Nghiên cứu xác định một số thông số cơ bản của bộ phận bóc lá mía trong liên hợp máy thu hoạch mía

Nghiên cứu xác định một số thông số cơ bản của bộ phận bóc lá mía trong liên hợp máy thu hoạch mía

SAU THU HOẠCH

TẠ HANH

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BỘ PHẬN BÓC LÁ MÍA TRONG LIÊN HỢP

MÁY THU HOẠCH MÍA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành đào tạo: Kỹ thuật cơ khí

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Luận án “Nghiên cứu xác định một số thông số cơ

bản của bộ phận bóc lá mía trong liên hợp máy thu hoạch mía” là công trình

nghiên cứu của riêng tôi Những số liệu, kết quả nêu trong luận án này là trung thực, khách quan và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác và các thông tin trích dẫn trong luận án đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Tác giả luận án

Tạ Hanh

LỜI CẢM ƠN

Với tất cả lòng chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn: TS Đỗ Hữu Khi - Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, PGS.TS Lương Văn Vượt - Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ để tôi hoàn thành bản luận án này

Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, tập thể cán bộ Trung tâm Máy Nông nghiệp và Thủy khí, bộ môn Nghiên cứu cơ giới hoá chăn nuôi, bộ môn Điện - Tự động hóa, phòng Khoa học – Đào tạo và Hợp tác quốc tế thuộc viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, Hội cơ khí nông nghiệp Việt Nam; cảm ơn ban Giám hiệu trường Cao đẳng nghề Cơ khí Nông nghiệp và các đơn vị, cá nhân trong Nhà trường đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện luận án

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Đậu Thế Nhu Bằng tấm lòng của mình, thầy đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án

Tôi xin trân trọng cảm ơn các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp trong

và ngoài cơ quan và đặc biệt các thành viên trong Gia đình đã giúp đỡ, ủng hộ

và động viên để tôi hoàn thành bản luận án này

Xin trân trọng cảm ơn!

Tác giả luận án

MỤC LỤC

1.7.1 Một số kết quả nghiên cứu cánh bóc dựa trên hiện tƣợng miết, chải 18

1.8 Lựa chọn răng bóc trong bộ phận bóc lá mía áp dụng nguyên lý

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 29

2.1.1 Xác định lực phân bố tác dụng lên răng bóc bằng phương

2.1.2 Xác định độ cứng của răng bóc bằng cáp thép khi uốn EI và khối

Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THỐNG SỐ

CỦA BỘ PHẬN BÓC LÁ MÍA TRONG LIÊN HỢP MÁY THU

3.4 Khảo sát động học quá trình tách, róc lá ra khỏi cây bằng răng bóc 62

3.4.5 Khảo sát ảnh hưởng quan hệ vận tiến của cây mía và số vòng quay

3.4.7 Khảo sát ảnh hưởng V và nb tới hệ số quét lặp trung bình, 703.4.8 Khảo sát chỉ tiêu tần suất đập trung bình trên 1 mét chiều dài 713.5 Khảo sát động lực học quá trình tách, róc lá ra khỏi cây bằng

3.5.1 Thành lập phương trình vi phân biến dạng uốn của răng bóc 713.5.2 Điều kiện biên của phương trình vi phân biến dạng uốn răng bóc 763.5.3 Phương pháp giải phương trình vi phân biến dạng uốn của răng bóc 773.5.4 Kết quả khảo sát sơ bộ các yếu tố ảnh hưởng đến w trong quá trình

4.1.2 Kết quả đo hệ số ma sát của cây mía với các loại vật liệu 95

4.1.3 Kết quả đo độ cứng của răng bóc khi uốn EI, khối lượng đơn vị

4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số tới khả năng làm

4.2.1 Ảnh hưởng của số vòng quay lô bóc (nb) tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn

4.2.2 Ảnh hưởng của số vòng quay lô rút (nr) tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn

4.2.3 Ảnh hưởng của chiều dài răng bóc (lc) tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn

4.2.4 Ảnh hưởng của lượng cung (q) cấp tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn

4.3 Kết quả nghiên cứu xác định các thông số tối ưu của bộ phận bóc

lá mía bằng phương pháp quy hoạch hóa thực nghiệm (QHHTN)

4.3.1 Các yếu tố được lựa chọn trong nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố 1114.3.2 Kết quả thu thập số liệu thí nghiệm, xử lý đồng nhất phương sai 1124.3.3 Kết quả xác định mô hình hồi quy QHHTN đa yếu tố cho hàm

4.3.6 Giải bài toán tối ưu bằng phương pháp thương lượng có điều kiện 124

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

NN-PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn

saccaroza theo lý thuyết có thể sản xuất từ 100 đơn vị khối lƣợng mía

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC

s mm Khoảng dịch chuyển cây mía lệch khỏi vị trí ban đầu

Ký hiệu Đơn vị Giải thích

Ký hiệu Đơn vị Giải thích

Ký hiệu Đơn vị Giải thích

bóc đến tâm lô)

bóc đến tâm lô)

Fms N Lực ma sát giữa cánh kẹp (cao su) với thân

cây mía

cánh kẹp đến tâm lô)

trong bán nguyệt cánh kẹp đến tâm lô)

rút đến tâm lô)

bán nguyệt cánh rút đến tâm lô)

hai dãy cánh bóc liên tiếp

Ký hiệu Đơn vị Giải thích

DANH MỤC BẢNG

1.2 Ảnh hưởng của vòng quay lô bóc đối với ứng suất răng bóc lá và

4.3 Kết quả đo độ cứng của răng bóc khi uốn (EI), khối lượng đơn vị

4.8 Kết quả thí nghiệm hàm chi phí năng lượng riêng Y3, Ws/kg 114

DANH MỤC HÌNH

1.3 Sơ đồ cơ cấu bóc lá mía ở tư thế nằm, ngang cây trong LHTH KCT-1 111.4 Sơ đồ nguyên lý bộ phận bóc lá mía cấp cây - ngọn vào trước 121.5 Sơ đồ cơ cấu bóc lá mía theo nguyên lý cấp cây – gốc vào trước 13

1.7 Liên hợp máy thu hoạch mía nguyên cây của Úc áp dụng bộ phận

1.15 Bộ phận bóc theo nguyên lý bóc lá mía tư thế cây nằm, chuyển

2.6 Chuỗi phản ứng của sự biến chất tại vết tổn thương sau bóc 452.7 Sơ đồ xác định hệ số ma sát của thân cây mía với các loại vật liệu 48

2.8 Mía được cắt lát tại vị trí tổn thương 53

3.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc và lực tác động lên cây mía của cặp lô

3.5 Sơ đồ quá trình tách, róc lá ra khỏi thân cây mía của răng bóc 60

3.8 Quỹ đạo chuyển động tương đối của điểm đầu răng bóc so với

3.13 Mô hình biến dạng uốn của răng bóc khi cây mía tác động đến 72

3.16 Lưu đồ thuật giải phương trình vi phân biến dạng uốn của răng bóc 803.17 Đường cong biến dạng của răng bóc ở các thời điểm khác nhau 81

3.19 Ảnh hưởng của EI tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc 833.20 Ảnh hưởng của l c tới w trong quá trình tách, róc lá mía 853.21 Ảnh hưởng của l c tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc 85

3.23 Ảnh hưởng của R0 tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc 86

3.24 Ảnh hưởng của μ tới w trong quá trình tách, róc lá mía 883.25 Ảnh hưởng của μ tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc lá mía 88

3.27 Ảnh hưởng của p tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc lá mía 90

3.29 Ảnh hưởng của nb tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc lá mía 91

4.5 Ảnh hưởng của số vòng quay lô bóc nb tới tỷ lệ tổn thương cây (ψ) 1034.6 Ảnh hưởng của số vòng quay lô bóc (nb) tới chi phí năng lương

4.7 Ảnh hưởng của số vòng quay lô rút (nr) tới tỷ lệ sót (η) 1054.8 Ảnh hưởng của số vòng quay lô rút (nr) tới tỷ lệ tổn thương cây (ψ) 1064.9 Ảnh hưởng của số vòng quay lô rút (nr) tới chi phí năng lương

4.11 Ảnh hưởng của chiều dài răng bóc lc tới tỷ lệ tỷ lệ tổn thương (ψ) 1084.12 Ảnh hưởng của chiều dài răng bóc lc tới chi phí năng lượng

4.14 Ảnh hưởng của lượng cung cấp (q) tới tỷ lệ tổn thương cây(ψ) 1104.15 Ảnh hưởng của lượng cung cấp (q) tới chi phí năng lượng riêng (Ne) 110

MỞ ĐẦU

Nội dung Nghị quyết Đại hội XI của Đảng về phát triển nông nghiệp, nông dân, nông thôn trong giai đoạn hiện nay là phát triển nông nghiệp toàn diện theo hướng hiện đại, hiệu quả, bền vững trên cơ sở phát huy những lợi thế của nền nông nghiệp nhiệt đới gắn với giải quyết tốt các vấn đề nông dân, nông thôn Trong điều kiện hiện nay, phát triển nông nghiệp phải theo hướng sản xuất hàng hóa lớn, có năng suất, chất lượng, hiệu quả và sức cạnh tranh cao; đảm bảo vững chắc an ninh lương thực, thực phẩm quốc gia cả trước mắt

và lâu dài; sản xuất một số sản phẩm nông nghiệp hàng hóa ứng dụng công nghệ cao, có năng suất, chất lượng và giá trị gia tăng cao; đồng thời, phát triển nông nghiệp cũng tính tới những yếu tố bảo vệ môi trường và các nguồn tài nguyên thiên nhiên Để đạt được mục tiêu trên cần đẩy nhanh áp dụng tiến

bộ khoa học và công nghệ hiện đại, đặc biệt là cần áp dụng cơ giới hóa trong tất cả các khâu của quá trình sản xuất

Đối với nền nông nghiệp nhiệt đới của nước ta, mía là cây công nghiệp

có giá trị cao Ngoài để sản xuất đường, mía còn là nguyên liệu cho 50 loại sản phẩm chế biến khác của ngành giấy, dệt, hóa dược … Nghề trồng mía nước ta đã được hoạch định và phát triển với tốc độ lớn Trong niên vụ 2012÷2013 diện tích mía cả nước khoảng 300.000 ha (tăng so với vụ trước 16.778 ha), sản xuất 16 triệu tấn mía (tăng 300 nghìn tấn so với vụ trước) Để đạt được mục tiêu này, ngành mía đường cần phải giải quyết nhiều vấn đề: tăng cường biện pháp kỹ thuật thâm canh, sử dụng giống mới để tăng năng suất mía, cơ giới hóa đồng bộ trong tất cả các khâu sản xuất, đồng thời cần giảm tối đa tổn thất sau thu hoạch

Thời gian thu hoạch chính của mía kéo dài từ 4 ÷ 6 tháng liên tục trong một năm trùng với một hoặc hai vụ thu hoạch lúa Mặc dù dân số ở khu vực nông nghiệp lớn, nhưng lại là những vùng trọng điểm, lực lượng lao động

thường khan hiếm vào lúc thu hoạch rộ, giá công lao động khá cao, tăng dần qua hàng năm Đồng thời, các khâu thu hoạch như chặt gốc, róc lá, chặt ngọn,

bó cây, gom đống, chất lên xe vận chuyển … được thực hiện bằng lao động thủ công Công cụ chủ yếu là dao, cuốc bàn nhỏ Do đó năng suất lao động thấp, cường độ lao động lớn, thất thoát mía còn nhiều Trước tình hình này, việc cơ giới hóa trong khâu thu hoạch là cần thiết

Yêu cầu quan trọng đặt ra cho khâu thu hoạch bằng cơ giới hóa là phải giảm thiểu tối đa hao hụt Theo Carlos Leon (Philsurin 3/2010): “Cứ 1% tạp chất

sẽ giảm đi 0,1 ÷ 2% tổng thu hồi trong chế biến có nghĩa là cứ tăng 1% tạp chất

sẽ mất đi từ 2 ÷ 4 kg đường/tấn mía ép”, Việc bóc lá, loại bỏ tạp chất trước chế biến không những giảm hao hụt lượng đường mà còn giảm chi phí cho công đoạn tách bỏ tạp chất trong chế biến Để loại bỏ tạp chất lá mía trong quá trình thu hoạch có nhiều phương pháp thu hoạch mía bằng máy liên hợp không có bộ phận bóc lá mía trước khi thu hoạch được đốt để loại bỏ phần lá, ngoài việc ảnh hưởng môi trương, tiêu diệt các loại thiên địch có lợi thì phương pháp này còn làm đất chai cứng, mất cấu tượng Thu hoạch bằng máy có bóc lá mía không những giảm chi phí nhân công, mà còn trả lại cho đất một lượng lá mía lớn, giúp cải tạo đất Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi chi phí ban đầu lớn và LHM phải có bộ phận bóc lá mía hoạt động hiệu quả Đây là phương pháp nước ta tất yếu phải áp dụng trong quá trình phát triển ngành mía đường Do vậy, cần phải

có những nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng, hiệu quả làm việc của bộ phận bóc trong LHMTHM

Vì những lý do trên nên việc thực hiện đề tài luận án: “Nghiên cứu xác

định một số thông số cơ bản của bộ phận bóc lá mía trong liên hợp máy thu hoạch mía” là cấp thiết

Đề tài này nhằm nghiên cứu lựa chọn nguyên lý làm việc và xác định thông số cơ bản của bộ phận bóc lá mía trong LHMTHM, làm cơ sở thiết kế

bộ phận bóc trong LHMTHM phù hợp với điều kiện Việt Nam Đề tài được hoàn thành tại Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIấN CỨU

1.1 Tỡnh hỡnh sản xuất mớa tại Việt Nam và trờn thế giới

Cõy mớa cú tờn khoa học là Saccharum ssp Thuộc họ Graminaea (họ Hoà Thảo), có nguồn gốc từ Tân Ghi nê, thích nghi với khí hậu nhiệt đới, m-a nhiều và nhiệt độ cao Từ thế kỷ thứ 16, ngành mớa đường thế giới bắt đầu phỏt triển Sản lượng đường toàn cầu phỏt triển nhanh theo nhu cầu tiờu thụ, đầu những năm cỏch mạng cụng nghiệp (1750 ữ 1830) khoảng 820 ngàn tấn/năm, trước thế chiến thứ nhất (1914-1918) khoảng 18 triệu tấn/năm, đến nay đạt trờn 170 triệu tấn/năm, thể hiện ở bảng 1 (phụ lục 1) [1], [2], [18], [24], [40] Vụ đường 2012/2013 được dự bỏo 174 triệu tấn, lượng tiờu thụ toàn cầu

là 163 triệu tấn Đường được sản xuất tại hơn 100 nước, trờn 70% tiờu thụ nội địa, tập trung trong khoảng từ 30 vĩ độ Nam đến 30 vĩ độ Bắc Cỏc nước xuất khẩu đường chủ yếu là Brazil, Ấn Độ, Australia, chiếm 50% sản lượng và 56% xuất khẩu của thế giới, thể hiện bảng 2 (phụ luc 1) [18], [54]

Bỡnh quõn tiờu thụ đường của hai nước đụng dõn nhất hành tinh cũn ở mức rất thấp: Trung Quốc:7 kg/người/năm và người Ấn Độ 17 kg/người/năm, trong khi đú tiờu thụ nhiều đường nhất thế giới là người Cuba: 61 kg/người/năm, kế đến là Úc: 61 kg/người/năm và Brazil: 56 kg/người/năm, thể hiện bảng 2 (phụ lục 1) Dự bỏo ngành đường Trung Quốc và Ấn Độ sẽ tiếp tục phỏt triển để đỏp ứng nhu cầu trong nước Brazil, Thỏi Lan, Úc, Nam Phi sẽ mở rộng xuất khẩu, trong khi Cuba và Mexico sẽ giảm lượng xuất khẩu Cỏc nước nhập khẩu chủ yếu là Mỹ, Indonesia, Hàn Quốc, Canada, Trung Quốc, Nhật Bản

Ở nước ta, cõy mớa được du nhập vào trồng từ rất lõu (cú tài liệu núi từ trước năm 206 trước Cụng Nguyờn) [4], [13] Cựng với cõy mớa, cụng nghiệp

đường ở nước ta đã có từ thời Pháp thuộc với hai nhà máy đường: Tuy Hoà (Trung Bộ) và Hiệp Hoà (Nam Bộ) [4]

Hiện nay, tại nước ta, mía là nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau như giấy, ván ép, điện từ bã mía; chăn nuôi bò từ lá, ngọn mía; rỉ đường được dùng làm nguyên liệu trong công nghiệp để sản xuất nhiên liệu sinh học, rượu, dung môi aceton, butanol, nấm men, axit citric, lactic, aconitic và glycerin, thức ăn cho gia súc, phân bón…[4], [24], [38]

Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên Hiệp Quốc (FAO, 2011), sau gần 20 năm (1990÷2009) năng suất mía bình quân của Việt Nam đã tăng lên 17,3 tấn/ha, bình quân tăng khoảng 0,91 tấn/ha/năm (bảng 3 phụ lục) Tuy nhiên năng suất mía bình quân của Việt Nam vẫn còn rất thấp so với thế giới (70,9 tấn/ha năm 2009) [18]

Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và PTNT, niên vụ 2011÷2012, diện tích mía cả nước đạt 283.222 ha, tăng hơn 11.822 ha so với vụ trước Trong đó, diện tích mía của 25 tỉnh có nhà máy đường là 270.961 ha, diện tích các nhà máy

có ký hợp đồng đầu tư và bao tiêu là 234.243 ha, cao hơn vụ trước 15.577 ha Năng suất mía bình quân cả nước đạt 61,7 tấn/ha tăng so với vụ trước 1,2 tấn/ha, sản lượng mía cả nước được 17,5 triệu tấn tăng so với vụ trước 1,1 triệu tấn Tổng lượng đường sản xuất cả niên vụ được 1.306.240 tấn (trong đó đường luyện là 350.000 tấn So với vụ 2010, lượng mía ép công nghiệp tăng 2,0 triệu tấn (16,0

%), sản lượng đường tăng 155.780 tấn (13,5 %) Hiện tại, nước ta thừa đường để xuất khẩu và đã xuất khẩu được khoảng 200.000 tấn [1], [2], [13], [40]

Về giống mía, hiện nay, nhiều giống mới có triển vọng được du nhập từ nước ngoài cũng như chọn tạo trong nước như: MEX 105, K88-65, VN84-

1427, Liễu Thành 00-236, Việt Đường 55…có năng suất và hàm lượng đường cao đang được khảo nghiệm và sản xuất thử ở vùng nguyên liệu trên cả nước

Nhìn chung tình hình sản xuất mía trên thế giới và ở nước ta ngày càng phát triển nhanh cả về diện tích và sản lượng

Trong niên vụ 2012÷2013, diện tích mía cả nước khoảng 300.000 ha, tăng so với vụ trước 16.778 ha; diện tích các nhà máy có ký hợp đồng và đầu

tư là 268.728 ha, tăng so với vụ trước 34.483 ha Phấn đấu vụ tới đưa năng suất mía bình quân lên 63 tấn/ha, sản lượng mía được 18,9 triệu tấn Niên vụ 2012÷2013 có thêm một nhà máy đường đi vào hoạt động đó là nhà máy đường Hàm Yên của Công ty CP Mía đường Sơn Dương, nâng tổng số nhà máy hoạt động lên 40 nhà máy với tổng công suất thiết kế là 139.000 tấn mía/ngày Sản lượng mía ép là 16,7 triệu tấn, sản lượng đường đạt 1.590.000 tấn, trong đó đường luyện là 450.000 tấn [1], [13]

Để đạt được mục tiêu trên, song song với việc tăng diện tích gieo trồng, cần phải tăng cường đầu tư vốn cho việc nghiên cứu lai tạo các giống cây có năng suất và chất lượng cao, đẩy nhanh việc thực hiện cơ giới hóa sản xuất trong tất cả các khâu là yếu tố then chốt

1.2 Tình hình cơ giới hoá khâu thu hoạch mía

1.2.1 Nhu cầu cơ giới hóa khâu thu hoạch mía

Trồng mía là một nghề nặng nhọc, tốn nhiều lao động, trong đó khâu thu hoạch mía tốn nhiều công lao động nhất, cường độ lao động cao Nội dung thu hoạch mía nguyên liệu cho sản xuất đường gồm các nhóm công việc là: công đoạn cắt gốc, cắt ngọn, róc lá làm sạch, gom bó, vận chuyển và bốc

dỡ đến sân nhà máy Riêng các công đoạn thu hoạch mía trên đồng là nặng nhọc và tốn nhiều lao động

Vùng trồng mía chủ yếu là vùng có khí hậu nhiệt đới, mùa vụ thu hoạch thường vào mùa khô Do vậy, tại thời điểm thu hoạch, điều kiện khí hậu, môi trường không thuận lợi cho lao động thủ công., Ngoài ra, cây mía thường cao trên 2.5 mét, nhiều lá khô, bụi bẩn và côn trùng tụ bám trên thân, lá mía cũng

là yếu tố trở ngại trong thu hoạch

Thời gian thu hoạch thường kéo dài trong 4 6 tháng/vụ, vì vậy tốn nhiều công lao động hơn so với thu hoạch các cây lương thực khác như lúa, ngô… Mùa vụ lại trùng với thời vụ thu hoạch lúa và một số cây trồng khác, thường xảy ra tình trạng thiếu lao động, nên chi phí lao động cho khâu thu hoạch mía ngày càng cao

Nhiều nhà máy ở nước ta phải vận chuyển mía nguyên liệu với khoảng cách xa từ 50 ÷100 km [1], [6], [18], [24] Thời gian từ lúc thu hoạch xong đến thời điểm chế biến dài làm sụt giảm nghiêm trọng hàm lượng đường trong mía, trong khi khoảng thời gian tối ưu là trong vòng 24 giờ, thể hiện tại biểu

đồ 6 phần phụ lục 1

Theo [2], [5], [24], trên thế giới, mẫu máy thu hoạch mía đã được nghiên cứu và ứng từ những năm cuối 50 đầu 60 thế kỷ XX đến nay và đáp ứng phần lớn khâu thu hoạch Tại Việt Nam, các mẫu máy đã được nhập khẩu nhằm bước đầu đáp ứng nhu cầu cơ giới hoá thu hoạch mía Tuy vậy, các mẫu máy này không phù hợp với tập quán cánh tác, điều kiện tài chính Bên cạnh

đó, những nghiên cứu, cải tiến mẫu máy thu hoạch ở trong nước mới dừng lại

ở việc thử nghiệm, chưa áp dụng vào điều kiện thực tế

Từ những phân tích trên, thấy rằng nhu cầu cơ giới hóa khâu thu hoạch mía là rất lớn, việc nghiên cứu cải tiến máy thu hoạch mía là điều cấp thiết

1.2.2 Yêu cầu cơ giới hóa khâu thu hoạch mía

Để thỏa mãn nhu cầu cơ giới hóa khâu thu hoạch cần đạt được các yêu cầu:

- Đảm bảo tính thời vụ;

- Độ biến chất đường của mía sau thu hoạch nhỏ;

- Chi phí tài chính của khâu thu hoạch giảm;

- Đảm bảo việc tái tạo đất, môi trường sau thu hoạch

Từ những yêu cầu trên, chúng ta cần đầu tư tìm hiểu, phân tích công nghệ, phương pháp thu hoạch mía

1.3 Tình hình áp dụng công nghệ thu hoạch mía

1.3.1 Công nghệ thu hoạch để nguyên cây

Công nghệ thu hoạch này thực hiện các công đoạn cắt ngọn; cắt gốc; làm sạch lá; bó thành bó nhỏ, bốc xếp (để nguyên cây dài, hoặc chặt cây làm hai đoạn) lên phương tiện vận chuyển chở về nhà máy Công nghệ này áp dụng phương pháp thu hoạch một giai đoạn (sử dụng LHMTHM) và nhiều giai đoạn (sử dụng các máy phục vụ khâu thu hoạch như máy chặt mía, máy bóc lá chặt ngọn )

Theo [24], sản phẩm của công nghệ này là cây mía đã được làm sạch và còn nguyên cây do vậy cho phép thời gian bảo quản lưu cây trước chế biến dài hơn (48 giờ) so với mía cắt đoạn Chất lượng mía cây nguyên liệu thường cao hơn và tỷ lệ hao hụt mía cũng thấp hơn so với công nghệ thu hoạch mía cắt đoạn Đầu tư ban đầu không lớn

1.3.2 Công nghệ thu hoạch cắt cây thành đoạn

Công nghệ này thực hiện các công đoạn cắt ngọn; cắt gốc; cắt cây mía thành đoạn; làm sạch lá; bốc xếp lên xe và chuyên chở về nhà máy Công nghệ này chỉ áp dụng phương pháp thu hoạch một giai đoạn (sử dụng LHMTHM)

Công nghệ này có ưu điểm là giải phóng được nhiều công lao động, thu hoạch nhanh, gọn, năng suất cao nhưng đòi hỏi tính đồng bộ nghiêm ngặt và chất lượng cao của hệ thống vận chuyển, đường giao thông, thời gian lưu trữ mía không quá 24 h, đầu tư ban đầu rất lớn

* Từ hai công nghệ trên và căn cứ theo [1], [18], [24], [40] cho ta thấy: với điều kiện hiện nay gồm công suất chế biến của các nhà máy đường, điều kiện canh tác, hệ thống vận chuyển, đường giao thông chưa thể đáp ứng được thời gian lưu trữ mía nhỏ hơn 24 h Do vậy, để đạt được yêu cầu này chúng ta cần có những tìm hiểu, phân tích LHMTHM để nguyên cây

1.4 Tính cấp thiết của việc bóc lá mía bằng bộ phận bóc

Theo [6], [24], cây mía có tỷ lệ lá tương đối lớn, thường không được bóc kể từ khi mọc chồi đến khi thu hoạch Trong đó, tỷ trọng các thành phần trong cây mía: ngọn và lá 16.7%, lá bẹ khô 3.85%, mía nguyên liệu 79.5%

Tỷ lệ lá lớn gây rất nhiều khó khăn cho quá trình thu hoạch bằng cơ giới, hạn chế năng suất làm việc của máy

Theo Đỗ Ngọc Diệp (2008) [7], việc phủ lớp lá mía trên ruộng sau bóc

đã giải phóng Alelopaticas kìm chế sự phát triển của nhiều loại cây cỏ dại, đồng thời bảo vệ và kích thích cho các hoạt động của đấu tranh sinh học

HogarthAllospp (2002) đã chứng minh “Việc gia tăng độ mùn là kết quả của việc giữ các chất thải ngọn, lá mía, điều này thể hiện từ chu kỳ thứ 2

có nghĩa là sau 5 đến 10 năm sau và trở nên cân bằng khi đạt 10 đến 15 năm Cũng từ chu kỳ thứ 2 có thể giảm từ 10 đến 15% lượng phân cần bón, chu kỳ thứ 3 từ 20 đến 25% Ngoài việc trả lại phần cây mía đã lấy đi, việc bóc lá sẽ làm cho lá mía phân hủy dần, tạo nguồn cho các loại vi sinh vật hoạt động và tạo điều kiện dễ dàng cho việc chăm sóc sau này cũng như giảm bớt nguy cơ chống cháy mía…

Ngoài lợi ích nêu trên, nếu việc thực hiện bóc lá mía và chặt ngọn đúng

kỹ thuật sẽ giảm lượng tạp chất đưa về nhà máy (chưa tính lợi ích giảm giá thành vận chuyển) Theo Carlos Leon (Philsurin 3/2010): “Cứ 1% tạp chất sẽ giảm đi 0,1- 2% tổng thu hồi trong chế biến có nghĩa là cứ tăng 1% tạp chất sẽ mất đi từ 2 - 4 kg đường/tấn mía ép”

Từ những phân tích trên, ta thấy tỷ trọng lá mía trong cây mía là khá cao

và việc bóc lá mía rải trên đồng mang lợi ích lớn Để đảm bảo độ sạch của nguyên liệu mía khi đưa vào nhà máy chế biến, đảm bảo việc cải tạo đất canh tác, đồng thời đáp ứng yêu cầu cơ giới hoá khâu thu hoạch được nêu tại mục 1.2.2 cần thiết phải có bộ phận bóc lá mía hoạt động hiệu quả Do vậy cần đi sâu đánh giá, phân tích bộ phận bóc lá mía

1.5 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng bộ phận bóc lá mía

Để đảm bảo yêu cầu tại mục 1.2.2, và 1.4 cần có bộ phận bóc lá mía hoạt động hiệu quả, đồng thời cần có những đánh giá, phân tích khách quan,

từ đó xác định những vấn đề cần nghiên cứu tiếp ở bộ phận bóc lá mía

Hiện nay, bộ phận bóc lá mía hoạt động thường dựa theo các nguyên lý:

- Nguyên lý bóc lá mía tư thế ngang cây;

- Nguyên lý bóc lá mía tư thế cây nằm, chuyển dọc;

- Nguyên lý làm sạch cây mía bằng khí động học

Dưới đây là những phân tích, đánh giá về phạm vi áp dụng, kết cấu và những kết quả nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm của các nguyên lý trên

1.5.1 Nguyên lý bóc lá mía tư thế ngang cây

a) Nguyên lý bóc lá mía tư thế đứng

Hình 1.1 Nguyên lý của bộ phận bóc lá mía khi cây ở tư thế đứng

1 - Cây mía; 2 – Lô bóc lá; 3 – Răng bóc lá V-Vận tốc tiến của khối lượng mía; ω-Vận tốc quay của lô bóc lá

Bộ phận bóc cây ở tư thế đứng, ngang cây được lắp trên LHTHM cả cây của USDA – Mỹ, hình 1.1

Trong khi cây mía được dịch chuyển tịnh tiến thẳng đứng từ trước ra sau máy, các lô cào róc lá, mà trục của chúng lệch một góc so với hướng tiến của các cây mía (không vuông góc với trục cây mía), cào trượt theo cây mía

từ phía ngọn xuống gốc bằng các răng bóc lá Có hai cặp lô Trên lô gắn bốn

1

2

3

hàng răng, trục răng nghiềng so với hướng bán kính và ngược với hướng quay của lô Các thông số có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bóc lá như: hệ số giao nhau của răng bóc giữa các cặp lô; góc lùi của răng bóc so với phương bán kính; góc nghiêng trục lô so với hướng dịch chuyển cây mía; vận tốc quay lô bóc; ứng suất uốn của vật liệu làm răng bóc, khoảng cách giữa các lô bóc đã được nghiên cứu xem xét, cơ sở tính và lựa chọn chúng cũng được xây dựng khá đầy đủ

Một phương án khác sử dụng nguyên lý này là trong máy đánh lá mía chưa được đốn ở trên đồng Máy bao gồm 4 lô đánh lá lắp sau máy kéo chạy giữa hàng mía (hình 1.2) Nhờ chuyển động quay, các lô có gắn các răng bóc

lá, cây mía được làm sạch một phần đáng kể Tuy nhiên, do phân bố cây mía khá rộng theo bề ngang, chiều cao khá lớn so với phạm vi bóc nên lượng lá mía trên cây còn lại nhiều

Hình 1.2 Nguyên lý của bộ phận bóc lá mía khi cây ở trên đồng

Theo [91], nguyên lý này có nhược điểm kết cấu và kích thước cồng kềnh, nên hiện nay ít được ứng dụng

b) Nguyên lý bóc lá mía tư thế nằm, ngang cây

Bộ phận bóc lá mía theo nguyên lý này được ứng dụng trên máy KCT–1 (Liên Xô cũ), hình 1.3

Nguyên lý hoạt động bộ phận bóc lá mía: cây mía được dịch chuyển trong tư thế nằm ngang, từ đầu này đến đầu kia dọc theo trục lô cào Các trục lô nằm song song theo hướng chuyển cây Hai băng tải trên và dưới kép chặt gốc mía và dịch chuyển cây, trong đó có toàn bộ thân cây mía nằm bên trên bốn lô cào, các răng bóc lắp trên lô cào dọc thân lô từ gốc tới ngọn Do cào xuôi theo bẹ lá, nên các răng bóc cần phải làm xước và xé rách các bẹ

ôm quanh thân Do đó, các răng bóc được làm bằng thép lò xo, uốn nhiều vòng để tăng tính đàn hồi Kết cấu này chỉ gồm một hàng lô, có bốn chiếc kế tiếp nhau theo chiều dài thân cây mía, phía trên là tấm thép lá, do đó có thể thu nhỏ đường kính của chúng So với nguyên lý trước, kết cấu cào này gọn hơn nhưng lại khó bố trí gọn trên liên hợp, các răng cào xuôi nên hiệu ứng róc, tách lá kém hơn Vì vậy trong thực tế kết cấu này ít được sử dụng

Hình 1.3 Sơ đồ cơ cấu bóc lá mía ở tư thế nằm, ngang cây

trong LHTH KCT-1 (Liên Xô cũ)

1.5.2 Nguyên lý bóc lá mía tư thế cây nằm, chuyển dọc

a) Nguyên lý cấp cây - ngọn vào trước

Nguyên lý này được áp dụng trên máy cắt ngọn bóc lá mía tĩnh tại BLM-1.0, 6BZ-5 của Việt Nam, hình 1.4

Nguyên lý hoạt động: Chiều quay của lô bóc lá ngược với chiều quay của lô cuốn cây và rút cây, vận tốc chuyển động của lô rút cây lớn hơn vận tốc chuyển động của lô cuốn cây Các cặp lô rút và cuốn cây được bọc cao su, hai

lô phía dưới có trục cố định, còn hai lô phía trên có trục không cố định trong quá trình làm việc, khe hở giữa các lô thay đổi được nhờ cặp lò xo, có tác dụng không làm cây mía bị giập

Ở bộ phận bóc này phần ngọn cây mía được đưa vào trước nhờ cặp lô cuốn cây và lô rút cây, lá được bóc từ phần ngọn lá xuống phần bẹ lá nên cây mía sau bóc khá sạch Nguyên lý này chủ yếu dựa vào hiện tượng miết, chải phần lá liên kết với thân cây mía

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý bộ phận bóc lá mía cấp cây - ngọn vào trước

1.Cặp lô cuốn cây; 2.Cặp lô bóc lá; 3 Cặp lô rút cây

Nguyên lý bóc lá này hoạt động hiệu quả, thân cây sau bóc đạt độ sạch cao Tuy nhiên, nguyên lý này khó áp dụng cho các liên hợp máy vì quá trình cấp liệu không thể cho ngọn vào trước Nếu áp dụng nguyên lý này phải cần thêm bộ phận chuyển hướng chuyển động của cây mía sau khi đã cắt gốc, do vậy chiều dài máy phải bố trí tăng nên

Theo [27], nguyên lý bóc này áp dụng trên máy bóc lá mía BLM-1.0 ứng dụng cho phương pháp thu hoạch nhiều giai đoạn, đã được áp dụng vào sản xuất Máy có kết cấu gọn nhẹ, dễ cơ động Mía sau bóc đảm bảo yêu cầu cơ bản về chất lượng Vì vậy, máy đã đáp ứng một phần cơ giới hoá khâu thu hoạch mía Tuy nhiên quá trình sử dụng máy vẫn phải cần 2 công nhân vận hành, tốn thời gian và năng suất còn thấp, chi phí nhiên liệu còn cao

b) Nguyên lý cấp cây - gốc vào trước

Bộ phận bóc theo nguyên lý này được áp dụng trên LHMTHM nguyên cây một giai đoạn của Việt Nam và nhiều nước trên thế giới, hình 1.5

Hình 1.5 Sơ đồ cơ cấu bóc lá mía theo nguyên lý cấp cây – gốc vào trước

1 – Lô kẹp; 2 – Cây mía; 3 – Lô bóc; 4 – Răng bóc; 5 – Lô rút

Nguyên lý hoạt động: cây mía được dịch chuyển trong tư thế nằm dọc, vuông góc với trục trống cào, phần gốc mía được đưa vào trước Lô kẹp và rút phía trên quay cùng vận tốc góc, ngược chiều với lô phía dưới

Nhờ hoạt động cặp lô kẹp và lô rút cây mía được chuyển đến lô bóc đồng thời vận tốc góc của lô bóc lớn hơn vận tốc góc của hai cặp lô kẹp và

lô rút, dưới tác dụng cánh bóc, lá được bóc từ phần bẹ lá mía trước đến ngọn

lá mía sau, nên việc bóc tách lá khá dễ dàng Tuy nhiên, hiệu quả bóc của nguyên lý này không bằng nguyên lý cấp cây – ngọn vào trước Để đảm bảo

quá trình bóc hiệu quả đòi hỏi phải có hiệu vận tốc khá lớn giữa lô bóc với

lô kẹp, rút dẫn đến số vòng quay lô bóc phải cao, đồng nghĩa với kết cấu bộ phận bóc theo nguyên lý này phải đảm bảo độ tin cậy cao hơn nguyên cấp cây – ngọn vào trước

Nguyên lý bóc lá này hoạt động dựa trên hiện tượng miết, tách, róc (phá vỡ liên kết giữa bẹ và thân mía tại thời điểm đầu cánh bóc chạm cây) Nhờ các hiện tượng này mà cây mía được bóc giống như nhiều sợi tóc bị lược chải ngược

Bộ phận bóc hoạt động dựa theo nguyên lý này có ưu điểm là gọn nhẹ,

dễ dàng bố trí trên liên hợp máy, đồng thời công nghệ chế tạo dựa theo nguyên lý này không phức tạp

Dựa trên nguyên lý này một số LHMTHM đã sử dụng liên tiếp nhiều cặp lô nhằm gia tăng hiệu quả bóc (hình 1.6)

10 – Vít nâng cây

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống lô cào bóc lá trên LHTH mía

(sáng chế của Liên Xô)

Tại đây, các cặp lô được bố trí liên tiếp nhau, không cùng nằm trên cùng một mặt phẳng, để tăng khả năng kéo rút cây của chúng Các cặp lô có vận tốc tăng dần từ trước tới sau theo quá trình dịch chuyển của cây mía và tham gia bóc lá cùng các cặp lô bóc làm sạch thân cây

1.5.3 Nguyên lý làm sạch cây mía bằng khí động học

a)Sử dụng quạt thổi tách lá khi cây ở tư thế đứng

Bộ phận bóc theo nguyên lý này được áp dụng trên LHMTHM nguyên cây một giai đoạn của Úc, hình 1.7

Nguyên lý hoạt động: Nhờ vận tốc tiến của LHMTHM cây mía được đưa đến trước quạt thổi Tại đây, xích kẹp chuyển cây, giữ cho cây đứng vững

và dưới tác động của luồng khí thổi cực lớn lá mía được bóc ra khỏi thân cây Bên cạnh đó, để tránh cho cây mía hàng bên cạnh bị hút vào quạt người ta đã

sử dụng vít nâng cây được bố trí ở phía cửa hút của quạt

Cây mía sau bóc đã loại bỏ hầu hết phần lá già dưới gốc và một phần lá xanh ra khỏi cây, đồng thời cây sau bóc hầu hết không bị tổn thương Tuy nhiên, lá mía thời kỳ thu hoạch phân bố ngẫu nhiên, chiều của lá có thể song song với cây, có thể vuông góc với cây, do vậy với những lá không được bóc

ra khỏi thân cây do bị thân cây cản lại Đây là nguyên nhân chính khiến ít áp dụng nguyên lý này

Hình 1.7 Liên hợp máy thu hoạch mía nguyên cây của Úc

áp dụng bộ phận bóc sử dụng nguyên lý quạt thổi

Dựa trên nguyên lý này Nguyễn Trung Thành (tháng 1/2006) đã chế tạo máy bóc lá mía liên hợp với máy kéo (hình 1.8) và thử nghiệm tại Tây Ninh Máy bóc lá mía này khắc phục nguyên nhân gây bóc sót lá do sự phân bố ngẫu nhiên của lá bằng phương pháp hút lá trực tiếp trên cây mà không sử dụng phương pháp thổi Tuy nhiên, qua thử nghiệm hiệu quả bóc lá của máy này vẫn không đạt yêu cầu

Hình 1.8 Máy bóc lá mía trên hàng

b)Sử dụng quạt thổi phân ly lá trên LHMTHM

Hình 1.9 Sơ đồ bộ phận làm sạch cây mía trên LHTH để nguyên cây

(sáng chế Nhật)

1 lô bóc; 2 quạt

Bộ phận bóc, làm sạch lá theo nguyên lý này được áp dụng trên LHMTHM nguyên cây một giai đoạn (hình 1.9) và LHMTHM cắt khúc (hình 1.10) của Nhật Bản

2

1

Nguyên lý hoạt động: Cây mía được bóc một phần tại bộ phận bóc trong gầm máy (LHMTHM nguyên cây) hoặc cắt khúc (LHMTHM cắt khúc) được đưa qua quạt thổi, nhờ luồng khí thổi của quạt lượng lá còn lẫn trong khối mía được phân ly trước khi đi đến bộ phận gom Đây là nguyên lý làm sạch mía bằng phương pháp kết hợp giữa các lô bóc lá (1), bộ phận cắt khúc (2) với quạt thổi ly tâm 2 (hình 1.9), 3 (hình 1.10)

Nguyên lý này chỉ có tác dụng phân ly lá còn lẫn trong khối mía sau khi bóc nhờ lô bóc mà không có tác dụng tách róc bẹ, lá mía còn liền với thân mía

Hình 1.10 Sơ đồ bộ phận làm sạch cây mía trên LHTH cắt

khúc (sáng chế Nhật)

1 lô bóc; 2.lô cắt khúc; 3 quạt

1.6 Lựa chọn nguyên lý

Để có căn cứ lựa chọn, LHMTHM cần đảm bảo một số tiêu chí chính sau:

- LHMTHM phải phù hợp yêu cầu nông học như mật độ, kích thước cây mía, phù hợp công nghệ thu hoạch mía nguyên cây …

- Đảm bảo năng suất

- Chất lượng thu hoạch (độ sạch, độ tổn thương) đạt yêu cầu

- Đảm bảo chi phí năng lượng riêng nhỏ

- Kết cấu LHM gọn nhẹ

- Thuận tiện trong quá trình vận hành

- Đảm bảo tuổi thọ máy

Ngoài ra, theo các phân tích tại các mục trên ta thấy:

Các nguyên lý được xét đều có điểm chung là lực bóc có chiều từ ngọn

lá đến cuống bẹ, đây là điều kiện cần thiết để tăng hiệu quả bóc lá

Nguyên lý bóc lá mía theo chiều ngang cây ở tư thế cây nằm và đứng

đã được áp dụng ở một số nước Mỹ, Liên Xô cũ Tuy nhiên bộ phận này nếu

áp dụng trên liên hợp máy ở nước ta sẽ không phù hợp vì kết cấu cồng kềnh, đòi hỏi lớn về công nghệ chế tạo và tính đồng bộ trong cả khâu thu hoạch mía, chi phí tài chính cao

Nguyên lý bóc lá bằng khí động học có tỷ lệ bóc sót lớn, kết cấu máy cồng kềnh Để khắc phục hiện tượng bóc sót, đã có một số thử nghiệm tại nước ta về bộ phận bóc dựa theo nguyên lý này tuy nhiên không cho kết quả khả quan

Nguyên lý bóc lá mía tư thế cây nằm, chuyển dọc, ngọn vào trước đảm bảo chất lượng bóc, chi phí năng lượng nhỏ Tuy nhiên, bộ phận bóc dựa theo nguyên lý này chỉ phù hợp với máy bóc mía tĩnh tại

Nguyên lý bóc lá mía tư thế cây nằm, chuyển dọc, gốc vào trước áp dụng được trên LHMTHM với các ưu điểm: kích thước nhỏ gọn, không đòi hỏi công nghệ chế tạo cao, phù hợp với điều kiện Việt Nam Tuy vậy, để đảm bảo chất lượng bóc, chi phí năng lương riêng thấp cần lựa chọn răng, cánh bóc phù hợp

1.7 Tình hình nghiên cứu kết cấu cánh bóc lá

Cánh bóc lá tại các bộ phận bóc là bộ phận trực tiếp tác động vào phần

lá và thân cây mía, quyết định đến chất lượng làm sạch cây mía Để đảm bảo hiệu quả làm việc của bộ phận bóc cần phải có những đánh giá, phân tích, tổng hợp các nghiên cứu về hiện tượng xảy ra trong quá trình bóc, thông số kết cấu, động học, động lực học, phạm vi áp dụng của từng loại cánh Hiện nay, các bộ phận bóc chủ yếu áp dụng các loại cánh sau:

Cánh bóc hoạt động dựa trên quá trình miết, chải;

Cánh bóc hoạt động dựa trên quá trình tách, róc

1.7.1 Một số kết quả nghiên cứu cánh bóc dựa trên hiện tượng miết, chải

Theo S.P.Li, Y.M.Meng, F.L.Ma, H.H.Tan, W.X.Chen, H.H.Tan, W.X.Chen, Zhang Z X [58], [59], [61], [62], [64] quá trình miết, chải lá ra

khỏi cây mía là nhờ tác dụng của lực ma sát giữa lá với cánh bóc và ngoại lực tác dụng Trường hợp nếu ngoại lực tác dụng từ ngọn cánh lá đến bẹ lá thì quá trình bóc dễ dàng Trường hợp nếu ngoại lực tác dụng từ bẹ lá đến ngọn lá hoặc từ giữa bẹ đến cuống bẹ sẽ không thể bóc được lá ra khỏi cây

a) Cánh bóc làm bằng thép tấm xẻ thuỳ

Loại cánh bóc này hoạt động dựa theo nguyên lý bóc lá mía ở tư thế cây nằm chuyển dọc – phần gốc vào trước và áp dụng trên LHMTHM cắt khúc của Úc, Mỹ (hình 1.11)

Hiện nay, những nghiên cứu về loại cánh này chủ yếu được công bố ở dạng các Patent, có thể thuộc bản quyền của nhà sản xuất, nên kết quả nghiên cứu thông số cơ bản chưa được công bố

Hình 1.11 Cánh bóc bằng thép tấm

xẻ thuỳ lắp trên LHMTHM của Úc

Hình 1.12 Thử nghiệm mầu cánh bóc bằng thép tấm xẻ thuỳ

Theo kết quả nghiên cứu [9], tác giả đã chế tạo và thử nghiệm mẫu cánh bóc lá này, kết quả thu được là chi phí năng lượng nhỏ, khả năng bóc chưa tốt, độ tổn thương cao, cây mía bị dập nát lớn ngay trong bộ phận bóc (sản phẩm sau bóc được thể hiện tại hình 9 phụ lục 1) Vì thế, khó áp dụng vào điều kiện Việt Nam Tuy nhiên, nhờ điều kiện cơ giới hoá của một số nước khá đồng bộ, mía sau thu hoạch được đưa ngay vào nhà máy chế biến (thời gian đưa vào nhà máy < 24 h), đồng thời do độ bền của cánh này cao, nên loại cánh này được áp dụng khá phổ biến tại Úc, Mỹ

b) Cánh bóc làm bằng tấm cao su

Loại cánh bóc này hoạt động dựa theo nguyên lý bóc lá mía ở tư thế cây nằm chuyển dọc – phần ngọn vào trước và áp dụng trên máy cắt ngọn, bóc lá BLM – 1.0 của Việt Nam và máy cắt ngọn, bóc lá của Trung Quốc (hình 1.4 mục 1.5.2 - a)

Loại cánh bóc này áp dụng tại bộ phận bóc khi phần ngọn cây mía được đưa vào trước, lá mía được tác động theo hướng từ ngọn lá đến bẹ lá bởi cánh bóc, nên theo Đỗ Hữu Khi (2006) [27], cây mía sau bóc khá sạch, gần như không bị tổn thương Tuy vậy, để áp dụng loại cánh bóc này trên LHMTHM, với yêu cầu đưa ngọn cây vào trước thì cần thêm bộ phận đổi chiều chuyển động của cây mía dẫn đến chiều dài LHMTHM sẽ dài, do vậy loại cánh này chỉ áp dụng với máy bóc lá mía tĩnh tại

Hiện nay, những nghiên cứu về loại cánh này chủ yếu được công bố ở dạng Patent, có thể thuộc bản quyền của nhà sản xuất nên những nghiên cứu thông số cơ bản chưa được công bố

1.7.2 Những nghiên cứu cánh bóc dựa trên quá trình tách, róc

Cánh bóc này còn được gọi là dãy răng bóc Cụ thể, mỗi cánh được lắp các răng bóc giống nhau và khoảng cách giữa các răng bằng nhau Dưới đây

là những đánh giá phân tích các loại răng bóc lắp trên cánh bóc

Hiện nay, những khái niệm hoặc phân tích quá trình tách, róc đã được phân tích Theo Meng yanmei [61], tác giả đi sâu nghiên cứu độ bền răng bóc lắp trên cánh bóc dựa trên việc thừa nhận có quá trình tách, róc mà không có những phân tích, hoặc đưa ra khái niệm quá trình này Theo [14], qua thử nghiệm một số loại răng bóc nhận thấy: quá trình tách lá là hiện tượng đầu răng bóc chọc thủng (phá vỡ) mối liên kết giữa bẹ lá và thân cây mía giúp cho răng bóc dễ dàng lách vào phần giữa bẹ lá và thân cây, đồng thời nhờ có hiệu vận tốc tuyệt đối giữa răng bóc và cây mía giúp cho răng bóc thực hiện quá trình róc lá ra khỏi thân cây mía Quá trình này xảy ra chủ yếu với các loại răng bóc sau:

a) Răng bóc làm bằng thép lò xo

Loại răng này được áp dụng trong bộ phận bóc theo nguyên lý bóc lá mía cây nằm, chuyển ngang của LHMTHM (KCT-1 của Liên Xô cũ) và được thể hiện tại sơ đồ kết cấu bộ phận bóc lá mía ở tư thế nằm, ngang cây được thể hiện trên hình 1.3, 1.13, 1.14

nσ360D

c

2

2 (1.1) Trong đó: D2 – đường kính lo xo; dc – đường kính răng; n – số vòng quay lô bóc; E – mô đun đàn hồi thép lò xo

c

2

d

D a

; 4 4a

1 4a K

max 4

sin10

2C

1CC

1arccosα

l

l

(1.2) Trong đó: Ch = h/r (h – khoảng cách từ tâm lô đến cây mía; r – bán kính trong của lô); Cl =l/r (l – chiều dài cánh); α0 là góc hợp bởi phương của răng với đường lối từ tâm lô đến đỉnh răng được lựa chọn α0 ≤ 300

Hình 1.14 Sơ đồ kết cấu bộ phận bóc lá mía ở tư thế, nằm ngang

Điều kiện đối với khoảng cách hai răng liền kề là:

2m ≥ 4l sinβ1 (1.3) Với