Bộ công thơng
Tổng công ty máy động lực và máy nông nghiệp
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp

Báo cáo tổng kết đề tài
Mã số:120.11RD/HĐ-khcn

Tên đề tài
:
Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong
dây chuyền bóc vỏ cứng hạt điều

Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thơng
Đơn vị chủ trì: viện nctkct máy NN
Chủ nhiệm đề tài: Th.S. Đoàn Văn Cao
Hà Nội 12/2011
NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN TT Họ và tên
Học hàm, học vị ,
chuyên môn
Cơ quan
1 Đoàn Văn Cao Thạc sĩ
Viện NCTKCT máy
NN
2 Nguyễn Tường Vân Tiến Sỹ
Viện NCTKCT máy
NN
3 Nguyễn Văn Thành Kỹ sư
Viện NCTKCT máy
NN
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây

thước hạt trước khi vào chế biến không đòi hỏi khắt khe, do khi cắt thủ công người
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây
bóc vỏ cứng hạt điều
2

công nhân có thể điều chỉnh tay mà không làm vỡ hạt. Hiện nay theo khảo sát một
số cơ sở đang sử dụng máy bóc vỏ cứng hạt điều tự động, việc không chú ý tới
khâu phân loại kích thước hạt điều trước khi chế biến lượng nhân điều bị vỡ quá
cao (trên 35%), đồng thời lượng nhân vỡ vụn bị lẫn trong lớp vỏ lụa ( khoảng 2%)
và lớp vỏ lụa 3% thải ra ngoài sau công đoạn này, tổng cộng là 5% so với khối
lượng hạt đưa vào bóc vỏ[6]. Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân
loại hạt điều trong dây chuyền bóc vỏ cứng hạt điều thực sự có ý nghĩa về mặt
kinh tế.
Đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây
chuyền bóc vỏ cứng hạt điều” do Viện Nghiên Cứu Thiết Kế Chế Tạo máy Nông
Nghiệp đề xuất đáp ứng yêu cầu bức xúc hiện trạng trong ngành công nghiệp chế
biến hạt điều cho tiêu dùng và xuất khẩu. Được sự đồng ý của Bộ Công Thương
phê duyệt nhằm phục vụ tiêu chí “nội địa hóa” thiết bị công nghệ chế biến hạt
điều, một trong những nhiệm vụ cần thiết để giảm chi phí đầu tư, đảm bảo tính
phát triển bền vững trong sản xuất chế biến, không phụ thuộc vào nhập ngoại đặc
biệt là phụ tùng thay thế. Tuy chỉ là một khâu công nghệ trong cả một quy trình
chế biến, song thành công của đề tài sẽ góp phần không nhỏ vào việc phát triển
bền vững của khâu chế biến hạt điều nói riêng và ngành sản xuất chế biến và tiêu
thụ hạt điều nói chung của nước ta trong những năm tới.
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM

Hình 1.1.Sản lượng điều (tonnes) toàn cầu từ năm 1961 – 2000.
Bảng 1: Sản lượng điều (tonnes) ở các nước Châu Á [5]
Nước 2000 1998 1995 1990 1985 1980 1975 1970 1965
1961

Bangladesh 10 10 20 80 60 20
10 China 2 000 2 000 923 1 000 6 500 6 000 4 800 3 250 2 400
2 00

India 440 000 440 000 321 640 285 590 221 330 180 266 144 254 123 319 100 000
85 000

Indonesia 69 027 69 027 74 995 29 907 21 114 9 074
9 122 Malaysia 13 000 13 000 13 000 10 000 6 000 5 200 11 200 4 300 3 600
3 600

Sri Lanka 15 000 15 000 13 000 10 000 9 500 8 260 4 330 2 770 8 800
4 240

Thailand 22 000 21 000 18 000 11 850 9 500 4 500 1 800 1 300 800
500

Vietnam 41 200 54 000 52 800 26 000 9 000 5 600 3 500 2 100 700

ủ công

Hình 1.3 công nghệ chế biến điều ở Ấn Độ thủ công có hỗ trợ cơ cấu cắt
kẹp
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây
bóc vỏ cứng hạt điều
6

1.2. Tình hình trồng và chế biến điều ở Việt Nam
1.2.1.Diện tích gieo trồng
Năm 2008, diện tích trồng điều của Việt Nam là 421.498 ha, giảm 15.502 ha,
tương đương giảm 3,55% so với năm 2007. Trong đó diện tích tại miền Nam đạt
420.098 ha, giảm 7%, còn diện tích tại miền Bắc chỉ đạt 1.400 ha giảm 51% so với
năm 2007. Tuy giảm đáng kể trong năm 2008 nhưng xét trong vòng 10 năm trở lại
đây, diện tích gieo trồng điều của Việt Nam vẫn tăng, trung bình khoảng 23.000
ha/năm, tốc độ tăng trưởng bình quân đạt khoảng 8% năm [5].

( Nguồn: Cục trồng trọt - MARD và GSO)
( Nguồn: Cục trồng trọt - MARD và GSO)
H
ình1. 5 S
ản l
ư
ợng điều của cả n
ư

200 doanh nghiệp đã chế biến được khoảng 600.000 tấn điều thô, cho ra 153.000
tấn điều nhân các loại (tăng 20,6% so năm 2006). Số điều nhân này được 20 doanh
nghiệp xuất khẩu ra nước ngoài, mang về cho đất nước khoản ngoại tệ trên 650
triệu USD (tăng 29,03% so với năm 2006). Với số lượng và số kim ngạch xuất
khẩu trên, một lần nữa Việt Nam lại đứng đầu thế giới về xuất khẩu hạt điều. Cùng
với việc xuất khẩu số lượng hạt điều lớn nhất thế giới, hạt điều Việt Nam cũng nổi
tiếng thế giới về hương vị thơm ngon, màu sắc tự nhiên, không nhiễm dư lượng
thuốc bảo vệ thực vật. Bởi vậy, giá xuất khẩu hạt điều của Việt Nam cũng khá cao.
Theo một số chuyên gia ngành điều, tiềm năng tiêu thụ hạt điều của thế giới là rất
lớn. Tuy nhiên, nó không phải là vô cùng, vô tận. Chính vì vậy, trong tương lai, lợi
thế xuất khẩu hạt điều của Việt Nam vẫn trong xu thế khá lạc quan. Song bên cạnh
đó, các nhà xuất khẩu hạt điều Việt Nam không thể chủ quan, lơ là trong bất kỳ
khâu nào trong quy trình xuất khẩu loại nông sản đặc biệt này. Do đó, đòi hỏi các
doanh nghiệp phải giám sát chặt chẽ vệ sinh an toàn cho sản phẩm xuất khẩu, cùng
nhau hợp tác, cạnh tranh lành mạnh để giành lấy thị trường quốc tế, nhất là thị
trường Trung Quốc - nơi có đến 1,3 tỉ dân - họ rất thích hạt điều Việt Nam.

Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây
bóc vỏ cứng hạt điều
9


2.1.1. Cấu tạo của quả điều
Cấu tạo quả điều được thể hiện trên hình 2.1gồm hai phần chính là: táo điều và hạt
điều
Táo điều:
- Có hình dạng, kích thước, trọng lượng và màu sắc rất khác nhau tùy theo giống
và điều kiện sinh sống. Về hình dạng có thể là hình quả lê, hình nón cụt hoặc hình
thoi. Màu sắc thay đổi từ vàng nhạt đến đỏ tươi có những mảng đốm xanh trên bề
mặt. Chiều dài quả thay đổi từ 3 – 20cm, chiều rộng từ 3 – 12cm. Trọng lượng từ
30 – 150g, cá biệt tới 500g.
- Táo điều thường được chế biến và tiêu thụ tại địa phương, trong thành phần táo
điều giàu vitamin C, Fe, P, C được dùng trong nước ép trái cây, rượu vang, ngoài
ra táo điều còn có tác dụng để chữa một số bệnh đau thần kinh, bệnh thấp khớp,

Ph
ần táo
đi
ều


Hình 2.2 Các kích thước cơ bản của hạt điều
δ
h
L
A
L
-
kích thư
ớc chiều d
ài h
ạt

h- kích thước chiều rộng
δ
- kích thước chiều dày
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây
bóc vỏ cứng hạt điều
12

2.1.2 Quy trình công nghệ chế biến hạt điều.
Phân loại hạt điều là một trong những công đoạn của quá trình chế biến hạt
điều, để đảm bảo quá trình phân loại chính xác cần quan tâm tới quy trình công
nghệ chế biến hạt điều. Hình 2.3 thể hiện sơ đồ chế biến hạt điều.

Hình 2.3.Sơ đồ chế biến hạt điều
Hạt điều sau thu hoạch
Phân loại theo kích thước

13

Giải thích quy trình công nghệ
Quả điều tươi được thu hoạch với độ ẩm hạt điều thô khoảng 15 -17%.
Thường hạt được phơi nắng hoặc sấy để đạt độ ẩm 11-12% đưa vào tồn trữ. Khi
chế biến, hạt được phân loại theo kích thước, điều được phân thành 6 loại nhờ
thiết bị phân loại theo kích thước. Sau đó hạt điều được chuyển tới công đoạn làm
chín (hấp bằng hơi nước trên các vít tải hoặc chao trong dầu nóng). Những năm
gần đây phương pháp làm chín bằng chao trong dầu đã ít được sử dụng do nhiều
nguyên nhân trong đó có nguyên nhân mùi vị của nhân điều không được người
tiêu dùng ưa chuộng khi hạt chao trong dầu và gây ô nhiễm môi trường.
Các loại hạt chín có cùng cỡ kích thước được đưa lên phễu nhận của máy bóc vỏ
cứng, điều chỉnh cơ cấu nhận, kẹp và cắt mặc định tương ứng với chiều dày hạt.
Từ phễu chứa, hạt được đưa tới cơ cấu kẹp – cắt – tách vỏ. Sau khi cắt – tách, vỏ,
nhân và hạt chưa được tách và hạt còn dính nhân (nhân chưa tách khỏi vỏ đã bị cắt
được đưa tới công đoạn phân ly làm nhiệm vụ tách nhân (nhân nguyên và nhân vỡ
các loại) ra khỏi vỏ đã tách, hạt chưa tách và nhân còn dính vào vỏ tập hợp phụ
phẩm này được chuyển tới công đoạn hỗn hợp vừa đập để làm vỡ các hạt chưa
tách và tách nhân ra khỏi vỏ, vừa phân ly (phương pháp khí động) để tách vỏ thu
hồi nhân điều.
Những hạt chưa được tách được đưa quay lại công đoạn cắt – tách (bằng
máy hoặc bằng tay). Tập hợp nhân điều sau thu hồi cùng với tập hợp nhân sau
khâu phân loại (lấy nhân) làm thành hỗn hợp bán sản phẩm sau nguyên công - tách
nhân. Tập hợp này được chuyển tới công đoạn phân ly để thu nhân nguyên và loại
nhân vỡ (các loại) và tạp chất có kích thước nhỏ như: vỏ vỡ mảnh vỏ lụa… công
đoạn phân ly thu hồi nhân nguyên thường được thực hiện nhờ máy sàng rung, các
hạt nguyên thu hồi như phần tử nằm trên sàng, lọt qua lỗ sàng là tập hợp hạt vỡ và
tạp chất. Tập hợp lọt qua sàng được chuyển tới công đoạn làm sạch tạp chất và thu
hồi nhân vỡ.
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM


Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây
bóc vỏ cứng hạt điều
15

2.1.3 Các phương pháp phân loại hạt
Đối với các loại hạt nói chung và hạt điều nói riêng, người ta có thể sử
dụng một số phương pháp phân loại hạt như dưới đây hạt như dưới đây. Tuy
nhiên, để lựa chọn phương pháp sao cho hiệu quả cần phải căn cứ vào đối tượng
phân loại cụ thể ( loại hạt cần phân loại).
- Phân loại theo kích thước của hạt
- Phân loại theo trạng thái bề mặt của hạt
- Phân loại theo tính chất khí động của hạt
- Phân loại theo màu sắc
- Phân loại theo khối lượng riêng
- Phân loại theo từ tính
Phương pháp được sử dụng phổ biến hơn cả để phân loại hạt rời, lúa, ngô, đỗ, điều
thường người ta sử dụng sàng phân loại, dựa vào các kích thước của sàng. Dưới
đây nhóm thực hiện đề tài xin phép trình bày sơ lược về một số loại nguyên lý,
thiết bị phân loại hạt hiện đang được sử dụng trong và ngoài nước.
• Sàng phẳng
- Sàng phẳng là một loại thiết bị phân loại-làm sạch được sử dụng từ thời cổ. Sàng
phẳng có thể làm bằng các loại vật liệu tre trúc hoặc có thể là một máy sàng hiện
đại có khả năng phân loại chính xác các loại vật liệu rời theo các kích thước khác
nhau.
- Nguyên tắc làm việc của sàng phẳng là phân chia khối hạt theo kích thước nhờ
một bề mặt kim loại có đục lỗ hoặc lưới, hạt chuyển động trên bề mặt sàng và
được phân chia thành hai loại:
+ Phần lọt qua sàng là những hạt có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ sàng.
+ Phần không lọt qua sàng có kích thước hạt lớn hơn kích thước lỗ sàng, do đó hạt

nguyên liệu hạt điều việc phân loại bằng sàng phẳng là không thích hợp vì hạt điều
có sự sai khác về kích thước không đều, lẫn ít tạp chất, độ sạch hỗn hợp cao.
- Mặt sàng có bề dày mỏng khi phân loại hạt điều sẽ bị lẫn giữa các sai hạt.
• Phân loại theo kích thước của hạt
- Dùng ống phân loại hình trụ, làm từ thép tấm mỏng cuộn tròn lại. Bề mặt bên
trong ống được tạo các hốc lõm có kích thước chính xác và bằng nhau bằng
phương pháp dập bên trong, đồng trục với ống có một vít tải và máng hứng có thể
điều chỉnh vị trí hứng được bằng cách quay máng. Ống và vít tải có thể quay cùng
số vòng quay hoặc có thể khác nhau.
Hình 2.5: Nguyên lý cấu tạo ống phân loại hạt
- Nguyên liệu được đưa vào ở một đầu của ống. Khi quay, hạt sẽ chui vào hốc.
Các hạt dài rơi ra ngay khi hốc vừa được quay lên. Trái lại, hạt ngắn nằm sâu
trong hốc nên rơi ra sau khi ống đã quay lên cao. Phần hạt ngắn sẽ rơi vào máng
hứng và được vít tải đẩy dọc theo máng ra ngoài và rơi theo một đường riêng. Sau
một số lần quay, hấu hết hạt ngắn được chuyển lên máng hứng, phần còn lại trong
ống chỉ là hạt dài. Do ống quay đặt hơi dốc nên hạt dài di chuyển dần về đầu thấp
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây
bóc vỏ cứng hạt điều
18

của ống và rơi ra. Tùy theo vị trí của máng hứng, kích thước của các hạt dài và
ngắn được phân riêng sẽ thay đổi. Năng suất và chất lượng làm việc của ống phân
loại tăng khi ống dài hơn. Ngoài ra kích thước lỗ cần chính xác và đồng nhất, nếu
không rất khó phân loại.Trong trường hợp quay nhanh, lực ly tâm quá lớn sẽ làm
hạt bám chặt lên thành ống làm giảm khả năng phân riêng hoặc đôi khi không
phân riêng được.
Nhận xét.

lớn trong trường hợp phân loại hỗn hợp gồm hai hoặc nhiều dạng hạt có kích
thước gần nhau (hình 2.7). Nhận xét
- Không thích hợp để phân loại hạt điều vì thiết bị phân loại theo tính chất bề mặt
dựa vào sự khác nhau về hệ số ma sát của vật liệu.

Hình 2.7 thiết bị phân loại theo tính chất bề mặt
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây
bóc vỏ cứng hạt điều
20

• Phân loại theo trọng lượng riêng
Các tạp chất như đất, đá, sỏi, mảnh thủy tinh v.v rất khó tách ra khi phân loại
theo kích thước vì chúng rất gần với kích thước của hạt. Tuy nhiên do khối lượng
riêng của chúng khác nhau nên có thể dựa vào sự khác nhau đó để phân loại. Nếu
các cấu tử trong hỗn hợp cần phân loại có sự khác nhau rõ rệt về khối lượng riêng
thì càng dễ để phân chia riêng ra. Khối lượng riêng khác nhau có thể dẫn tới sự
phân lớp của hạt hoặc có hướng chuyển động khác nhau do tác động của lực quán
tính. Sự phân lớp xảy ra khi khối hạt có chuyển động thích hợp sẽ làm cho thành

nặng lắng xuống máng gần cửa nạp liệu, hạt nhẹ hơn lắng lại ở các máng tiếp theo
có khoảng cách xa hơn, tạp chất nhẹ sẽ lắng đọng xuống đáy và được định kỳ tháo
ra. Như vậy ta sẽ thu được ở các máng 3; 3
’
; 3
”
;3
”’
các loại sản phẩm có khối lượng
riêng nhất định.
Nhận xét.
- Phân loại theo tính chất khí động kém chính xác khi hạt bay ra xa hay rơi trong
không khí, bản thân hạt sẽ bị quay, sức cản dòng khí sẽ thay đổi làm cho việc phân
loại không triệt để, chủ yếu thích hợp cho làm sạch hạt, không thích hợp cho phân
loại hạt điều.
Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông Nghiệp – RIAM Đề tài A – 2011- Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phân loại hạt điều trong dây
bóc vỏ cứng hạt điều
22

• Sàng trống quay
Nguyên liệu cần làm sạch đi ngang qua trống quay hoặc đổ vào bên trong
trống. Trường hợp đi bên ngoài, vật liệu di chuyển ngang qua trống, phần có kích
thước nhỏ hơn lỗ lưới sẽ chui qua lưới rơi xuống phía dưới, phần có kích thước
lớn không qua lưới được đi ngang qua trống và được hứng phía sau. Trường hợp
nguyên liệu đổ vào bên trong trống, khi trống quay, phần có kích thước nhỏ rới
qua lỗ lưới, phần có kích thước lớn di chuyển dọc theo trống đến đầu kia. Vật liệu
di chuyển từ đầu này đến đầu kia được là nhờ trống được đặt nghiêng một góc 2-7