Nền kinh tế nước ta nói riêng và nền kinh tế thế giới nói chung đang trong giai đoạn cạnh tranh trong xu hướng toàn cầu hóa. Do đó, xu hướng nội địa hóa các thiết bị máy móc trên thị trường là một nhu cầu cấp thiết để tăng tính cạnh tranh của các doanh nghiệp trong nước. Máy tách màu gạo hiện nay là một thiết bị ngoại nhập có thị phần lớn trong ngành chế biến lương thực. Các ứng dụng của máy rất phong phú và đa dạng trong dây chuyền chế biến gạo, chế biến hạt điều, café, chè và nhu cầu máy hiện đang tăng.

Nhằm mục đích thiết kế, chế tạo máy tách màu gạo có khả năng thương mại khi đưa ra thị trường với chất lượng tương đương các máy tầm trung, nhóm nghiên cứu của Công ty Cổ phần Cơ khí chế tạo máy Long An do KS. La Thanh Hải làm chủ nhiệm đã tiến hành thực hiện đề tài: “Hoàn thiện công nghệ sản xuất máy tách màu phân loại gạo sử dụng công nghệ xử lý ảnh”. Kết quả của đề tài sẽ giúp từng bước nâng cao khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp Việt trong xu thế hội nhập quốc tế.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài thu được kết quả như sau:

1. Đề tài đã tính toán, thiết kế cải tiến các bộ phận chính của máy tách mầu phân loại gạo.

- Cụm cấp liệu rung: Đây là cụm cấp liệu có cấu trúc tiên tiến, phù hợp với việc phân loại hạt nhỏ, dài như gạo bằng công nghệ xử lý ảnh. Thông qua việc điều điều khiển phối hợp tốc độ rung hợp lý, sẽ làm cho việc cân bằng tốc độ cấp liệu với lượng vật liệu đầu vào tối ưu, dẫn đến nâng cao được năng suất và chất lượng của sản phẩm đầu ra.

- Cụm dẫn hướng gạo: Cụm dẫn hướng gạo được thiết kế theo kiểu máng nghiêng. Chức năng của cụm này dùng để dẫn hướng dòng hạt cần phân loại đến đầu phun, quá trình rơi của hạt trên máng dưới tác dụng của trọng lực sẽ làm cho các hạt tách rời nhau khi đến gần đầu ra, tạo nên một dòng hạt liên tục, phân bố đồng đều theo chiều ngang của máy, đảm bảo cho quá trình nhận dạng ở công đoạn nhận dạng bằng hệ thống quang học được diễn ra tối ưu nhất (khi đó các hạt gạo không che lấp nhau đồng thời làm nổi rõ được các lỗi khi soi trên bề mặt hạt gạo), nhờ đó đã nâng cao hiệu suất phân loại và năng suất máy. Đây là kết cấu mới góp phần tích cực vào việc nâng cao hiệu suất phân loại như việc tăng độ tản rời của hạt khi thực hiện phân loại gạo có độ ẩm cao hoặc gạo có độ ẩm thấp nhưng do hút ẩm từ không khí môi trường có đô ẩm tương đối cao như ở Việt Nam.

- Cụm camera và quang học:

+ Cụm camrea (cụm xử lý ảnh): có chức năng phát hiện các hạt lỗi để thực hiện loại bỏ các hạt này ra khỏi dòng hạt như cụm đầu phun. Chất lượng gạo đầu ra được quyết định trong cụm xử lý ảnh thông qua các camera. Dự án đã thiết kế cụm camera lắp ráp lên khung máy đảm bảo điều chỉnh được camera theo nhiều hướng, giúp quá trình calib thiết bị đảm bảo độ chính xác. Dự án cũng đã bố trí lắp đặt một cơ cấu chống rung để không làm ảnh hưởng đến sự làm việc của camera, cho những hình ảnh rõ nét để quá trình xử lý, phân loại có hiệu quả cao.

+ Cụm quang học: Cụm quang học là hệ thống gồm các đèn công suất được lắp đặt ở vị trí thích hợp, phối hợp với cụm camera làm nhiệm vụ nhận diện phân loại. Cụm quang học được bố trí tại khu vực dòng hạt gạo rơi ra khỏi máng dẫn hướng, khi đó ánh sáng của các đèn công suất sẽ giúp cho camera thu được bước sóng của hạt gạo phát ra thuận lợi nhất, tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhận diện phân loại, góp phần nâng cao năng suất và hiệu suất phân loại.

- Cụm đầu phun và khí nén: Đã nghiên cứu, cải tiến thiết kế đầu phun khí nén trên cơ sở tham khảo hai thiết kế của hãng Festo và hãng Bibus để hình thành tiết diện mặt cắt có cấu trúc hình chữ nhật. Đây là điểm sáng tạo nổi bật trong việc thiết kế cải tiến của nhóm tác giả dự án

- Cụm khung máy và sàn lầu: Khung được thiết kế theo mô-đun để thuận lợi cho quá trình vận chuyển, lắp ráp và bảo trì hệ thống khi có sự cố, đảm bảo được chức năng tách màu hạt của từng mô-đun. Cụm khung chính, khung phụ của máy được lắp ghép với khung sàn tạo thành một hệ thống đồng bộ để thực hiện việc cấp, thoát liệu và vận hành, thao tác trong quá trình máy hoạt động. Đây là hệ thống thống sản lầu có kết cấu nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo cho máy làm việc ổn định, bền vững và ít rung động.

2. Đã chế tạo và lắp ráp hoàn thiện máy tách mầu gạo trên cơ sở cải tiến các cụm thiết bị chính nêu trên.

Có sáng tạo trong việc đơn giản hóa việc chế tạo các chi tiết phức tạp theo mẫu bằng công nghệ in 3D để tạo hình các kết cấu máy tinh xảo với chi phí thấp, khai thác tối đa thiết bị máy in 3D đã đầu tư trong dự án

3. Kết quả khảo nghiệm máy cho thấy: máy tách mầu gạo đạt năng suất 5.328kg/h, máy làm việc ổn định và bền vững. Sản phẩm gạo sau khi tách mầu có chất lượng cao: tỷ lệ gạo xấu lẫn trong gạo thành phẩm sau khi tách lần 1 < 3, tỷ lệ thu hồi sản phẩm 99,8 (sau khi đã thu hồi phần gạo tốt lẫn trong phế phẩm) đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu.

4. Kết quả tính toán sơ bộ hiệu quả kinh tế của việc đầu tư máy tách mầu phân loại gạo cho thấy: tiền lãi thu được sau 01 ca sản xuất (8 gi) là = 883 000 đồng/ngày. Với lãi suất thu được như trên đã khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư máy tách mầu phân loại gạo vào trong hệ thống máy chế biến lúa gạo để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh.

Nhóm đề tài mong muốn được tiếp tục hoàn thiện về kết cấu và chế độ làm việc của máy để nâng cao hơn nữa về chất lượng sản phẩm và tính ổn định, bền vững của hệ thống máy, đặc biệt là nâng cao tính thẩm mỹ và kiểu dáng công nghiệp để nâng cao lợi thế cạnh tranh ở thị trường trong nước và hướng tới xuất khẩu. Tăng khả năng nội địa hóa các chi tiết và cụm máy để hoàn thiện công nghệ chế tạo tiến tới thay thế hàng nhập ngoại đắt tiền, góp phần tạo việc làm và nâng cao thu nhập cho người lạo động trong nước. Đặc biệt là nghiên cứu hoàn thiện cụm đầu phun khí nén để có thể áp dụng rộng cho nhiều dòng máy chế biến nông sản khác.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17003/2019) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)