Đề tài : Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều năng xuất 40-50 kg-h phù hợp với điều kiện việt nam

Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học : Đơn vị thực hiện : Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp Mục lục Mở đầu Chương I Khái quát công nghệ và thiết bị hệ thống chế biến hạt điều 3 1.1. Tình hình trồng và chế biến điều ở Việt Nam 3 1.2. Công nghệ chế biến hạt điều 7 Chương II Nguyên lý kết cấu và các thông số kỹ thuật thiết bị bóc vỏ cứng hạt điều 40-50kg/h 19 2.1. Cấu tạo và hình dáng của hạt điều 19 2.2 Nguyên lý hoạt động, kết cấu của máy bóc vỏ cứng hạt điều 21 2.3.Gia công chế tạo các chi tiết của máy bóc vỏ cứng hạt điều 26 Chương 3 Khảo nghiệm 29 3.1 Máy, nguyên liệu và dụng cụ khảo nghiệm 29 3.1.1.Thiết kế mẫu máy 29 3.1.2 Nguyên liệu khảo nghiệm 30 Đề cương khảo nghiệm máy bóc vỏ cứng hạt điều 31 Kết luận và kiến nghị 32 Tài li ệu tham khảo 33 5

Bộ công thương Tổng công ty máy động lực và máy nông nghiệp

Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp

Báo cáo tổng kết đề tài

M∙ số:195.10 rd/HĐ-khcn

Tên đề tài:

“Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều

năng xuất 40 ữ 50kg/h phù hợp với điều kiện Việt nam“

Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương

Đơn vị chủ trì: viện nctkct máy NN Chủ nhiệm đề tài: Th.S Lê Văn Ninh

8496

Hà Nội 12/2010

Bộ công thương Tổng công ty máy động lực và máy nông nghiệp

Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp

Báo cáo tổng kết đề tài

M∙ số: 195.10 rd/HĐ-khcn

Tên đề tài:

“Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều

năng xuất 40 ữ 50kg/h phù hợp với điều kiện Việt nam “

NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN

TT Họ và tên

Học hàm, học vị , chuyên môn Chức vụ Cơ quan

1 Lê Văn Ninh Thạc sĩ Cán bộ kỹ thuật Viện NCTKCT

máy NN

2 Đoàn Văn Huân Kỹ sư Cán bộ kỹ thuật

Viện NCTKCT máy NN

3 Trần Văn Ninh Kỹ sư Cán bộ kỹ thuật

Viện NCTKCT máy NN

4 Nguyễn Văn Thành Kỹ sư Cán bộ kỹ thuật

Viện NCTKCT máy NN

5 Nguyễn Thanh Quyết Kỹ sư Cán bộ kỹ thuật

Viện NCTKCT máy NN

Mục lục

Chương I Khái quát công nghệ và thiết bị hệ thống chế biến hạt điều 3

1.1 Tình hình trồng và chế biến điều ở Việt Nam 3

1.2 Công nghệ chế biến hạt điều 7

Chương II Nguyên lý kết cấu và các thông số kỹ thuật thiết bị bóc vỏ cứng hạt điều 40-50kg/h 19

2.1 Cấu tạo và hình dáng của hạt điều 19

2.2 Nguyên lý hoạt động, kết cấu của máy bóc vỏ cứng hạt điều 21

2.3.Gia công chế tạo các chi tiết của máy bóc vỏ cứng hạt điều 26

Chương 3 Khảo nghiệm 29

3.1 Máy, nguyên liệu và dụng cụ khảo nghiệm 29

3.1.1.Thiết kế mẫu máy 29

3.1.2 Nguyên liệu khảo nghiệm 30

Đề cương khảo nghiệm máy bóc vỏ cứng hạt điều 31

Kết luận và kiến nghị 32

Tài liệu tham khảo 33

Mở đầu

Cây điều sinh trưởng và phát triển tốt ở những quốc gia thuộc khu vực cận xích đạo-nơi có nhiệt độ và độ ẩm cao Trên thế giới hiện nay có trên 32 quốc gia, Ấn độ có diện tích cây điều lớn nhất và dẫn đầu về sản lượng hạt điều thô (khoảng 400 đến 500 ngàn tấn/ năm)

Là quốc gia nằm trong khu vực Đông nam Á, thổ nhưỡng và khí hậu của Việt Nam rất phù hợp cho sự phát triển của cây điều Thấy được giá trị kinh tế của cây điều và giá trị gia tăng của sản phẩm sau chế biến hạt điều thô (lấy nhân), ngay từ năm 1980 Đảng và nhà nước đã bước đầu quan tâm đến cây điều, đặc biệt là công nghệ và hệ thống thiết bị chế biến phục vụ cho xuất khẩu Sau nhiều năm phấn đấu từ chỗ chỉ có vài chục ngàn ha trồng điều với tổng sản lượng mấy chục ngàn tấn điều thô đến năm 1999 Việt Nam đã có sản lượng 100 ngàn tấn điều thô, sản lượng nhân xuất khẩu đạt 28 ngàn tấn (164 triệu USD) Năm 1996 Việt Nam chính thức gia nhập danh sách các quốc gia nhập điều thô để phục vụ ngành chế biến điều thô từ Châu Phi Tới năm 2006 Việt Nam trở thành quốc gia xuất khẩu hạt điều hàng đầu thế giới (Ấn Độ và Brazi xếp thứ 2 và 3)

Những năm gần đây, ngành điều vẫn tiếp tục phát triển với nhịp độ tăng trưởng rất cao (∼25%) Theo số liệu do hiệp hội hạt điều Việt Nam (VINACAS) công bố thì dự kiến năm 2010 sản lượng điều thô có thể đạt 500.000 tấn, sản lượng nhân điều xuất khẩu có thể lên tới 140 ngàn tấn (kim ngạch xuất khẩu 670 triệu USD)

Chế biến là một trong những khâu quan trọng trong chuỗi giá trị hạt điều Sau khi chế biến nhiệt (hấp hoặc chao) nhân điều được tách ra khỏi vỏ cứng và được phân loại theo kích cỡ hình dáng, màu sắc như: nhân nguyên (wholes), nhân vỡ dọc, nhân bể gẫy, nhân vụn, nhân vụn xém Nhân nguyên được phân loại theo số lượng hạt trên mỗi pound (tương đương 0,454 kg) và được tiêu thụ như một thực phẩm ăn nhanh (snack), trong khi các loại nhân

vỡ dọc thường được dùng làm nguyên liệu để chế biến các loại thực phẩm khác

Để có thể năng cao chuỗi giá trị của ngành điều, lợi nhuận của toàn ngành phải được phân chia một cách hợp lý cho các đối tượng đó là người sản xuất trồng điều, nhà thu mua và đầ tư công nghệ, tổ chức chế biến, thị trường tiêu thụ và nhà nước Do vậy, mặc dù đã có những thành tựu đáng kể song chế biến hạt điều nói chung và công nghệ - hệ thống thiết bị chế biến hạt điều nói riêng vẫn luôn gánh chịu những thử thách không nhỏ Một trong những sức ép quan trọng đó là giảm chi phí sản xuất, tăng chất lượng chế biến Trong nhiều giải pháp đã và đang áp dụng để nhằm giảm các thách thức trong sản xuất Biện pháp xúc tiến việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo trong nước các thiết bị công nghệ (đặc biệt là hai loại thiết bị bóc vỏ cứng hạt điều và bóc

vỏ lụa hạt điều) đang phải nhập ngoại với giá khó được các nhà máy chế biến chấp nhận

Đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều năng

xuất 40-50kg/h” do Viện Nghiên Cứu Thiết Kế Chế Tạo máy Nông Nghiệp

xây dựng và tổ chức thực hiện sau khi được sự đồng ý của Bộ Công Thương phê duyệt nhằm phục vụ tiêu chí “nội địa hóa” thiết bị công nghệ chế biến hạt điều, một trong những nhiệm vụ cần thiết để giảm chi phí đầu tư, đảm bảo tính phát triển bề vững trong sản xuất chế biến, không phụ thuộc vào nhập ngoại đặc biệt là phụ tùng thay thế Tuy chỉ là một khâu công nghệ trong cả một quy trình chế biến, song thành công của đề tài sẽ góp phần không nhỏ vào việc phát triển bền vững của khâu chế biến hạt điều nói riêng và ngành sản xuất chế biến và tiêu thụ hạt điều nói chung của nước ta trong những năm sắp tới

Chương I Khái quát công nghệ và hệ thống thiết bị

chế biến hạt điều

1.1 Tình hình trồng và chế biến điều ở Việt Nam

Ở miền Trung Việt Nam điều còn gọi là đào lộn hạt, có nguồn gốc từ Brazil Điều du nhập vào miền Nam Việt Nam từ thế kỷ 18, nhưng mãi đến

1975 mới chính thức là loại cây trồng có trong danh mục, khắc phục những rừng đồi bị phá hoại do chiến tranh gây lên Diện tích điều từ đó tăng lên theo năm tháng và đến những năm đầu 1990, điều trở thành loại cây công nghiệp cho giá trị kinh tế cao, vừa phủ xanh đất trống đồi trọc vừa là loại cây xóa đói giảm nghèo Điều Việt Nam cũng được thế giới biết đến từ đó, có mặt trên khắp các thị trường: Hoa Kỳ, Trung Quốc, Úc, Hồng Kong, Anh, Hà Lan Hiện nay, Việt Nam được coi là số 1 về xuất khẩu hạt điều (cả về số lượng lẫn chất lượng) và Bình Phước đã trở thành thủ phủ của cây điều, huyện Phước Long là tâm điểm của Bình Phước

Diện tích gieo trồng

Năm 2008, diện tích gieo trồng điều của Việt Nam là 421.498 ha, giảm 15.502 ha, tương đương giảm 3,55% so với năm 2007 Trong đó diện tích tại miền Nam đạt 420.098 ha, giảm 7%, còn diện tích tại miền Bắc chỉ đạt 1.400

ha giảm 51% so với năm 2007 Tuy giảm đáng kể trong năm 2008 nhưng xét trong vòng 10 năm trở lại đây, diện tích gieo trồng điều của Việt Nam vẫn tăng, trung bình khoảng 23.000 ha/năm, tốc độ tăng trưởng bình quân đạt khoảng 8% năm

(Nguồn: Cục trồng trọt Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (MARD) và Tống Cục thống kê (GSO))

Nguyên nhân của hiện tượng giảm diện tích trồng điều là do nông dân đang có xu hướng chặt bỏ cây điều để trồng rừng, hoặc trồng những cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao hơn như cây cao su, hồ tiêu Theo số liệu điều tra thực địa của Viện chính sách và chiến lược NN & PTNT (IPSARD) năm

2007, cây điều đứng sau cao su nếu xét về tỉ lệ lãi/chi phí thực tế

Diện tích thu hoạch

Tín hiệu tích cực nhất cho diện tích sản xuất điều của Việt Nam năm

2008 là diện tích thu hoạch điều tăng 9% so với năm 2007, đạt khoảng 320.000 ha Nguyên nhân là do một số diện tích trồng mới và diện tích chuyến đổi giống cao sản từ các năm trước bắt đầu cho khai thác

Sản lượng

Năm 2008, Việt Nam thu hoạch khoảng 348.910 tấn điều nguyên liệu, tăng 47.000 tấn so năm 2007 do tác động cộng hưởng của năng xuất tăng khoảng 0,6 tạ/ha và diện tích thu hoạch tăng 27.000 ha Như vậy, sản lượng

Hình 1.1 Diện tích gieo trồng và điện tích thu hoạch điều của cả

nước theo năm, 1995-2008 (Ha)

điều thô của Việt Nam liên tục tăng từ năm 1999 đến cuối năm 2008 với mức tăng trung bình khoảng 32% năm

(Nguồn: Cục trồng trọt MARD và GSO)

( Nguồn: Cục trồng trọt - MARD và GSO)

Hình 1.2 Sản lượng điều của cả nước theo năm, 1995-2008

Hình 1.3 Năng xuất (tạ/ha) và sản lượng (nghìn tấn) điều của

cả nước theo năm, 1995-2008

Năng xuất

Năng xuất điều bình quân cả nước năm 2008 đạt 10,9 tạ/ha, tăng 6% so với năm 2007 Đây là mức cao nhất trong lịch sử ngành điều Việt Nam Có được thành quả này là nhờ sự đóng góp đáng kể của việc phát triển giống điều cao sản tại các Viện nghiên cứu khoa học kỹ thuật nông nghiệp tại các vùng Mặc dù năng xuất điều của Việt Nam có tăng nhưng tốc độ tăng khá chậm và không ổn định, nếu như năng xuất năm 2005 đạt 10.74 ha, đến năm 2006 giảm xuống còn 9,87 tạ/ha, năm 2007 lại tăng lên 10,31 tạ/ha và năm 2008 là 10,9 tạ/ha Nguyên nhân chính là do điều là loại cây trồng chịu ảnh hưởng rất nhiều bởi điều kiện thời tiết chỉ cần khoảng 2-3 cơn mưa trái mùa vào đúng

lúc điều trổ bông là vụ điều sẽ có nguy cơ mất mùa hoàn toàn (Nguồn tin

AgroInfo)

Theo thống kê của Hiệp hội điều Việt Nam (Vinacas), trong năm 2007, trên 200 doanh nghiệp đã chế biến được khoảng 600.000 tấn điều thô, cho ra 153.000 tấn điều nhân các loại (tăng 20,6% so năm 2006) Số điều nhân này được 20 doanh nghiệp xuất khẩu ra nước ngoài, mang về cho đất nước khoản ngoại tệ trên 650 triệu USD (tăng 29,03% so với năm 2006) Với số lượng và

số kim ngạch xuất khẩu trên, một lần nữa Việt Nam lại đứng đầu thế giới về xuất khẩu hạt điều Cùng với việc xuất khẩu số lượng hạt điều lớn nhất thế giới, hạt điều Việt Nam cũng nổi tiếng thế giới về hương vị thơm ngon, màu sắc tự nhiên, không nhiễm dư lượng thuốc bảo vệ thực vật Bởi vậy, giá xuất khẩu hạt điều của Việt Nam cũng khá cao Theo một số chuyên gia ngành điều, tiềm năng tiêu thụ hạt điều của thế giới là rất lớn Tuy nhiên, nó không phải là vô cùng, vô tận Chính vì vậy, trong tương lai, lợi thế xuất khẩu hạt điều của Việt Nam vẫn trong xu thế khá lạc quan Song bên cạnh đó, các nhà xuất khẩu hạt điều Việt Nam không thể chủ quan, lơ là trong bất kỳ khâu nào trong quy trình xuất khẩu loại nông sản đặc biệt này Do đó, đòi hỏi các doanh nghiệp phải giám sát chặt chẽ vệ sinh an toàn cho sản phẩm xuất khẩu, cùng nhau hợp tác, cạnh tranh lành mạnh để giành lấy thị trường quốc tế, nhất là thị trường Trung Quốc - nơi có đến 1,3 tỉ dân - họ rất thích hạt điều Việt Nam

1.2 Công nghệ chế biến hạt điều

Nhiệm vụ cơ bản của công nghệ chế biến hạt điều là làm chín, tách vỏ cứng lấy nhân và tách vỏ lụa lấy nhân

Tùy thuộc vào tập quán chế biến, mỗi quốc gia, mỗi vùng lãnh thổ có những phương pháp chế biến và các công đoạn chế biến hạt điều riêng Tuy vậy, quy trình chế biến hạt điều để lấy nhân thường diễn ra với 13 công đoạn nhỏ như giới thiệu ở sơ đồ hình 1.4

Quy trình công nghệ diễn ra như sau

Hạt điều thô sau khi thu hoạch được thu mua và tập trung về các đơn vị chế biến với quy mô khác nhau Tại các cơ sở chế biến tập trung hạt điều được đưa đến công đoạn phân loại theo kích thước chiều rộng, điều được phân thành 8-9 loại nhờ một thiết bị phân loại kiểu trống quay có khoan lỗ tròn khác nhau về đường kính trên từng khoảng (theo chiều dài trống) Sau đó hạt điều được chuyển tới công đoạn làm chín Có 2 phương pháp làm chín: hấp bằng hơi nước trên các vít tải hoặc chao trong dầu nóng

Sau khi làm chín bằng hấp, hạt điều được thường hóa bằng không khí trời bằng cách rải trên sàn nhà xưởng theo một độ dầy nhất định để làm nguội đến nhiệt độ tương đương nhiệt độ môi trường Nếu làm chín bằng chao trong dầu, sau khi chao cần phải làm sạch dầu bám dính bằng phương pháp ly tâm Những năm gần đây phương pháp làm chín bằng chao trong dầu đã ít được sử dụng do nhiều nguyên nhân trong đó có nguyên nhân mùi vị của nhân điều không được người tiêu dùng ưa chuộng khi hạt chao trong dầu và gây ô nhiễm môi trường

Các loại hạt chín có cùng kích thước (chiều dài) nhận được hạt phân loại được đưa lên phễu nhận của máy bócvỏ cứng đã được điều chỉnh cái cơ cấu nhận, kẹp và cắt mặc định tương ứng với chiều dày hạt Từ phễu chứa, hạt được đưa tới cơ cấu kẹp – cắt – tách vỏ Sau khi cắt – tách, vỏ, nhân và

Hạt điều sau thu hoạch Phân loại theo kích thước Cắt tách vỏ

Vỏ+hạt chưa tách+nhân dính vỏ

Vỏ loại Đập và phân ly vỏ

Nhân điều thu hồi Nhân vỡ+tạp chất

Tạp chất thải Phân ly tạp chất

Hồi ẩm Bóc vỏ lụa Loại vỏ lụa

Phân loại nhân nguyên theo yêu cầu sản phẩm

Đóng gói Tiêu thụ

Hình 1.4 Sơ đồ chế biến hạt điều

hạt chưa được tách và hạt còn dính nhân (nhân chưa tách khỏi vỏ đã bị cắt) được đưa tới công đoạn phân ly làm nhiệm vụ tách nhân (nhân nguyên và nhân vỡ các loại) ra khỏi vỏ đã tách, hạt chưa tách và nhân còn dính vào vỏ tập hợp phụ phẩm này được chuyển tới công đoạn hỗn hợp vừa đập để làm vỡ các hạt chưa tách và tách nhân ra khỏi vỏ, vừa phân ly (phương pháp khí động) để tách vỏ thu hồi nhân điều Những hạt chưa được tách được đưa quay lại công đoạn cắt – tách (bằng máy hoặc bằng tay) Tập hợp nhân điều sau thu hồi cùng với tập hợp nhân sau khâu phân loại (lấy nhân) làm thành hỗn hợp bán sản phẩm sau nguyên công - tách nhân Tập hợp này được chuyển tới công đoạn phân ly để thu nhân nguyên và loại nhân vỡ (các loại) và tạp chất

có kích thước nhỏ như: vỏ vỡ mảnh vỏ lụa… công đoạn phân ly thu hồi nhân nguyên thường được thực hiện nhờ máy sàng rung, các hạt nguyên thu hồi như phần tử nằm trên sàng, lọt qua lỗ sàng là tập hợp hạt vỡ và tạp chất Tập hợp lọt qua sàng được chuyển tới công đoạn làm sạch tạp chất và thu hồi nhân

vỡ

Nhân điều nguyên và nhân điều vỡ gồm vỡ dọc, nhân bể mẻ nhân vụn, nhân vụ sém…được chuyển tới công đoạn sấy riêng rẽ (nhân nguyên sấy riêng, vỡ sấy riêng) nhằm làm phá vỡ liên kết giữa vỏ lụa với thịt nhân đồng thời rút bớt ẩm lượng có trong nhân tạo điều kiện thuận lợi cho bảo quản đóng gói và tiêu dùng Công đoạn sấy nhân điều thường được thực hiện nhờ các thiết bị sấy có ra nhiệt và sấy theo nguyên lý đối lưu cưỡng bức trên thiết bị sấy hầm hoặc sấy buồng với việc sử dụng tác nhân sấy là không khí nung nóng nhờ bộ trao đổi nhiệt không khi – hơi nước Sau khi sấy, nhân điều được

ủ để hồi ẩm (nhằm tạo điều kiện cho vỏ lụa của nhân dễ tách ra khỏi thịt nhân), sau đó được chuyển tới công đoạn bóc tách vỏ lụa, thực hiện nhờ thiết

bị bóc vỏ lụa hoạt động theo nguyên lý cơ học và khí động sau khi đi qua bộ phận bóc vỏ bằng nguyên lý “ngón lò xo”, hạt điều được chuyển tới thiết bị phân bóc kiểu khí động, vừa làm tróc vỏ vừa thu vỏ lụa để thải ra ngoài để sau

đó nhận được nhân điều sạch

Nhân điều nguyên sau khi được bóc vỏ lụa được chuyển tới công đoạn phân loại sản phẩm bao gồm phân loại theo màu sắc nhằm loại bỏ các nhân không cùng màu và phân loại theo kích cỡ để đóng gói Có một vài cơ sở thực hiện phân loại theo màu sắc bằng thiết bị so màu quang điện song kém hiệu quả và đầu tư lớn Phần lớn dùng thủ công để thực hiện phân loại theo màu và theo kích cỡ Phân loại theo kích cỡ dựa trên số lượng hạt trên mỗi pound (đơn vị khối lượng tương đương 0,458kg) để định ra các loại như: W320, W180, W450…và được thương mại hóa như thực phẩm ăn nhanh, nhân điều

vỡ (các loại) sau bóc vỏ lụa được đóng gói và tiêu thụ như một loại nguyên liệu cho sản xuất thực phẩm Các loại vỏ hạt điều có thể dùng để ép lấy dầu

để sản xuất thành nhựa đóng rắn và vật liệu có ma sát lớn (dùng làm má phanh xe cơ giới)

1.3 Công nghệ và thiết bị cắt – tách vỏ cứng hạt điều

Cắt và tách vỏ cứng hạt điều sau khi đã làm chín là một trong hai nguyên công khó khi thực hiện cơ giới hóa, tự động hóa các công đoạn cơ bản

để chế biến hạt điều lấy nhân

Đã từ lâu việc cắt, tách vỏ hạt điều để lấy nhân hoàn toàn thực hiện bằng thủ công Mỗi công nhân một thiết bị dùng chân bóc vỏ cứng từng hạt một Theo cách này mỗi công nhân chỉ có thể cắt khoảng 40 -45 kg nguyên liệu trong 12h dẫn tới chi phí lao động rất cao do vậy tìm thiết bị cắt – tách vỏ hạt điều đáp ứng được yêu cầu của công nghệ bóc vỏ cứng vỏ hạt điều thay thế cho bóc vỏ cứng thủ công là hành trình dài và khó khăn cho các doanh nghiệp chuyên chế biến hạt điều ở Việt Nam Vào thập niên 1990 một số doanh nghiệp Việt Nam nhập thiết bị bóc vỏ cứng do Italia sản xuất Đây là loại máy thuộc dạng bán cơ giới – dùng hệ thống xích và công nhân vận hành nhét từng hạt vào mắt xích đến vị trí cắt sau đó có một số đơn vị chế tạo cơ khí sản xuất thử loại máy này nhưng không thể ứng dụng vào thực tế vì cơ cấu cắt chưa phù hợp và dẫn tới chất lượng làm việc không hiệu quả bên cạnh

đó khâu cấp hạt vào giá cắt vẫn phải thực hiện thủ công

Hiện nay, ở Việt Nam cũng có một số loại máy bóc vỏ cứng hạt điều, bóc nhân điều của Italia nhưng giá nhập về Việt Nam rất cao, các doanh nghiệp chế biến khó có thể chấp nhận vì vậy khả năng phổ biến ứng dụng rất hạn chế trong sản xuất quy mô lớn

Với mục tiêu “nội địa hóa” khả năng chế tạo máy bóc vỏ cứng hạt điều nhiều tác giả trong và ngoài ngành điều đã dầy công nghiên cứu, thiết kế theo phương thức chép mẫu và có cải tiến kỹ thuật (cho phù hợp với trình độ cơ khí chế tạo trong nước) các mẫu máy nhập ngoại: Hiệp hội điều Việt Nam cùng với một công ty cơ khí của TPHCM đã chế tạo thành công một mẫu máy theo nguyên lý hoạt động của máy do Ấn Độ sản xuất Cơ sở cơ khí Vũ Thạnh (TP Quy Nhơn) sau nhiều năm nghiên cứu đã chế tạo thành công mẫu máy bóc vỏ cứng hạt điều tự động dùng khí nén Tuy nhiên cho đến nay do nhiều nguyên nhân cả hai loại máy trên vẫn chưa ứng dụng rộng rãi trong các doanh nghiệp chế biến phần vì giá cả có thấp so với giá nhập ngoại song tính

ổn định không cao, khả năng đáp ứng các yêu cầu công nghệ của nguyên công như: tỷ lệ hạt được bóc vỏ cứng trên tổng số hạt cấp vào máy, tỷ lệ nhân vỡ,

tỷ lệ hạt đã cắt xong nhân còn dính với vỏ…vẫn chưa làm hài lòng các doanh nghiệp sử dụng

Công nghệ cắt và tách vỏ cứng hạt điều bao gồm 5 nguyên công cơ bản

đó là: tiếp nhận từng hạt từ phễu và chuyển hạt về cơ cấu chuyển tải xoay chiều hạt, kẹp hạt, cắt hạt và tách vỏ Cả 5 công đoạn trên thực hiện một cách đồng bộ và liên tục Nguyên lý cơ cấu chấp hành thực hiện 5 nguyên công trên đều dựa trên cấu tạo và đặc tính kích thước hình học của hạt điều

Hạt điều có cấu tạo tương tự như một quả lạc (đậu phộng) phía ngoài cùng là vỏ cứng phía trong là nhân Nhân điều có hình dạng tương tự hạt, phía ngoài nhân là một lớp vỏ (thường gọi là vỏ lụa hay vỏ mỏng) phía trong vỏ mỏng là thịt nhân

Hạt điều có 3 kích thước đặc trưng: chiều dài chiều rộng và chiều dày (xem hình 1.5)

Cấu tạo sinh học của vỏ hạt tương tự như vỏ quả lạc, vỏ có hai nửa ghép lại với nhau bằng liên kết yếu bao quanh biên dạng vỏ theo chiều dài Lực cắt, nếu được tác động theo đúng vị trí và hình dáng biên dạng “biên giới yếu” giữa hai nửa vỏ sẽ dễ dàng cắt đôi theo chiều dọc vỏ hạt Ở những vị trí khác của vỏ, khi cắt dễ gây ra vỡ vỏ và thường sẽ làm tổn thương (vỡ, mẻ) nhân sau khi cắt, ngoài ra lực cắt còn phải lớn hơn khi cắt đúng vị trí biên giới của hai nửa vỏ

Chiều dài hạt điều thường là kích thước lớn nhất trong ba kích thước của hạt Vì vậy trong một tập hợp hạt (gồm nhiều hạt) đựng trong phễu, muốn lấy ra một hạt để chuyển đến cơ cấu vận chuyển và xoay hạt, người ta dùng kích thước đặc trưng này (khoan các lỗ tròn có đường kính d>,=l để một hạt

có thể nằm trọn trong lỗ đó trong kết cấu đĩa động phễu cấp hạt)

Như trên đã phân tích, dù cắt bằng phương pháp thủ công hay trên thiết

bị tự động thì chiều chuyển động của dao cắt cần song song với đường biên của hai nửa vỏ hạt Hay nói cách khác, hạt tại thời điểm cắt bằng máy phải nằm sấp, lưng hạt hướng lên trên, bụng hạt bên dưới (ở hình 1.5) Tuy vậy khi cắt bằng thủ công do dao cắt (động và tĩnh) nằm ngang nên hạt phải nằm nghiêng (xoay 900 so với cắt bằng máy)

Kích thước chiều dày của hạt được xem như kích thước dùng để căn chỉnh cơ cấu xoay hạt và kẹp hạt chiều dày hạt Do cấu tạo sinh học của hạt

L

Hình 1.5 Hình dạng của hạt điều

điều sau khi đã làm chín, liên kết giữa nhân và vỏ thường đã được làm giảm nhẹ thông thường nhân đã được “tự do” tương đối so với vỏ Vì thế sau khi cắt vỏ cần phải thực hiện tiếp động tác tách hai nửa vỏ đã cắt để nhân tách ra khỏi vỏ Tuy vậy, do nhiều lý do, sau khi cắt và tách vỏ một số nhân vẫn còn bám dính với vỏ (hạn chế này được giải quyết ở công đoạn đập thu hồi nhân trong quá trình công nghệ hoàn chỉnh trình bày ở hình 1.4)

Cuối cùng cần phải đề cập đến yêu cầu của công đoạn bóc vỏ cứng hạt điều

Trước hết, thiết bị - bóc vỏ cứng hạt điều sau làm chín cần phải có khả năng cắt và tách vỏ liên hoàn Tỷ lệ hạt được cắt và tách so với khối lượng hạt cấp cho máy phải cao (lớn hơn 75%) Tỷ lệ nhân điều nguyên trên tổng số hạt

đã được cắt-tách phải cao (yêu cầu của sản xuất >80%) Năng xuất của máy phải phù hợp với quy mô sản xuất (theo yêu cầu của VINACAS, năng xuất cần khoảng 40-50kg hạt nguyên liệu/giờ) Ngoài ra cần phải quan tâm đến các chỉ tiêu về sử dụng như: chi phí lao động (tính cho một hệ thống cắt tách), chi phí năng lượng, tiếng ồn thấp, độ ổn định trong sử dụng cao và đặc biệt là khả năng căn chỉnh để làm việc có hiệu quả khi các kích thước đặc trưng của hạt điều thay đổi

Chế biến là một trong những khâu quan trọng của chuỗi giá trị hạt điều Hiện nay ngoài Braxin còn một số nước sử dụng phương pháp cơ giới hóa như, Tanzania, Venuzula sử dụng với hai hệ thống chính đó là tách vỏ cứng theo nguyên lý va đập của người Anh (British Sturtevant System) có tỷ lệ bể

vỡ cao 40-50% và theo nguyên lý cắt (Italia Oltremare System) có tỷ lệ vỡ 35% tuy nhiên cả hai phương pháp này có tỷ lệ bể vỡ cao hơn nhiều so với phương pháp thủ công

Đầu tư cho một xưởng bóc tách thủ công không đòi hỏi nguồn vốn lớn, chỉ hơn một trăm triệu đồng, nên dễ thu hút nhiều người bỏ vốn kinh doanh Điều đó lý giải vì sao tuy ít nhận được sự trợ giúp từ phía Nhà nước, nhưng công nghiệp chế biến hạt điều phát triển rất nhanh Nếu như năm 1990 cả nước chỉ có 19 nhà máy chế biến hạt điều với công xuất bình quân hằng năm

đạt 14.000 tấn điều thô thì nay cả nước có 219 cơ sở chế biến, với công xuất thiết kế 674.200 tấn/năm Tuy nhiên, khi kinh tế đất nước phát triển tạo ra nhiều việc làm cho lao động với tiền lương cao hơn thì thu nhập của công nhân ngành điều trở nên quá ít ỏi, không thu hút nổi nhân công gắn bó với nghề này

Theo VINACAS, hiện nay các cơ sở chế biến hạt điều đang gặp khó khăn do thiếu lao động trầm trọng, đặc biệt là hai công đoạn bóc vỏ cứng vỏ hạt điều và bóc vỏ lụa cần rất nhiều lao động Nhiều cơ sở chế biến chỉ có thể hoạt động 50-60% công xuất vì không đủ lao động Ông Nguyễn Văn Lãng, người được VINACAS trao cho trọng trách nghiên cứu đổi mới công nghệ cho Hiệp hội, bộc bạch: "Việt Nam vượt qua Ấn Độ, vươn lên đứng nhất thế giới về xuất khẩu nhân điều, không phải vì chúng ta quá xuất sắc, mà vì Ấn

Độ đã lâm vào cảnh thiếu hụt nhân công trước Việt Nam Vì vậy chế biến nhân điều của Ấn Độ đi xuống, tạo cơ hội cho chúng ta bứt lên Nhưng bây giờ thì chúng ta đã đi vào vết xe đổ ấy, công nghệ lạc hậu, thiếu lao động để chế biến Không đổi mới công nghệ thì hậu quả sẽ rất lớn Đóng cửa nhà máy thì dễ, nhưng đời sống hàng triệu người trồng điều sẽ ra sao? Đa số họ là những người nghèo, vùng sâu vùng xa, gắn bó với cây điều vì nó dễ trồng, đầu tư ít”

Bên cạnh tình trạng thiếu nguyên liệu để sản xuất, ngành điều Việt Nam cũng đang trong tình trạng thiếu lao động Năng lực của người lao động còn hạn chế chưa đáp ứng được yêu cầu của ngành chế biến điều xuất khẩu Hiện nay, tổng số lao động ngành điều trên 300.000 người và số lao động này mới đáp ứng được 60% cho các doanh nghiệp chế biến điều và còn thiếu hơn 40% lao động cho ngành chế biến nông sản này Nguyên nhân chính dẫn đến thiếu lao động là do thu nhập thấp, nhiều công nhân hạt điều đã bỏ sang các ngành chế biến gỗ, thự phẩm, thuỷ sản, nhưng nơi có thu nhập đảm bảo cuộc sống cho họ hơn