Thiết kế, chế tạo hệ thống phân loại hạt điều đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy

LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hạt điều hay còn gọi là đào lộn hột là một trong những cây công nghiệp chủ lực của
Việt Nam bên cạnh cà phê, cao su, …Từ năm 2006 đến nay Việt Nam trở thành quốc gia
xuất khẩu nhân hạt điều đứng vị trí hàng đầu thế giới, và là nước thứ 3 có diện tích trồng
điều lớn nhất trên giới sau Ấn Độ, Bờ Biển Ngà. Theo số liệu thống kê sơ bộ của Tổng cục
Hải quan, xuất khẩu hạt điều tháng 4/2021 của cả nước đạt 48.510 tấn, thu về 286,9 triệu
USD với Giá xuất khẩu trung bình 5.914 USD/tấn.
Hiện nay ở nước ta việc sơ chế hạt điều sau thu hoạch đang theo phương pháp thủ công
và cần nhiều nhân công để thực hiện. Việc sản xuất thủ công dẫn tới chi phí sản xuất cao
và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của nhân công khi tiếp xúc với axit của hạt điều tươi. Để
giải quyết được vấn đề giảm giá thành sản phẩm, tối ưu một phần thủ công nhằm tạo ra
năng suất cao và giảm tiếp xúc với axit của hạt điều tươi cho người cơng nhân. Nhóm quyết
định thực hiện đề tài đề tài: “THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG PHÂN LOẠI HẠT ĐIỀU"
để đáp ứng được những nhu cầu trên.
2. Đối tượng nghiên cứu:
- Cơ lý tính của hạt điều.
- Các loại máy phân loại, máy sơ chế hạt điều hiện có trên thị trường.
- Các cơ cấu cơ khí, các loại thiết bị khí nén, thủy lực, …
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Tìm thêm phương án mới cho các sản phẩm hiện có trên thị trường, tìm được cơ cấu,
mơ hình phù hợp với điều kiện Việt Nam.
Giúp người nơng dân có thêm giải pháp để phân loại, sơ chế hạt điều.
4. Hướng phát triển
Ta có thể phát triển máy theo dây chuyền tự động, sau khi rửa, phân loại sẽ sấy khơ,
đóng gói, lưu kho.

4


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................................................. 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ................................................................................................................. 3
LỜI MỞ ĐẦU.............................................................................................................................................. 4
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................................................. 4
2. Đối tượng nghiên cứu: ........................................................................................................................ 4
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn............................................................................................................ 4
4. Hướng phát triển................................................................................................................................. 4
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HẠT ĐIỀU ................................................................... 7
1. Hạt điều ................................................................................................................................................ 7
2. Phân bố ................................................................................................................................................ 7
3. Cấu tạo hạt điều ................................................................................................................................... 8
3.1. Phần vỏ hạt: ................................................................................................................................ 8
3.2. Phần vỏ lụa: .................................................................................................................................. 9
3.3. Phần nhân điều ............................................................................................................................. 9
4. Giá trị dinh dưỡng của hạt điều thương phẩm ................................................................................ 9
4.1. Hàm lượng các chất khống có trong nhân điều. ...................................................................... 9
4.2. Các chất đạm ................................................................................................................................ 9
4.3. Dầu hạt điều: .............................................................................................................................. 12
4.4. Dầu vỏ hạt điều........................................................................................................................... 12
5. Tình hình trồng trọt, sản xuất và tiêu thụ hạt điều ở Việt Nam ................................................... 13
6. Sơ chế hạt điều: ................................................................................................................................. 14
6.1. Xử lý hạt thô: .............................................................................................................................. 14
6.2. Xử lý nhân hạt điều: .................................................................................................................. 14
6.3. Xử lý vỏ hạt điều: ....................................................................................................................... 15
7. Phân tích cơ sở và mục đích phân loại hạt điều của đề tài ............................................................ 15
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI HẠT ĐIỀU, MỘT SỐ LOẠI MÁY PHÂN
LOẠI ĐANG CĨ NGỒI THỊ TRƯỜNG, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. ...................... 17
1. Phân loại bằng tay: ........................................................................................................................... 19
2. Máy phân loại hạt bằng màu: .......................................................................................................... 20
3. Phân loại hạt bằng sàng lắc ............................................................................................................. 21

4. Phân loại, làm sạch bằng máy nhúng .............................................................................................. 22
5. Một số loại máy phân loại hạt điều trên thị trường ....................................................................... 23
5.1. Máy phân loại màu hạt điều CCD-Q164 của Khải Thắng ..................................................... 23
5


5.2. Máy phân loại hạt điều SA320 của Khải Thắng..................................................................... 24
6. Lựa chọn phương án thiết kế. .......................................................................................................... 25
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI HẠT ĐIỀU .............................. 27
1. Yêu cầu của máy: .............................................................................................................................. 27
2. Nguyên lý làm việc. ........................................................................................................................... 27
3. Tính tốn thiết kế máy phân loại hạt điều ...................................................................................... 28
3.1. Tính tốn, thiết kế dung tích khung phân loại ........................................................................ 29
3.2. Tính tốn, thiết kế khung rửa ................................................................................................... 37
3.3. Cửa xả ......................................................................................................................................... 43
3.4. Tính tốn, thiết kế khung xả ..................................................................................................... 45
3.5. Tính tốn thiết kế thùng chứa nước ......................................................................................... 56
3.6. Khung máng xả. ......................................................................................................................... 59
3.7. Khung cấp liệu............................................................................................................................ 60
3.8. Chọn các loại xy lanh khí nén. .................................................................................................. 61
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .......................................................................... 68
CHƯƠNG 5: LẮP RÁP, VẬN HÀNH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ...................... 78
1. Lắp ráp máy ...................................................................................................................................... 78
2. Vận hành máy ................................................................................................................................... 83
3. Bảo trì, bảo dưỡng máy. ................................................................................................................... 84
4. Kết quả thực nghiệm......................................................................................................................... 84
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................................ 87

6

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HẠT ĐIỀU
1. Hạt điều
Điều hay còn gọi là Đào lộn hột, Đào, tên tiếng Anh là Cashew (Tên khoa
học: Anacardium occidentale L) là một loại cây cơng nghiệp dài ngày thuộc họ Xồi
(Anacardiaceae). Cây này có nguồn gốc từ đơng bắc Brasil. Ngày nay nó được trồng khắp
các khu vực khí hậu nhiệt đới để lấy nhân điều chế biến làm thực phẩm là chính. Ngồi ra
nó cịn cho các sản phẩm phụ có giá trị như dầu vỏ hạt điều, …

Hình 1.1. Hạt điều.
2. Phân bố
Điều/đào lộn hột có nguồn gốc từ vùng đông bắc Brasil, được nhập về châu Á và châu
Phi trong giai đoạn 1560 - 1565 sau khi các đế quốc thực dân châu Âu phát hiện ra châu
Mỹ.
Hiện nay lồi cây này trở thành cây cơng nghiệp được phát triển ở khắp các khu vực khí
hậu nhiệt đới ở châu Mỹ, châu Phi, châu Á và châu Úc để lấy nhân hạt chế biến làm thực
phẩm.

7


Ở Việt Nam, cây điều du nhập vào Việt Nam từ những năm 1980, sau đó được chọn là
loại cây cơng nghiệp đa mục đích, phủ xanh đất trống đồi trọc, được trồng rộng rãi ở các
tỉnh khu vực Đông Nam Bộ, Tây Nguyên và Duyên hải Nam Trung Bộ như: Bình
Phước, Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu, Bình Thuận, Lâm Đồng, Đắk Lắk, Đắk Nông,...
Từ năm 2006 đến nay Việt Nam trở thành quốc gia xuất khẩu nhân hạt điều đứng vị trí
hàng đầu thế giới, và là nước thứ 3 có diện tích trồng điều lớn nhất trên giới sau: Ấn Độ, Bờ
Biển Ngà.
3. Cấu tạo hạt điều

Hình 1.2. Mặt cắt ngang hạt điều.

3.1. Phần vỏ hạt:
Chiếm từ 65-70% hạt, bao gồm:
-

Độ ẩm: 13,17%

-

Chất chứa nito: 6,06%

-

Cellulose: 17,75%

-

Đường: 20,85%
Hình 1.3. Vỏ hạt điều.

8


3.2. Phần vỏ lụa:
Chiếm trung bình 3,5-5 trọng lượng nhân hạt điều, bao gồm:
-

Độ ẩm: 11,55%

-

Đường: 37,44%

-

Cellulose: 11,59%

-

Chất khoáng: 1,6%

3.3. Phần nhân điều
Nhân điều là sản phẩm chính của cây điều có giá trị kinh tế và xuất khẩu cao. Là sản
phẩm bổ dưỡng, thơm ngon và có nhiều chất bổ dưỡng.
4. Giá trị dinh dưỡng của hạt điều thương phẩm
4.1. Hàm lượng các chất khống có trong nhân điều.
Chất khống

Nhân đã bóc vỏ lụa Nhân chưa bóc vỏ lụa

Natri

48

50

Kali

5421

65.5

Calci

248

268

Magnesi

2536

2650

Sắt

60

64

Đồng

22

25

Kẽm

38

42

Mangan

18

19

Phosphor

8400

6900

Lưu huỳnh

1600

11600

Bảng 1.1: Hàm lượng các chất trong hạt điều
4.2. Các chất đạm
Nhân hạt điều chứa trên 20% các chất đạm thực vật, về số lượng tương đương với đậu
nành và đậu phộng nhưng về chất thì tương đương với thịt, trứng, sữa.

9

a. Hàm lượng các amino acid (tính theo % của protein trong nhân điều).

Arginine

10

Histidin

1.8

Lysine

3.3

Tyrosine

3.2

Phenylalanine

4.4

Cystin

1

Methinonine

1.3

Threonine

2.8

Valin

4.5

Bảng 1.2: Hàm lượng axit
b. Các chất béo:
Ở nhân hạt điều các chất béo chiếm khoảng 47%, trong số này có trên 80% các chất béo
chưa bão hòa, tỷ lệ các chất béo chưa bão hòa và bão hịa là 4:1 rất có lợi. Các chất béo
chưa bão hịa khơng những khơng tạo ra cholesterol mà cịn có tác động điều hồ và làm
giảm lượng cholesterol trong máu giúp tránh được các bệnh về tim mạch.
c. Axit béo
Các axit béo chủ yếu hỗ trợ việc điều chỉnh sự cân bằng của các chất béo bão hòa và
cholesterol trong các tế bào EFAs là những nhân tố có tính quyết định trong việc giữ trạng
thái lỏng của màng tế bào. EFAs có ích chủ yếu trong việc hình thành các màng và chỉnh
sửa các mô. Sự thiếu EFAs có thể dẫn đến bệnh tiểu đường, hen phế quản rối loạn thận và
viêm khớp.

10


d. Các chất đường
Hydrat cacbon trong nhân điều chiếm một tỉ lệ rất thấp khoảng 20%, trong đó đường
hồ tan chiếm 1% đủ tạo ra mùi, vị dễ chịu hấp dẫn của nhân điều mà khơng bị béo phì.
Các bệnh nhân tiểu đường và béo phì có thể có thể sử dụng nhân điều an toàn.
e. Thành phần xơ
Thành phần xơ có trong nhân điều cũng là một thành phần có lợi, xơ ở trong ruột giúp

làm giảm cholesterol từ thực phẩm ăn vào, chữa táo bón, nhiều chất xơ trong khẩu phần ăn
bảo vệ cơ thể khỏi bệnh ung thư, trục trặc ở thận và viêm ruột thừa.
f. Vitamin
Nhân điều giàu vitamin B đặc biệt là thiamin (B1) hữu ích đối với việc kích thích ăn
ngon miệng và hệ thống thần kinh. Nhân điều cũng giàu vitamin E giúp chống suy nhược,
thiếu máu.
g. Chất khoáng
Nhân điều là thực phẩm giàu chất khoáng như Caclcium, Selenuin, Magnesium, kẽm,
phospho, đồng và sắt dưới dạng hữu cơ có tác dụng bảo vệ sức khoẻ và thần kinh cho con
người.
h. Năng lượng
Năng lượng nhân điều cung cấp so với các thực phẩm khác.
Loại thực phẩm

Năng lượng/1 kg thực phẩm

Nhân điều

6000 calo

Ngũ cốc

3600 calo

Thịt

1800 calo

Trái cây

650 calo

Bảng 1.3: Hàm lượng dinh dưỡng

11


4.3. Dầu hạt điều:
Ngoài sử dụng nhiên liệu, nhân hạt điều cịn có thể ép để lấy các loại dầu rất q, màu
vàng tươi, có vị ngọt, ngon dịu, khơng mùi gọi là dầu carite. Dầu có giá trị dinh dưỡng cao
được dùng trong thực phẩm và y học. Loại bơ thực vật chế tạo từ nhân hạt điều rất được
ưa chuộng tại các nước phát triển. Bánh dầu hạt điều có chứa nhiều chất dinh dưỡng, thành
phần gồm có:
-

Nước 3.17%

-

Chất đạm 23. 54%

-

Chất không đạm 43.63%

Đây là 1 nguyên liệu tốt cho công nghiệp bánh kẹo. Tuy dầu hạt điều là loại rất quý
nhưng trên thực tế ít được sản xuất vì từ hạt điều có thể ép ra 3%-4% nên giá thành sản
phẩm tương đối đắt.
4.4. Dầu vỏ hạt điều
Nhân hạt điều được bao bởi 1 lớp vỏ gồm có 3 lớp: lớp trong cùng, lớp giữa xốp và lớp

ngồi dai. Lớp vỏ giữa có cấu trúc tổ ong với các tế bào chứa 1 chất lỏng sệt gọi là dầu vỏ
hạt điều. Dầu vỏ hạt điều chiếm tỉ lệ 23% - 28%. Dầu vỏ điều là chất nhựa màu nâu, không
tan trong nước rượu, ete nhưng tan mạnh trong ecetone hoặc hexetoluen. Trong dầu vỏ hạt
điều cho chứa khoảng 70%-80% C22H22O3 có mùi nồng và thơm và khoảng 15-20% cadol
C21H33O2 có vàng vàng khơng bay hơi và có tính làm phỏng da. Khi được chế biến ở nhiệt
độ cao thì các acid anacodic bị khử nhóm caboxyl đi và trở thành canadol (C4H230) là chất
quan trọng nhất quyết định giá trị dầu vỏ hạt điều thương mại khi tỉ lệ này càng cao thì dầu
càng có giá trị.
Dầu vỏ hạt điều có rất nhiều cơng dụng:
-

Làm thuốc nhuộm, chất cách điện, mỹ phẩm

-

Làm keo dán và vật liệu bền ma sát

-

Sơn chống thấm, sơn bảo vệ kim loại, sơn chống mặn bảo vệ tàu biển

-

Sơn cách nhiệt và sơn chịu nhiệt dung môi đặc biệt

-

Dùng chế nước sơn trong tranh sơn mài dùng làm chất phòng chống lão cho cao su
12

-

Làm hóa dẻo các loại nhựa cứng

5. Tình hình trồng trọt, sản xuất và tiêu thụ hạt điều ở Việt Nam

Hình 1.4. Quả điều.
Cây điều được trồng chủ yếu ở các tỉnh Đông Nam Bộ và Tây Nguyên với thủ phủ hạt
điều là Bình Phước.
Hiện nay tại Việt Nam có rất nhiều giống điều khác nhau được trồng nhưng phần lớn là
5 giống chính. Những giống cây này thường cho ra chùm từ 5 đến 10 quả. Màu sắc chính
của quả là vàng. Mặc dù vậy tỉ lệ nhân, kích thước hạt và năng suất thì lại tương đối khác
nhau:
-

Giống ES-04 (tỉ lệ nhân: 27,5%; kích thước hạt: 173 hạt/kg; năng suất hạt: 55–
65 kg/cây/năm.

-

Giống EK-24 (tỉ lệ nhân: 28%; kích thước hạt: 120 hạt/kg; năng suất hạt: 35–
45 kg/cây/năm.

-

Giống BĐ-01 (tỉ lệ nhân: 27%; kích thước hạt: 165 hạt/kg; năng suất hạt: 45–
55 kg/cây/năm.
13

-

Giống KP-11 (tỉ lệ nhân: 27,5%; kích thước hạt: 150 hạt/kg; năng suất hạt: 45–
55 kg/cây/năm.

-

Giống KP-12 (tỉ lệ nhân: 27%; kích thước hạt: 140 hạt/kg; năng suất hạt: 55–
65 kg/cây/năm.

6. Sơ chế hạt điều:
Người ta chia quy trình cơng nghệ chế biến hạt điều ra làm 2 giai đoạn: xử lý hạt thô,
xử lý nhân hạt điều và xử lý vỏ hạt.
6.1. Xử lý hạt thơ:

Hình 1.5. Quy trình xử lý hạt điều thơ.
6.2. Xử lý nhân hạt điều:

Hình 1.6. Quy trình xử lý nhân hạt điều.

14


6.3. Xử lý vỏ hạt điều:

Hình 1.7. Quy trình xử lý vỏ hạt điều.

7. Phân tích cơ sở và mục đích phân loại hạt điều của đề tài
Hiện nay việc sơ chế và phân loại hạt điều trong quy trình sản xuất đang được phát triển

theo hướng phân loại hạt điều sau thành phẩm là chủ yếu mà đang bỏ qua quy trình phân
loại hạt điều thơ sau thu hoạch.
Chỉ có một số doanh nghiệp hoặc hộ nơng dân đang thực hiện thủ công việc phân loại
hạt điều sau thu hoạch là phân loại thành 3 phần riêng biệt thông qua việc xử lý trong môi
trường nước. Khi ngâm điều trong mơi trường nước thì chúng ta có thể trực tiếp quan sát
được rằng hạt điều sẽ được phân bố đều theo thể tích nước.
Theo nhiều kiểm nghiệm thì điều này được giải thích là do khối lượng riêng của từng
hạt điều khác nhau. Dựa vào yếu tố trên thì kinh nghiệm của người nông dân sẽ phân chia
điều thô thành 3 loại riêng biệt để có thể phù hợp cho từng công dụng khác nhau. Theo
khảo sát và kiểm tra thì hạt điều thơ người ta sẽ phân loại thành 3 loại chính đó là hạt điều
chìm (hạt nặng), hạt điều nổi (hạt nhẹ) và hạt lơ lửng (hạt trung bình).
15


-

Loại 1: Hạt điều chìm.

Là loại hạt chìm xuống đáy. Đây là những hạt chắc, mẩy nên được bán với giá thành
cao và đặc biệt dùng để xuất khẩu hoặc sản xuất các mặt hàng từ điều nguyên hạt hoặc bơ
hạt điều….

Hình 1.8. Sản phẩm từ hạt điều.
-

Loại 2: Hạt điều nổi.

Là loại hạt nổi trên bề mặt nước, do trong những hạt này có nhiều hạt chưa chín hay
có nhiều khơng khí trong nhân điều, bị sâu, lép hoặc hư hỏng. Và chúng được sử dụng chủ
yếu cho việc chế biến dầu điều…

1.9. Sản phẩm dầu hạt điều.
-

Loại 3: Hạt điều lơ lửng.

Loại hạt này lơ lửng trong nước và được gọi là hạt điều tầm trung. Thường được sử
dụng cho sản xuất chế biến các sản phẩm từ điều nhưng có giá thành rẻ hơn. Có thể sử
dụng vào cả mục đích làm các sản phẩm điều chất lượng hay cả ép dầu điều tùy thuộc
vào mục đích người sử dụng

16


❖ Bằng khảo sát thực tế nhóm đã đưa ra đánh giá cho các hạt điều chìm và hạt điều
nổi.

. Hạt chìm: Hạt to, chắc, mẩy, đầy đặn => Chứa nhiều dinh dưỡng hơn

Hình 1.10. Hạt điều chìm

. Hạt nổi: Hạt rỗng, lép => Chứa ít dinh dưỡng hơn hạt chìm

Hình 1.11. Hạt điều nổi
17


CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI HẠT ĐIỀU, MỘT SỐ LOẠI
MÁY PHÂN LOẠI ĐANG CĨ NGỒI THỊ TRƯỜNG, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ.

Hình 2.1. Dây chuyền xử lý hạt điều.
-

Phân loại bằng tay: sử dụng tay mắt để phân loại hạt điều tốn rất nhiều thời gian và
công sức.

-

Phân loại bằng máy: sử dụng máy móc để phân loại.

Với những nhà máy, phân xưởng có quy mơ lớn người ta thường sử dụng các dây chuyền
hoặc những loại máy chuyên dụng để phân loại hạt.

18


Hình 2.2. Cấu tạo của dây chuyền phân loại hạt điều.
Các phương pháp phân loại hạt điều:
1. Phân loại bằng tay:
Nguyên lý:
Sau khi thu hoạch từ vườn về, người dân cho vào bồn chứa nước (với thể tích nhất định),
bắt đầu dùng sức lực của mình khuấy làm sạch hạt điều, sau khi được khuấy xong thì vớt
ra từng loại một.
-

Tầng đầu tiên: Lớp trên cùng của bồn chứa (chiều sâu khoảng 100-200mm) cho ra
1 loại

-

Tầng thứ 2: hạt điều nằm ở giữa bồn chứa (200-750mm) cho ra loại thứ 2.

-

Tầng cuối cùng: đáy bồn chứa cho ra loại thứ 3

Ưu điểm: khơng có.
Nhược điểm:
-

Năng suất lao động thấp
19


-

Tốn nhiều nhân công cho 1 lần rửa và phân loại

-

Tốn nhiều sức lao động

-

Dễ tiếp xúc với nhựa của hạt điều tươi có tính axit gây ăn mịn tay

2. Máy phân loại hạt bằng màu:
Nguyên lý:
Sử dụng các cảm biến để phân loại các loại hạt điều dựa vào màu sắc trên bề mặt hạt

điều.

Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý của cơ cấu phân loại hạt điều bằng màu.
Hạt điều được đổ từ phễu cấp rơi xuống máng trượt, khi hạt rơi xuống dãy camera
cảm biến màu, lúc này các cảm biến có nhiệm vụ phân tích màu sắc các hạt điều, khi
phân tích các hạt điều với màu sắc khác thường đi qua một cảm biến so với các hạt tiêu
chuẩn, ngay lập tức tín hiệu sẽ được gửi tới tới súng hơi ở vị trí tương ứng với cảm biến
đó, súng hơi sẽ phun ra một luồng khí đủ mạnh để đẩy hạt khác thường rơi tới máng dẫn
phế phẩm, còn các hạt đạt tiêu chuẩn sẽ rơi tự do xuống máng dẫn thành phẩm.
Ưu điểm:

- Phân loại chính xác.
- Năng suất cao.

Nhược điểm:
-

Chi phí đầu tư cao.
20


3. Phân loại hạt bằng sàng lắc
1: Khung sàn
2: Động cơ
3: Chân sàn
4: Khớp quay
5: Bộ truyền đai
6: Thanh truyền
7: Sàng
8: Bánh lệch tâm

Hình 2.4. Cấu tạo của sàng lắc.
Nguyên lý:
Dựa vào khối lượng của từng hạt, việc rung lắc ở tốc độ cao giúp ta phân loại. Bên cạnh
đó nhờ vào luồng gió mạnh sẽ đẩy các hạt lép ra, các hạt đảm bảo chất lượng mới được đi
qua băng chuyền tới quy trình xử lý tiếp theo.
Ưu điểm:
-

Năng suất cao.

-

Ít lẫn tạp chất.

Nhược điểm:
-

Chi phí đầu tư cao.

21


4. Phân loại, làm sạch bằng máy nhúng
Nguyên lý:
Cũng giống như phương pháp phân loại bằng tay mà ta trước nay vẫn hay sử dụng, tuy
nhiên sử dụng các loại cơ cấu để rửa tự động.

Hình 2.5: Hệ thống phân loại hạt điều bằng máy nhúng
Hạt điều rỗng, lép sẽ nổi lên trên, những hạt chắc sẽ chìm xuống dưới, các cơ cấu sẽ di

chuyển và phân loại ra 3 loại, sau đó sẽ đổ vào các ngăn khác nhau.
Ưu điểm:
-

Cơ cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ sử dụng.

-

Giá thành đầu tư thấp.
22


-

Giảm nguy cơ axit của hạt điều làm hỏng da tay

-

Hạt điều được rửa sạch ngay sau khi thu hoạch về

-

Năng suất trung bình

Nhược điểm:
-

Dễ lẫn tạp chất.

5. Một số loại máy phân loại hạt điều trên thị trường

5.1. Máy phân loại màu hạt điều CCD-Q164 của Khải Thắng

Công suất
Độ chính xác
Điện năng
Điện áp

200-800 kg/h
99.50%
0.8 kw
220V/50 Hz
1073X1166.5X1487
Kích cỡ máy
mm
Trọng lượng
300 kg
Bảng 2.1: Thơng số kĩ thuật

Hình 2.6. Máy phân loại màu hạt điều CCD-Q164.

23


5.2. Máy phân loại hạt điều SA320 của Khải Thắng

Hình 2.7. Máy phân loại hạt điều SA320.
Cơng
suất
(t/h)
3.0 –

6.0

Độ
chính
xác
(%)

Hệ số
sai sót

99.50%

>10:1

Điện
năng

Điện áp

(kw)
3.2

Kích cỡ máy

Trọng
lượng

(mm)

(kg)

220V/50Hz 2290x1628x1874

1350

Bảng 2.2: Thơng số kỹ thuật
Ngồi những loại máy trên, ở thị trường Việt Nam vẫn còn rất nhiều loại máy phân loại
hạt điều khác.

24


6. Lựa chọn phương án thiết kế.
6.1. Cơ sở khoa học phân loại
Tổng quan về lực đẩy Acsimet:
Một cách dễ hiểu, vật sẽ nổi khi "trọng lượng riêng tổng hợp" của nó nhỏ hơn trọng
lượng riêng của nước. Điều này có thể lý giải việc tàu to và nặng gấp nhiều lần so với
kim lại có thể nổi. Kim tuy nhẹ nhưng thể tích chiếm nước nhỏ nên trọng lượng riêng sẽ
lớn cịn tàu tuy nặng nhưng thể tích chiếm nước rất lớn do đó "trọng lượng riêng tổng
hợp" sẽ nhỏ. Kết cấu thân vỏ tàu là kết cấu vỏ có khung gia thường làm bằng thép. Về
một khía cạnh nào đó bên trong lớp tơn vỏ tàu hồn tồn "rỗng" dẫn đến thể tích chiếm
nước lớn.
Đặc điểm của lực Acsimet:
-

Cùng phương và ngược hướng với trọng lực.

-

Chúng quyết định đến sự nổi hay chìm của một vật.

Nếu như ta thả một vật ở trong lịng chất lỏng thì sẽ có những trường hợp xảy ra như
sau:
•

Vật chìm xuống khi lực đẩy acsimet nhỏ hơn trọng lượng: FA < P.

•

Vật nổi khi: FA > P và dừng nổi khi FA = P.

•

Vật lơ lửng trong chất lỏng (hoặc trên mặt thoáng) khi: FA = P.

Lực đẩy Ác-si-mét được xác định bằng cơng thức: FA=d.V.
Trong đó:
d: Là trọng lượng riêng của chất lỏng.
V: thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

25


Ví dụ: Một miếng gỗ hình hộp chữ nhật chiều dài 3m; rộng 1m; cao 0.1m có khối lượng
10kg. Ngập hồn tồn trong nước.
Ta có: P gỗ = mg = 10*10 = 100 (N)
F gỗ = DgV = 1000*10*3*1*0.1 = 3000 (N)
F gỗ > P gỗ => Miếng gỗ sẽ nổi
Nhận thấy lực đẩy Acsimet phụ thuộc vào thể tích mà thực nghiệm khi đổ hạt điều vào
trong nước, nếu 3 hạt có cùng một thể tích như nhau thì vẫn có thể nằm ở 3 loại khác

nhau :
-

Hạt chắc, mẩy

=> Chìm

-

Hạt chưa chín, lép

=> Nổi

-

Hạt trung bình

=> Lơ lửng trong nước

Vì nhóm nghiên cứu phương pháp phân loại mang tính tương đối khơng phụ thuộc
hồn tồn vào thể tích nên khó đánh giá bằng lực đẩy Acsimet. Nhóm tập trung nghiên
cứu thiết kế máy theo nguyên lý hiện có của một số doanh nghiệp hoặc các hộ nông dân
mà đang làm thủ cơng.
Sau khi tìm hiểu các cơ cấu nguyên lý của các cách phân loại hạt điều cũng như tìm
hiểu những máy phân loại hiện có trên thị trường và quan trọng là tìm hiểu tình hình thu
hoạch, phân loại, bảo quản hạt điều của bà con nông dân trồng điều, nhóm chúng em đưa
ra những yêu cầu cho đề tài “Thiết kế, chế tạo hệ thống phân loại hạt điều” như sau:
-

Cơ cấu đơn giản, dễ thiết kế, chế tạo.

-

Nguyên vật liệu dễ tìm, phụ tùng dễ kiếm, dễ thay thế.

-

Giá thành sản xuất, chi phí đầu tư rẻ.

-

Dễ dàng sử dụng.

-

Năng suất tương đối.

-

Phù hợp với quy mô nhà vườn, hộ kinh doanh thu mua vừa và nhỏ,

Từ những yêu cầu trên nhóm chúng em quyết định thiết kế chế tạo máy phân loại hạt
điều theo phương pháp nhúng.

26


CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI HẠT ĐIỀU
1. Yêu cầu của máy:
- Máy hoạt động ổn định.

-

Đảm bảo độ cứng vững, ít rung lắc.

-

Chịu được va đập.

-

Có tính cơ động cao, dễ dàng tháo lắp, dễ di chuyển.

-

Các hệ thống điện, khí nén hoạt động tốt, ổn định.

-

Hệ thống điện phải đảm bảo an toàn, cách nước, có cơ cấu đóng ngắt khẩn cấp khi
có sự cố.

-

Năng suất yêu cầu: 800kg/giờ.

2. Nguyên lý làm việc.
Sau khi được cấp liệu vào bồn rửa. Khung sục sẽ tiến hành sục 10 lần sau đó đợi hạt
điều được ngâm trong 10-15 giây để lắng đọng cặn bẩn, khung chia sẽ được kéo áp sát vào
khung sục, những hạt điều nặng sẽ ở dưới đáy khung sục, những hạt lép sẽ nổi lên trên.
Khung sục được kéo lên, khung xả sẽ được đẩy nghiêng 1 góc 60o. Lúc này cửa trượt sẽ

được đẩy xuống dưới, hạt điều được đổ ra vào ba phễu phân loại.

27


Hình 3.1. Sơ đồ cơ cấu.
3. Tính tốn thiết kế máy phân loại hạt điều
Thời gian ước tính của một chu trình sục rửa, phân loại hạt điều:
-

Thời gian cấp liệu: 30 giây.

-

Thời gian di chuyển khung sục xuống bể nước: 2 giây.

-

Thời gian ngâm, sục để rửa bùn đất: 130 giây.

-

Thời gian di chuyển lên của khung sục lên trên: 2 giây.

-

Thời gian đổ phôi: 30 giây.

-

Thời gian di chuyển về lại vị trí cấp liệu: 2 giây.

-

Độ trễ của xylanh nâng đổ phôi: 5 giây.

Tổng thời gian:
𝑡 = 30 + 2 + 130 + 2 + 30 + 2 + 5 = 201 (𝑔𝑖â𝑦)
 Khối lượng hạt trung bình cho một lần rửa:
28