.2.2.2 Đo đường kính hạt đậu phộng 8

2.2.2.3.Đo lực phá vỡ hạt đậu phộng 9

2.2.2.4 Đo độ ẩm của hạt đậu phộng 9

2.3 Cơ sở lý thuyết của quá trình bóc vỏ 10

2.3.1 Công dụng và phạm vi ứng dụng 10

2.3.2 Va đập nhiều lần 10

2.3.3 Nén và ma sát 11

2.3.4 Dịch trượt 11

2.3.5 Ma sát 11

2.4 Một số công thức liên quan 11

2.4.1 Quan hệ kích thước của cặp trục bóc vỏ 11

2.4.2 Đường đi của hạt qua khe ép 13

2.4.3 Lực ép và lực chà xát 15

2.5 Một số loại máy bóc vỏ đậu phộng có trên thị trường hiện nay 18

2.5.1 Các loại máy bóc vỏ thông dụng 18

2.5.1.1 Máy bóc vỏ kiểu thanh đập 18

2.5.1.2 Máy bóc vỏ kiểu hai đĩa (hai thớt cối) 19

2.5.1.3 Máy bóc vỏ kiểu hai trục 21

2.5.1.4 Máy bóc vỏ kiểu Trục – Băng 22

2.5.1.5 Máy bóc vỏ kiểu Tang Côn 23

2.5.1.6 Máy bóc vỏ nhiều đĩa trục quay thẳng đứng 24

2.5.2 Máy bóc vỏ đậu phộng trên thị trường của Trung Quốc 26

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY 27

3.1 Tính toán thiết kế bộ phận bóc vỏ hạt đậu 28

3.2 Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động 32

3.2.1 Xác định công suất máy bóc vỏ, chọn động cơ 32

3.2.2 Tính toán thiết kế bộ truyền đai 33

3.2.2.1 Tính đai trục nhanh 33

3.2.2.2 Tính đai trục chậm 35

3.2.2.3 Tính đai trục cuốn 38

3.3 Tính toán thiết kế trục 41

3.3.1 Chọn vật liệu làm trục 41

3.3.2 Tính sơ bộ đường kính các trục 41

3.3.3 Tính gần đúng 42

3.3.4 Tính chính xác trục 57

3.4 Tính toán thiết kế then 78

3.4.1 Tính toán thiết kế then trục nhanh 78

3.4.2 Tính toán thiết kế then trục chậm 80

3.4.3 Tính toán thiết kế then trục cuốn 82

3.5 Thiết kế gối đỡ trục 82

3.5.1 Gối đỡ trục nhanh 82

3.5.2 Gối đỡ trục chậm 84

3.5.3 Gối đỡ trục cuốn 86

3.6 Tính chọn các thiết bị phụ 88

3.6.1 Tính chọn quạt ly tâm 88

3.6.2 Đùm rulô 90

3.6.3 Thân máy 91

3.6.4 Phễu nạp liệu 92

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 93

4.1 Kết quả 93

4.2 Thảo luận 93

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94

5.1 Kết luận 94

5.2 Kiến nghị 94

PHỤ LỤC 1 95

PHỤ LỤC 2 95

PHỤ LỤC 3 98

PHỤ LỤC 4 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

MỤC LỤC HÌNH

Hình 2.1 Phương pháp đo chiều dài hạt đậu 8

Hình 2.2 Thước kẹp 8

Hình 2.3 Thiết bị đo lực phá vỡ hạt đậu phộng 9

Hình 2.4 Cân đo ẩm độ 10

Hình 2.5 Sơ đồ xác định quan hệ kích thước của cặp trục bóc vỏ 12

Hình 2.6 Sơ đồ tách vỏ khi hạt đi qua khe ép 14

Hình 2.7 Sơ đồ xác định đại lượng biến dạng của lớp cao su bọc trục 17

Hình 2.8 Sơ đồ xác định đại lượng biến dạng lớn nhất của lớp cao su trục và lực ép 17

Hình 2.9 Máy bóc vỏ kiểu thanh đập 19

Hình 2.10 Máy bóc vỏ kiểu hai đĩa 20

Hình 2.11 Máy bóc vỏ hai trục cao su 21

Hình 2.12 Máy bóc vỏ kiểu trục – băng 22

Hình 2.13 Máy bóc vỏ kiểu tang côn 23

Hình 2.14 Máy bóc vỏ nhiều đĩa trục quay thẳng đứng 25

Hình 2.15 Máy bóc vỏ đậu phộng của Trung Quốc trên thị trường 26

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý máy bóc vỏ đậu phộng 27

Hình 3.2 Sơ đồ trục nhanh 43

Hình 3.3 Biểu đồ nội lực trục nhanh 47

Hình 3.4 Sơ đồ trục chậm 48

Hình 3.5 Biểu đồ nội lực trục chậm 52

Hình 3.6 Sơ đồ trục cuốn 53

Hình 3.7 Biểu đồ nội lực trục cuốn 57

Hình 3.8 Sơ đồ chọn ổ bi trục nhanh 83

Hình 3.9 Sơ đồ chọn ổ bi trục chậm 85

Hình 3.10 Sơ đồ chọn ổ bi trục cuốn 86

Hình 3.11 Thiết bị đo vận tốc gió 88

Hình 3.12 Quạt ly tâm 89

Hình 3.13 Đùm rulô 90

Hình 3.14 Thân máy 91

Hình 3.15 Phễu nạp liệu 92

CHƯƠNG I

1.1 Đặt vấn đề

Cây đậu phộng (cây lạc) là cây công nghiệp ngắn ngày, có giá trị kinh tế cao

và là một trong những cây lấy dầu quan trọng nhất của thế giới Cây đậu phộng được trồng ở nhiều nước trên thế giới như: Ấn Độ, Trung Quốc, Mỹ… Châu Á đứng đầu thế giới về diện tích và sản lượng (chiếm 60% diện tích trồng và 70% sản lượng của thế giới) Trong năm 2006 sản lượng đậu phộng ở Mỹ đạt 2,21 triệu tấn, ở Trung Quốc đạt 13,34 triệu tấn và ở Ấn Độ đạt 7,2 triệu tấn

Ở nước ta cây đậu phộng là cây trồng có giá trị xuất khẩu quan trọng, Việt Nam đứng hàng thứ năm về sản lượng trong số các nước trồng đậu phộng ở Châu

Á Cây đậu phộng được trồng nhiều ở Đông Bắc, Bắc Trung Bộ, Đông Nam Bộ và Tây Nguyên… Cây đậu phộng có vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp, nó không chỉ là cây hàng hóa mang lại lợi ích trước mắt mà còn là cây trồng chủ lực trong cơ cấu luân canh cải tạo đất bạc màu, mang lại hiệu quả lâu dài đảm bảo cho

sự phát triển nông nghiệp bền vững

Tuy nhiên việc canh tác, thu hoạch và chế biến hạt đậu phộng chưa được cơ giới hóa Điển hình là việc bóc vỏ hạt đậu phộng vẫn còn thủ công, máy bóc vỏ chưa đươc phổ biến năng suất không cao Vì vậy em đã tiến hành làm đề tài “Tính toán thiết kế máy bóc vỏ đậu phộng năng suất 1000 kg/h” cho luận văn tốt nghiệp của mình

1.2 Thực trạng của đề tài

Hiện nay, phần lớn các máy bóc vỏ đậu phộng trên thị trường được nhập khẩu từ nước ngoài như: Trung Quốc, Nhật Bản…, như máy bóc vỏ đậu phộng Trung Quốc năng suất 1000 kg/h, nhưng có giá thành khá cao không phù hợp với những hộ gia đình sản xuất nhỏ lẻ Một số loại máy được chế tạo trong nước, đã có mặt trên thị trường và khá phù hợp với điều kiện sản xuất nhỏ lẻ, như những chiếc máy bóc vỏ đậu phộng của anh Đào Kim Tường (Bình Định), hay anh Kiên Hùng (Trà Vinh) sáng chế đã đáp ứng được nhu cầu của thị trường Nhưng nhìn chung, các loại máy này vẫn còn nhiều hạn chế chưa đủ sức cạnh tranh với các sản phẩm ngoại Chính vì thế, nhằm làm đa dạng hóa các sản phẩm máy bóc vỏ đậu phộng để tăng sức cạnh tranh, việc tính toán, thiết kế máy bóc vỏ đậu phộng là điều cần thiết

1.3 Tính cấp thiết của đề tài

Với nhu cầu ngày càng cao của thị trường, nhằm tăng sức cạnh tranh của các

sản phẩm trong nước và đa dạng hóa sản phẩm máy bóc vỏ thì việc “Tính toán thiết

kế máy bóc vỏ đậu phộng năng suất 1000 kg/h” là cấp thiết

CHƯƠNG II

2.1 Sơ lược về cây đậu phộng

2.1.1 Nguồn gốc

Căn cứ trên các tài liệu về khảo cổ học, nhiều nhà khoa học đã xác định cây đậu phộng (cây lạc) được trồng cách đây 3200 – 3500 năm Cây đậu phộng được ghi vào sử sách từ thế kỷ XVI

Người da đỏ Inca ở Pêru đã đạt tới một nền văn minh nông nghiệp khá cao

và họ đã trồng đậu phộng suốt dọc các vùng ven biển Pêru

Từ thế kỷ XVI, người Bồ Đào Nha đã nhập cây đậu phộng vào bờ biển Tây Phi theo các thuyền buôn bán nô lệ Có lẽ cũng trong thời gian đó người Tây Ban Nha đã đưa cây đậu phộng từ bờ biển Mêxicô đến Philippin Từ đấy cây đậu phộng được trồng ở Trung Quốc, Nhật bản, Đông Nam Á, ấn Độ và bờ biển phía đông nước Úc Từ Đông Nam Á, (có lẽ từ Malayxia hoặc Srilanca), đậu phộng được đưa tới Mađagaxca và Đông Phi Như vậy, Châu Phi là nơi gặp gỡ của hai con đường lan tràn khác nhau của cây đậu phộng Tuy nước Mỹ ở rất gần quần đảo Antin và Mêxicô, nhưng cây đậu phộng lại đến nước này theo các đoàn nô lệ từ Tây Phi

Về mặt sử dụng, chắc chắn người Inđiêng đã biết ăn theo nhiều cách: rang, luộc, giã nhỏ, ép dầu Trung Quốc và Ấn Độ chắc cũng đã biết ép dầu trước khi kỹ nghệ ép dầu đậu phộng xuất hiện ở Châu Âu Ở Châu Âu năm 1800, đã xây dựng một số nhà máy ép dầu nhỏ để ép các hạt trong vùng Valenxia (Tây Ban Nha)

Sau khi xâm chiếm Xênêgan, Pháp đã chú ý tới khả năng phát triển đậu phộng ở vùng này để có thể nhập một lượng đậu phộng lớn dùng trong công nghiệp Nhà hóa học Pháp Roussean năm 1841 lần đầu tiên đã nhập vào Pháp một lượng 70 tấn đậu phộng cho nhà máy ép dầu ở Rouen Năm 1841 được coi là năm đánh dấu bước đầu việc sử dụng đậu phộng vào công nghiệp và buôn bán lớn trên thế giới Vào cuối thế kỷ XVIII cho tới đầu thế kỷ XX nhiều nhà máy ép dầu đậu phộng được xây dựng ở Pháp, Đức, Hà Lan để ép đậu phộng từ Châu Phi và Ấn Độ chở đến Ở Mỹ, đậu phộng giữ một vai trò quan trọng trong công nghiệp từ năm 1865

Ở nước Anh công nghiệp ép dầu đậu phộng phát triển từ đại chiến thế giới lần thứ hai

Ngày nay ngành công nghiệp ép dầu đậu phộng hiện đại được xây dựng ở các nước sản xuất đậu phộng thuộc Châu Phi, Châu Á

2.1.2 Tình hình sản xuất cây đậu phộng

2.1.2.1 Trên thế giới

Cây đậu phộng tuy đã được trồng lâu đời ở nhiều nước trên thế giới nhưng cho tới giữa thế kỷ XVIII, sản xuất đậu phộng vẫn có tính chất tự cung tự cấp cho từng vùng Cho tới khi công nghiệp ép dầu đậu phộng phát triển mạnh, việc buôn bán đậu phộng trở nên tấp nập và thành động lực thúc đẩy mạnh sản xuất đậu phộng

Khoảng 90% diện tích trồng đậu phộng tập trung ở lục địa Á Phi, ở Châu Á (60%) và Châu Phi (30%) Châu Á bao giờ cũng đứng đầu thế giới về sản lượng đậu phộng (chiếm trên 70% sản lượng đậu phộng của thế giới trong thời gian trước đại chiến thế giới thứ hai)

Trên 60% sản lượng đậu phộng thuộc về 5 nước sản xuất chính: Ấn Độ, (chiếm khoảng 31% sản lượng toàn thế giới), Trung Quốc (15%), Xênêgan, Nigiêria

và Mỹ Xênêgan là nước có diện tích trồng đậu phộng lớn (trên dưới 1.000.000 ha), chiếm 50% diện tích canh tác

Về năng suất, những nước có diện tích trồng đậu phộng lớn, lại có năng suất thấp và mức tăng năng suất không đáng kể trong thời gian qua Trong thời gian sau chiến tranh thế giới lần thứ hai, năng suất đậu phộng của châu Mỹ La Tinh giảm 2% trong khi ở Viễn Đông tăng 3%, Cận Đông 15%, châu Phi 19%, Bắc Mỹ 47%, châu

Âu 60% và châu Đại Dương 67% Một số nước sản xuất đậu phộng chính, mức tăng năng suất không nhiều Ấn Độ chỉ tăng 12%, Trung Quốc năng suất hầu như không tăng, Xênêgan tăng khoảng 10% Tình trạng chênh lệch năng suất giữa các nước rất đáng kể Trong khi năng suất đậu phộng của Ixraen trong 20 năm vẫn luôn ổn định ở mức trên dưới 35 tạ/ha (trên diện tích nhỏ đạt tới 65 tạ/ha) nhiều nước ở châu Phi

và châu Á chỉ đạt năng suất 5-6 tạ/ha

Tuy nhiên, số nước có năng suất dậu phộng bình quân cả nước trên 20 tạ/ha không phải ít: đảo Môrixơ: trong vòng gần 30 năm đã tăng tới gần 2,7 lần Có nhiều vùng như Virginia, Carolina, năng suất bình quân đã đạt tới 21 tạ/ha trên 11-12 vạn

ha (1965-1967) , ở Oklahoma đã có năng suất kỷ lục 5630 kg/ha trên 21,8 ha trong vòng 3 năm liền

Lưu lượng xuất khẩu hàng năm của thế giới: 1,3-1,7 triệu tấn đậu phộng quả, 350.000-400.000 tấn dầu đậu phộng, các nước xuất khẩu nhiều là: Xênêgan, Nigiêria Yêu cầu nhập khẩu về đậu phộng và các sản phẩm từ đậu phộng cũng tăng lên nhiều ở châu Âu, người ta thích dùng dầu đậu phộng và dầu thực vật nói chung

để thay thế cho mỡ động vật Dầu đậu phộng cũng là sản phẩm chính trong hơn 600 sản phẩm được chế biến từ cây đậu phộng

Trong nền kinh tế của nhiều nước đang phát triển đậu phộng giữ vai trò khá quan trọng Ở Xênêgan, đậu phộng cung cấp 3/4 thu nhập của nông dân và chiếm 80% giá trị xuất khẩu Ở Nigiêria đậu phộng và các sản phẩm chế biến từ đậu phộng thường chiếm 60% giá trị xuất khẩu, tuy nước này chỉ mới đem bán 15% sản lượng hàng năm

Giá cả của đậu phộng hàng năm không ổn định, tùy thuộc vào khả năng xuất khẩu của các nước chính như: Xênêgan, Nigiêria và phụ thuộc vào khả năng được

mùa của các nước này, mà sản lượng của các nước này phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, chủ yếu là lượng mưa hàng năm

Trên thế giới, cây đậu phộng được phân bố rộng rãi từ vĩ độ 560 Bắc và Nam,

từ vùng nhiệt đới nóng ẩm và nóng khô, tới vùng nhiệt đới tương đối ẩm và có nhiều mưa Cây đậu phộng không đòi hỏi nghiêm ngặt về đất, thậm chí cả loại đất

bị rửa trôi thoái hóa vẫn trồng được đậu phộng, chỉ cần thành phần cơ giới của đất tương đối nhẹ, có đủ độ ẩm và trong thời gian sinh trưởng của cây đậu phộng, có đủ nhiệt độ và lượng mưa cần thiết

Cho nên nhiều nước đang phát triển mạnh cây đậu phộng như: Braxin, Thái Lan, Nam Phi, Xuđăng chủ yếu làm nguồn nông sản xuất khẩu

2.1.2.2 Ở Việt Nam

Ở Việt Nam cây đậu phộng đã trở thành thực phẩm thông dụng từ lâu

Diện tích đậu phộng tập trung nhiều nhất ở vùng khu IV cũ (Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh) rồi tới đồng bằng và trung du Bắc Bộ (Bắc Giang, Bắc Ninh, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình) Từ năm 1970 Nghệ Tĩnh đã dựng dần được vùng đậu phộng tập trung, chủ yếu ở vùng đất cát ven biển từ Quỳnh Lưu tới Nghi Lộc, mà điển hình là vùng Diễn Châu (diện tích vùng đất cát ven biển Nghệ An lên tới trên

Trên thực tế, diện tích đậu phộng ở nước ta còn phân tán quá nhỏ, chỉ trừ một vài vùng đã hình thành vùng đậu phộng tập trung như: Diễn Châu (Nghệ An), Hậu Lộc (Thanh Hóa), còn nói chung các huyện có diện tích đậu phộng trên 1000

ha rất ít, khoảng 10-12 huyện Huyện Tân Yên là huyện tổ chức chỉ đạo trồng đậu phộng khá nhất ở Bắc Giang, hàng năm có gần 1000 ha trồng đậu phộng

Gần đây, cây đậu phộng là một cây có dầu có đạm ngắn ngày được khuyến khích phát triển mạnh

Do những thành tựu lớn trong công tác lai tạo giống (có giống đậu phộng năng suất đạt tới 60-70 tạ/ha), những tiến bộ trong việc phòng diệt cỏ dại và sâu bệnh đã cho phép nghành trồng đậu phộng trên thế giới đạt những thành tích vững chắc và đạt được năng suất cao Đồng thời những thành tựu về cơ giới hóa nhất là trong thu hoạch và xử lý sau thu hoạch khiến cho ngành trồng đậu phộng không phải tiêu tốn nhiều công lao động Ở nhiều nơi, trồng một hecta chỉ tốn 40-50 giờ lao động sống

Ở nước ta, cây đậu phộng được đánh giá có hiệu quả kinh tế cao về nhiều mặt: thực phẩm cho người, thức ăn cho chăn nuôi, nguyên liệu cho công nghiệp, nông sản xuất khẩu, cây luân canh cải tạo đất

Nước ta có nhiều loại đất trồng được cây đậu phộng Những diện tích lớn đất bạc màu, thoái hóa ở trung du và đồng bằng Bắc Bộ, những dãi đất cát ven biển từ Thanh Hóa chạy dài tới giáp Dông Nam Bộ, những vùng đất xám, đất vàng nâu, đất

đỏ bazan ở Đông Nam Bộ và Tây Nguyên v.v… đều có thể trồng được đậu phộng Nhiều vùng (nhất là ở miền Nam) có thể trồng được hai vụ đậu phộng trong một năm

Những tiến bộ về khoa học kỹ thuật trong mấy năm nay đã đóng góp đáng kể vào ngành sản xuất đậu phộng như xác định thời vụ, mật độ, khoảng cách, trừ sâu bệnh, bón phân v.v… các giống đậu phộng tốt như Trạm Xuyên đã được phổ biến ở một số tỉnh như Thanh Hóa, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình thay dần cho giống đậu phộng địa phương năng suất thấp

Gần đây người ta đã tận dụng mọi điều kiện đất đai để trồng đậu phộng Những đất trồng cây công nghiệp lâu năm, trồng cây lâm nghiệp khi cây còn nhỏ, có thể trồng xen đậu phộng giữa hàng, để tăng thu nhập (lấy ngắn nuôi dài) vừa làm cây phủ đất và cây phân xanh vùi tại chổ Các đất đồi trồng các cây dễ bị xói mòn như sắn, đã được trồng xen đậu phộng

Trong tương lai không xa cây đậu phộng sẽ được trồng trên hàng vạn hecta ở các vùng sản xuất tập trung khắp nước ta

2.1.3 Đặc tính thực vật của cây đậu phộng

2.1.3.1 Rễ đậu phộng

Đậu phộng có rễ cọc và rễ con Chiều dài của rễ cấp I tăng nhanh dần từ khi cây có 6 – 7 lá đến khi kết hoa rộ, tăng nhanh nhất vào lúc nở hoa, sau đó là tăng chậm lại Số luợng của rễ cũng tăng theo chiều hướng trên Trước khi cây bắt đầu nở hoa, rễ cái ăn sâu rất nhanh, và sau đó cũng chậm lại dần Cũng như cây đậu tương và đậu xanh, trên rễ đậu phộng có nhiều nốt sần – là những cái bướu nhỏ bám trên rễ Trong các bướu đó có chứa rất nhiều vi khuẩn – các vi khuẩn này sống cộng sinh trên rễ đậu phộng, chúng có khả năng tổng hợp đạm từ không khí để tạo ra đạm

dễ tiêu thụ cung cấp cho cây và đất Những nốt sần này tăng nhanh về số lượng và kích thước từ khi cây đậu phộng có 6 – 7 lá đến lúc nở hoa Người ta thấy đậu phộng gieo cụm thì các nốt sần xuất hiện sớm hơn và số lượng cũng nhiều hơn

2.1.3.2 Thân và cành

Các giống đậu phộng bò thân dài có khi đến 100 cm Nhưng các giống đậu phộng thân đứng như hiện tại các địa phương vẫn trồng thì thân chính thường chỉ cao khoảng 25 – 50 cm

Từ sau khi mọc đến khi có 3 lá thân vương nhanh và sau đó chậm dần, đến khi cây ra hoa thì tốc độ tăng trưởng của thân và cành mới tăng và đạt tốc độ rất nhanh cho đến khi tắt hoa Tốc độ sinh trưởng của thân thường chậm hơn của cành: đậu phộng ra cành ngay từ gốc, các cành thường mọc ngang ra Đậu phộng có cành cấp I và cấp II Tốc độ tăng trưởng của cành cấp II cũng nhanh hơn cành cấp I Cành cấp I là những cành mọc ra từ thân chính, còn các cành cấp II mọc ra từ các cành cấp I Khi cây bắt đầu nở hoa thì số lượng cành hầu như đã đạt mức tối đa Công thức gieo hạt thành cụm cành mọc sớm hơn, nhanh và tập trung hơn

2.1.3.3 Lá đậu phộng

Đậu phộng là loại lá kép hình lông chim, có 4 lá chét mọc đối nhau, hình trái xoan ngược, có 2 lá kèm hình dải nhọn bao quanh thân Trên thân chính thường có khoảng 20 – 30 lá Sau khi mọc, chỉ số diện tích lá tăng dần và nhanh nhất vào thời kỳ ra hoa rộ

2.1.3.4 Hoa và quả

Khi cây đậu phộng có 5 – 6 lá trên thân chính thì đậu phộng bắt đầu phân hóa các mầm hoa Hoa đậu phộng mọc ra từ các mắc của cành Mỗi vị trí có thể từ 3 – 5 hoa Khi cây đậu phộng đã có 8 – 9 lá thì hoa nở Đậu phộng là loại cây tự thụ phấn rất nghiêm ngặt, khi thấy hoa nở ra là cây đã thụ phấn xong, nhưng hoa ra đầu tiên từ 4 cành cấp II mọc ra từ 2 cành cấp I đầu tiên sẽ chiếm từ 50 – 60% số quả chắc của cây Hoa đậu phộng sau khi đã được thụ phấn thì đâm tia cuống đất hình thành quả (mà ta thường quen gọi là củ) Quả đậu phộng có hình trụ thuôn, thắt lại ở giữa các hạt Vỏ quả cứng, có gân mạng Mỗi quả có từ 1 – 3 hạt có khi có 4 hạt Hạt hình trứng, có vỏ lụa màu đỏ, vàng, cánh sen, hoặc trắng

Các giống đậu phộng hiện trồng ở ta không có tính ngủ nghỉ nên khi chín gặp mưa lớn dễ bị nảy mầm tại ruộng

2.2 Các bước tiến hành thực hiện đề tài

2.2.1 Lược khảo tài liệu

Tiến hành tìm kiếm tài liệu trong sách báo ở thư viện, trung tâm học liệu, trên mạng internet Sau đó xác minh mức độ chính xác của tài liệu, tham khảo ý kiến của cán bộ hướng dẫn và sử dụng nếu tài liệu đó phù hợp với yêu cầu của luận văn

2.2.2 Tiến hành các thí nghiệm lấy số liệu

2.2.2.1 Đo độ dài hạt đậu phộng

a Đo độ dài hạt đậu phộng mới thu hoạch

Ta tiến hành để 10 hạt đậu phộng nối tiếp nhau rồi sau đó đo chiều dài của

10 hạt đậu phộng đó và lấy giá trị trung bình ta sẽ có được chiều dài trung bình của hạt đậu phộng được ghi trong (bảng 1, [PHỤ LỤC 1])

Hình 2.1 Phương pháp đo chiều dài hạt đậu

b Đo độ dài hạt đậu phộng đã bóc vỏ mới thu hoạch

Ta tiến hành để 10 hạt đậu phộng đã bóc vỏ nối tiếp nhau rồi sau đó đo chiều dài của 10 hạt đậu phộng đó và lấy giá trị trung bình ta sẽ có được chiều dài trung bình của hạt đậu phộng được ghi trong (bảng 2, [PHỤ LỤC 1])

c Đo độ dài hạt đậu phộng đã bóc vỏ, hạt đậu phộng bảo quản

Ta tiến hành để 10 hạt đậu phộng bảo quản nối tiếp nhau rồi sau đó ta đo chiều dài của 10 hạt đậu phộng đó và lấy giá trị trung bình ta sẽ có được chiều dài trung bình của hạt đậu phộng được ghi trong phụ lục (bảng 3, [PHỤ LỤC 1])

2.2.2.2 Đo đường kính hạt đậu phộng

a Đo đường kính trung bình của hạt đậu phộng mới thu hoạch

Ta chọn ngẫu nhiên 100 hạt đậu phộng mới thu hoạch sau đó dùng thước kẹp

đo đường kính trung bình của từng hạt đậu, ta được các số liệu và tính được giá trị trung bình của hạt đậu được ghi trong (bảng 1, [PHỤ LỤC 2])

Hình 2.2 Thước kẹp

b Đo đường kính trung bình của hạt đậu đã bóc vỏ mới thu hoạch

Ta chọn ngẫu nhiên 100 hạt đậu phộng đã bóc vỏ (mới thu hoạch), sau đó dùng thước kẹp đo đường kính trung bình của từng hạt đậu, ta được các số liệu và tính được giá trị trung bình của hạt đậu được ghi trong (bảng 2, [PHỤ LỤC 2])

c Đo đường kính trung bình của hạt đậu phộng đã bóc vỏ, hạt bảo quản

Ta chọn ngẫu nhiên 100 hạt đậu phộng đã bóc vỏ (hạt bảo quản), sau đó dùng thước kẹp đo đường kính trung bình của từng hạt đậu, ta được các số liệu và tính được giá trị trung bình của hạt đậu được ghi trong (bảng 3, [PHỤ LỤC 2])

d Đo đường kính lớn nhất và đường kính nhỏ nhất của hạt đậu phộng

Ta dùng thước kẹp đo ngẫu nhiên 30 mẫu đậu phộng để lấy đường kính lớn nhất và đường kính nhỏ nhất của từng hạt đậu phộng kết quả thu được ghi trong (bảng 4, [PHỤ LỤC 2])

2.2.2.3 Đo lực phá vỡ hạt đậu phộng

Để đo lực phá vỡ hạt đậu mới thu hoạch

Ta sử dụng máy nén ép để phá vỡ lớp vỏ

cứng của hạt đậu phộng và thu được các

thông số được ghi trong [PHỤ LỤC 3]

Hình 2.3 Thiết bị đo lực phá vỡ hạt đậu phộng 2.2.2.4 Đo độ ẩm của hạt đậu phộng

Để đo độ ẩm hạt đậu mới thu hoạch, ta sử dụng cân đo ẩm để đo độ ẩm của hạt đậu Sau khi đo ta thu được độ ẩm, khối lượng đem đo và thời gian của mỗi lần đo được ghi trong [PHỤ LỤC 3]

Hình 2.4 Cân đo ẩm độ 2.3 Cơ sở lý thuyết của quá trình bóc vỏ

2.3.1 Công dụng và phạm vi ứng dụng

Hạt đậu phộng là một thực phẩm quan trọng có giá trị dinh dưỡng cao nhưng có vỏ cứng không tiêu hóa được cần phải tách khỏi nhân, công dụng của những máy bóc vỏ là thực hiện việc tách vỏ cứng ra khỏi nhân mà vẫn giữ cho nhân hạt nguyên vẹn

Hạt đậu phộng có vỏ là hai mảnh ghép lại, giữa vỏ và nhân có một khoảng trống Do đó khi hạt đậu bị tác động bởi các lực khác nhau như ma sát, nén ép, va đập hoặc ép trượt thì vỏ cứng của hạt sẽ dễ dàng vỡ ra Các lực tác động lên hạt phải đủ lớn để đạt hiệu suất bóc vỏ cao, nhưng không tác động vào nhân của hạt một ứng suất có giá trị vượt quá giới hạn đàn hồi của nhân để nhân không bị vỡ nát

mà chỉ bị vỡ ở mức độ thấp có thể chấp nhận được

Trong kỹ thuật hiện nay, tùy theo loại hạt, cơ lý tính của hạt, độ liên kết của vỏ và nhân mà người ta sử dụng các loại máy bóc vỏ chuyên dụng có cấu tạo khác nhau cho từng loại hạt Nhưng nhìn chung, quá trình bóc vỏ hạt cũng được tiến hành theo các nguyên lý cơ học sau:

2.3.2 Va đập nhiều lần

Dưới tác động của lực cơ học va đập vào hạt, hạt bị nứt vỡ lớp vỏ bên ngoài Nguyên lý này được áp dụng cho các máy bóc vỏ yến mạch, đại mạch, đậu phộng v.v… Thời gian hạt nằm trong máy phụ thuộc vào vận tốc và độ nghiêng của các cánh búa (cánh búa có nhiệm vụ truyền lực và va đập vào hạt để đánh vỡ lớp vỏ cứng bên ngoài nhân) Thời gian này vào khoảng 3 ÷ 6 s

Lực tác dụng lên hạt tỷ lệ với bình phương vận tốc của cánh búa Vận tốc cánh búa được xác định theo độ bền và tính chất cơ học của hạt Vận tốc cánh búa khoảng 16 ÷ 20 m/s

Ưu điểm của loại máy này là có thể bóc vỏ hạt có độ ẩm trên 14%, máy có cấu tạo đơn giản

Nhược điểm của máy là cho tỷ lệ gãy, nát, vỡ hạt cao

Máy bóc vỏ theo nguyên lý va đập được ứng dụng nhiều trong bóc vỏ đậu phộng (lạc), trong nước đã có một số máy dựa theo các máy bóc vỏ của Đài Loan dùng để bóc vỏ đậu phộng với cánh búa dạng thanh hoặc cụm rôto - búa có dạng trục cuốn Trước đây nhà máy Cơ Khí Nông Nghiệp (TPHCM) đã sản xuất máy xay xát lúa gạo làm việc theo nguyên lý va đập này, máy có năng suất 300 kg/h, cánh búa được làm bằng vật liệu polyme Nguyên lý va đập này cũng đã được các nhà khoa học Nhật Bản ứng dụng trong máy gặt đập liên hợp

2.3.3 Nén và ma sát

Việc đập vỡ và phá hủy liên kết giữa lớp vỏ và nhân nhờ tác dụng của hai bề mặt làm việc của máy lên hạt Trong đó một bề mặt làm việc là di động, mặt kia cố định đàn hồi hoặc nhám

Loại máy này thường được dùng để bóc vỏ hạt kê, lúa, yến mạch v.v… Vận tốc quay khoảng 13 ÷ 14 m/s

2.3.4 Dịch trượt

Nguyên lý dịch trượt thường được dùng để bóc vỏ hạt kê, lúa, yến mạch, hạt hướng dương… Nhờ tác dụng quay ngược chiều với tốc độ khác nhau của hai trục có bề mặt làm việc cứng hay đàn hồi Đặc trưng cho loại này là máy xay quả lô cao

su hoặc bề mặt được bọc lớp polyme

Ưu điểm của loại này là hiệu suất bóc vỏ cao, tỷ lệ hạt gãy, vỡ nhỏ Do cặp trục quay ngược chiều với vận tốc khác nhau tạo nên lực kéo nén làm cho vỏ hạt bị tuột ra Trục quay nhanh thường được bố trí trên các ổ trục cố định, trục quay chậm đặt trên các ổ di động để điều chỉnh khe hở của cặp trục khi cần thiết

2.3.5 Ma sát

Nguyên lý bóc vỏ kiểu ma sát là sự tác động nhiều lần bằng các bề mặt nhám lên hạt hoặc giữa hạt với nhau Đặc trưng cho loại này là máy xay đá đĩa hay các máy xay kiểu Hà Lan, hoặc kiểu máy xay 3H của Liên Xô trước đây

2.4 Một số công thức liên quan

2.4.1 Quan hệ kích thước của cặp trục bóc vỏ

Để tăng hiệu quả bóc vỏ cần tạo được chênh lệch về vận tốc vòng trên hai mặt trục bằng cách: hoặc cấu tạo hai trục có đường kính khác nhau nhưng cùng số vòng quay hoặc hai trục có cùng đường kính nhưng khác số vòng quay nhờ cơ cấu truyền động cơ khí Do trục bóc vỏ bọc cao su mòn rất nhanh, thường xuyên phải thay thế nên thường chế tạo hai trục cùng đường kính Như vậy khi làm việc sẽ mòn đều và tỉ số giữa vận tốc vòng trên trục nhanh (Vn) với vận tốc vòng trên trục chậm (Vc) không đổi trong suốt thời gian làm việc:

const n

n v

v K

c

n c

n  



Để đảm bảo tỉ số K và khe hở giữa hai trục không đổi, trong khi hai trục bị mòn dần và đường kính giảm dần cần phải giảm khoảng cách giữa hai đường tâm trục Để thỏa mãn với yêu cầu trên người ta thường dùng cơ cấu truyền động bằng xích và đĩa xích, có đĩa xích trung gian di động được để căng xích khi phải điều chỉnh khoảng cách giữa hai đĩa xích của hai trục bóc vỏ Trong tính toán về quan hệ kích thước của cặp trục bóc vỏ ta giả thiết hạt đưa vào bóc vỏ dạng hình cầu, có đường kính d, đường kính ban đầu của hai trục là D và khe hở giữa hai trục là  Điều kiện để hạt vào khe ép và được bóc vỏ là:

,



 

Trong đó:

- Góc ma sát giữa hạt và cao su bọc trục;

- Góc ôm hay góc kẹp của hạt

Hình 2.5 Sơ đồ xác định quan hệ kích thước của cặp trục bóc vỏ

Ta có thể thành lập quan hệ giữa góc ôm ()với đường kính trục (D), đường kính hạt đem bóc vỏ (d) và chiều rộng khe ép ()dựa vào tam giác vuông OCA

mà

22

d D BA OB

d D

D d D

D OA

Suy ra:

d D

2.4.2 Đường đi của hạt qua khe ép

Để sử dụng máy bóc vỏ hai trục cao su đạt hiệu quả tách vỏ cao, ít đớn nát cần chọn hệ số K theo biểu thức const

n

n v

v K

c n c

 hợp lý, cung nén ép nhỏ cũng như lực ép P, lực chà sát P0 hay đại lượng biến dạng Δh0 của lớp cao su bọc trong phạm vi thích hợp Qua thực nghiệm và thực tế sản xuất cho thấy các máy bóc vỏ hai trục có vận tốc quay của hai trục khác nhau, nghĩa là K > 1 thì đạt hiệu suất bóc vỏ cao hơn Khi hạt bắt đầu đi vào khe ép của hai trục thì phần nửa vỏ tiếp xúc với trục quay chậm chuyển động chậm hơn phần nửa vỏ tiếp xúc với trục quay nhanh, nhờ đó vỏ được tách ra khỏi nhân Hiệu suất bóc vỏ đạt được cao nhất khi ứng với tỉ số tối ưu của cung trượt

Do lớp cao su bọc có tính đàn hồi và vỏ trấu mỏng so với đường kính hạt thóc nên có thể coi hạt đi qua khe ép có kích thước không đổi là d, còn quãng đường hạt qua khe ép được gọi là cung ép Le (hay cung nén) Cung ép chính là phần cung giới hạn bởi góc tâm 2 trên bề mặt trục nhanh

d D

D D

Hình 2.6 Sơ đồ tách vỏ khi hạt đi qua khe ép

a) Hạt bắt đầu vào khe ép b) Hạt đi qua khe ép c) Hạt qua khỏi khe ép

Qua thực tế cho thấy, để có hiệu quả tách vỏ cao cần cho hai trục quay với số vòng quay khác nhau để đảm bảo K > 1 Vì có chênh lệch về vận tốc tiếp tuyến giữa hai trục nên cũng có chênh lệch về cung ép trên hai trục

Gọi cung chênh lệch giữa hai trục là cung trượt Lt thì ta có quan hệ sau:

c

t e

n

e

v

L L

v

L  

n

c n e

t

v

v v

L v

v L

n

c e

t

11

11

Từ công thức trên ta thấy Lt = f (Le,vn,vc)

Vận tốc tiếp tuyến của trục quay nhanh:

. n n

n

n R R

c

n R R

v  

m/s

Cung ép:

d D

D D

360

.

e

t

v

v v

L

 mm

2.4.3 Lực ép và lực chà xát

Khi hạt đi qua khe ép hẹp   giữa hai mặt trục thì cả hạt lẫn lớp cao su bọc đều bị ép và biến dạng Nếu lớp cao su quá cứng, biến dạng ít thì hạt bị biến dạng nhiều gây đớn vỡ Do vậy lớp cao su cần có độ biến dạng nhất định để tránh cho hạt khỏi bị biến dạng đến mức bị gãy Ta xét trường hợp coi hạt không bị biến dạng khi qua khe ép Tại vị trí hạt đã vào khe ép với góc x (Hình 2.5)

Đại lượng biến dạng của lớp cao su bọc tại vị trí của hạt ứng với góc x là CE

Độ lớn của CE tăng dần khi hạt bắt đầu vào khe ép x và đạt giá trị lớn nhất tại đường nối tâm hai trục O1O2 x0, rồi có giá trị giảm dần khi hạt thoát dần ra khỏi khe ép và CE 0 khi x Căn cứ vào sơ đồ hình 2.5 ta dễ dàng xác định:

B O

O

O

cos 2 cos

1 3

D x

D d

Gọi đại lượng biến dạng của lớp cao su bọc trục là Δh 0 , ta tính được:

D x

D d CE

Đại lượng biến dạng này phụ thuộc vào giá trị của góc x Khi x, nghĩa là hạt vừa vào hoặc ra khỏi khe ép thì h0min  0 vì

d D

D x

9

P P r

R r K



 hệ số Poisson của cao su;

0 , 8 5 ,

9

P P r

R r K

rR h K

P

23

4 03

1

Hình 2.7 Sơ đồ xác định đại lượng Hình 2.8 Sơ đồ xác định đại lượng

biến dạng của lớp cao su bọc trục biến dạng lớn nhất của lớp cao su trục và lực ép

Lực ép (P) này chỉ tính cho một hạt, thực tế có một lớp hạt nằm trong khoang ép theo suốt chiều dài trục với hệ số chứa đầy   0 , 5  0 , 6 nên tổng lực ép do đôi trục bóc vỏ tạo ra sẽ được tính lớn hơn

Do máy bóc vỏ hai trục tạo ra chênh lệch vận tốc giữa hai trục, nên ngoài lực ép còn xuất hiện cả lực chà xát hay còn gọi là lực dịch trượt cũng tham gia tác động vào quá trình tách vỏ hạt

Hạt từ phễu tiếp liệu hoặc từ cặp trục rải liệu rơi tự do xuống đôi trục bóc vỏ

Ở trong khe ép hạt sẽ được chuyển dịch trên đoạn đường tính gần đúng bằng cung

ép Le Do đó thời gian hai trục tác dụng lực chà xát lên hạt là:

2 1 2 1

.2

2

v v

L v

0

v v

m

P

2

) )(

2

) )(

e

c n

H g v

v A L g

v v

A

P

10.8

8

10

2

6 2 6

2 1 2

2.5 Một số loại máy bóc vỏ đậu phộng có trên thị trường hiện nay

2.5.1 Các loại máy bóc vỏ thông dụng

2.5.1.1 Máy bóc vỏ kiểu thanh đập

Máy này tạo ra lực va đập liên tiếp lên lớp vỏ cứng, dòn dễ nứt vỡ của hạt, đồng thời cũng tạo ra lực chà xát đối với những hạt nằm kẹt giữa thanh đập và lớp đá lót trong thùng máy, giữa các lớp hạt bị chèn ép và xáo trộn với nhau Đối với loại hạt có vỏ cứng, dòn dễ vỡ vụn thì trên phần cuối của thùng máy có lắp thêm lưới sàng và thổi gió để tách vỏ cám ra khỏi nhân; còn với hạt có vỏ dai, tách thành

mảnh to thì không cần lắp lưới sàng trên vỏ máy mà có thể phân riêng vỏ và nhân bằng gió hoặc bằng sàng phân loại đặt sau máy bóc vỏ

Hiệu quả bóc vỏ của máy chủ yếu do sự va đập nhiều lần của các thanh đập, chính vì vậy mà nhân cũng dễ bị rạn nứt, gãy vỡ Đó cũng chính là nhược điểm của kiểu máy bóc vỏ này, do vậy khả năng sử dụng ngày càng bị hạn chế

Hình 2.9 Máy bóc vỏ kiểu thanh đập

1 Phễu nạp liệu; 2 Các thanh đập; 3 Vỏ máy có lót đá nhám hoặc gờ gỗ;

4 Lưới sàng; 5 Gió thổi vỏ và cám; 6 Ống thu nhân; 7 Môtơ truyền động

2.5.1.2 Máy bóc vỏ kiểu hai đĩa (hai thớt cối)

Loại máy này thực hiện quá trình bóc nhờ lực ma sát và nén Tùy theo cở hạt đem bóc vỏ mà điều chỉnh khe hở giữa hai đĩa bằng cách dịch chỉnh vỏ máy có gắn với đĩa trên Trên bề mặt làm việc của hai đĩa (hoặc được đúc bằng kim loại hoặc bằng hỗn hợp bột đá) có tạo gân là các cung cong để tăng khả năng bóc vỏ và vận chuyển hạt, nhân thoát nhanh ra khỏi khoang xay

Máy xay hai thớt cối được dùng để bóc vỏ hạt lúa, kê, yếu mạch Ưu điểm của loại máy này là cấu tạo đơn giản, thớt cối lâu mòn, hiệu xuất bóc vỏ (60 – 70%) Nhược điểm là năng suất thấp, tỷ lệ hạt gãy khá cao (10 – 15%) và phải tùy thuộc vào tay nghề của người thợ đắp cối

Hạt vào máy qua phễu nạp liệu rồi rơi xuống phần giữa tâm của thớt dưới, nhờ tác dụng của lực ly tâm hạt đi vào trường tác dụng (vành đai R - ) và ở khu vực này hạt được bóc vỏ

Nếu khoảng cách giữa hai thớt cối lớn hơn chiều dài của hạt thì hạt sẽ dịch chuyển tự do trên bề mặt của thớt dưới (thớt quay) Lúc này hạt di chuyển với vận tốc:

 là bán kính vectơ của sự dịch chuyển của hạt (nghĩa là r  R)

Ở nông thôn nước ta hiện nay còn dùng cối xay tre để bóc vỏ hạt Loại cối này năng suất thấp, tỷ lệ gãy hạt cao và yêu cầu lao động nặng nhọc, vì vậy cho nên

đã dần dần được thay thế bằng các loại máy bóc vỏ cơ khí hóa Đại đa số các hợp tác xã của ta đều dùng máy xay xát gạo để làm nhiệm vụ vừa bóc vỏ vừa xát gạo

Hình 2.10 Máy bóc vỏ kiểu hai đĩa

1 Trục quay có gắn đĩa đá dưới; 2 Đĩa đá dưới; 3 Đĩa đá trên cố định;

4 Vỏ máy gắn đĩa đá trên; 5 Cửa nạp liệu; 6 Ổ đỡ trục rôto

2.5.1.3 Máy bóc vỏ kiểu hai trục

Đây là một trong những loại máy dùng thích hợp với thóc, có hiệu suất bóc vỏ cao, năng suất cao, tỉ lệ đớn nát thấp Bộ phận chính và quan trọng nhất của máy

là hai trục cao su Có thể đấp cao su lên trục đặc hoặc đấp lên tang rỗng làm bằng thép cuốn Hiệu suất bóc vỏ và tỉ lệ đớn nát phụ thuộc không chỉ vào các thông số của máy như tốc độ trục nhanh, trục chậm, bề rộng của khe hở giữa hai mặt trục, điều kiện cấp liệu v.v mà còn vào cơ lý tính của lớp cao su đắp lên trục ở nhiệt độ làm việc Lớp cao su này cần có độ cứng đồng đều và vừa đủ để tách vỏ hạt, nhưng không làm gãy vỡ nhân, cần có độ dẻo và dai để tạo được lực ma sát cần thiết nhưng lại lâu mòn và mòn đều trên suốt chiều dài trục Sau một thời gian làm việc, lớp cao su sẽ mòn dần làm bề rộng khe hở lớn dần, dẫn đến giảm hiệu quả tách vỏ hạt, ta phải điều chỉnh giảm bớt khe hở giữa hai mặt trục Độ hở này có thể điều chỉnh trong phạm vi từ 0,2 mm đến 2 mm Với thóc, khe hở được khống chế từ 0,4

mm đến 0,75 mm Ở Nhật và Trung Quốc thường chế tạo cặp trục cao su có đường kính từ 200 mm đến 225 mm và chiều dài trục từ 200 mm đến 250 mm để thay thế nhẹ nhàng vá dễ Đối với trục cao su đã bị mòn tới giới hạn nhất định thì thay cả đôi trục Việc cấp liệu cho đôi trục bóc vỏ rất quan trọng Lớp hạt từ hộp chứa liệu chảy xuông hoặc qua máng dốc cấp liệu hoặc qua cặp trục rải liệu phải được tạo thành lớp mỏng và đều suốt chiều dài trục Nếu lớp liệu dồn vào giữa hoặc ra hai đầu trục thì ở đó mặt trục cao su sẽ mòn nhanh hơn, tạo khe hở không đều trên suốt chiều dài trục, dẫn đến có chỗ bóc vỏ không triệt để, có chỗ hạt bị chèn gãy nhiều, làm giảm hiệu suất tách vỏ và năng suất máy Đồng thời trục chóng phải thay vì bị mòn không đều trên cả chiều dài trục

Hình 2.11 Máy bóc vỏ hai trục cao

su

1 Vỏ máy

2 Hộp cấp liệu 3,4 Trục cao su

5 Van lá điều chỉnh lượng nạp liệu

6 Tay quay điều chỉnh khe hở giữa hai trục

7 Tấm trượt tháo liệu

8 Bánh đai truyền động

9 Cửa theo dõi quá trình bóc vỏ

10 Ống tháo sản phẩm

11 Động cơ

2.5.1.4 Máy bóc vỏ kiểu Trục – Băng

Loại máy này do hãng Rôbinsơn của Anh sản xuất, dùng để bóc vỏ thóc Máy gồm các bộ phận sau: thóc từ hộp chứa liệu chảy qua tấm bản lề 2 có con lăn 1 cấp và rải liệu đều lên băng cao su 4 Băng cao su này được tang dẫn động kéo với vận tốc từ 1 đến 2 m/s Lớp thóc được băng kéo qua trục bóc vỏ có gân 3 quay với vận tốc vòng từ 7 m/s đến 8 m/s Nhờ lực ép của trục và lực chà xát do vận tốc trục

và băng chênh lệch mà thóc được bóc vỏ rồi rơi xuống rãnh tháo liệu Ở đây dùng quạt thổi trấu, cám nhẹ bay theo rãnh 5 vào khoang lắng 6 để tách riêng trấu, còn cám được tiếp tục thổi qua lá gió điều chỉnh 7 sang bộ phận thu hồi cám Bộ phận chính của máy là trục kim loại có gân với đường kính 254 mm, chiều dài 800 mm năng suất của máy khi bóc vỏ là 1 t/h, còn công suất cần thiết là 2 kw

Hình 2.12 Máy bóc vỏ kiểu trục – băng

1 Con lăn cấp liệu; 2 Tấm bản lề; 3 Trục gân kim loại; 4 Băng cao su;

5 Rãnh thổi cám trấu; 6 Khoang lắng; 7 Cơ cấu điều chỉnh lá gió;

2.5.1.5 Máy bóc vỏ kiểu Tang Côn

Mẫu máy này được chế tạo tại Trung Quốc, có khả năng vừa bóc vỏ vừa làm nhiệm vụ xát trắng gạo lứt Kết cấu và nguyên lý làm việc của máy như sau: Hạt được đổ vào hộc chứa 1 chảy dần xuống vít xoắn cấp liệu (hai mối) 2 lắp lên trục 3 của tang côn 4 Vít xoắn này làm nhiệm vụ đẩy hạt liên tục vào khoang bóc vỏ nằm giữa tang côn 4 và vỏ máy 5 Tang côn là cơ cấu chính của máy, tạo ra lực ma sát rất lớn lên hạt để tách vỏ của hạt Do vậy, tang được đúc có gờ dọc để đắp bột đá nhám lên, đồng thời còn lắp thêm 6 tấm thép số 6 lên 6 gờ của tang nhằm tăng lực tác động lên khối hạt trong khoang máy Thân máy gồm hai nửa được lắp bằng bulông, tạo ra khoang máy chứa tang côn Nửa thân máy trên 7 được đúc bằng gang, còn nửa thân máy dưới 8 là thép tấm dày từ 1,5 mm đến 2mm có dập lỗ làm nhiệm vụ lưới sàng để thu cám, bổi, tấm Dọc mép nối hai thân máy có đặt thêm dao 9 để tăng thêm lực tách vỏ hạt Dao 9 này được điều chỉnh vào, ra để khống chế khe hở giữa dao 9 và tang côn trong phạm vi từ 2 mm đến 10 mm bằng tay quay 10 Năng suất của máy được điều chỉnh bằng van lá 11 đặt ngay dưới hộc chứa liệu 1 Ngoài ra trên ống tháo sản phẩm còn lắp van lá 12 có cần treo đối trọng Tùy vị trí đặt đối trọng mà tạo ra mômen đống bớt hoặc mở rộng van lá 12 để tăng hoặc giảm thời gian lưu lại của khối hạt trong máy, có ảnh hưởng tới hiệu quả tách vỏ và xát trắng gạo lứt cũng như tới năng suất máy Việc điều chỉnh vị trí của dao 9 để thay đổi khoảng cách giữa dao và các tấm thép 6 tạo gân trên tang côn có tác dụng tăng hoặc giảm khả năng tách vỏ, tỉ lệ đớn gãy đồng thời cũng làm thay đổi năng suất của máy Cửa 13 dùng để thu hồi cám bổi lọt qua lưới 8 trong quá trình bóc vỏ Ngoài loại máy bóc vỏ kiểu tang côn còn có kiểu tang trụ, nhưng hiệu quả tách vỏ cũng như năng suất có kém hơn nên hiện nay loại máy ít được chế tạo

Hình 2.13 Máy bóc vỏ kiểu tang côn

1 Hộp chứa liệu

2 Vít xoắn cấp liệu

12 Van lá gắn đối trọng

13 Cửa thu hồi cám, bổi

2.5.1.6 Máy bóc vỏ nhiều đĩa trục quay thẳng đứng

Máy này chuyên dùng để tách vỏ đậu, kiều mạch, đaị mạch, tiểu mạch v.v… dựa vào lực ma sát lớn giữa các đĩa đá với hạt và giữa các hạt với nhau Kết cấu của máy gồm các bộ phận chính như: trục rỗng 1 quay do môtơ 8 và bộ truyền đai 7 Trên trục rỗng này có lắp các đĩa đá nằm ngang 2 Giữa chúng có lắp các vành trung gian 3, các vành này được lắp tại các đoạn trục rỗng đã khoét sẵn 6 ÷ 8 lỗ hướng tâm có đường kính 20 mm Bọc ngoài các vành đĩa đá là lưới sàng trụ 4 nằm trong vỏ máy kín 10

Hạt đem bóc vỏ được nạp vào phễu 11 với một lượng thích hợp do van 12 khống chế Van 12 ở phễu nạp liệu và van chặn ở ống tháo sản phẩm 9 dùng để khống chế lượng hạt nằm trong các khoang bóc vỏ Thực tế cho thấy rằng nếu khống chế lớp liệu đầy trong khoang máy thì đạt hiệu quả tách vỏ và năng suất cao Đồng thời khi hạt chảy qua mỗi khoang bóc vỏ nằm giữa đĩa đá và ống lưới sàng thì vừa được bóc vỏ vừa được tách cám, bổi, vỏ vụn và được làm tăng khả năng xáo động, giảm sự chảy của lớp hạt nhờ gió từ phễu gió 13 hút qua các lỗ hướng tâm tại vành trung gian 3, thổi qua lớp hạt và qua lưới sàng 4 ra không gian phía trong vỏ máy 10 Các luồng gió này do quạt 5 lắp trên trục quay 1 hút và đẩy ra ống thoát 6 sang các bộ phận riêng để thu hồi cám, trấu vụn Còn nhân sau khi được tách vỏ qua các tầng đĩa chảy dần xuống phía dưới và thoát ra ngoài qua ống tháo liệu 9 Máy vừa có tác dụng bóc vỏ vừa có tác dụng xát trắng

Qua thực tế sản xuất thấy rằng những yếu tố chính ảnh hưởng tới hiệu quả công nghệ là vận tốc vòng của đĩa đá, kích thước khe hở giữa đĩa và lưới sàng, độ lớn cỡ hạt của bột đắp đĩa đá Khe hở giữa mặt đĩa đá và lưới sàng thường khống chế từ 10 mm đến 20 mm và thay đổi được bằng cách thay cỡ lưới sàng có đường kính khác Số vòng quay của trục rỗng lắp đĩa và quạt là 2020 vg/ph, lưu lượng của quạt khoảng 100 m3/h

Năng suất của máy bóc vỏ và xát này được xác định theo công thức:





H - Chiều cao khoang làm việc của máy [m]

 - Thời gian hạt được xát trong khoang máy [s] thường lấy  1218s

4/)(D2 d2

F   diện tích khoang xát [m2]

D- Đường kính lưới sàng hình trụ [m]

96,092,

0 



 Hệ số chứa đầy trong khoang xát

Hình 2.14 Máy bóc vỏ nhiều đĩa trục quay thẳng đứng

1 trục; 2 Đĩa đá; 3 Vành trung gian; 4 Lưới sàng; 5 Quạt hút;

6 Ống thải cám, bổi; 7 Đai truyền động; 8 Động cơ; 9 Ống thu nhân;

10 Vỏ máy; 11 Phễu nạp liệu; 12 Van; 13 Chóp gió

2.5.2 Máy bóc vỏ đậu phộng trên thị trường của Trung Quốc

Hình 2.15 Máy bóc vỏ đậu phộng của Trung Quốc trên thị trường

Công suất: 0,75 – 1,1 (kw)

Năng suất: 1000 (kg/h)

Trọng lượng:180 (kg)

Nguồn điện: 220 – 380 (V)

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY

3.1 Tính toán thiết kế bộ phận bóc vỏ hạt đậu

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý máy bóc vỏ đậu phộng

1 Phễu nạp liệu

2 Trục cuốn

3 Cặp rulô bóc vỏ

4 Quạt đẩy

5 Đường ống đẩy gió

6 Cửa thu hạt đậu đã bóc vỏ

7 Máng vận chuyển hạt đậu

8 Cửa ra của vỏ đậu

9 Van điều chỉnh lượng đậu vào trục cuốn

Ta chọn trên thị trường rulô RL 1000-150 Gang của CÔNG TY TNHH TRỤC CHÀ LÚA TÂN LÚA VÀNG, và  7 mm (gần bằng đường kính trung bình của 100 hạt đậu đã bóc vỏ ở độ ẩm bảo quản), số vòng quay của trục nhanh

900 111 0 30

Vận tốc tiếp tuyến của trục quay châm:

4 , 8 30

720 111 0 30

Cung ép:

19,4111222

7222arccos180

222.arccos

180

.360

D D

D