nghiên cứu nâng cao chất lượng phân loại hạt giống rau bằng điện trường

Mở đầu
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, ma nhiều là điều kiện rất
thuận tiện cho cây trồng phát triển. Sau nhiều năm đổi mới với sự phát triển đa
ngành, đa nghề đã đa nền kinh tế đất nớc tiến một bớc dài trên con đờng hội
nhập kinh tế thế giới. Đến nay nghề trồng rau, quả đã và đang đợc tập trung
hoá nhằm nâng cao hơn nữa chất lợng, có hiệu quả kinh tế cao, đáp ứng tốt
nhu cầu trong nớc và xuất khẩu rau quả ra thị trờng thế giới.
Định hớng phát triển nông nghiệp của nớc ta trong giai đoạn 2001
2010 đã đợc thông qua tại Đại hội Đảng X chỉ rõ Tăng cờng sự chỉ đạo và
huy động các nguồn lực cần thiết để đẩy nhanh công nghiệp hoá, hiện đại hoá
nông nghiệp và nông thôn. Tiếp tục phát triển và đa nông nghiệp, lâm nghiệp,
ng nghiệp lên một trình độ mới bằng ứng dụng khoa học và công nghệnhanh
chóng đa vào sản xuất các loại hạt giống có chất lợng cao, không ngừng nâng
cao chất lợng hạt giống. Để giải quyết nhiệm vụ này ngành nông nghiệp đã
có nhiều biện pháp nhằm tăng năng suất, sản lợng cây trồng: Thuỷ lợi, phân
bón, quy trình chăm sóc, lai và tạo ra các giống mới, trong đó giống có vị trí
quan trọng. Hạt giống tốt, là hạt giống không những đồng đều về kích thớc, tỷ
trọng và trọng lợng mà còn đồng đều về thành phần sinh hoá của hạt. Khi có
hạt giống tốt tỷ lệ nảy mầm khi gieo trồng cao, cây trồng sẽ phát triển đồng
đều, khả năng chống chịu sâu bệnh cao Chỉ trong những điều kiện đó mới có
thể đa ra những công nghệ mang tính chất công nghiệp trong sản xuất nông
nghiệp: Cơ giới hoá, cơ khí hoá các khâu chăm sóc, gieo trồng thu hoạch và
chế biến các sản phẩm nông nghiệp.
Hiện nay ở nớc ta hạt giống nông sản nói chung và hạt rau nói riêng
đem gieo chủ yếu đợc tuyển chọn bằng thủ công và bằng thiết bị phân loại hạt
dạng cơ khí, một số hạt rau thì đợc mua của nớc ngoài. Sau khi phân loại hạt
thờng bị tổn thơng 7 9% do va đập trên sàng và khí động học, có 17
20% hạt kém chất lợng tạo ra các cây có khả năng sinh trởng kém, làm tăng
chi phí lợng hạt giống, mặt khác hạt giống kém còn gây bệnh và làm h hao
các hạt giống tốt trong công tác bảo quản. Vì vậy hạt giống trớc khi gieo trồng
phải cần đợc lựa chọn thật kỹ lỡng.

Để nâng cao phẩm cấp hạt giống, cần thiết phải nghiên cứu phơng pháp,
chế tạo các thiết bị mới để tuyển chọn và phân loại hạt giống phục vụ nông

1

1


nghiệp. Những thiết bị mới phải đơn giản, dễ chế tạo, giá thành thấp .. và dễ
thao tác, ngoài ra chúng phải đợc chế tạo từ những vật liệu thông dụng có
trong nớc.
Tại các nớc tiên tiến: Nga, Mỹ, Nhật Bản, Canadađã sử dụng một hớng công nghệ mới Công nghệ ion điện tử để làm sạch, phân loại hạt
giống và công nghiệp tuyển chọn quặng, trong đó dùng điện trờng để làm sạch
và phân loại hạt cho phép nâng cao chất lợng hạt giống, bảo vệ môi trờng góp
phần đem lại mùa màng bội thu. Bằng nhiều nghiên cứu đã xác định đợc rằng hạt
giống nằm trong vùng điện trờng đợc phân ly theo tính chất vật lý và tính chất
điện (độ dẫn điện, độ thẩm điện môi), những tính chất này có mối quan hệ chặt
chẽ với thành phần sinh học và hoá học của hạt giống.
Nghiên cứu quỹ đạo của hạt và chế tạo thiết bị phân loại hạt nông sản
mà trớc hết là hạt rau giống bằng phơng pháp điện trờng vào thực tiễn sản xuất
ở nớc ta là một hớng đi mới rất cần thiết có ý nghĩa khoa học, kinh tế và xã
hội.
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật chuyên nghành điện khí hoá sản xuất nông
nghiệp và nông thôn: Nghiên cứu nâng cao chất lợng phân loại hạt giống
rau bằng điện trờng nhằm mục đích đa ra một phơng pháp mới trong dây
truyền gia công hạt giống để nâng cao chất lợng hạt giống rau từ đó góp phần
tăng năng suất và mùa màng, thúc đẩy ngành nông nghiệp phát triển bền
vững.
chơng I

tổng quan tình hình nghiên cứu và ứng dụng điện trờng trong phân loại hạt
1.1 Khái quát chung.
Cùng với các khâu canh tác đợc chú trọng nh làm đất, thuỷ lợi, phân
bón...Giống đóng một vai trò quan trọng, quyết định tiềm năng tăng năng suất
và ổn định mùa màng. Trong cùng một điều kiện gieo trồng, chăm sóc nh
nhau, những hạt giống có chất lợng nông sinh cao sẽ cho năng suất cao và ổn
định. Để có giống tốt, hạt làm giống cần đợc lựa chọn kỹ lỡng theo đúng các
yêu cầu kỹ thuật. Ngoài các chỉ tiêu cơ lý (kích thớc, hình dáng, trọng lợng...)
hạt cần đợc phân loại trên cơ sở các chỉ tiêu hoá sinh nh hàm lợng tinh bột,

2

2


đạm, chất béo...Những hạt giống đợc lạ chọn theo phơng thức cơ lý và hoá
sinh này có năng lợng sinh trởng cao, có khả năng chống chịu sâu bệnh tốt và
khi điều kiện ngoại cảnh có biến động xấu.
Phân loại hạt chiếm vị trí quan trọng trong dây chuyền gia công hạt và
đặc biệt là trong công tác chuẩn bị giống. Làm tốt khâu này có thể chọn ra
những hạt giống có chất lợng nông sinh cao nhất, tạo điều kiện khai thác tối
đa tiềm năng di truyền của giống, giảm đáng kể khối lợng hạt giống đem gieo,
nâng cao hiệu quả sử dụng cơ khí trong các khâu chăm sóc, thu hoạch [40],
[46], [47].
Để nâng cao giá trị của sản phẩm nông nghiệp một trong những yêu cầu
quan trọng là nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm chi phí lao động trên một đơn
vi sản phẩm thông qua việc tăng cờng hơn nữa cơ khí hoá các khâu trong sản
xuất nông nghiệp : Chọn giống, gieo trồng, làm đất, thuỷ lợi, thu hoạch...Phơng pháp gieo hạt và thu hoạch sản phẩm bằng máy sẽ góp phần đáng kể làm
giảm chi phí lao động, nhng đòi hỏi khắt khe về chất lợng đối với các khâu
trong quá trình sản xuất đặc biệt với chất lợng hạt giống đem gieo. Một trong

những yêu cầu cơ bản đó là sự đồng đều theo kích thớc của hạt giống và tỷ lệ
hạt nảy mầm trên đồng ruộng cao.
Để đảm bảo sự đồng đều của hạt giống đem gieo, sau khi thu hoạch hạt
để làm giống đợc tiến hành phân loại, loại bỏ những hạt cỏ dại và diệt hoặc
kiểm dịch đợc những côn trùng gây bệnh cũng nh các ấu trùng mà chúng làm
tốn hại chất lợng hạt giống. Những nguyên nhân làm hạt giống có tỷ lệ nảy
mầm thấp gồm nhiều yếu tố, ngoài những đặc điểm sinh học và các yếu tố thổ
nhỡng, nguyên nhân làm hạt giống có tỷ lệ nảy mầm thấp có liên quan tới
mức độ tổn thơng hạt trong quá trình thu hoạch, phân loại và làm sạch hạt
giống.
Những kết quả nghiên cứu đã khẳng định rằng những hạt giống càng
nhỏ bé so với hạt trung bình bao nhiêu thì trọng lợng tuyệt đối, năng lợng làm
nảy mầm và tỷ lệ nảy mầm của chúng càng thấp bấy nhiêu 23, 26.
Viện sĩ H.A Maixurian đã cho thấy: Đối với một loại hạt xác định, việc
chọn hạt giống có tỷ trọng tuyệt đối và tỷ trọng riêng cao thì quá trình sinh trởng của cây trồng nhanh và thời kỳ chín sinh học đồng đều cao 19. Tỷ
trọng riêng ảnh hởng tới tỷ lệ nảy mầm của hạt, ảnh hởng tới chất lợng và số l-

3

3


ợng cây trồng. Vì vậy để tăng năng suất mùa màng cần phải sử dụng những
hạt giống to, nặng và đợc lựa chọn kỹ lỡng trong quá trình phân loại hạt giống.
Kết quả thực nghiệm trong nhiều năm đã cho thấy nếu tăng mỗi một gam
trọng lợng tuyệt đối (trọng lợng 1000 hạt) của hạt giống sẽ cho năng suất mùa
màng của cây trồng tăng thêm 2-5 % 15, 23, 27.
Từ những công trình nghiên cứu trên rút ra kết luận : Phơng pháp phân
loại hạt giống theo tỷ trọng và trọng lợng tuyệt đối là một trong những biện
pháp làm tăng sản lợng cây trồng. Tuy nhiên việc phân loại hạt giống rau, quả

(với những hạt có kích thớc và trọng lợng nhỏ) theo tỷ trọng tuyệt đối khó
thực hiện đợc vì thiếu thiết bị phân ly đảm bảo độ chính xác.
Sau khi thu hoạch hỗn hợp hạt giống chiếm tới 35- 40 % các tạp chất( lá
cây, cọng cỏ, hạt cỏ dại, bụi...). Để đáp ứng yêu cầu, hạt giống cần đợc làm
sạch và phân loại để loại bỏ các tạp chất và những hạt kém chất lợng.
1.2 ứng dụng điện trờng trong phân loại hạt ở nớc ngoài.
Phơng pháp phân loại vật liệu dạng hạt sử dụng điện trờng đã đợc
nghiên cứu và áp dụng thành công trong công tác tuyển chọn và tách tạp chất
trong ngành khai khoáng mỏ, đá quý. Hiện nay phơng pháp này đợc sử dụng
rộng rãi trong nông nghiệp để phân loại và tuyển chọn hạt giống nông sản. Phơng pháp phân loại bằng điện trờng tuyển chọn hạt dựa trên cả tính chất cơ- lý
và tính chất điện của hạt liên quan mật thiết với chất lợng bên trong hạt giống.
Năm 1880, Tomax Axborn ở bang Newchevec (Mỹ) đã thiết kế chế tạo
ra máy phân loại bằng tĩnh điện để loại bỏ trấu và các tạp chất nhẹ khác làm
giảm chất lợng bột [4]. Máy phân loại này gồm một trống quay êbônít và bộ
phận cọ sát làm trống nhiễm điện. Hỗn hợp vật liệu đợc rải đều trên mặt trống,
những tạp chất bị hút vào trống quay bởi lực ma sát do nhiễm điện và bị tách
ra khỏi bột. Loại máy này có công suất nhỏ, năng suất thấp ít đợc dùng.
Đến năm 1901, nhờ sự phát triển của ngành điện tử các bộ nguồn cao áp
có công suất lớn dễ chế tạo hơn và giá thành rẻ hơn. máy phân loại hạt dùng
tĩnh điện có công suất lớn, điện áp cao dùng để tách vật liệu thể hạt đợc áp
dụng rộng rãi chủ yếu dùng trong công nghiệp mỏ để tuyển sa khoáng, vì các
hạt khoáng chất có tính dẫn điện khác biệt rất lớn so với các hạt đất đá và tạp
chất. ở các nớc: Mỹ, Đức Nga, Nhật bản....công nghệ này đợc ứng dụng mạnh
mẽ trong ngành công nghiệp sản xuất kẽm.

4

4

Từ những năm 1915 - 1920 riêng ngành công nghiệp kẽm ở các nớc này
đã sử dụng 150 máy phân loại bằng trờng tĩnh điện. Ngoài ra ở Mỹ nhà máy
Feccovill tuyển mỏ sa khoáng dùng máy phân loại Carpco kết hợp tĩnh điện
với dòng phóng điện coron gồm 36 trống, còn nhà máy Treul Ref sử dụng 100
máy phân loại Carpco. Nhiều nớc khác nh Nigieria (nhà máy JocPlato) tuyển
Titan- colymot sử dụng máy carpco 4 trống, tại các Tiểu vơng quốc ả rập
thống nhất (nhà máy Umgabana - Carpco) và tại Anh (nhà máy Rapid) cũng
sử dụng máy Carpco để tuyển khoáng cát, thiếc, wonfram. Hãng Kali Und Zal
AG (của Đức) ché tạo và ừng dụng máy phân loại bằng tĩnh điện năng suất
10-30 T/h và nhà máy Vinterskhal công suất 2,1 triệu tấn/năm. Hãng Xamex
(của Pháp) đã thiết kế chế tạo máy phân loại dùng tĩnh điện năng suất 6 tấn/h
dùng để tuyến Photphorat. ở Liên Xô (cũ) máy phân loại coron tĩnh điện, điện
môi đợc sử dụng đại trà trong các ngành tuyển sa khoáng và làm sạch sản
phẩm trong nông nghiệp: phân loại hạt ngũ cốc, hạt rau quả... Tại nhà máy
Vobus Kvebec (Canada) là nhà máy lớn nhất thế giới sử dụng phơng pháp
phân loại bằng điện trờng với công suất 6 triệu tấn/năm.
Đến năm 1930 công nghệ phân loại bằng trờng tĩnh điện đợc áp dụng
thành công trong công nghiệp thực phẩm để làm sạch và phân loại các sản
phẩm nông nghiệp dạng hạt nh hạt cà phê, hạt rau [21], [22], [10].
Từ đó đến nay, công nghệ phân loại làm sạch bằng trờng tĩnh điện và
coron đã bắt đầu áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau kể cả trong nông
nghiệp. Nghiên cứu sử dụng điện trờng mạnh với mục đích để phân ly, làm
sạch và chọn lựa hạt nông sản đã dợc đa vào áp dụng và đợc phát triển theo ba
hớng [22], [7], [10].
+Trờng tĩnh điện
+Trờng phóng điện Corona
+Tổng hợp các trờng và các tác động khác (điện môi)
Quá trình phân ly hạt giống thành các nhóm riêng biệt trong máy phân
loại điện tĩnh điện dựa vào sự tác động tơng hỗ của điện trờng điện thế cao với
các hạt giống bị nhiễm điện. Các hạt này nhận đợc giá trị điện tích khác nhau,

do đó lực điện trờng tác động lên hạt không giống nhau. Sự khác nhau về độ
lớn điện tích của các hạt khi bị nhiễm điện xuất phát từ tính chất vật lý (thể
tích, hình dáng, tỷ trọng....) và các tính chất điện của hạt (độ dẫn điện, hệ số từ
thẩm) khác nhau. Tính chất điện liên quan mật thiết với thành phần hoá sinh

5

5


của hạt: Hàm lợng tinh bột, chất đạm, chất béo, các Vitamin, độ ẩm.... Điều
đó đảm bảo điều kiện để phân ly khối lợng chung của hạt gồm: hạt tốt, hạt
trung bình, hạt không tốt và các tạp chất thành các lô, nhóm hạt biệt lập có
chất lợng khác nhau [19], [13].
Hạt nông sản nói chung có dạng elíp tròn xoay và có tính chất điện môi
nh phân tử chung tính gồm hai điện tích đối xứng. Dới tác động của điện trờng
hạt bị phân cực, mất tính đối xứng và bị xoay theo chiều tác động của mômen
điện trờng làm cho trục dài của nó nằm dọc theo chiều điện trờng [26].
Mômen quay tác dụng lên hạt đợc xác định theo biểu thức :

0 .E 2 .0,42
M=
.Vh .2
8

(1.1)

Trong đó: Vh-Thể tích của hạt
2- Hệ số đặc trng cho sự biến thiên của điện trờng phụ
thuộc vào hình dạng và độ thẩm điện môi.

- Góc nghiêng trục dài của hạt (elíp quay) so với mặt
phẳng điện cực.
0 - Độ thẩm điện môi của không khí
E - Cờng độ điện trờng
Mômen quay tác dụng lên hạt càng lớn khi hệ số hình cầu (tỷ số giữa
chiều rộng với chiều dài của hạt) nhỏ và quay hạt sao cho trục dài của nó dọc
theo chiều của điện trờng (Hình 1.1). Những hạt có tỷ trọng nhỏ, độ ẩm lớn đợc định hớng ở cờng độ điện trờng nhỏ ( hạt số 1,2,4). Các hạt to, chắc, tỷ
trọng lớn và độ ẩm nhỏ định hớng ở cờng độ điện trờng lớn hơn (hạt số 3, 5)
[27]. Có thể xác định cờng độ điện trờng và kích thớc lỗ sàng để phân loại hạt
giống theo yêu cầu sản xuất.

6

6


Hình 1.1 Hình ảnh định hớng hạt lúa mì ở các cờng độ điện trờng.
5
5
5
a, E = 0 V/m ; b, E = 6,5.10 V/m ; c, E = 7.10 V/m; d, E = 8,5.10 V/m

Những công trình nghiên cứu thiết bị phân loại hạt dạng sàng rung kết
hợp điện trờng cao áp (Hình 1.2) để phân tách hạt đã đợc chế tạo và sử dụng
trên các nông trờng của Liên xô (cũ) vào những năm 1954- 1965 [28], [29].
Hạt đa vào phân loại chuyển động theo chiều rung lắc của sàng đi qua điện trờng có cờng độ cao, đờng sức vuông góc với mặt phẳng sàng. Dới tác động
của điện trờng hạt bị phân cực và định hớng có trục dài theo phơng của đờng
sức điện trờng làm tăng khả năng vợt qua lỗ sàng của hạt, giảm sự kẹt lỗ sàng,
nâng cao năng suất máy.

7

7


Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý máy phân loại hạt dạng sàng rung kết hợp điện trờng.
I - Điện cực phẳng
II - Điện cực nối đất có lỗ sàng
1.- Hạt đợc định hớng trong điện trờng.
2.- Hạt không đợc định hớng trong điện trờng.
3.- Hạt đã đợc định hớng và lọt qua lỗ sàng với đờng kính gần với
chiều dầy hạt.
Ưu điểm của máy phân loai dạng sàng rung kết hợp điện trờng là cho
năng suất cao hơn so với máy cơ khí cùng loại không kết hợp điện trờng, nâng
cao độ sạch đến 98%, tăng trọng lợng 1000 hạt lúa mì từ 31- 34 gam và năng
suất của lúa mì tăng 5-10% [13]. Nhng máy còn tồn tại một vài nhợc điểm: Sử
dụng điện áp một chiều cao, khả năng phân ly hạt theo độ ẩm thấp, khi hạt có
độ ẩm 17- 25% thì năng suất của máy giảm 40- 60%, những hạt có dạng gần
hình cầu máy khó phân loại, cần có thêm thiết bị phụ làm sạch sàng khỏi
những hạt bị kẹt nhng thiết bị này chế tạo khá phức tạp và làm độ bền của máy
giảm.

8

8


Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý của máy phân loại hạt bằng trờng tĩnh điện.
Máy phân loại dạng tĩnh điện đơn giản nhất chỉ có một trống quay
(Hình1.3 a). Hạt từ phễu 1 đợc đa vào trống quay đã đợc tích điện, do nhiễm

điện tiếp xúc nên hạt nhận đợc điện tích cùng dấu với trống. Độ lớn điện tích
hạt nhận đợc phụ thuộc vào các tính chất của hạt. Các hạt có độ dẫn điện lớn
(các hạt ẩm, hạt lép) nhanh chóng đợc nạp điện và bị đẩy ra khỏi trống quay,
còn các hạt chắc nặng, độ ẩm thấp có độ dẫn điện kém hơn nhận đợc điện tích
nhỏ rơi ở máng hứng gần hơn. Các hạt bụi nhỏ bị giữ lại trên trống và sau đó
đợc làm sạch bằng bàn trải [28], [10]. Máy phân loại dạng tĩnh điện sử dụng
lực Cu-lông tác động lên các điện tích cùng dấu, độ lớn của những lực này
không phải lúc nào cùng đủ lớn để phân ly những hạt cần chọn lựa đặc biệt hạt
có trọng lợng và kích thớc lớn. Loại máy này thờng dùng để phân loại các hạt
có kích thớc và tỷ trọng nhỏ [22].
Để làm sạch và phân loại những hạt có kích thớc lớn hơn ngời ta lăp đặt
điện cực thứ hai có điện tích trái dấu, làm suất hiện điện trờng với cờng độ
điện trờng lớn hơn (Hình 1.3 b). Quỹ đạo chuyển động của các hạt đã nhận đợc điện tích phụ thuộc không những vào độ lớn điện tích của chúng mà còn
phụ thuộc vào cờng độ điện trờng giữa các điện cực [20], [21], [25]. Điện tích
hạt nhận đợc khi trục dài của nó nằm dọc theo điện trờng đợc xác định bởi
biếu thức:

9

9


0 h E
b2
Q =
1 + ( h 1)1 (k ) 4
Trong đó: h - là độ thẩm điện môi của hạt
b - Độ dài trục ngắn của hạt
1 (k ) - Hệ số làm giảm sự phân cực của hạt

Hạt nằm trên mặt trống phân ly chịu tác dụng bởi 4 lực (Hình1.4):
Trọng lực, lực ly tâm, lực điện trờng, lực xạ ánh gơng và đợc mô tả bằng biểu
thức.

Fms = ( P1 Flt Fdt Fax ). f
Trong đó:
P là Trọng lực của hạt và đợcphân tích thành hai lực thành phần
P1- Theo phơng pháp tuyến: P1 = m.g.cos

(1.4)

P2- Theo phơng tiếp tuyến: P2 = m.g.sin

(1.5)

ở đó:

- Góc giữa lực thành phần pháp tuyến và trọng lực hợp.
m- Khối lợng của hạt, kg.
2

g - Gia tốc trọng trờng, m/ s
Flt- Lực ly tâm vì hạt tham gia vào chuyển động quay cùng với trống
phân
ly với vận tốc (v), kích thớc của hạt nhỏ so với đờng kính (D) của
trống nên lực ly tâm đợc xác định theo công thức:

Flt =

10

2.m.v 2
D

10

(1.6)


Fdt

Fms

Flt

Fax
P1
P2
P

Hình1.4 Lực tác động lên hạt trong trờng tĩnh điện.
Fdt- Lực điện trờng do tiếp xúc trống với điện cực, hạt tích điện với đại
lợng Q cùng dấu với điện tích trống điện cực

Fdt = E ( ) .Q

(1.7)

ở đó: E()- Cờng độ điện trờng phụ thuộc vào vị trí của hạt trên trống.
Fax Lực ánh xạ gơng- Lực tạo bởi điện tích cảm ứng trên mặt

cực

Q2
Q2
Q2
Fax = 2
=
=
d . 0 ( d 0 + 2l ) 2 . 0 9.r 2 . 0

(1.8)

ở đó:

d - Khoảng cách giữa hai tâm điện của hạt, m.
d0- Khoảng cách giữa hai tâm hình học của hạt, m.
r Bán kính của hạt, m; d0 =2.r
f Hệ số ma sát, f = const.
Fms Lực ma sát.
Xét các điều kiện để hạt tách ra khỏi trống: Khi lực thành phần P 2 = Fms
thì hạt bắt đầu trợt theo bề mặt trống do đó vận tốc tuyệt đối của hạt lớn hơn
vận tốc tiếp tuyến của trống. Tiếp tục chuyển động hạt sẽ bứt ra khỏi trống,
điêù kiện để hạt bứt ra khỏi trống đợc biểu thị bằng công thức:

P1 = Flt + Fdt + Fax

11

11

(1.9)


Thay các giá trị (1.4), (1.6), (1.7), (1.8) vào biểu thức (1.9) ta đợc:

m.v 2
Q2
m.g. cos =
= E ( ) .Q +
R
9.r 2 . 0 .
Vậy góc rơi của hạt sẽ là:
v2
1
Q2
E ( ) .Q + 2
cos =
+
g.R m.g
9.r . 0

(1.10)

(1.11)
Từ phơng trình (1.11) cho ta thấy góc rơi của hạt phụ thuộc vào điện
tích của hạt, cờng độ điện trờng và khối lợng của hạt. Cùng một cờng độ điện
trờng những hạt có điện tích, khối lợng và kích thớc khác nhau sẽ rơi ở những
máng hứng khác nhau. Ngời ta đã chứng minh đợc rằng những hạt bị tổn thơng dễ tách ra khỏi những hạt bình thờng: Cụ thể, khi phân loại hạt lúa mì
bằng điện trờng với nguyên liệu đầu vào chứa 43,1% tạp chất, sau khi phân
loại ở máng chính chỉ còn 0,2% và máng phụ là 57,6% tạp chất, trọng lợng

1.000 hạt là 37,6 g trong khi nguyên liệu đầu vào là 21,9% và khi phân loại
với những lô lúa mì khác cũng có kết quả tơng tự [12], [13].
Trong chiều hớng sử dụng từ trờng tĩnh điện có một chi nhánh riêng
biệt đó là phân loại điện môi: Phân ly các hạt trong những từ trờng không
đồng nhất [16], [17], [26]. Phơng pháp phân loại điện môi đã đợc nghiên cứu
ứng dụng để phân ly hạt giống cây nông nghiệp. Nguyên tắc này dựa trên sự
khác nhau về độ lớn và chiều của lực điện từ tác động lên hạt đã đợc phân cực
trong điện từ trờng không đồng nhất, mà điện trờng này đợc tạo ra bởi các hệ
thống điện cực dây quấn song song cách ly [21], [40], [90]. Đối với mỗi loại
hạt hệ thống điện cực có cấu tạo khác nhau. Trong phân ly điện môi các điện
tích tự do của hạt làm giảm quá trình phân tách, để loại trừ hiện tợng này ngời
ta sử dụng điện trờng xoay chiều [52], [53]. Máy phân loại điện môi đợc sáng
chế ở Mỹ năm 1924, còn ở Nga năm 1935 [21], [96].

12

12


Hình1.5 Máy phân loại điện môi trống quay.
1- Bộ phận phân phối
6 - Dây cuốn
3- Chổi quét
7, 2 - Trống phân ly cách điện
4- Tấm điều chỉnh
8, 9 - Đầu vào và đầu ra máy biến áp5- Máng hứng
10 - Vành trợt
Dới sự hớng dẫn của viện sỹ I.Ph.Borodin, nhóm nghiên cứu
V.I.Taruskin đã chế tạo và sử dụng thiết bị phân ly điện môi để làm sạch và
phân chia hạt nông sản (hình 1.5). Máy phân ly điện môi trống quay, sử dụng

trống quay theo chiều nằm ngang có cuộn dây thép cách điện. Trong điện trờng, các hạt đợc phân cực. Hạt có cấu trúc nhiều lớp và độ thẩm điện môi của
các lớp không giống nhau, các lớp càng vào trong có độ ẩm khác hơn và độ
ẩm điện môi càng lớn. Dới tác dụng của điện trờng trên bề mặt hạt xuất hiện
các điện tích phân cực trái dấu, tạo lực tác động tơng hỗ hút hạt về phía điện
cực, lực điện trờng này phụ thuộc vào hình dạng kích thớc và bản chất bên
trong của hạt (hình 5).
Khi quay, dới tác dụng tổng hợp của bốn lực chính: lực ly tâm, lực điện
trờng ép hạt vào mặt trống, lực ma sát và trọng lực. Hạt bắt đầu tách ra khỏi bề
mặt trống khi tổng các lực tác dụng lên hạt bằng không.

13

F dt -F lt +Pcos=0

(1.12)

Flt Fdt
cos= P

(1.13)

13


ở đó là góc hợp bởi trọng lực P với lực điện trờng F dt tại vị trí hạt bắt
đầu tách hạt ra khỏi mặt trống.
Những hạt nặng, to và chắc nhất có lực ly tâm lớn, điện trờng nhỏ sẽ rơi
vào lô I, các hạt chất lợng thấp hơn rơi vào lô II, còn các hạt nhỏ và nhẹ dính
trên bề mặt của trống và đợc quét đi bắng chổi rơi vào lô III [26], [27], [5],
[6].

Dạng máy này sử dụng điện áp xoay chiều 50 H z có trị số thấp hơn 10
kV, nâng cao đợc khả năng phân loại theo độ ẩm so với dạng trống quay kiểu
tĩnh điện, làm việc ổn định ở độ ẩm dạng ban đầu đến 40%, độ hạt sạch đạt
đến 99%. Loại bỏ đợc 5-10% hạt giống cha chín sinh học và năng lợng sinh
trởng kém, 7-15% hạt có độ nảy mầm thấp, tăng độ nảy mầm hạt giống 715%, cho hạt nảy mầm đều cho phép cơ giới hoá các khâu chăm sóc và thu
hoạch.
Nhợc điểm của máy phân tách hạt loại này là sự định hớng của hạt trên
bề mặt trống quay mang tính chất ngẫu nhiên. Lực điện trờng tac dụng lên hạt
phụ thuộc không những vào tính chất điện trờng của chúng mà còn phụ thuộc
vào kích thớc diện tích tiếp xúc của hạt đợc bố trí trên bề mặt cuộn dây điện
cực. Lực điện trờng lớn nhất khi trục lớn của hạt đợc định hớng dọc theo điện
cực, còn trục nhỏ hớng vuông góc với điện cực.
Để phân ly tốt, hạt cần có sự định hớng giống nhau: trục dài hạt nằm
dọc theo điện cực. Muốn vậy ngời ta chế tạo các thiết bị có hệ thống các điện
cực tự định hớng [19]. Những điện cực này khó chế tạo vì phức tạp, mặt khác
năng xuất của thiết bị giảm đáng kể vì bề mặt làm việc hiệu dụng của máy
giảm.
Năm 1937 các nhà bác học Liên-xô N.Ph.Alôphinski, P.A Rvkin,
E.M.Balabanovđã phát minh ra phơng pháp phóng điện quầng sáng (coron)
và đã chế tạo nhiều loại máy phân loại dạng phóng điện coron khác nhau:
Dạng buồng (điện cực phẳng), dạng trống quay, dạng băng tải
Đơn giản nhất là máy phân loại coron kiểu điện cực phẳng (hình 1.6 a),
trong đó việc phân loại xảy ra trong khi hạt rơi vào điện trờng giữa các cực.
Hạt từ phễu 2 nhờ cơ cấu phân phối 5 rơi vào điện cực coron 1 (cực âm) và cực
lắng 3 (cực dơng nối đất) đợc bố trí song song với nhau và nối với nguồn một

14

14

chiều cao áp. Cấu tạo điện cực coron gồm những dây dẫn có đờng kính 0,3
mm mắc song, cách nhau 100 mm. Khi điện áp giữa hai điện cực đủ cao, xung
quanh dây dẫn mảnh xuất hiện hiện tợng phóng coron làm ion hoá các phân tử
không khí (giai đoạn đầu phóng điện của điện cực) và tạo thành các hạt mang
điện (điện tử và ion) ở điện cực coron. Dới tác dụng của điện trờng các điện tử
chuyển động vềphía cực lắng (nối đất), tích điện cho hạt từ phễu rơi xuống.
Trong khoảng giữa các điện cực, lực cản của không khí tác dụng lên hạt rất
nhỏ nên trong tính toán bỏ qua, nh vậy hạt chỉ còn chịu tác dụng của hai lực
thành phần chính:
- Lực trọng trờng P = mg
- Lực điện trờng F dt = QE.
Phơng trình chuyển động của hạt trong mặt phẳng xoy có dạng [14] :

x = xH +

Fdt
y
P

(1.14)
Phơng trình (1.14) cho thấy: quỹ đạo chuyển động của hạt trong điện trờng là một đờng thẳng có hệ số góc a = tg = F dt /P. Vị trí rơi của hạt phụ
thuộc vào hệ số góc của quỹ đạo. Hệ số a còn đợc gọi là độ phân ly của hạt
trong điện trờng (CP).

15

15

( a)
(b)
Hình 1.6 :Sơ đồ nguyên lý máy phân loại hạt bằng trờng phóng điện coron
Máy phân loại hạt dạng này đợc sử dụng để làm sạch và phân loại một
vài vật liệu hạt, quả có hình dáng gần cầu. Nó phân biệt về hình thể không
đáng kể vì rằng điện tích của hạt nhận đợc phụ thuộc đáng kể vào sự định hớng của hạt trong trờng phóng điện coron, sự định hớng này mang đặc tính
ngẫu nhiên không điều khiển đợc. Máy phân loại dạng buồng có kết cấu điện
cực đơn giản, dễ chế tạo nhng năng suất thấp khoảng 15-20 kg/h, cờng độ điện
trờng một chiều giữa các điện cực cao, điện áp giữa hai điện cực khoảng 3040 kV, chi phí cho an toàn điện lớn. Khả năng phân ly bị hạn chế khi hạt có độ
ẩm cao (17-25) % hoặc hệ số hình cầu nhỏ. Với những hạt có khối lợng lớn
máy cũng khó phân loại [25], [28].
Để nâng cao năng suất phân loại, hệ điện cực phẳng đợc thay thế bằng
điện cực Coron - trống quay có kết cấu phức tạp hơn (hình 1.6 b). Trong máy
phân loại này hạt đợc đa vào bề mặt trống quay giữa các điện cực. Các hạt đợc
tích điện trên bề mặt trống nhờ sự chuyển động của các điện tử giữa hai điện

16

16


cực phóng điện coron [29]. Hạt đợc phân ly giống nh trên máy tĩnh điện trống
quay. Sự khác nhau về nguyên lý của máy phân loại dạng coron là phơng pháp
nạp điện cho các hạt nông sản.
Trong các máy phân loại sử dụng trờng phóng điện dạng coron-trống
quay, các hạt nhận đợc điện tích khi chuyển động qua vùng phóng điện coron
nên hạt tích điện âm. Khi các rơi trên bề mặt dẫn điện của trống điện cực quay
nối đất hạt sẽ bị kéo về bề mặt trống [21].
Trong quá trình phân loại ở thiết bị coron trống quay (hình 1.6 b), hạt
nằm trên trống điện cực nối đất chịu tác dụng của các lực: Lực điện trờng, lực

điện cảm ứng, lực ly tâm và lực trọng trờng. Phơng trình động lực học của hạt:
P lt =F dt + Fax+ P t

(1.15)

Trong đó:
F dt : Lực điện trờng, lực này ép hạt vào mặt trống.
F dt =Q.E

(1.16)

F ax : Lực tạo bởi điện tích cảm ứng trên mặt cực nối đất (lực ánh xạ gơng), lực này ép hạt vào mặt trống.

Q2
2
F ax = r

(1.17)

F lt : Lực ly tâm do hạt tham gia vào chuyển động quay cùng trống điên
cực, lực này tách hạt ra khỏi bề mặt trống. Vì kích thớc hạt rất nhỏ so với bán
kính của trống nên lực ly tâm đợc xác định theo công thức:
2mv 2
F lt = D

(1.18)

Trong đó: m là khối lợng của hạt.
v - vận tốc chuyển động của trống điện cực.
D - đờng kính trống.

P: Trọng lực đợc phân tích thành hai phần và phụ thuộc vào
góc so với phơng thẳng đứng khi hạt nằm trên trống theo (1.4) và (1.5)
Thay (1.16), (1.17), (1.18), (1.4) vào (1.15) ta có phơng trình:

17

17


Q2
2
F lt = QE r + mgcos

Khi điện áp đặt vào hệ điện cực và vòng số quay của trống không đổi,
góc rơi phụ thuộc vào điện tích và trọng lợng hạt. Do tính chất cơ lý và tính
chất điện của hạt khác nhau nên khi chuyển động trong điện trờng hạt sẽ có
góc rơi khác nhau và rơi vào các máng hứng khác nhau.
Những tài liệu [13], [20], [21] cho ta thấy: phơng pháp truyền điện tích
cho hạt trong trờng phóng điện coron phụ thuộc rất lớn vào tính chất điện của
hạt, những tính chất đó là: độ dẫn điện, độ thẩm điện môi, khả năng nhiễm
điện. Quá trình phân ly không chỉ phụ thuộc kích cỡ, tỷ trọng, hình dáng hạt
mà còn liên quan tới độ dẫn điện và độ lớn điện trở tiếp xúc giữa hạt và trống
phân ly.
ở máy phân loại coron trống quay, hạt đợc trải đều trên mặt trống
phẳng nhẵn và chuyển động từ đỉnh cao nhất của trống xuống dới. Theo mức
độ thay đổi vị trí của các hạt trên trống, thành phần trọng lực lực ép hạt lên
trống giảm dần. Mặt khác hạt luôn bị mô men quay của điện trờng tác động
không đổi xác định theo (1.1), điều kiện định hớng trục dài dọc theo dờng sức
từ trờng của hạt dễ dàng hơn. Vì kết quả định hớng của các hạt trên trống tốt
hơn trong khoảng không điện cực phẳng nên chất lợng hạt trên máy phân loại

dạng trống quay tốt hơn máy dạng điện cực phẳng. Tốc độ định hớng tỷ lệ
nghịch với kích thớc và tỷ trọng của hạt, các hạt nhỏ và nhẹ đợc định hớng
nhanh hơn các hạt to nặng. Cùng có độ ẩm nhỏ nh nhau những hạt to nặng,
chắc hơn đợc tách ra sớm hơn do có lực ly tâm lớn hơn, các hạt nhẹ và tạp
chất rơi ở gần máng hơn hoặc dính vào bề mặt trông [14], [13]. Sự phân loại
trong trờng phóng điện coron- điện trờng này rất gần với điện áp đánh thủng,
nếu thời gian tích điện của hạt dài thì thỉnh thoảng xuất hiện hiện tợng phóng
điện giữa các điện cực làm giảm chất lợng phân loại do hạt ít có sự khác nhau
về điện tích. Mặt khác chất lợng phân loại giảm đáng kể khi độ ẩm của không
khí lớn hơn 60%. Nếu độ ẩm không khí lớn hơn 90% thì sự phân loại không
thể thực hiện đợc [12], [15], [28].
Máy phân loại coron dạng băng tải, hỗn hợp hạt từ phễu chứa đợc rải
trên băng chuyền rồi đa vào điện trờng giữa một cực đợc đặt ở trên và một cực
khác là dải băng (hình 1.7). Dới tác động của điện trờng trục lớn hạt đợc định

18

18


hớng dọc theo đờng sức điện trờng. Trong chuyển động tiếp theo, các hạt đợc
định hớng bị kéo về băng tải phụ đợc đặt lệch một góc so với băng tải chính.
Băng tải phụ dẫn các hạt đã định hớng vào vùng của dòng hạt cần phân ly, các
hạt không đợc định hớng nằm lại trên băng tải chính và đợc chuyển đến lô hạt
giống tốt [15], [29].

Hình 1.7 :Sơ đồ nguyên lý máy phân loại hạt coron dạng băng tải.
I- Điện cực băng tải phụ.
II- Điện cực băng tải chính
Phơng pháp sử dụng trờng phóng điện coron để làm sạch hạt giống trên

dây chuyền nghiêng đợc tiến hành theo tính chất ly hợp ma sát của hạt trên bề
mặt băng chuyên nghiêng chuyển động. Điểm khác biệt của dạng máy này là
điện cực băng tải là điện cực cách điện.
Các hạt chắc, mẩy không đợc định hớng trục dài dọc theo điện trờng có
điện tích âm nhỏ hơn. Lực điện trờng kéo hạt vào bề mặt băng tải có giá trị
nhỏ. Hơn nữa các hạt chắc mẩy có bề mặt bóng, căng tròn nên diện tích tiếp
xúc với băng tải ít dẫn đến hệ số ma sát của hạt nhỏ. Vì vậy lực ma sát tác
động lên các hạt to chắc nhỏ không lớn hơn trọng lực để giữ hạt khi bị kéo lên
phía trên, hạt đợc chuyển dịch theo băng tải chính nằm ngang xuống lô hạt
tốt. Các hạt chất lợng kém có điện tích âm lớn hơn, bề mặt xù xì tạo ra lực ma
sát lớn chuyển động cùng với băng tải phụ đi lên phía trên. Khi sử dụng trờng
phóng điện coron, hỗn hợp hạt đợc tích điện và hạt chịu tác động của lực điện

19

19


trờng làm cho lực ma sát tăng lên và chất lợng phân loại hạt tốt hơn. Nhng
thiết bị này có nhợc điểm là sự mất mát số lợng hạt tốt cao đến 37% do hỗn
hợp hạt trên băng tải chồng chéo lên nhau nên một số hạt tốt kẹt giữa nhiều
hạt xấu bị kéo lên băng tải phụ. Muốn giảm sự tiêu hao hạt tốt thì hỗn hợp hạt
trên băng tải cần rải tha đều một lớp điều đó làm năng suất của máy giảm
[33]. Các máy phân loại ở trên không phải lúc nào cũng có thể đảm bảo sự
phân ly ổn định về chất lợng vì rằng quá trình phân loại trên các thiết bị này
phụ thuọc nhiều vào điều kiện nhiệt độ và độ ẩm không khí [12], [28].
Cơ sở lý thuyết của quá trình phân ly hạt ứng dụng điện trờng coron đợc
nghiên cứu trong các công trình của A.M.Baxov [13], Roman [11],
I.N.PlakinHai nhà bác học Roman và I.N.Plakin đã quan sát quá trình nạp
điện của các hạt bởi các ion, khi chúng chuyển động dới tác dộng của điện trờng ngoài. Roman [11] đa các biểu thức để xác định điện tích lớn nhất của các

hạt dạng hình cầu xuất phát từ các luận cứ sau.
Nêú các hạt nhận đợc n- điện tích thì điện trờng của hạt sẽ là:

E=

n.e
r2

(1.20)

ở đó: E là cờng độ điện trờng.
e- điện tích ion.
n- số ion hạt nhận đợc.
r- bán kính của hạt dạng hình cầu.
Trong điều kiện cờng độ điện trờng trong và điện trờng ngoài bằng
nhau việc nạp điện cho hạt bị dừng lại, khi đó:

Q = n.e = E.r 2

(1.21)

Q: điện tích của hạt trong điện trờng.
Nếu độ thẩm thấu điện môi của hạt >1 thì

Qmax = (1 + 2

1
).E.r 2
+2

ở đó: Qmax- điện tích cực đại của hạt.
- độ thẩm điện môi.

20

20

(1.22)


Khi tính đến sự phụ thuộc độ lớn điện tích vào thời gian nạp điện thì
biểu thức (1.22) có dạng:

Qt = (1 + 2

1
.n.e.k .t
).E.r 2
+2
1 + .n.e.k .t

(1.23)

ở đó: Qt- điện tích hạt cầu sau thời gian t.
k - hệ số không đổi đặc trng cho tính chuyển động của các ion.
t - thời gian có mặt của các hạt trong vùng phóng điện coron.
Từ biểu thức (1.23) cho thấy điện tích của các hạt dới tác động của điện
trờng ngoài tỷ lệ với bình phơng bán kính hạt (r2). Điện tích cực đại của hạt
không dẫn dạng cầu tiếp xúc với bề mặt kim loại của điện cực nối đất bằng:

Qmax = L.(1 + 2

1
).E.r 2
+2

(1.24)

Ơ đây: L- hàm số khoảng cách giữa hạt và bề mặt trống.
Khi khoảng cách từ hạt tới bề mặt trống nhỏ hơn nhiều so với bán kính
của hạt (L< 0,01r) thì điện tích cực đại của hạt bằng:

Qmax = 14(1 + 2

1
).E.r 2
+2

(1.25)
Biểu thức (1.25) cho thấy điện tích cực đại của các hạt sẽ lớn hơn 14 lần
so với điện tích cực đại nhận đợc từ công thức (1.22). Thực nghiệm để xác
định điện tích theo (1.25) rất khó vì không xác định trực tiếp chính xác
khoảng cách giữa các hạt và bề mặt điện cực khi tồn tại điện trờng quá lớn.
Xác định độ lớn điện tích hạt theo biểu thức (1.21) để nghiên cứu quá trình
phân loại hạt giống trong điện trờng khong tiến hành đợc vì hình thể hạt
giống, cỏ dại và các tạp chất thờng rất khác so với dạng hình cầu.
Có thể cho rằng: Đa số các hạt giống cây nông nghiệp vàcác loài cỏ dại
có hình dạng trục kép (Có trục dài và trục ngắn) - hình elíp xôít nén. Độ lớn
điện tích của hạt có dạng elíp xốit phụ thuộc vào tỷ số giữa các trục và các
việc sắp đặt trục lớn của hạt dọc theo chiều điện trờng. Cờng độ điện trờng

bên trong hạt đợc xác định theo biểu thức [26]:
Eb =

21

E
1 + 1 (k )( 1)

21

(1.26)


Trong đó: 1(k) - Hệ số khử phân cực đối với hạt đợc định hớng bởi
trục lớn dọc theo chiều điện trờng.
Hệ số khử cực của e líp xô ít thon dài bằng:

1 (k ) =

k2
(1 + k )

3
2

( arth 1 k 2 1 k 2 )
(1.27)

Đối với e líp bị nén hệ số khử từ bằng:
'1 ( k ) =

k
1
1 k 2
(
arctg
k)
k
2(1 k 2 ) 1 k 2

(1.28)
Trong trờng hợp trục nhỏ hạt định hớng theo điện trờng hệ số khử từ bằng:
- Đối với e líp xôít thon dài:
k2
1 arth 1 k 2
1 (k ) =
(
k)
2(1 k 2 ) k 2
1 k 2

(1.29)

-Đối với elip xôít bị nén (ngắn):

k
1 k2
(k ) =
arth
k)

1 k2
k
'
1

(1.30)
Độ lớn điện tích cực đại của hạt giống hình elíp xôít thon dài đợc bố trí trục
lớn dọc theo điện trờng xác định theo (1.2).
Khi h độ lớn điện tích cực đại bằng [13]:
max

o E b2
=
1 (k ) 4

(1.31)

Tơng tự cho elip xôít nén:

Q=

0 h Eb
b.a
.
,
1 + ( h 1)1 (k ) 4

(1.32)

0 E b.a

.
,1 (k ) 4

(1.33)

Qmax =

Trong đó: a- độ dài trục lớn của elíp.
b- độ dài trục nhỏ.

22

22


Khi trục nhỏ của elip xôít thon dài dọc theo điện trờng, điện tích đợc
xác định theo biểu thức (1.33), còn elip xốit nén bằng:
Q=

o h E
a2
.
1 + ( h 1)1 (k ) 4

(1.34)

Khi h độ lớn điện tích cực đại bằng:

Qmax

0E a2
=
.
1 (k ) 4

(1.35)
Phân tích các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng: Độ lớn điện tích các
hạt có dạng elip xôít phụ thuộc không những vào cờng độ điện trờng mà còn
phụ thuộc vào hệ số khử từ trờng 1(k). Càng tăng hệ số 1(k) độ lớn điện
tích hạt càng giảm, khi đó điện tích hạt phụ thuộc lớn vào cờng độ điện trờng.
Ngợc lại khi giảm 1(k) điện tích của hạt tăng lên. Quỹ đạo chuyển động của
hạt trong điện trờng sẽ khác nhau phụ thộc vào độ lớn của điện tích hạt.
Để đăc trng cho sự phân ly của hạt, ngời ta đa ra khái niệm chuẩn phân
loại. Trong đó chuẩn phân loại có độ lớn phụ thuộc vào trạng thái vật lý của
hạt.
Chuẩn phân loại hạt trong máy phân loại coron dạng điện cực phẳng và
dạng trống quay đợc biểu thị bằng các biểu thức sau [25]:

C CP =
C tq =

1
a.k

à
à
(1 +
)
b.k
k .k C

Trong đó: - mật độ hạt giống.
a- kích thớc trục lớn hạt elip xôít.
b- kích thớc trục nhỏ hạt elip xôít.
k- hệ số điện môi theo hình dạng.
à - chỉ số phóng điện.

kc- hệ số hình cầu

23

23

(1.36)

(1.37)


Các máy phân loại điện trờng đợc mô tả ở trên cùng các chỉ tiêu phân
loại chất lợng cao đã đợc ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp để làm sạch và
chọn lựa hạt giống cây trồng. Phơng pháp này khử đợc những bụi và những
hạt nhỏ của cây thuộc nhóm khác, làm sạch các hạt khỏi rác rởi và tạp chất
độc hại, loại bỏ hạt cha chín già, hạt bị xây xát và biến dạngTrong công
nghiệp chế biến nông sản các nhà máy phân loại điện từ trờng cho phép phân
loại và cải thiện chất lợng sản phẩm chế biến sau thu hoạch nh: nâng cao chất
lợng bột bằng cách tách tạp chất trong bột nghiền ban đầu.
Sự khác nhau đặc biệt của việc sử dụng phân loại điện trờng trong sản
xuất nông nghiệp là: dấu hiệu phân ly có mối liên hệ phức tạp với các hiện tợng sinh hoá xảy ra trong đối tợng nghiên cứu (hạt nông sản) dới tác động của
điện trờng Với khả năng u việt của phơng pháp phân loại bằng điện trờng
chúng ta có thể sử dụng ảnh hởng tích cực của điện trờng để định hớng các

thành phần sinh hoá, lý sinh cho hạt có ích trong gieo trồng.
Phơng pháp lựa chọn hạt bằng điện trờng phân loại theo nhiều tham số:
các tính chất cơ lý và tính chất sinh hoá liên quan đến tính chất điện của hạt.
Ngoài các tham số trên, quá trình phân loại còn liên quan đến đặc tính của
điện trờng cao áp, vị trí tấm ngăn máng hứng, tốc độ quay của trống phân ly,
góc giữa hai điện cựcKhi thay đổi các thông số trên ta có thể phân ly đợc rất
nhiều dạng hạt giống tơng ứng với khả năng dẫn điện, hình dạng và trọng lợng
tuyệt đối của nó.
1.3 Phơng pháp làm sạch và phân loại hạt giống ở nớc ta.
ở nớc ta trớc đây việc làm sạch và phân loại hạt giống thờng đợc tiến
hành bằng thủ công, và đợc thực hiện theo hai công đoạn:
+ Công đoạn xẩy: Hạt và các tạp chất đợc cho rơi tự do, kết hợp với
luồng gió đi qua chúng...ở công đoạn này những tạp chất thô đợc loại ra phần
lớn chủ yếu là những mảnh lá cây, cọng cỏ, bụi và một số hạt nhỏ, lép.
+ Công đoạn sàng: Thông qua mắt sàng và lực ly tâm để loại một số lớn
các tạp chất còn lại, hạt lép và một số hạt lửng.
Đến nay, để đáp ứng những yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia, hạt giống đã
đợc làm sạch và phân loại trên các tổ hợp máy liên hợp bao gồm máy quạt
sàng khí nén [2]. Sơ đồ và quy trình công nghệ làm sạch và phân loại hạt của
Đan mạch đang hoạt động tại 2 tỉnh Thái Bình và Quảng Trị cùng dây chuyền

24

24


chế biến hạt giống của Viện cơ điện nông nghiệp đang sản xuất tại tỉnh Thừa
Thiên Huế đợc biểu diễn trên hình 1.8.
Việc làm sạch và phân loại hạt giống đợc thực hiện theo hai công đoạn:
công đoạn sơ bộ và công đoạn làm sạch cơ bản.

+ Công đoạn sơ bộ: Sử dụng máy sàng khí nén hiệu suất cao DAD
40; OBP 20A; DXM 50; CDR 5.0; OBX 25, trên những loại
máy này những tạp chất thô lẫn trong hạt giống đợc loại ra phần lớn chủ yếu
là những mảnh lá cây, bụi, cọng cỏ và những hạt nhỏ lép.
+Công đoạn làm sạch cơ bản: Sử dụng các máy OXV 10; OX 4.5;
PETCUXđể làm sạch hạt giống kỹ hơn [5], [6], [9]. Các máy này tiến hành
làm sạch trên sàng phân loại rung lắc kết hợp khí nén, có tác dụng tách hạt cỏ
dại, các hạt bị vỡ và tróc vỏ, đặc biệt là các hạt lửng (làm thức ăn cho gia súc,
gia cầm).

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống máy làm sạch và phân loại hạt.
Thiết bị làm sạch và phân loại cơ cấu lới mắt sàng khí nén đợc lựa
chọn dựa vào tính chất cơ lý của hạt [15], [18], [23], [24], [27]. Cha liên quan
đầy đủ với tính chất bên trong của hạt giống: Độ ẩm, sự tổn thơng, sự phân bố

25

25