CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Cây cà phê ở Việt Nam Nguồn gốc cây cà phê: Cà phê được người Pháp đưa vào trồng ở Việt Nam chính thức từ năm 1857, từ đảo Martinique và vùng Guyane thuộc Pháp ở châu Mỹ Latin vì có khí hậu và thổ nhưỡng nhiệt đới tương tự Việt Nam. Đầu tiên, loại Arabica được thử ở phía Bắc rồi ở miền Trung (Quảng Trị, Bố Trạch, …), sau khi thu hoạch được chế biến dưới thương hiệu cà phê Arabica du Tonkin (cà phê Arabica Bắc Kỳ) và nhập khẩu về Pháp. Sở dĩ loại Arabica được thử nghiệm trước vì có giá trị hơn, nguyên gốc ở Ethiopia, thích hợp với vùng cao nguyên và vùng núi cao từ 800 – 2.000 m, và có nhiệt độ từ 15 - 30 độ C. Sơ lược về các loại cà phê trồng ở Việt Nam: Cây cà phê là cây công nghiệp lâu năm mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nông dân các tỉnh thành Tây nguyên.
Cây cà phê có 3 loại chính là cà phê chè, cà phê vối và cà phê mít. Cây cà phê chè có thể cao tới 6 m, cà phê vối tới 10 m. Tuy nhiên, phải cắt tỉa để giữ được độ cao từ 2-4 m, thuận lợi cho việc thu hoạch. Cây cà phê có cành thon dài, lá cuống ngắn, xanh đậm, hình oval.
Mặt trên lá có màu xanh thẫm, mặt dưới xanh nhạt hơn. Chiều dài của lá khoảng 8-15 cm, rộng 4-6 cm. Hoa cà phê: Hoa cà phê màu trắng, có 5 cánh, thường nở thành chùm đôi hoặc chùm ba. Hoa chỉ nở trong vòng 3-4 ngày và thời gian thụ phấn chỉ vài ba tiếng.
Một cây cà phê trưởng thành có từ 30-40 ngàn bông hoa. Quả cà phê: Cà phê là loài cây tự thụ phấn, do đó, gió và côn trùng ít có ảnh hưởng lớn tới quá trình sinh sản của cây. Sau khi thụ phấn quả sẽ phát triển trong 7-9 tháng và có hình bầu dục. Trong thời gian chín, màu sắc của quả thay đổi từ xanh sang vàng rồi cuối cùng là đỏ.
Quả có màu đen khi đã chín nẫu. Do thời gian đâm hoa kết trái lâu như vậy mà 1 vụ cà phê kéo dài gần 1 năm và có thể xảy ra trường hợp trên một cây vừa có hoa vừa có quả.1: Quả cà phê Giá trị kinh tế của cà phê: Cà phê là một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam là mặt hàng nông sản xuất khẩu đứng thứ 2 về kim ngạch sau gạo. Chính vì thế ngành cà phê đã có một vai trò rất lớn trong nền kinh tế quốc dân. Ngành cà phê góp phần làm chuyển dịch cơ cấu kinh tế: ngành cà phê gắn với cả một quá trình khép kín từ sản xuất đến tiêu dùng.
Điều này kéo theo theo một loạt các ngành kinh tế phát triển như ngành xây dựng các cơ sở để nghiên cứu giống, ngành thuỷ lợi, ngành giao thông, ngành chế tạo máy móc,. Vì thế đẩy mạnh qúa trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế ở các vùng nơi có cây cà phê phát triển.2: Cây cà phê chín Ngành cà phê đã góp phần rất lớn vào nguồn thu ngân sách nhà nước. Hàng năm ngành cà phê đem về cho đất nước từ 1- 1,2 tỷ USD/ năm chiếm 10% kim ngạch xuất khẩu cả ước. Góp phần giải quyết công ăn việc làm cải thiện đời sống nhân dân.2 Các phương pháp thu hoạch cà phê hiện tại ở Việt Nam và trên thế giới.1 Tại Việt Nam Trong nước hiện tại có các phương pháp thu hoạch cà phê khác nhau, nhưng đa số vẫn bằng tay thủ công (chiếm đến hơn 96%) bao gồm cả cà phê Arabica và Robusta.
Ngoài phương pháp thủ công vẫn có nhiều nhà sáng chế thiết kế máy tự động. Phương pháp thu hoạch truyền thống 3 Hình 1.3: Nông dân ở Đắk Lắk thu hoạch cà phê bằng phương pháp trải bạt * Ưu điểm: - Có thể linh hoạt thu hoạch những trái chín và chừa lại những trái xanh - Hạn chế làm hư hỏng do gãy, rớt, lực tác động lên lá, cành. - Dễ dàng thu hoạch những ngóc ngách nhỏ trong tán cành cây cà phê. * Nhược điểm: - Năng suất thu hoạch cực kì thấp - Phụ thuộc chủ yếu vào sức người.
- Thời gian thu hoạch kéo dài làm ảnh hưởng đến mùa vụ năm sau, kết quả cây sinh trưởng không đồng đều. Phương pháp thu hoạch cà phê không truyền thống (hiện đại) Một số máy móc được thiết kế để thu hoạch: Máy hái dạng chân vịt: 4 Hình 1.4: Nông dân thu hoạch cà phê bằng máy hái cà phê dạng chân vịt Hình 1.5: Máy hái cà phê dạng chân vịt Máy thu hoạch cà phê dạng chân vịt sử dụng động cơ xăng 25.4ml Makita EJ2651WHG giá dao động từ 10.6: Máy hái cà phê dạng kẹp * Ưu điểm: - Giảm năng lượng tiêu tốn cho quá trình hái - Có thể làm việc trong thời gian dài hơn. * Nhược điểm: - Năng suất thấp. - Làm cho các lá và cành có hiện tượng bị gãy.
- Các hạt thu hoạch bắn ra ngoài nhiều làm giảm hao tổn, và bắt buộc phải trải bạt hái.2 Phương pháp thu hoạch cà phê trên thế giới Ở các nước có sản lượng cà phê lớn đặc biệt Brazil, Columbia, một số nước Nam Mỹ, lượng cà phê thu hoạch lớn việc thu hoạch vẫn diễn ra theo 2 phương pháp, tuy nhiên sản lượng thu hoạch bằng phương pháp hiện đại nhiều hơn. Tương tự phương pháp thu hoạch truyền thống là bằng tay như ở Việt Nam thì không đề cập đến nữa. Ở những nơi chi phí lao động cao và đất đai khan hiếm và tốn kém, hiệu quả thông qua công nghệ đã trở thành một yếu tố quan trọng để giữ giá lương thực ở mức phải chăng. Đối với hầu hết các quốc gia giàu có, thời của trang trại gia đình không còn nữa.
Họ đã không bị ảnh hưởng bởi lợi thế kinh tế theo quy mô. Tuy nhiên, với hầu hết việc sản xuất cà phê diễn ra ở các quốc gia đang phát triển, việc canh tác cà phê phần lớn đã không có sự ra đời của cơ giới hóa. Công nhân nông trại mang theo những giỏ anh đào mà họ hái bằng tay thường là tiêu chuẩn, nơi chi phí lao động thấp và khả năng tiếp cận công nghệ hạn chế giúp cho việc trồng trọt bằng tay là hoàn toàn có thể. • Một số phương pháp thu hoạch cà phê hiện đại trên thế giới: 6 * Máy tuốt cà phê Hình 1.7: Máy tuốt cà phê khi đã cắt cành xuống * Máy thu hoạch cà phê sử dụng chổi quét ở khu vực Nam Mỹ: Có hai thương hiệu máy thu hoạch cà phê chính: Brastoft (trước đây là Austoft) và Korvan.
Cả hai máy về cơ bản đều giống nhau về hình dạng và kích thước, nhưng một vài điểm khác biệt giữa hai máy có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và số lượng trái thu hoạch. Korvan được điều khiển từ tâm trên cùng của máy, điều này giúp cho việc lái xe xuống hàng cây rất dễ dàng vì cây nằm thẳng phía dưới người điều khiển. Nó cũng có một hệ thống quạt làm sạch tốc độ thay đổi và mạnh mẽ, có thể loại bỏ tất cả rác và thậm chí cả cà phê chín trên cây nhỏ. Hai điểm này là lợi thế chính của nó so với máy gặt Brastoft.8: Hình ảnh máy thu hoạch cà phê của hãng Korvan Đặc điểm nguyên lí của máy: Gần như tất cả các máy đều sử dụng động cơ diesel, dẫn động bằng một máy bơm thủy lực lớn.
Sau đó, máy bơm này dẫn động các mâm thủy lực và nhiều động cơ thủy lực nhỏ hơn trên khắp máy, và chúng chạy các băng tải, máy lắc, quạt làm sạch, điều chỉnh độ cao, dẫn động lái và bánh xe. Hệ thống thủy lực này hoạt động tốt vì động cơ mạnh mẽ, chịu được thời tiết, thay đổi được tốc độ và có thể có định mức mô-men xoắn rất cao. * Máy thu hoạch Brastoft: 8 Hình 1.9: Máy thu hoạch cà phê Brastoft Phân tích máy Brastoft: Máy thu hoạch đều có một thùng, có thể chứa khoảng 1 tấn quả thu hoạch. Brastoft có một thùng, có hai lỗ nhỏ ở phía dưới, và điều này giúp dễ dàng đổ đầy các thùng đều có kích thước tiêu chuẩn, dễ dàng vận chuyển bằng máy kéo thông thường; Cả hai máy gặt đều có băng tải phía trên hàng để máy kéo có rơ-moóc có thể chạy ở hàng tiếp theo và sản phẩm được thả vào rơ-moóc này.
Nhìn chung cả hai máy gặt đều làm rất tốt. Đạt được kết quả tốt hơn về chất lượng (chín trên 90%) với máy gặt Brastoft đã được sửa đổi, nhưng các địa điểm khác nhau và lịch trình thu hoạch khác nhau có thể khá dễ dàng khiến Korvan trở thành máy thu hoạch ưa thích.3 Nhu cầu cấp thiết của việc thu hoạch cà phê bằng máy tại Việt Nam Về sản lượng: (theo vietnambiz) Việt Nam đã ghi nhận một mùa cà phê bội thu trong năm 2019/20 (mùa thu hoạch kéo dài từ tháng 10 năm 2019 đến tháng 3 năm 2020). Sản lượng cà phê tăng 3% lên mức kỷ lục 31,3 triệu bao 60kg. Sản lượng sẽ suy giảm một chút vào năm 2020/21 và đạt 29,9 triệu bao.
Với riêng cà phê robusta thì Việt Nam chiếm thị phần xuất khẩu có thể lên tới 40%. Việc tăng chất lượng và tính nhất quán của chất lượng làm nền tảng cho việc tăng giá trị trong xuất khẩu là một thách thức lớn vì khoảng 85% sản lượng cà phê của Việt Nam đến từ các cơ sở sản xuất nông nghiệp. Những hộ nông dân nhỏ này sử dụng nhiều giống và quy trình canh tác khác nhau, khiến chất lượng hạt không đồng đều. 9 Với sản lượng cà phê đứng hàng đầu thế giới và có đến 96% thu hoạch bằng phương pháp thủ công, chưa được cơ giới hóa do đó ảnh hưởng đến chất lượng đầu ra của ngành cà phê, làm cho giá cả cà phê trên thị trường luôn là thấp nhất so với các nước xuất khẩu.
Để việc cạnh tranh xuất khẩu diễn ra dễ dàng hơn, cấp thiết là chất lượng cà phê thu hoạch phải đồng đều, hạn chế tối thiểu việc thu hoạch xanh. Để giảm sức lực của người nông dân trên sản phẩm nông nghiệp với hiện tại chi phí nhân công cho việc thu hoạch chiếm tỉ trọng lớn, làm cho người nông dân không còn có những khoản tiền đáng kể. Việc thu hoạch không đồng đều là còn do số lượng nhân công hạn chế, người dân phải thu hoạch từ sớm để hạn chế số trái rụng và thất thoát, do đó việc cơ giới hóa lúc này là cần thiết. 10 CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA MÁY HÁI CÀ PHÊ 2.