Nghiên cứu một số thông số chính làm cơ sở thiết kế máy làm sạch và phân loại thóc phù hợp với quy mô hộ sản xuất lúa ở miền trung, năng suất 1 tấngiờ

Tuy nhiên, thực tiễn hiện nay cho thấy, nếu như trong các khâu thu hoạch, sấy khô đã được cơ giới hóa bằng các loại máy, thì khâu làm sạch và phân loại thóc, người nông dân vẫn còn sử dụ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi;

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Thành phố Huế, ngày 25 tháng 5 năm 2016

Tác giả

Trần Mạnh Hùng

Lời cảm ơn

Trong quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành Luận văn này, ngoài sự nỗ lực cố gắng của bản thân, tôi đã luôn luôn nhận được sự tận tình quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi của Quý thầy, cô giáo trong Khoa Cơ khí - Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Huế; cùng gia đình, bạn bè và đồng nghiệp Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu đó

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến NGND PGS TS Phan Hòa, người thầy hướng dẫn khoa học cho tôi,

đã dành nhiều thời gian, tâm huyết, công sức để giúp đỡ tôi hoàn thành Luận văn này

Thành phố Huế, ngày 25 tháng 5 năm 2016

Tác giả

Trần Mạnh Hùng

TÓM TẮT

Khu vực miền Trung là một trong ba vùng trồng lúa chính của Việt Nam Trong những năm qua cùng với sự tăng trưởng của sản xuất nông nghiệp, việc ứng dựng cơ giới hóa trong thu hoạch và sơ chế thóc đang từng bước được thực hiện góp phần nâng cao năng suất lao động và chất lượng sản phẩm Tuy nhiên, thực tiễn hiện nay cho thấy, nếu như trong các khâu thu hoạch, sấy khô đã được cơ giới hóa bằng các loại máy, thì khâu làm sạch và phân loại thóc, người nông dân vẫn còn sử dụng các biện pháp thủ công như quạt tay, quạt hòm năng suất thấp, chi phí lao động cao Hiện nay đã có một số nghiên cứu về máy làm sạch và phân loại hạt của các Trường Đại học và một số Viện Nghiên cứu Nhưng các máy này có năng suất quá lớn, giá thành đắt, chưa phù hợp với thực tiễn sản xuất quy mô nhỏ lẻ, năng suất thấp như

ở miền Trung Vì vậy, việc chế tạo một loại máy làm sạch và phân loại thóc có

năng suất và giá thành phù hợp với khu vực này là cấp thiết

Đề tài đã nghiên cứu một số thông số chính làm cơ sở thiết kế máy làm sạch

và phân loại thóc phù hợp với quy mô hộ sản xuất lúa ở miền Trung, năng suất 1 tấn/giờ, cụ thể:

- Thứ nhất, đã nghiên cứu tình hình cơ giới hóa trong nông nghiệp ở khu vực

miền Trung, nhất là khâu làm sạch và phân loại thóc sau thu hoạch

- Thứ hai, đã nghiên cứu tính chất cơ lý của cây lúa và hạt thóc và một số

giống lúa đang được trồng phổ biến ở khu vực miền Trung;

- Thứ ba, đã điều tra khảo sát các loại máy phân loại và làm sạch đang được

dùng phổ biến hiện nay trên thế giới và Việt Nam Trên cơ sở phân tích ưu, nhược điểm của mỗi loại máy để lựa chọn nguyên lý máy làm sạch và phân loại thóc năng suất 1tấn/giờ

- Thứ tư, đã nghiên cứu xác định các thông số cơ bản của các bộ phận chính

của máy như sàng, quạt gió, thùng chứa nguyên liệu và bộ phận truyền động, làm cơ

sở để thiết kế máy làm sạch và phân loại thóc phù hợp với quy mô hộ sản xuất lúa ở miền Trung, năng suất 1 tấn/giờ

Kết quả tính toán xác định một số thông số kỹ thuật chính để thiết kế máy làm sạch và phân loại thóc sẽ là cơ sở khoa học không những dùng trong chế tạo máy làm sạch và phân loại thóc, mà còn là cơ sở để phát triển máy làm sạch và phân loại các hạt khác trong nông nghiệp; góp phần nâng cao năng suất, hiệu quả kinh tế

và giảm cường độ lao động nặng nhọc cho người nông dân miền Trung

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cám ơn ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh mục các bảng vi

Danh mục các hình vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 1

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3

1.1 Tầm quan trọng của cây lúa và sản xuất lương thực trên thế giới và ở Việt Nam 3

1.2 Tình hình cơ giới hóa sản xuất lúa trên thế giới và ở Việt Nam 5

1.3 Các nghiên cứu về máy làm sạch và phân loại hạt trên thế giới 10

1.4 Các nghiên cứu về máy làm sạch và phân loại thóc ở Việt Nam 13

1.5 Một số giống lúa đang được trồng phổ biến ở miền Trung 22

1.5.1 Giống lúa Khang dân 18 22

1.5.2 Giống lúa IR64 23

1.5.3 Giống lúa IR 17494 24

1.5.4 Giống lúa Xi 23 25

1.5.5 Giống lúa X 21 26

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 Đối tượng nghiên cứu 28

2.2 Phạm vi nghiên cứu 28

2.3 Nội dung nghiên cứu 28

2.4 Phương pháp nghiên cứu 28

2.4.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 28

2.4.2 Phương pháp điều tra khảo sát và xử lý số liệu thống kê 29

2.4.3 Phương pháp phỏng vấn chuyên gia 31

2.4.4 Phương pháp tính toán và thiết kế máy nông nghiệp 32

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33

3.1 Một số tính chất cơ lý của cây lúa và hạt thóc 33

3.2 Yêu cầu kỹ thuật của máy làm sạch và phân loại thóc 37

3.3 Lựa chọn sơ đồ nguyên lý máy làm sạch và phân loại thóc 37

3.3.1 Cơ sở để lựa chọn nguyên lý máy làm sạch và phân loại thóc 37

3.3.2 Lựa chọn sơ đồ nguyên lý máy làm sạch và phân loại thóc 39

3.4 Nghiên cứu xác định một số thông số của máy làm sạch, phân loại thóc 41

3.4.1 Nghiên cứu tính toán các thông số của sàng lắc 41

3.4.2 Nghiên cứu, tính toán các thông số của quạt gió 50

3.4.3 Nghiên cứu tính toán thùng chứa nguyên liệu 55

3.4.4 Nghiên cứu thiết kế các bộ truyền 56

3.5 Đề xuất hướng thiết kế máy làm sạch và phân loại thóc 60

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 61

4.1 Kết luận 61

4.2 Đề nghị 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Một số nước có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới 3 Bảng 1.2 Thành phần sinh hóa của một số cây lương thực (%) 3 Bảng 1.3 Sự phát triển lương thực nước ta từ 2010 đến 2014 4 Bảng 3.1 Kích thước cơ bản của hạt các loại thóc đang sản xuất phổ biến ở

miền Trung 38

Bảng 3.2 Phân phối tỷ số truyền 57 Bảng 3.3 Tổng hợp một số thống số chính của máy làm sạch và phân loại

thóc 59

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Máy cấy tại Nhật Bản 5

Hình 1.2 Thu hoạch lúa bằng máy gặt đập liên hợp tại Hàn Quốc 6

Hình 1.3 Máy cày đang làm việc tại tại tỉnh Quảng Bình 7

Hình 1.4 Cày ruộng bằng trâu tại tỉnh Quảng Trị 8

Hình 1.5 Cấy lúa bằng thủ công tại tỉnh Hà Tĩnh 8

Hình 1.6 Máy gặt đập liên hợp tại tỉnh Thừa Thiên Huế 9

Hình 1.7 Máy đập lúa tại tỉnh Nghệ An 9

Hình 1.8 Máy làm sạch 5TZ-1500 10

Hình 1.9 Máy làm sạch bằng sàng khí kết hợp - Westrup 11

Hình 1.10 Máy làm sạch super K541A 11

Hình 1.11 Máy làm sạch Petkus K-525-527 12

Hình 1.12 Máy làm sạch bằng sàng khí Delta Super 102 12

Hình 1.13 Máy làm sạch bằng sàng khí Delta Super 112 13

Hình 1.14 Phương pháp quạt tay 14

Hình 1.15 Phương pháp rê gió 15

Hình 1.16 Quạt hòm 16

Hình 1.17 Máy làm sạch và phân loại CL-2 17

Hình 1.18 Máy làm sạch và phân loại hạt CL-3 18

Hình 1.19 Máy làm sạch và phân loại hạt LS - 2 của Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch 19

Hình 1.20 Máy làm sạch và phân loại hạt LS-3 của Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch 20

Hình 1.21 Máy làm sạch và phân loại của Công ty Cổ phân Cơ khí An Giang 21

Hình 1.22 Máy làm sạch và phân loại lúa giống của kỹ sư Ngô Văn Hoá 21

Hình 1.23 Máy làm sạch và phân loại hạt 2,5 tấn/giờ 22

Hình 1.24 Giống lúa Khang dân 18 23

Hình 1.25 Giống lúa IR64 24

Hình 1.26 Giống lúa IR 17494 25

Hình 1.27 Giống lúa Xi 23 26

Hình 1.28 Giống lúa X 21 26

Hình 3.1 Cánh đồng lúa 33

Hình 3.2 Cây lúa 34

Hình 3.3 Bông lúa 34

Hình 3.4 Thóc sau khi thu hoạch 35

Hình 3.5 Kích thức cơ bản của hạt thóc 37

Hình 3.7 Phân bố lỗ tròn trên sàng 43

Hình 3.8 Sàng 44

Hình 3.9 Quạt gió 54

Hình 3.10 Vỏ quạt 55

Hình 3.11 Thùng chứa nguyên liệu 56

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Khu vực miền Trung là một trong ba vùng trồng lúa chính của Việt Nam, diện tích trồng lúa của cả khu vực vào khoảng 1,23 triệu ha với sản lượng gần 6,6 triệu tấn thóc (Tổng cục Thống kê, số liệu năm 2013) Trong những năm qua cùng với sự tăng trưởng của sản xuất nông nghiệp, việc ứng dựng cơ giới hóa trong thu hoạch và sơ chế thóc đang từng bước được thực hiện góp phần nâng cao năng suất lao động và chất lượng sản phẩm

Trong sản xuất lúa hiện nay, khâu thu hoạch đã được cơ giới hóa bằng các máy gặt đập liên hợp hoặc bằng các máy gặt rải hàng, máy gặt cầm tay kết hợp với máy đập lúa dọc trục

Trong khâu làm khô sản phẩm, người dân vẫn sử dụng các biện pháp phơi nắng thủ công và kết hợp với một số loại máy sấy

Còn đối với khâu làm sạch và phân loại thóc, người dân thường sử dụng các biện pháp thủ công như quạt tay, quạt hòm năng suất thấp, chi phí lao động cao Hiện nay đã có một số nghiên cứu về máy làm sạch và phân loại hạt của các Trường Đại học và một số Viện Nghiên cứu Nhưng các máy này có năng suất quá lớn, giá thành đắt, chỉ phù hợp với quy mô của những khu vực sản xuất lúa tập trung như đồng bằng sông Hồng, đồng bằng sông Cửu Long Trong khi đó, hầu hết người nông dân khu vục miền Trung chủ yếu sản xuất lúa quy mô nhỏ lẻ, năng suất thấp Vì vậy, đứng trước nhu cầu thực tế của người nông dân cần một loại máy làm sạch và phân loại thóc có năng suất và giá thành phù hợp, chúng tôi thực

hiện đề tài: “Nghiên cứu một số thông số chính làm cơ sở thiết kế máy làm sạch

và phân loại thóc phù hợp với quy mô hộ sản xuất lúa ở miền Trung, năng suất

1 tấn/giờ”

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Xác định được một số thông số chính làm cơ sở để thiết kế máy làm sạch và phân loại thóc phù hợp với quy mô hộ sản xuất lúa ở miền Trung, năng suất 1 tấn/giờ

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

3.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả tính toán xác định một số thông số kỹ thuật chính để thiết kế máy làm sạch và phân loại thóc sẽ làm cơ sở khoa học không những dùng chế tạo máy làm sạch và phân loại thóc, mà còn là cơ sở để phát triển máy làm sạch và phân loại các hạt khác trong nông nghiệp

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả thiết kế làm cơ sở tạo để chế tạo ra máy làm sạch và phân loại thóc, góp phần nâng cao năng suất, hiệu quả kinh tế và giảm cường độ lao động nặng nhọc cho người nông dân miền Trung

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA CÂY LÚA VÀ SẢN XUẤT LƯƠNG THỰC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

Lúa là một trong những cây lương thực quan trọng trên thế giới, tổng diện tích và tổng sản lượng chỉ đứng sau lúa mì, nhưng năng suất lại cao hơn cây lúa mỳ

và nhiều loại cây có hạt khác

Diện tích trồng lúa trên thế giới rất lớn (khoảng 153 triệu ha) nhưng phân bố không đều Trên 90% diện tích tập trung tại châu Á Còn lại châu Âu, châu Phi, châu Mỹ và châu Úc (châu Đại Dương) chỉ chiếm xấp xỉ 10% Có khoảng 40 nước trồng lúa nhiều, trong đó có 13 nước diện tích trồng lúa từ 1 triệu ha trở lên Bảng 1.1 nêu lên một số nước có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới [2]

Bảng 1.1 Một số nước có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới [2]

Nước Ấn Độ Trung

Quốc Băng la đét Inđônêxia Thái

Lan

Việt Nam Myanma

Diện tích

(triệu ha) 43,40 29,09 10,52 11,80 9,98 7,33 7,01

Về năng suất lúa bình quân trên thế giới năm 2015 vào khoảng 4,40 tấn/ha Những nước có năng suất lúa cao là Mỹ 7,53 tấn/ha, Tây Ban Nha 7,56 tấn/ha, Nhật Bản 6,65 tấn/ha Trong khi đó, có những nước năng suất lúa còn thấp như Angola, chỉ đạt 0,70 tấn/ha

Về giá trị dinh dưỡng, so sánh với một số cây lương thực khác ta thấy lúa giàu tinh bột và đường, nhưng lại nghèo protit và chất béo hơn lúa mỳ và ngô (bảng 1.2)

Bảng 1.2 Thành phần sinh hóa của một số cây lương thực (%) [2]

Tên cây trồng Nước Xenlulo Chất

béo Protit Tinh bột Đường Khác

Sản phẩm cây lúa không chỉ dùng làm lương thực cho con người, mà còn là nguồn thức ăn chính cho nhiều loại gia súc

Có thể nói rằng, lúa là một cây lương thực quan trọng, có diện tích nhiều, sản lượng lớn và giá trị kinh tế cao Việt Nam là một nước có diện tích trồng lúa đứng thứ 6 trên thế giới Diện tích và sản lượng lúa của Việt Nam tập trung ở các tỉnh đồng bằng sông Hồng, đồng bằng sông Cửu Long và duyên hải miền Trung Về năng suất lúa tăng dần từ 2,16 tấn/ha năm 1975 lên 5,76 tấn/ha năm 2014

Về tổng sản lượng lương thực cũng tăng lên liên tục trong mấy năm liền Từ 44,632 triệu tấn năm 2010 lên 50,168 triệu tấn năm 2014 Bảng 1.3 nói lên sự phát triển lương thực nước ta từ năm 2010 đến 2014

Từ một nước thường xuyên phải nhập lương thực, qua mấy năm đổi mới phát triển nông nghiệp, nước ta đã giải quyết được nhu cầu cơ bản về lương thực cho nhân dân và hằng năm có khối lượng xuất khẩu lớn Liên tục từ năm 2010 đến năm

2014, bình quân mỗi năm, nước ta xuất khẩu trên 7 triệu tấn gạo Năm 2014 trong 40,2 triệu tấn gạo xuất khẩu trên thế giới, Việt Nam chiếm khoảng 7 triệu tấn, đứng thứ 2 sau Thái Lan (khoảng 8 triệu tấn)

Bảng 1.3 Sự phát triển lương thực nước ta từ 2010 đến 2014 [2]

(tấn/ha) Tổng số

tính tích cực của hơn 8 triệu hộ nông dân thâm canh trên chính mảnh đất của mình Mặt khác, việc đưa hàng loạt giống lúa mới có năng suất cao, kết hợp việc mở rộng diện tích gieo trồng, áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, đổi mới công nghệ sản xuất và chế biến nông sản, tăng cường đầu tư máy móc, thiết bị cơ điện vào nông nghiệp, cũng là những yếu tố quan trọng làm tăng năng suất và sản lượng lúa ở nước ta

1.2 TÌNH HÌNH CƠ GIỚI HÓA SẢN XUẤT LÚA TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

Tại một số nơi có nền sản xuất lúa nước phát triển như Mỹ, Nga, Hàn Quốc, Nhật Bản, và Đài Loan, quá trình sản xuất lúa được cơ giới hóa hoàn toàn, mang tính đồng bộ cao Để có thể ứng dụng khâu thu hoạch bằng máy trên cây lúa, khâu cấy phải đảm bảo khoảng cách hàng tiêu chuẩn, ruộng đất phải quy hoạch tốt, hệ thống thủy lợi đầu tư đầy đủ, kế hoạch sản xuất phải được thiết lập đảm bảo cho việc ứng dụng máy móc một cách đồng bộ và triệt để

Mỗi nước, mỗi quốc gia có một mô hình quản lý khác nhau Tại Nhật Bản,

cơ giới hóa chủ yếu theo mô hình trang trại Tỷ lệ diện tích sử dụng máy cấy tại Nhật Bản năm 1960 là 3%, năm 1980 đã tăng 91% Tỷ lệ diện tích thu hoạch bằng máy năm 1970 là 27%, năm 1980 tăng 95% Hiện nay, tất cả diện tích lúa tại Nhật Bản đều được cấy và thu hoạch bằng máy

Hình 1.1 Máy cấy tại Nhật Bản

Tại Đài Loan cơ giới hóa chủ yếu mang tính dịch vụ Nhưng dù dưới hình thức nào thì việc lập kế hoạch trong sản xuất mang tính khoa học rất cao

Trung Quốc luôn coi nông nghiệp là nền tảng của nền kinh tế quốc dân và cơ giới hóa đóng một vai trò quan trọng đối với sự phát triển nông nghiệp Tính đến cuối năm 2014, tổng động lực máy nông nghiệp ở Trung Quốc đạt 904 triệu kW, tăng 6,5% so với năm 2013 Trong đó có hơn 3 triệu máy kéo cỡ lớn và cỡ trung, 17 triệu máy kéo cỡ nhỏ, 13 triệu xe vận tải dùng trong nông nghiệp, hơn 740.000 máy gặt đập liên hợp và một lượng lớn máy nông nghiệp Cơ giới hóa trong sản xuất nông nghiệp đạt 50,45% (trong đó cơ giới hóa trong sản xuất lúa đạt 56,3%) Năm

2014, Chính phủ Trung Quốc đã đầu tư 14 tỷ NDT (nhân dân tệ) để hỗ trợ nông dân mua máy Xuất phát từ nhu cầu của thị trường về máy nông nghiệp cỡ trung và cỡ lớn tăng nhanh nên các nhà máy chế tạo máy nông nghiệp nổi tiếng trên thế giới đã đặt văn phòng đại diện tại Trung Quốc như Công ty Tongyang của Hàn Quốc, hãng Kubota và Yanmar của Nhật Bản…

Hình 1.2 Thu hoạch lúa bằng máy gặt đập liên hợp tại Hàn Quốc

Hiện nay, ở Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan và Nhật Bản đang sử dụng phương pháp cấy bằng máy cấy 4, 6 và 8 hàng, mạ thảm được sản xuất theo kiểu công nghiệp Khâu chăm sóc cũng sử dụng các thiết bị hiện đại như máy bón phân, máy phun thuốc liên hợp với máy kéo, các trạm cung cấp nước tưới Bên cạnh đó, một số nơi còn sử dụng máy bay để thực hiện bón phân, phun thuốc Khâu thu hoạch lúa cũng được cơ giới hóa ở mức độ cao, đa số các nước sử dụng máy thu hoạch liên hợp với chiều rộng làm việc lớn, chỉ có một số rất ít các nước thuộc khu

vực Đông Nam Á và Nam Á còn thu hoạch bằng phương pháp thủ công Khâu làm khô và phân loại, làm sạch cũng đã được cơ giới hóa hoàn toàn

Cơ giới hóa trong sản xuất lúa tại Việt Nam bắt đầu từ cuối những năm

1960, nhưng do chế độ bao cấp nên tốc độ phát triển chậm và không ổn định Trong năm 2015, mức độ cơ giới hóa làm đất trồng lúa đạt 75%, tưới tiêu chủ động đạt 85%, sấy lúa vụ hè thu đạt 39% và khâu gieo sạ đạt khoảng 20% Mục tiêu đến năm 2020, cơ giới hóa sản xuất lúa trong khâu làm đất đạt 100%, diện tích trồng lúa ở 2 vùng đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng được

cơ giới hóa bằng các loại thiết bị tiên tiến và hiệu quả cao; khâu gieo cấy bằng máy phấn đấu đạt 50% ở vùng đồng bằng sông Hồng và 80% tại vùng đồng bằng sông Cửu Long Việc đẩy nhanh cơ giới hóa trong sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam từ khâu làm đất, gieo cấy đến khâu thu hoạch, sơ chế sản phẩm đã góp phần khắc phục tình trạng thiếu lao động, bảo đảm tính thời vụ, tăng năng suất, chất lượng và giảm tổn thất sau thu hoạch

Hình 1.3 Máy cày đang làm việc tại tại tỉnh Quảng Bình

Hình 1.4 Cày ruộng bằng trâu tại tỉnh Quảng Trị

Hình 1.5 Cấy lúa bằng thủ công tại tỉnh Hà Tĩnh

Đối với vùng đồng bằng duyên hải miền Trung, phần lớn ruộng trồng lúa có

độ dốc lớn và đất nghèo dinh dưỡng Bình quân diện tích ruộng đất của một hộ không nhiều Sản xuất lúa ở đây đang sử dụng lao động thủ công là chính nhưng cũng có một vài công đoạn được cơ giới hóa với tỷ lệ khá cao như khâu làm đất, khâu thu hoạch (gặt, đập) Còn các khâu sau thu hoạch, thì người nông dân chưa coi

trọng, nhất là khâu làm sạch và phân loại thóc Thóc sau khi thu hoạch còn lẫn nhiều tạp chất như: đá, sỏi, cát, mảnh kim loại, lá tươi, rơm rạ,… Cần phải loại bỏ các tạp chất này để tránh nấm mốc, mầm bệnh sinh ra gây hại đến thóc trong quá trình bảo quản Đồng thời cần loại bỏ những hạt còn xanh, lép lửng, bị tróc vỏ, vỡ trong quá trình vận chuyển, đạp tuốt Vì những hạt này thường mang mầm bệnh và khi bảo quản sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Hình 1.6 Máy gặt đập liên hợp tại tỉnh Thừa Thiên Huế

Hình 1.7 Máy đập lúa tại tỉnh Nghệ An

1.3 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ MÁY LÀM SẠCH VÀ PHÂN LOẠI HẠT TRÊN THẾ GIỚI

Tại các nước phát triển, máy làm sạch và phân loại đã được nghiên cứu từ lâu Có nhiều công trình nghiên cứu được công bố và được ứng dụng trong thực tế

Qua quá trình nghiên cứu hoàn thiện, mới đây ở các nước như Đức, Đan Mạch, Trung Quốc đã nghiên cứu hoàn thiện và đưa vào ứng dụng trong sản xuất các loại máy làm sạch, phân loại hạt có năng suất, chất lượng cao Các máy làm sạch, phân loại hạt hoạt động độc lập hoặc các liên hợp máy làm sạch, phân loại hạt hoạt động trong các dây chuyền thiết bị chế biến hạt với nhiều cỡ năng suất khác nhau, như:

- Hãng Westsup Đan Mạch đã nghiên cứu hoàn thiện và đưa vào sử dụng trong sản xuất các máy làm sạch phân loại hạt giống liên hoàn, hoạt động độc lập như: S-600; S-1250; S-600 Mobile excl generato Các máy làm sạch sơ bộ, làm sạch tinh hoạt động trong các dây chuyền thiết bị chế biến hạt giống năng suất 1-2 tấn/ giờ

- Hãng Petkus của Đức đã nghiên cứu hoàn thiện các máy làm sạch phân loại liên hợp với trống chọn hạt và đã đưa vào ứng dụng trong sản xuất ngày càng nhiều Sau đây là một vài mẫu máy làm sạch và phân loại đang được các nước trên thế giới

sử dụng sau:

+ Máy làm sạch 5TZ-1500: được thiết kế nhằm phục vụ công đoạn hoàn

thiện sản phẩm hạt giống và nông sản các loại Máy làm sạch hạt giống và nông sản dạng hạt các loại Máy làm sạch hạt giống, nông sản theo nguyên lý trọng lực Máy

có năng suất 1,5 tấn/giờ, độ sạch đạt được hơn 98% (hình 1.8)

Hình 1.8 Máy làm sạch 5TZ-1500

+ Máy làm sạch bằng sàng khí kết hợp - Westrup: Dùng để chọn và phân

loại hạt trong dây chuyền chế biến thóc chất lượng cao Sử dụng nguyên lý phân loại – làm sạch kết hợp cơ học và khí động, giảm dần tỷ lệ hư hỏng hạt, hiệu quả phân loại cao Có thể kết hợp dây chuyền chế biến lúa giống, ngô giống và hạt nông sản khác với năng suất 2-3 tấn/giờ, độ sạch đạt 98% (hình 1.9)

Hình 1.9 Máy làm sạch bằng sàng khí kết hợp - Westrup

+ Máy làm sạch super K541A: Máy có khả năng làm sạch nhiều hạt giống và

hạt nông sản Đặc biệt dùng cho các cơ sở chế biến và kinh doanh hạt giống lúa, ngô, đậu, đỗ Máy có năng suất 1,25 tấn/giờ, độ sạch đạt được hơn 98 % (Hình 1.10)

Hình 1.10 Máy làm sạch super K541A

+ Máy làm sạch Petkus K-525-527: Dùng để chọn và phân loại hạt trong dây

chuyền chế biến thóc chất lượng cao Máy có khả năng làm sạch nhiều hạt giống và hạt nông sản Máy có năng suất 20 tấn/giờ, độ sạch đạt được hơn 98 % (Hình 1.11)

Hình 1.11 Máy làm sạch Petkus K-525-527

+ Máy làm sạch bằng sàng khí Delta Super 102 và Delta Super 112: dùng để

làm sạch hạt giống lúa, ngô, đậu, đỗ trong các cơ sơ sản xuất giống Máy có năng suất 1,5 - 2 tấn/giờ, độ sạch đạt được hơn 98 % (hình 1.12, hình 1.13)

Hình 1.12 Máy làm sạch bằng sàng khí Delta Super 102

Hình 1.13 Máy làm sạch bằng sàng khí Delta Super 112

1.4 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ MÁY LÀM SẠCH VÀ PHÂN LOẠI THÓC Ở VIỆT NAM

Máy làm sạch, phân loại thóc ở Việt Nam đã được nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và đưa vào ứng dụng trong sản xuất Trong các dây chuyền thiết bị chế biến đều

sử dụng máy làm sạch phân loại lúa do Việt Nam nghiên cứu, chế tạo Tuy còn tồn tại một số nhược điểm, nhưng bước đầu máy đã đáp ứng được yêu cầu của sản xuất

Mấy năm gần đây, do yêu cầu về chất lượng lúa gạo ngày càng cao, đòi hỏi các thiết bị chế biến lúa phải hoàn thiện hơn Một số đơn vị như: Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, Công ty giống cây trồng miền Nam v.v đã nghiên cứu cải tiến máy làm sạch phân loại thóc trên cơ sở máy làm sạch, phân loại hạt nhưng phần lớn có năng suất trên 2 tấn/h trở lên Các mẫu máy này hầu hết chỉ thích hợp cho các khu vực trồng lúa tập trung như đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long

Hiện nay, tại khu vực miền Trung đã có một số máy làm sạch và phân loại thóc được đưa vào trong sản xuất, nhưng hầu hết mới chỉ ứng dụng tại một số vùng

sản xuất lúa tập trung và các cơ sở sản xuất thóc giống Trong khi đó, hầu hết người nông dân sản xuất nhỏ lẻ vẫn sử dụng các biện pháp thủ công truyền thống, như:

- Quạt tay:

Phương pháp này đã có từ lâu đời và được sử dụng khá phổ biến vì nó có cấu tạo đơn giản, nhẹ nhàng và thích hợp với điều kiện tiểu nông Quạt tay là quạt làm bằng tre hình chữ nhật, có tay cầm và dán bằng gấy bản Khi quạt mạnh tạo nên luồng gió đủ lớn, thổi bay các tạp chất nhẹ trong hỗn hợp thóc và tạp chất Phương pháp này có nhiều hạn chế là năng suất lao động thấp, hiệu quả làm sạch chưa cao

và làm hao tổn nhiều sức lao động của con người

Hình 1.14 Phương pháp quạt tay

- Rê gió:

Rê gió là phương pháp được dùng khá phổ biến vì nó lợi dụng được sức gió

tự nhiên để phục vụ quá trình làm sạch Người nông dân đưa thúng thóc lên cao rồi nghiêng từ từ cho thóc rơi xuống thành dòng Dưới tác động của luồng gió sẽ thổi bay những tạp chất có lẫn trong thóc

Hình 1.15 Phương pháp rê gió

Nguyên lý làm việc của quạt hòm như sau: Thóc được nạp vào phễu chưá thóc Người ta quay tay quay với tốc độ đều, tạo ra luồng gió mạnh trong buồng làm sạch Từ từ mở của ra cho thóc rơi xuống và giữ cho lượng cung cấp đều Các tạp chất nhẹ bị thổi bay ra khỏi buồng làm sạch, hạt chắc rơi ở cửa gần quạt, hạt lép lửng rơi ở cửa xa quạt, còn tạp chất nhỏ nhẹ bị gió thổi bay

Tóm lại các phương pháp làm sạch thóc theo truyền thống thì không những năng suất thấp, hiệu quả làm sạch không cao mà còn tiêu hao nhiều sức lao động

Để khắc phục những hạn chế đó, một số công ty, xí nghiệp và Viện Nghiên cứu đã thiết kế chế tạo ra một số loại máy làm sạch, phân loại thóc có năng suất cao, chất lượng tốt, giảm tiêu tốn sức lao động cho người nông dân trong việc làm sạch thóc

và phân loại thóc, như:

- Máy làm sạch hạt CL-2 của Công ty Giống cây trồng miền Nam:

Máy được thiết kế nhằm phục vụ công đoạn hoàn thiện sản phẩm và nông sản dạng hạt các loại Máy CL-2 làm việc trên cơ sở kết hợp hai nguyên lý theo

trọng lượng (khí động) và theo kích thước (sàng lỗ)

Từ các loại hạt đã qua các công đoạn làm sạch sơ bộ trước đó (làm sạch sơ

bộ rơm rác, vỏ bắp, cát, bụi, …), máy có chức năng:

+ Tách bỏ tạp chất có trọng lượng lớn hơn: đất, đá, sạn

+ Tách bỏ tạp chất có trọng lượng nhẹ hơn: lép, lửng

+ Phân loại các hạt khác kích thước, cùng trọng lượng mà chưa được tách từ

bộ phận khí động bằng bộ sàng theo kích thước Qua đó, thành phẩm thu nhận đạt được độ sạch và độ đều đáp ứng nhu cầu làm giống cũng như xuất khẩu Lúa giống nguyên liệu qua máy CL-2, độ sạch thành phẩm tối đa có thể đạt được là 99,5%

Máy gồm buồng làm việc khí động, kết hợp với sàng làm sạch bên dưới Kích thước của máy (DxRxC): 3000 x 1600 x 2600 mm Máy có năng suất 0,8 tấn lúa giống nguyên liệu/ giờ hoặc 1 tấn bắp giống nguyên liệu/giờ

Hình 1.17 Máy làm sạch và phân loại CL-2

- Máy làm sạch và phân loại CL-3:

Máy được cải tiến từ máy làm sạch và phân loại CL-2 nhằm tăng năng suất

và độ sạch của nguyên liệu Máy có năng suất đạt 2,5 tấn/giờ đối với lúa hoặc 3 tấn/giờ đối với ngô, độ sạch đạt 99,5% Kích thước của máy (DxRxC): 4000 x 2200

x 3800 mm

Hình 1.18 Máy làm sạch và phân loại hạt CL-3

- Máy làm sạch và phân loại hạt giống LS-2 của viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch:

Máy được sử dụng trong dây chuyền chế biến hạt giống cây trồng chất

lượng cao, quy mô vừa và nhỏ (thuộc đề tài KC- 07- 05) Máy chỉ có năng suất

600 kg/h nhưng độ sạch đạt tới 99%, độ đồng đều cũng đạt trên 97% Máy có kết

cấu đơn giản, dễ vận hành và giá thành chế tạo thấp

Hình 1.19 Máy làm sạch và phân loại hạt LS - 2

của Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch

- Máy làm sạch và phân loại hạt giống & nông sản xuất khẩu LS - 3:

Máy được thiết kế nhằm phục vụ công đoạn hoàn thiện sản phẩm giống và

nông sản dạng hạt các loại

Lúa giống nguyên liệu với thành phần tạp chất <1%, sau khi qua máy, độ sạch thành phẩm tôi đa có thể đạt đươc 99,5% Máy có năng suất 2,0 - 2,5 tấn lúa giống nguyên liệu/giờ và 2,5 - 3,0 tấn bắp giống nguyên liệu/giờ

Hình 1.20 Máy làm sạch và phân loại hạt LS-3

của Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch

- Máy làm sạch và phân loại thóc của Công ty Cổ phần Cơ khí An Giang:

máy được lắp đặt trong các dây chuyền sấy lúa Máy kết hợp giữa sàng, quạt và cyclone dùng để tách các loại tạp chất lớn như rơm, rác, dây, đá và các loại tạp chất nhỏ như cát, bụi, ra khỏi thóc trước khi đưa vào sấy Máy có công suất 20 – 30 tấn/giờ, độ sạch thóc đạt hơn 98%

Hình 1.21 Máy làm sạch và phân loại của Công ty Cổ phân Cơ khí An Giang

- Máy làm sạch và phân loại lúa giống của kỹ sư Ngô Văn Hoá, Trung tâm

Khuyến nông tỉnh An Giang: Máy thiết kế tiện lợi, trọng lượng khoảng 300kg, chỉ

sử dụng nguồn điện sinh hoạt gia đình, không cần đến điện ba pha như nhiều loại máy nhập khác Tuy nhiên máy chỉ cho năng suất đạt 500kg lúa/giờ

Hình 1.22 Máy làm sạch và phân loại lúa giống của kỹ sư Ngô Văn Hoá

- Máy làm sạch và phân hạt giống 2,5 tấn/giờ: Đây là đề tài luận văn tốt

nghiệp của kỹ sư Nguyên Thị Thanh Thảo – Trường Đại học Cần Thơ Máy kết hợp

giữa sàng, quạt và cyclone dùng để tách các loại tạp chất lớn như rơm, rác, dây, đá

và các loại tạp chất nhỏ như cát, bụi, ra khỏi thóc trước khi đưa vào sấy Máy có

công suất 2,5 tấn/giờ, độ sạch thóc đạt hơn 98%

Hình 1.23 Máy làm sạch và phân loại hạt 2,5 tấn/giờ

1.5 MỘT SỐ GIỐNG LÚA ĐANG ĐƯỢC TRỒNG PHỔ BIẾN Ở MIỀN TRUNG 1.5.1 Giống lúa Khang dân 18

- Nguồn gốc: Khang dân 18 (KD18) là giống lúa thuần của Trung Quốc, đã

phổ biến rộng rãi trong sản xuất ở Việt Nam

- Đặc điểm:

+ Thời gian sinh trưởng: KD18 là giống lúa thuộc nhóm giống ngắn ngày,

vụ Đông Xuân từ 105 – 110 ngày, vụ Hè Thu khoảng 85-90 ngày

+ Dạng cây: dạng hình gọn, cứng cây, hạt thon có màu vàng; khối lượng

1000 hạt: 21 - 22 gam; ít nhiễm sâu bệnh, khả năng chống chịu các điều kiện ngoại cảnh tương đối tốt, chịu rét tốt, thích ứng rộng

- Năng suất: Bình quân đạt 60 tạ/ha, thâm canh tốt đạt 65 - 70 tạ /ha

Hình 1.24 Giống lúa Khang dân 18

1.5.2 Giống lúa IR64

- Nguồn gốc: là giống nhập nội và tuyển chọn từ Viện lúa Quốc tế IRRI,

được lai tạo từ tổ hợp lai giữa IR 5657-33/IR 2061-465

- Đặc điểm:

+ Thời gian sinh trưởng: Khả năng thích nghi rộng, năng suất cao, ổn định,

thích hợp canh tác trong vụ Đông Xuân hơn so với Hè Thu Thời gian sinh trưởng ngắn, khoảng 95 - 105 ngày

+ Dạng cây: hình đẹp, cứng cây, chịu phân, phẩm chất gạo tốt, hạt gạo

dài Đây là giống lúa có chất lượng cao, ổn định trong thị trường và phục vụ cho xuất khẩu

- Năng suất: Bình quân đạt 58 tạ/ha, thâm canh đạt 60 - 65 tạ/ha

Hình 1.25 Giống lúa IR64

1.5.3 Giống lúa IR 17494

- Nguồn gốc:

Giống IR 17494 (còn gọi là 13/2 hoặc năm số) do Viện và Cục Bảo vệ thực vật nhập nội, đăng ký khảo nghiệm quốc gia, đã được công nhận là giống quốc gia năm 1989

- Đặc điểm:

+ Thời gian sinh trưởng: Trong vụ Đông Xuân có thời gian sinh trưởng 190

- 200 ngày Trong mùa chính vụ thời gian sinh trưởng 145 - 150 ngày

+ Dạng cây: IR 17494 sinh trưởng mạnh, đẻ nhánh khoẻ, trổ kéo dài, có hiện

tượng không thoát cổ bông khi gặp rét Dạng hạt bầu, màu vàng, khối lượng 1.000 hạt 24 - 25 gram

- Năng suất: bình quân 55 - 60 tạ/ha, thâm canh đạt 70 - 75 tạ/ha

+ Thời gian sinh trưởng: tại Miền Bắc vụ Xuân từ 180- 190 ngày; vụ Mùa

130-135 ngày Tại nam Trung Bộ, vụ Đông Xuân 130-135 ngày; vụ Hè Thu

Hình 1.27 Giống lúa X i 23

1.5.5 Giống lúa X 21

- Nguồn gốc: Giống X 21 do Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt

Nam lai tạo