Nghiên cứu, thiết kế máy tuốt hạt tiêu với năng suất 100 kgh

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ


BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI : Nghiên cứu, thiết kế máy tuốt hạt tiêu với
năng suất 100 kg/h

Họ tên sinh viên : HVB
Chuyên Nghành Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí

HUẾ - 2018


ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ


BÁO CÁO TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI : Nghiên cứu, thiết kế máy tuốt hạt tiêu với
năng suất 100 kg/h

Họ tên sinh viên : HVB
Giao viên hướng dẫn : ThS. NTC
Nghành : Công Nghệ Kĩ Thuật Cớ Khí

HUẾ - 2018


PHẦN 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Tính cấp thiết của đề tài

-

Nước ta một nước nông nghiệp có nền kinh tế đang phát triển. Nhờ có
vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên thuận lợi, vì thế các mặt hàng nông
sản là một trong những sản phẩm hàng đầu của nền kinh tế. Ở nước ta
những năm gần đây thì tiêu là loại nông sản có giá trị kinh tế cao,
được dùng trong nước và có giá trị xuất khẩu cao, hàng năm đã thu về
một khoản ngoại tệ lớn. Nhưng nói chung do điều kiện kinh tế còn
chậm phát triển đã ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và giá thành của
sản phẩm sinh ra từ nông nghiệp.

-

Ngày nay nhờ nền kinh tế đã phát triển, khoa học kỹ thuật ngày càng
được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực, đặc biệt là trong nông
nghiệp ở nước ta. Xu thế hội nhập vào nền kinh tế thế giới của nước ta
ngày càng được mở rộng, do đó các mặt hàng nông sản đã đem lại sức
sống cho nhà nông. “Tiêu” không những tiêu trong nước mà còn giá
trị xuất khẩu rất cao là một trong những mặt hàng dẫn đầu về xuất
khẩu, vì vậy để đáp ứng nhu cầu đó tiêu đã không ngừng phát triển
nhanh về số lượng cũng như chất lượng.

-

Nhưng do tập quán canh tác ở nước ta diện tích canh phân bố rãi rác
không tập trung nên khó có thể cơ giới hóa quy trình thu hoạch tiêu.
Hiện nay người nông dân ở nước ta vẫn đang áp dụng các phương
pháp thủ công để tách hạt tiêu, sau đó mang phơi do tốn nhiều thời
gian và năng suất thấp.

- Vì vậy, em đã nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu, thiết kế máy tuốt hạt


tiêu với năng suất 100 kg/h”. Đề tài này có ý nghĩa rất quan trọng
trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa, với mấy tuốt tiêu sẽ
giúp nông dân tiết kiệm được nhiều thời gian tách hạt tiêu và tăng
năng suất đồng thời tạo nên nhiều việc làm, tăng thu nhập cho người
nông thôn, góp phần chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông thôn, thay lao
động thủ công chân tay bằng lao động bằng máy móc.

1.2. Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu, tìm hiểu nguyên lý làm việc của máy, phân tích và chọn
mẫu máy phù hợp.
- Sản phẩm hạt tiêu sau khi tách phải đảm bảo các tiêu chí sau:
+ Hạt phải còn nguyên không bị dập nát, không sót hạt
+ Hạt phải được làm sạch bụi bẩn
+ Trong hạt không còn xót lại cấng và lá tiêu


PHẦN 2: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN
CỨU
2.1. Lịch sử nguồn gốc
- Cây hồ tiêu (Piper nigrum L.) có nguồn gốc ở Ấn Độ, mọc hoang trong các
rừng nhiệt đới ẩm phía Tây vùng Ghats và Assam. Từ thế kỷ XIII, hồ tiêu
được canh tác và sử dụng rộng rãi trong bữa ăn hàng ngày. Trong nhiều năm,
Ấn Độ là nước trồng hồ tiêu nhiều nhất thế giới, tập trung canh tác ở Kerela
và Mysore. Sau đó, cây tiêu được trồng phổ biến sang nhiều nước khác ở
Viễn Đông, Indonesia, Malaysia, Thái Lan và SriLanka.
- Ở Đông Dương, cây hồ tiêu mọc hoang được tìm thấy từ trước thế kỷ XVI
nhưng đến thế kỷ XIX mới được canh tác tương đối qui mô ở vùng Hà Tiên

(Việt Nam) và vùng Kampot (Campuchia).
- Từ cuối thế kỷ XIX, hồ tiêu bắt đầu được phổ biến sang trồng ở Châu Phi
với Mađagasca là địa bàn canh tác tiêu nhiều nhất. Ở Châu Mỹ, Brasil là
nước canh tác hồ tiêu nhiều nhất với giống tiêu do nguời Nhật đưa từ
Singapore sang.
- Hiện nay, hồ tiêu được trồng nhiều ở các nước nằm trong vùng xích đạo
khoảng 150 vĩ Bắc và 150 vĩ Nam. ở Việt Nam, hồ tiêu có thể trồng ở vĩ độ
17. Hồ tiêu chỉ thích hợp ở độ cao dưới 800 m, trồng ở độ cao hơn tiêu phát
triển kém.
- Cây hồ tiêu (Piper nigrum L.) thuộc họ Piperaceae, bộ Piperales, có số
nhiễm sắc thể 2n = 52. Họ hồ tiêu (Piperaceae) là những cây thân cỏ đứng
hoặc leo bò trên vách đá hay bám trên các cây thân gỗ khác nhờ rễ bám.
Thân lá có mùi thơm cay. Lá hình tim, có lá kèm. Các loài phổ biến được sử
dụng nhiều trong đời sống hàng ngày có cây lá lốt (Piper lolot C. DC.), rau
càng cua (Piporomia leptostachya H), cây trầu không (Piper betle L), nhưng
quan trọng nhất vẫn là cây hồ tiêu.
Nguồn: />

2.2. Tình hình sản xuất tiêu ở thế giới
- Trong thập niên qua, ngành hàng hồ tiêu thế giới thay đổi rất nhanh về sản
lượng và hoạt động xuất khẩu. Đặc điểm nổi bật nhất là giá hồ tiêu và tình
trạng không rõ ràng của tương lai đối với các nước sản xuất hồ tiêu chủ lực.
Tuy nhiên, sau năm 2010, giá hồ tiêu bắt đầu không còn là vấn đề lo lắng
của nước sản xuất, bởi vì nó vẫn biểu thị được xu hướng tăng giá vượt
ngưỡng dự báo của nhà quản lý kinh tế và kỳ vọng của những người sản
xuất, những người xuất khẩu tiêu trên toàn thế giới.
- Số liệu của 15 năm gần đây cho thấy, không có thêm quốc gia sản xuất hồ
tiêu mới thuộc loại hình “ông lớn”, trong khi đó có quá nhiều thay đổi xảy ra
ở các nước sản xuất hồ tiêu truyền thống. Việc mở rộng sản xuất hồ tiêu nhìn
chung chưa có thay đổi nào, ngoại trừ Việt Nam đã và đang gia tăng diện

tích trồng hồ tiêu từ 36.106 Ha vào năm 2001 lên đến 57.000ha thu hoạch
năm 2015 (hiện đang tăng nhiều hơn), bên cạnh đó, Trung Quốc tăng diện
tích trồng lên đến 14.300ha. Lý do hiện tượng đứng yên như vậy xét về tổng
thể (overall stagnation), có thể do việc tái điều chỉnh việc mở rộng sản xuất
hồ tiêu tại Ấn Độ vào năm 2008. Chính quyết định này đã dẫn đến sự giảm
đi 50.000ha theo các dữ liệu của thống kê hàng năm.
- Tuy nhiên, Ấn Độ vẫn là vùng trồng hồ tiêu lớn nhất với 195.000ha trên toàn
lãnh thổ. Indonesia duy trì ổn định ở con số 116.000ha. Việt Nam vừa báo
cáo diện tích trồng tiêu đạt 57.000ha với tốc độ tăng dần đều theo mỗi năm.
Brazil hiện báo cáo có 45.000ha trong năm 2004 nhưng giảm xuống còn
35.000ha vào năm 2006. Từ 2007 đến 2015, thống kê chính thức của Brazil
cho con số trồng hồ tiêu là 20.000ha. Sri Lanka tăng diện tích đạt con số
32.470ha vào năm 2015, đứng hạng tư trong sáu nước thành viên của IPC có
diện tích trồng hồ tiêu tăng. Mã Lai đạt thấp nhất là 16.300ha. Diện tích tăng
của Trung Quốc hiện nay đã đạt con số 25.000ha. Sự thay đổi này xét về
tổng quát không có ý nghĩa trong các nước khác cũng sản xuất hồ tiêu.


- Báo cáo của Jha, chuyên viên kinh tế của IPC vào tháng 3/2016 cho biết:
Ngành trồng tiêu thế giới trong thời gian từ 1996 đến 2015 có sản lượng tiêu
hạt tăng nhanh, với sự đóng góp tích cực của Việt Nam kể từ năm 2003.
Trước đó, nước dẫn đầu luôn là Ấn Độ và Indonesia. Năm 1990, Việt Nam
chỉ đóng góp 4% sản lượng hồ tiêu thế giới, nhưng đến năm 2000 là 14%,
năm 2003 là 25%. Năm 2015, Việt Nam đóng góp 32% sản lượng hồ tiêu thế
giới; kế đó là Ấn Độ góp 18%, Indonesia góp 16%, Malaysia góp 7%, Sri
Lanka góp 6% và phần còn lại của thế giới đóng góp 12%. Trong 10 năm
qua, diện tích trồng hồ tiêu tăng 29% và sản lượng hồ tiêu tăng 85%. Sản
lượng hồ tiêu xuất khẩu tăng 204% trong 30 năm qua, có nghĩa là trung bình
mỗi năm tăng được 6,8%. IPC dự đoán Việt Nam sẽ còn tiếp tục tăng 34%
sản lượng hồ tiêu xuất khẩu của mình trong 8 năm tới. Câu hỏi đặt ra là khi

nào nhu cầu tiêu thụ hồ tiêu sẽ bảo hòa? Tranh luận vẫn chưa có lời giải thỏa
đáng.
Nguồn: />
2.3. Tình hình sản xuất tiêu ở Việt Nam
- Năm 2016, ngành Hồ tiêu Việt Nam đã có một năm vất vả do giá cả biến
động mạnh, tuy vậy các nhà thu mua, chế biến xuất khẩu và nông dân trồng
hồ tiêu đã vượt qua được nhiều trở ngại để có được thành công ấn tượng với
thành tích xuất khẩu đạt kỷ lục cao nhất từ trước tới nay cả về khối lượng
(179.233 tấn hạt tiêu các loại) và giá trị (kim ngạch xuất khẩu đạt 1 tỷ
439,87 triệu USD).
- Tuy nhiên bước sang năm mới 2017, với những thông tin thế giới về tình
hình sản xuất – thương mại hồ tiêu toàn cầu 2017, dự báo tình hình xuất
khẩu hồ tiêu của nước ta năm 2017 sẽ là một năm hết sức vất vả, thậm chí có
thể nói sẽ vất vả hơn 2016 và những năm trước.
- Chất lượng hạt tiêu XK sẽ là yếu tố quan trọng nhất tác động đến thương
mại hồ tiêu của Việt Nam trong năm nay. Và, quản lý chất lượng hạt tiêu
nguyên liệu từ các vùng sản xuất cũng là điều khó khăn nhất ngành hồ tiêu
phải vượt qua để duy trì kim ngạch xuất khẩu.


- Nhu cầu tiêu dùng loại gia vị này trên thị trường thế giới vẫn tăng nhưng
phần lớn thị trường thế giới không chấp nhận mua hạt tiêu không đạt yêu
cầu chất lượng trong đó tập trung nhất là vấn đề tồn dư thuốc BVTV.
- Vấn đề này không mới nhưng năm 2017 nó sẽ được tập trung soi xét cẩn
trọng hơn nhiều lần, đặc biệt ở các thị trường mà hạt tiêu VN đang chiếm thị
phần tốt là Mỹ và Châu Âu. Đơn cử là vấn đề dư lượng hoá chất Metalaxyl
trên hạt tiêu nhập khẩu vào EU. Nhiều năm trước lượng tối đa cho phép
(MRLs) của hoá chất này là 0,1ppm, nhưng năm 2017 có thể sẽ không còn
được như vậy, Uỷ ban Châu Âu EC đang kiến nghị áp dụng MRLs cho phép
chỉ là 0,05ppm.

- Theo thông tin chính thức từ Hiệp hội Gia vị Châu Âu (ESA), trong thư gửi
VPA và bộ NN&PTNT cuối tháng 1/2017 vừa qua cho biết năm 2016, ESA
phân tích 799 mẫu hạt tiêu đen nhập vào EU năm 2016 thì chỉ có 17% số
mẫu có mức dư lượng tối đa cho phép dưới 0,05ppm. Nếu tình hình sản xuất
hồ tiêu vẫn như 2016 thì đồng nghĩa với việc năm 2017 sẽ có thể có tới trên
80% hạt tiêu của Việt Nam khó có cơ hội vào được thị trường Châu Âu, thị
trường vốn tiêu thụ xấp xỉ 40.000 tấn, chiếm 23% tổng lượng hồ tiêu xuất
khẩu của VN hàng năm.
- Với thị trường Mỹ, nơi mà vài năm trở lại đây có tới trên 40.000 tấn hạt tiêu
được nhập từ Việt Nam, chiếm 24% tổng lượng XK của VN, tương đương
Châu Âu, cũng đang chuẩn bị ban hành hàng loạt qui định mới về yêu cầu
chất lượng nông sản nhập khẩu trong đó có hạt tiêu.
- Chất lượng là vấn đề sống còn của ngành hồ tiêu VN trong thời gian tới
nhưng quản lý chất lượng ở các vùng SX hồ tiêu thế nào để đáp ứng yêu cầu
thị trường XK vẫn là câu hỏi trăn trở. Tâm lý tìm kiếm năng suất cao để có
thu nhập cao bằng mọi giá của đa số nông dân trồng tiêu ở nước ta đã khiến
việc sử dụng phân bón quá mức, đẩy cây hồ tiêu vào tình trạng sinh trưởng
mất cân đối, dễ nhiễm sâu bệnh để rồi lại sử dụng tràn lan thuốc BVTV để
“cứu” tài sản bạc tỷ của mình đang là một thực tế buồn. Chỉ khi nào đa số


nông dân trồng tiêu nhận ra được tính nghiêm trọng của vấn đề canh tác kém
hiểu biết đó, thay đổi hành vi, canh tác theo GAP thì chất lượng hạt tiêu mới
có thể cải thiện, xuất khẩu theo đó mới có thể bền vững.
Nguồn: HiepHoiHoTieuVietNam (VPA)

2.4. Phân Loại Hồ tiêu
2.4.1. Tiêu đen
- Tiêu đen là loại tiêu bình thường được dùng trong ăn uống hằng ngày. Đây
loai tiêu phổ biến trên thị trường, nó có hạt tròn, to, vỏ đen. Được thu hoạch

vào xuân ở nước ta.

2.4.2. Tiêu sọ ( Tiêu trắng )
- Đây đơn giản chỉ là tiêu đen bị tách lớp vỏ ngoài ra, còn lại lớp nhân của
tiêu có màu trắng.
- Tiêu này thường có màu trắng xám, tiêu có màu trắng tười thường là bị xử
lý hóa chất.

2.4.3. Tiêu xay
- Loại tiêu này chính là hạt tiêu đen đem đi xay nhuyễn, được sử dụng trong
bữa ăn hằng ngày.

2.4.4. Tiêu lép
- Đây là loại tiêu bị hái hoặc rụng khi còn non, hạt nhân chưa đủ cứng nên khi
phơi khô chỉ có phần võ bên ngoài và 1 ít nhân bên trong.
- Tiêu lép có giá thành rất thấp, nó thường được trộn chung với tiêu đen để
giảm giá thành xuống, hoặc trộn vào tiêu để xay ra bán dễ hơn.

2.4.5. Tiêu xô
- Đây là tiêu mà thương lái mua từ dân, tiêu xô bao gồm cả tiêu đen, tiêp lép,
rác… chưa được xử lý.
- Loại tiêu này dùng để làm buôn bán sỉ, khách tùy trường hợp mà họ phân
loại ra từng loại tiêu để bán. Đôi khi chúng ta thấy giá tiêu ở mỗi nơi môi


khách, nguyên nhân là tỷ lệ rác, hạt lép trong tiêu xô nhiều hay ít mà có giá
khác nhau.
Nguồn: />
2.5. Các Sản Phẩm Từ Tiêu
2.5.1. Hồ tiêu muối

- Tiêu xanh ngâm nước muối được chế biến từ quả tiêu chưa chín. Sau khi hái,
tách cẩn thận quả tiêu khỏi ghé, tránh làm vỡ, dập quả. Các quả tiêu ( hạt
tiêu xanh) này được ngâm trong dung dịch giấm và muối để giữ được màu
xanh tự nhiên và thể chất giòn, xốp của hạt tiêu xanh. Tiêu thành phẩm có
hương vị thơm ngon được người tiêu dùng chấp nhận.

2.5.2. Dầu tiêu
- Tinh dầu bay hơi, được chiết xuất từ quả tiêu bằng phương pháp chưng chất
hơi nước. Đó là một hỗn hợp lỏng tự nhiên, trong suốt, có màu xanh vàng
đến hơi xanh lá cây.

2.5.3. Dầu nhựa tiêu oleorisin
- Còn gọi là dầu nhựa tiêu, là một chất chiết xuất đậm đặc bởi sự chiết xuất
bằng các dung môi cổ truyền hoặc chiết xuất ở nhiệt độ cao. Oleoresine là
một hỗn hợp tinh dầu, nhựa và các hợp chất như piperine alkaloid cay. Dầu
nhựa tiêu có đầy đủ các đặc trưng về hương vị thơm cay của tiêu.

2.5.4. Tiêu xanh khử nước
- Đây là một loại sản phẩm được chế biến từ hạt tiêu xanh, bằng cách xử lý
hạt ở nhiệt độ cao để làm vô hiệu sự hoạt động của các enzyme làm hạt tiêu
hóa nâu đen. Tiêu xanh qua xử lý nhiệt sau đó được sấy khô hay phơi khô ở
nhiệt độ được kiểm soát, nhờ vậy giữ lại được màu xanh tự nhiên như khi
thu hái. Sau khi ngâm vào nước, hạt tiêu sẽ phục hồi lại hình dạng và màu
sắc gần giống như hạt tiêu xanh khi thu hái.


2.5.5. Tiêu xanh đông khô
- Là sản phẩm tiêu xanh hảo hạng được chế biến bằng cách làm khô hạt tiêu
xanh đến độ ẩm khoảng 4% ở nhiệt độ âm 30-40oC trong điều kiện chân
không. Màu sắc, hương thơm và thể chất của tiêu xanh đông khô tốt hơn

nhiều so với tiêu xanh phơi khô dưới ánh sáng mặt trời hay được khử nước
qua sấy. Sản phẩm này có thể giữ ở nhiệt độ bình thường trong phòng. Khi
được làm ẩm trở lại, sản phẩm giống như sản phẩm tiêu xanh mới thu hái.

2.6. Quy trình thu hoạch
2.6.1. Xác định thời điểm thu hái
- Tùy theo sản phẩm được chế biến mà thời điểm thu hái khác nhau.

2.6.2. Chuẩn bị dụng cụ thu hái
- Dụng cụ dùng trong thu hoạch là: bạt, thang, bao, thúng và dây cột bao.

2.6.3. Vệ sinh vườn trước khi thu hái
- Làm cỏ trước khi thu hoạch 1 tháng, trước khi hái nhặt sạch những gié tiêu
rụng để tận thu.

2.6.4. Trải bạt
- Tùy theo điều kiện, ta có thể trải 2 bạt hái 1 hàng hoặc 3 bạt hái 1 hàng. Bạt
phải trải kín xung quanh gốc và trải giáp mối cẩn thận.

2.6.5. Hái tiêu
- Tiêu được thu hái bằng tay và được hái từ 2-3 đợt trong một vụ thu hoạch.
Tiêu leo bám trên cây trụ cao do vậy phải dùng ghế có chiều cao phù hợp từ
2-3m để thu hoạch. Khi hái dùng tay để bấm vào cổ của chùm quả, không
rứt chùm dễ làm gãy cành ảnh hưởng đến năng suất vụ sau.

2.6.6. Thu gom và đóng bao
- Sau khi hái song hết phần trải bạt, nhặt sạch lá cây, thu gom chất khác, gom
bạt và cho quả vào bao. Bao được đóng đầy và buộc chặt, vận chuyển về sân
phơi.

2.7. Các máy tuốt hạt tiêu có trên thị trường hiện nay


-

Máy tuốt hạt tiêu một trục.
Máy tuốt hạt tiêu nhiều trục.
Máy tuốt hạt tiêu kết hợp sàn.
Máy tuốt hạt tiêu và phân loại theo màu sắc.

Phần 3: Phạm vi, đối tượng nghiên cứu, nội dung và
phương pháp nghiên cứu
3.1. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
- Nguyên lý tuốt hạt tiêu.
- Máy tuốt hạt tiêu

3.1.2. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu, thiết kế, tính toán máy tuốt hạt tiêu có năng suất 100kg/h.
- Sử dụng phần mềm trong thiết kế.
- Sử dụng các tài liệu liên quan như sách giáo trình, internet và một số tài liệu
liên quan khác.

3.2. Nội dung nghiên cứu
3.2.1. Nghiên cứu về cơ tính của hạt tiêu
3.2.2. Lựa chọn nguyên lý làm việc
3.2.3. Tính toán động học và động lực học của máy
3.2.4. Phần bản vẽ
3.2.5. Các hư hỏng và cách khắc phục
3.2.7. Các thông số của máy

3.2.8. Quy trình vận hành
3.2.9. Gía thành sản phẩm

3.3. Phương pháp nghiên cứu
3.3.1. Phương pháp phỏng vấn chuyên gia


3.3.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu
3.3.3. Phương pháp thiết kế

Phần 4: Kết quả
4.1. Nghiên cứu về cơ tính của hạt tiêu
4.1.1. Rễ tiêu
 Có 4 loại rễ chính:
- Rễ cọc: Rễ cọc chỉ có khi trồng bằng hạt. Sau khi gieo, phôi hạt phát triển, rễ
đâm sâu vào đất, có thể sâu 2-2,5 m, nhiệm vụ chính là giữ cây và hút nước
chống hạn cho cây.
- Rễ cái: Rễ cái phát triển từ hom tiêu (nếu trồng bằng hom). Mỗi hom có từ
3-6 rễ, nhiệm vụ chính là hút nước chống hạn cho cây trong mùa khô, sau
trồng 1 năm, rễ cái có thể ăn sâu tới 2m.
- Rễ phụ: Rễ phụ mọc ra từ rễ cái thành từng chùm mang nhiều lông hút, tập
trung nhiều ở độ sâu 15-40 cm. Nhiệm vụ chính là hút nước và dưỡng chất
để nuôi cây. Đây là loại rễ quan trọng nhất của cây tiêu trong quá trình sinh
trưởng và phát triển.
- Rễ bám (rễ khí sinh, rễ thằn lằn):Rễ này mọc từ đốt thân chính hoặc cành
của cây tiêu, bám vào nọc (nọc sống, nọc chết, nọc xây…) nhiệm vụ chính là
giữ cây bám chắc vào nọc, hấp thụ (thẩm thấu) chỉ là thứ yếu.

4.1.2. Thân
- Tiêu thuộc loại thân bò, là loại thân tăng trưởng nhanh nhất có thể 5-7

cm/ngày.
- Cấu tạo thân tiêu gồm nhiều bó mạch libe mộc có kích thước khá lớn, nên có
khả năng vận chuyển nước, muối khoáng từ dưới đất lên thân rất mạnh. Do
vậy, khi thiếu nước hoặc bị vấn đề gì khác thì cây tiêu héo rất nhanh.
- Thân tiêu có màu đỏ nhạt (non) đến nâu xám, nâu xanh, xanh lá cây đậm
(lúc câysung, lá lớn). Khi cây già hóa mộc thì màu nâu sẫm. Nếu không bấm
ngọn thì có thể mọc dài tới 10 m.


4.1.3. Lá
- Lá tiêu thuộc loại lá đơn, hình trái tim mọc cánh, có
cuống. Cuống lá dài 2-3 cm lá có năm gân hình lông
chim, kích thước lá tùy theo giống, phiến lá nguyên
vẹn có chiều dài 10 đến 20 cm, rộng từ 5 đến 10 cm,
mặt lá nhẵn bóng, có màu từ xanh nhạt đến xanh thẫm
ở trên mặt lá và có màu xanh lục ở dưới mặt lá, đôi
khi có hai hình dạng của lá, các lá ở cành, tược có
dạng cân đối và màu sẫm, còn lá ở cành trái có dạng
cân đối so với gân lá chính và màu sắc của lá nhạt
dần.

4.1.4. Cành
 Trên cây có 3 loại cành
- Cành vượt (cành tược): Mọc ra từ các mầm nách lá ở
những cây tiêu nhỏ hơn 1 tuổi, mọc thẳng hợp với
thân chính một góc nhỏ hơn 450. Cành này phát triển
rất mạnh, nếu dùng làm hom để giâm cành thì cây
tiêu ra hoa chậm hơn cành mang trái nhưng tuổi thọ
kéo dài hơn (25-30 năm).
- Cành ác (cành mang trái): Là những cành mang trái

mọc ra từ các mầm của nách lá ở gần ngọn của thân chính trên những cây
tiêu lớn hơn 1 tuổi, góc độ phân cành lớn hơn 450. Cành này ngắn hơn cành
tược, lóng ngắn, khúc khuỷu và thường mọc cành cấp 2, nếu lấy cành này
nhân giống thì mau cho trái (nhưng tuổi thọ thấp).
- Dây lươn: Mọc ở gần mặt đất từ những mầm nách lá, mọc dài ra bò trên mặt.


- Lá cây tiêu thuộc lá đơn, hình trái tim, mọc cách. Cuống lá dài 2-3cm, phiến
lá dài 10-25cm, rộng 5-10cm tùy giống.

4.1.5. Hoa
- Hoa mọc thành từng gié (chùm) treo lủng lẳng
trên cành. Một gié dài khoảng 7-12cm, trung bình
có từ 30-60 hoa trên gié sắp xếp theo hình xoắn
ốc, mỗi hoa có một lá bắc nhỏ nhưng rụng rất sớm
khó thấy. Hoa tiêu có thể lưỡng tính hoặc đơn tính
và co thể đồng chu, dị chu hoặc tạp hoa.
- Hoa tiêu không có bao, không có đài, có 3 cánh
hoa, 2-4 nhị đực, bao phấn có 2 ngăn, hạt phấn
tròn và rất nhỏ, đời sống rất ngắn khoảng 2-3
ngày. Bộ nhụy cái gồm: Bầu noãn có 1 ngăn và
chứa 1 túi noãn (tiêu chỉ có 1 hạt).
- Từ khi xuất hiện gié đến khi hoa nở đầy đủ khoảng 29-30 ngày. Sự thụ phấn
của hoa không phụ thuộc vào gió, mưa hoặc côn trùng mà phấn của hoa trên
thụ cho hoa dưới của một gié.
- Sự thụ phấn của hoa phụ thuộc rất lớn bởi độ ẩm không khí, độ ẩm đất. Đây
là điều cần lưu ý cho việc tưới nước cho vùng trồng tiêu ở miền Đông Nam
Bộ.

4.1.6. Trái

- Trái tiêu thuộc loại trái hoạch, hầu như không có cuống, mang một hạt tiêu,

dạng hình cầu đường kính khoảng 4 – 8 mm, tùy theo loại giống và điều
kiện canh tác. Trái có màu xanh sau ngả sang màu vàng khi chín thì màu đỏ.

4.2. Lựa chọn nguyên lý làm việc
4.2.1. Tách hạt tiêu bằng lực hướng trục của chùm trái tiêu

 Ưu điểm:
- Năng suất tách hạt cao.
- Chế tạo chi tiết đơn giản.
- Gía thành chế tạo thấp.
 Nhược điểm:


- Khả năng gãy cấng, vỡ hạt cao.
- Lực tách lớn.

4.2.2. Tách hạt tiêu bằng lực theo phương tiếp tuyến với tiêu

 Ưu điểm:
- Năng suất tách hạt cao
- Lực tách hạt nhỏ.
- Khả năng gãy cấng, vỡ hạt nhỏ.
 Nhược điểm
- Chế tạo chi tiết hơi phức tạp.

4.2.3. Tách hạt tiêu bằng lực có phương song song với chùm tiêu

 Ưu điểm:
- Khả năng vỡ hạt thấp.
 Nhược điểm:
- Chế tạo chi tiết khá phức tạp.


- Gía thành chế tạo cao.
- Năng suất tách hạt thấp.
- Lực tách hạt lớn.
- Khả năng gãy cấng cao.

4.2.4. Lựa chọn nguyên lý phù hợp
 qua tham khảo kết quả nghiên cứu của nhiều nhà nghiên cứu với các
kiểu tách hạt khác nhau để tách hạt tiêu hiệu quả nhất thì ta nên sử
dụng phương án “ Tách hạt tiêu bằng lực theo phương tiếp tuyên của
chùm trái tiêu”. Vì lực tách lúc này là nhỏ nhất. Trong quá trình tách
hạt tiêu chịu tác động rất nhiều của các yếu tố: lực nén, va đập, vận
tốc đinh răng của trống tẽ, độ ẩm, độ cứng, hình dáng và kích thước
của tiêu.
 Vì thế em quyết định chọn phương án tách hạt tiêu bằng lực
theo phương tiếp tuyến của chùm trái tiêu.

* Sơ đồ sơ bộ của quá trình tách hạt.


 Các yếu tố làm việc của cơ cấu tách hạt: Qúa trình làm việc của cơ cấu
tách hạt chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố: Tính chất cơ lý của tiêu, các
thông số của máy như : kết cấu buồng tách, động học máy, chế độ cung
cấp tải.

 Ảnh hưởng của vận tốc đỉnh răng: Công đoạn tách hạt thực hiện dưới sự
tác động của bộ phận tách lên hạt tiêu. Sự tác động này gây ra hai hiệu
quả trái ngược nhau. Đó là khi tăng vận tốc của trống tách thì tiêu được
tách sạch hơn nhưng độ nát hạt lại cao. Ngược lại khi giảm vận tốc xuống
thì độ hư hỏng của hạt giảm nhưng tỉ lệ sót hạt tăng. Vận tốc trống tách
tối ưu biến động từ 2-7 m/s, phụ thuộc vào độ ẩm của hạt.
 Ảnh hưởng của khe hở giữa đỉnh răng và máng trống: Khe hở tách hạt
của máy được tính toán dựa vào kích thước của trái và chùm tiêu. Khe hở
này phải nhỏ hơn đường kính của chùm tiêu và ảnh hưởng trực tiếp đến
tỷ lệ sót hạt, vỡ hạt. Khi khe hở tách tăng thì tỷ lệ vỡ hạt giảm, tỷ lệ sót
tăng đồng thời chi phí, năng lượng giảm và ngược lại.
 Ảnh hưởng của lượng tải trọng cung cấp: Trong quá trình tách cần giữ
được tải trọng ở mức thích hợp thì các chỉ tiêu chất lượng làm việc đạt
giá trị cao nhất. Để đạt được yêu cầu này cần phải có hệ thống tiếp liệu
bằng cơ giới ( như dung băng tải, cơ cấu điều chỉnh lưu lượng).


4.3. Tính toán động học và động lực học của máy
4.3.1. Thiết kế sàng thùng quay
4.3.1.1. Cấu tạo và nguyên tắc làm việc
- Thân thùng quay chính là mặt sàng, làm bằng tấm thép có đục lỗ hoặc bằng
lưới đan. Thân thùng có dạng hình trụ hoặc hình nhiều mặt. Khi thùng quay,
hỗn hợp vật liệu được nâng lên đến một độ cao nào đó rồi tụt xuống, trong
quá trình được nâng lên và tụt xuống ấy, hạt vật liệu nào có kích thước bé
hơn lỗ lưới chui qua lưới gọi là sản phẩm dưới lưới, còn vật liệu lớn hơn lỗ
lưới thì tụt dần trên mặt sàng rồi đi ra ngoài, bởi vì máy sàng thường đặt
nghiêng một góc nào đó so với mặt phẳng nằm ngang, thường từ 4 đến 10
độ.
4.3.1.2. Các phương án lựa chọn sàng thùng quay
 Phương án 1: sàng thùng quay được bố trí nhiều lớp song song.

 Ưu điểm:
- Độ rung động khi sàng nhỏ.
- Năng suất khi sàng tương đối cao vì diện tích tiếp xúc trên mặt sàng lớn.
 Nhược điểm:
- Chế tạo chi tiết phức tạp.


- Chiếm không gian lớn khi bố trí các mặt sàng song song với nhau.
- Bố trí gá đặt sàng tương đối khó khăn vì cần phải bố trí trục nghiêng một
góc sàng.
 Phương án 2: Sàng thùng quay trụ được bố trí nối tiếp

 Ưu điểm:
-

Độ rung động khi sàng nhỏ.

- Chế tạo chi tiết đơn giãn.
- Bố trí không gian tương đối nhỏ gọn.
 Nhược điểm:
- Năng suất khi sàng thấp vì diện tích tiếp xúc trên suốt chiều dài mặt sàng ít.
- Bố trí gá đặt sàng tương đối khó khăn vì cần phải bố trí trục nghiêng một
góc sàng.
 Phương án 3: Sàng thùng quay côn được bố trí nối tiếp


 Ưu điểm:
-

Độ rung động khi sàng nhỏ.

- Chế tạo chi tiết đơn giãn.
-

Bố trí không gian tương đối nhỏ gọn.

-

Bố trí gá đặt sàng tương đối dễ dàng vì không cần để nghiêng trụ khi sàng.
 Nhược điểm:

- Năng suất khi sàng thấp vì diện tích tiếp xúc trên suốt chiều dài mặt sàng ít.
- Sau khi tìm hiểu các ưu điểm và nhược điểm của loại sàng thùng
quay trên. Em quyết định chọn “phương án 3: Sàng thùng quay côn
được bố trí nối tiếp”.
4.3.1.3. Tính các thông số của máy
- Để phân loại hỗn hợp vật liệu thành nhiều lớp có kích thước khác nhau thì
sàng thùng quay, phải tạo ra cho vật liệu có sự chuyển động trượt tương
đối với bề mặt sàng. Sự trượt tương đối không chỉ xảy ra theo chiều dọc
của sàng mà còn theo cả phương hướng kính nữa.
- Sự chuyển động dọc sàng là do độ nghiêng của sàng tạo ra, còn sự chuyển
động theo phương chu vi là do trọng lượng và lực ma sát gây nên.
- Xét một cục vật liệu nằm trên lưới sàng quay với vận tốc góc là ω như hình
1:


Hình 1
 Trọng lực G
 Lực ly tâm

 Lực ma sát T

- Phân tích trọng lực G làm hai thành phần:
+ Thành phần hướng kính
N = G.cosα (1-1)
+ Thành phần tiếp tuyến
S = G.sinα (1-2)
Trong đó α là góc nâng của cục vật liệu ở trong thùng
- Ta thấy lực ma sát T sẽ là:
T = f.(N +) (1-3)
Có xu hướng kéo vật liệu đi lên.
+ Để cho cục vật liệu có chuyển động tương đối trên bề mặt lưới sàng thì
lực kéo xuống phải lớn hơn lực ma sát T tức là:
S>T
G. sin α > f.(G .cosα +) (1-4)


Trong đó: lực ly tâm ; với m =
R = là bán kính thùng sàng, m;
f – hệ số ma sát của cục vật liệu với mặt sàng, thường người
ta lấy 0,7.
- Từ phương trình (4) ta viết lại
sin α > f .cosα + (1-5)
+ Gọi n là số vòng quay của thùng trong một phút thì vận tốc của thùng có quan
hệ:
- Từ phương trình (5), ta viết lại
(1-6)
+ Nếu R tính bằng m và chấp nhận thì số vòng quay của thùng sàng được
biểu thị như sau:
[vòng/phút] (1-7)

+ Ta thấy rằng cục vật liệu chỉ chui được qua lỗ sàng khi góc nâng α<. Thay
trị số α = vào (7) ta được:
(1-8)
+ Qua khảo nghiệm thấy rằng góc nâng thích hợp nhất của cục vật liệu là α =.
Số vòng quay được xác định theo (8) là số vòng quay lớn nhất , trong thực tế để
cho máy sàng thùng làm việc có hiệu quả, người ta lấy số vòng quay làm việc chỉ
bằng 0,4 số vòng quay . Do đó số vòng quay của máy sàng thực tế là:
[vòng/phút] (1-9)
Trong đó: R là bán kính thùng (m).
Vận tốc vòng của thùng sàng phải thỏa điều kiện: 0,4≤v ≤1,25 m/s.
Hệ thống sàng có 2 bán kính R1 vaø R2
Ta chọn R1 = 140 (mm) và R2 = 200 (mm)
Ta lấy: Rtb=170 mm
(vòng/phút)(m/s)
Kiểm tra lại vận tốc của sàng tại các vị trị:


R1=140:
R2=200:
Thỏa mãn điều kiện 0,4≤v ≤1,25 m/s.
Nên ta chọn kích thước của thùng sàng là:
R1 = 140 (mm) và R2 = 200 (mm)
Số vòng quay của thùng sàng:
[vòng/phút]
Vận tốc của thùng sàng:
[m/s]
4.3.1.4. Công suất của máy sàng trục quay
- Năng lượng tiêu hao của cục vật liệu để:
+ Nâng vật liệu đến độ cao thích hợp.
+ Khắc phục ma sát của cục vật liệu với mặt sàng.

+ Khắc phuch ma sát của bộ phận truyền động.

P

l
GM
Hình 2