Nhằm đáp ứng yêu cầu trên, ở công trình nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu xin được trình bày với Ban Giám Khảo đê tài nghiên cứu “Máy tách hạt tiêu theo màu sắc” ứng dụng trong nông nghiệp
Trang 1
GIẢI THUONG “SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC”
Trang 2
MUC LUC
TOM TAT CONG TRINH
Chuong 1: DAT VAN DE
1.1 Tình hình sản xuất và thu họach tiêu của nước ta
so với các nước khác 1.2 Tình hình thị trường hạt tiêu thế giới và trong nước
1.3 Sự cần thiết của đề tài
Chương 2: CÁC PHƯƠNG ÁN GIẢI QUYÉT VAN DE
2.1 Các phương án giải quyết đề về cơ khí
2.2 Các phương án giải quyết đề về điều khiển
Chương 3: GIẢI QUYÉT PHƯƠNG AN DA LUA CHON
3.1 Sơ đồ nguyên lý họat động của thiết bị 3.2 Cau tạo và nguyên lý họat động từng cơ cầu
Trang 3
TOM TAT CONG TRINH
Hiện nay, nước ta đang đi theo con đường Công nghiệp hóa và hiện đại hóa nên rất
chú trọng việc nâng cao cơ sở hạ tầng và trang thiết bị kỹ thuật Cùng với việc trở thành
thành viên của Tổ chức thương mại thế giới WTO, điều này đã khẳng định vị thế của Việt Nam trên thế giới Nhưng đây cũng là khó khăn và thách thức đối với nước ta Muốn đứng vững trên thị trường quốc tế không phải chỉ sản xuất nhiều, bán rẻ hơn các nước khác mà hàng hóa của chúng ta phải đảm bảo chất lượng, lẫy được lòng tin của người dân
thé giới Vì thế chúng ta phải trang bị các trang thiết bị kỹ thuật tốt cho việc sản xuất đảm
bảo được yêu cầu về chất lượng hàng hóa đã đặt ra Điều này là góp phần tạo nên bước phát triển của xã hội, ấm no và phôn vinh của đất nước
Nhằm đáp ứng yêu cầu trên, ở công trình nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu xin được trình bày với Ban Giám Khảo đê tài nghiên cứu “Máy tách hạt tiêu theo màu sắc” ứng dụng trong nông nghiệp, mục đích tách hạt tiêu chín và tiêu xanh trước khi đem đi chế
biến
Trang 4
Chuong 1: DAT VAN DE
1.1 Tình hình sản xuất và thu họach tiêu của nước ta so với các nước
khúc
Hạt tiêu là một loại gia vị cay nồng, kích thích tiêu hoá còn là dược liệu có tác dụng trừ hàn, làm ấm bụng, tiêu thực giam dau, chong non, chữa cảm hàn, đau bụng lạnh, đầy chướng, ăn không t tiêu, nôn mửa, thô tá, tê thấp, hen suyễn
Về tính được, hồ tiêu ( tiêu đen) có vị cay, mùi thơm, tính nóng Riêng tiêu sọ ( tiêu trắng) có mùi rất thơm và cay hơn
e Hạt tiêu sau khi thu hoạch bằng tay tách cành, lựa hạt
xanh rồi đem đi phơi Sau khi phơi, phần vỏ và thịt của
trái tiêu khô lại, nhăn nheo và bám chặt vào hạt bên
trong và toàn bộ trái khô như vậy có màu đen Đây
chính là tiêu đen, sản phẩm chủ yếu của ngành hồ tiêu
Việt Nam
e Hat tiêu sau khi hái và lựa chọn trái chín đỏ, cho vào rổ,
ngâm ở chỗ nước chảy khoảng 3-4 ngày, loại bỏ vỏ ngoài rồi phơi hoặc sấy khô Hạt tiêu bên trong sẽ được
làm sạch và phơi khô để có sản phẩm là tiêu trắng (tiêu
sọ) Tiêu trăng có chất hrong cao hon tiêu đen và giá
cũng cao hơn
Theo Hiệp hội hỗ tiêu, Việt Nam nắm giữ một nửa thị trường hạt tiêu thế giới với diện tích trồng tiêu chiếm tới 52.000 ha Trong 6 tháng đầu năm nay, lượng hỗ tiêu xuất khâu đạt 53.000 tấn, trong đó có khoảng 35% là hạt tiêu chất hượng cao loại tiêu trắng Mà
nguyên nhân là do:
e Thời gian thu hoạch tiêu Việt Nam nói chung được kéo dài từ tháng 1 đến thang 5
Như vậy, khả năng điều tiết thu mua và giá cũng có điều kiện dễ dàng hơn Ngoài
ra, nhờ mùa thu hoạch hồ tiêu rơi vào mùa khô nên nông dân dễ dàng phơi say
Báng I Thời gian thu hoạch của các nước sản xuất hồ tiêu chính
T
Trang 5
e _ Ở Việt Nam, thời gian thu hoạch tiêu cũng tương đối khác biệt giữa các vùng canh tác chính Mùa thu hoạch thường bắt đầu từ tháng 1 hàng năm, và kéo dài từ 3-4 tháng ở các vùng Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Phú Quốc Lượng thu hoạch tập trung trong tháng 2 và tháng 3 Ở các tỉnh Bắc Trung Bộ, mùa thu hoạch đến muộn hơn, từ tháng 3 đến tháng 5 và tập trung chủ yếu trong tháng 4
Bảng 2 Thời gian và tiễn độ thu hoạch hỗ tiêu của các vùng tiêu Việt Nam
Ghi chú : + Thu hoạch ít ; ++ Thu hoạch tập trung ; +++ Thu hoạch rất tập trung
e_ Sản lượng cao dù diện tích trồng tiêu thấp sao với các nước
Bảng 3 Diện tích trồng hồ tiêu của các nước sản xuất chính trên thể giới (ha)
Năm 2000 2001 2002 2003 2004 Tổng 486.281 522.946 540.134 566.430 569.117 Brazil 30.000 39.000 45.000 50.000 45.000 | India - |214.910 218.670 222.460 213160 =| 231.880
Indonesia | 145.830 159.884 160.606 184.000 171.000 Malaysia | 11.500 13.400 13.100 13.000 13.000 SriLanka | 29.966 30.794 31.378 31.970 32.437 Việt Nam | 30.000 36.106 42.000 48.800 50.000 ChinaP.R | 15.500 15.700 15.700 15.700 16.000 Thailand | 2.575 2.892 2.890 2.800 2.800 Madagascar | 4.000 4.000 4.000 4.000 4.000 Khac 2.000 2.500 3.000 3.000 3.000
Nguồn: IPC
Trang 6
Bảng 4 Sản lượng hỗ tiêu của các nước sản xuất chính trên thể giới (tấn)
2000 2001 2002 2003 2004 Hạt tiêu 273.811 308.236 341.060 362.160 346.479 Brazil 30.000 43.000 45.000 50.000 45.000
India 58.000 79.000 80.000 65.000 62.000
Indonesia 77.500 59.000 66.000 80.000 55.000 Malaysia 24.000 27.000 24.000 21.000 20.000
Sri Lanka 10.676 7.841 12.600 12.660 12,820 Việt Nam 45.000 56.000 75.000 85.000 100.000 China, PR | 18.600 21.700 23.000 33.000 35.000 Thailand 6.535 8.820 9.960 9.500 9.500 Madagascar | 1.500 3.375 2.500 2.500 2.500 Khac 2.000 2.500 3.000 3.500 4.659
Nguồn: IPC
1.2 — Tình hình thị trường hạt tiêu thể giới và ff0HE HƯỚC:
Tuy phat trié én mạnh về khối lượng xuất khẩu và thị trường nhưng giá hạt tiêu xuất khâu của Việt Nam vẫn còn thấp hơn giá bán của một số nước đến vài trăm USD/tắn Cụ thể là:
e© Giá xuất khẩu bình quân của hỗ tiêu ( tiêu đen) VN là 2755 USD/tấn Trong khi
đó, gia hỗ tiêu của thị trường thế giới vẫn đứng ở mức cao, từ 3.500 đến 3.600 USD/tấn
e Gia xuat khau binh quan cua tiéu so ( tiêu trắng) VN là 3650 USD/tan Trong khi
đó, giá hồ trắng của thị trường thé giới vẫn đứng ở mức cao, từ 4000 USD/tần
° Ngoài ra, nếu sản xuất được các lọai tiêu xanh, đỏ (hạt sau khi sây khô vẫn còn
giữ nguyên màu), giá bán có thê từ 4.500 đến 8.000 USD/I tấn
Nguyên nhân chính là do:
e Khâu thu họach: Thông thường, các hạt tiêu (thực chất là trái tiêu) chín không đồng đều trên một chùm trái (gié) Muốn có tiêu sọ đạt chất lượng cao thì phải đợi
khi tỷ lệ trái chín chuyển từ màu xanh sang đỏ trong chùm trái đủ cao, nông dân sẽ hái cả chùm trái Nhưng trên thực tế khi hạt mới chín được 10% trái, người dân đã
thu họach và đem phơi sấy để bán Nên chủ yếu tiêu Việt Nam của ching ta là hồ
tiêu ( tiêu đen)
e Khâu thu mua: Phần lớn hộ trồng tiêu thường bán sản phẩm trong vòng hai tháng sau khi thu hoạch (86%), khoảng 12% số hộ tổn trữ tiêu trong vòng 2-6 tháng và 2% giữ tiêu tại nhà trên sáu tháng Lý do chính khiến hộ trong tiéu khong tồn trữ
sản phẩm lâu một phân do cần tiền cho sinh hoạt gia đình, chuẩn bị vốn đề đầu tư
vụ kế tiếp, phân khác do nông hộ không có điều kiện tổn trữ và sợ gặp phải rủi ro khi giá cả biến động, sợ không kịp thời giá khi phải tách riêng trái chín hẳn với trái còn xanh để bán Số nông hộ tồn trữ tiêu trên hai tháng đa phân là hộ giau va
hộ khá, hoặc những hộ có nguồn thu nhập khác từ hoạt động nông nghiệp/ phi
nông nghiệp Nên họ thường bản chung tiêu xanh và tiêu chín sau khi đã tách cành cho hộ thu gom (thương lái), đại lý thu mua, nhà máy/doanh nghiệp với /ãi không cao thường khoảng 100-200đ/kg
e Khâu chế biến:
- _ Một số hộ dân có điều kiện thì sẽ phơi tiêu đã thu họach thành tiêu đen ( hồ tiêu) sẽ ban lại cho các đại lý thu mua, thương lái với lãi cao hơn từ
Trang 7
6 200-250đ/kg Những lái buôn có điều kiện sẽ phơi, sấy cho khô đều, đạt
âm độ đưới 14%, làm sạch tạp chất trước khi bán cho nhà may/doanh
nghiệp Với tiêu đã sơ chế, trừ hết các khoản chỉ phí, đại lý thu mua lãi được 250- -300đ/kg
- - Một ít đại lý có vốn lớn, điều kiện kho bãi và mặt bằng, thay vì chỉ kinh doanh tiêu đen còn t6 chức, chế biến tiêu sọ và tiêu trăng, số lượng tiêu
sọ/tiêu trắng chế biến ở mỗi thời điểm tùy thuộc nhu câu của các doanh nghiệp
chế biến và xuất khẩu Khoảng 2%
lượng tiêu của huyện được chế biến
thành tiêu sọ/tiêu trắng Qua chế biến
tiêu so/tiéu trắng, đại lý thu lãi 300-
350đ/kg Nhưng họ chế biến bằng cách:
áp dụng quy trình chế biến tiêu trăng
dùng nguyên liệu là tiêu đen Theo cách
này, tiêu đen sẽ được ngâm ủ dé lam
mém phan vo va thit qua, sau đó sẽ được xay xát để bóc tách hai phân này
Ta Phan hạt tiêu sẽ được làm trắng và sấy khô để có sản phẩm cuỗi cùng là
tiêu trắng (tiêu sọ) Với cách làm này sẽ có sản phẩm tiêu trắng/ tiêu sọ
nhanh hơn nhưng không đảm bảo chất lượng về mùi vị hạt tiêu Sau đó các
đại lý bán cho các doanh nghiệp xuất khẩu, và các doanh nghiệp này xuất
thăng số tiêu nguyên liệu chỉ qua SƠ chế mà không qua chế biến lại Tỉ lệ
hồ tiêu xuất khâu không qua chế biến ở nhà máy được ước tính khoảng 55-
60%, day la mét trong nhitng ly do lam cho hé tiéu Viét Nam bi ép giá trên thị trường thể giới,
e Thị trường đã có máy tách hạt tiêu theo mau sắc của Hàn Quốc với giá 85000
USD quá đắt nên người nông dân không thê mua nồi
Hình 1: Máy tách hạt tiêu của Hàn Quốc
Trang 8
1.3
Sự cần thiêt của đề tài:
Giải quyết thực trạng nói trên, và cải thiện đời sống của những người trồng tiêu Nhóm
thực hiện đã nghiên cứu “Máy tách hạt tiêu theo màu sắc” Nhằm tách riêng hạt tiêu xanh và hạt tiêu chín sau khi thu họach Đặc điểm của máy này:
Không phải tốn nhiều thời gian để phân loại hạt tiêu
Không phải tiêu hao nhiều lao động tách hạt tiêu
Không phải bán sản phẩm qua trung gian để bị ép giá
Cho năng xuất cao
Giá thành máy thấp
Đảm bảo người nông dân vẫn theo kịp thời giá bán sản phẩm tiêu ra thị trường
Giúp người nông dân tăng tiền lãi gập hai ba lần khi bán tiêu xanh và tiêu đỏ sau khi tách riêng cho các nhà máy Hoặc người dân có thể lấy tiêu xanh sơ chế qua thành hỗ tiêu tăng tiên lãi và tiêu chín bán cho nhà máy để sản xuất tiêu sọ với giá cao hơn khi bán chung tiêu xanh và tiêu chín chưa tách riêng ra
Giờ đây nhà máy chế biến chỉ còn nhiệm vụ sơ chế lại hạt và đầu tư trang thiết bị mới để đạt được sản phẩm tiêu xanh, tiêu đỏ sau khi say vẫn giữ nguyên màu
Đảm bảo cho chất lượng tiêu xuất khẩu luôn đạt chất lượng cao Khăng định vi thé
hạt tiêu Việt Nam trên thị trường thế gidi
Trang 9Chương 2: CÁC PHƯƠNG ÁN GIẢI QUYÉT VẤN ĐÈ
2.1 Các phương án giải quyết đề về cơ khí
Nhằm đạt được năng xuất cao, giá thành máy thấp phù hợp với túi tiền người nông dân Nhóm nghiên cứu xin để xuất một số phương án giải quyết sau:
Cách thức lựa hạt tiêu
Cho dòng hạt tiêu
chảy theo hệ thống các rãnh dùng cảm
biến màu phân biệt
màu sắc hạt tiêu
Nếu phát hiện được
tiêu màu đỏ cửa lật
Nếu phát hiện được
tiêu màu đỏ một ống
thổi khí sẽ thôi hạt
màu đỏ ra khỏi rãnh
và rơi qua máng hứng rồi vào phễu chứa Nếu không phát hiện được màu
đỏ thì ống thổi khí
không họat động hạt tiêu tiếp tục chảy
xuống phễu chứa
Cho dòng hạt tiêu chảy theo hệ thống các rãnh dùng
camera phân biệt
hứng rồi vào phễu
chứa Nếu không
phát hiện được màu
đỏ thì ống thổi khí
không họat động hạt
tiêu tiếp tục chảy
xuống phếu chứa
Tôc độ xử lý khi phát hiện được | Chậm Nhanh Chậm hạt màu đỏ
Giá thành Thấp Trung binh Rat cao
Trang 10
May phat chum tia
(cam bién mau)
Trang 11Hình 4: Hình minh họa cho phương ún 3
-2.2 Các phương án giái quyết vẫn đề về điều khiển:
Công tác bảo trì Khó - Có rất nhiêu | Khó = Nếu IC | Tốt — Các modul
công tặc được hàn được tiêu chuân hóa
Trang 13
12 Đôi với mạch dùng để lập trình ta nên sử dụng mạch AVR thay vì mạch 89xxxx Vì trong mạch AVR đã tích hợp sẵn mach AD con mach 89xxxx thi ta phải gắn thêm vào đó
bộ chuyển đôi AD điều này sẽ phức tạp hơn và kích thước mạch sẽ to hơn
Hình 8: PLC
23 Kế luận:
Từ việc so sánh các phương án về cơ khí và điều khiển nhóm nghiên cứu quyết định
chọn phương á án 2 cho phân cơ khí và phương é án 3 cho phân điều khiển Vì đây là phương
án có lợi nhất và ít tốn kém nhất và có thể giải quyết tốt những mục tiêu đề ra với máy lựa
hạt tiêu
Trang 14
CHươNG3: GIẢI QUYẾT PHƯƠNG ÊN ĐỀ LỰA CHỌN
3.1 Sơ đồ nguyên lý họat động của thiết bị:
Trang 15Hình 9: Tổng thể máy tách hạt tiêu theo màu sốc
3.2 Cau tao va nguyên lý họat động từng cơ cầu:
1 Sang rung,
a Cau tao:
Sang phan loai theo kich thudc nhờ một bề mặt kim loại có đục lỗ
Chuyên động nhờ 1 động cơ quay truyền động cho sàng qua hệ thông bánh đai
Sàng có 3 lớp:
- _ Lớp 1: Có đường kính lỗ 5,5 mm Dùng đẻ sàng tạp chất: đá, sỏ cành cây
- Lớp 2: Có đường kính lỗ 4,9mm Dùng để sàng lấy hạt to từ 4,9 tới 5,5
mm ( hat loai A)
- Lép 3: Cé đường kính lỗ 2,5mm Dùng để sàng lấy hạt lọai nhỏ từ 2,5 tới
4.8 mm ( hạt lọai B)
Những hạt có kích thước nhỏ hơn sẽ rơi xuống đáy sàng và thóat ra thông qua cửa thóat
b Nguyên ly họat động:
Khi động cơ quay làm sàng lắc lư, vật liệu chuyển động trên mặt sàng và
được phân chia:
+ Phan lot qua sàng là những hạt có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ sảng
« Phần không qua sàng có cỡ lớn hơn kích thước lỗ sàng, do đó sẽ nằm lại trên bề mặt của sàng
Do sảng được đặt nghiêng một góc từ 2 - 7, và sàng họat động liên tục
nên hạt sẽ có khuynh hướng di chuyển xuống phía dưới Quá trình di chuyển
như vậy giúp cho hạt có kích thước nhỏ sẽ chui qua lễ sàng Phần hạt không
qua sang sẽ được hứng vào phếu ở phía đầu thấp của sảng