Luận văn
Trang 1Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -i
Bộ giáo dục và đào tạo
Trường đại học nông nghiệp I
Phùng chí cường
Nghiên cứu một số thông số chính về cấu tạo
và chế độ làm việc của máy xát vỏ cà phê quả tươi
trục ngang hai cấp XV-1500
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị
Cơ giới hóa Nông – Lâm nghiệp
Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Như Khuyên
Hà nội 2006
Trang 2Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -i
Lời cảm ơn
Sau thời gian thực hiện, đến nay đề tài “Nghiên cứu một số thông số chính về cấu tạo và chế độ làm việc của máy xát vỏ cà phê quả tươi trục ngang hai cấp”
Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn TS Trần Như Khuyên – Trưởng
bộ môn Máy nông nghiệp – Khoa Cơ điện – Trường Đại học Nông nghiệp I –
Hà Nội
Tôi xin chân thành cảm ơn TS Phạm Đức Việt – Viện phó Viện Cơ
điện Nông nghiệp – Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn
Viện Cơ điện Nông nghiệp
Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Máy
NN - Khoa Cơ điện – Trường Đại học Nông nghiệp I – Hà Nội, cùng gia đình
Tuy vậy, với thời gian và kinh nghiệm có hạn nên trong quá trình tìm tòi và nghiên cứu đề tài không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Tôi xin chân thành đón nhận những ý kiến đóng góp của quý thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp để bổ xung vào đề tài làm cho đề tài được hoàn thiện hơn
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 15 tháng 09 năm 2006
Học viên
Phùng Chí Cường
Trang 3Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -ii
Mục lục Đặt vấn đề 1
Chương I: Tổng quan máy xát vỏ quả cà phê nhân 3
1.1 Đặc điểm cấu tạo và tính chất của quả cà phê 3
1.2 Các phương pháp chế biến cà phê nhân 6
1.2.1 Phương pháp chế biến khô………6
1.2.2 Phương pháp chế biến ướt……….6
1.3 Quy trình chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt .7
1.3.1 Sơ đồ công nghệ quy trình chế biến cà phê nhân……….7
1.3.2 Sơ bộ về quá trình sản xuất cà phê nhân……… 8
1.4 Sơ bộ về quá trình sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt….9 1.5 Một số công đoạn chính trong quy trình chế biến cà phê theo phương pháp ướt……….10
1.5.1 Thu hái nguyên liệu……….10
1.5.2 Phương pháp chế biến cà phê thóc khô………10
1.6 Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy xát vỏ cà phê ở trong nước và trên thế giới 13
1.6.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy xát vỏ cà phê trên thế giới…13 1.6.2.Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy xát vỏ cà phê ở Việt Nam….14 1.7 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 21
1.7.1 Mục đích nghiên cứu ……… 21
1.7.2 Nhiệm vụ nghiên cứu……… 21
Chương II: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 22
2.1 Đối tượng nghiên cứu 22
2.2 Phương pháp nghiên cứu 25
2.2.1 Phương pháp nghiên cứu đơn yếu tố 25
2.2.2 Phương pháp nghiên cứu đa yếu tố 26
2.2.3 Phương pháp nghiên cưu tối ưu tổng quát 32
2.3 Phương pháp thực nghiệm đo đạc và xác định các thông số nghiên cứu 34
2.3.1 Phương pháp xác định năng suất máy………34
2.3.2 Phương pháp xác định mức tiêu thụ điện năng riêng………….34
2.4 Phương pháp xử lý và gia công số liệu 35
2.4.1 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm……….35
2.4.2 Phương pháp gia công số liệu thực nghiệm………36
Chương III: Cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế 38
Trang 4Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -iii
3.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình xát vỏ quả 38
3.1.1 Vận tốc quay của rulô xát 38
3.1.2 Lực xát vỏ 39
3.1.3 Phương trình cơ bản của trống xát 41
3.2 Xác định các thông số cơ bản của máy xát vỏ cà phê 45
3.2.1 Các thông số cấu tạo bộ phận xát 45
3.2.2 Công suất động cơ………47
chương IV: kết quả nghiên cứu thực nghiệm 49
4.1 Vật liệu và dụng cụ thí nghiệm 49
4.1.1 Vật liệu thí nghiệm………49
4.1.2 Dụng cụ thí nghiệm………49
4.2 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 50
4.2.1 ảnh hưởng của tốc độ quay trống xát x1(v/p)………50
4.2.2 ảnh hưởng của khe hở giữa rulô và máng xát x2 (mm)……….53
4.2.3 ảnh hưởng của lưu lượng nước cung cấp vào buồng xát x3(l/h)… 55
4.3 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố……… …57
4.4 Kết quả nghiên cứu tối ưu tổng quát………61
Kết luận và đề nghị 63
Kết luận 63
Đề nghị .64
Trang 5Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -1
Tuy vậy, ngành sản xuất cà phê của nước ta còn nhiều vấn đề lớn cần
được quan tâm giải quyết Chất lượng cà phê xuất khẩu chưa cao, chưa đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng và sức cạnh tranh trên trường quốc tế chưa cao Có nhiều nguyên nhân làm giảm chất lượng và giá bán cà phê Việt
đáng kể giá trị tự nhiên vốn có của cà phê [1]
Cà phê ở nước ta được chế biến chủ yếu theo hai công nghệ: Chế biến
ướt với cà phê chè và một lượng nhỏ cà phê vối, chế biến khô với cà phê vối Hiện nay, công nghệ chế biến cà phê theo phương pháp ướt được sử dụng rộng
việc nghiên cứu chế tạo các dây chuyền thiết bị chế biến cà phê với giá thành
Tuy nhiên, do chưa có một nghiên cứu cụ thể chuyên sâu mà mới chỉ dừng ở mức chép mẫu và cải tiến các mẫu máy của nước ngoài nên các thiết bị chế tạo trong nước còn nhiều bất cập về nhiều khía cạnh như: Năng suất, chất
tiêu cực đến chất lượng cũng như giá thành của cà phê Việt Nam
Trang 6Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -2
Trong dây chuyền chế biến cà phê theo phương pháp ướt, máy xát đóng vai trò rất quan trọng, yếu tố chủ yếu quyết định đến chất lượng cà phê nhân, vì quá trình xát sẽ tách vỏ quả ra làm cho các quá trình đánh nhớt và sấy sau này rút ngắn đi rất nhiều
Năm 2002, Bộ NN & PTNT xét duyệt đưa đề tài nghiên cứu chế tạo dây chuyền thiết bị chế biến cà phê chè theo phương pháp ướt vào kế hoạch nghiên cứu thuộc chương trình chế biến nông lâm sản của Bộ
Trên cơ sở điều tra khảo nghiệm và giám định các dây chuyền chế biến
cà phê theo phương pháp ướt, từ đó lựa chọn ra những thiết bị phù hợp với cà quả phê Việt Nam nhằm đáp ứng được yêu cầu về chất lượng, vệ sinh môi trường, kinh tế, , đồng thời có những khuyến cáo cần thiết cho các cơ sở chế tạo cũng như cơ sở chế biến
Xuất phát từ tình hình thực tế trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu một số thông số chính về cấu tạo và chế độ làm việc của máy xát vỏ cà phê quả tươi trục ngang hai cấp XV-1500”
Trang 7Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -3
Chương I Tổng quan máy xát vỏ quả cà phê
Trong số 100 loài thuộc chi coffea chỉ có một số ít loài như cà phê chè (coffea arabica), cà phê vối (coffea canephara) và cà phê mít (coffea liicrica)
là thực sự có tầm quan trọng trong kinh tế được trồng với mục đích thương mại Trong đó cà phê chè được trồng nhiều nhất chiếm tới 70% tổng diện tích
cà phê thế giới, và trên 75% sản lượng cà phê xuất khẩu hàng năm[5], [6]
Cà phê chè (coffea arabica): Quả có dạng hình trứng có hai nhân, vỏ
màu xanh xám, xanh lục hoặc xanh xanh tuỳ theo từng giống và phương pháp chế biến Kích thước hình dáng và trọng lượng nhân thay đổi tuỳ theo giống, điều kiện tự nhiên và chế độ canh tác Các giống cà phê chè được trồng phổ biến hiện nay là: Typica, Bourbon, Caturra, Catuai, Catimor Trọng lượng
100 hạt của các giống cà phê chè đang được trồng dao động trong khoảng từ 14-18g Hàm lượng caffein trong nhân từ 1,8-2%
Cà phê vối (coffea canephara pierre): Quả hình trứng tròn, khi chín có màu đỏ thẫm, vỏ quả cứng và dai hơn cà phê chè Hạt dạng bầu tròn, ngắn và nhỏ hơn so với cà phê chè, có màu xám, xanh đục hoặc ngà vàng tuỳ vào phương pháp chế biến và bảo quản Các giống cà phê vối được trồng phổ biến là: Robursa, konilou Trọng lượng trung bình 100 hạt 13-16g Hàm lượng caffein trong hạt 2,5-3%
Cà phê mít (coffea licrica bull): Quả to hình trứng, hơn dẹt, lúc chín có màu đỏ thẫm, thịt quả giòn ít ngọt, hạt to màu xanh ngả vàng Trọng lượng
100 hạt từ 15-20g, hàm lượng caffein 1,02-1,15% [7]
Nhìn chung quả cà phê gồm có 5 phần chính: 4 lớp vỏ chính là vỏ quả,
vỏ thịt (vỏ nhớt), vỏ trấu và lớp vỏ lụa, trong cùng là nhân
Trang 8Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -4
Hình 1.1 Cấu tạo quả cà phê
Đặc điểm: Xét từ ngoài vào trong:
- Cuống quả: Làm nhiệm vụ nâng đỡ quả và dẫn chất dinh dưỡng từ thân cây để nuôi quả
- Vỏ quả được bao bọc bên ngoài, khi chín có màu đỏ hoặc màu vàng,
vỏ cà phê chè mềm hơn cà phê vối và cà phê mít Vỏ chiếm 41-45% khối lượng quả
- Vỏ thịt (Vỏ nhớt): Nằm phía trong lớp vỏ quả, chủ yếu là chất ngọt, nhiều nước rễ xát Chiếm 20-30% khối lượng quả, chủ yếu là pectin
- Bên trong vỏ thịt là lớp vỏ trấu: Nó bao bọc chặt lấy thân Là lớp vỏ cứng có nhiều chất xơ gây nên nhiều khó khăn trong quá trình bóc vỏ, vỏ trấu chiếm 6 - 8% khối lượng quả
- Lớp vỏ lụa là lớp nằm sát nhân, đó cũng là lớp vỏ cuối cùng, tuỳ từng loại mà có màu sắc và tình chất khác nhau
Tất cả 4 loại vỏ trên trong quá trình chế biến còn xót lại thì đều ảnh hưởng đến chất lượng của cà phê thành phẩm
- Trong cùng là nhân cà phê là phần quan trọng trong chế biến nên tỷ lệ thu hồi làm sao phải cao nhất Nhân được chia làm hai phần: Phần ngoài có lớp tế bào của nhân cứng, có những tế bào nhỏ nhưng chứa nhiều dầu, phía trong có những tế bào lớn và mền hơn Một quả cà phê thường có 1, 2 hoặc 3 nhân, nhưng thường chỉ có 2 nhân[14]
Trang 9Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -5
Cµ phª vèi (%)
Trang 10Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -6
bị và nhân công, không tốn nước, thích hợp cho những nơi có khí hậu khô nóng, tận dụng nắng để phơi quả Tuy nhiên, phương pháp chế biến khô có rất nhiều nhược điểm, yêu cầu diện tích sân phơi lớn, kéo dài thời gian chế biến, chất lượng cà phê không cao vì xát cả quả cà phê xanh và cà phê chín, phụ thuộc điều kiện thời tiết nên rễ gây hư hỏng nhân[1],[4]
1.2.2 Phương pháp chế biến ướt
áp dụng cho cả cà phê chè và cà phê vối Cà phê quả chín sau khi thu hoạch được làm sạch và phân loại (bằng bể xiphông, máy sàng rửa phân loại,…) sau đó được đưa vào xát tươi để loại bỏ lớp vỏ quả, vỏ thịt trước khi
đem phơi sấy thu được cà phê thóc Được cà phê thóc, đem xát bỏ lớp vỏ thóc
ta đựơc cà phê nhân Phương pháp này cần nhiều thiết bị, tốn nhiều nước, giá thành chế biến cao và phải quan tâm tới việc xử lý vỏ quả, nước thải Tuy nhiên, phương pháp chế biến ướt cho chất lượng cà phê cao hơn nhiều so với phương pháp chế biến khô nên xu hướng hiện nay trên thế giới nói chung và
phê đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trên toàn cầu[2],[3],[4]
Trang 11Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -7
SÊy tÜnh -sÊy trèng
quay T¸ch qu¶ xanh, qu¶ sãt
X¸t vá
Lµm kh«
Ph©n lo¹i träng l−îngPh©n lo¹i mµu
Trang 12Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -8
Trong hai phương pháp chế biến trên, chế biến theo phương pháp ướt
được ứng dụng chủ yếu cho cà phê chè (Arabica) và chế biến khô dùng cho cà phê vối (Robusta) Hiện nay, chế biến ướt đang dần thay thế chế biến khô bởi
nó đem lại chất lượng cà phê cao hơn, như đối với cà phê vối (Robusta) áp dụng công nghệ chế biến ướt chất lượng tăng lên rõ rệt vì thế mà giá trị thương phẩm được nâng lên[10]
1.4 Sơ bộ về quá trình sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt
Quá trình chế biến sản xuất cà phê nhân được bắt đầu từ khi thu hoạch
về ta phải chế biến ngay nếu như để quá 12 giờ thì quả sẽ giảm chất lượng
Cà phê sau khi thu hái được đưa về nhà máy để chế biến, cà phê quả tươi lần lượt đi qua các thiết bị trong dây chuyền và sản phẩm thu được trong quá trình này là cà phê thóc ướt Yêu cầu đối với quá trình này là cà phê thóc phải đảm bảo sạch nhớt và tỷ lệ tróc vỡ cà phê thóc phải đảm bảo yêu cầu cho phép
Sau khi đánh nhớt ta được cà phê thóc ướt, cà phê thóc ướt thường được phơi nắng hoặc đưa vào sấy tĩnh để giảm độ ẩm xuống khoảng 25 – 30 % Sau
đó tiếp tục được đưa vào sấy trống quay sấy tới độ ẩm bảo quản ( 11 – 12%)
Để thu được cà phê nhân, tiến hành xát cà phê thóc Để nhân cà phê
đảm bảo chất lượng, có thể xuất khẩu được ta phải đánh bóng và phân loại hạt, hạt sau đánh bóng và phân loại phải có kích thước, màu sắc và độ bóng đồng
đều Cà phê nhân sau đó được đưa vào bảo quản, chế biến hoặc xuất khẩu
ở nước ta, cà phê được trồng ở nhiều vùng khác nhau và các giống khác nhau, có điều kiện khí hậu và chế độ canh tác khác nhau nên thời vụ thu hoạch và chế biến cũng khác nhau Dưới đây là bảng tổng hợp thời vụ thu hoạch một số vùng trồng cà phê ở Việt Nam[15]
Trang 13Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -9
1.5.1 Thu hái nguyên liệu
Cà phê cần thu hái đúng thời điểm, chất lượng quả cà phê nguyên liệu cho chế biến đạt yêu cầu về nguyên liệu theo tiêu chuẩn ngành 10 TCN 98-88, qui trình kỹ thuật chế biến cà phê
Cà phê là sản phẩm rễ mất phẩm chất nếu không được thu hái đúng lúc
và chế biến kịp thời Do đó, trong quá trình thu hái phải chú ý các yêu cầu sau:
- Cần thu hái đúng lúc, kịp thời, đúng tầm chín
- Không thu hái những quả cà phê còn xanh còn non, chưa đầy đủ chất lượng
- Phải hái từng quả, không hái chùm ảnh hưởng đến cây và ảnh hưởng
đến quá trình chế biến
- Sau khi thu hái phải vận chuyển ngay về nơi chế biến không để quá lâu làm cho cà phê lên men, bốc nóng giảm phẩm chất [12]
Trang 14Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -10
Tuy nhiên, ở ta cà phê quả tươi nguyên liệu không đảm bảo yêu cầu, độ chín không đạt yêu cầu, còn lẫn nhiều quả xanh non và tạp chất do thu hái không đúng kỹ thuật
Hình 1.2: Nguyên liệu cà phê quả tươi 1.5.2 Phương pháp chế biến cà phê thóc khô
Nguyên liệu→ Tách tạp chất →Rửa phân loại→Tách quả xanh→Tách
vỏ quả →Ngâm ủ→ Tách vỏ nhớt→ Làm ráo sơ bộ→ Phơi sấy→ Cà phê thóc khô
Cũng có nơi công đoạn tách vỏ nhớt được làm trước sau đó đem ngâm ủ
- Có thể sử dụng những thiết bị đơn giản để rửa sạch nhớt
- Nhiều ý kiến khẳng định ngâm ủ giúp làm dịu vị gắt và tăng cường hương vị cà phê
Nhược điểm:
- Kéo dài thời gian chế biến
Trang 15Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -11
- Giảm được thời gian chế biến do không phải tách quả xanh
- Giảm được thiết bị tách quả xanh
Nhược điểm:
- Đòi hỏi nguyên liệu có tỉ lệ quả chín cao, đồng đều
- Chất lượng cà phê nhân sau chế biến kém hơn
c) Phương pháp thứ 3: Giống với phương pháp thứ nhất nhưng không có công đoạn ngâm ủ Phương pháp này áp dụng theo công nghệ của Brazil đánh nhớt cơ học ngay sau khi bóc vỏ quả và làm khô, không qua công đoạn ngâm
Trang 16Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -12
Một số nước có sản lượng cà phê xuất khẩu lớn trên thế giới:
- Colombia: Là nước sản xuất cà phê chè (Arabica) lớn và ngon nhất thế giới, hầu hết chế biến tại hộ gia đình, dùng phương pháp chế biến ướt Cần thu hái đúng độ chín và dùng phương pháp lên men để loại bỏ vỏ nhớt
- Brazil: Là nước sản xuất cà phê vối (Robusta) lớn nhất thế giới, chế biến chủ yếu theo phương pháp khô, khoảng 2% dùng phương pháp ướt Thiết
bị chế biến của nước này được áp dụng rất nhiều ở Việt Nam và ở hầu hết các nông trường nhà máy, cơ sở sản xuất nhỏ trên toàn quốc như: Nghệ An ( Công
ty Thái Hoà), Quảng Trị (xí nghiệp chế biến cà phê Khe Sanh), Đaklak (Công
ty cà phê Việt Thắng, Công ty cà phê DraocumeMhong), nhiều nhất là
Đaklak
Trang 17Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -13
- Indonexia: Cà phê vối (Robusta) chế biến chủ yếu theo phương pháp khô, cà phê chè (Arabica) chế biến theo phương pháp ướt, sau khi xát, cà phê
được ủ lên men rồi đem rửa thu được cà phê thóc sạch
( Tin từ cục chế biến Nông lâm sản và ngành nghề nông thôn – Bộ NN
và PTNN tháng 8/2002)
1.6.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy xát vỏ cà phê ở Việt Nam
ở nước ta hiện nay, một phần sử dụng thiết bị ngoại nhập một phần sử dụng thiết bị do trong nước chế tạo Một số cơ sở chế tạo thiết bị chế biến cà phê, trong đó có hai cơ sở lớn đó là Cơ khí Nha Trang và công ty Cơ Điện và phát triển Nông Thôn Hà Nội (nay là Công ty Cơ Điện Nông Nghiệp và Thuỷ Lợi Hà Nội) Bên cạnh đó còn có càc nhà máy cơ khí: Cơ khí 3/2 Đaklak, Viện thiết kế máy Nông Nghiệp
Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, máy xát đều chế tạo theo một số kiểu sau[15]:
- Máy xát kiểu Raoeng: Máy đồng thời làm cả nhiệm vụ tách vỏ quả
và vỏ nhớt Máy gồm một trống hình trụ, bề mặt chia 3 đoạn với những đường gân nổi có hình dáng khác nhau, làm các nhiệm vụ đẩy các quả cà phê đi dọc trục, bóc vỏ quả và đánh rửa nhớt Bao quanh trục là một sàng có đột các lỗ Ngoài ra máy còn có hệ thống dẫn nước có áp lực Nước từ bể xi phông đưa quả vào máy, đường gân xoắn ở đoạn đầu của trống đẩy cà phê vào phía trong,
đoạn giữa trống có những đường gân nổi hình bình hành xé rách lớp vỏ ngoài
đồng thời chà xát làm tách lớp thịt, nhớt và đẩy cà phê thóc đi qua khu vực cuối, đoạn cuối trống có các gân nổi dài đánh nhớt tiếp và gạt cà phê thóc sạch ra ngoài Đồng thời trong quá trình máy xát làm việc, nước luôn luôn
được cấp từ phía trên trống xuống để rửa nhớt và những tia nước có áp lực cao
được phun ra từ những lỗ nhỏ trên vỏ trống ép vỏ quả cà phê lọt qua mắt lưới
ra ngoài
Ưu điểm: Chắc chắn, có độ bền cao, đồng thời tách được cả vỏ quả và
vỏ nhớt nên rút ngắn thời gian chế biến, giảm được thiết bị
Trang 18Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -14
Nhược điểm: Năng suất thấp, hiệu suất xát kém, chi phí năng lượng cao, tiêu tốn nhiều nước, vỏ quả bị lẫn trong nước gây ô nhiễm môi trường lớn
Hình 1.2 Máy xát quả tươi kiểu liên hoàn
- Máy xát kiểu đĩa: Máy chỉ làm nhiệm vụ tách vỏ quả Cấu tạo gồm một hay nhiều đĩa kim loại có các vấu nối ở hai mặt, hai bên mỗi đĩa có hai tấm kim loại gọi là má điều chỉnh được nối với những thanh sắt đặt song song Khi đĩa quay quả cà phê bị ép tuột vỏ, các vấu nối kéo vỏ cà phê ra ngoài, hạt
cà phê còn lại được ra theo 1 cửa riêng
Máy xát đĩa đơn giản, dễ vệ sinh, có khả năng cho năng suất cao, chắc chắn, ít hư hỏng
Song để đảm bảo tốt chất lượng làm việc của máy yêu cầu về quả cà phê nguyên liệu phải đồng đều và việc cấp liệu phải ổn định, trường hợp ngược lại sẽ gây vỡ hạt, tróc vỏ trấu, lẫn nhiều vỏ và quả sót trong khối hạt
Trang 19Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -15
Bộ phận phân loại quả xanh: Làm nhiệm vụ phân loại quả xanh và bóc
vỏ cà phê quả chín Cấu tạo gồm một trống, trên bề mặt có các đường gân nổi, bao quanh trống là 1 sàng lỗ dài Quá trình làm việc: Cà phê sau khi rửa phân loại được đưa tới phễu nạp liệu cung cấp vào giữa trống Do chiều nghiêng của
đường gân về hai phía ở giữa trống, cà phê được đẩy về 2 đầu trống, trong quá trình di chuyển chúng bị trà xát và chèn ép lẫn nhau, quả chín do có vỏ giòn
và dễ tách nên bị bóc vỏ và được ép qua lỗ sàng xuống phía dưới, quả xanh do
có vỏ dai và cứng không bị bóc vỏ nằm lại trên sàng và di chuyển về hai đầu tới cửa ra quả xanh, tại đây có cơ cấu cho phép đóng mở và điều chỉnh áp lực trong buồng ép gọi là đối trọng
Trang 20Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -16
Hình 1.4 Máy xát MXT-4,5 của Công ty Cơ điện và PTNT Hà Nội
Bộ phận tách vỏ quả: Làm nhiệm vụ bóc và tách vỏ quả cà phê ra khỏi
cà phê thóc Cấu tạo gồm một trống xát hình trụ nằm ngang bên ngoài bọc một lớp vật liệu không rỉ có các vấu nổi hình bán nguyệt và một tấm kim loại hình vòng cung bao một phần trống để gá các tấm cao su nén ép Khe hở giữa tấm cao su và trống có dạng hình nêm, giảm dần từ trên xuống và có thể điều chỉnh thay đổi được Quá trình làm việc: Cà phê được cấp vào khe hở giữa trống và dao xát qua một trục phân phối Trống quay kéo khối cà phê vào trong các ránh giữa tấm cao su và trống xát Trong quá trình di chuyển trong
tách quả sót Trong khi làm việc luôn có một lượng nước được cấp vào máy xát
Ưu điểm: Tách được quả xanh trước khi xát, năng suất máy cao, hiệu suất xát lớn, chi phí điện, chi phí nước thấp
Nhược điểm: Kết cấu cồng kềnh phức tạp hơn kiểu xát trục đứng; vệ sinh, bảo dưỡng sửa chữa phức tạp Yêu cầu nguyên liệu không được lẫn tạp chất rắn
Trang 21Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -17
- Máy xát gosdon trống xát hình trụ đứng kiểu DC-6D Pinhanlense- Brazil [16]; MXT-5 của Xí nghiệp Cơ khí cà phê Nha Trang: Máy làm các nhiệm vụ phân loại quả xanh và xát vỏ quả Cấu tạo gồm 3 bộ phận tách rời nhau: Bộ phận tách quả xanh, bộ phận tách vỏ quả Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ phận phân loại quả xanh tương tự như loại máy MXT-4,5 của Công ty Cơ điện và PTNT Hà Nội
Bộ phận tách vỏ quả: Gồm một trống xát hình trụ, bên ngoài bọc một lớp vật liệu không rỉ có những vấu nổi hình bán nguyệt, trống xát được đặt
Quá trình làm việc: Cà phê được cấp vào khe hở của các dao xát và
tách ra và được các vấu nổi kéo ra ngoài rơi xuống cửa ra vỏ, hạt cà phê thóc
Máy xát kiểu gosdon trống xát hình trụ đứng có bộ phận tách quả xanh
Ưu điểm: Kết cấu đơn giản gọn nhẹ, dễ vệ sinh sửa chữa, tách được quả xanh trước khi xát, năng suất máy cao, hiệu suất xát lớn
Nhược điểm: Yêu cầu nguyên liệu không được lẫn tạp chất rắn, chi phí
điện, chi phí nước cao
Trang 22Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -18
Hình 1.5 Máy xát kiểu gosdon trục đứng DC-6D Brazil
- Máy xát gosdon trống xát đứng hình côn kiểu Penagos Colombia và MXT-2 của Xí nghiệp cà phê Nha Trang[8] Máy chỉ thực hiện nhiệm vụ tách
vỏ quả Bộ phận tách vỏ quả gồm trống xát hình côn bên ngoài bọc một lớp vật liệu không rỉ có các vấu nổi hình bán nguyệt Trống xát đặt đứng, bao
cà phê từ máy làm sạch phân loại đ−ợc đ−a tới máy xát Trống quay kéo khối
sang lồng tách quả sót
Trang 23Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -19
Nhìn chung các máy xát vỏ cà phê được chế tạo ở trong nước đều dựa trên cơ sở sao chép các mẫu xát vỏ cà phê của nước ngoài, chưa nghiên cứu một cách đầy đủ cả về lý thuyết và thực nghiệm, nên năng suất và chất lượng sản phẩm còn hạn chế, chi phí nước và chi phí năng lượng riêng còn cao Các máy xát vỏ cà phê được chế tạo ở nước ngoài tuy năng suất cao, làm việc ổn
định, nhưng máy có cấu tạo phức tạp, giá thành quá cao và cỡ năng suất lớn không phù hợp với quy mô sản xuất vừa và nhỏ
Trang 24Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -20
Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo các máy xát vỏ cà phê cỡ năng suất vừa và nhỏ, có cấu tạo đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành hạ là vấn
đề có ý nghĩa thực tiễn trong giai đoạn sản xuất hiện nay
1.7 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
1.7.1 Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu một số thông số chính về cấu tạo và chế độ làm việc của máy xát vỏ cà phê quả tươi trục ngang hai cấp nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, giảm chi phí năng lượng riêng, phù hợp với quy mô sản xuất vừa và nhỏ
1.7.2 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu đặc điểm và tính chất cơ lý của cà phê quả tươi
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của quá trình xát vỏ cà phê quả tươi
- Nghiên cứu thực nghiệm xác định ảnh hưởng của một số thông số
đến độ sót vỏ quả, năng suất máy và chi phí năng lượng riêng
Trang 25Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -21
Để thực hiện bóc vỏ cà phê tươi có độ chín, kích thước không đồng đều
và lớp vỏ cứng có dạng như cà phê vối, sau một lần xát, toàn bộ cà phê được bóc vỏ hoàn toàn Chúng tôi lựa chọn máy xát vỏ cà phê trục ngang hai cấp làm
đối tượng nghiên cứu Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của máy được thể hiện ở hình 2.1 dưới đây:
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy xát vỏ cà phê tươi trục ngang hai cấp
3- Rulô xát thứ nhất 4- Trục cuốn thứ hai
5- Rulô xát quả lần hai 6- Máng xả liệu
9- Thân máy
a) Nguyên lý cấu tạo
Trang 26Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -22
Máy xát vỏ cà phê tươi có cấu tạo chính gồm:
- Một phễu cấp liệu nhằm đưa quả cà phê tươi vào máy để thực hiện quá trình chà xát Phễu cấp liệu là một hình thang dạng ống có góc nghiêng để cà phê rơi xuống đáy phễu dưới tác dụng của trọng lực Phễu cấp liệu được làm hình dạng đa giác có lỗ hở phía dưới để cho quả cà phê đi xuống
- Hai trục cuốn: Hình trụ tròn xoay có 5 cánh xung quanh trục có tác dụng để đưa cà phê từ đáy phễu cấp liệu xuống khe hở giữa rulô xát và máng xát Tác dụng lớn nhất của trục cuốn là tạo nên 1 một khối lượng cà phê vào
chịu xoắn bởi lực tác dụng mô men quay lấy từ động cơ
- Hai rulô xát: Cấu tạo là một hình trụ tròn xoay, phía trong rỗng trên rulô xát có các vấu xát để tạo nên các lực cần thiết để có thể làm tách vỏ quả
cà phê Trên rulô còn có các lỗ để nước phun ra khi xát quả cà phê đây là bộ phận chính làm việc khi xát trong máy xát
- Hai máng xát: Đi đôi với hai rulô xát tạo nên khe hở cần thiết để đưa
cà phê vào xát Cấu tạo của máng xát là các tấm thép mỏng, trên đó có các
vỏ phân ly theo hai cửa riêng đi ra ngoài Khe hở máng xát thứ nhất lớn hơn máng thứ hai
- Mô tơ chuyển động: Cung cấp năng lượng cho máy làm việc
- Thân máy là khung được làm bằng các thanh thép, trên thân máy có
cuốn…
- Máng xả liệu và máng xả vỏ: Đây là bộ phận có tác dụng thu sản phẩm sau khi xát vỏ Máng xả vỏ quả sau khi xát và máng xả liệu được đặt ở cuối máy phần phía dưới máy và gá lắp trực tiếp vào thân máy Hình dạng của máng xả liệu và xả vỏ có dạng máng dốc thoải để thuận tiện cho thoát nhân và thoát vỏ
Trang 27Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -23
b) Nguyên lý hoạt động
Máy xát vỏ quả hoạt động theo nguyên lý chà xát quả cà phê với nhau,
- Khi cho nguyên liệu quả cà phê đi vào phễu, cà phê sẽ được trục cuốn thứ nhất chuyển xuống khe hở giữa rulô và máng xát Trục cuốn quay đều nhờ nhận được chuyển động của động cơ và đẩy một khối quả vào khe hở làm cho lượng quả cấp vào luôn đều tạo điều kiện cho xát vỏ Khi quả đi đến khe hở
tách ra theo phương tiếp tuyến của rulô xát Phần quả bị tách vỏ rồi cùng phần quả chưa được bóc vỏ tiếp tục đi theo máng xát và đến trục cuốn thứ hai và
đa số đó Vì vậy quá trình bóc vỏ ở rulô thứ hai được thực hiện rễ dàng hơn rất nhiều so với rulô thứ nhất Như vậy chỉ một lần vào máy bóc vỏ, toàn bộ số cà phê đều được bóc vỏ, nhân và vỏ quả sẽ được phân ly theo các cửa riêng
Với kết cấu như trên, máy có ưu - nhược điểm:
Ưu điểm:
- Máy có năng suất làm việc 1500kg/h, phù hợp với điều kiện sản xuất quy mô vừa và nhỏ trong hộ nông dân
- Do bố trí hai trục xát nên quá trình xát được thực hiện triệt để hơn, tỷ
lệ sót vỏ thấp, nhân không bị vỡ hay bong vỏ trấu Loại máy này có thể xát
được cả đối với loại cà phê vỏ dày và cứng như cà phê vối và cà phê mít
- Do có hai rulô nên khi bóc vỏ quả cà phê bằng máy này ta không cần phải phân loại kích thước quả quá kỹ và giảm được công vận chuyển nhiều khi xát
Trang 28Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -24
- So với rulô hình côn hoặc hình trụ một rulô thì đối với mày 2 rulô này
có nhiều ưu điểm là hiệu suất bóc vỏ cao, ít bị hư hỏng nhân, tiết kiệm nước
và giảm được chi phí năng lượng riêng
- Phương pháp nghiên cứu đơn yếu tố
- Phương pháp nghiên cứu đa yếu tố
- Nghiên cứu tối ưu tổng quát
2.2.1 Phương pháp nghiên cứu đơn yếu tố
Bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, chúng tôi xác định được
ảnh hưởng của các thông số đến chất lượng của quả cà phê khi xát bằng máy như trên, qua đó rút ra các giá trị tối ưu để làm cơ sở thiết kế, tính chọn kết cấu máy và chế độ làm việc của thiết bị
Phương pháp nghiên cứu đơn yếu tố nhằm nghiên cứu ảnh hưởng của từng yếu tố vào tới các thông số ra, qua đó tìm được mức biến thiên, khoảng biến thiên và khoảng nghiên cứu thích hợp của từng yếu tố, làm cơ sở cho phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố
Nguyên tắc của phương pháp này là cố định các yếu tố khác, chỉ thay
đổi một yếu tố xác định, theo dõi ảnh hưởng của yếu tố đó với thông số ra
Có rất nhiều các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm, năng suất, chi phí năng lượng riêng, đó là
- Tốc độ quay của trục xát
- Lượng nước cung cấp vào buồng xát
- Độ chín của quả
- Độ đồng đềuvề kích thước của nguyên liệu
Trang 29Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -25
- Năng suất xát vỏ quả Q, Y2 (tấn/h)
- Chi phí năng lượng riêng Nr, Y3 (kWh/tấn)
Các yếu tố đầu vào và ra của máy được mô tả theo sơ đồ sau:
2.2.2 Phương pháp nghiên cứu đa yếu tố
Phương pháp này còn gọi là phương pháp quy hoạch thực nghiệm, nhằm nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời của nhiều yếu tố tới thông số mục tiêu
Ưu điểm của phương pháp này là cho phép nghiên cứu sự ảnh hưởng
đồng thời của nhiều yếu tố vào tới từng thông số ra, phương pháp này cho phép giảm được số lần thí nghiệm, xác định được đầy đủ ảnh hưởng của các yếu tố tới thông số cần nghiên cứu từ đó xác định điều kiện tối ưu của các thông số
Các yếu tố đầu vào và ra của máy được mô tả theo sơ đồ sau:
x1 Y1
x2 Y2
Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
Trang 30Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -26
Qua kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố cho ta thấy mối quan
hệ giữa các yếu tố vào với các thông số ra là không tuyến tính vì vậy chúng tôi chọn phương án thực nghiệm bậc 2 ở đây, chúng tôi áp dụng phương pháp quy hoạch bậc 2 của Box-Wilson Ma trận thí nghiệm được lập theo phương
án này có số thí nghiệm là
` N=2m+Nα+N0Trong đó: 2m- Số thí nghiệm ở mức trên và dưới
Nα=2.m - Số thí nghiệm ở mức phụ gọi là các điểm sao
N0- Số thí nghiệm ở mức cơ sở m- Số yếu tố
Theo bảng tính sẵn với m = 3 thì tổng số thí nghiệm là 20 thí nghiệm, bao gồm: 8 thí nghiệm ở mức trên và dưới, 6 thí nghiệm ở mức “sao”, 6 thí nghiệm ở mức trung tâm
Mô hình toán được biểu diễn bằng phương trình hồi quy
= +
m 1 i
2 i ii m
1 i j
j i ij
1 m 1 i
m 1 i
u 2 iu m
1 i 5 N
1 u
Trang 31Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -27
bi=a2∑
= N
1 u
ju u
1 i 6 N
1 u u 5 N
1 u
u 2
2)m(2
2mN
2m
+
−+
m
2.2 2
mN
2m
+
−+
+
2 1
a2=
2
2 2 2
1
m m
a1=0,16627 a3=0,125 a5=0,05676
Trang 32Trường ðại học Nông nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -28
a2= 0,07322 a4=0,0625 a6=0,0068
- kiÓm tra møc ý nghÜa c¸c hÖ sè håi quy
TiÕn hµnh kiÓm tra møc ý nghÜa cña c¸c hÖ sè håi quy theo tiªu chuÈn student Tr−íc hÕt ta tÝnh ph−¬ng sai vµ c¸c sai sè S2
b0; S2
bi; S2 bii; S2 bij cña c¸c hÖ sè håi quy theo ph−¬ng sai vµ c¸c sai sè thÝ nghiÖm S2
y Ph−¬ng sai vµ c¸c sai sè thÝ nghiÖm cã thÓ tÝnh theo c¸c gi¸ trÞ cña th«ng sè ra yu ë c¸c møc c¬ së cña c¸c yÕu tè
S2
y=
1 N
) y y (
0
2 0 N
1 u u 0
N
y Y
ii
S b
(2.23)
Trang 33Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -29
Đối chiếu với tiêu chuẩn Student tra bảng tìm tb với định mức ý nghĩa
α= 0,05, bậc tự do với f = N0 - 1 Các hệ số hồi quy có nghĩa khi các hệ
số tb0; tbi ; tbij ; tbii > tb ngược lại thì vô nghĩa ta loại bỏ hệ số đó
- Kiểm tra tính thích ứng của mô hình toán
Để thực hiện được công việc kiểm tra trước hết ta phải tính phương sai thích ứng theo công thức sau
S S 1)
(N m N
y y y
y
0
B R 0
N 1 u
N 1 u
2 0 u 2
u tt
2 0
u y ) (y Trong đó:
ytt- Là giá trị tính toán từ phương trình hồi quy
yu- Là giá trị trung bình của các thông số ra ở các mức
y - Là giá trị trung bình của thông số ra của các thí nghiệm ở mức cơ
sở
m’- Là hệ số hồi quy có nghĩa Lập tỉ số:
F = 2 Y
2 tu
1 k
1 i k
1 i
k
1 i
2 i ii j
i ị k
1 i i
i x c x x c x
Trang 34Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -30
k 1 i
k 1 i j
k 1
ii 0j
0i j i
ij 0i
i
i
ε
bX
Xεε
bX
ư
k
1 i j
0j j i
j 0i
2 i ii i
εε
bX
ε
2bε
b
(2.27)
cij =
j i
ijεε
b
(2.28)
cii = 2 i
2.2.3 Phương pháp nghiên cứu tối ưu tổng quát
j (j =1ữp; p là số hàm thành phần) Ta tiến hành giải tối ưu tổng quát theo phương pháp của E.Harrington gồm các bước sau:
- Đồng nhất hoá các hàm yj do các hàm thành phần có các thứ nguyên khác nhau Hàm Yk có thứ nguyên là %, hàm YN có thứ nguyên là kWh/kg Vì thế phải đồng nhất các hàm Yj chuyển chúng sang dạng đặc trưng gọi là
"hàm mong muốn", thành phần dj = f(Yj), dj là đại lượng không có số đo và biến đổi trong khoảng 0 ữ 1, dj = 1 khi Yj có giá trị tốt nhất Các "hàm mong
Trang 35Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -31
Y
YY
max min j 0 j
max min j j
(2.32)
Yj min(max) - giá trị thực nghiệm của hàm Yj khi dj = 0,37
Yj 0 - giá trị tốt nhất của hàm mong muốn Yj
k - là hệ số ưu tiên, k = 3; 4; 5
Trong trường hợp nghiên cứu của đề tài các hàm Yj là đại lượng bị chặn một phía Yj < Yj max(min) đồ thị hàm mong muốn thành phần dj = f(Yj) có dạng như trên hình 2.2
Hình 2.2 Đồ thị hàm mong muốn thành phần dj khi Yj bị chặn một phía
∏
= (2.33)
Như vậy, dựa vào số liệu thí nghiệm của các hàm thành phần ta xác
định được giá trị "hàm mong muốn" thành phần dj và giá trị "hàm mong muốn" tổng quát D cho từng thí nghiệm của ma trận Lúc này hàm D được coi như một hàm hồi quy nào đó, việc xác định mô hình toán, kiểm tra mức ý
Trang 36Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -32
Sau khi xác định được mô hình toán của hàm D, ta cũng tiến hành giải tối ưu tương tự như tìm cực trị đối với các hàm thành phần Yj
2.3 Phương pháp thực nghiệm đo đạc và xác định các thông số nghiên cứu
60
q: Khối lượng sản phẩm tạo ra khi máy hoạt động trong thời gian t (kg) t: Thời gian lấy mẫu sản phẩm (phút)
2.3.2 Phương pháp xác định mức tiêu thụ điện năng riêng
Để đo mức tiêu thụ điện năng riêng Nr chúng tôi dùng thiết bị đo điện (Ampe kìm) CHB 48 – của Đức (dải đo 100Wữ600kW, sai số ± 2%) và LH
1050 – của Anh (dải đo 0ữ600W, sai số ± 0,5%) Giá trị mức tiêu thụ điện năng riêng được hiển thị trên màn hình
2.3.3 Phương pháp xác định độ sót vỏ
Từ khối lượng mẫu ban đầu bao gồm nhân, quả chưa được bóc vỏ và vỏ
đó lấy khối lượng mẫu phân tích M khoảng 100 – 200g theo phương pháp chia chéo
Trang 37Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -33
Nếu trong quá trình khảo nghiệm, khi thấy số liệu có sai lệch bất thường chúng tôi tiến hành đo lại để kiểm tra nhằm đảm bảo độ tin cậy
Trong quá trình tính toán, xử lý đo đạc số liệu, chúng tôi áp dụng các
Trang 38Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận Văn Thạc sỹ kỹ thuật - -34
Giá trị độ tin cậy được tính theo tiêu chuẩn Student Tra bảng với
α= 0,05 bậc tự do f = n-1, khi đó tính được giá trị độ tin cậy là: X± tα δtb
Vấn đề loại bỏ các số liệu không tin cậy: Đối với các số liệu nghi ngờ
xẽ được kiểm tra theo luật phân bố chuẩn (quy tắc 3σ) Nếu sai số giữa số liệu nghi ngờ với giá trị trung bình X lớn hơn 3σ thì loại bỏ Trong trường hợp X là giá trị trung bình của các trị số trung bình thì theo luật phân bố Student mà so sánh sai số Xi - X với sai số trung bình tính theo tỷ số:
α
X X
tb
Với α= 0,05 và bậc tự do n – 1 thì loại bỏ Xi
2.4.2 Phương pháp gia công số liệu thực nghiệm
Mục đích của phương pháp này nhằm:
a) Kiểm tra độ tin cậy về ảnh hưởng của các yếu tố tới các thông số mục tiêu Y1, Y2, Y3
b) Kiểm tra tính thuần nhất của phương sai trong quá trình thí nghiệm Thuật toán phân tích phương sai như sau:
- Phương sai yếu tố ( 2
yt
S ) là tổng bình phương sai lệch ở từng thí nghiệm giữa giá trị trung bình của Y j và giá trị trung bình tổng thể Y ij:
k
j
ij j
)1(
)(
)(
1 1
2
1 1
2 2
Y Y
k N
Y Y S
k
j n
i
j ij k
j n
i
j ij
Dùng tiêu chuẩn Fisher để đánh giá tỷ số: