Thiết kế chế tạo máy thái sắn

1

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Hiện nay, nền nông nghiệp nông thôn Việt Nam vẫn giữ một vai trò hết sức
quan trọng trong cơ cấu xã hội cũng như kinh tế của cả nước. Hàng năm lĩnh
vực nông nghiệp không chỉ đảm bảo an ninh lương thực mà còn xuất khẩu một
số mặt hàng quan trọng đóng góp vào nền kinh tế quốc dân. Nông nghiệp, nông
dõn, nông thôn chiếm tỉ lệ cao trong xã hội và cơ cấu kinh tế của cả nước, vì vậy
để phát triển đất nước thì phát triển nông nghiệp, nong thôn là một vấn đề rất
cần thiết cần đặt ra hiện nay. Tuy nhiên mức đầu tư của ngân sách vào lĩnh vực
nông nghiệp nông thôn lại còn nhiều hạn chế, khoa học kỹ thuật còn chậm phát
triển, trình độ cơ giới hóa cũng thấp và phát triển chậm. Việt Nam đang bước
vào giai đoạn công ngiệp hóa, hiện đại hóa và tiến tới một nước công nghiệp vào
năm 2020 thì những vấn đề về công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp là hết
sức cần thiết.
Trong lĩnh vực nông nghiệp hiện nay, quá trình cơ giới hóa còn nhiều bất cập,
sản xuất nông nghiệp mang tính hàng hóa chưa cao, tính công nghệ còn yếu kém,
trình độ cơ giới hóa còn nhỏ lẻ, không đồng bộ. Những yếu tố trên là một lực cản
cho nền nông nghiệp nước ta hiện nay. Các quy trình sản xuất ở một số loại nông
sản đó cú tiến bộ nhưng mới chỉ đáp ứng được những nhu cầu cơ bản của một nền
nông nghiệp hàng hóa đơn giản, nông sản vẫn chỉ được bán ở các dạng thô chưa
qua chế biến hoặc chế biến thô. Hiện trạng này không chỉ gây mất mát lãng phí mà
còn làm giảm thu nhập của người dân trong lĩnh vực nông nghiệp đó là lý do trực
tiếp làm chậm sự phát triển kinh tế ở khu vực nông thôn.
Trong các lĩnh vực của công tác sản xuất của nền nông nghiệp thỡ khõu chế
biến sau thu hoạch được xem là vô cùng quan trọng. Nó ảnh hưởng lớn đến chất
lượng sản phẩm và giai đoạn này quết định lớn đến chi phí cho sản xuất. Muốn có
sản phẩm hàng hóa có chất lượng đồng thời giảm chi phí lao động thì cần phải có
những bước tiến trong công nghệ chế biến và bảo quản sau thu hoạch.

Trên địa bàn các tỉnh trung du và miền núi phía Bắc nơi mà nền nông
nghiệp vẫn còn mang tính tự cung tự cấp, trình độ sản xuất nói chung và chế
biến nói riêng còn nhiều yếu kém. Sản phẩm hàng hoá nông nghiệp là mặt hàng
chớnh tuy nhiên do kỹ thuật sản xuất cũn yếu kém nên chất lượng hàng hoá cũn
rất thấp, ở một số nơi nông sản được bán ở dạng thô với giá thành rất thấp. Xã


2

Yờn Lãng huyện Đại Từ tỉnh Thái Nguyên là một xã nông nghiệp chuyên canh
và chế biến sắn. Xã cũng là nơi tiếp giáp với cỏc vựng canh tác sắn truyền thống
như các vùng ven chân núi Tam Đảo, huyện Sơn Dương tỉnh Tuyên Quang. Ở
các khu vực này cây sắn chiếm một tỷ trọng cao trong cơ cấu cây trồng, sắn
thường được trồng và chế biến làm thức ăn chăn nuôi đáp ứng nhu cầu ngay tại
khu vực và một phần trở thành hàng hóa. Với sản phẩm chớnh là sắn củ và các
sản phẩm chế biến từ củ sắn đã chở thành một hàng hoá đặc trưng của vùng,
mang lại giá trị kinh tế cho người dõn trồng sắn.
Trong dây truyền chế biến sắn củ thỡ khõu thỏi sắn được xem là quan trọng
và chi phí cao về nhân công. Sắn nếu được thái bằng thủ công thì khối lượng
công việc sẽ rất lớn và sắn sau khi thái không đều sẽ gây khó khăn cho các giai
đoạn chế biến về sau. Nâng cao chất lượng sắn thành phẩm đồng thời giảm chớ
phớ nhân công là một vấn đề hết sức bức thiết và đòi hỏi cao của người nông
dân trồng sắn.
Xuất phát từ yêu cầu trên của sản xuất sắn tôi thực hiện đề tài “thiết kế chế
tạo máy thái sắn” với mục đích nâng cao năng xuất và mang lại hiệu quả kinh
tế cho người trồng sắn.
1.2. Mục đích nghiên cứu
- Tìm hiểu các vấn đề thực trạng của nền nông nghiệp nói chung và nền sản
xuất sắn nói riêng và các vấn đề tồn tại của nó tại địa phương.
- Tìm hiểu các quy trình sản xuất sắn tại địa phương, nêu ra các yếu kém

cũn tồn tại. Tìm các giải pháp nhằm nâng cao hiểu quả và mang lại hiệu quả cho
sản xuất. Đặc biệt là khâuchế biến sắn và đánh giá khả năng áp dụng cơ giới hoá
trong sản xuất.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu
1.3.1 Mục tiêu chung
- Nâng cao năng xuất, giảm công sức lao động và chi phí và thời gian cho
công đoạn thỏi lỏt sắn.
- Góp phần tăng thu nhập cho người dân trồng sắn.
1.3.2 Mục tiêu cụ thể
- thiết kế, lắp ráp thành công mỏy thỏi sắn củ và đưa vào sản xuất thử.
- Nõng cao chất lượng sắn sau khi thái.
- Giảm chi phí lao động.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học


3

- Củng cố lý thuyết đã học. Vận dụng lý thuyết đuợc học trên lớp
trong giáo trình áp dụng vào nghiên cứu chế tạo máy móc thiết bị nông
nghiệp.
- Nâng cao kiến thức thiết kế, lắp ráp, chế tạo máy cho sản xuất nông
nghiệp. trực tiếp tham gia chế tạo nắm vững và nâng cao hiểu biết tay nghề
trong thiết kế, lắp ráp và chế tạo máy.
- Hiểu biết các phương pháp áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất. Nắm
vững quy trình chế biến các sản phẩm nông nghiệp, khả năng cách thức áp dụng
khoa học kỹ thuật trong từng lĩnh vực cụ thể.
- Khả năng tỡm hiểu, nhìn nhận và đúc rút từ các yêu cầu thực tế sản xuất
để có các phát kiến mới nhằm nõng cao hiểu quả.
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Nâng cao năng xuất trong sản xuất nông nghiệp nói chung và trong
khõu thỏi lỏt sắn nói riêng. Sản lượng sắn thái trong một đơn vị thời gian
sẽ tăng gấp nhiều lần, vừa thuận lợi cho quá trình sản xuất mà còn đảm
bảo được chất lượng.
- Nâng cao chất lượng sắn sau khi thái, sắn thái ra sẽ đồng đều về kích
thước và chất lượng thuận tiện cho nhưng giai đoạn chế biến về sau.
- Khi áp dụng máy móc sẽ giảm thời gian và chi phí cho một đơn vị công
việc trực tiếp mang lại hiệu quả kinh tế cho người sản xuất và chế biến sắn.
- Máy móc được áp dụng đồng nghĩa với việc nâng cao trình độ cơ giới hoá
trong sản xuất sẽ mang lại hiệu quả kinh tế lớn và đây là điều quan trọng để hình
thành cỏc vựng chuyên canh với quy mô lớn tập chung.
- Nâng cao trình độ cơ giới hoá tiến dần đến hiện đại hoá trong công tác sản xuất
trong lĩnh vực nông nghiệp. Thúc đẩy quá trình cơ giới hoá nông nghiệp nói chung.


4

PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Tình hình sản xuất sắn trên thế giới và trong nước
2.1.1 Trên thế giới
Hiện tại, sắn được trồng trên 100 nước của vùng nhiệt đới, cận nhiệt
đới, tập trung nhiều ở châu Phi, châu Á và Nam Mỹ, là nguồn thực phẩm
của hơn 500 triệu người.

Hình1: Bản đồ phân bố các khu vực canh tác sắn trên thế giới [1]
Sản lượng sắn thế giới năm 2006/07 đạt 226,34 triệu tấn củ tươi so với
2005/06 là 211,26 triệu tấn và 1961 là 71,26 triệu tấn. Nước có sản lượng sắn
nhiều nhất thế giới là Nigeria (45,72 triệu tấn), kế đến là Thái Lan (22,58 triệu

tấn) và Indonesia (19,92 triệu tấn). Việt Nam đứng thứ mười trên thế giới về sản
lượng sắn (7,71 triệu tấn). Nước có năng suất sắn cao nhất hiện nay là Ấn Độ
(31,43 tấn/ha), kế đến là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân
của thế giới là 12,16 tấn/ha (FAO, 2008) [1].
Trên thế giới, sắn được trồng bởi những hộ nông dân sản xuất nhỏ để làm
lương thực- thực phẩm, thức ăn gia súc và để bán. Sắn chủ yếu trồng trên đất
nghèo và dùng kỹ thuật canh tác truyền thống.
Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới có chiều hướng
gia tăng từ năm 1995 đến nay (Bảng 1 dưới đây). Năm 2008, sản lượng
sắn thế giới đạt 238,45 triệu tấn củ tươi so với 223,75 triệu tấn năm 2007


5

và năm 1995 là 161,79 triệu tấn. Nước sản xuất sắn nhiều nhất là Nigeria
(45,72 triệu tấn), kế đến là Thái Lan (22,58 triệu tấn) và Indonesia (19,92
triệu tấn). Nước có năng suất sắn cao nhất là Ấn Độ (31,43 tấn/ha), kế đến
là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của thế giới là
12,87 tấn/ha (FAO, 2008). Việt Nam đứng thứ mười về sản lượng sắn trên
thế giới (9,38 triệu tấn).
Bảng 1. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới từ năm 1995 – 2008 [1]
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(triệu ha)

(tấn/ha)

(triệu tấn)

1995 16,43

9,84

161,79

1996 16,25

9,75

158,51

1997 16,05

10,06

161,60

1998 16,56

9,90

164,10

1999 16,56

10,31

170,92

2000 16,86

10,70

177,89

2001 17,17

10,73

184,36

2002 17,31

10,61

183,82

2003 17,59

10,79

189,99

2004 18,51

10,94

202,64

2005 18,69

10,87

203,34

2006 20,50

10,90

224,00

Năm

Mức tiêu thụ sắn bình quân toàn thế giới khoảng 18 kg/người/năm. Sản
lượng sắn của thế giới được tiêu dùng trong nước khoảng 85% (lương thực 58%,
thức ăn gia súc 28%, chế biến công nghiệp 3%, hao hụt 11 %), còn lại 15% (gần
30 triệu tấn) được xuất khẩu dưới dạng sắn lỏt khụ, sắn viên và tinh bột (CIAT,
1993). Nhu cầu sắn làm thức ăn gia súc trên toàn cầu đang giữ mức độ ổn định
trong năm 2006 (FAO, 2007).
Sắn chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu lương thực ở châu Phi, bình quân
khoảng 96 kg/người/năm. Zaire là nước sử dụng sắn nhiếu nhất với 391
kg/người/năm (hoặc 1123 calori/ngày). Nhu cầu sắn làm lương thực chủ yếu tại


6

vùng Saharan châu Phi cả hai dạng củ tươi và sản phẩm chế biến ước tính
khoảng 115 triệu tấn, tăng hơn năm 2005 khoảng 1 triệu tấn.
Buôn bán sắn trên thế giới năm 2006 ước đạt 6,9 triệu tấn sản phẩm, tăng
11% so với năm 2005 (6,2 triệu tấn), giảm 14,8% so với năm 2004 (8,1 triệu
tấn). Trong đó tinh bột sắn (starch) và bột sắn (flour) chiếm 3,5 triệu tấn, sắn lát
(chips) và sắn viên (pellets) 3,4 triệu tấn.
Trung Quốc hiện là nước nhập khẩu sắn nhiều nhất thế giới để làm cồn sinh
học (bio ethanol), tinh bột biến tính (modify starch), thức ăn gia súc và dùng
trong công nghiệp thực phẩm dược liệu. Địa điểm chính tại tỉnh Quảng Tây.
Năm 2005, Trung Quốc đã nhập khẩu 1,03 triệu tấn tinh bột, bột sắn và 3,03
triệu tấn sắn lát, sắn viên. Năm 2006, Trung Quốc đã nhập khẩu 1,15 triệu tấn
tinh bột, bột sắn và 3,40 triệu tấn sắn lát và sắn viên.
Thái Lan chiếm trên 85% lượng xuất khẩu sắn toàn cầu, kế đến là
Indonesia và Việt Nam. Thị trường xuất khẩu sắn chủ yếu của Thái Lan là
Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản và cộng đồng châu Âu với tỷ trọng xuất
khẩu sắn khoảng 40% bột và tinh bột sắn, 25% là sắn lát và sắn viên (TTTA,
2006; FAO, 2007).
Năm 2006 được coi là năm có giá sắn cao đối với cả bột, tinh bột và sắn lát.
Việc xuất khẩu sắn làm thức ăn gia súc sang các nước cộng đồng châu Âu hiện
đã giảm sút nhưng giá sắn năm 2006 vẫn được duy trì ở mức cao do có thị
trường lớn tại Trung Quốc và Nhật Bản (FAO, 2007).
Viện Nghiên cứu Chính sách lương thực thế giới (IFPRI), đã tính toán nhiều mặt
và dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu với tầm nhìn đến năm 2020. Năm
2020 sản lượng sắn toàn cầu ước đạt 275,10 triệu tấn, trong đó sản xuất sắn chủ yếu ở
các nước đang phát triển là 274,7 triệu tấn, các nước đã phát triển khoảng 0,40 triệu
tấn. Mức tiêu thụ sắn ở các nước đang phát triển dự báo đạt 254,60 triệu tấn so với các
nước đã phát triển là 20,5 triệu tấn. Khối lượng sản phẩm sắn toàn cầu sử dụng làm
lương thực thực phẩm dự báo nhu cầu là 176,3 triệu tấn và thức ăn gia súc 53,4 triệu
tấn. Tốc độ tăng hàng năm của nhu cầu sử dụng sản phẩm sắn làm lương thực, thực
phẩm và thức ăn gia súc đạt tương ứng là 1,98% và 0,95%. Châu Phi vẫn là khu vực

dẫn đầu sản lượng sắn toàn cầu với dự báo sản lượng năm 2020 sẽ đạt 168,6 triệu tấn.
Trong đó, khối lượng sản phẩm sử dụng làm lương thực thực phẩm là 77,2%, làm
thức ăn gia súc là 4,4%. Châu Mỹ La tinh giai đoạn 1993-2020, ước tốc độ tiêu thụ sản
phẩm sắn tăng hàng năm là 1,3%, so với châu Phi là 2,44% và châu Á là 0,84 - 0,96%.
Cây sắn tiếp tục giữ vai trò quan trọng trong nhiều nước châu Á, đặc biệt là các nước


7

vùng Đông Nam Á nơi cây sắn có tổng diện tích đứng thứ ba sau lúa và ngô và tổng
sản lượng đứng thứ ba sau lúa và mía. Chiều hướng sản xuất sắn phụ thuộc vào khả
năng cạnh tranh cây trồng. Giải pháp chính là tăng năng suất sắn bằng cách áp dụng
giống mới và các biện pháp kỹ thuật tiến bộ .
2.1.2. Trong nước
Ở Việt Nam, sắn là cây lương thực, thức ăn gia súc quan trọng sau lúa và
ngô. Năm 2005, cây sắn có diện tích thu hoạch 432 nghìn ha, năng suất 15,35
tấn/ha, sản lượng 6,6 triệu tấn, so với cây lúa có diện tích 7.326 ha, năng suất
4,88 tấn/ha, sản lượng 35,8 triệu tấn, cây ngô có diện tích 995 ha, năng suất 3,51
tấn/ha, sản lượng gần một triệu tấn (FAO, 2007). Cây sắn là nguồn thu nhập
quan trọng của các hộ nông dân nghèo do sắn dễ trồng, ớt kộn đất, ít vốn đầu tư,
phù hợp sinh thái và điều kiện kinh tế nông hộ. Sắn chủ yếu dùng để bán
(48,6%) kế đến dùng làm thức ăn gia súc (22,4%), chế biến thủ công (16,8%),
chỉ có 12,2% dùng tiêu thụ tươi.
Sắn là cây trồng có nhiều công dụng trong chế biến công nghiệp, thức ăn
gia súc và lương thực thực phẩm. Sắn cũng là cây công nghiệp có giá trị xuất
khẩu và tiêu thụ trong nước. Củ sắn được dùng để chế biến tinh bột, sắn lỏt khụ,
bột sắn nghiền hoặc dùng để ăn tươi. Từ sắn củ tươi hoặc từ các sản phẩm sắn sơ
chế tạo thành hàng loạt các sản phẩm công nghiệp như bột ngọt, rượu cồn, mì ăn
liền, gluco, xiro, bánh kẹo, mạch nha, kỹ nghệ chất dính (hồ vải, dán gỗ), bao bì,
bún, miến, mì ống, mì sợi, bột khoai, bánh tráng, hạt trân châu (tapioca), màng

phủ sinh học và chất giữ ẩm cho đất, phụ gia thực phẩm, phụ gia dược phẩm. Củ
sắn cũng là nguồn nguyên liệu chính để làm thức ăn gia súc. Thân sắn dùng để
làm giống, nguyên liệu cho công nghiệp xenlulụ, làm nấm, làm củi đun. Lá sắn
non dùng làm rau xanh giàu đạm. Lá sắn dùng trực tiếp để nuôi tằm, nuôi cá.
Bột lá sắn hoặc lá sắn ủ chua dùng để nuôi lợn, gà, trâu bò, dờ,…
Hiện tại, sản phẩm sắn ngày càng thông dụng trong buôn bán, trao đổi thương
mại quốc tế. Toàn quốc hiện có trên 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn với tổng công
suất khoảng 3,8 triệu tấn củ tươi/năm và nhiều cơ sở chế biến sắn thủ công rói rỏc tại
hầu hết các tỉnh trồng sắn. Việt Nam hiện sản xuất mỗi năm khoảng 800.000 –
1.200.000 tấn tinh bột sắn, trong đó trên 70% xuất khẩu và gần 30% tiêu thụ trong
nước. Sản phẩm sắn xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu là tinh bột, sắn lát và bột sắn.
Thị trường chính là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Singapo, Hàn Quốc. Đầu tư
nhà máy chế biến bio- etanol là một hướng lớn triển vọng.


8

Cõy sắn nước ta được trồng nhiều trong các vùng sinh thái tuy nhiên sự
phõn bố diện tích canh tác sắn lại không đồng đều. Tập chung chủ yếu ở các khu
vực có địa hình đồi núi nơi nền canh tác chủ yếu là cõy trồng cạn. Năng suất sắn
không đồng đều trong các vùng, điều đó thể hiện trình độ và sự đầu tư vào quá
trình canh tác là khác nhau. Sự trênh lệch về diện tích và sản lượng của từng
vùng cho thấy cõy sắn là cõy nếu được đầu tư đúng sẽ đem lại sản lượng cao gấp
nhiều lần sản lượng hiện nay. Qua đó để có những hoạch định những đầu tư hợp
lý cho từng vùng để cõy sắn Việt Nam phát triển tốt nhất.
Bảng2: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của Việt Nam giai đoạn 1995 – 2008 [2]
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(nghìn ha)

(tấn/ha)

( triệu tấn)

1995

164,30

9,84

1,62

1996

275,60

7,50

2,06

1997

254,40

9,45

2,40

1998

235,50

7,55

1,77

1999

226,80

7,96

1,80

2000

234,90

8,66

2,03

2001

250,00

8,30

2,07

2002

329,90

12,6

4,15

2003

371,70

14,06

5,23

2004

370,00

14,49

5,36

2005

425,50

15,78

6,72

2006

474,80

16,25

7,77

2007

496,80

16,07

7,98

Năm

Bảng 2 đã thể hiện đầy đủ quá trình phát triển của nền sản xuất sắn của
Việt Nam cả về diện tích và sản lượng trong những năm 1995 đến 2008. Chỉ
trong vòng 13 năm diện tích sắn đã tăng tới hơn 3 lần, sản lượng tăng tới gần 6
lần. Sản lượng tăng nhanh gấp 2 lần diện tích điều đó ta thấy rằng sản xuất sắn
đã được đầu tư và áp dụng các phương pháp canh tác tiến bộ. Các yếu tố kỹ
thuật trong đầu vào như giống, phõn bún… cùng với các phương thức thõm

canh, các kỹ thuật chăm sóc không ngừng được cải thiện. Đó là một tiền đề cho
sự phát triển bền vững của cõy sắn Việt Nam.


9

Bảng 3: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của cỏc vựng sinh thái
Việt Nam năm 2008 [2]
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

(1000 ha)

(tấn/ha)

(1000 tấn)

Đồng bằng sông Hồng

7,90

12,92

102,10

Trung du và miền núi phía Bắc

110,00

12,07

1.328,00

168,80

16,64

2.808,30

TT

Vùng sinh thái

1
2
3

Bắc Trung bộ và
Duyên hải miền Trung

4

Tõy Nguyên

150,10

15,70

2.356,10

5

Đông Nam Bộ

113,50

23,74

2.694,50

6

Đồng bằng sông Cửu Long

7,40

14,43

106,80

Cả nước

557,40

16,87

9.395,80

Sản xuất lương thực là ngành trọng tâm và có thế mạnh của Việt Nam tầm
nhìn đến năm 2020. Chính phủ Việt Nam hiện nay có nhiều những chủ trương
đẩy mạnh sản xuất sắn ở những vùng, những vụ có điều kiện phát triển và đặc
biệt là sự quan tõm đến sự phát triển lâu dài của cây sắn. Diện tích sắn của Việt
Nam dự kiến ổn định khoảng 450 nghìn ha nhưng sẽ tăng năng suất và sản
lượng sắn. Nâng cao kỹ thuật canh tác, áp dụng khoa học kỹ thuật hiện đại tạo ra
các giống có khả năng cho năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao, xây
dựng và hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác sắn bền vững và thích hợp vùng
sinh thái. Đi đôi với quá trỡnh đó là phát triển quy hoạch các cơ sở chế biến, đầu
tư nghiên cứu chế tạo các phương thức máy móc phục vụ chế biến, Tỡm kiếm
thị trường để đảm bảo sự phát triển bền vững của cây sắn.
2.2 Các công cụ và máy thái sắn hiện nay
2.2.1 Các phương pháp và cơ cấu cắt thái phổ biến
2.2.1.1 Các phương pháp cắt thái
Các phương pháp cắt thái trong nông nghiệp hiện nay có ba loại chính sau:
- Phương pháp chặt bổ: Đõy là loại cắt thái mà lưỡi dao tác động vào vật
thái theo phương vuông góc, cạnh sắc của lưỡi dao đi vào và chia vật thái ra làm
các phần khác nhau. Trong sản xuất nông nghiệp nguyên liệu thường là mềm
tớnh đàn hồi không cao nên thường áp dụng phương thức này. Phương pháp này
áp dụng nhiều cho nhiều loại nông sản như cắt thái cỏ, rơm, các loại củ quả…
Với phương pháp này quan trọng là thiết kế cho lưỡi dao và tấm kê.


10

+ Lưỡi dao: thường là bản mỏng, mài một cạnh được gắn trên đĩa dao hoặc
trống dao khi chuyển động sẽ tịnh tiến theo phương vuông góc với cạnh lưỡi
dao. Hiện nay với nhiều loại máy thái băm như máy thái rau, cỏ, rơm… thì máy
hoạt động theo nguyên lý chặt bổ trực tiếp tạo ra các khúc có kích cỡ khác nhau.

Cũn với các máy thái củ quả thì hoạt động theo nguyên lý bào gỗ lưỡi dao tiếp
súc và cắt đi một phần của củ quả tạo thành lát, miếng mỏng.
+ Tấm kê: Với phương pháp chặt bổ thì tấm kê là một bộ phận rất quan
trọng nó ảnh hưởng lớn đến quá trình cắt và chất lượng sản phẩm, tấm kê là nơi
vật thái được cố định định vị để cắt, tấm kê cần có độ chớnh sác cao khoảng
cách với lưỡi dao hợp lý với từng vật thái thì quá trình thái mới dễ dàng sản
phẩm mới đạt yêu cầu. Với nguyên liệu là rau cỏ thì khoảng cách hợp lý là 0,5
mm cũn với củ quả là 1 đến 3 mm.
- Phương pháp cắt trượt: Là phương pháp mà khi cắt lưỡi dao truợt
trên vật thái một góc trượt ξ, Phương pháp này lưỡi dao sẽ di chuyển một
khoảng nhiều hơn so với phương pháp chặt bổ. Tuy nhiên với phương
pháp cắt này lại giảm đáng kể công cắt thái và cho phí cho năng lượng cắt
thái rất có lợi cho quá trình cắt. Loại này dùng phổ biến trong cả cắt thái
thủ công và cơ giới, mang lại hiểu quả lớn trong công tác cắt thái. Đặc
biệt với nguyên liệu là nông sản có cấu trúc sợi nên khi cắt cần phải có sự
trượt để quá trình cắt dễ dàng hơn.
2.2.1.2 Các cơ cấu cắt thái
Các cơ cấu cắt thái hiện nay rất nhiều loại sử dụng phổ biến trong mọi lĩnh
vực. Trong lĩnh vực cắt thái nông sản hiện nay với nhiều loại máy chuyên dụng
với nhiêu cơ cấu cắt khác nhau. Tuy nhiên các cơ cõu cắt cơ bản thường dùng là
bốn loại cơ cấu cắt sau đõy.
Các cơ cấu cắt thái

Quay

tịnh tiến qua lại

Dao động

Tịnh tiến

Hình 2: Sơ đồ thể hiện các cơ cấu cắt thái trong nông nghiệp hiện nay
- Cơ cấu quay: Dạng này là dao được nắp trên đĩa dao (dạng phẳng) hoặc
trên trống dao (dạng trống, trụ) chuyển động quay trũn tạo lực cắt và cắt vật thái
thành các lát hay khúc tuỳ vào cơ cấu cấp liệu và yêu cầu sản xuất. Hiện nay
dạng cắt thái này rất phổ biến do kết cấu nhỏ gọn mà năng xuất tương đối cao,


11

có thể áp dụng cho nhiều loại nông sản như rau, rơm, củ, quả… Với dạng căt
thái quay dễ chế tạo cho nhiều nguồn động lực (quay tay, đạp chõn, động cơ…).
Có thể tăng năng xuất nhờ vào việc tăng số dao trên đĩa (trống) hay tăng tốc độ
vòng quay.
- Cơ cấu tinh tiến qua lại: Cơ cấu cắt này là dao chuyển động qua lại của
hai lưỡi dao hoặc bàn dao, khi chuyển động qua lại vật thái được đưa vào giữa
và với lực tác động sẽ cắt đứt vật thái. Cơ cấu cắt thái kiểu này thường sử dụng
hai bàn dao thiết kế kiểu răng lược chuyển động tịnh tiến qua lại bề mặt nhau
nên lực cắt được chia đều nên hiệu quả hơn đối với các vật thái mảnh dạng
thanh (lúa, ngô, cỏ, rau…) Loại cắt thái này hiện nay chủ yếu được sử dụng
trong công tác thu hoạch (gặt lúa, cắt cỏ…). Trong công tác chế biến nông sản ít
được sử dụng vì khó chế tạo và năng xuất không cao.
- Dạng dao động: Là dạng cắt thái mà dao thái dao động qua lại theo
phương nhất định (thông thường là quay với một cung nhất định), vật thái đưa
vào và với với lực nghiến của lưỡi dao vật thái sẽ được cắt đứt. Loại này thiết kế
hai lưỡi dao (dạng chiếc kéo) hay một một lưỡi dao và một tấm kê, vật thái đưa
vào giữa được nghiến đứt bởi lực cắt của cạnh sắc của lưỡi dao. Loại cắt thái
kiểu này ít được sử dụng vì nếu sử dụng thì chủ yếu là thủ công (dao cắt thuốc,
kéo cắt, …) năng xuất rất thấp chủ yếu dùng trong nhưng công việc có khối
lượng ít. Nếu áp dụng cơ giới sẽ tăng được năng xuất nhưng vì đõy là phương

pháp thái chặt bổ nên tốn năng lượng cho quá trình cắt gõy lóng phí năng lượng
mà năng suất không cao.
- Dạng tịnh tiến: Dạng này dao phẳng tịnh tiến theo phương nhất định hay
dao cong xoay vòng dạng cưa. Vật thái đưa vào theo phương vuông góc với lưỡi
dao, Lưỡi dao chuyển động qua lại và đi vào vật thái cắt vật thái làm nhiều phần
tuỳ thuộc vào số lưỡi dao của máy. Với dạng này dao thường là dạng lưỡi cưa
thiết kế phức tạp, dùng chủ yếu trong sản xuất công nghiệp (cưa, xẻ…). Trong
nông nghiệp thường không được sử dụng vì yêu cầu của vật liệu là không cần
thiết.
2.2.2. Một số mỏy thỏi hiện nay
Hiện nay mỏy thỏi được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như:
mỏy thỏi trong chăn nuôi (mỏy thỏi bốo, thỏi rau,thỏi cỏ…..), mỏy thỏi trong
chế biến thực phẩm (mỏy thỏi hành, thái củ quả, mỏy thỏi thịt….), mỏy thái
trong cụng nghiờp. Nói chung cỏc mỏy thỏi có chức năng chính là thái vật


12

cần thái thành các phần nhỏ ở dạng lát mỏng hoặc từng khúc tuỳ theo yêu cầu
của công việc. Cỏc mỏy thỏi này hiện nay chủ yếu là dùng trong gia đình, kết
cấu gọn nhẹ, và một số máy chuyên dụng chỉ dùng cho những công việc hay
những sản phẩm đặc trưng. Hiện nay mỏy thỏi rất đa dạng về cấu tạo và công
nghệ. từ những mỏy thỏi có thể thiết kế đơn sử dụng bằng thủ công hay bán
tự động cho đến những mỏy thỏi sử dụng các yếu tố công nghệ cao như tích
hợp điện tử, tự động hoá… Từ những máy thái chuyên dùng đến những máy
đa năng năng suất và chất lượng không ngừng tăng.
Dưới đõy là hình ảnh và một vài thông số về một số máy thái đang được sử
dụng phổ biến hiện nay.

Hình 3: Mỏy thỏi bốo medium_xrm1299305094

Máy thái bèo theo nguyên lý “dao cầu” 3 lưỡi dao lắp thứ tự trên trục dao
và đựơc lắp trên trục của động cơ, khi quay bèo được bỏ vào và sẽ được thái
thành các mảnh vụn và rơi xuống dưới. Với loại máy này có thể thái nhiều loại
nông sản như thái bèo, rau, cỏ…Năng suất 4 đến 5 tạ/h. Đáp ứng được nhiều yêu
cầu trong chế biến thức ăn chăn nuôi của người nông dõn.

Hình 4: mỏy thái đa năng của ôngPhạm quốc Hoan (Diễn Châu - Nghệ an)
Cấu mỏy thái đa năng rất đơn giản, chỉ cần một chiếc mụtơ điện, 3 lưỡi dao
hàn gắn lại theo hình cánh quạt và được gắn trực tiếp với trục động cơ. Có thể thái


13

nhiều loại nông sản trong chăn nuôi như chuối, cỏ,… Năng xuất của máy khoảng 2
tạ/h. Phù hợp với quy mô chăn nuôi nhỏ lẻ trong hộ gia đình.

Hình 5: Mỏy thái cỏ cải tiến
Quá trình cắt là do hai lưỡi dao cong lắp trên đĩa dao. Chiều dài của cỏ sau
khi cắt có thể thay đổi nhờ điều chỉnh khoảng cách giữa đĩa dao và lưỡi dao. Đĩa
dao gắn cánh quạt khi quay tạo luồng gió thổi cỏ đã được cắt ra cửa thoát. Máy
sử dụng động cơ xăng 4 kỳ năng xuất khoảng 1,5 tấn/h.

Hình 6: Mỏy thỏi lỏt, sợi củ quả KS-1500
Máy cỏ khả năng cắt củ quả thành 2 dạng lát mỏng và sợi. Máy sử dụng đĩa
dao quay 3 lưỡi, lưỡi dao gồm có 2 loại sử dụng cho từng yêu cầu của quá trình
thái (dao thái lát và dao thái sợi). Động cơ sử dụng là động cơ điện 370 kW.
Ngoài ra máy cũn có bộ phận ép củ quả vào đĩa dao để quá trình cắt củ quả
không bị văng trượt. Máy có kết cấu gọn nhẹ nặng chỉ khoảng 40 kg, năng xuất
120 kg/h. Máy thái này thường sử dụng trong chế biến củ quả làm thực phẩm và
có thể sử dụng cho công tác chế biến thức ăn chăn nuôi và các nhà máy chê biến

thực phẩm.


14

Hình 7: Mỏy thỏi lỏt khoai tây EC-502
Thông số kỹ thuật:
Cơ cấu cắt thái: Đĩa dao
Động cơ điện: 750 kW
Năng xuất lượng: 800Kg/h
Trọng lượng: 125Kg
Đặc tính: máy có thể sử dụng để thái hình vuông hoặc hình sợi đối với
khoai tây, hành tây... thích hợp sử dụng trong tiệm ăn nhanh, nhà máy sản xuất
khoai tây chiên, nhà máy chế biến thực phẩm...
Bảng 4: Đặc tính kỹ thuật của một số mỏy thỏi, băm rau củ

Đặc tính kỹ thuật

Đơn vị
đo

Mỏy thái
rau cỏ
PPC - 6

Mỏy thái
củ quả
PKP –
2,0

Máy băm

Máy băm

trộn

thái

TT – 0,3

Vụngar- 5
4ữ5

Thái cỏ

t/h

5ữ6

-

0,3

Thái rơm

t/h

1,5 ữ 2,5

-

-

Thái củ quả

t/h

Công suất động cơ

kW
kWh/t

Năng
xuất

Mức tiêu thụ điện
năng riêng
Độ dài đoạn (lỏt)
thỏi
Tốc độ của trục máy
Số và kiểu dao thái

mm
vg/ph

-

-

1ữ3

0,2

3ữ4

7

1

2,8

22

1.5 ữ 5

0,3

5 ữ 10

4 ữ 46

5 ữ 10

3ữ4

200

720

1000

4 dao

12 dao

6 dao xoắn

thẳng

phay

9 dao băm

6; 15; 25;
27; 40; 104
450
2 dao cong

5
2 ữ 10

Qua một số hình ảnh và thông số kỹ thuật của một số máy thái ở trên ta
thấy rằng hiện nay máy thái đang rất phổ biến và đa dạng về chủng loại. Tuy
nhiên về cấu tạo chung thì hầu hết các máy thái đều có nguyên lý hoạt động
giống nhau. Đặc biệt là bộ phận thái bộ phận chớnh của máy đều có cơ cấu thái


15

là sử dụng đĩa dao với nhiều loại dao sử dụng cho nhiều hình thức thái khác

nhau. Nguồn động chớnh vẫn chủ yếu là sử dụng động cơ điện rất thuận lợi
trong sản suất hiện nay.
2.2.3.Một số mỏy thỏi sắn hiện nay
Hiện nay trên thị trường và trong sản xuất đã phổ biến rất nhiều loại
mô hình mỏy thỏi sắn sử dụng trong nhiều mô hình và công việc khác
nhau. Nhỡn chung cỏc mỏy thỏi sắn hiện nay phục vụ cho chăn nuôi và chế
biến sắn lát hàng hoỏ thụ, tính công nghệ cũn kộm thậm chí là chưa có.
Cỏc mỏy thỏi sắn gần đây chủ yếu do người nông dân chế tạo nhằm tự
phục vụ sản xất cho gia đình. Cỏc mỏy cú năng xuất từ vài tạ đến vài tấn/h,
không có giá thành nhất định. Nguồn động lực cho máy hoạt động không
có tính toán về hiểu quả gây lãng phí lớn năng lượng, máy chủ yếu được
chế tạo trên cơ sở thực nghiệm. Sau đây là những tìm hiểu về một số loại
máy phổ biến thông dụng trong thái sắn hiện nay.
2.2.3.1 Công cụ thái sắn thủ công:
Các loại công cụ thái sắn thủ công hiện nay chủ yếu là các loại máy nhỏ
chạy bằng sức người đơn giản dễ chế tạo nhưng năng xuất rất thấp chỉ
khoảng 1,5 đến 2 tạ/h và cũn gõy lãng phí lớn. các loại công cụ này thông
dựng trong các hộ gia đình sản xuất nhỏ chủ yếu được cải tiến từ cỏc mỏy
thỏi đơn giản. các công cụ thái kiểu này tính cơ giới hầu như chưa có chất
lượng sắn thỏi lỏt và thỏi duụi chưa cao phụ thuộc nhiều vào trình độ sử
dụng. các loại công cụ này phổ biến sử dụng trong các hộ sản xuất tự cung
tự cấp trong chăn nuôi nhỏ lẻ.Quá trình sử dụng động cơ để làm nguồn động
lực là một hình thức cải tiến tuy nhiên do thiết kế tổng thể lại không đảm bảo
cho máy hoạt động lõu bền.

Hình 8: Mỏy thái sắn quay tay L1
Máy thái L1 Chạy thủ công bằng 2 tay một tay quay đĩa và một tay
cho sắn vào. Nhỏ gọn dễ chế tạo, không tốn kém nhưng năng xuất rất thõp
chỉ khoảng 2 ữ 3 tạ/h.

16

Hiện nay các loại công cụ này không còn phù hợp với sản xuất với nhiều
các lý do sau đõy:
- Tốn nhân công: Một người sử dụng một máy thái và thái từng củ một nên
năng suất thấp. Đõy là một yếu tố quan trọng trong xu hướng sản xuất hiện nay.
Tốn nhõn công gõy ra sự lóng phí về thời gian đồng nghĩa với việc hiệu quả sản
xuất kém.
- Lóng phí: công cụ sắn thủ công kiểu này không thể cắt thái những củ sắn
có kích thước quá nhỏ, hoặc khi cắt đến cuối củ sắn thì phải bỏ đi vì lý do an
toàn hoặc nếu cắt được thì cũng gõy lóng phí vê thời gian, củ sắn không được
cắt hết phần sắn này thường bỏ đi gõy lóng phí hoặc sử dụng như sắn đã thái
làm cho chất lượng sắn lát không đồng đều.
- Năng xuất, chất lượng thấp: Đõy là một lý do quan trọng trong hoạt động
thái sắn, với những công cụ thủ công kiểu này thì năng xuất thái chỉ khoảng 2
đến 4 tạ/h. Giữa năng xuất và chất lượng không thể cùng đảm bảo thậm chí
không đạt cả hai yêu cầu trên vì nhiều lý do phụ thuộc vào người lao động.
2.2.3.2 Một số mỏy thỏi sắn cơ giới:
Một số mỏy thỏi sắn cơ giới hiện nay hầu hết đều là các máy tự chế do
người nông dõn trực tiếp chế tạo phục vụ sản xuất tại địa phương hoặc ngay
trong gia đình. Các máy thái sắn kiểu này sử dụng động cơ điện hoặc máy nổ để
chạy. Với các máy như vậy năng xuất là rất cao có thể nõng năng suất so với
chặt bằng tay lên hàng chục lần.
Tuy nhiờn cỏc mỏy này lại có nhược điểm là phải có một vùng chuyên
canh trồng sắn lớn, cỏc mỏy này chủ yếu là hoạt động theo nhu cầu dịch vụ
chứ không thể áp dụng cho từng hộ gia đình vì giá thành và quy mô sản xuất
chưa thực sự cần thiết. Hiện nay cỏc mỏy thỏi sắn của nông dân tự chế tạo là
tương đối nhiều nhưng sự tính toán cho nhu cầu của khu vực và ngay cả quy
mô sản xuất trong nông hộ là không sát thực, chủ yếu cỏc mỏy được chế tạo

theo nhu cầu của người chế tạo, không có mặt bằng chung về giá thành, chất
lượng cũng như quy mô sản xuất. Ngoài ra với những loại mỏy thỏi này thì
chủ yếu là phục vụ trong công tác chế biến sắn rất lớn hàng chục đến hàng
trăm tấn một vụ, chủ yếu là sản xuất hàng hoá lớn phục vụ các nhà máy hay
để xuất khẩu.


17

Hình 9: mỏy thái sắn của ụng Nghiêm Đức Thỏi (Sụng Hinh – Phỳ Yờn)
Máy có 3 phần, máy nổ D8, thõn mỏy và giàn đế có bánh xe để kộo mỏy di
chuyển. Phần thõn mỏy, gồm 2 bộ phận chính là cối chứa sắn và vòng dao. Sắn
củ được đổ vào cối chứa qua cửa lùa rộng khoảng 10cm, gặp ngay vòng dao và
cuối cùng thành phẩm là những lát sắn.
Nguyờn lí hoạt động của máy. Máy nổ kộo dõy đai làm quay vòng
dao, trờn vũng dao gắn 2 lưỡi dao đối xứng, ngược chiều nhau qua tâm.
Điểm mấu chốt là độ vát giữa lưỡi dao và vòng dao, độ vát càng rộng thỡ
lỏt sắn càng dày và ngược lại.
Mỗi giờ máy có thể cắt được 3 tấn sắn củ thành lát mỏng. So với cách xắt
lát thủ công bằng tay, dựng mỏy có thể rút ngắn được 48 lần về thời gian. Năm
người chặt một ngày chỉ được 2,5 tấn sắn với số tiền công lên đến 150.000đồng,
trong khi dựng mỏy với khối lượng sắn ấy làm chưa đến 1 giờ, mà giá thành chỉ
35.000đồng/1 giờ.

Hình 10: Máy tróc vỏ và thái sắn của ụng Lõm Văn Liêm
(Đèo Gia, Lục Ngạn, Bắc Giang)
Máy gồm 2 phần: Phần lồng tróc vỏ cấu tạo từ các thanh gỗ hình chữ V
ghép lại, phớa trong nhọn khi lồng quay tiếp súc với vỏ sắn làm vở sắn tự bật ra.
Trên lồng có cửa để đổ sắn sang máy thái. Máy thái gồm có 1 đĩa dao có 2 dao
khi quay sẽ thái sắn thành lát mỏng. Máy có năng xuất rất cao một ngày có thể

tróc vỏ và thái 14 tấn sắn tươi.


18

Hình ảnh máy thái sắn ở trên là hai loại máy thái sắn tiêu biểu do người
nông dõn tự chế tạo để tự phục vụ sản xuất. Các máy này đáp ứng tương đối đầy
đủ về yêu cầu thái lát sắn tuy nhiên vẫn cũn nhiều những hạn chế sau:
- Chỉ có thể áp dụng cho các vùng sản xuất quy mô lớn với sản lượng từ
hàng trăm tấn chở lên. Không áp dụng sản suất cho các hộ gia đình trồng sắn
nhỏ lẻ chỉ vài tấn đến chục tấn vì chi phí cho một chiếc máy là rất cao.
- Không có sự tớnh toán cho nhu cầu chung của nền sản xuất, máy chủ yếu
là tự chế để phục vụ nhu cầu sản xuất ngay tại nông hộ nên khó áp dụng cho nền
sản xuất đại trà.
Xuất phát từ quá trình tỡm hiểu về một số loại máy thái trên cũng như tỡm
hiểu từ thực tế sản xuất đặc biệt là khõu thái lát nông sản trong sản xuất nông
nghiệp, ta có thể đưa ra những yêu cầu chớnh về máy thái là:
- Máy phải có tớnh vạn năng: thái được nhiều nông sản.
- Điều chỉnh được độ dài ngắn của lát thái.
- Tỉ lệ dập nát thấp (5 ữ 7 %).
- Có năng xuất cao (1 ữ 3 tấn/h).
- Chi phí năng lượng riêng thấp (khoảng 1 kWh/tấn).
- Cấu tạo nhỏ gọn dễ tháo lắp sửu chữa.
- Có các thiết bị che chắn bảo vệ, bảo đảm an toàn lao động.
Hiện nay cũng có một số công cụ và máy móc cải tiến áp dụng cho sản
xuất nhỏ trong nông hộ tuy nhiên về cơ bản cỏc mỏy mày có tính ứng dụng
không cao, không thể phổ biến trong nhiều hình thức canh tác sắn khác
nhau. Vậy vấn đề đặt ra hiện nay là phải có được một chiếc mỏy thỏi sắn
không những đáp ứng được các đòi hỏi về quy trình thái sắn mà cả khả năng
đáp ứng cho mọi quy mô sản xuất sắn. Với những yêu cầu của một nền sản

xuất sắn còn tương đối nhỏ như một số vùng của Việt Nam hiện nay thì cần
thiết phải có máy móc phù hợp với quy mô đó, một chiếc mỏy thỏi sắn áp
dụng trong quy mô hộ gia đình và các xưởng sản xuất nhỏ phục vụ ở nông
thôn sẽ làm một điều hết sức quan trọng và ý nghĩa trong sản xuất sắn của
Việt Nam hiện nay.


19

PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
3.1 Đối tượng nghiên cứu
- Các phương thức cắt thái hiện nay.
- Các loại mỏy thỏi thông dụng trong nông nghiệp.
- Dựa trên điều tra, tìm hiểu lựa chọn và thiết kế mỏy thỏi.
3.2 Nội dung nghiên cứu
3.2.1 Điều tra
- Điều kiện kinh tế - xã hội của địa phương.
- Điều tra tình hình sản xuất nông nghiệp và sản xuất sắn tại địa phương.
- Điều tra các loại mỏy thỏi và mỏy thỏi sắn hiện có.
- Điều tra tổng thể về nhu cầu sử dụng mỏy thỏi sắn.
3.2.2 Thiết kế tổng thể, chi tiết trên bản vẽ
- Nghiên cứu, tham khảo một số mỏy thỏi có tính năng tương tự để chọn
phượng án thiết kế hợp lý.
- Tính toán chi tiết, vẽ trờn mỏy.
- Sản phẩm là các bản vẽ chi tiết về máy.
3.2.3 Gia công chế tạo thử
- Liên hệ chế tạo tại xưởng cơ khí.
- Tính toán chi phí và hiệu quả mang lại.
3.2.4 Vận hành thử, hiệu chỉnh hoàn thiện sản phẩm.

- Kiểm nghiệm, hiệu chỉnh
- Lấy số liệu thực tế.
- Hiệu chỉnh hoàn thiện.
3.2.5 Hướng dẫn sử dụng
- Xây dựng quy trình vận hành.
- Xây dựng nội quy sử dụng.
3.3 Địa điểm và thời gian tiến hành
3.3.1 Địa điểm
- Xó Yờn Lóng huyện Đại Từ tỉnh Thỏi Nguyờn
3.3.2 Thời gian
- Từ ngày 10/02/2011 đến 10/06/2011
3.4 Phương pháp ngiờn cứu
- Điều tra phỏng vấn


20

- Xử lý số liệu
- Tham khảo tài liệu
- Tư vấn chuyên gia
- Phương pháp tớnh toán thiết kế
- Phương pháp chế tạo máy
- Phương pháp khảo nghiệm máy


21

PHẦN 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Kết quả điều tra
4.1.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của địa phương
4.1.1.1 Điều kiện tự nhiên
Xó Yờn Lóng là một xã thuộc vùng trung du và miền núi phía bắc, là xã
cuối cùng trên quốc lộ 3 từ Thái Nguyên đi Tuyên Quang. Phớa bắc giáp với
tỉnh Tuyên Quang phớa tõy là vùng tiếp giáp chõn núi Tam Đảo với địa hình
chủ yếu là đồi núi chiếm tới 70% diện tích tự nhiên. Đất tự nhiên của xã là 3802
ha trong đó diện tích đất lõm nghiệp chiếm phần lớn với trên 1500 ha, cũn lại là
đất nông nghiệp và nhà ở. Đất nông nghiệp của cả xã phõn bố không đều trên
toàn xã, chủ yếu là một vài khu vực bằng phẳng nhỏ hẹp quanh các chõn núi và
vùng trung tõm phớa nam của xã, ngoài ra các vùng ven chõn núi và các vùng
biệt lập sõu trong núi lại có diện tích đất trồng trọt rất lớn. Là vùng chõn núi lên
xã yên lóng cũn là nơi bắt đầu của nhiều các dòng suối cung cấp nước cho canh
tác nông nghiệp các xã trong khu vực.
Xã Yên Lóng là một xã giàu tài nguyên khoáng sản như sắt, thiếc… trong
đó nhiều nhất là than, xí nghiệp than núi Hồng hình thành và phát triển từ sớm
đã có những đóng góp đáng kể và sự phát triển cả xã.
4.1.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội
Xã Yên Lóng là một xã hình thành từ lõu với nền kinh tế ban đầu chủ yếu
là nông nghiệp. Hiện nay với dõn số khoảng 1200 người với gần 3000 hộ dõn,
hoạt động trong nhiều lĩnh vực kinh tế, trong đó dõn số nông nghiệp chiếm tới
80% dõn số cả xã, cũn lại là công nhõn viên chức và các hoạt động dịch vụ.
Diện tích trải rộng với nhiều địa hình khác nhau nên dõn cư phõn bố không
đồng đều tập chung chủ yếu ở các vùng trũng thấp tạo nên một khu trung tâm
đông đúc với hoạt động chủ yếu trong lĩnh vực dich vụ.
Hiện nay nền kinh tế của xã đa dạng với nhiều hình thức và quy mô khác
nhau từ sản xuất nông lõm nghiệp, khai thác khoáng sản đến các hoạt động dịch
vụ đã hình thành nên một trung tõm thông thương trên con đường từ các tỉnh
Việt Bắc về thành phố Thái Nguyên. Tuy nhiên hiện nay dõn số hoạt động trong
lĩnh vực nông lõm nghiệp vẫn chiếm tỉ lệ lớn. Đặc biệt trong lĩnh vực nông

nghiệp hàng năm đóng góp tới 60% tổng thu nhập của cả xã.


22

4.1.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp và sản xuất sắn
4.1.2.1 Tình hình sản xuất nông nghiệp
Là một xã thuần nông nhưng diện tích canh tác lại chủ yếu là đồi núi nên từ
lõu nông nghiệp của xã chủ yếu là canh tác cõy trồng cạn ở trên đồi, ven các
chõn núi. Chiếm một lượng dõn cư khá lớn nhưng lại phân bố rải rác ở nhiều
khu vực với địa hình chủ yếu là đồi núi nên diện tích bình quõn đầu người sản
xuất nông nghiệp tương đối cao (trung bình 0.25 ha/người).
Với đặc điểm nông nghiệp bị chi phối bởi địa hình nên hoạt động nông
nghiệp diễn ra chủ yếu là quảng canh mang tớnh đặc trưng. Diện tích đất canh
tác cõy trồng nước chỉ chiếm khoảng trên 30% đất nông nghiệp với tớnh thời vụ
với những cõy trồng và nông sản như lúa, ngô, khoai, hoa màu…
Dõn cư sản xuõt nông nghiệp chủ yếu là phõn bố trong các địa bàn với địa
hình là đồi núi nên canh tác chủ yếu là cõy trồng cạn như chè, sắn… Với diện
tích đất dốc lớn đõy là một điều kiện quan trọng để phát triển nông nghiệp theo
hướng chuyên canh tạo nên một vùng nông nghiệp đặc trưng.
4.1.2.2 Tình hình sản xuất sắn
Một trong những loại nông sản chủ yếu chiếm vị trí quan trọng trong đời
sống người dõn nông nghiệp ở các vùng này là cõy sắn. Cõy sắn được canh tác
từ lõu và đã chở thành một vùng chuyên canh truyền thống. Tớnh riêng diện tích
canh tác sắn của xã chiếm tới 12% diện tích đất tự nhiên và hơn 30% diện tích
đất nông nghiệp. Hàng năm diện tích canh tác sắn không ngừng tăng nhanh và
cung cấp một lượng sắn lớn cho chăn nuôi tại địa phương và không những thế
sắn cũn chở thành một hàng hoá trọng điểm mang lại thu nhập cho người dõn
trồng sắn. Với diện tích trên 325 ha canh tác sắn với sản lượng trên 4000 tấn
hàng năm cung cấp cho chăn nuôi tại địa phương (30%) cũn lại được làm lương

thực ăn tươi và trở thành hàng hoá (60%). Hàng năm sắn được chế biến dưới
dạng sắn khô để thuận tiện cho bảo quản và bán trên thị trường. Tuy nhiên theo
đánh giá nhận định hiện nay thì quá trình canh tác sắn ở đõy vẫn cũn lạc hậu,
quá trình áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất cũn chậm và chưa đồng bộ.
Đặc biệt là khõu chế biến sắn, chủ yếu là làm thủ công tuy đã có những cải tiến
nhưng năng xuất cũn rất thấp, lóng phí lớn.
4.1.3 Nhu cầu thực tế về mỏy thỏi sắn
Diện tích và sản lượng sắn hàng năm của xã không ngừng tăn. Vấn đế đặt
ra không chỉ phát triển các lĩnh vực chăn nuôi, đẩy mạnh các hoạt động tỡm
kiếm thị trường mà đi đôi với nó là phải đẩy mạnh công tác chế biến sau thu


23

hoạch. Có như vậy mới đảm bảo một nguồn sắn ổn định và chất lượng đáp ứng
được yêu cầu.
Bảng 5: Diện tích và sản lượng sắn qua các năm
Năm

Diện tích (ha)

Sản lượng (tấn)

1997

122

982

2003

134

1366

2005

207

2336

2004

203

1800

2005

256

3884

2010

325

4650

Sắn canh tác trên một diện tích lớn riêng xã Yên Lóng là 325 ha chiếm tới

30% diện tích đất nông nghiệp của cả xã với hơn 100 hộ canh tác và coi cõy sắn
là cõy chủ đạo trong sản xuất. Hiện nay năng xuất sắn là khoảng 14 tấn/ha, với
quy mô và sản lượng như vậy xã Yên Lóng đã sớm hình thành một khu vực sản
xuất hàng hoá lớn và một trong những sản phẩm chớnh đó là sắn lát khô. Sắn lát
khô không những chở thành hàng hoá (60%) mà cũn nhằm phục vụ sản xuất
chăn nuôi (30%) ngay tại khu vực.
Hiện nay công tác chế biến sắn của xó cú hai phương thức chủ yếu đó là:
- Sắn được thỏi lỏt hoặc thỏi ruụi rồi đem phơi khô dưới nắng, và sau đó
đem vào bảo quản trong bao hoặc đem nghiền thành bột sắn để phục vụ chăn nuôi
ngay trong nông hộ. Với cách chế biến sắn kiểu này thông thường năng xuất
không cao, sắn thành phẩm chất lượng không đồng đều và gây lãng phí lớn.
Các yếu tố chớnh trong quá trình chế biến là:
Sắn đem thái lát bằng tay hoặc ở một số nơi sử dụng công cụ thái quay tay
với cách thức này năng xuất rất thấp chỉ khoảng 2 đến 3 tạ/h với quy mô sản
xuất hiện nay thì không cũn phù hợp (20 đến 25 tấn/vụ/hộ) sắn là loại nông sản
khó bảo quản tươi nên cần phải rút ngắn thời gian cho chế biến để đảm bảo chất
lượng của sắn thương phẩm.
Sắn thái lát bằng tay chất lượng không đồng đều về kích thước điều đó có
sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sự đồng đều về độ ẩm khi phơi. Sự ảnh hưởng do
không đồng đều về độ ẩm của các lát sắn là các yếu tố ảnh hưởng đến chất
lượng bảo quản cũng như sắn khi sử dụng.
Công tác chế biến thủ công trong thái lát sắn gõy lóng phí lớn, dù là thái
tay hay sử dụng các công cụ thủ công thì thái sắn cũng không thể triệt để, thông


24

thường sắn thái đến cuối sẽ bị bỏ đi một khoảng 2 đến 3 cm do quá trình thái cần
có sự an toàn cho người lao đông.
- Sắn được cắt khúc khoảng 10 đến 15 cm rồi đem sấy khô, đây chỉ là

cách chế biến sắn mang tính thị trường do sắn khi sấy sẽ không đưa hết độ
ẩm ra ngoài nờn cú khối lượng lớn hơn sắn lỏt khụ bỏn sẽ có lợi hơn cho
người chế biến sắn. Không nhưng không về chất lượng, không thực sự
đảm bảo yêu cầu của sản xuất về sau mà còn gõy mất mát lớn cho thu
nhập của người dân trồng sắn.
Xét trong tình hình hiện nay để phát triển xã trở thành một vùng sản xuất
sắn hàng hoá đảm bảo cả về chất lượng và số lượng thì vấn đề cốt lõi là phải
nâng cao năng xuất và chất lượng cho khâu chế biến sắn. Để làm được như
vậy thì cần phải áp dụng các công cụ cải tiến các máy móc cơ giới cho từng
khâu từng giai đoạn trong công tác chế biến sắn. Ở đây vần đề chính là phải
có một mỏy thái sắn có năng xuất khoảng 1 đến 3 tấn/h sử dụng cho từng hộ
gia đình sản xuất sắn.
4.2. Thiết kế chế tạo
4.2.1. Lựa chọn mô hình máy và sơ đồ công nghệ
Từ thực tế điều tra quy mô sản xuất và quy trình thái lát sắn tại địa phương
tôi thấy rằng cần phải có một chiếc máy thái sắn phù hợp với quy mô cho từng
hộ gia đình. Năng xuất khoảng 1 đến 3 tấn/h, với giá thành từ 0,8 đến 1,4 triệu
đồng một chiếc. Đồng thời tận dụng được động cơ bơm nước 750 kW rất phổ
biến trong các nông hộ làm động cơ của máy.
Từ điều tra tham khảo một số các loại máy thái, máy thái sắn hiện đang sử
dụng, các phương pháp và công cụ thái hiện nay tôi quyết định thực hiện thiết kế
và lắp ráp máy thái sắn dao quay 2 lưỡi.
Lựa chọn sơ đồ công nghệ
Mô tơ điện 0,75 KW

Dây đai
Trục trung gian
Dây đai

Mâm dao

ssss
Máng cấp liệu

Sắn lát

Củ sắn


25

Hình 11: Sơ đồ công nghệ mỏy thỏi sắn dao quay 2 lưỡi
4.2.2 Tính toán một số thông số kỹ thuật chính
4.2.2.1 Kích thước và hình dạng dao thái
Để cắt vật thái thành lát bảo đảm chất lượng, giảm được năng lượng cắt
thái, ta cần tớnh toán các yếu tố thuộc phạm vi dao thái và vật thái ảnh hưởng
đến quá trình cắt thái và quyết định đến vận tốc của dao là:
a, Áp suất riêng q (N/cm) : Của cạnh sắc lưỡi dao trên vật thái: Đõy là yếu
tố trực tiếp đảm bảo quá trình cắt đứt vật thái và liên quan đến các yếu tố khác
thuộc phạm vi dao thái và vật thái. Nếu gọi lực cắt thái cần thiết là Q (N) và độ
dài của lưỡi dao là ∆S thì:
q = Q/∆S
(N/cm)
Đối với củ quả ta chọn: q = 20 ữ 40 (N/cm)
Khi cắt thái sắn có độ đàn (chủ yếu là sơ ở giữa củ sắn) áp suất riêng gây ra
hai giai đoạn: đầu tiên lưỡi dao ép vật thái rồi đến cắt đứt vật thái. Trong quá
trình dao đi vào vật thỏi cũn phải khắc phục lực ma sát T1 do áp lực của vật thái
tác động vào bề mặt dao và T2 do trọng lượng của sắn củ đè lên dao. nên chủ yếu
khi thái lực cắt bao gồm có lực cắt ban đầu và lực ma sát so 2 bề mặt củ sắn gây
ra.

Nếu gọi Pt là lực cản cắt thì
Q = Pt + Tms + T2.cos ψ
(1)
ψ là góc mài của lưỡi dao.
b, Các thông số chính của dao thái
- Độ sắc s (mm): của cạnh sắc lưỡi dao chính là chiều dày s của nó (hình vẽ).
s

Hình 12: Độ sắc s của lưỡi dao
Thông thường độ sắc cực tiểu đạt tới 20 ữ 40 àm. đối với mỏy tỏi trong
chăn nuôi và thái tành phẩm thì s không được vượt quá 100 àm. nếu vượt
quá 100 àm thỡ dao đã bị cùn và chất lượng thỏi kộm. Tuy nhiên s càng
nhỏ thì càng khó chế tạo, đòi hỏi kỹ thuật cao trong khâu chế tạo đặc biệt
là khâu mài.
Độ sắc s càng lớn thì áp suất riêng q càng lớn.