LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC MÁY TÁCH VỎ DỪA KHÔ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

MÁY TÁCH VỎ DỪA KHÔ

LỜI NÓI ĐẦU MÁY TÁCH VỎ DỪA KHÔ

Nhằm tổng hợp kiến thức sau bốn năm và thực tập tốt nghiệp thì chúng em được giao nhiệm vụ thực hiện luận văn  “THIẾT KẾ MÁY LỘT VỎ DỪA KHÔ“. Trong luận văn này chúng em cần ôn lại và tổng hợp toàn bộ những kiến thức mà chúng em đã được học trong những kì trước như Kĩ thuật chế tạo (1, 2, 3), Dung sai kĩ thuật đo, Chi tiết máy, Nguyên lý máy, … cùng những kĩ năng tính toán, suy luận và khả năng sáng tạo của chính mình.

Trong quá trình làm luận văn em còn nhiều bỡ ngờ và kinh nghiệm thực tế ở bên ngoài nhưng được sự hướng dẫn tận tình của thầy cô hướng dẫn nên chúng em cũng hoàn thành đúng hạn luận văn nhưng chúng em cũng khó có thể tránh được hoàn toàn những sai sót nên mong thầy cô thông cảm và cho em những lời khuyên, những kinh nghiệm quý báo để bù đắp và hoàn thiện bản thân hơn.

MỤC LỤC MÁY TÁCH VỎ DỪA KHÔ

LỜI NÓI ĐẦU.. i

MỤC LỤC.. ii

DANH SÁCH HÌNH ẢNH.. v

DANH SÁCH BẢNG BIỂU.. viii

Chương 1: Tổng quan. 1

1.1.      Giới thiệu về dừa:1

1.2.      Nhu cầu về dừa trong nước:2

1.3. Nhu cầu về dừa trên Thế giới:4

1.4. Tình hình tiêu thụ và thương mại một số sản phẩm từ dừa trên Thế giới:7

1.5. Nhu cầu về máy lột vỏ dừa trên thế giới:11

Chương 2: Nghiên cứu và thu thập dữ liệu trái dừa khô. 14

2.1. Kích thước trái dừa trước kho lột:14

2.2. Kích thước trái dừa sau khi lột:15

Chương 3: Chọn sơ đồ động và sơ đồ nguyên lý. 16

3.1. Cấu tạo máy tách vỏ dừa khô:16

3.1.1. Hệ thống dẫn liệu:16

3.1.2. Hệ thống tách vỏ:17

3.1.3. Hệ thống truyền động:17

3.2. Các phương án cho hệ thống dẫn liệu:18

3.2.1. Phương án dẫn liệu bằng mâm xoay:18

3.2.2. Phương án dẫn liệu bằng thanh chữ thập:19

3.3. Các phương án cho hệ thống truyền động:20

3.3.1. Phương án truyền động bằng cơ cấu Malte:20

3.3.2. Phương án truyền động bằng cặp bánh răng trụ:21

3.3.3. Phương án truyền động sử dụng cặp bánh răng nón:22

3.3.4. Truyền động nâng hệ thống tách vỏ:23

3.4. Các phương án cho hệ thống tách vỏ:24

3.4.1. Phương án 1:24

3.4.2. Phương án 2:25

3.4.3. Phương án 3:26

3.4.4. Phương án 4:27

3.5. Sơ đồ nguyên lý:28

Chương 4: Tính toán thiết kế hệ thống tách vỏ. 30

4.1. Dao giữa:31

4.2. Mảnh dao giữa:32

4.3. Dao kẹp:33

4.4. Lồng trong trên:34

4.5. Lồng trong dưới:34

4.6. Nút chỉnh độ cứng lo xo:35

4.7. Mảnh lồng ngoài:36

4.8. Thanh xoay trong:37

4.9. Thanh xoay ngoài:39

4.10. Thanh trượt trong đỡ lò xo:41

4.11. Thanh trượt ngoài đỡ lò xo:42

4.12. Khung đỡ dừa:43

4.13. Lò xo. 44

Chương 5: Tính toán và thiết kế hộp giảm tốc. 46

5.1. Phần tính toán lực lo xo thanh cản lòng ngoài46

5.2. Tính toán chọn động cơ. 49

5.3. Tính toán và thiết kế bộ truyền đai:53

5.4. Tính toán thiết kế bộ truyền bánh răng. 57

5.4.1. Sơ lược về bộ truyền bánh răng trụ:57

5.4.2. Chọn vật liệu và tính ứng suất cho phép:58

5.4.3. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ 23. 62

5.4.4. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ 34. 68

5.4.5. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ 37. 74

5.4.6. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ 56. 81

5.4.7. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ 89. 87

5.5.Tính toán thiết kế bộ truyền Malte. 94

5.5.2.Tính toán bộ truyền Malte. 99

5.6.Tính toán thiết kế trục và chọn then:100

5.6.1.Chọn vật liệu :100

5.6.2.Tính thiết kế trục :102

5.6.3.Tải trọng tác dụng lên trục:104

5.6.4.Kiểm nghiệm hệ số an toàn :120

5.7. Tính toán chọn ổ lăn. 132

5.8. Tính toán thủy lực. 148

5.9. Mạch điện truyền động. 149

KẾT LUẬN.. 151

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 152

DANH SÁCH HÌNH ẢNH MÁY TÁCH VỎ DỪA KHÔ

Hình 1. 1. Dừa xiêm xanh. 1

Hình 1. 2. Người công nhân đang lột vỏ dừa bằng “cây nầm”. 13

Hình 2. 1 Mô hình 3D trái dừa trường thành. 14

Hình 3. 1. Sơ đồ máy lột vỏ dừa khô. 16

Hình 3. 2. Mâm xoay cấp liệu. 18

Hình 3. 3. Thanh xoay chữ thập cấp liệu.19

Hình 3. 4. Cơ cấu Malte. 20

Hình 3. 5. Cặp bánh răng trụ. 21

Hình 3. 6. Cặp bánh răng côn (nguồn: google.com)22

Hình 3. 7. Cơ cấu cam và cơ cấu khuếch đại.23

Hình 3. 8. Bản vẽ thiết kế của máy bốc vỏ dừa sử dụng lực ly tâm.. 25

Hình 3. 9. Mô tả chuyển động của nguyên lý tách vỏ dừa sử dụng trục có gai.26

Hình 3. 10. Mô hình của phương án. 26

Hình 3. 11. Sơ đồ kết cấu cụm lột vỏ dừa. 27

Hình 3. 12. Nguyên lý lột của phương án.27

Hình 3. 13. Sơ đồ máy lột vỏ sau khi chọn. 28

Hình 3. 14. Sơ đồ truyền động máy lột vỏ dừa. 29

Hình 4. 1. Cơ sở tính toán lực ban đầu.30

Hình 4. 2. Bản vẽ thiết kế dao giữa.31

Hình 4. 3. Mảnh dao xẻ vỏ dừa.32

Hình 4. 4. Bản thiết kế dao kẹp. 33

Hình 4. 5. Bản vẽ kích thước lồng trong trên.34

Hình 4. 6. Bản vẽ kích thước lồng dao dưới35

Hình 4. 7. Nút chỉnh lực căng lò xo. 36

Hình 4. 8. Kích thước mảnh lồng ngoài.36

Hình 4. 9. Sơ đồ tính moment trục trong. 39

Hình 4. 10. Biểu đồ moment xoắn trục ngoài41

Hình 4. 11. Kích thước thanh trượt trong đỡ lò xo. 42

Hình 4. 12. Thanh trượt ngoài đỡ lò xo. 43

Hình 4. 13. Kích thước khung đỡ trái dừa.44

Hình 5. 1 Sơ đồ truyền động. 46

Hình 5. 2. Phân tích lực tác dụng lên lò xo. 47

Hình 5. 3. Bộ truyền Malte. 94

Hình 5. 4. Biểu đồ moment trục 2. 104

Hình 5. 5. Biểu đồ moment lực trục 3. 106

Hình 5. 6. Biểu đồ moment lực trục 4. 108

Hình 5. 7. Biểu đồ moment lực trục 5. 110

Hình 5. 8. Biểu đồ moment lực trục 6. 112

Hình 5. 9.Biểu đồ moment lực trục 7. 114

Hình 5. 10. Biểu đồ moment lực trục 10. 116

Hình 5. 11. Lực tác dụng lên các ổ trục 2. 133

Hình 5. 12.Lực tác dụng lên các ổ trục 3. 135

Hình 5. 13. Lực tác dụng lên các ổ trục 4. 137

Hình 5. 14. Lực tác dụng lên các ổ trục 5. 139

Hình 5. 15. Lực tác dụng lên các ổ trục 6. 141

Hình 5. 16. Lực tác dụng lên các ổ trục 7. 143

Hình 5. 17.Lực tác dụng lên các ổ trục 10. 145

Hình 5. 18. Sơ đồ hệ thống thủy lực. 148

Hình 5. 19. Sơ đồ mạch điện khởi động. 149

DANH SÁCH BẢNG BIỂU MÁY TÁCH VỎ DỪA KHÔ

Biểu đồ 1. 1. Phát triển năng suất và sản lượng dừa Việt Nam (nguồn: Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn. 3

Biểu đồ 1. 2 . Giá trị xuất khẩu các sản phẩm chính từ dừa Bến Tre (nguồn: Tổng hợp từ Trung tâm xúc tiến thương mại bến tre)4

Biểu đồ 1. 3. Phân bố sản lượng dừa trên Thế giới năm209 trồng theo khu vực địa lý (%) (nguồn: APCC)5

Biểu đồ 1. 4. Phân bổ diện tích canh tác dừa trên Thế giới năm 2009 theo các vùng địa lý (%) (nguồn: APCC)6

Bảng 1. 1. Diện tích và năng suất dừa một số nước năm  2011 (nguồn: Chương trình phát triển ngành dừa Bến Tre 2020, APCC…………………………………………….6

Bảng 1. 2. Quốc gia dẫn đầu sản lượng dừa năm 2012 (nguồn: FAOSTAT)7

Bảng 1. 3. Khối lượng và giá trị dầu dừa  nhập khẩu của 20 nước nhập khẩu nhiều nhất Thế giới (2008) (nguồn: FAOSTAT 2011)9

Bảng 2. 1 Bảng kích thước dừa khô trước khi lột15

Bảng 2. 2 Bảng kích thước dừa khô sau khi lột15

Chương 1: Tổng quan MÁY TÁCH VỎ DỪA KHÔ

1.1.     Giới thiệu về dừa:

Dừa (Danh pháp: Cocos nucifera), là một loại trong họ Cau (Arecaceae) và là thành viên duy nhất trong chi Cocos. Dừa là một loại cây lớn, thân đơn trục, có thể cao tới 30m, với các là đơn xẻ thùy lông chim một lần. Cuống và gân chính dài 4-6m. Cá thùy với gân cấp hai có thể dài 60-90cm.

Ta có thể dễ dàng nhận thấy hình ảnh cây dừa tại các vùng nhiệt đới và các nơi ven biển trên thế giới. Sự phân bố rộng lớn của dừa có thể nhờ sự trợ giúp của người đi biển hoặc có thể nhờ chính tính chất đặc thù của trái dừa là phần vỏ dừa không thấm nước và xơ dừa nhẹ nên nổi được trên mặt nước cùng với dòng hải lưu giúp chúng có thể phát tán trên một diện tích lớn.

Dừa có thể phát triển tốt nhất trên loại đất pha cát như các vùng ven biển và có khả năng chịu mặn tốt, những nơi có nhiều nắng với lượng mưa trung bình từ 750 – 2.000 mm hằng năm và độ ẩm cao (70 – 80%) để có thể phát triển một cách tối ưu nhất. Chình điều này giúp cho dừa trở thành loại cây định cư trên các bờ biển nhiệt đới tương đối dễ dàng và cũng giải thích cho việc tại sao chúng ta khó thấy cây dừa trong các khu vực có độ ẩm thấp vì dụ như Địa Trung Hải,… mặc dù các khu vực này có nhiệt độ thích hợp. Dừa cũng khó trồng và phát triển ở các nơi khô cằn.

Hình 1. 1. Dừa xiêm xanh

Theo khía cạnh thực vật học, trái dừa là loại câu quả khô đơn độc, còn được biết tới như là quả hạch có xơ. Vỏ quả ngoài thường cứng, nhẵn, nổi rõ 3 gờ; giữa vỏ ngoài và gáo dừa là các sợi xơ, thường được gọi là xơ dừa. Kế tiếp phần xơ dừa là phần gáo dừa hoặc có thể gọi là sọ dừa với đặc điểm là càng hóa gỗ khi trái dừa càng già và lớp này khá cứng và có ba lỗ mầm có thể nhìn thầy rất rõ khi bóc hết lớp vỏ ngoài và lớp vỏ giữa ( được gọi là các mắt dừa). Thông qua một trong ba lỗ này thì rễ mầm sẽ thò ra ngoài khi phôi nảy mầm., bám vào thành phía trong của lớp vỏ trong trái dừa là vỏ ngoài của hạt với nỗi nhũ dạng anbumin dày, là lớp cùi thịt, còn gọi là cùi dừa. Nó có màu trắng và là phần ăn được của hạt.

1.2.     Nhu cầu về dừa trong nước:

Dừa là một cây trồng nông nghiệp truyền thống ở Việt Nam. Là một đất nước nhiệt đới, Việt Nam có đủ điều kiện khí hậu, thủy văn và thổ nhưỡng phù hợp cho cây dừa sinh trưởng và phát triển tốt, nhất là ở khu vực duyên hải miền Trung đến Đồng Bằng Sông Cửu Long. Cây dừa có địa bàn khu trú khá rộng, và đặc biệt phát triển tốt từ tỉnh Thừa Thiên Huế đến mũi Cà Mau và chủ yếu tập trung ở các vùng đồng bằng ven biển.

Cây dừa là cây truyền thống của nông dân Việt Nam, và có nhiều đóng góp vào cuộc sống hàng ngày của nông dân như là nguồn chất đốt tại chỗ (cung cấp lá, bẹ, vỏ, gáo dừa... làm chất đốt), dầu ăn (dầu dừa là loại dầu ăn mang tính truyền thống ở một số vùng trồng dừa tập trung), thực phẩm nấu nướng và là nguồn nguyên liệu làm bánh kẹo (cơm dừa, nước cốt dừa). Dừa cũng là loại cây trồng tạo ra nhiều thu nhập phụ cho hộ gia đình nông dân, góp phần cải thiện dinh dưỡng, và tạo ra công ăn việc làm cho lao động nông thôn.

Hiện nay, trong bối cảnh biến đổi khí hậu, việc gia tăng xâm nhập mặn, hạn hán và lũ lụt bất thường là những đe dọa cho những vùng đồng bằng ven biển, nhất là ở Đồng Bằng Sông Cửu Long. Dừa là loại cây nông nghiệp được đánh giá có khả năng chống chịu được các nguy cơ trên, trở thành một đối tượng cây trồng quan trọng trong hệ thống canh tác góp phần phát triển nông nghiệp bền vững trong tương lai, nhất là cho các vùng đồng bằng thấp ven biển.

Biểu đồ 1. 1. Phát triển năng suất và sản lượng dừa Việt Nam (nguồn: Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn)

Hiện toàn tỉnh Bến Tre có hơn 1.970 cơ sở chế biến dừa, với nhiều loại hình, quy mô hoạt động rất khác nhau. Giá trị sản xuất các sản phẩm từ dừa chiếm khoảng 15% trong tổng giá trị sản xuất công nghiệp; Kim ngạch xuất khẩu chiếm khoảng trên dưới 20% trong tổng kim ngạch xuất khẩu toàn tỉnh; Doanh số bán ra tại thị trường nội địa của các doanh nghiệp không ngừng tăng qua các năm đã góp phần quan trọng trong việc tạo nguồn thu cho ngân sách tỉnh, phát triển kinh tế - xã hội và cải thiện đời sống người dân.

-               Dừa trái: với sản lượng khoảng 600 triệu quả/năm. Trong đó: khoảng 15% là dừa tươi uống nước; 85% là dừa trái khô phục vụ cho chế biến công nghiệp. Ngoài ra, Bến Tre còn được xem là chợ dừa đã thu hút lượng dừa trái từ các tỉnh lân cận chở đến bán. Số lượng này không thống kê được.

o      Dừa trái tươi, chủ yếu được tiêu thụ tại thị trường nội địa, nhiều nhất các tỉnh phía Nam, thành phố Hồ Chí Minh, các tỉnh miền Trung, Tây nguyên và Hà Nội.

o     

Biểu đồ 1. 2 . Giá trị xuất khẩu các sản phẩm chính từ dừa Bến Tre (nguồn: Tổng hợp từ Trung tâm xúc tiến thương mại bến tre)

Dừa trái khô, chủ yếu cung cấp cho các doanh nghiệp sản xuất, chế biến của tỉnh, xuất khẩu sang Trung Quốc, một lượng dừa khô cũng được tiêu thụ ngoài tỉnh. Tuy nhiên số lượng bán ra ngoài tỉnh không nhiều.Năm 2016, các nhà máy chế biến dừa tiêu thụ khoảng 98% sản lượng dừa khô trong tỉnh tương đương khoảng 500 triệu quả, đạt khoảng 60% công suất thiết kế. Số lượng dừa trái khô xuất khẩu sang Trung Quốc ngày càng giảm. Trước năm 2010, số lượng dừa khô xuất khẩu sang Trung Quốc trên 100 triệu trái/năm. Đến 2016. dừa khô xuất khẩu sang Trung Quốc chỉ còn 14 triệu trái. Nguyên nhân do các doanh nghiệp chế biến dừa của Bến Tre đã đẩy mạnh thu mua dừa khô để chế biến ra các sản phẩm có g

 1.3. Nhu cầu về dừa trên Thế giới:

Cây dừa được trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới, dọc bờ biển và các đảo trên 90 quốc gia, với hơn 11 triệu ha; tập trung nhiều nhất ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương. 10 quốc gia có diện tích trồng dừa lớn trên thế giới là Indonesia, Philippines, Ấn Độ, Sri Lanka, Brazil, Thái Lan, Papua New Guinea, Malaysia, Việt Nam và Vanuatu. Ba quốc gia hàng đầu là Indonesia, Philippines, Ấn Độ có diện tích trồng hơn 1 triệu ha, chiếm trên 80% sản lượng dừa thế giới dừa. Hai nước có diện tích lớn là Indonesia và Philippines lại có năng suất dừa khá thấp, trong khi các nước khác như Ấn Độ, Sri Lanka, và Việt Nam có năng suất dừa cao hơn nhiều. Ngày càng có nhiều nghiên cứu chế biến các sản phẩm từ cây dừa. Hiện nay, các quốc gia thành viên của Hiệp Hội Dừa châu Á Thái Bình Dương (APCC - The Asian and Pacific Coconut Community) đã sản xuất được hơn 70 chủng loại sản phẩm từ dừa.

Biểu đồ 1. 3. Phân bố sản lượng dừa trên Thế giới năm209 trồng theo khu vực địa lý (%)
(nguồn: APCC)

Theo số liệu của FAO (2011), thế giới có khoảng 11,86 triệu ha đất canh tác dừa. Cây dừa phân bố khá rộng khắp ở khu vực nhiệt đới và cận xích đạo, trải dài từ Đông bán cầu sang Tây bán cầu.

Tuy nhiên, cây dừa tập trung nhiều nhất ở khu vực Châu Á – Thái Bình Dương. Cây dừa được phân bố nhiều nhất ở vùng Đông Nam Á 60,89%; kế đó là vùng Nam Á (19,74%); vùng Châu Đại Dương (4,6%). Sau đó là vùng Châu Mỹ La Tinh, mà chủ yếu là Brazil (2,79%). Các đảo quốc ở vùng biển Caribbean đóng góp 0,97%; và Trung Quốc, mà chủ yếu là đảo Hải Nam, chiếm tỷ trọng 0,24%. Các vùng còn lại đóng góp 10,75% diện tích.

Biểu đồ 1. 4. Phân bổ diện tích canh tác dừa trên Thế giới năm 2009 theo các vùng địa lý (%)
(nguồn: APCC)

Ở khu vực Đông Nam Á, các quốc gia có diện tích dừa đáng kể là Philippines, Indonesia, Thái Lan, Malaysia và Việt Nam. Ở khu vực Nam Á, hai quốc gia trồng dừa nhiều nhất là Ấn Độ và Sri Lanka. Ở Châu Đại Dương mà chủ yếu là các đảo quốc và các vùng lãnh thổ là đảo nổi, hai nơi trồng dừa nhiều nhất là Papua New Guinea và Vanuatu. Ở Châu Mỹ La Tinh, quốc gia trồng nhiều dừa nhất là Brazil. Đây cũng là 10 quốc gia có diện tích dừa lớn nhất thế giới.

Bảng 1. 1. Diện tích và năng suất dừa một số nước năm  2011 (nguồn: Chương trình phát triển ngành dừa Bến Tre 2020, APCC

Các quốc gia và lãnh thổ còn lại đóng góp 15,4% diện tích dừa thế giới.
Các quốc gia có diện tích canh tác dừa lớn nhất, vượt hơn 1 triệu ha là Philippines (28,7%); Indonesia (27,2%); Ấn Độ (16%). Chỉ riêng ba quốc gia này đã đóng góp gần ¾ tổng diện tích dừa thế giới (71,9%). Các nước trồng dừa quan trọng khác có diện tích dừa ít hơn 1 triệu ha là Sri Lanka (3,3%), Brazil (2,4%); Thái Lan (2,0%); Papua New Guinea (1,8%); và Malaysia (1,4%). Các nước còn lại đều có diện tích dừa không quá 1% diện tích dừa thế giới.

Dừa là cây lâu năm, và chỉ thích nghi trên những vùng khí hậu nhất định. Vì vậy, diện tích canh tác dừa khá ổn định, ít có sự thay đổi đáng kể. Trong suốt giai đoạn 2000-2009, diện tích dừa Thế giới chỉ tăng 10,36%; trong đó, diện tích tăng nhiều nhất ở khu vực Đông Nam Á (12,72%). Ngược lại, hai vùng có diện tích dừa giảm đi là Caribbean và Châu Đại dương

Bảng 1. 2. Quốc gia dẫn đầu sản lượng dừa năm 2012 (nguồn: FAOSTAT)

Sản lượng cơm dừa thế giới mùa vụ 2013 là 5,8 triệu tấn. Hầu hết cơm dừa được các nước dùng để sản xuất dầu dừa, chỉ 2% cơm dừa được xuất ra thị trường thế giới. Sản lượng dầu dừa thế giới năm 2013 là 3,65 triệu tấn, tổng lượng xuất khẩu là 1,9 triệu tấn (Bảng 4). Ba nước dẫn đầu chiếm khoảng 80% sản lượng dầu dừa toàn cầu là Philippines khoảng 46%, kế tiếp là Indonesia (26%), Ấn Độ (12%). Về nhập khẩu dầu dừa, EU và Mỹ chiếm 62% toàn cầu. Dẫn đầu sản lượng dầu dừa là Philippines, nước có công nghiệp dừa phát triển hàng đầu thế giới với khoảng 52% dầu dừa sản xuất ra được xuất khẩu, và chiếm hơn 30% thị phần các sản phẩm từ dừa tại các nước Mỹ, Hà lan, Nhật, Ý và Trung Quốc. [1]

1.4. Tình hình tiêu thụ và thương mại một số sản phẩm từ dừa trên Thế giới:

-               Cơm dừa

Hàng năm, các quốc gia trồng dừa trên thế giới tạo ra sản lượng trên 5 triệu tấn cơm dừa ( theo USDA,Oilseeds: World Market and Trade. Circular Series. FOP 07 – 11. July 2011). Mức sản lượng này tương đối ổn định, dao động từ 5,1 đến 5,9 triệu tấn/năm. Phần lớn cơm dừa được dùng để ép dầu, với tỷ trọng dành cho chế biến dầu lên đến hơn 95%. Vì vậy, lượng cơm dừa được thương mại hóa trên thị trường thế giới là rất thấp.

Khối lượng nhập khẩu cơm dừa chỉ dao động từ 70 đến 130 ngàn tấn/năm (theo APCC). Số liệu này có chênh lệch nhất định so với thống kê của FAOSTAT (2011). Theo nguồn này, khối lượng nhập khẩu cơm dừa của 20 quốc gia nhập cơm dừa nhiều nhất thế giới là 165,44 ngàn tấn (năm 2008). Tương tự như vậy,
USDA cho biết khối lượng cơm dừa xuất khẩu đao động từ 70 ngàn đến 150 ngàn tấn/năm, trong khi theo FAOSTAT, số liệu 20 quốc gia xuất khẩu cơm dừa nhiều nhất năm 2008 là 135,38 ngàn tấn.

Trong số 20 quốc gia nhập khẩu cơm dừa nhiều nhất thế giới, các quốc gia nhập khẩu với khối lượng lớn hơn 10 ngàn tấn/năm là Philippines (87,2 ngàn tấn), Malaysia (19,34 ngàn tấn), Bangladesh (18 ngàn tấn), và Pakistan (15,657 ngàn tấn). Philippines nhập khẩu cơm dừa có thể để phục vụ cho ngành chế biến dầu dừa của mình.

-               Dầu dừa

Dầu dừa được ép từ cơm dừa, với tỷ lệ ly trích khoảng 620-625 kg dầu/tấn cơm dừa. Hàng năm thế giới sản xuất từ 3,2 đến 3,6 triệu tấn dầu dừa. Dầu dừa thuộc nhóm dầu acid béo no,. chứa khoảng 50% lauric acid. Dầu dừa vốn là loại dầu thực vật truyền thống được tiêu thụ làm thực phẩm trong nhiều năm trước đây, và là nguồn dầu ăn chủ yếu của các quốc gia trồng dừa.

Từ thập niên 80, vì bị quy kết làm tăng cholesterol, gây hại cho sức khỏe nên thị trường dầu dừa giảm sút mạnh và bị các loại dầu cọ, dầu đậu nành cạnh tranh mạnh. Tuy nhiên, trong vài năm gần đây, giới y khoa chỉ ra rằng lauric acid làm tăng cholesterol tốt và có lợi cho sức khỏe. Vì vậy, tiêu thụ dầu dừa trên thế giới phục hồi và có xu hướng tăng lại. Dầu dừa được dùng theo hai hướng chính là dùng làm dầu ăn, và dùng làm chất nền cho mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc sức khỏe.

Bảng 1. 3. Khối lượng và giá trị dầu dừa  nhập khẩu của 20 nước nhập khẩu nhiều nhất Thế giới (2008) (nguồn: FAOSTAT 2011)

Các quốc gia sản xuất dầu dừa chính là thị trường tiêu thụ lớn nhất. Có từ 85-95% dầu dừa sản xuất ra được tiêu thụ tại thị trường nội địa. Các quốc gia sản xuất và tiêu thụ dầu dừa lớn nhất chính là các nước Đông Nam Á và Nam Á, nơi mà dầu dừa là loại dầu thực vật rẻ tiền và đáp ứng phần lớn nhu cầu tiêu thụ dầu ăn của người nghèo. Do đó, lượng dầu dừa xuất khẩu chỉ dao động trong khoảng 1,7 đến 2 triệu tấn/năm (Bảng 2-2).

Theo FAOSTAT (2008), tổng khối lượng dầu dừa xuất khẩu của 20 nước đứng đầu thế giới là 1,99 triệu tấn, trong đó 5 quốc gia xuất khẩu dầu dừa nhiều nhất thế giới là Philippines (840,4 ngàn tấn), Indonesia (649,4 ngàn tấn), Hà Lan15 (196,6 ngàn tấn), Malaysia (129,55 ngàn tấn) và Papua New Guinea (58,5 ngàn tấn) (Bảng 2-4).
Năm quốc gia nhập khẩu lớn nhất năm 2008 với quy mô lớn hơn 100 ngàn tấn là Hoa Kz (499,14 ngàn tấn), Hà Lan (308,47 ngàn tấn), Đức (215,4 ngàn tấn), Malaysia (147,45 ngàn tấn), Trung Quốc (146,53 ngàn tấn) và Liên bang Nga (116,16 ngàn tấn). Các quốc gia nhập khẩu dầu dừa còn lại hầu hết là các nước ôn đới không trồng được dừa (Bảng 2-3).

Như vậy, có lẽ ngoại trừ Hà Lan vừa nhập dầu dừa để tiêu dùng và chế biến, tinh luyện và xuất khẩu lại, các nước nhập khẩu dầu dừa khác đều dùng cho công nghiệp hoặc thực phẩm.

Theo APCC (2011), nhu cầu về dầu dừa trên thị trường thế giới năm 2011 tiếp tục tăng so với năm 2010 và 2009. Thị trường Châu Âu vẫn là thị trường nhập khẩu chủ yếu dầu dừa trên Thế giới, với 43,9% thị phần. Thị trường lớn thứ hai thế giới là Hoa Kz, chiếm 23,5% thị phần. Đứng thứ ba là Trung Quốc với 12,5% thị phần. Malaysia chiếm 6,7% và các quốc gia nhập khẩu còn lại chiếm 13,4%. Tổng lượng giao dịch ước đoán năm 2011 là 1,99 triệu tấn.

-               Các sản phẩm từ xơ, vỏ dừa

Hiện nay, sản lượng xơ dừa toàn cầu hàng năm vào khoảng 723 ngàn tấn năm 2010, và có tốc độ tăng trưởng trung bình 6,7%/năm trong giai đoạn 2006-2010. Hai quốc gia sản xuất xơ dừa và các sản phẩm xơ dừa lớn nhất thế giới là Ấn Độ và Sri Lanka, chiếm đến 90% tổng lượng sản xuất. Tuy nhiên, so với nguồn vỏ dừa tiềm năng thì mức độ khai thác còn quá ít ỏi, ngay cả ở Ấn Độ và Sri Lanka [14].

Vỏ dừa chứa 10% sợi xơ cứng, 20% sợi mềm làm thảm, đệm, 70% là sợi ngắn và mụn dừa. Từ sợi xơ dừa, có thể chế tạo các vật liệu bền dùng cho công nghiệp như bàn chải, thảm chùi chân (doormats), thảm lót sàn (carpet), túi xách, dây thừng, lưới chỉ xơ dừa để đánh cá, và đệm xơ dừa (mattress). Xơ dừa cũng có thể thay thế sợi đay để dệt bao bì, túi đựng thực phẩm, ngũ cốc.

Từ mụn dừa và xơ ngắn, có thể chế tạo tấm vật liệu làm vách tường có tính năng chống mối vì có chứa chất creosote. Loại vật liệu này tốt tương đương với gỗ dán, ván và ván gỗ ép.

Các sản phẩm xơ dừa truyền thống là dây thừng, dây xoắn, chỉ xơ dừa, chổi, bàn chải, thảm chùi chân, thảm lót sàn, đệm xơ dừa, tấm xơ dừa tráng cao su. Từ thập niên 80 đến 90, nhu cầu thế giới sụt giảm gần một nửa vì các quốc gia phương Tây chuyển sang sử dụng sợi tổng hợp. Từ thập niên 90, nhu cầu sử dụng các sản phẩm xơ dừa của Ấn Độ tăng hơn gấp đôi sản lượng thế giới. Từ năm 2001 đến nay, Trung Quốc lại là thị trường chủ yếu với nhu cầu sử dụng lưới xơ dừa chống xói mòn, mụn dừa thay thế cho than bùn dùng trong canh tác nông nghiệp, trồng vườn, trồng rau hoa. Các nước đang phát triển ngành dừa bao gồm Philippines, Thái Lan và Việt Nam đang xuất khẩu ngày càng nhiều xơ dừa, là thách thức đối với hai quốc gia sản xuất và xuất khẩu xơ dừa và các sản phẩm xơ dừa lớn nhất thế giới là Ấn Độ và Sri Lanka.

Các sản phẩm được sử dụng nhiều là các vật liệu xơ dừa như xơ dừa, lưới xơ dừa, vải địa chất là bằng xơ dừa để xây dựng cơ sở hạ tầng như gia cố đất, chống xói mòn bề mặt. Nhu cầu các vật liệu này ở Trung Quốc và Nhật Bản rất lớn. Xơ dừa tráng cao su được dùng chế tạo đệm xơ dừa (coir mattress). Vỏ dừa cũng được dùng làm vật liệu giá thể cho thủy canh và trải nền chuồng gia súc ở Nhật Bản. Mụn dừa (coco dust) được dùng làm vườn ươm vì có tính năng giữ ẩm và duy trì, điều hòa dinh dưỡng cho cây trồng.

1.5. Nhu cầu về máy lột vỏ dừa trên thế giới:

Như đã trình bày ở phần trên, chúng ta thấy các sản phẩm từ dừa mang lại hiệu quả kinh tế cao và rất có tiềm năng để phát triển tại Việt Nam. Tuy nhiên, dù có khí hậu và địa lý thuận lợi cho cây dừa phát triển, ngành công nghiệp sản xuất dừa ở Việt Nam vẫn có qui mô khá khiêm tốn nếu không muốn nói là rất nhỏ nếu so với nền công nghiệp dừa ở các nước khác trên Thế giới như Phillipins hay Ấn Độ.

Có rất nhiều nguyên nhân khiến cho nền công nghiệp sản xuất dừa ở Việt Nam chưa xứng với tiềm năng vốn có, một phần là do nguyên liệu đầu vào không đạt năng suất, sản lượng và chất lượng, một phần do nhiều công đoạn sản xuất kể từ khi trái dừa trên cây hái xuống đến khi thành phẩm phải thực hiện bằng thủ công, chưa được cơ khí hoá, tự động hoá, làm chậm nhịp sản xuất và giảm năng suất.

Ta thấy rằng để sản xuất ra được một sản phẩm từ dừa hoàn chỉnh không thể nào thiếu công đoạn bóc tách vỏ dừa. Từ khi còn người biết sử dụng trái dừa như là một dạng thực phẩm, biết lấy nước dừa để uống và cơm dừa để ăn thì loài người đã luôn cải tiến nhũng cách bóc tách vỏ dừa. Sơ khai nhất đó là dùng những vật liệu cứng hơn như đá hay kim loại để bóc vỏ cho đến những dụng cụ vẫn còn được sử dụng đến tận ngày nay.

Dụng cụ dùng để lột dừa (dụng cụ tách vỏ dừa khỏi gáo dừa) gọi là cây nầm. Cây nầm gồm lưỡi nầm và cán nầm. Cán nầm được làm bằng loại gỗ tròn, cứng chắc, thường làm bằng gỗ mù u, dài khoảng 0,8m- 1m; đường kính khoảng 0,10m. Phần gốc cây nầm vót thon nhọn, phần trên vót thon vừa với khâu nầm, lưỡi nầm bằng sắt dẹp, thon bầu thon như mầm lá, được tra vào giữa khâu nầm. Trước khi lột dừa phải xóc nầm vào đất, việc xóc nầm tùy thuộc thói quen của người thợ lột dừa, có thể xóc hơi xiên, có thể xóc đứng, có thể thấp, có thể cao vừa tầm. Trước khi xóc nầm, dùng lưỡi nầm đào một lỗ tròn vừa với cán nầm gọi là lỗ nầm, kế tiếp nhúng gốc nầm vào nước và dùng lực của hai tay xóc vào lỗ nầm. Nhúng nước vài ba lượt, xóc vài ba lần sao cho lưỡi nầm vừa ngang với thắt lưng trở xuống là được. Khi lột, một gối chịu lực tại điểm dưới khâu nầm, chân sau duỗi thẳng gối về sau, khi lột xóc trên lưỡi nầm phần giáp giới giữa mầu và gáo dừa, một tay chịu lực gần mầu dừa (mầu dừa là phần gần cuống dừa), tay còn lại chịu lực giữa trái dừa, dùng lực nhấn mạnh tách vỏ dừa khỏi gáo dừa, phần vỏ còn lại thực hiện như thế cho đến kết thúc (khó nhất là miếng vỏ tách lần đầu, do đó, có thể dùng cả hai tay để chịu lực khi tách vỏ).

Hình 1. 2. Người công nhân đang lột vỏ dừa bằng “cây nầm”

Việc lột vỏ dừa thủ công tốn rất nhiều thời gian và công sức, chưa kể trong lúc làm việc người công nhân rất dễ bị cây nầm đâm vào người dẫn tới tai nạn lao động. Một người thợ lành nghề có thể cho năng suất khoảng 150 trái/giờ tuy nhiên năng suất sẽ giảm dần trong quá trình làm việc do mất sức.

[1] Số liệu từ http://cesti.gov.vn/chi-tiet/5340/the-gioi-du-lieu/phat-trien-nganh-dua

     Ta có lực ép cần thiết của trái dừa là 3KN và khối lượng cần giử là trên 200kg đo sơ bộ bằng solid word do đó ta chon xilanh thủy lưc 2 chiều 8 tấn hành trình 300mm của hảng HuloMech: đường kính ngoài 92mm đường kính trong 80 đường kính lõi piton 50mm áp suất tối đa 25 bar

 Áp lưc cần thiết để ép trái dừa

Áp lực giử trái dừa

       5.9. Mạch điện truyền động

Hình 5. 19. Sơ đồ mạch điện khởi động

Nguyên lý: điều khiền hai động cơ ba pha độc lặp sau khi đóng cầu chì F2 rồi F3 thì đèn nguồn sáng tiếp tục nhấn S2 thì KM1  đóng lại động cơ ba pha thứ nhất hoạt động đèn H1 sáng tiếp tục nhấn S4 thì động cơ bap ha thứ 2 hoạt động đèn H2 sáng

 

KẾT LUẬN

1. Những kết quả đạt được sau khi làm luận văn:

-       Hoàn thành nhiệm vụ đúng thời gian và đạt yêu cầu.

-       Tổng quan về quá trình sản xuất các sản phẩm từ dừa.

-       Hiểu hơn về hệ thống thủy lực.

-       Tổng quan về các máy lột vỏ trên thị trường.

-       Cơ khí hóa được phương pháp lột vỏ dừa truyền thống.

-       Ứng dụng phần mềm đồ họa để tạo mô hình 3D.

2. Những hạn chế và thiếu sót:

-       Kích thước máy lớn, cồng kềnh.

-       Phương án truyền động chưa tối ưu.

-       Số liệu còn phải thông qua thực tế để kiểm chứng và chỉnh sửa.

-       Chưa sử dụng được rộng rãi trên nhiều giống dừa có kích thước khác nhau.

-        Chưa ứng dụng phần mềm để tính các lực tác dụng.

Chưa biết tạo hiệu ứng để mô phỏng quá trình lột vỏ dừa trên phần mềm đồ họa.