Đáp ứng được nhu cầu thực tế

Qua khảo sát thực tế, nhóm nghiên cứu trường Đại học Công nghiệp Hà Nội nhận thấy rằng, các loại máy tách hạt ngô đang được sử dụng trong sản xuất đa số đều là những loại máy do bà con nông dân tự chế tạo nên còn nhiều hạn chế. Đó là năng suất thấp, sử dụng chưa thuận lợi, còn phụ thuộc nhiều con người và chưa an toàn cho người sử dụng.

Đứng trước thực trạng đó, thầy trò mà đứng đầu là ThS. Nguyễn Trọng Mai  thuộc Khoa Cơ khí, trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu chế tạo máy tách hạt ngô”.

ThS. Nguyễn Trọng Mai, giảng viên hướng dẫn đề tài cho biết, ngô là cây lương thực ngắn ngày mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân. Cùng với sự phát triển của ngành chăn nuôi, nhu cầu tiêu thụ hạt ngô để làm thức ăn chăn nuôi tăng lên khá cao.

Với tầm quan trọng của việc sản xuất ngô như vậy nên diện tích trồng bắp tăng lên rất nhiều, hình thành các vùng chuyên canh cây ngô. Để năng suất ngày càng cao, giá thành đầu tư giảm các biện pháp canh tác tiên tiến, các loại giống mới cho năng suất cao đã được ứng dụng vào trong sản xuất.

Trong công tác thu hoạch các loại máy móc tiên tiến đã được đưa vào sử dụng, nhờ đó sản phẩm làm ra có chất lượng tốt hơn, lượng nhân công giảm, dẫn đến giá thành giảm, tăng tính cạnh tranh của hàng hóa nước ta trong quá trình hội nhập.

Theo cách tách hạt ngô truyền thống thì ngô sau khi đã già đủ độ cứng của hạt thì sẽ được bẻ về, công việc này ở nước ra chủ yếu thực hiện theo phương pháp thủ công. Bắp ngô sau khi thu hoạch về sẽ được tiến hành bóc bỏ lớp vỏ áo, phơi khô rồi sau đó tách hạt. Tại một số địa phương thực hiện theo thứ tự ngược lại là đem phơi khô bắp ngô, sau đó mới tiến hành bóc bỏ lớp vỏ áo rồi tách hạt.

Tách hạt ngô theo phương pháp thủ công thường theo 2 cách như dùng dùi ủi và dùng cày, cây. Tuy nhiên cả hai cách này đều cho năng suất không cao và chỉ phù hợp với hộ sản xuất nhỏ, lẻ và tốn thời gian.

Trước tình hình đó, tại Việt Nam đã có một số nghiên cứu về máy tách hạt ngô hiệu quả. Đó là đề tài nghiên cứu của Viện Cơ điện Nông nghiệp sau thu hoạch đã sáng chế ra các máy thu hoạch ngô. Các máy này cho công suất lao động bằng khoảng 40 – 50 lao động phổ thông, năng suất thu hoạch đạt 0,2ha/giờ với tỷ lệ hao hụt khá thấp chỉ tầm 3%. Tuy nhiên do giá thành của may này còn khá cao nên chưa được bà cong nông dân lựa chọn sử dụng.

Tăng cao năng suất lao động

Sinh viên Trần Xuân  Tám, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết, để phù hợp với thực tế sản xuất ở nước ta trong giai đoạn hiện nay, nghiên cứu của nhóm thầy trò Khoa Cơ khí trường ĐH Công nghiệp Hà Nội đã  lựa chọn máy làm việc theo nguyên lý phân ly dọc trục, một trong những nguyên lý được sử dụng rộng rãi trong các máy bóc hạt nông sản như: lúa, lạc (đậu phộng). Nguyên lý này cho kết cấu máy đơn giản, dễ chế tạo và dễ thay thế, sửa chữa, dễ vận hành và di chuyển, giá thành sản xuất thấp mà thu hồi vốn nhanh.

Trục máy mang răng quay tròn, tác dụng momen xoắn lên ngô nhằm tách hạt ngô ra khỏi bắp. Cơ chế tách hạt lợi dụng trọng lượng của bắp ngô cùng sự quay của trục tạo nên va đập sinh lực tách hạt ngô. Qua phân tích ta thấy lõi ngô chịu tác dụng của ba lực chính là: lực hướng tâm Pn, lực tiếp tuyến Pt và lực dọc trục Pa. Trong đó lực tiếp tuyến Pt là lực quan trọng đóng vai trò tác hạt ngô ra khỏi lõi ngô, còn lực Pa có tác dụng đẩy lõi ngô đi xuống cuối máy và được hất ra ngoài.

Qua quá trình tìm hiểu, lõi ngô có độ dài từ 18-22cm.. Để tránh trường hợp bắp ngô rơi vào rồng tách bị gãy do không nằm dọc theo trục, nghiên cứu đã thử nghiệm và chọn đường kính cho mặt sàng là 400mm. Cũng qua thực tế, đường kính lõi ngôi dao động từ 2-3,5cm, chiều cao mỗi hạt ngô khoảng từ 7-9mm, vì vậy khe hở cần được thiết kế sao cho khi tách hết ngô trên lõi thì máy không bị kẹt hoặc giảm thiểu vỡ lõi cũng như gây kẹt máy và cũng không bị sót hạt cho các bắp bé.

Từ những thực tế trên, nghiên cứu quyết định chọn phần trục mang răng là trục rỗng với đường kính ngoài là d48, đường kính trong là d42. Các răng có chiều rộng 4cm, dày 4cm. Như vậy, khoảng cách lớn nhất giữa mặt sàng và đầu răng phải đảm bảo vẫn quay được hat ra và không bị nghẹt lõi, sinh viên Nguyễn Đức Duy, thành viên nhóm nghiên cứu chia sẻ.

Sau khi lựa chọn nguyên lý, tính toán cụ thể và kiểm tra các yêu cầu về độ bền, an toàn…  đề tài đã tiến hành thiết kế chi tiết, chọn vật liệu phù hợp và tiến hành chế tạo, lắp ráp thành sản phẩm máy hoàn chỉnh. Máy đã được kiểm tra và chạy thử, đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật thiết kế.

Máy tách hạt ngô của đề tài cho năng suất cao

Kết quả cho thấy, năng suất của máy đạt 1,5 tấn hạt/h; công suất động cơ 1.2 kW; số vòng quay trục chính 1440V/p; tỷ lệ hạt sót, vỡ thấp chỉ khoảng 2%, đặc biệt chỉ cần 1 nhân lực vận hành chiếc máy này.

ThS. Nguyễn Trọng Mai nhận định, máy tách hạt ngô hoạt động theo nguyên lý phân ly dọc trục được chế tạo có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo phục vụ cho quá trình thu hoạch ngô của bà con nông dân, giảm được đáng kể lượng công nhân phục vụ cũng như giá thành so với khi tách hạt thủ công. Máy đã được sử dụng chạy thử có độ tin cậy cao, bao đảm các yêu cầu về an toàn lao động.

Với kết quả khả quan này, trong thời gian tới máy tách hạt ngô của thầy trò trường ĐH Công nghiệp Hà Nội sẽ sớm được hoàn thiện và đưa vào sản xuất trên nhiều địa phương sản xuất ngô tại nhiều vùng miền trong cả nước.

Bài, ảnh: Hoàng Anh