nghiên cứu xây dựng hệ thống tự động hoá tối ưu cho công nghệ chế biến và bảo quản nông sản

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa
156A Quán Thánh, Ba Đình, Hà Nội
X W Y  Z X W





Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài:
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG
TỰ ĐỘNG HOÁ TỐI ƯU CHO CÔNG NGHỆ
CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN NÔNG SẢN


GS.TSKH. Nguyễn Xuân Quỳnh













5861

06/6/2006



Hà Nội, 12/2005


Bản quyền 2004-2005, Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa


BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa
156A Quán Thánh, Ba Đình, Hà Nội
X W Y  Z X W










Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài:
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG
TỰ ĐỘNG HOÁ TỐI ƯU CHO CÔNG NGHỆ
CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN NÔNG SẢN

GS.TSKH. Nguyễn Xuân Quỳnh












Hà Nội, 12/2005




Bản thảo viết xong 12/2005
Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện Đề tài cấp
Nhà nước mã số KC.03.22

DANH SÁCH CÁN BỘ KHOA HỌC CHÍNH THAM GIA
THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

STT Họ và Tên
Cơ quan công tác
Chữ ký
1

GS.TSKH. Nguyễn Xuân Quỳnh
VIELINA

2
TS. Nguyễn Thế Truyện
VIELINA

3
KS. Nguyễn Công Hiệu
VIELINA

4
KS. Luyện Tuấn Anh
VIELINA

5
KS. Kiều Mạnh Cường
VIELINA

6 KS. Nguyễn Thế Vinh VIELINA

7 KS. Nguyễn Văn Cường VIELINA

8
KS. Nguyễn Xuân Phú Sơn
VIELINA

9
KS. Phạm Mạnh Tuấn
VIELINA

10
KS. Nguyễn Hùng Kiên
VIELINA

11
KS. Lê Anh Tuấn
VIELINA


* CHUYÊN GIA CỐ VẤN CHUYÊN NGÀNH:
KS. Vũ Hữu Hào - Trưởng phòng kỹ thuật công nghiệp, VINATEA
BÀI TÓM TẮT
Đề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Nhà nước KC.03.22 thuộc chương trình Khoa
học Công nghệ quốc gia về Tự động hoá KC.03 với tên gọi: “Nghiên cứu xây dựng
hệ thống tự động hoá tối ưu cho công nghệ chế biến và bảo quản nông sản” là một
trong những đề tài trọng điểm của chương trình KC.03 với mục đích phục vụ sự
nghiệp công nghiệp, hiện đại hoá và phát triển nông thôn của Đảng và Nhà nước. Qua
khảo sát thực tế chúng tôi thấy rằng trong các loại nông sản, ngoài các cây lương
thực, chè là loại nông sản có diện tích trồng cũng như lực lượng lao động tham gia
trực tiếp vào diện lớn nhất ở Việt Nam. Đồng thời năm 2003 Thủ tướng chính phủ đã
phê duyệt dự án “Xây dựng thương hiệu chè Việt Nam” của ngành chè mà mục tiêu
chủ yếu của dự án là nâng cao chất lượng chè để tăng sức cạnh tranh và tăng sức tiêu
thụ chè Việt Nam cả trong nước lẫn trên thị trường thế giới. Do đó nhóm thực hiện
đề tài KC.03.22 đã lựa chọn chè là loại nông sản để xây dựng hệ thống tự động
hoá tối ưu công nghệ chế biến và bảo quản.
Tuy thời gian thực hiện không dài nhưng đề tài đã đưa ra đuợc nhiều kết quả nghiên
cứu đáng kể cả về mặt khoa học, công nghệ và ứng dụng thực tiễn như sau:
1. Khảo sát thực trạng thiết bị và công nghệ chế biến chè ở Việt Nam.
2. Xây dựng quy trình công nghệ chế biến chè đen theo cả hai phương pháp CTC

và OTD.
3. Xây dựng mô hình tổng thể hệ thống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và
bảo quản chè theo cả hai phương pháp chế biến OTD và CTC.
4. Thiết kế, chế tạo và hoàn thiện phần cứng, phần mềm một số thiết bị chủ yếu
của hệ thống như: Tủ điều khiển trung tâm, Tủ điều khiển héo chè, Tủ điều
khiển lên men và sấy chè, 02 bộ đo thông số môi trường kho bảo quản chè và
các đầu đo thông minh.
5. Xây dựng và hoàn thiện chương trình phần mềm quản lý và điều khiển hoạt
động của toàn bộ hệ thống cũng như các giao thức truyền thông.
6. Xây dựng bài toán thử nghiệm và tiến hành thử nghiệm hệ thống cả trong
phòng thí nghiệm và tại cơ sở sản xuất để kiểm tra độ ổn định, chính xác của
hệ thống từ đó hiệu chỉnh và hoàn thiện thiết kế hệ thống.
7. Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được đưa vào ứng dụng thực tế dưới dạng
hợp đồng kinh tế với trị giá khoảng 2 tỉ đồng.
8. Về mặt khoa học, đề tài đã công bố được 3 công trình khoa học trong và ngoài
nước. Hai nghiên cứu sinh đang làm luận án Tiến sĩ theo hướng nghiên cứu
của đề tài. Nội dung các luận án là những phát triển sâu hơn về mặt học thuật
của nội dung nghiên cứu Đề tài.

Cuối cùng đề tài đã xây dựng được mô hình đầy đủ tại phòng thí nghiệm phục vụ cho
công tác nghiên cứu lâu dài, đồng thời đào tạo được một đội ngũ cán bộ chuyên sâu
cho hướng nghiên cứu này.
Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

1
MỤC LỤC
PHẦN I. MỞ ĐẦU 6
I. GIỚI THIỆU CHUNG 6
1. Các loại nông sản và công nghệ chế biến 6

2. Tình hình sản xuất chế biến chè ở Việt Nam 7
II. MỤC TIÊU, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 8
PHẦN II. NỘI DUNG CHÍNH BÁO CÁO 9
I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 9
1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 9
2. Tình hình nghiên cứu trong nước 9
II. KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC THIẾT BỊ VÀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT.10
1. Lò nhiệt (calorife) 10
1.1. Lò kiểu Liên Xô (Ь2чCK) 10
1.2. Lò nhiệt thành xây của Trung Quốc và Việt Nam chế tạo (513,
VN-II, 6CHL-20,S-500) 10

1.3. Lò nhiệt SCHOLA của Ấn Độ 11
1.4. Lò thép của Trung Quốc 11
1.5. Buồng đốt dùng dầu hoặc Gas 12
2. Thiết bị héo chè 12
2.1 Máng bảo quản 13
2.2. Máy héo chè 3AM-II và ч
φ
3KA-1M do Liên Xô chế tạo 14
2.3. Máng héo kiểu Ấn Độ 15
2.4. Máng héo cơ giới 15
3. Thiết bị vò chè 16
4. Thiết bị sàng tơi 17
4.1. Máy sàng tơi kiểu чO3-II của Liên Xô 18
4.2. Máy sàng tơi kiểu SX-1000 của Việt Nam 18
4.3. Máy sàng tơi kiểu 6CJD- 60 của Trung Quốc 18
4.4. Máy sàng tơi kiểu Googy của Ấn Độ 18
5. Thiết bị phun ẩm và ủ men 18
6. Thiết bị sấy chè 19

6.1. Máy sấy do Liên Xô chế tạo 20
6.2. Máy sấy do Ấn Độ chế tạo 20
6.3 Máy sấy do Trung Quốc chế tạo 20
6.4. Máy sấy do Đài Loan chế tạo 20
6.5. Máy sấy do Công ty cổ phần cơ khí chè chế tạo 21
7. Thiết bị phân loạI chè khô 21
8. Hiện trạng các dây chuyền công nghệ 22
8.1 Dây chuyền công nghệ và thiết bị của Liên Xô 22
8.2 Dây chuyền Ấn Độ 22
8.3. Dây chuyền công nghệ và thiết bị do VINATEA thiết kế hoặc cải
tạo 23

Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

2
8.4. Dây chuyền công nghệ và thiết bị của xưởng tư nhân, lò thủ công 23
9. Đánh giá khả năng tự động hoá quá trình chế biến chè 24
III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN CHÈ 24
1. Chế biến chè đen theo phương pháp OTD 24
2. Chế biến chè đen theo phương pháp CTC 28
Quy trình sàng chè CTC 32
3. Các thông số công nghệ cần giám sát trong hệ thống tự động hoá 32
4. Vấn đề tự động hoá tối ưu của đề tài 33
IV. THIẾT KẾ HỆ THỐNG 34
1. Các vấn đề về cơ sở khi thiết kế hệ thống 34
1.1 Cơ sở chung thiết kế hệ thống 34
1.2 Quan điểm thiết kế các trạm trong hệ thống 35
2. Cấu trúc các thành phần trong hệ thống 37
2.1 Cấu trúc trung tâm điều khiển 37

2.2 Cấu trúc trạm thiết bị phân tán 38
2.3 Hệ thống ghép nối truyền thông 38
V. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 41
1. Trạm thiết bị chủ CIE-MCS01 và PC-Server 41
2. Thiết kế trạm điều khiển phân tán 43
2.1. Thiết kế phần cứng trạm điều khiển héo chè KC.03.22-CIE.01 43
2.2. Thiết kế trạm lên men và sấy TPS-CIE.02 44
3. Thiết kế phần cứng bộ đo thông số môi trường và đầu đo thông minh 47
3.1. Yêu cầu chung 47
3.2. Nguyên lí làm việc của phần đo các thông số 48
3.3. Giới thiệu các sensor lựa chọn 45
VI. THIẾT KẾ PHẦN MỀM HỆ THỐNG 48
Phần mềm hệ thống được hiểu là gồm phần mềm quản lý, điều khiển hệ thống và
phần mềm truyền thông 48

1. Thiết kế giao thức truyền thông 48
1.1. Giao thức truyền thông mạng Profibus-DP 48
1.2. Thiết kế giao thức truyền thông mạng R-485 57
2. Thiết kế phần mềm trạm chủ 61
2.1. Thiết kế phần mềm điều khiển tối ưu quá trình công nghệ 61
2.2. Giao diện phần mềm điều khiển tối ưu quá trình công nghệ 64
2.3. Thiết kế cơ sở dữ liệu phần mềm Điều khiển tối ưu quá trình
công nghệ 69

2.4. Hoạt động trao đổi dữ liệu giữa PC-Server với trạm điều khiển
trung tâm CIE-MCS.01 72

3. Thiết kế phần mềm trạm khu vực héo chè 74
3.1. Thiết kế phần mềm trạm KC.03.22-CIE.01 74
3.2. Lưu đồ thuật toán cho trạm khu vực héo chè 76

4. Thiết kế phần mềm trạm lên men và sấy TPS-CIE-02 83
4.1. Nhiệm vụ của phần mềm 83
Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

3
4.2. Giao thức truyền thông KC03.22.DL.01 84
5. Thiết kế phần mềm cho bộ đo thông số môi trường và đầu đo thông minh 90
VII. THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM 92
1. Mục tiêu, nội dung thử nghiệm 92
2. Cấu hình và bài toán phục vụ thử nghiệm tại phòng thí nghiệm 92
3. Kết quả thử nghiệm hệ thống tại phòng thí nghiệm 92
VIII. THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG TẠI CÔNG TY CHÈ LONG PHÚ 95
1. Mục tiêu, nội dung thử nghiệm 95
1.1. Mục tiêu thử nghiệm 95
1.2. Nội dung thử nghiệm 95
2. Hệ thống thử nghiệm và bài toán giải quyết 96
2.1. Cấu hình phục vụ bài toán thử nghiệm 96
2.2. Yêu cầu về ngưỡng báo động, chu trình chuẩn 100
3. Kết quả thử nghiệm và đánh giá 100
3.1. Phần hệ thống TT điều hành 100
3.2. Kết quả thử nghiệm và đánh giá 100
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103
I. KẾT LUẬN 103
1. Kết quả đạt được 103
2. Hướng nghiên cứu tiếp theo 103
II. KIẾN NGHỊ 104
III. LỜI CẢM ƠN 104
TÀI LIỆU THAM KHẢO 105
PHỤ LỤC BÁO CÁO 106

Các sơ đồ thiết kế trạm thiết bị chủ CIE-MCS05 106
Sơ đồ thiết kế các trạm làm việc 107
Các dịch vụ cơ bản và quy định chung trong giao thức KC.03.22-PB v1.0 122
Các dịch vụ số liệu và quy định chung trong giao thức KC.03.22-MP1 128
Các dịch vụ truyền thông KC03.22.DL.01 được quy định như sau 131
Một số hình ảnh minh hoạ thử nghiệm hệ thống tại Công ty chè Long Phú 133












Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

4


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1: Hệ thống TĐH chế biến và bảo quản chè đen theo phương pháp OTD 39
Hình 2: Hệ thống TĐH chế biến và bảo quản chè đen theo phương pháp CTC 40
Hình 3: Trạm điều khiển trung tâm CIE-MCS.01 và PC server 41
Hình 4: Sơ đồ khối module kết nối chuyển đổi giao thức với các trạm thiết bị đo

trong mạng Profibus DP. 43

Hình 5: Sơ đồ hệ thống trạm điều khiển héo chè 44
Hình 6: Sơ đồ hệ thống tủ lên men và sấy 45
Hình 7: Thiết bị hiển thị OP7 46
Hình 8: Vòng quét truyền thông 47
Hình 9: Bộ đệm truyền thông 47
Hình 10: Chuyển đổi chuẩn hoá 48
Hình 11: Cấu trúc bộ chuyển đổi A/D 49
Hình 12: Cấu trúc phần cứng bộ đo thông số môi trường và các đầu đo thông minh
50

Hình 13: Ẩm kế điện trở 47
Hình 14: Cấu trúc các DP-I/O buffer 52
Hình 15: Sơ đồ cấu trúc bộ nhớ DP-I/O buffer và quá trình trao đổi dữ liệu trong
mạng. 53

Hình 16: Cấu trúc OC_CFG 54
Hình 17: Lưu đồ hoạt động thực thi dịch vụ giữa DP-Master với một DP-Slave-i 55
Hình 18: Vòng quét mạng giữa trạm DCS-Master với các DCS-Slave 57
Hình 19: DCS-I/O buffers 58
Hình 20: Lưu đồ phần mềm điều khiển tối ưu hoá công nghệ chế biến chè đen 63
Hình 21: Giao diện chính của phần mềm 64
Hình 22: Giao diện Cấu hình mạng Profibus 65
Hình 23: Giao diện Đặt thông số công nghệ 66
Hình 24: Giao diện Số liệu đo lưu trữ 67
Hình 25: Giao diện Thông số công nghệ lưu trữ. 68
Hình 26: Các giao diện khác 69
Hình 27: Cấu trúc cơ sở dữ liệu được xây dựng trong phần mềm Điều khiển tối ưu
quá trình chế biến và bảo quản chè đen Error! Bookmark not defined.

Hình 29: Mô tả phần mềm quy trình héo chè 76
Hình 30: Lưu đồ quy trình héo chè 78
Hình 31: Lưu đồ đặt cấu hình hệ thống 79
Hình 32: Lưu đồ quá trình hiển thị dữ liệu và cảnh báo 80
Hình 33: Lưu đồ trao đổi dữ liệu với đầu đo 81
Hình 34: Lưu đồ trao đổi dữ liệu với trạm trung tâm 82
Hình 35: Lưu đồ chương trình lên men và sấy chè 88
Hình 36: Lưu đồ chương trình lên men và sấy chè 89
Hình 37: Lưu đồ thuật toán cho bộ đo thông số môi trường và đầu đo thông minh 91
Hình 38: Hình phối cảnh hộp module 107
Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

5
Hình 39: Mặt trước của hộp module 108
Hình 40: Các Slot bên trong hộp module 109
Hình 41: Hộp hiển thị 110
Hinh 42: PCB của module 111
Hình 43: Sơ đồ nguyên lý CPU của trạm KC.03.22-CIE.01 112
Hình 44: Sơ đồ nguyên lý I-module trạm KC.03.22-CIE.01 113
Hình 45: Sơ đồ nguyên lý O-module trạm KC.03.22-CIE.01 114
Hình 46: Sơ đồ nguyên lý Com-module trạm KC.03.22-CIE.01 115
Hình 47: Sơ đồ nối dây (1) trạm KC.03.22-CIE.01 116
Hình 48: Sơ đồ nối dây (2) trạm KC.03.22-CIE.01 117
Hình 49: Sơ đồ nối dây (3) trạm KC.03.22-CIE.01 118
Hình 50: Sơ đồ nối dây (4) trạm KC.03.22-CIE.01 119
Hình 51: Sơ đồ nối dây (5) trạm KC.03.22-CIE.01 120

Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

6
PHẦN I. MỞ ĐẦU
I. GIỚI THIỆU CHUNG
1. Các loại nông sản và công nghệ chế biến
Hiện nay nước ta có khoảng 80% dân số làm nông nghiệp và các loại nông sản hiện
có rất phong phú đa dạng, tuy nhiên trong khuôn khổ đề tài chúng tôi chỉ tập trung
tìm hiểu phân tích công nghệ chế biến một số loại nông sản chính gồm: Lúa gạo; cà
phê; mía đường; chè; rau quả.
• Lúa gạo
Nước ta hiện đứng hàng đầu thế giới về xuất khẩu gạo, chúng ta có hai vùng sản xuất
lúa gạo chính là đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long. Gạo nước ta
xuất khẩu với sản lượng cao nhưng giá còn thấp so với Thái Lan, Ấn Độ, nguyên

nhân chủ yếu là chất lượng gạo của ta chưa cao. Về công nghệ chế biến gạo chủ yếu
là say, sát, sàng và phân loại gạo theo mầu cuối cùng là bảo quản. Mức độ phức tạp
của công nghệ chế biến gạo không cao, chất lượng gạo chủ yếu phụ thuộc vào chất
lượng lúa (thóc) của nông nghiệp tạo ra nên chúng tôi không lựa chọn lúa gạo để
nghiên cứu đề tài.
• Mía đường
Các nhà máy chế biến đường hiện nay ở nước ta đã có mức độ tự động hoá cao (do
nhập dây chuyền đồng bộ của nước ngoài), tuy nhiên mía đường chiến tỷ trọng
không cao trong sản lượng nông nghiệp, mặt khác trong những năm vừa qua là giai
đoạn khó khăn của ngành mía đường Việt Nam.
• Cà phê
Việt Nam cũng là nước xuất khẩu hàng đầu về cà phê trên thế giới và chất lượng
cũng được đánh giá cao. Tuy nhiên công nghệ chế biến cà phê chỉ có hai khâu chính
cần và có thể tự động hoá là công đoạn sấy và phân loại (theo mầu sắc). Do đó chúng
tôi cũng không chọn cà phê là đối tượng nghiên cứu đề tài.
• Rau quả
Việt Nam là đất nước nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nên có rất nhiều loại rau quả
với các hương vị khác nhau, các loại rau quả thường có mùa vụ thu hoạch riêng và
công nghệ chế biến, bảo quản cũng rất khác nhau. Ngoài ra công nghệ chế biến, bảo
quản của từng loại rau quả cũng rất phức tạp. Thường một nhà máy chế biến rau quả
xuất khẩu chỉ dùng được cho một vài sản phẩm xác định cho nên hiệu xuất hoạt động
không cao, có những nhà máy chỉ hoạt động một vài tháng trong năm còn chủ yếu là
nghỉ. Do tính hiệu quả của đề tài và yêu cầu thử nghiệm kết quả nghiên cứu nên
chúng tôi cũng không chọn rau quả là đối tượng nghiên cứu đề tài.
• Chè
Chè là loại nông sản có nhu cầu sử dụng cao và đối tượng sử dụng rộng rãi,
gần như tất cả mọi người dân đều uống chè. Theo số liệu thống kê mức tiêu thụ chè
bình quân đầu người trong một năm ở Việt Nam là 0,33 kg/người, ở Trung Quốc là
Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

7
0,34 kg/người, ở Đài Loan là 1,3 kg/người, ở Hồng Kông là 1,4 kg/người, … Mặt
khác, chúng tôi thấy rằng trong các loại nông sản, ngoài các cây lương thực, chè là
loại nông sản có diện tích trồng cũng như lực lượng lao động tham gia trực tiếp vào
diện lớn nhất ở Việt Nam. Đồng thời năm 2003 Thủ tướng chính phủ đã phê duyệt
dự án “Xây dựng thương hiệu chè Việt Nam” của ngành chè mà mục tiêu chủ yếu
của dự án là nâng cao chất lượng chè để tăng sức cạnh tranh và tăng sức tiêu thụ chè
Việt Nam cả trong nước lẫn trên thị trường thế giới. Do đó nhóm thực hiện đề tài
KC.03.22 đã lựa chọn chè là loại nông sản để xây dựng hệ thống tự động hoá tối
ưu công nghệ chế biến và bảo quản.
2. Tình hình sản xuất chế biến chè ở Việt Nam
Trong những năm gần đây, sản xuất chè trong nước không ngừng được đầu tư và
phát triển. Tốc độ tăng trưởng của sản phẩm chè cả nước, thời kì 1999-2003 đạt
9,2%, diện tích và sản lượng đã tăng gấp đôi so với thời kì từ 1995 trở về trước (năm
1995 diện tích 66.7 ngàn ha, sản phẩm búp khô 40.2 ngàn tấn, đến cuối năm 2003
diện tích hơn 116.084 ha và sản phẩm trên 90 ngàn tấn), xuất khẩu trên 75 ngàn tấn.
Đặc biệt đã thu hút được vốn đầu tư nước ngoài vào phát triển sản phẩm chè tại Việt
Nam đến nay năng lực chế biến khu vực đầu tư nước ngoài chiếm trên 25% năng lực
sản xuất của cả nước.
Theo Hiệp hội Chè Việt Nam, năm 2004, sản lượng chè xuất khẩu của cả nước
đạt khoảng 96100 tấn, với kim ngạch khoảng 92 triệu USD - tăng 60% về khối lượng
và 53% về giá trị so với năm 2003. Tuy sản lượng chè xuất năm 2004 tăng nhưng giá
chè của Việt Nam vẫn rất thấp so với giá chè các nước khác trên thế giới: Giá chè
của Việt Nam ở mức khoảng 1USD/kg trong khi giá chè của Srilanca là 2.2 USD/kg;
của Ấn Độ 1.95 USD/kg; của Kenya 1.67 USD/kg; của Trung Quốc 1.37 USD/kg,
…. Nguyên nhân chính của việc giá chè Việt Nam thấp là do chất lượng chè của ta
còn thấp, các vấn đề vệ sinh công nghiệp và an toàn thực phẩm chưa thật đảm bảo.
Một trong các yếu tố quyết định tới chất lượng chè là thiết bị và công nghệ chế biến
chè, nhưng theo đánh giá của nhiều chuyên gia trong và ngoài ngành chè thì trình độ

thiết bị và công nghệ chế biến của ngành chè Việt Nam mới chỉ đạt ở mức trung bình
yếu. Đây là lí do chính làm cho chất lượng sản phẩm thấp kém, không đồng đều, chi
phí giá thành cao dẫn đến giá bán thấp và hiệu quả sản xuất thấp.
Ngành chè có một số sản phẩm chính là chè đen, chè xanh và chè vàng nhưng có
hai loại sản phẩm chè chủ yếu là chè đen và chè xanh. Chè đen được chế biến theo
hai phương pháp chính là OTD và CTC, trong đó sản lượng chính hiện nay là chế
biến theo OTD.
Năm 2003, Tổng Công ty chè Việt Nam (VINATEA) và Viện NC Điện tử, Tin
học, Tự động hoá (VIELINA) đã kí thoả thuận hợp tác nghiên cứu chế tạo hệ thống
tự động hoá quá trình chế biến và bảo quản chè (TEAPRO_SYS), từ đó tạo ra các
quy trình công nghệ chế biến chè chuẩn nhằm nâng cao sức cạnh tranh của sản phẩm
chè Việt Nam và tạo ra một
“thương hiệu chè Việt Nam” trên thị trường thế giới.
Được sự phối hợp chặt chẽ của VINATEA, thời gian qua VIELINA đã thiết kế được
toàn bộ hệ thống và chế tạo được một phần hệ thống tự động hoá quá trình chế biến
và bảo quản chè. Sau đây chúng tôi sẽ giới thiệu kĩ hơn về kết quả thực hiện đề tài.

Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

8
II. MỤC TIÊU, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
 Mục tiêu đăng ký
• Xây dựng được giải pháp tối ưu cho tự động hoá chế biến và bảo quản chè
đen phù hợp với điều kiện và khả năng ứng dụng của các doanh nghiệp chế
biến chè trong nước.
• Xây dựng được quy trình công nghệ chế biến chè đen phù hợp với điều kiện
thực tế Việt Nam (theo phương pháp truyền thống OTD) và xây dựng mô
hình quản lý tiên tiến trên cơ sở tích hợp hệ thống quản lý doanh nghiệp với
quản lý quá trình sản xuất nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh của các doanh

nghiệp, đẩy mạnh tiêu thụ sản phẩm.
• Đưa ra mô hình hệ thống tự động hoá quá trình chế biến và bảo quản chè
(TEAPRO_SYS), từ đó chế tạo một số thành phần thiết bị quan trọng trong hệ
thống phục vụ thử nghiệm. Đánh giá và hoàn thiện mô hình tiến tới chế tạo,
cung cấp cho các doanh nghiệp chế biến chè trong nước.
 Nội dung nghiên cứu
Trong 2 năm đề tài đã thực hiện được các nội dung chính như sau:
1. Khảo sát thực trạng thiết bị và công nghệ chế biến chè ở Việt Nam.
2. Xây dựng quy trình công nghệ chế biến chè đen theo cả hai phương pháp
CTC và OTD.
3. Xây dựng mô hình tổng thể hệ thống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và
bảo quản chè theo cả hai phương pháp chế biến OTD và CTC.
4. Thiết kế, chế tạo và hoàn thiện phần cứng, phần mềm các thiết bị: Tủ điều
khiển trung tâm, Tủ điều khiển héo chè, Tủ điều khiển lên men và sấy.
5. Thiết kế chế tạo 02 bộ đo các thông số môi trường cho các kho bảo quản chè.
6. Xây dựng các chương trình phần mềm quản lý và điều khiển hệ thống.
7. Xây dựng bài toán thử nghiệm và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để hiệu
chỉnh hệ thống trước khi đưa đi thử nghiệm thực tế.
8. Xây dựng phương án thử nghiệm công nghiệp hệ thống tại Công ty chè Long
Phú (đã được Tổng Công ty Chè Việt Nam duyệt đồng ý cho đưa vào thử
nghiệm) và tiến hành thử nghiệm thực tế tại Công ty chè Long Phú để hoàn
chỉnh thiết kế và lấy số liệu báo cáo tổng kết đề tài (phụ lục).
9. Xử lý số liệu thử nghiệm, hiệu chỉnh và hoàn thiện thiết kế hệ thống.
10. Ký kết và thực hiện giai đoạn 1 hợp đồng chuyển giao công nghệ cho Công ty
chè Lâm Đồng trị giá 1,5 tỷ đồng. Chuẩn bị ký kết hợp đồng giai đoạn 2 để
hoàn chỉnh toàn bộ hệ thống tự động hoá trị giá khoảng 2 tỉ đồng (Tổng trị giá
dự án: Ứng dụng công nghệ tự động hoá chế biến chè đen xuất khẩu là 3,8
tỉ đồng).
Sau đây chúng tôi xin trình bày chi tiết phần thiết kế chế tạo hệ thống tự động
hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè.

Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

9
PHẦN II. NỘI DUNG CHÍNH BÁO CÁO
I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Ở các nước có sản lượng chè xuất khẩu lớn như: Trung Quốc, Ấn Độ, Srilanca,
… đều đã xây dựng được các quy trình công nghệ chế biến chè phù hợp với đặc
điểm chè nguyên liệu ở từng vùng tạo ra các hương vị đặc trưng cho từng loại chè,
xây dựng được nhiều thương hiệu chè nổi tiếng. Về mặt thiết bị, các nước cũng đã
chế tạo nhiều loại máy móc thiết bị chế biến chè phù hợp với yêu cầu của thực tế
(xem phần kết quả khảo sát thực trạng thiết bị và dây chuyền chế biến chè phía
dưới). Phần thiết bị chế biến chè thì chúng ta có thể sử dụng ngay được các thiết bị
của nước ngoài nhưng phần công nghệ thì chúng ta cần phải nghiên cứu để tạo ra
các quy trình công nghệ riêng phù hợp với đặc thù riêng của chè nguyên liệu Việt
Nam.
Vấn đề tự động hoá trong chế biến chè, qua tìm hiểu và trao đổi với các chuyên
gia trong ngành chè chúng tôi thấy rằng phần lớn sản xuất chè mới ở mức độ cơ giới
hoá, tự động hoá cũng có ở một số dây chuyền nhưng thường chỉ dùng cho các sản
phẩm đòi hỏi chất lượng cao. Nguyên nhân có thể do hiệu quả sản xuất nông nghiệp
còn thấp nên chưa thể đầu tư các thiết bị hiện đại được. Một số dây chuyền tự động
hoá trong các cơ sở chế biến chè thì cũng mới dừng ở mức độ tự động hoá quá trình
sản xuất chứ chưa tự động hoá quá trình quản lý và điều hành.
2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Về quy trình công nghệ, hiện nay ngành chè Việt Nam cũng đã áp dụng một số
quy trình công nghệ chế biến chè của nước ngoài như của Nga, của Ấn Độ, …
Trong quá trình sản xuất đã nghiên cứu cải tiến để phù hợp với thực tế điều kiện sản
xuất cũng như đặc trưng nguyên liệu của từng vùng. Tuy nhiên quy trình công nghệ
ở đây chủ yếu mới áp dụng theo các công đoạn chế biến còn cụ thể các thông số

công nghệ của từng công đoạn thì không được kiểm tra giám sát thường xuyên, nên
cần nghiên cứu tạo ra hệ thống thiết bị giám sát và điều khiển quá trình chế biến
theo các thông số công nghệ.
Về thiết bị, hiện nay đang tồn tại các thiết bị của một số nước là: Liên Xô (cũ),
Trung Quốc, Ấn Độ, Đài Loan, Nhật Bản, Một số đơn vị trong nước đã chế tạo
được một số thiết bị chế biến như máy vò, máy sàng, máy trộn, … nhưng các thiết
bị công nghệ cao như máy sấy tầng sôi, hệ thống sàng nhiều cấp, … và đặc biệt các
thiết bị đo kiểm tra các thông số công nghệ cho chế biến và bảo quản chè thì chưa
có đơn vị nào nghiên cứu, chế tạo. Điều này dẫn tới thực trạng là hầu hết các cơ sở
chế biến chè vẫn sản xuất thủ công, do đó chất lượng sản phẩm phụ thuộc hoàn toàn
vào yếu tố con người. Để nâng cao được chất lượng sản phẩm, năng suất thì cần
phải tự động hoá quá trình chế biến cũng như bảo quản. Hiện trong Tổng Công ty
Chè Việt Nam (VINATEA) có một số Công ty liên doanh đã có mức độ tự động
hoá, cơ giới hoá nhất định đó là các Công ty: Tân Phú, Phú Bền, Sông Cầu, Mộc
Châu,… Đây là cơ sở để nhóm thực hiện đề tài tham khảo cho thiết kế hệ thống.
Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

10
II. KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC THIẾT BỊ VÀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
Để thiết kế được hệ thống tự động hoá tối ưu cho quá trình chế biến và bảo quản
chè, chúng tôi đã cùng với VINATEA đi khảo sát thực trạng thiết bị tại các cơ sở
chế biến chè. Sau đây chúng tôi xin trình bày thực trạng các thiết bị đang sử dụng
trong ngành chè Việt Nam, trên cơ sở thực trạng này chúng ta sẽ có những định
hướng nhất định trong quá trình xây dựng hệ thống tự động hoá tối ưu cho quá trình
chế biến và bảo quản chè.


1. Lò nhiệt (calorife)
Cung cấp nhiệt lượng cho tác nhân là khí khô, áp dụng cho các trường hợp cần

lưu lượng lớn khí nóng có nhiệt độ cao và áp lực gió lớn (héo, sấy).
Các loại lò nhiệt thường có 4 bộ phận chính.
• Có buồng đốt riêng không trực tiếp đốt vào bộ phận công tác của thiết bị.
• Bộ phận trao đổi nhiệt.
• Quạt nhồi để cung cấp không khí đốt lò. Quạt hút để cung cấp khí nóng
cho máy công tác.
• Bộ phận ống khói, hộp tro.
1.1. Lò kiểu Liên Xô (Ь2чCK)
 Cấu tạo và thông số kỹ thuật chính
• Buồng đốt V= 1,84m
3
. Nhiên liệu dùng than cám A số 4-5, than cục. Vật
liệu chịu lửa.
• Calorife có thành và dàn ống bằng gang đúc chịu nhiệt. Diện tích tiếp
nhiệt 110 m
2
.
• Nhiệt độ khí nóng 100-130
0
C, lưu lượng khí 25000 m
3
/h.
• DxRxC = 5300x4200x3600, ống khói φ250 – 350x17000.
• Trọng lượng kim loại 14300kg, vật liệu xây dựng 9300 kg.
• Quạt nhồi động cơ 1,5 kw 2900 v/p, 5000m
3
/h.
• Quạt hút động cơ 10-17kw 930v/p, 16000-25000m
3
/h.

 Nguyên lý làm việc
Nhờ quạt đẩy cấp ôxy để đốt nhiên liệu ở buồng lò, khí nóng đi qua và nung
nóng dàn ống dẫn khí (ống lửa) từ bên ngoài rồi đi đến ống khói. Nhờ quạt hút khí
công tác đi bên trong hấp thụ nhiệt từ thành ống rồi được đẩy qua lớp chè cần héo
hoặc sấy. Khí công tác có nhiệt độ cao, áp lực lớn sẽ làm cho nước bay hơi nhanh ra
khỏi thành phần của búp chè.
1.2. Lò nhiệt thành xây của Trung Quốc và Việt Nam chế tạo (513, VN-II,
6CHL-20,S-500)
Nguyên lý hoạt động và kết cấu tương tự như lò sấy Liên Xô nhưng có những
điểm khác đó là: buồng đốt trực tiếp bên dưới dàn ống lửa, không khí công tác được
nung nóng 2 lần qua ống lửa, không có ruột xoắn trong ống lửa.
Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

11
Các thông số kĩ thuật của lò nhiệt
• Buồng đốt V=1,2 m
3
. Nhiên liệu dùng than cám 4-5, than cục. Vật liệu
chịu lửa.
• Calorife có thành xây và dàn ống bằng gang đúc chịu nhiệt. Diện tích tiếp
nhiệt 31m
2
.
• Nhiệt độ khí nóng 100-130
0
C, lưu lượng khí 8000m
3
/h.
• DxRxC =2965x2040x2850, ống khói φ350x5300.

• Trọng lượng kim loại 2600kg, vật liệu xây dựng 5800kg.
• Quạt nhồi động cơ 1,5kw 1430v/p ,2500m
3
/h.
• Quạt hút động cơ 4,5-5,5 kw 930 v/p,8000- 10.000m
3
/h.
1.3. Lò nhiệt SCHOLA của Ấn Độ
Cấu tạo hoàn toàn bằng các tấm và nhóm ống gang chịu nhiệt được gia công lắp
ghép kín khít và chắc chắn.
Bảng 1 : Thông số kỹ thuật một số loại lò của Ấn Độ
Loại lò Mục đích sử dụng
Dài
(m)
Rộng
(m)
Cao
(m)
Diện tích
(m
2
)
Số băng
ống
SHOLA
MARKII
Lò 6 (1,8m) kéo dài
hoặc không hoặc
sấy tầng đôi.
3,63 3,96 2,64 1,1 24

SHOLA
SUPER
Lò đôi 6 (1,8m) +
Lò 4 (1,2m) hoặc
sấy tầng đôi.
3,76 3,96 2,93 1,1 32
SHOLA
MAJOR
Lò đôi 6 (1,8m) +
Lò 4 (1,2m) hoặc lò
đôi 6+ lò 6 hoặc sấy
tầng đôi
4,28 5,17 3,44 1,46 40
 Nguyên lí làm việc
Quạt nhồi và quạt hút khói đẩy khí đốt nóng đi qua trong lòng của các hàng ống
đến ống khói, khí nóng sẽ truyền nhiệt ra thành các tấm và dàn ống. Khí công tác
nhờ quạt hút từ bên thành, đằng sau và ở trên nhận nhiệt của các bề mặt nóng để đi
tới máy sấy hoặc máng héo.
Lò của Ấn Độ sử dụng than Kíp lê có hiệu suất sử dụng nhiệt cao, hệ số sử dụng
than khoảng 0,75 –0,9 kg/1kg sản phẩm chè OTD.
Chế độ chăm sóc cũng giống như các loại lò nhiệt do Liên Xô, Trung Quốc ,
Việt Nam chế tạo.
1.4. Lò thép của Trung Quốc
Có nhiều công suất nhiệt khác nhau đơn giản gọn nhẹ, sử dụng thuận lợi, di
chuyển dễ dàng, niên hạn sử dụng khoảng 3-4 năm .

Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

12

Bảng 2 : Thông số kỹ thuật các loại lò nhiệt bằng thép của Trung Quốc

Các loại lò của nhà máy Thiều Hưng Hàng Châu Model
Thông số KT
RLF-40 RLF-70 RLF-80 RLF-100 FP14 FP14II
Nhiệt lượng 10
4

kj/h
36-44 63-77 72-88 90-1`10 40 kg than kíp lê/h
Nhiệt độ (
0
C) 90-140 90-140 90-140 90-140 90-130 90-130
Lưu lượng gió
1000 m3/h
4 - 4,9 7 – 8,6 8 – 9,8 10 – 12,5 7 - 10 7 -10
Hiệu suất sử
dụng nhiệt %65
65 65 65 65 >60 >60
Động cơ quạt lò
Kw
0,35 0,75 0,75 1,1

DxRxC (m) 1,87x1,89x1,96
Trọng lượng
(kg)

1100
Lắp với máy
6CH-

16A
6CH-
20A
6CH-30A
6CH-
20A
6CH-16A
Quạt hút gió No 4A No4,5A No 5,5A No 4,5A No 4A

1.5. Buồng đốt dùng dầu hoặc Gas
Buồng đốt dùng cho máy sấy, lửa đốt cháy nhiên liệu được thổi trực tiếp đi trong
lòng dàn ống có cánh toả nhiệt rồi đến ống khói. Khí công tác nhờ quạt đẩy đi qua
và tiếp thu nhiệt từ dàn ống và đi vào buồng máy sấy.
Có bộ điều khiển hoàn chỉnh hiện đại phối hợp giữa các yếu tố phun nhiên liệu
và đánh lửa cùng cơ cấu an toàn.
Không nên hoàn lưu khí khi sấy chè có nhiều cám bụi và cánh nhẹ. Hàng ngày
dùng khí nén để thổi sạch bụi ở dàn ống nhiệt để phòng bụi chè bám nhiều bốc cháy
bay vào buồng sấy.
Cách điều chỉnh bộ đánh lửa của bộ đốt gas và đốt dầu tương tự nhau: về nguyên
tắc hồ quang sinh ra gần sát nón phun nhiên liệu khi có gió hồ quang vừa chạm
nhiên liệu và phát cháy. Máy biến thế đánh lửa đốt Gas/ dầu DO có diện thế thứ cấp
tương ứng là 4KV /17KV .
Khi lắp 2 điện cực song song cách nón đầu phun 4-6mm, đầu cực nhô lên trước
2-4mm, khoảng cách 2 điện cực 3-4mm. Khi đánh lửa hồ quang gọn và đậm.
Chú ý vệ sinh bộ lọc dầu và lọc khí trước khi vào buồng đốt nếu để bị tắc không
cấp đủ nhiên liệu và khí bộ điều khiển sẽ có tín hiệu báo động và tự ngắt .
2. Thiết bị héo chè
Héo chè được hiểu là quá trình chuyển hoá của búp chè tươi từ lúc rời khỏi cây
chè cho đến lúc đưa vào để vò do đó các thiết bị héo bao gồm cả khâu bảo quản.
Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè

VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

13
Héo không chỉ là khâu chuẩn bị cho vò chè không bị nát mà có ý nghĩa quyết định
tới chất lượng chè ở các công đoạn sau.
Về thời gian héo tốt nhất từ 16 đến 18h (khi hái khoảng 3h, quá trình thu mua
vận chuyển khoảng 2 giờ, thời gian thực sự cho các biện pháp công nghệ từ 11 đến
13h). Trong thời gian đó đồng thời diễn ra 2 quá trình héo hoá học và biến đổi sinh
hoá trong nội bộ khối chè) thưòng diễn ra trong thời gian 10 đến 12h và qúa trình
héo vật lí (tách đi một lượng nước làm cho đọt chè mềm, dẻo, có tính đàn hồi)
thường diễn ra 4 – 8 giờ.
Yêu cầu đối với quá trình vận chuyển và héo chè:
• Không để búp chè bị dập nát, chèn ép quá chặt.
• Thoát nhiệt của khối chè do quá trình hô hấp của búp chè tăng lên
• Quá trình sinh hoá diễn ra từ từ đồng thời với quá trình thoát hơi nước.
Từ kết quả nghiên cứu, thử nghiệm và các tài liệu kỹ thuật của nhiều nước (Liên
Xô, Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam , Đài loan, Nhật Bản). Tổng công ty chè Việt
Nam chỉ đạo phải giải quyết tốt ngay từ đầu khâu bảo quản và héo chè. Không chỉ
chế biến chè đen mà cả chế biến chè xanh cũng phải héo chè ở mức độ cần thiết để
chuyển hoá chất tạo ra hương thơm của chè phù hợp với từng đối tượng tiêu dùng.
Nguyên lí hoạt động chung của các thiết bị héo chè là dùng độ thoáng và gió có
nhiệt độ, ẩm độ thích hợp thổi qua lớp búp chè trong thời gian quy định để tách dần
một phần hơi nước trong búp chè và tạo điều kiện chuyển biến về nội chất trong búp
chè có lợi nhất cho chất lượng chè được chế biến.
Cấu tạo thiết bị héo chè gồm có 3 bộ phận chính.
• Lò cấp nhiệt.
• Bộ phận chứa chè (cố định hoặc di chuyển).
• Bộ phận cung cấp gió.

2.1 Máng bảo quản

Ở các nhà máy dùng máy héo do Liên Xô chế tạo, chè búp tươi khi về nhà máy
phải được rải ngay trên máng bảo quản để giải phóng nhanh chè búp ra khỏi phương
tiện vận chuyển và tạo điều kiện tích cực cho việc thoát hơi nước và chuyển hoá nội
chất trong búp chè. Khi bảo quản theo chế độ sau:

• Lớp chè dày từ 40-50cm tức là từ 45-55kg/m
2
(lúc kết thúc lớp chè còn
36-40 cm, thuỷ phần của búp chè giảm 2%).
• Lưu lượng gió thổi qua chiều dày lớp chè từ 700-1000m
3
/m
2
/h. Chọn quạt
có lưu lượng thích hợp Q= (800-1000)x S m
3
/h (S là diện tích rải chè).
• Thời gian bảo quản (héo sơ bộ) khoảng 6-8 giờ, bắt đầu thổi gió 1 giờ sau
đó cứ nghỉ ½ giờ lại thổi gió ½ giờ.


Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

14
Bảng 3 : Thông số kỹ thuật một số loại quạt hướng trục của Ấn Độ hoặc tương
đương có thể sử dụng cho máng héo.

Lưu lượng gió ở áp suất
12mmH20

Động cơ
Loại số
M
3
/h cfm K W HP v/p
TA-0922 27200 16000 1,5 2 1000
TA-1013 34000 20000 2,2 3 1000
TA-1005 42500 25000 3,7 5 1000
TA-1105 51000 30000 3,7 5 1000
TA-1203 42500 25000 2,2 3 750
TA-1207 57800 34000 5,5 7,5 1000
TA-1407 68000 40000 5,5 7,5 1000

Bảng 4 : Thông số kỹ thuật một số quạt hướng tâm.

Lưu lượng
Áp suất động
Động cơ Loại
số
Đường
kính cánh
quạt
Áp
Suất
Động
Cmf m3/h
Tốc
độ
K W HP V/P
TC-2 20’’(510) 2,5’’WG 6000 10200 1645 3,7 5 1440

TC-3 30’’(760) 1,5’’WG 13000 22100 480 7,5 10 1440
TC-4 35’’(890)
1,5’’WG

19000 32300 480 11 15 1440

2.2. Máy héo chè 3AM-II và ч
φ
3KA-1M do Liên Xô chế tạo
 Cấu tạo
• Một hoặc hai máy héo cần 1 lò nhiệt Ъ2чCK để cung cấp khí nóng.
• Một máy cần trang bị một bộ quạt và hoà khí ч3C-II, tốc độ quạt 810 v/p,
lưu lượng gió 55000-60000m
3
/h, động cơ 22-30-40kw 930v/p.
• Nhiệt độ vào máy héo từ 35-42
o
C.
• Động cơ truyền chuyển động 3kw 930v/p . Bộ phận hộp giảm tốc và hộp
số. 4 cấp I / II / III / IV tương ứng với thời gian búp chè di chuyển trong
máy héo là 360/ 220/ 176/ 120p có tốc độ dài tương ứng 0,15/ 0,215/
0,269/ 0,452 m/p.
• Buồng máy là hệ thống khung thành và 5 vòng lưới chun được buộc trên
hệ thống ống tuýp và di chuyển nhờ hệ thống xích trục truyền động lực.
• Băng tải lưới chun có tác dụng cung cấp đều đặn và rũ tơi xốp chè trước
khi vào máy. Đối với máy чφ3KA-1M cũng nên chuyển đổi sang dạng
băng tải của 3AM-II khi chỉ chế biến chè đen.
• Băng tải lưới chun đón chè sau máy có tác dụng vận chuyển và làm nguội
chè sau héo đến phòng vò.
Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè

VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

15
• Công suất héo chè búp tươi từ 500-800kg/h, lớp chè vào máy héo từ 18
đến 20cm. Nếu sau bảo quản thuỷ phần giảm đi 2% thì có thể nâng công
suất héo của máy tăng lên P = 800 x (78-64)/(76-64) = 873kg/h (109%).
 Nguyên lý làm việc
• Búp chè di chuyển theo mặt trên của 5 vòng lưới chun có diện tích
9,44x1,5x5 = 70,8m
2
đi từ trên xuống dưới và ra ngoài thuỷ phần còn lại
63-65% .
• Khí nóng vào phía dưới băng chuyền l đi qua lớp chè mang theo 1 phần
hơi nước, tiếp tục đi qua băng II, III, IV, V ra vỏ máy theo ống thoát ra
ngoài.
 Chế độ bảo dưỡng
• Hệ thống tấm cong, tấm nghiêng, tấm tăng áp, cao su chắn ở 2 bên xích và
các đầu máy có tác dụng rất quan trọng trong việc phân phối và luân
chuyển khí đảm bảo cho chè được héo đều nhau và bảo đảm công suất
máy héo, do đó hàng năm đều phải kiểm tra để thay thế bổ sung.
2.3. Máng héo kiểu Ấn Độ
 Công dụng
Những nơi không có máy héo Liên Xô thì nên xây dựng máy héo kiểu Ấn Độ sẽ
đồng thời giải quyết được yêu cầu giải phóng chè nhanh, bảo quản tích cực, héo chè
đồng đều, phân loại được chè búp tươi, theo dõi được chè của từng đơn vị và để
đánh giá chất lượng chè héo để chuyển sang công đoạn vò.
 Cấu tạo
Phân nhiều máng héo do Ấn Độ nhập vào Việt Nam có các thông số tương ứng:
1,83x25 = 45,75m
2

,
quạt gió có động cơ P= 7,5Hpx0,75 = 5,5 Kw 960v/p, sải cánh
D= 1200mm, lưu lượng khí Q = 34000cmf x1,7=57800m
3
/h hay q=1285m
3
/m
2
/h, áp
lực gió 12mmH
2
0, lớp chè rải 20-25cm tương ứng 20-25kg/m
2
. Chú ý kích thước
ống nối để gió thổi đều theo tiết diện ngang của máng φ1220/1830 x 750/1677.
 Nguyên lý hoạt động
Chè búp được rải trên sàng thoáng và tĩnh, thực hiện chế độ thổi gió từ dưới lên
01h lại hút ngược 01h hoặc cho đến khô nước bề mặt sau đó cứ thổi 30 phút lại hút
ngược 30 phút, nghỉ 60 phút lại tiếp tục cho tới 16-18h. Nếu cần rút ngắn thời gian
hoặc trời lạnh, ẩm, chè ướt thì hoà khí nóng tại điểm đầu vào không quá 38
o
C trong
3h cuối.
2.4. Máng héo cơ giới
 Công dụng
Kết hợp ưu việt của máng héo về giải phóng chè nhanh, héo đều, chủ động được
thời gian và cơ giới trong khâu rải và thu chè của máy héo.
 Cấu tạo
Máng héo cơ giới là sự cải tiến để cơ giới hoá máng héo
• Dùng kết cấu băng tải rải chè của 1 tầng máy héo.

Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

16
• Dùng hầm xây của máng héo.
• Dùng quạt hướng trục: TA-1270 đường kính 1200mm, động cơ 5,5Kw-
930v/p, lưu lượng gió 34000cmfx1,7=57800m
3
/h (hoặc TA –1005 đường
kính 1000mm, động cơ 3,7Kw 1000v/p, lưu lượng 25000cmf x 1,7 =
42500m
3
/h).
• Một bộ truyền động cơ -giảm tốc-hộp số cho phép rải và thu chè ở đầu
máng héo không phải đi lại rải và thu hốc chè.
• Kết hợp với băng tải cao su sẽ đón và chuyển chè liên tục đến máy héo
hoặc máy vò.
• Việc tính toán tốc độ di chuyển băng tải phù hợp và nâng công suất của
máy héo lên 900-1000kg/h (110-120%)
 Nguyên lý hoạt động
• Nguyên lý hoạt động giống như máng héo cố định. Khi thu và rải chè
giống máy héo.
• Với diện tích rải chè 1,5x26,6 = 39m
2
khi bảo quản rải chè 45kg/m
2
được
1800kg/1 máng, khi héo rải chè 25kg/m
2
được 900kg/ 1 máng.

• Có 2 tốc độ di chuyển: V1=15,1m/h để chuyển chè vào máy héo và V2=
30,2m/h để rải chè và chuyển chè sang máy vò.

3. Thiết bị vò chè
Có khá nhiều loại máy vò của các nước Liên Xô ,Trung Quốc, Ấn Độ, Đài Loan
đã được nhập và sử dụng ở Việt Nam. Các máy vò trong nước chế tạo đã dựa theo
mẫu của Liên Xô, Trung Quốc, Ấn Độ.
 Công dụng của máy vò chè
Làm dập tế bào của búp chè và tiết nội chất của tế bào ra ngoài, tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình lên men và sấy sau này.
 Cấu tạo
Nhìn chung các loại máy vò chè gồm 5 bộ phận chính
• Động cơ và hộp giảm tốc.
• Chân đế.
• Mâm và gân .
• Càng và thùng (xi lanh).
• Một số máy có bộ phận ép chè.

 Thông số kỹ thuật



Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

17
Bảng 5 : Thống số kỹ thuật một số loại máy vò

Máy vò Ấn
Độ Super

Twist
Máy vò Hàng Châu,
Thiều Hưng, Vân
Nam của TQ, Cơ khí
chè của Việt Nam STT Chỉ tiêu
Đơn vị
tính
Máy
vò
чPO-
II
V-220
115 90
ZCL-
265
6CRN
-55
6CR
-
45
1 Đường kính
thùng chứa
mm 965
969
1150 900 650 550 450
2 Chiều cao
thùng chứa
mm
1000 750 750 500 400 320
3 Lượng chè

héo
Kg/mẻ
220 360 145 60 45 25
4 Tốc độ quay V/p 55-58 40-45-50-55 40-45-52
5 Động cơ chính Kw 7,5 11 7,5 4-5,5 2,2 1,1
6 Đ/ cơ bàn ép Kw 0,75 0,75 Quay tay

 Nguyên lý hoạt động
Nhờ có chuyển động song phẳng giữa mâm và thùng chứa làm cho khối chè
chuyển động và nhào trộn vào nhau kết quả làm cho các tế bào của búp chè bị dập
và tiết nội chất ra ngoài.
Nhờ có lực ép từ bên ngoài và tự trọng của khối chè làm tăng khả năng chèn ép
đảo trộn của khối chè có tác dụng đẩy mạnh độ dập của tế bào búp chè.
4. Thiết bị sàng tơi
 Công dụng của sàng tơi
Sàng tơi có 2 tác dụng chính
• Đánh tơi để các búp chè không bị cuộn vào nhau gây vón cục để vò lần
tiếp theo hoặc đưa đi ủ tạo điều kiện cho việc lên men thuận lợi và triệt để
hơn.
• Tách một phần chè nhỏ, vụn đã dập tế bào ra khỏi các lần vò tiếp sau.
 Cấu tạo của máy sàng tơi
Nhìn chung các loại máy sàng tơi gồm 4 bộ phận chính sau đây:
• Bộ phận động cơ và truyền động lực
• Bộ phận trục khuỷu bánh đà để tạo độ rung.
• Bộ phận đánh tơi và phân phối.
• Bộ phận cánh sàng lắp lưới thép không rỉ hoặc đồng vàng số 3x3 (d=1,8)
hoặc 4x4 (d= 1,5).
Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

18
4.1. Máy sàng tơi kiểu чO3-II của Liên Xô
Các nhà máy có sử dụng monoray thường sử dụng máy sàng tơi kiểu чO3-II của
Liên Xô có phễu hứng và guồng đánh tơi công suất 1000-1200kg/h, cánh sàng
chuyển động theo trục lệch tâm (e=35) lắc 250l/p để sàng chè. Nhờ chuyển động lên
xuống, tiến lùi của cánh sàng làm cho chè vò được tung lên và tịnh tiến về phía
trước đồng thời được tơi ra và phần nhỏ sẽ lọt qua lưới sàng.
4.2. Máy sàng tơi kiểu SX-1000 của Việt Nam
Các nhà máy không có monoray công suất chế biến trên 10 tấn/ngày thường
dùng máy sàng tơi SX-1000 có khung đánh tơi, cánh sàng chuyển động theo trục
lệch tâm (e=35) lắc 250 l/p tạo ra những bước nhảy để sàng chè.
4.3. Máy sàng tơi kiểu 6CJD- 60 của Trung Quốc
Có băng tải vào, guồng đánh tơi và cánh sàng công suất 800-1000kg/h. Cánh
sàng chuyển động theo trục lệch tâm tạo ra những bước nhảy để sàng chè.
4.4. Máy sàng tơi kiểu Googy của Ấn Độ
Theo kiểu thùng quay 18-20v/p có độ nghiêng để sàng chè, mỗi máy vò đi kèm
1 máy sàng.
5. Thiết bị phun ẩm và ủ men
 Công dụng
Thiết bị phun ẩm để bổ sung nhằm tạo ra độ ẩm cần thiết cho môi trường phòng
vò và phòng ủ lên men chè.
 Cấu tạo
Thường sử dụng 2 dạng kết cấu pép phun và đĩa ly tâm.
• Pep phun theo nguyên lý dùng khí nén tạo chân không tại vòi phun nước
để tạo ra sương mù. Có nhược điểm hay bị tắc tạo tía nước, tốn nhiều
nước, phải dùng máy nén khí.
• Đĩa li tâm dùng nguyên lí tạo ra lực ly tâm cho nước thành lớp mỏng và
chạm vào hàng răng hạt mướp bị xé nhỏ thành bụi và gío thổi. Có ưu điểm
vận hành đơn giản, cần chú ý động cơ kín, cấp nước vừa đủ.
Có hai hình thức cung cấp không khí ẩm

• Cấp khí ẩm theo gió của hộc lên men và máy lên men liên tục. Có ưu
điểm không khí và hơi nước tích cực, ổn định, đều (phòng ủ có nhiệt độ
28
o
C, thuỷ phần 83% thì ở khay đặt trong hộc có nhiệt độ 28,5
o
C, khay
đặt ngoài có nhiệt độ 32
o
C.
• Cấp khí ẩm cho toàn phòng .Có nhược điểm nhiều nước, không đều, nước
phủ bề mặt khay gần vùng phun và phía trên trong khi các khay dưới lại
thiếu, nhiệt lượng khay chè không thoát đi được (phòng ủ có nhiệt độ
27,3
o
C, thuỷ phần 78% trong 1 kệ chứa các khay chè có nhiệt độ từ 31 đến
32,2
o
C).
Khay ủ chè bằng nhựa hoặc gỗ đều phải được rửa sạch sau mỗi mẻ. Lớp chè
phần l dày 4-6cm, phần lll dày 6-8cm.
Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

19
 Phương án chế tạo xe ủ
• Cấu tạo về hình thức là 1 hộc men 3 tầng x 8 khay, di chuyển được từ
phòng vò sang phòng sấy. Sẽ phát huy được ưu điểm của hộc lên men, tiết
kiệm diện tích xây dựng (từ 408 xuống 230m
2

/12tấn/ngày)
• Theo tính toán 1 xe chứa 24 khay x 5kg chè/khay = 120kg. Tương đương
1/5,5 mẻ chè vò 660kg. Máy sấy sẽ sấy trong thời gian 120kg : 0,8 :
900kg x 60p= 10p sẽ không lo bị trễ ủ.
• Phương án này cần trang bị buồng tạo ẩm và gió trung tâm về kinh phí sẽ
ít tốn kém hơn kinh phí xây dựng nhà xưởng và hộc lên men.
 Máy lên men liên tục MAJETEA
Máy lên men liên tục là thiết bị lên men hiện đại cho phép lên men đều và không
bị lầm lẫn giữa các mẻ chè ủ trước và sau , không chế được thời gian ủ, thu gọn
diện tích nhà xưởng.
Bảng 7: Thông số kỹ thuật cở bản của máy lên men liên tục

Số
TT
Kiểu Đơn vị
TTM05
5modul
TTM06
6 modul
TTM07
7 modul
TTM08
8 modul
1 Kích thước
Dài cả băng tải m. 13,4 15,4 17,4 19,4
Cao m. 1,4 1,4 1,4 1,4
Rộng cả bộ dẫn
động
m.
2,85 2,85 2,85 2,85

Rộng m. 2,1 2,1 2,1 2,1
Công suất ủ lớp
chè 10cm*
Kg/50p
1250 1500 1750 2000
11 Động cơ
Đ/c dẫn động
chính 2 tốc độ
HP
1,5/2,3 1,5/2,3 1,5/2,3 1,5/2,3
Đ/c rải chè HP 1 1 1 1
Đ/c chổi làm sạch HP 1 1 1 1
Đ/c các quạt HP 0,5x5 0,5x 6 0,5x 7 0,5x 8

Ghi chú:
Nếu lớp chè (10cm) và thời gian (50p) thay đổi thì công suất ủ sẽ thay đổi.

6. Thiết bị sấy chè
Sấy chè có ý nghĩa đình chỉ quá trình lên men và là khâu then chốt đối với chất
lượng chè và công suất chế biến của các công đoạn trước bởi vì:
Mọi thành quả của nông nghiệp và các công đoạn chế biến trước đều được
chuyển đến công đoạn sấy, nếu sấy tốt thì phát huy được thành quả và ngược lại.
Sau khi sấy khô chè không còn chuyển biến về nội chất.
Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

20
Máy sấy là loại có nhiều bộ phận, phức tạp, đắt tiền trang bị ít máy, khó thay thế
nên công suất máy sấy thường quyết định công suất chế biến của dây chuyền, do đó
khi thiết kế kỹ thuật công nghệ căn cứ yêu cầu công suất chế biến người ta chọn loại

máy sấy trước sau đó chọn các loại máy khác ( công suất máy và số lượng ) phù
hợp với máy sấy đã chọn.
Ví dụ: 1 máy sấy công suất sấy búp tươi 900kg/h chỉ có thể tương ứng với 3-2-2
máy vò công suất 220kg/mẻ của LX. Nếu dùng 1 máy sấy công suất sấy búp tươi
300kg/h sau máy vò 220kg/mẻ thì sẽ phải sấy sớm 15p thì vẫn trể ủ 15p đối với mẻ
vò đó.
 Cấu tạo
Máy sấy chè các loại gồm 6 bộ phận chính như sau:
• Lò cung cấp nhiệt lượng (đã nêu ở phần l).
• Quạt li tâm cung cấp gió nóng (đã nêu ở phần l).
• Bộ truyền động lực (động cơ, giảm tốc,hộp số, đai, xích).
• Buồng sấy.
• Băng tải cấp và phân phối chè vào.
• Băng tải đón chè ra.
6.1. Máy sấy do Liên Xô chế tạo
Kí hiệu чCП-1, чCП-1, T1-чCП là các loại máy sấy tốt, bền, sử dụng ổn định,
năng suất cao, đã được cải tiến và hiện đại dần theo từng thế hệ.
6.2. Máy sấy do Ấn Độ chế tạo
Kiểu DRYNOVA để sấy chè OTD và CTC (còn có các máy sấy hỗn hợp
TREMPEST).
Máy sấy của Ấn Độ có kết cấu khung, thành, bảo ôn, cửa tốt hơn của máy sấy
Liên Xô. Ngược lại máy sấy Liên Xô có bộ truyền lực, xích, vỉ bền ổn định và đã
chế tạo phổ thông ở Việt Nam. Cho nên cần lựa chọn và áp dụng vào thực tiễn khi
sửa chữa và cải tạo máy.
6.3 Máy sấy do Trung Quốc chế tạo
Có nhiều loại công suất do nhiều nhà máy chế tạo, thường lắp với lò xây kết hợp
kim loại hoặc lò kim loại sử dụng nhiên liệu than đá. Đây là các loại máy tiện dụng,
thích hợp công suất vừa và nhỏ.
6.4. Máy sấy do Đài Loan chế tạo
Thường gọn nhẹ ,hiện đại ,sử dụng nhiên liệu dầu hoặc gas, có công suất vừa và

nhỏ, thích hợp mặt hàng tinh có chất lượng cao. Loại dùng dầu kí hiệu TD có lò đốt
đặt ở đầu máy. Kí hiệu TB.TF có lò đốt đặt trên đỉnh máy.
Loại dùng nhiên liệu gas có ký hiệu TW.
Đi kèm có ký hiệu số 200A4 có 200vỉ dài A4=1200mm hoặc 200A5 có 200 vỉ
dài A5=1500mm.

Đề tài KC.03.22: Hệ hống tự động hoá tối ưu quá trình chế biến và bảo quản chè
VIELINA – Tel. (04) 7164.855; 7140.150

21
Bảng 8 : Thông số kỹ thuật các máy sấy do nhà máy Thiều Hưng chế tạo

Loại máy 6CH-10 6CH-16 6CH-20 6CH-30
Diện tích sấy m
2
10 16 20 30
Thời gian sấy Phút 6,5 -26 6,5 - 26 6-30 7-35
Công suất thoát ẩm tối đa N Kg/h 60 100 120 170
Công suất sấy quy chè
tươi=N/(0,65-0,3)/0,8
Kg/h 120 200 240 340
Công suất điện Kw 2,75 4,55 5,1 9,0

6.5. Máy sấy do Công ty cổ phần cơ khí chè chế tạo
Thường có kí hiệu S kèm với công suất sấy chè OTD quy búp tươi hoặc theo thế
hệ VN-l (S-500),VN-II (S-300),VN-III(S-300 đốt bằng dầu),VN-IV (509) và máy
sấy kiểu Liên Xô (S-1000). Các máy trên được thiết kế dựa theo mẫu các máy nhập
ngoại có cải tiến lựa chọn các ưu điểm của nhiều loại, thống nhất các quy trình chế
tạo phụ tùng ( xích, vỉ, ống lửa,…).
7. Thiết bị phân loạI chè khô

 Ý nghĩa
Các loại thiết bị được dùng để phân loại chè sau khi sấy thành các loại chè có
đặc điểm về ngoại hình, nội chất, hương vị theo tiêu chuẩn nhất định để phục vụ các
đối tượng tiêu dùng khác nhau. Việc sử dụng thiết bị giúp tăng năng suất lao động
và làm được nhiều công việc con người không thể thực hiện bằng thủ công được.
 Các loại thiết bị sàng chè thường dùng
• Sàng sơ bộ.
• Máy sàng bằng kiểu Liên Xô do Việt Nam sản xuất.
• Máy cán cắt nhẹ CN-500.
• Máy sàng bằng kiểu Liên Xô (Ь2-ЧCИ, SB-250).
• Máy sàng vòi kiểu ZC.1766 của Trung Quốc (6CUY-35, 6CYS-40,
ST660).
• Máy cắt chè hoàn thành phẩm kiểu Liên Xô (CHT).
• Máy cắt chè kiểu Trung Quốc (661, 680, 6CCQ-110, 6CC-110, 6CCQ-26,
6CQS-40).
• Máy quạt phân cấp kiểu Trung Quốc.
• Máy tách sơ SUP REX của Ấn Độ và tách xơ của Việt Nam (IIX-200).
 Các loại trang bị phụ trợ cho máy sàng
• Gầu tải.
• Nam châm hút tạp chất sắt trong chè khô.
• Các loại lưới tiêu chuẩn sử dụng cho các máy sàng chè.