MỞ ĐẦU Việt Nam là nước có diện tích canh tác lúa đứng thứ 6 trên thế giới, tập trung nhiều ở đồng bằng sông Cửu Long, đồng bằng sông Hồng và duyên hải miền Trung. Năng suất nước ta tăng liên tục trong nhiều năm, từ 20,3 tạ/ha năm 1976 lên 45,5 tạ/ha năm 2002 [Thời báo kinh tế 3/2003]. Tổng sản lượng lúa cũng tăng lên từ 19,5 triệu tan năm 1986 lên 34,1 triệu tấn năm 2002 và nước ta hiện nay là nước xuất khâu gạo đứng hàng thứ hai trên thế giới, chỉ sau Thái Lan. Ở đồng bằng sông Cửu Long nhu cầu về lúa giống dé đưa vào gieo trồng hàng năm là rất lớn, lúa giống là yếu tố quan trọng đối với sản xuất, nhờ có giống tốt sẽ cho sản lượng, năng suất và chất lượng hạt gạo tốt.
Trong bảo quản, lúa giống trước khi đưa vào bảo quản hoặc đưa ra đồng ruộng gieo trồng phải được sơ chế truớc, mà trong đó khâu làm sạch là không thể thiếu. Thông thường thì ngoài xử lý thuốc, làm sạch là khâu chế biến cần thiết dé chế biến các lô giống. Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật năng suất lúa không ngừng tăng lên, việc áp dụng máy móc vào gieo trồng ngày càng nhiều, do đó sự đòi hỏi độ đồng nhất của lô giống ngày càng cao. Dé có thé cung cấp cho bà con nông dân một nguồn giống thuần khiết không lẫn tạp chất, độ đồng đều các hạt chắc cao việc trang bị cho các cơ sở sản xuất lúa giống một máy làm sạch là không thể thiếu.
Hiện nay dé làm sạch lúa giống, một số mẫu máy đã được đưa vào sản xuất và sử dụng, nhưng giá thành còn rất cao và gây bụi bặm rất nhiều làm ảnh hưởng đến môi trường. Do đó việc nghiên cứu một hệ thống chuyên dùng cho việc làm sạch lúa giống với giá thành phù hợp và ít gây ô nhiễm môi trường là một vấn đề đang đặt ra cho ngành cơ khí bảo quản. Được sự phân công của Khoa Cơ Khí Công Nghệ, dưới sự hướng dan tận tình của thầy ThS Nguyễn Hùng Tâm, chúng tôi thực hiện đề tài: “THIẾT KE, CHE TẠO, KHẢO NGHIỆM MAY LAM SẠCH LUA GIONG NANG SUAT 1 TAN/GIG”. MỤC ĐÍCH LUẬN VĂN 3.
Mục đích chung: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy làm sạch lúa giống. Cụ thế: s* Tổng hợp lý thuyết các phương pháp làm sạch. s* Khảo sát nhanh vài hệ thống làm sạch hiện có về năng suất, chất lượng dé từ đó kế thừa nguyên tac làm việc của máy. % Trên cơ sở các kết quả thu được, chúng tôi tiễn hành tính toán thiết kế G hệ thong máy làm sạch lúa giống năng suất 1 tan/ giờ: > Xác định vận tốc thăng bằng của hạt lúa bằng thí nghiệm thực nghiệm.
> Tính toán các thông số của thùng phân ly (thùng rê), các ton thất của hệ thông đường ống, các thông số cơ bản của quạt và các bộ phận thu bụi. Tính toán thiết kế sàng lắc. WVV Tính toán thiết kế gau tải. Thiết lập tập bản vẽ bao gồm bản vẽ lắp và chi tiết.
> Ước tính giá thành của máy. s* Khảo nghiệm sơ bộ đánh giá chat lượng của máy. TRA CỨU TÀI LIEU SÁCH BAO PHUC VỤ TRỰC TIẾP CHỦ ĐÈ ĐÈ TÀI 4. Tìm hiểu về hạt lúa giống.
Cấu tạo của hạt thóc: Awn Hull Endosperm : }— ề Embryo 4 Sterile lemma Rachilla The seed was cut lengthwise Hình 4.1: Cấu tao của hạt thóc. Hạt thóc nhìn từ ngoài vào có các bộ phận chính: mày thóc (awn, rachilla, sterile lemma), vỏ trâu (hull), vỏ hạt (bran), nội nhũ (endosperm), phôi (embryo, germ). Tính chat cơ ly của hat lúa: / 2, 4, 12 / Bat kỳ một hỗn hợp nào cũng có thé phân chia một cách cơ học thành các thành phần khác nhau theo tính chất cơ lý của chúng. Những tính chất cơ lý quan trọng nhất được khảo sát lúc làm sạch và phân loại hạt là: hệ số thôi bay, kích thước hạt, dạng hạt, đặc tính (trạng thái) ` bề mặt, trọng lượng riêng và tính đàn hồi.
Hệ số thối bay đặc trưng cho tính chất khí động của hạt. Tính chất khí động của hạt: Khi hạt được đặt vào trong luồng khí, có một tốc độ nao đó chịu các lực tác dụng: + Lực theo hướng gia tốc trọng trường: G=m.1) + Lực day theo hướng của tốc độ dòng khí: R=k.2) Trong do: - k: Hé số cản động lực học. - §: Diện tích mặt cắt cản gió vuông góc với vận tốc luồng gió (m?). - px: mật độ không khí (kg.m”) - V: Vận tốc tương đối của vật thé.
Độ lớn của G và R có quan hệ tới sự chuyên động của vật thé nằm trong luồng khí và có thé xảy ra 3 trường hợp: R <G: Hạt chuyền động xuống theo hướng của gia tốc trọng trường. R > G: Hat sẽ chuyên động theo hướng vận tốc của luồng khí. R=G: Hạt sẽ lơ lửng, không rơi xuống dưới mà cũng không chuyền động theo hướng của vận tốc luồng khí. Ở trường hợp R = G, ta có thé xác định được tốc độ giới hạn của vật thể; nói cách khác ta có thể xác định được tốc độ giới hạn của hạt qua phương trình: G=kS.3) G = Vin»“lps2, ‘ / nls) 4.4) Theo tải liệu / 4, 8 / vận tốc tới han của hạt lúa là 9,0 — 10,0 m/s.
Hệ số thôi bay đặt trưng cho tính chất khí động của hạt. Gia tốc của lực R chuyên cho phan tử có khối lượng m được biểu thị: _R_kSp,V? - J KV? (4.0y Trị số: K, = , được gọi là hệ số thôi bay. Tinh chất về kích thước hạt: Hạt phần lớn có dạng thuông được đặc trưng bởi ba kích thước: chiều đài - lớn nhất, chiều rộng — trung bình, chiều dày - nhỏ nhất. Chiều dài của hạt thóc không thống nhất ngay cả trong cùng một giống lúa vì có sự biến động chiều dài của râu và của cuống hoa.
Vì lý do đó nên loại thóc không phải được xác định bằng chiều dài của hạt thóc mà bằng chiều dài của hạt gạo lức. Điều quan trọng là phải xem hạt thóc bị đứt khỏi chùy hoa ở điểm nào vì cuống hoa không phải là một phan của hạt thóc. Thóc được phân thành 4 loại theo chiều đài của hạt gạo lức nguyên: e© Loại rất dài: thóc có 80% hạt gạo lức nguyên có chiều dai > 7. © Loại dai: thóc có 80% hạt gạo lức nguyên có chiều dai > 6,5mm và < 7,5mm.
¢ Loại trung bình: thóc có 80% hạt gạo lức nguyên có chiều dai > 5,5mm và < 6,5mm. e© Loại ngắn: thóc có 80% hạt gạo lức nguyên có chiều dai < 5,5mm. Trong phòng thí nghiệm, loại hạt thường được xác định bằng cách chon ra 10 hạt gạo lức nguyên bất kỳ. 10 hạt này được xếp theo chiều dọc, hạt nọ nối sát vào hạt kia.
Do tổng số chiều dài và chia cho 10. Khối lượng riêng - khối lượng thể tích: / 10 / Khối lượng riêng là khối lượng của một đơn vị thé tích vật liệu (kg/m)). Từ các phương pháp xác định bằng thực nghiệm đã biết người ta đưa ra phương pháp xác định đơn giản nhất — đó là phương pháp tỷ trọng kế. Theo phương pháp này khối lượng riêng của nguyên liệu khô p được xác định theo G, công thức: p= TK , (kg/m?) (4.
3 Trong đó: - pi: Khối lượng riêng chất long chứa trong tỷ trong kế, (kg/m). si - Gi: Khối lượng tỷ trọng kế chứa chat lỏng, (kg). - Gr: Khối lượng mẫu, (kg). - G3: Khối lượng tỷ trọng kế với mẫu va chất lỏng rót đến vạch dấu, (kg).
Khối lượng thể tích là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu có tính đến thể tích của không khí chiếm chỗ (kg/m’). Sử dụng khối lượng riêng của thóc là 1216 kg/m, khối lượng thể tích là 576 kg/m’. Góc nghỉ: Góc tạo thành giữa cạnh của khối hạt hình côn được dé thang góc xuống mặt phẳng. Góc nghỉ phụ thuộc: e Loại hạt.
e Độ nhẫn bề mặt của hạt. e Ham lượng ầm của hạt. Góc nghỉ quan trọng trong việc xây dựng các phương tiện tồn trữ hạt rời và việc tính toán kích thước các thùng chứa trung gian có dung tích cho trước. Góc ma sát: Góc đo được từ mặt phẳng nằm ngang lúc mà hạt bắt đầu trôi xuống phía dưới trên một mặt phẳng bằng gỗ dưới tác dụng của trọng lực.
Góc này quan trọng trong việc xây dựng các thùng chứa tự đồ và các phương tiện tồn trữ hạt rời. Cũng quan trọng trong việc xây dựng các ống xả hạt lúc muốn dùng các máy nâng ngắn hơn đề giảm bớt đầu tư. Góc ma sát B phụ thuộc vào loại hạt, âm độ của hat. Tỷ trọng hạt rời: Tỷ lệ giữa trọng lượng và thể tích.
Số liệu tỷ trọng hạt rời là quan trọng trong việc tính toán kích thước của các phương tiện tồn trữ hạt rời và các thùng attics chứa trung gian có dung tích cho trước. Nó cũng chỉ ra độ thuần khiết của hạt, vì nếu có các vật thể khác nhẹ lẫn vào khối hạt thì tỷ trọng sẽ giảm. Đối với mỗi loại hạt khác nhau, tỷ trọng này cũng khác nhau. Tỷ trọng của thóc thấp hơn nhiều so với gạo lức hay gạo xát.
Tính chất bề mặt của hạt: Bè mặt hạt có thé nhẫn, nhám, có gân, nhăn nheo. Tính chất cơ lý của hạt có giới hạn rộng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: dạng và loại hạt cây trồng, điều kiện khí hậu của vùng, đất và phương pháp làm đất, độ âm hạt,. Các chỉ số tinh chat cơ lý của hạt lúa lúc độ 4m 14 + 17%. Trọng lượng Góc Vận `".
| Tuyệt „ | Khoi | ma sat l Bê dài | Bê rộng | Bê dày | tôc tới ‘ Khôi Bê đôi lượng | tính (mm) (mm) (mm) hạn lượng | „ „ | mặt 1000 riêng | trên go (m/s) (kg/) hạt (g) (kg/) | (độ) 5,0— 2,5 - 2,0 — 9,5 19 0,52 |0,15 | 24 Hoi 7,0 2,8 2,5 nham 4. Thanh phan của khối thóc: Ngoài thành phần chủ yếu là thóc sạch, trong khối thóc còn có một số hạt cỏ dại, hạt lép, cọng rơm, rạ.(tap chất vô cơ), côn trùng và vi sinh vật sông trong khối hat (sinh vật hai) và một lượng không khí nhất định tồn tại trong khe hở giữa các hạt thóc. Tiêu chuẩn của hạt lúa: a. Định nghĩa: - Thóc hoặc lúa (paddy) là hạt còn nguyên vẹn vỏ trâu bao boc hat gạo lật.
- Tạp chất (foreign matters) là tất cả những chất không phải là thóc lẫn vào thóc. Tạp chất được chia thành hai loại: + Tạp chất vô cơ: đất, cát, sạn, đá, mảnh kim loại,. -9- + Tap chất hữu co: rom ra, hat cỏ, thóc lép, mảnh gạo lật lọt sàng 2mm.