Luận văn thạc sĩ: Thiết kế máy làm sạch, phân loại thóc cho hộ sản xuất miền Trung

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu thông số thiết kế máy làm sạch, phân loại thóc năng suất 1 tấn/giờ, phục vụ quy mô hộ sản xuất lúa tại miền Trung.

• Tác giả: Trần Mạnh Hùng
• Người hướng dẫn: NGND. Phan Hòa
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Huế
• Chuyên ngành: Cơ khí - Công nghệ
• Đề tài: Thiết kế máy làm sạch & phân loại thóc 1 tấn/h
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thành phố Huế

Tóm tắt

I. Toàn cảnh luận văn máy làm sạch phân loại thóc 1 tấn h

Luận văn "Thiết kế máy làm sạch & phân loại thóc 1 tấn/h" là một công trình nghiên cứu khoa học có giá trị thực tiễn cao, tập trung vào việc giải quyết vấn đề cấp thiết trong công nghệ sau thu hoạch lúa gạo tại khu vực miền Trung Việt Nam. Đề tài này ra đời từ thực trạng cơ giới hóa nông nghiệp chưa đồng bộ, đặc biệt là ở khâu làm sạch và phân loại thóc. Trong khi các công đoạn như thu hoạch và sấy khô đã có sự tham gia của máy móc, người nông dân vẫn chủ yếu dựa vào các phương pháp thủ công như quạt tay, quạt hòm. Các phương pháp này không chỉ có năng suất thấp mà còn tốn nhiều chi phí lao động và không đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều. Luận văn đặt mục tiêu xác định các thông số kỹ thuật chính, làm cơ sở khoa học để thiết kế và chế tạo một máy sàng thóc hiệu quả. Máy này được thiết kế với năng suất máy nông nghiệp 1 tấn/giờ, một công suất phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ lẻ của các hộ nông dân miền Trung. Việc nghiên cứu thành công không chỉ giúp tạo ra một thiết bị chế biến lúa gạo mới, mà còn góp phần nâng cao hiệu suất làm sạch, giảm tổn thất sau thu hoạch và tăng giá trị kinh tế cho hạt thóc. Đây là một bước tiến quan trọng, hứa hẹn giảm bớt gánh nặng lao động và cải thiện đời sống cho người nông dân, đồng thời là tài liệu tham khảo quý giá cho các đồ án máy làm sạch lúa trong tương lai.

1.1. Tầm quan trọng của công nghệ sau thu hoạch lúa gạo

Việt Nam là một trong những quốc gia xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới, với sản lượng lúa gạo khổng lồ. Tuy nhiên, tổn thất sau thu hoạch vẫn là một vấn đề lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến an ninh lương thực và thu nhập của người nông dân. Công nghệ sau thu hoạch đóng vai trò then chốt trong việc giảm thiểu tổn thất này. Các công đoạn như làm sạch, phân loại, sấy và bảo quản quyết định chất lượng cuối cùng của hạt gạo. Một quy trình sau thu hoạch được cơ giới hóa đồng bộ sẽ giúp loại bỏ hiệu quả tạp chất nông sản, giảm tỷ lệ hạt gãy, và kiểm soát độ ẩm của thóc ở mức an toàn. Điều này không chỉ giúp bảo quản sản phẩm được lâu hơn mà còn nâng cao giá trị thương phẩm trên thị trường trong và ngoài nước. Do đó, việc đầu tư và nghiên cứu các thiết bị chế biến lúa gạo hiện đại là một yêu cầu tất yếu để phát triển bền vững ngành lúa gạo Việt Nam.

1.2. Mục tiêu chính của đề tài thiết kế máy làm sạch thóc

Mục tiêu cốt lõi của đề tài là "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". Để đạt được mục tiêu này, luận văn đã triển khai các nội dung nghiên cứu cụ thể. Thứ nhất, khảo sát tình hình cơ giới hóa nông nghiệp, đặc biệt là khâu làm sạch thóc tại miền Trung. Thứ hai, nghiên cứu các tính chất cơ lý của các giống lúa phổ biến. Thứ ba, phân tích các loại máy làm sạch hiện có để lựa chọn nguyên lý hoạt động tối ưu. Cuối cùng, thực hiện tính toán thiết kế máy sàng rung và các bộ phận chính khác. Kết quả nghiên cứu sẽ là nền tảng khoa học vững chắc để chế tạo một chiếc máy có giá thành hợp lý, dễ vận hành và hiệu quả cao, đáp ứng đúng nhu cầu thực tế của người nông dân.

II. Thách thức làm sạch thóc thủ công nhu cầu cấp thiết

Thực trạng sản xuất lúa tại miền Trung Việt Nam cho thấy một sự chênh lệch lớn về mức độ cơ giới hóa giữa các khâu. Trong khi máy gặt đập liên hợp đã dần phổ biến, khâu làm sạch và phân loại thóc sau thu hoạch vẫn còn rất thô sơ. Người nông dân chủ yếu dựa vào các phương pháp truyền thống, vốn tồn tại nhiều hạn chế nghiêm trọng. Các phương pháp này không thể loại bỏ triệt để các loại tạp chất nông sản có trong thóc, từ rơm rạ, lá cây, hạt cỏ đến các tạp chất nặng như sỏi, đá. Việc không loại bỏ hết tạp chất làm giảm chất lượng thóc, gây khó khăn cho quá trình bảo quản và chế biến. Hạt thóc còn lẫn nhiều tạp chất dễ bị nấm mốc, sinh mầm bệnh, ảnh hưởng đến cả lô hàng. Hơn nữa, các phương pháp thủ công đòi hỏi cường độ lao động cao, tốn nhiều thời gian và chi phí nhân công, đặc biệt trong bối cảnh lao động nông thôn ngày càng khan hiếm. Những thách thức này đặt ra một nhu cầu cấp thiết về một giải pháp cơ giới hóa hiệu quả, một loại máy lọc tạp chất lúa có năng suất phù hợp, giá thành phải chăng để thay thế sức người, nâng cao chất lượng và giá trị hạt thóc miền Trung.

2.1. Các loại tạp chất nông sản thường gặp trong thóc

Thóc sau khi thu hoạch bằng máy gặt đập liên hợp thường chứa một hỗn hợp đa dạng các loại tạp chất. Chúng có thể được phân thành hai nhóm chính. Nhóm thứ nhất là tạp chất nhẹ, bao gồm hạt lép, hạt lửng, trấu, rơm rạ, lá cây, thân cỏ. Nhóm này chiếm tỷ lệ lớn, khoảng 90% tổng lượng tạp chất. Nhóm thứ hai là tạp chất nặng, bao gồm đất, cát, sỏi, đá, mảnh kim loại, vỏ ốc. Mặc dù chiếm tỷ lệ nhỏ, nhóm này lại rất nguy hiểm vì có thể gây hư hỏng các thiết bị chế biến lúa gạo ở các công đoạn sau. Việc tách sỏi đá trong lúa và các tạp chất khác là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo chất lượng và an toàn. Các phương pháp thủ công gần như không thể loại bỏ hiệu quả các tạp chất nặng này.

2.2. Hạn chế của phương pháp thủ công quạt tay và rê gió

Các phương pháp làm sạch truyền thống được đề cập trong tài liệu gốc bao gồm quạt tay và rê gió. Phương pháp quạt tay sử dụng quạt tre tạo luồng gió để thổi bay tạp chất nhẹ. Tuy đơn giản nhưng phương pháp này có năng suất rất thấp, hiệu quả không cao và làm hao tổn nhiều sức lao động. Phương pháp rê gió lợi dụng sức gió tự nhiên, người nông dân đưa thúng thóc lên cao và cho thóc rơi xuống để gió thổi bay tạp chất. Phương pháp này phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện thời tiết và hiệu quả làm sạch cũng không ổn định. Cả hai phương pháp đều không thể phân loại hạt theo kích thước và không loại bỏ được tạp chất nặng. Do đó, việc phát triển một máy phân loại hạt nông sản là giải pháp tối ưu để khắc phục toàn bộ những nhược điểm này.

III. Phương pháp chọn nguyên lý máy làm sạch thóc tối ưu nhất

Để thiết kế một máy làm sạch và phân loại thóc hiệu quả, việc lựa chọn sơ đồ nguyên lý hoạt động là bước quan trọng hàng đầu. Luận văn đã tiến hành phân tích sâu sắc các đặc tính của nguyên liệu đầu vào và ưu, nhược điểm của các công nghệ làm sạch hiện có. Cơ sở của việc lựa chọn dựa trên hai yếu tố chính: đặc tính cơ lý của hạt thóc và bản chất của các loại tạp chất cần loại bỏ. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, hạt thóc chắc, hạt lép và các loại tạp chất có sự khác biệt rõ rệt về kích thước, hình dạng và đặc tính khí động học (trọng lượng, hệ số cản). Do đó, một giải pháp kết hợp nhiều nguyên lý sẽ mang lại hiệu quả cao nhất. Thay vì chỉ sử dụng một phương pháp, luận văn đề xuất một cấu tạo máy phân loại thóc tích hợp. Cụ thể, máy sẽ kết hợp nguyên lý làm sạch theo kích thước (sử dụng sàng) và nguyên lý làm sạch theo tính chất khí động (sử dụng luồng gió từ quạt). Sự kết hợp này cho phép máy vừa loại bỏ được tạp chất lớn và nhỏ thông qua hệ thống sàng rung phân loại, vừa tách được hạt lép, lửng và bụi bẩn nhờ quạt hút tạp chất nhẹ. Đây là phương pháp tối ưu, đảm bảo hiệu suất làm sạch cao và chất lượng sản phẩm đầu ra đồng đều.

3.1. Phân tích đặc tính cơ lý của các giống lúa miền Trung

Luận văn đã tiến hành khảo sát các kích thước cơ bản (dài, rộng, dày) của nhiều giống lúa phổ biến ở miền Trung như Khang dân, IR 38, Xi23, X21. Dữ liệu từ Bảng 3 trong tài liệu gốc cho thấy sự khác biệt về kích thước giữa các giống lúa, và quan trọng hơn là sự khác biệt giữa hạt chắc và hạt lép, lửng. Ví dụ, giống Khang dân có kích thước trung bình 7,845 x 2,221 x 1,874 mm. Các thông số này là cơ sở khoa học để tính toán thiết kế máy sàng rung, đặc biệt là việc lựa chọn kích thước lỗ sàng phù hợp để hạt chắc có thể lọt qua trong khi các tạp chất lớn hơn bị giữ lại. Ngoài ra, sự chênh lệch về khối lượng riêng giữa hạt chắc (khoảng 26g/1000 hạt) và hạt lép (khoảng 13g/1000 hạt) là yếu tố quyết định hiệu quả của phương pháp làm sạch bằng khí động.

3.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy làm sạch thóc kết hợp

Sơ đồ nguyên lý được lựa chọn mô tả một quy trình làm việc thông minh và liên tục. Thóc nguyên liệu từ phễu chứa sẽ được rải đều lên một hệ thống sàng rung phân loại. Tại đây, các tạp chất có kích thước lớn hơn hạt thóc (rơm, rác) sẽ bị giữ lại và đẩy ra ngoài. Hạt thóc và các tạp chất nhỏ hơn sẽ lọt qua lỗ sàng, rơi xuống máng hứng và tiếp tục đi vào vùng làm việc của luồng gió. Luồng gió mạnh do quạt hút tạp chất nhẹ tạo ra sẽ thổi bay các tạp chất nhẹ như trấu, bụi và hạt lép ra một cửa riêng. Những hạt thóc chắc, nặng hơn sẽ rơi thẳng xuống và đi ra ở cửa thành phẩm. Hạt lửng sẽ rơi ở một vị trí trung gian. Nguyên lý hoạt động máy làm sạch thóc này đảm bảo một quy trình phân tách đa tầng, mang lại độ sạch cao.

IV. Hướng dẫn tính toán thiết kế máy sàng rung và quạt gió

Sau khi lựa chọn được sơ đồ nguyên lý, luận văn đi sâu vào việc tính toán và xác định các thông số kỹ thuật cụ thể cho từng bộ phận chính của máy làm sạch và phân loại thóc. Đây là phần cốt lõi, chuyển hóa ý tưởng lý thuyết thành các con số có thể ứng dụng trong chế tạo thực tế. Hai bộ phận quan trọng nhất được tập trung nghiên cứu là hệ thống sàng lắc và quạt gió. Việc tính toán thiết kế máy sàng rung đòi hỏi phải xác định chính xác kích thước lỗ sàng, chiều rộng, chiều dài và các thông số động học của sàng để đảm bảo năng suất 1 tấn/giờ và hiệu quả phân loại cao. Tương tự, việc thiết kế quạt gió cũng cần tính toán lưu lượng, áp suất và tốc độ dòng khí để có thể tách hiệu quả các tạp chất nhẹ mà không làm thất thoát hạt thóc chắc. Luận văn đã áp dụng các công thức thực nghiệm và lý thuyết từ các tài liệu chuyên ngành về máy nông nghiệp. Các bộ phận khác như thùng chứa nguyên liệu, hệ thống truyền động sử dụng động cơ điện 3 pha, và các cơ cấu phụ trợ như gàu tải, vít tải cũng được tính toán chi tiết để đảm bảo sự vận hành đồng bộ, ổn định và bền bỉ cho toàn bộ hệ thống.

4.1. Cơ sở xác định thông số kỹ thuật cho sàng rung phân loại

Việc tính toán thông số sàng bắt đầu từ việc xác định kích thước lỗ sàng. Dựa trên công thức thực nghiệm a  M + 3, với M là kích thước trung bình và σ là sai lệch bình phương trung bình của hạt, luận văn đã tính toán và chọn ra đường kính lỗ sàng là 12mm. Kích thước này đủ lớn để hạt thóc chắc lọt qua dễ dàng nhưng vẫn giữ lại được tạp chất lớn. Tiếp theo, chiều rộng của sàng (B) được xác định dựa trên năng suất yêu cầu (Q = 1000 kg/h) và lượng cung cấp riêng (q), theo công thức B = Q/q. Các thông số này là nền tảng để xây dựng bản vẽ CAD máy sàng lúa, đảm bảo hiệu quả làm việc tối ưu của hệ thống sàng rung phân loại.

4.2. Nguyên tắc thiết kế quạt hút tạp chất nhẹ hiệu quả

Đối với quạt hút tạp chất nhẹ, mục tiêu là tạo ra một luồng không khí có vận tốc đủ lớn để cuốn đi hạt lép và bụi, nhưng không đủ mạnh để làm bay mất hạt chắc. Vận tốc này được gọi là vận tốc tới hạn. Việc tính toán thiết kế quạt gió tập trung vào việc xác định các thông số như đường kính bánh công tác, số cánh quạt, và công suất động cơ điện 3 pha cần thiết để đạt được lưu lượng và áp suất gió mong muốn. Nguyên lý hoạt động máy làm sạch thóc dựa trên khí động học yêu cầu sự chính xác cao trong khâu thiết kế quạt, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm sạch và tỷ lệ thất thoát sản phẩm. Thiết kế này đảm bảo máy có thể tách riêng biệt dòng hạt chắc, hạt lửng và tạp chất nhẹ một cách hiệu quả.

V. Kết quả thiết kế máy phân loại hạt nông sản 1 tấn giờ

Kết quả cuối cùng của luận văn là một bộ thông số kỹ thuật hoàn chỉnh, làm cơ sở để chế tạo thực tế máy làm sạch & phân loại thóc 1 tấn/h. Các tính toán chi tiết đã cung cấp một cái nhìn tổng thể về cấu trúc và quy cách của máy. Từ kích thước sàng, công suất quạt, loại động cơ, đến thiết kế thùng chứa và hệ thống truyền động, tất cả đều được xác định một cách khoa học. Những kết quả này không chỉ giải quyết bài toán thiết kế cho một loại máy cụ thể mà còn mang ý nghĩa rộng hơn. Chúng là tài liệu tham khảo quý giá cho việc phát triển các dòng máy phân loại hạt nông sản khác. Luận văn đã đề xuất một mô hình thiết bị khả thi, có tiềm năng ứng dụng cao trong thực tiễn sản xuất tại miền Trung. Việc chế tạo thành công mẫu máy dựa trên các thông số này sẽ góp phần quan trọng vào việc nâng cao năng suất máy nông nghiệp, cải thiện chất lượng nông sản và tăng hiệu quả kinh tế cho người nông dân. Hơn nữa, việc công bố các thông số này cũng mở ra hướng nghiên cứu và cải tiến, hoàn thiện hơn nữa các thiết bị chế biến lúa gạo trong nước.

5.1. Tổng hợp thông số kỹ thuật chính của thiết bị chế biến

Dựa trên các phân tích và tính toán, luận văn đã tổng hợp các thông số kỹ thuật chính cho máy. Năng suất thiết kế là 1000 kg/giờ, phù hợp với quy mô nông hộ. Kích thước lỗ sàng trên được chọn là 12mm để loại bỏ tạp chất lớn. Hệ thống quạt được thiết kế để tạo ra luồng gió có vận tốc tối ưu, đảm bảo hiệu suất làm sạch cao. Máy dự kiến sử dụng động cơ điện 3 pha để vận hành đồng bộ cơ cấu sàng lắc và quạt gió. Toàn bộ các thông số này được trình bày rõ ràng, sẵn sàng cho việc triển khai chế tạo và thử nghiệm, là một phần quan trọng của đồ án máy làm sạch lúa.

5.2. Đề xuất bản vẽ CAD máy sàng lúa và cấu tạo chi tiết

Luận văn cũng đề xuất hướng thiết kế chi tiết thông qua việc phác thảo cấu tạo máy phân loại thóc. Các bộ phận chính bao gồm phễu cấp liệu có cơ cấu điều chỉnh, buồng phân loại khí động, cụm sàng lắc hai lớp, các cửa ra sản phẩm và tạp chất. Mặc dù tài liệu gốc không cung cấp bản vẽ CAD máy sàng lúa hoàn chỉnh, nhưng các thông số và sơ đồ nguyên lý đã đủ cơ sở để các kỹ sư cơ khí có thể phát triển bản vẽ chi tiết. Thiết kế này nhấn mạnh sự nhỏ gọn, dễ vận hành và bảo dưỡng, phù hợp với điều kiện sử dụng của nông dân Việt Nam.

VI. Ý nghĩa thực tiễn của đồ án máy làm sạch lúa cho nông dân

Luận văn "Thiết kế máy làm sạch & phân loại thóc 1 tấn/h" không chỉ là một công trình học thuật mà còn mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc. Ý nghĩa lớn nhất nằm ở việc đề xuất một giải pháp cơ giới hóa khả thi, trực tiếp giải quyết khó khăn cho hàng triệu hộ nông dân miền Trung. Việc chế tạo thành công máy sàng thóc dựa trên thiết kế này sẽ giúp thay thế các phương pháp làm sạch thủ công lạc hậu, giải phóng sức lao động, tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất. Chất lượng thóc sau khi qua máy sẽ đồng đều và sạch hơn, từ đó nâng cao giá trị thương phẩm và tăng thu nhập cho người nông dân. Đồ án máy làm sạch lúa này còn có ý nghĩa khoa học, là cơ sở để phát triển và hoàn thiện các thế hệ máy nông nghiệp tiếp theo. Nó góp phần thúc đẩy quá trình cơ giới hóa đồng bộ trong nông nghiệp, đặc biệt là trong công nghệ sau thu hoạch, một lĩnh vực còn nhiều tiềm năng nhưng chưa được đầu tư đúng mức. Cuối cùng, đây là minh chứng cho khả năng nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy móc nông nghiệp của các kỹ sư Việt Nam, đáp ứng nhu cầu nội tại của nền nông nghiệp nước nhà.

6.1. Đóng góp vào việc nâng cao hiệu suất làm sạch nông sản

Sự ra đời của máy sẽ cải thiện đáng kể hiệu suất làm sạch so với các phương pháp thủ công. Máy có khả năng làm việc liên tục với năng suất ổn định 1 tấn/giờ, loại bỏ hiệu quả cả tạp chất nhẹ và nặng. Điều này giúp giảm tổn thất sau thu hoạch, ngăn ngừa nấm mốc và sâu bệnh phát triển trong quá trình bảo quản. Chất lượng hạt thóc được đảm bảo sẽ là tiền đề để sản xuất ra gạo thành phẩm đạt tiêu chuẩn cao, đủ sức cạnh tranh trên thị trường xuất khẩu. Đây là một đóng góp thiết thực vào chuỗi giá trị lúa gạo Việt Nam.

6.2. Hướng phát triển máy nông nghiệp cho các loại hạt khác

Nguyên lý thiết kế của máy làm sạch và phân loại thóc hoàn toàn có thể được điều chỉnh và ứng dụng để làm sạch các loại hạt nông sản khác như ngô, đỗ, lạc, cà phê... Bằng cách thay đổi kích thước sàng và điều chỉnh tốc độ gió, máy có thể trở thành một máy phân loại hạt nông sản đa năng. Hướng phát triển này mở ra một thị trường rộng lớn cho thiết bị, không chỉ phục vụ ngành trồng lúa mà còn cho nhiều lĩnh vực nông nghiệp khác, góp phần vào sự phát triển chung của ngành cơ khí nông nghiệp Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 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.1 nêu lên một số nước có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới [2]. Một số nước có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới [2] Trung Thái Việt Nước Ấn Độ Băng la đét Inđônêxia Myanma Quốc Lan Nam Diện tích 43,40 29,09 10,52 11,80 9,98 7,33 7,01 (triệu ha) 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. Thành phần sinh hóa của một số cây lương thực (%) [2] Chất Tên cây trồng Nước Xenlulo Protit Tinh bột Đường Khác béo Lúa nước 0,60 0,30 0,5 0,6 88,0 0,55 9,45 Lúa mỳ 1,20 0,60 2,5 11,5 83,5 0,15 0,55 Ngô 0,40 0,25 0,6 12,5 86,0 0,25 0 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 4 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 2014.3 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).

Sự phát triển lương thực nước ta từ 2010 đến 2014 [2] Sản lượng lương thực Diện tích gieo trồng (triệu tấn) Năng suất lúa Năm cây lương thực Tổng số (tấn/ha) (triệu ha) Riêng thóc (quy thóc) 2010 8,615 44,632 40,005 5,340 2011 8,777 47,235 42,398 5,540 2012 8,918 48,712 43,737 5,640 2013 9,074 49,231 44,039 5,570 2014 8,992 50,168 44,975 5,760 Năng suất và sản lượng lúa ở nước ta tăng nhanh, trước hết là do đường lối, chủ trương, chính sách đổi mới của Đảng và Nhà nước đúng đắn, phù hợp với quy luật, hợp lòng dân, đúc rút được kinh nghiệm sáng tạo của quần chúng. Đặc biệt là chủ trương đổi mới, khẳng định người nông dân là đơn vị kinh tế tự chủ. Nhà nước giao ruộng đất lâu dài cho nông dân sử dụng đã khơi dậy được tiềm năng to lớn, PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 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.

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. 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. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 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. 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 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 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.

Máy cày đang làm việc tại tại tỉnh Quảng Bình PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 8 Hình 1. Cày ruộng bằng trâu tại tỉnh Quảng Trị Hình 1. 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 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 9 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. Máy gặt đập liên hợp tại tỉnh Thừa Thiên Huế Hình 1. Máy đập lúa tại tỉnh Nghệ An PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 10 1. 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.