Nghiên cứu một số thông số chính của buồng đập máy tẽ ngô giống dạng dọc trục

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

Bộ Giáo dục và đào tạo Trường đại học nông nghiệp i

Vũ Duy Dũng

Nghiên cứu một số thông số chính của buồng đập máy tẽ ngô giống

dạng dọc trục

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Bộ Giáo dục và đào tạo Trường đại học nông nghiệp i

Vũ Duy Dũng

Nghiên cứu một số thông số chính của buồng đập máy tẽ ngô giống

dạng dọc trục Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Lêi cam ®oan

T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i C¸c sè liÖu vµ kÕt qu¶ nghiªn cøu trong luËn v¨n lµ trung thùc vµ ch−a tõng

®−îc c«ng bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo

Ng−êi cam ®oan

Vò Duy Dòng

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Đỗ Hữu Khi, PGS.TS Trần Đức Dũng, TS

Đậu thế Nhu, TS Chu Văn Thiện và tập thể phòng nghiên cứu Cơ giới hoá thu hoạch - Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch đã nhiệt tình giúp đỡ và đóng góp ý kiến để tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu và luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của lãnh đạo, các anh chị em Nông trường Tam Đảo, Trung tâm giống cây trồng tỉnh Vĩnh Phúc và các tập thể cá nhân khác đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này

Tác giả luận văn

Vũ Duy Dũng

1.1 Tình hình sản xuất ngô và đặc tính kỹ thuật của một số máy tẽ ngô

1.4.1 Một số tính chất cơ lý tính của bắp ngô ở thời kỳ thu hoạch 22

Chương II Đối tượng, phương pháp nghiên cứu và thiết bị nghiên cứu 28

2.2 Phương pháp xác định nguyên lý làm việc và kết cấu máy tẽ ngô giống 29 2.2.1 Phương pháp lựa chọn nguyên lý làm việc của máy tẽ 29

2.2.2 Phương pháp xác định kết cấu thích hợp của trống tẽ dàn thí nghiệm 29

2.3 Phương pháp lựa chọn và xác định các chỉ tiêu đánh giá 31

2.4 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 32

2.5 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và xử lý số liệu 34

Chương III Kết quả Nghiên cứu thực nghiệm một số thông số chính

của buồng đập máy tẽ ngô giống dạng dọc trục

40

3.1 Nghiên cứu thăm dò ảnh hưởng của một số thông số chính của buồng tẽ 40

3.1.1 ảnh hưởng của vận tốc đỉnh răng đến quá trình tẽ hạt 40

3.1.2 ảnh hưởng của khe hở tẽ đến quá trình làm việc của máy 44

3.1.3 ảnh hưởng của tải trọng đến quá trình tẽ hạt 47

3.2 Kết quả nghiên cứu tối ưu các thông số buồng tẽ ngô giống bằng

phương pháp quy hoạch thực nghiệm

51

3.2.1 Mức và khoảng biến thiên của các thông số ảnh hưởng 52

3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đến tỷ lệ vỡ hạt 54

3.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số đến tỷ lệ sót hạt 59

3.2.5 KÕt qu¶ gi¶i bµi to¸n th−¬ng l−îng c¸c hµm chØ tiªu 64

Ch−¬ng IV KÕt qu¶ kh¶o nghiÖm mÉu m¸y 66

Lời mở đầu

Ngô là cây lương thực quan trọng trên thế giới, đứng thứ 3 sau lúa mỳ và lúa gạo ở Việt Nam ngô là cây lương thực đứng thứ 2 sau lúa, là cây màu rất quan trọng trong nông nghiệp Sản phẩm của cây ngô vừa làm lương thực, thực phẩm cho người, làm thức ăn cho chăn nuôi, là nguyên liệu cho công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và là hàng hóa xuất khẩu

Trong khoảng nửa thế kỷ vừa qua, diện tích trồng ngô tăng lên gấp rưỡi, năng suất tăng hơn 2,5 lần Tổng sản lượng ngô tăng lên 5 lần

Với vị trí như vậy, cây ngô là một trong những cây trồng được ứng dụng nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật như di truyền, chọn giống, cơ giới hóa,… Trong quá trình nghiên cứu đã chọn ra nhiều giống có năng suất cao và được gieo trồng phổ biến hiện nay ở nước ta như giống DK - 888, Pacific, Bioseed, LVN - 10, LVN - 20, HQ - 2000… với năng suất từ 6 - 10 tấn/ha Ngô trồng tập trung trên những vùng thâm canh như Hà Nội, Hà Tây, Hưng Yên, Vĩnh Phúc, Thái Bình, Đồng Nai, Sơn La,… Diện tích gieo trồng ngày càng được

mở rộng, tăng nhanh cả về diện tích, năng suất, sản lượng Năm 1995 diện tích ngô đạt 556,8 nghìn ha, năng suất 21,1 tạ/ha, sản lượng 1177,2 nghìn tấn Đến năm 2002 diện tích đạt 776,8 nghìn ha, năng suất 28,7 tạ/ha, sản lượng 2232 nghìn tấn Tuy nhiên, cho đến nay sản xuất ngô ở nước ta phát triển chưa tương xứng với tiềm năng, chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước, hàng năm vẫn phải nhập khẩu từ 300 đến 500 nghìn tấn ngô

Nhà nước đã có chương trình phát triển ngô toàn quốc đến năm 2010 nhằm xây dựng giải pháp bố trí chuyển dịch cơ cấu cây trồng, biện pháp kỹ thuật canh tác, giống, phân bón bảo vệ thực vật Biện pháp bảo quản chế biến sau thu hoạch và thị trường tiêu thụ ngô trong nước, xuất khẩu, để đưa sản xuất ngô nước ta thành nghình sản xuất hàng hoá có hiệu quả cao về kinh tế, bền vững môi trường sinh thái Phát triển ngô là cơ sở để phát triển công

nghiệp thức ăn gia súc, tạo điều kiện phát triển chăn nuôi đạt hiệu quả cao, giải quyết việc làm, nâng cao thu nhập cho nông dân, góp phần xoá đói giảm nghèo của các vùng trong toàn quốc

Theo báo cáo của tổng cục thống kê năm 2000 diện tích ngô lai đã gieo trồng là 385.000 ha, sử dụng 6930 tấn ngô lai giống (bình quân sử dụng 18kg giống ngô lai/ha) Dự kiến đến năm 2005 diện tích ngô toàn quốc là 1 – 1,2 triệu ha và ổn định đến năm 2010, trong đó diện tích ngô lai chiếm 85 – 90% thì nhu cầu sử dụng ngô lai giống là 18 – 20 nghìn tấn

Do vậy việc nghiên cứu chế tạo mẫu máy tẽ ngô giống có năng suất và chất lượng cao đang là một nhu cầu cấp thiết của sản xuất ngô

Để đảm bảo chất lượng hạt ngô giống, tăng hiệu quả kinh tế và đáp ứng một phần cơ giới hóa sản xuất ngô hiện nay ở nước ta Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã tiến hành đề tài khoa học: “Nghiên cứu, tuyển chọn, thiết kế chế tạo máy tẽ ngô giống” Thuộc chương trình cấp Nhà nước KC - 07- 05

Mục đích đặt ra là nghiên cứu quá trình làm việc và tối ưu hóa một số thông số của buồng tẽ máy tẽ ngô giống Từ đó xây dựng cơ sở thiết kế, chế tạo máy tẽ ngô giống phù hợp với điều kiện Việt Nam

Trong khuôn khổ của luận án, chúng tôi xin đi sâu vào nhiệm vụ xây dựng, thiết kế dàn thí nghiệm phục vụ nghiên cứu cơ bản, tiến hành thực nghiệm để xác định giá trị tối ưu của một số thông số chính trong buồng tẽ ngô Do đó tên đề tài luận án là:

“ Nghiên cứu một số thông số chính của buồng đập máy tẽ ngô giống dạng dọc trục”

Các nhiệm vụ nghiên cứu chính bao gồm:

1 Phân tích tình hình nghiên cứu và ứng dụng các loại máy tẽ ngô trong

và ngoài nước

3 Xây dựng phương án thiết kế mẫu máy thí nghiệm phục vụ nghiên cứu cơ bản

4 Nghiên cứu thực nghiệm một số thông số chính của buồng tẽ máy tẽ ngô giống

5 Thiết kế, chế tạo mẫu máy tẽ ngô giống có năng suất 2,5 đến 3 tấn/h

đáp ứng các chỉ tiêu sau:

• Tỷ lệ hạt vỡ ≤ 1 %; Tỷ lệ hạt sót ≤ 1,5 %;

Chương I Tổng quan nghiên cứu

1.1 Tình hình sản xuất ngô và đặc tính kỹ thuật của một số máy tẽ ngô giống trên thế giới

1.1.1 Tình hình Sản xuất, chế biến tiêu thụ ngô trên thế giới

Trên thế giới hàng năm sản xuất khoảng 600 triệu tấn ngô với năng suất ngô hiện nay đạt khoảng 4,21 tấn/ha Một số nước có diện tích và sản lượng ngô lớn là: Mỹ, Trung Quốc, Braxin, Mêhicô, ấn Độ Việt Nam hiện nay có năng suất ngô đạt 2,7tấn/ha, đứng vào hàng những nước có năng suất thấp trên thế giới, so với năng suất bình quân thế giới chỉ bằng 62 – 65% Sản lượng ngô của Việt Nam chỉ chiếm 0,33% sản lượng ngô toàn thế giới

Lượng ngô tiêu thụ hiện nay trên thế giới tăng mạnh Chủ yếu được sử dụng để chế biến làm thức ăn trong chăn nuôi Năm 2000 lượng tiêu thụ ngô trên thế giới là 604,9 triệu tấn Trong đó Mỹ là nước sản xuất và tiêu thụ ngô lớn nhất thế giới, lượng tiêu thụ ngô năm 2000 của Mỹ là 197 triệu tấn (32,65%), tiếp theo là Trung Quốc 120 triệu tấn (19,83%), Braxin 35,4 triệu tấn (5,85%)

Lượng xuất khẩu ngô trên thế giới năm 2000 là 72,5 triệu tấn Các nước xuất khẩu ngô chính là Mỹ, Achentina, Pháp Các nước nhập khẩu ngô chủ yếu là Nhật Bản, Nam Triều Tiên, Malaixia, ĐàiLoan, EU, Trung Quốc

Giá ngô trên thị trường thế giới, theo dự đoán của Bộ Nông nghiệp Mỹ trong giai đoạn 2001 – 2005 vào khoảng 140 USD/tấn

1.1.2 Phân loại máy tẽ và đặc tính kỹ thuật của một số kiểu máy tẽ ngô phổ biến trên thế giới

Ngô dùng để làm giống, bắt buộc phải thu hoạch theo công nghệ thu lấy bắp Thu hoạch lấy bắp được sử dụng phổ biến ở nhiều nước như: Pháp, Nga,

Ba Lan, Bungari, Việt Nam Công nghệ này thực hiện bằng thủ công hoặc

máy tẽ ngô giống chỉ tẽ ngô bắp đã bóc bẹ, đã được phơi nắng hạ độ ẩm hạt

a Phân loại theo mục đích sử dụng

- Máy tẽ ngô thương phẩm là máy được dùng phổ biến trong sản xuất, năng suất máy cao có thể lên tới 15 đến 22 tấn/h Kết cấu máy đơn giản, giá thành hạ dễ sử dụng, nhưng chất lượng sản phẩm còn bị hạn chế như độ vỡ cao, độ sạch sản phẩm thấp…không thể tẽ ngô giống được

- Máy tẽ ngô giống hiện nay chỉ dùng ở các nông trường, trạm trại, hay các viện nghiên cứu Máy làm việc cho chất lượng sản phẩm cao, tỉ lệ vỡ hạt nhỏ, độ sạch sản phẩm lớn Máy thường có năng suất thấp, kết cấu phức tạp, giá thành cao Chính vì vậy máy chưa được dùng phổ biến trong sản xuất

b Phân loại theo phương thức sử dụng

- Máy làm việc tĩnh tại là máy được đặt cố định, khi làm việc không di

động Chất lượng của máy tương đối tốt, dễ thay thế và sửa chữa, nhưng đòi hỏi lượng nhân công phục vụ cao Máy hoạt động trong công nghệ thu hoạch nhiều giai đoạn

- Máy làm việc di động là loại máy được gắn trên các liên hợp máy thu hoạch Máy làm việc khi di động trên đồng, thực hiện khâu tẽ hạt trong dây chuyền liên hoàn của cả liên hợp Năng suất thường cao, tốn ít nhân công Ngô khi tẽ còn tươi, chưa được bóc bẹ, ở nước ta do qui mô sản xuất còn nhỏ, lại chưa có máy phù hợp nên hiện nay chưa áp dụng chủng loại máy này trong sản xuất

c Phân loại theo nguyên lý làm việc

Theo nguyên lý làm việc ở hình 1.9 máy tẽ ngô được phân ra làm 3 loại chính sau:

1/ Máy tẽ ngô dạng đĩa là một trong những máy có lịch sử lâu đời nhất Máy được cấu tạo từ một hoặc nhiều đĩa làm việc đồng thời Trục quay có thể nằm ngang nằm nghiêng hoặc thẳng đứng Có hai loại đĩa: đĩa gân và đĩa răng Nguyên lý máy tẽ ngô dạng đĩa được dùng phổ biến ở Việt Nam, cả trong các công cụ tẽ ngô quay tay lẫn trong nhiều loại máy chạy động cơ

Hình 1.1 Máy tẽ ngô quay tay

2/ Máy tẽ ngô dạng trống là loại máy được dùng phổ biến nhất Chúng

được chia làm nhiều loại sau:

- Máy làm việc theo nguyên lý đập ngang, bắp ngô được đưa vào trên toàn bộ bề rộng của máy tức chiều dài trống, máng trống chỉ ôm một phần trống Quỹ đạo chuyển động của bắp ngô thường là một cung tròn phẳng

- Máy làm việc theo nguyên lý dọc trục Bắp ngô được đưa vào và chuyển

động theo đường xoắn ốc dọc theo chiều dài trục trống Máng trống và nắp trống ôm toàn bộ trống đập, tạo thành buồng tẽ có góc bao 360o bao quanh trục trống

Sự khác nhau cơ bản giữa hai loại máy này ngoài các kích thước hình học còn là sự thay đổi chuyển động và cường độ tẽ của bắp ngô ở bên trong máng

1.1.2.2 Phân tích kết cấu một số máy tẽ ngô giống hiện nay

a Máy tẽ ngô dạng đĩa

1/ Phễu cấp liệu; 2/ Đĩa tẽ; 3/ Khung máy

Hình 1.2 Máy tẽ ngô PK – 3 Máy tẽ ngô dạng đĩa có hai loại: Máy làm việc nhờ truyền động bằng tay (hình 1.2) và truyền động bằng động cơ ở các máy này bộ phận làm việc chính là các đĩa có răng nhọn Một phễu cấp liệu hình côn được ép bằng lò xo

vào mặt phẳng đĩa Khi đĩa quay, bắp ngô lăn đều quanh nó và chuyển động tịnh tiến ra ngoài Nhờ có sự chà xát bắp ngô vào các răng trên đĩa, hạt được tách ta khỏi lõi

Máy tẽ ngô dạng đĩa có ưu điểm cơ bản là làm việc dựa trên nguyên lý chà xát, nên với vận tốc thấp vẫn có thể tách hạt ra khỏi lõi Chính vì vậy mà

độ hư hỏng hạt rất nhỏ Nhưng máy có năng suất thấp và chi phí lao động cao,

được sử dụng ở các cơ sở sản xuất nhỏ, các trạm giống, nhờ khả năng làm hư hỏng hạt thấp Trường hợp đường kính bắp ngô thay đổi nhiều sẽ gây nên tỷ lệ

vỡ và tẽ sót lớn Nguyên lý này đòi hỏi phải điều chỉnh khe hở tẽ một cách khắt khe hơn nguyên lý va đập, không tận dụng được hiệu ứng tẽ hạt nhờ chà xát giữa các bắp với nhau

b Máy tẽ ngô dạng băng tải

1/ Băng tải cấp liệu; 2/ Trống tẽ; 3/ con lăn máng; 4/ sàng rung

Hình 1.3 Máy tẽ ngô dạng băng tải

Máy tẽ ngô dạng băng tải (hình 1.3) dùng chủ yếu để tẽ ngô giống Máy làm việc theo nguyên lý sau:

Bắp ngô được đưa vào máy, nhờ bộ phận điều chỉnh chúng tự xoay song song với trục trống, được tẽ sơ bộ nhờ trống đập, sau đó được ép bằng băng tải

và lăn trên băng tải Kiểu máy này khi tẽ ít làm hư hỏng hạt, nhưng năng suất thấp, khó chế tạo nên ít được sử dụng trong sản xuất

c Máy tẽ ngô dọc trục trống hình trụ

Gồm nhiều kiểu máy, trong đó phổ biến nhất là kiểu trống răng ngón và kiểu

trống thanh gân

1/ Phễu cấp liệu; 2/ Trống tẽ; 3/ sàng phẳng; 4/ vít tải sản phẩm

Hình 1.4 Máy tẽ ngô dọc trục trống hình trụ 1/ Máy tẽ ngô kiểu trống răng ngón

Máy được cấu tạo từ trống tẽ hình trụ, trên trống là các răng xen kẽ nhau Máng trống được làm như mặt sàng lỗ tròn (đường kính lỗ φ = 15 mm), hoặc

từ các thanh tròn φ16 - φ18 Chúng đ−ợc sắp xếp theo các cung tròn bao xung quanh trống Khi làm việc bắp ngô đ−ợc dịch chuyển dọc trục bằng những gân dạng vít xoắn ở đầu trống

ở kiểu máy này hạt ngô đ−ợc tách khỏi bắp chủ yếu nhờ lực va đập và một phần nhờ chà xát trực tiếp giữa bắp với máng hoặc răng, hoặc chà xát lẫn nhau giữa các bắp Loại máy này có −u điểm là hiệu ứng tẽ hạt cao, độ sót nhỏ Máy có nh−ợc điểm là độ vỡ hạt khá cao, từ 3 – 8% Độ sạch sản phẩm tẽ thấp do vỡ lõi Chi phí năng l−ợng riêng khá lớn

2/ Máy tẽ ngô có trống thanh gân

1/ Trống tẽ; 2/ Máng trống; 3/ Quạt làm sạch; 4/ Vít tải sản phẩm

Hình 1.5 Máy tẽ ngô trống vít, răng gân bản Máy tẽ ngô có trống thanh gân bản đ−ợc cấu tạo từ trống hình trụ Trên trống là các thanh gân với nhiều hình dạng khác nhau Máng trống giống nh− kiểu máng của trống răng Thanh gân có thể thẳng, xoắn hoặc kết hợp cả

thẳng và xoắn ở phần đầu của trống gân đ−ợc làm theo dạng vít xoắn để đẩy bắp ngô đi dọc trục khi làm việc Phần cuối trống có gân thẳng Có thể điều chỉnh số vòng quay của trống hoặc khe hở giữa trống và máng, để có thể tẽ

đ−ợc các giống ngô khác nhau

Nh−ợc điểm của loại máy này là tỷ lệ vỡ hạt còn cao Các thanh gân đẩy

đi dọc trục khá nhanh, hiệu ứng tẽ hạt của chúng ở những lần va chạm đầu tiên với bắp (khi các hàng hạt còn chặt cứng trên bắp) lại thấp Do đó hạt chủ yếu đ−ợc tẽ trong các pha tác động ở giữa và cuối chiều dài trống Hạt ngô đã

tẽ không kịp phân ly hết qua máng trống, mà theo lõi ra ngoài, nên phải làm thêm phần gằn lõi ở cửa ra của buồng tẽ để tận thu hạt

d/ Máy tẽ ngô dọc trục trống côn

1/ Trống tẽ; 2/ Động cơ; 3/ Sàng rung; 4/ Thùng thu sản phẩm

(a) Với trục thẳng đứng ; (b) Với trục nằm ngang Hình 1.6 Máy tẽ ngô dọc trục trống hình côn

Máy tẽ ngô dạng trống côn có nhiều kiểu, khác nhau về trống và máng Trống hình trụ côn có máng hình côn hoặc trụ Các bộ phận làm việc giống như ở dạng trống hình trụ Trống có thể đặt theo phương nằm ngang (hình 1.6b), nằm nghiêng hoặc đặt đứng (hình 1.6a)

Điều kiện làm việc của máy thay đổi theo chiều dài trống, khi đường kính trống hoặc khe hở giữa trống và máng, tăng áp lực chà xát trong buồng tẽ

e/ Máy tẽ ngô dạng máng trống hở

(a) (b)

1/ Trống tẽ; 2/ Máng trống phân ly; 3/ sàng làm s ạch; 4/ Băng tải cấp liệu

Hình 1.7 Máy tẽ ngô theo nguyên lý đập ngang Hình 1.7b là loại máy tẽ ngô dạng máng trống hở, tách hạt theo nguyên

lý đập ngang Máy có kết cấu khá đơn giản và nguyên lý làm việc giống như máy đập lúa Bộ phận làm việc chính là trống và máng Trống và máng có thể chế tạo từ cùng một loại vật liệu hoặc vật liệu khác nhau

ở cơ cấu tẽ ngô này hành trình và thời gian lưu bắp tẽ hạt trong khe máng ngắn hơn nhiều so với cơ cấu tẽ dọc trục Để giảm tỷ lệ sót, máy cần tạo hiệu ứng tẽ rất lớn bằng va đập và chà xát Vì vậy loại máy này có nhược điểm làm hư hỏng hạt nhiều, độ sót cao và chi phí năng lượng riêng lớn Với mục đích làm giảm độ hư hỏng hạt, ở cửa vào của một số loại máy này có thêm cơ cấu

điều chỉnh bắp ngô như ở hình 1.8 Điều này khiến kết cấu tẽ trở nên phức tạp, cồng kềnh, giá thành cao

1/ Băng tải cấp liệu; 2/ Trống tẽ; 3/ sàng làm sạch Hình 1.8 Cơ cấu máy tẽ có bộ phận điều chỉnh bắp ngô ở cửa cấp liệu

g Một số nhận xét chung về các loại máy tẽ ngô giống phổ biến hiện nay

Các loại máy tẽ ngô hiện nay đa số chỉ phù hợp cho tẽ ngô thương phẩm Bởi tỷ lệ hư hỏng hạt còn khá cao, tổn thất hạt lớn Phương thức sử dụng chủ yếu hiện nay của chúng là tĩnh tại Trong đó máy tẽ ngô dạng trống có kết cấu

đơn giản Máy làm việc cho năng suất cao, dễ sử dụng có thể thích hợp cho tẽ ngô giống

1.2 Tình hình sản xuất ngô và nghiên cứu ứng dụng máy tẽ ngô giống ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình sản xuất, chế biến, tiêu thụ ngô ở Việt Nam

* Tình hình sản xuất: giai đoạn 1960 – 1980 diện tích ngô tăng gấp đôi từ 197,6 nghìn ha lên 389,6 nghìn ha Trong giai đoạn này chủ yếu sử dụng các giống ngô địa phương Một số giống ngô tổng hợp, hỗn hợp mới được trồng thử trên diện tích nhỏ, nên năng suất ở giai đoạn này rất thấp (≈ 10 tạ/ha) Trong mười năm qua, diện tích ngô toàn quốc luôn tăng, nhất là diện tích ngô lai được tăng mạnh, tốc độ tăng trưởng diện tích giai đoạn 1990 – 2000

đạt 5,16% Từ năm 1990 trở lại đây do được ứng dụng tốt các thành tựu khoa học kỹ thuật vào sản xuất, nhất là sử dụng các giống ngô lai, đã đưa năng suất ngô bình quân hiện nay là 27 tạ/ha, với tốc độ tăng bình quân hàng năm đạt 5,68% góp phần đưa lượng ngô cả nước tăng nhanh (đạt tốc độ tăng 11,1% trên năm), năm 2000 sản lượng đạt gần 2 triệu tấn

* Tình hình sử dụng ngô lai ở nước ta : chỉ trong vòng 8 năm qua, bắt

đầu từ năm 1993 nước ta mới bắt đầu đưa giống ngô lai vào sản xuất đại trà,

đến nay đã đạt được những bước phát triển lớn, sự phát triển ngô lai của nước

ta đã được trung tâm cải tạo giống lúa mỳ quốc tế (CYMMYT) và tổ chức nông lương (FAO) của Liên Hiệp Quốc cũng như các nước trong khu vực

đánh giá cao Hiện nay chúng ta đã đuổi kịp các nước trong khu vực về trình

độ nghiên cứu tạo giống ngô lai và đang ở giai đoạn đi vào công nghệ cao Diện tích sử dụng ngô lai nước ta năm 2000 đã đạt 53,9% tổng diện tích gieo trồng ngô, trong đó sử dụng các giống ngô trong nước đạt gần 60%

* Tình hình thu mua, chế biến, tiêu thụ:

Từ năm 1989 nhà nước xoá bỏ cơ chế bao cấp, các thành phần kinh tế

được tự do tham gia kinh doanh, giá mua, giá bán được hình thành bởi cung

cầu trên thị trường Nhà nước điều tiết thị trường bằng cách dự trữ, xuất và nhập khẩu

Trong thức ăn chế biến dành cho chăn nuôi tỷ trọng nguyên vật liệu cung cấp năng lượng (ngô, gạo, sắn ) thường chiếm 60 – 70 % trong đó ngô thường chiếm khoảng từ 35 – 40 % Mặc dù sản lượng ngô của nước ta khá lớn và đã tăng liên tục, nhưng hiện nay với sản lượng đó vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu cho thức ăn chăn nuôi nên hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu ngô

từ 300 – 600 nghìn tấn với lượng chi ngoại tệ từ 40 – 80 triệu USD Do vậy tăng diện tích và năng suất ngô là việc cần thiết và cấp bách hiện nay

* Tình hình năng suất giống ngô lai

Dưới sự chỉ đạo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cùng các cơ quan nghiên cứu đủ tập trung phát huy nội lực trong nghiên cứu khoa học, kết quả

đã tạo ra các giống ngô lai năng suất chất lượng cao, phù hợp với từng vùng sinh thái với vụ mùa khác nhau, có đủ sức cạnh tranh với các giống ngô lai nhập ngoại kể cả về giá và tiềm năng sản xuất Đến nay nhiều giống ngô lai đã

được công nhận và triển khai được vào sản xuất đại trà Bước đầu đã tổ chức triển khai xây dựng một hệ thống sản xuất giống với quy mô lớn trên toàn

quốc

Năm 2000 toàn quốc có 11 đơn vị tham gia sản xuất giống ngô lai, trong

đó có 2 công ty có vốn đầu tư nước ngoài là Liên doanh Bioseed Gennetics và Công ty CP Group Sản lượng giống cung cấp đạt 7.130 tấn giống ngô lai, trong đó giống ngô lai sản xuất trong nước đạt trên 5.000 tấn, còn lại phần nhập khẩu (chủ yếu 2 công ty CP Group và Bioseed nhập) Trong đó: Giống LVN 10 chiếm 42,5 %, giống B9681 và DK888 đều chiếm 14,5 % và một số giống khác

* Phương pháp chế biến hạt giống ngô hiện nay

Tại các cơ sở sản xuất ngô giống ở nước ta hiện nay phổ biến dùng phương pháp chế biến hạt giống ngô như sau:

B¶ng 1.2 S¶n xuÊt ng« toµn quèc giai ®o¹n 1995 – 2002

(§¬n vÞ: DT 1000ha, NS t¹/ha, SL 1000 tÊn)

- Hạt được phân loại, xử lý thuốc chống mọt và nấm, được nhuộm mầu và

đóng bao theo quy cách

- Bao hoặc hộp hạt giống được bảo quản ở kho thoáng mát, luôn được theo dõi phòng trừ chuột, mối, mọt và định kỳ thử lại độ nảy mầm

- Hạt giống ngô chỉ được xuất bán khi đảm bảo được các tiêu chuẩn ngành trong đó tỷ lệ nẩy mầm phải ≥ 85 %

Qua đó ta có thể nhận thấy để sản xuất ngô giống đòi hỏi rất nhiều công

và theo quy trình nghiêm ngặt do vậy giá thành hạt giống rất cao thậm chí gấp

10 lần so với ngô thương phẩm Bởi vậy, máy tẽ ngô giống phải đáp ứng được các chỉ tiêu về tỷ lệ vỡ hạt bởi ảnh hưởng đến tỷ lệ nẩy mầm của hạt giống và

tỷ lệ sót hạt nhằm giảm thiểu tỷ lệ tổn thất trong quá trình chế biến giống 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng máy tẽ ngô giống ở Việt Nam

Hình 1.9 Hình ảnh máy tẽ ngô BM – 6M ( Rumani)

Trước đây do sản xuất ngô ở nước ta chưa phát triển, việc sản xuất ngô giống chưa được quan tâm, đầu tư, chủ yếu sử dụng các giống ngô địa phương hoặc sử dụng các giống ngô thụ phấn tự do cải tiến Tẽ ngô giống cũng như ngô thương phẩm chủ yếu thực hiện bằng thủ công hoặc các công cụ tẽ đơn giản

Các máy tẽ ngô giống được sản xuất sử dụng trong các dây chuyền chế biến ngô là: Máy TN – 2 (dạng đĩa); TN – 4,0M (trống trụ, máng côn); do Viện Cơ

điện nông nghiệp thiết kế và một số máy nhập ngoại như: Roober (CHLBĐ); BM–6M (Rumani) Trên bảng 1.1 Đặc tính kỹ thuật của một số máy tẽ ngô

giống

Hình 1.10 Hình ảnh máy tẽ ngô 4.0M (Viện Cơ Điện NN)

Hiện nay máy TN - 2 (dạng đĩa) và máy Rober (trống răng bản) do năng suất thấp và khó điều chỉnh chất lượng chưa ổn định nên không được sử dụng trong sản xuất ngô giống Các máy TN - 4.0M và BM - 6M năng suất khá cao,

dễ sử dụng nên vẫn được sử dụng trong sản xuất (xem hình 1.9, 1.10 và 1.11)

1.4 Nghiên cứu một số tính chất cơ lý tính của hạt, bắp ngô và các tính chất của quá trình tẽ hạt

1.4.1 Một số tính chất cơ lý tính của bắp ngô ở thời kỳ thu hoạch

Bắp ngô có đặc trưng là các hạt ngô được sắp xếp thành hàng dọc, phân

bố đều xung quanh lõi Hạt này cách hạt kia và được gắn với lõi bởi chân hạt (hay các ống vi quản) Quá trình trưởng thành, hạt nhờ các mao quản để nhận dinh dưỡng từ lõi Vì vậy, khi tẽ ngô ra khỏi lõi cần phải tác động một lực khá lớn

Những tính chất cơ lý chính của bắp ngô có ảnh hưởng đến quá trình tẽ hạt trong máy tẽ là: kích thước, hình dạng bắp ngô, độ ẩm, trọng lượng riêng của các thành phần trên bắp, hệ số ma sát, mức độ liên kết giữa hạt và lõi, độ cứng hạt và lõi…

Những tính chất cơ lý trên của bắp ngô phụ thuộc vào điều kiện khí hậu,

đất đai, chủng loại ngô và các điều kiện khác

a/ Kích thước bắp và hạt ngô

Bảng 1.3 Kích thước cơ bản của hạt một số giống ngô phổ biến ở Việt Nam

TT Tên giống ngô Chiều dài (mm) Chiều rộng (mm) Chiều dày (mm)

Do đó yêu cầu các loại máy tẽ ngô phải có khả năng điều chỉnh để có thể tách

được hạt các giống ngô khác nhau Trên bảng 1.3 và 1.4 trình bày kích thước cơ bản của bắp, hạt một số giống ngô phổ biến hiện nay ở nước ta

Bảng1.4 Đặc điểm của một số giống ngô lai ở Việt Nam

TT Tên giống Chiều

dài bắp (mm)

Đường kính bắp (mm)

Số hàng trên bắp

Số hạt trên hàng

Trọng lượng

1000 hạt (g)

Năng suất (tạ/ha)

(Nguồn: Theo số liệu của Viện nghiên cứu ngô năm 2003)

Về chủng loại ngô được chia thành các loại ngô như: ngô đá rắn, ngô răng ngựa, ngô nếp, ngô bột, ngô đường… Các giống ngô chủ yếu hiện nay là ngô răng ngựa

b/ Trọng lượng riêng

Trọng lượng riêng của bắp, hạt và lõi ngô phụ thuộc vào giống, độ ẩm…

đối với bắp là 350 đến 450 kg/m3 Đối với hạt ngô dao động từ 600 đến 800

kg/m3 và từ 200 đến 250 kg/m3 đối với lõi ngô Tỷ lệ trọng l−ợng của lõi ngô

đối với hạt trên bắp dao động từ 15 đến 25% tuỳ theo từng giống ngô

c/ Hệ số ma sát

Bảng 1.5 Hệ số ma sát tĩnh của hạt ngô

Hệ số ma sát với bề mặt vật liệu Tính chất

của hạt

ngô

Độ

ẩm (%)

Gỗ ép Vải bố Thép mạ Thép lá Thép gia

công

Cao su Thép đã

sơn Hạt khô 6,5

5,4

0,38 0,32

0,41 0,34

0,63 0,53

0,64 0,53

- 0,54

0,9 0,66

Trong quá trình tẽ hạt, các tính chất quan trọng nhất là hệ số ma sát của

bắp, hạt, lõi ngô với các vật liệu khác nhau, lực liên kết giữa hạt và lõi ngô, độ

cứng giữa hạt và lõi

Bảng 1.5 và 1.6 trình bày hệ số ma sát tĩnh và động hạt ngô với một số

vật liệu (theo tài liệu của Trung Quốc) Hệ số ma sát động có giá trị nhỏ

hơn đáng kể so với ma sát tĩnh, nhất là giữa các hạt ngô khô và tươi với vật

liệu là thép các loại

Bảng 1.6 Hệ số ma sát động của hạt ngô

Hệ số ma sát với bề mặt vật liệu Tính chất

của hạt ngô

Độ ẩm (%) Gỗ ép Vải bố Thép mạ Thép lá Thép gia

0,25 0,33

0,25 0,21

0,41 0,44

- 0,29

0,9 0,66 Hạt tươi chín

sáp

(Nguồn: Giáo trình máy thu hoạch - Học Viện Cơ giới hoá nông nghiệp TQ - 1978) Bằng thực nghiệm người ta xác định trên hạt ngô có hai vùng cứng nhất

là vùng 1 và vùng 2 (hình 2.1) Vì vậy để phá vỡ mối liên kết giữa hạt ngô và

lõi, đảm bảo tỷ lệ hư hỏng thấp nhất thì các bộ phận của máy tẽ nên tác động

vào hạt ngô tại các vùng 1 và 2

d Độ ẩm của hạt ngô khi thu hoạch

Trong quá trình tách hạt, hạt ngô bị tác động va đập, nén, lực cần thiết để

tách hạt ngô phụ thuộc vào tốc độ và số lần tác động… tốc độ tác động thích

hợp nhất trong khoảng 4,5 – 7,5 m/s và phụ thuộc vào độ ẩm của hạt ngô Độ

ẩm của hạt ngô ảnh hưởng rất lớn đến tỷ lệ hư hỏng hạt Kết quả nghiên cứu

cho thấy tỷ lệ hư hỏng hạt phụ thuộc vào độ ẩm thể hiện trên hình 1.12

Khi độ ẩm hạt nằm trong khoảng 12 đến 22% quá trình tách sẽ làm hạt ít

hư hỏng nhất

1.4.2 Một số đặc điểm của quá trình tẽ hạt

Để có thể tách hạt ngô ra khỏi lõi phải tác dụng các lực theo các phương khác nhau như:

a- Tách hạt bằng lực kéo ra theo phương pháp tuyến với trục bắp ngô b- Tách hạt bằng lực nén vào theo phương bán kính bắp ngô

c- Tách hạt bằng lực tác dụng theo phương tiếp tuyến với bắp ngô

d- Tách hạt bằng lực tác dụng dọc trục của bắp ngô

thiết để tẽ hạt cũng tăng theo Để xác minh qui luật này, nhất là các giống ngô phổ biến ở Việt Nam, công tẽ hạt theo các phương khác nhau trong miền biến thiên rộng của độ ẩm được nghiên cứu theo phương pháp con lắc (BUCXOM), trên thiết bị thí nghiệm do Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch chế tạo Kết quả cho thấy [5] khi độ ẩm tăng, lực cản tẽ hạt tăng theo, hạt khó tách hơn so với khi độ ẩm nhỏ ở độ ẩm trên 30% công tẽ hạt theo phương tiếp tuyến nhỏ hơn phương dọc trục 1,5 đến 2 lần Công này là lớn nhất đối với các hạt ở cuống bắp Qui luật biến thiên công tẽ hạt theo chiều dài bắp thay đổi theo độ ẩm hạt ở độ ẩm nhỏ, dưới 20%, công tẽ hạt giẩm dần từ cuống bắp tới cuối bắp

Trong quá trình tẽ, hạt ngô chịu tác động va đập, chà xát, nén Lực cần thiết để tách hạt ngô ra khỏi lõi, ngoài hình dáng và giống ngô còn phụ thuộc vào tốc độ trống tẽ, số lần tác động và độ ẩm của bắp ngô Độ ẩm bắp ngô có

ảnh hưởng lớn đến lực tẽ và độ hư hỏng hạt Khi độ ẩm hạt nằm trong khoảng

12 đến 22%, kích thước hạt ngô co lại, tạo nên sự lỏng lẻo giữa các hàng, lực cần thiết để phá vỡ độ bền liên kết chân hạt với lõi giảm đi đáng kể Quá trình tách hạt sẽ làm hạt ít hư hỏng nhất Độ ẩm tách hạt tốt nhất là 16% Để đảm bảo hạt ít bị hư hỏng khi tẽ ngô giống phải sấy bắp ngô đến độ ẩm nhất định

từ 16 đến 22%

Để tẽ hạt ra khỏi bắp có thể căn cứ vào độ bền mệt mỏi của hạt và cuống hạt Có thể tách hạt nhờ tăng số lần va đập, để giảm cường độ lực tác dụng lên hạt, nhờ đó giảm tỷ lệ hư hỏng hạt

Như vậy buồng tẽ bắp ngô giống cần có kết cấu mới, giảm các thành phần lực tác động lên bắp theo phương hướng tâm và dọc trục bắp, giảm cường độ va đập Tẽ hạt chủ yếu theo phương tiếp tuyến với đường kính lõi, chế độ làm việc mềm, đập nhẹ với số lần va đập có thể lớn

Chương ii đối tượng, Phương pháp nghiên cứu

và thiết bị nghiên cứu

2 1 Đối tượng nghiên cứu

Theo phương pháp luận nghiên cứu khoa học, phạm vi nghiên cứu của luận án cần phải được xác định thông qua việc xác định đối tượng nghiên cứu, khách thể nghiên cứu và đối tượng khảo sát của đề tài

a Đối tượng nghiên cứu là quá trình làm việc và ảnh hưởng của một số thông số chính đến chất lượng làm việc của cơ cấu tẽ hạt ngô giống

b Khách thể nghiên cứu là cơ cấu buồng tẽ ngô giống – bộ phận chủ yếu của máy tẽ ngô, tác động lên bắp ngô khi tẽ Trong trống tẽ diễn ra quá trình làm việc chính của máy là tiếp nhận các bắp ngô ở cửa vào đến khi thoát ra khỏi cửa ra Trống tẽ là nơi các thông số của cơ cấu tẽ và tính chất bắp ngô có

ảnh hưởng đến quá trình tẽ

c Đối tượng khảo sát

Trên thế giới và Việt Nam có nhiều loại và cỡ cơ cấu tẽ ngô giống khác nhau được nghiên cứu, sử dụng để tẽ nhiều loại giống ngô khác nhau Luận án không thể nghiên cứu toàn bộ tập hợp của khách thể nghiên cứu đã nêu ở trên

mà chỉ tập trung nghiên cứu một bộ phận đại diện của chúng, tiêu biểu cho

điều kiện ở nước ta Vì thế đối tượng khảo sát của luận án là cơ cấu buồng tẽ ngô dạng dọc trục (như đã phân tích ở tổng quan), có cỡ năng suất thích hợp với yêu cầu thực tiễn nước ta 2,5 đến 3 tấn/h, phục vụ tẽ giống cho các giống ngô phổ biến đang được sản xuất đại trà ở Việt Nam

Để phục vụ nghiên cứu thực nghiệm, đối tượng khảo sát của luận án được thiết lập trên dàn thí nghiệm với những thiết bị phụ trợ Kết quả nghiên cứu

được kiểm chứng trên mẫu máy tẽ ngô giống về sau

2.2 Phương pháp xác định nguyên lý làm việc và kết cấu máy tẽ ngô giống

2.2.1 Phương pháp lựa chọn nguyên lý làm việc của máy tẽ

Nguyên lý làm việc của máy tẽ ngô giống được lựa chọn trên cơ sở các phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích thông tin Trong đó xác định

ưu, nhược điểm của các cơ cấu tẽ ngô đã có ở nước ta và trên thế giới (trình bày ở chương I) Đặc biệt quan tâm đến các cơ cấu có hiệu ứng tẽ, chà xát tốt

và có khả năng lặp lại nhiều lần các tác động đó trong buồng tẽ, chất lượng tẽ hạt

2.2.2 Phương pháp xác định kết cấu thích hợp của trống tẽ dàn thí nghiệm

Máy tẽ ngô giống đòi hỏi chất lượng sản phẩm tẽ cao bởi vậy bộ phận chính cần nghiên cứu sâu là buồng tẽ Ngoài ra các bộ phận khác như: sàng, quạt làm sạch, thu gom sản phẩm,… có thể tính toán trên cơ sở các thông số

kỹ thuật của các máy tẽ ngô hiện có Bởi vậy, nhiệm vụ của đề tài là lực chọn

kết cấu buồng tẽ ngô giống, thiết kế dàn thí nghiệm, nghiên cứu một số thông

số chính của buống tẽ để tìm các thông số tối ưu và hiệu quả kinh tế cho quá trình tẽ

Dàn thí nghiệm phải đáp ứng các yêu cầu thí nghiệm thăm dò đơn yếu tố, thực nghiệm đa yếu tố theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm bậc 2, trên

đó các thông số ảnh hưởng phải điều chỉnh được ở các mức thí nghiệm một cách độc lập với nhau, với độ chính xác cao và thuận tiện

2/ Cấu tạo và nguyên lý làm việc của dàn thí nghiệm buồng đập máy tẽ ngô giống

Cơ cấu thí nghiệm bao gồm mẫu máy tẽ ngô thí nghiệm, băng tải cấp liệu Buồng tẽ ngô gồm trống tẽ vít tải, răng ngón tròn với các kích thước sau:

Bắp ngô được đưa từ băng tải vào cửa cấp liệu Vít tải có tác dụng đẩy bắp ngô chạy dọc trục trong buồng tẽ Nhờ tác động của các răng ngón tròn và

máng trống nên bắp ngô tự xoay quanh nó và chuyển động dọc trục, hạt được tách ra khỏi lõi nhờ tác dụng chà xát, va đập giữa bắp ngô và buồng đập Hạt ngô tẽ ra qua các khe hở máng trống rơi xuống thùng hứng Lõi ngô thoát ra ở phần cuối trống và được hứng vào thùng chứa Với kết cấu buồng tẽ như trên

có thể thay đổi dễ dàng khe hở giữa trống và máng trống bằng cách thay đổi

đai ốc điều chỉnh chiều cao các răng ngón tròn Thay đổi số vòng quay của trống hay vận tốc đỉnh răng bằng cách thay đổi kích thước puli Sơ đồ dàn thí

nghiệm (hình 2.1)

2.3 Phương pháp lựa chọn và xác định các chỉ tiêu đánh giá

Có nhiều chỉ tiêu đánh giá quá trình làm việc của máy tẽ Chúng tôi chọn

2 chỉ tiêu chính để nghiên cứu thực nghiệm, đó là:

Tỷ lệ hạt vỡ YV (%) và tỷ lệ hạt sót YS (%) Ngoài ra còn các chỉ tiêu phụ khác như: năng suất tẽ bắp Q (tấn/h),…

Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy tẽ ngô được xác định bằng thực nghiệm như sau:

2.3.1 Năng suất Q (Tấn/h)

Ta có thể tính năng suất thuần tuý bằng cách cân khối lượng bắp ngô

được tẽ là G và đo thời gian tẽ là T thì năng suất thuần tuý:

T

G

Q= , (Tấn/h) (2.1) Năng suất thực tế được tính bằng cách theo dõi khối lượng và thời gian làm việc trong một quá trình thực tế, có tính đến các loại thời gian dừng máy trong ca

G

G

Trong đó: YS - độ sót hạt, (%);

GS – Khối lượng hạt còn trên lõi ngô chưa tẽ sau khi ra khỏi trống, (g);

Mối tương quan của các yếu tố trên sẽ được trình bày ở những phần sau, khi đã dùng phương pháp quy hoạch hoá thực nghiệm để giải bài toán thương lượng có điều kiện

2.4 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố

Khi nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tẽ hạt ngô giống, chúng tôi đã áp dụng phương pháp quy hoạch hoá thực nghiệm đa yếu tố Với phương pháp này cần xác định các yếu tố ảnh hưởng chính và khoảng biến thiên thích hợp của chúng

Trước hết, để chọn các yếu tố có ảnh hưởng nhiều nhất đến quá trình tẽ ngô giống, chúng tôi dùng phương pháp tìm hiểu, thu thập tài liệu tham khảo

và ý kiến của các chuyên gia có kinh nghiệm trong lĩnh vực máy thu hoạch

Để sàng lọc các yếu tố chính chúng tôi tiến hành nghiên cứu đơn yếu

tố trên cơ sở cố định các yếu tố khác, xác định ảnh hưởng của từng thông

số tới quá trình tẽ hạt của mẫu máy thí nghiệm Qua đó thăm dò được

khoảng biến thiên của các yếu tố, đánh giá sơ bộ ảnh hưởng của chúng tới quá trình tẽ hạt, làm cơ sở để xây dựng các kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố tiếp theo

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tẽ hạt ngô giống là: Vận tốc đầu răng, lượng cung cấp, khe hở giữa trống và máng tẽ…

Ký hiệu các yếu tố như sau:

- Lượng cung cấp q nên chọn trong khoảng 0,5 đến 2,5 kg/s

- Khe hở tẽ δ lấy trong khoảng 35 đến 55 mm

- Độ ẩm bắp W từ 14 đến 20%

Các thực nghiệm thăm dò được tiến hành lần lượt với từng yếu tố, trong khi cố định các yếu tố còn lại ở mức giữa của khoảng biến thiên đã chọn Trong các thí nghiệm này yếu tố ảnh hưởng biến đổi ở 5 mức Đó là số mức cho phép dựng đường cong thực nghiệm với độ tin cậy đảm bảo Tại mỗi mức

lặp lại thí nghiệm m ≥ 3 lần Trường hợp do tác động nhiễu, số liệu bị nghi ngờ là có sai số lớn, thí nghiệm được lặp lại một vài lần nữa để kiểm tra và tiện cho xử lý sau này

Các số liệu thí nghiệm thăm dò được xử lý theo trình tự sau:

1 Đánh giá sơ bộ số liệu thí nghiệm: kiểm tra đồng nhất phương sai, loại

bỏ số liệu chứa sai số thô, hay bị trôi do nhiễu

2 Kiểm tra mức độ ảnh hưởng của thông số nghiên cứu đến các chỉ tiêu

đánh giá theo các tiêu chuẩn thống kê

3 Dựng đường cong thực nghiệm theo phương pháp bình phương tối thiểu để khảo sát quy luật tác động của các yếu tố đến chỉ tiêu đánh giá

Nội dung thuật toán của các bước xử lý trên được trình bày cụ thể trong phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố, vì chúng có cùng cơ sở toán thống kê như nhau

Khi xử lý số liệu thí nghiệm, do thấy các yếu tố x1, x2, x3 có ảnh hưởng tới quá trình tẽ theo quy luật phi tuyến, chúng tôi không dùng quy hoạch thực nghiệm bậc 1 ở giai đoạn tiếp theo, mà dùng quy hoạch thực nghiệm bậc 2 để nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố

2.5 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và xử lý số liệu

2.5.1 Nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố

Trước đây, trong quá trình nghiên cứu thực nghiệm người ta thường áp dụng phương pháp đơn yếu tố, điều đó dẫn tới phải tiến hành một khối lượng thí nghiệm lớn, khi phải nghiên cứu ảnh hưởng của nhiều thông số đến quá trình làm việc Lý thuyết quy hoạch thực nghiệm cho phép rút ngắn số lượng thí nghiệm và mang lại hiệu quả cao Cho phép xây dựng mô hình toán thực nghiệm đa yếu tố và xác định các thông số tối ưu với độ chính xác cao Để tiện lợi trong việc mô tả các điều kiện thí nghiệm và xử lý số liệu kết quả thực nghiệm trên máy tính, người ta sử dụng giá trị mã của các thông số, đặt tâm

các thông số nghiên cứu là 0, mức trên là 1 và mức dưới là -1 Giá trị mã và thực của các thông số liên hệ với nhau theo công thức:

i

oi

i X X X

lý tính khác của ngô thay đổi không đáng kể Một mặt vừa đảm bảo tính kinh

tế của thực nghiệm, mặt khác hạn chế tối đa tác động của trường nhiễu, của các yếu tố không điều khiển được khác

- Là kế hoạch có nhiều tính chất tốt theo tiêu chuẩn tối ưu: D-, A-, E-, G-,

đặc biệt đảm bảo độ chính xác ước lượng các hệ số hồi quy cao hơn các loại

kế hoạch trung tâm hợp thành trực giao, đẳng diện xoay (tâm xoay), đơn hình tổng hợp bão hoà…

Theo phương án quy hoạch thực nghiệm này, với 3 thông số đầu vào sẽ cần 11 thí nghiệm, mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần Ma trận thí nghiệm được trình bày ở bảng 2.1