NỘI DUNG

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LẮC VI SINH

Với các yêu cầu sau:

A/. PHẦN BẢN VẼ:

- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý máy.

- Bản vẽ lắp kết cấu toàn máy.

- Bản vẽ cụm A0.

- Bản vẽ tách chi tiết A4 – A3 ( đóng vào thuyết minh ).

- Bản vẽ sơ đồ nguyên công do GVHD phân công từng sinh viên. (tất cả các bản vẽ được bố trí trên khổ giấy A0)

B/. PHẦN THUYẾT MINH:

1. Tổng quan về nghiên cứu đề tài
2. Cơ sở lý thuyết
3. Phương án thực hiện đề tài
4. Tính toán thiết kế máy lắc vi sinh
5. Chế tạo thử nghiệm
6. Tài liệu tham khảo

C/. PHẦN MÔ HÌNH

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI. 9

1.1: SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG Y TẾ.. 9

1.1.1Đối tượng nghiên cứu:9

1.1.2:Điều kiện sinh trưởng của vi sinh vật9

1.1.3: Phương pháp của sự sinh trưởng của vi sinh vật12

1.1.4: Tên gọi khoa học của các chất hóa học và cơ chế tác động của phương pháp nuôi vi sinh. 14

1.2: ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT:14

1. Ứng dụng:15

1.1. Ứng dụng trực tiếp. 15

1.2. Ứng dụng gián tiếp. 15

1.3: ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM:17

CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT.. 19

2.1     CÁC DẠNG MÁY LẮC VI SINH VẬT. 19

2.1.1      : Các dạng máy lắc trong phòng thí nghiệm.. 19

2.2     CÁC YÊU CẦU VÀ THÀNH PHẦN CỦA MÁY LẮC VI SINH.. 22

2.2.1: Các yêu cầu lưu ý của máy. 22

2.2.2: Các bộ phận của máy lắc. 23

2.3: NGUYÊN LÝ, ĐẶC ĐIỂM, ỨNG DỤNG CỦA MÁY LẮC VI SINH.. 31

2.3.1: Nguyên lý hoạt động của máy lắc vi sinh. 32

2.3.2: Đặc điểm của máy lắc vi sinh. 33

2.4: CÁC TÍNH NĂNG ĐẶC BIỆT CỦA MÁY MÁY LẮC.. 34

2.5: CƠ CẤU HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH SỬ DỤNG MÁY LẮC.. 35

2.5.1: Cơ cấu hoạt động. 35

2.5.2:Cách sử dụng máy lắc. 35

CHƯƠNG 3:  PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP. 37

3.1     LỰA CHỌN BỘ PHẬN CHUYỂN ĐỘNG CĂNG ĐAI CHO ĐỘNG CƠ:37

3.2     LỰA CHỌN CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG.40

3.2.1: Cơ cấu chuyển động tròn xoay:40

3.3: CHỌN ĐỘNG CƠ.. 41

3.3.1:Chọn động cơ điện. 41

3.4     SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC :45

3.4.1 Nguyên lý làm việc. 45

3.1.2 Sơ đồ nguyên lý. 45

3.5     SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN :48

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY.. 49

4.1     TÍNH SỨC BỀN CỦA THANH ĐỠ.49

4.1.1 Thiết kế khung xe. 49

4.2     TÍNH ĐỘ VÕNG THANH ĐỠ TRỤC.. 50

4.3     PHÂN PHỐI TỈ TRUYỀN.. 51

4.4     TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI. 52

4.5     BẢN VẼ CHI TIẾT.55

4.6     NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ:62

      CHƯƠNG 5 CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM... 63

5.1     HÌNH ẢNH MÁY:63

5.2     HIỆU CHỈNH MÁY:64

5.3     HƯỚNG DẪN BẢO QUẢN:64

5.4: KẾT LUẬN- TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO.66

 

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

 

1.1: SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG Y TẾ

       

Vi sinh y học, tập hợp lớn của vi sinh học được áp dụngcho y học, là một nhánh của khoa học y tế liên quan đến việc phòng ngừa, chẩn đoán và điều trị các bệnh truyền nhiễm. Ngoài ra, lĩnh vực khoa học này nghiên cứu các ứng dụng lâm sàng khác nhau của vi khuẩn để cải thiện sức khỏe. Có bốn loại vi sinh vật gây bệnh truyền nhiễm: vi khuẩn, nấm, ký sinh trùng và vi rút, và một loại protein truyền nhiễm được gọi là prion.

1.1.1Đối tượng nghiên cứu:

-Vi sinh vật ( micrology) : là một khoa học về nghiên cứu về sự sống của vi sinh vật, động vật nguyên sinh và vi nấm , vậy môn vi sinh vật nghiên cứu về :

  +Vi khuẩn là những đơn bào không có màng nhân có đầy đủ tính chất của 1 vi sinh vật           và quan sát được trên kính hiển vi quang học.

   + Virus là hình thái vật sống đặc biệt không có tính chất tế bào kích thước rất nhỏ , phải quan sát ở kính hiển vi điện tử mới nhìn thấy được

Vi sinh học trong y học là ngôn học chuyên nghiên cứu về các vi sinh vật ảnh hưởng đến sức khỏe con người , kể cả có lợi và có hại, từ đó con người đã phát minh ra máy lắc vi sinh vật giúp thúc thẩy quá trình nghiên cứu và đã đạt được những thành tựu khoa học trong vài năm qua.

 

 1.1.2:Điều kiện sinh trưởng của vi sinh vật

Nhiệt độ sinh trưởng và tính bền nhiệt

       - Lấy một vòng que cấy sinh khối cấy vào các ống nghiệm có môi trường dinh dưỡng thích hợp (môi trường thạch hoặc dịch thể).

      -  Đặt ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau (3 ống trong một nhiệt độ). Đốivới các loài ưa ấm (mesophiles), nhiệt độ sinh trưởng và tính bền nhiệt thường được kiểm tra với thang nhiệt độ 4, 20, 30, 37, 41, 45 và 65⁰C. Từ 37 ⁰C trở lên có thể dùng các nồi cách thủy ổn nhiệt.

        -Quan sát khả năng sinh trưởng của vi khuẩn (tạo sinh khối trên môi trường thạch, hoặc đo OD nếu thí nghiệm được tiến hành trên môi trường dịch thể) 

Đặc biệt, tính bền nhiệt cần xác định khi phân loại các Liên cầu khuẩn, cách làm như sau:

·        Cấy 1 giọt dịch nuôi cấy 24 giờ vào ống nghiệm đựng môi trường dịch thể thích hợp.

·        Giữ ở nồi cách thủy 60 ⁰C trong 30 phút sau đó đặt vào tủ ấm 35-37 ⁰C, nuôi trong 48 giờ.

-Nhu cầu về O2 và CO2

Căn cứ vào nhu cầu đối với ôxy, vi khuẩn được thành các nhóm hiếu khí, kỵ khí, kỵ khí không bắt buộc và vi hiếu khí.

-Nhu cầu đối với ôxy

        Vi khuẩn đã hoạt hoá cấy vào môi trường dịch thể thích hợp.

        Đặt ở các điều kiện:   - không khí chứa 5% CO₂ và 10% O₂

   - không khí bình thường.

Theo dõi sự phát triển của vi khuẩn.

-Tính kỵ khí của vi khuẩn sinh bào tử

        Chuẩn bị môi trường thạch kỵ khí:

-Khả năng đồng hóa các nguồn carbon

        Môi trường khoáng cơ bản (g/l):

 

       +Nguồn carbon (đường, polysaccarid, rượu, axit béo, axit amin, axit hữu cơ, hydroxy axit (alcohol axit, dicarboxylic axit…) được khử trùng qua màng lọc.

        Bổ sung nguồn carbon vào môi trường khoáng cơ bản (đường và rượu ở nồng độ 0,5-1%, các loại khác ở nồng độ 0,1-0,2%), chia môi trường vào các ống nghiệm đã tiệt trùng.

       +Cấy vi khuẩn vào môi trường, sử dụng 3 ống nghiệm đối với mỗi loại nguồn carbon.

       +Theo dõi sự phát triển để đánh giá khả năng đồng hóa nguồn carbon.

Cách khác là chuẩn bị môi trường khoáng cơ sở có thạch và đổ đĩa Petri. Vi khuẩn được cấy dàn đều trên đĩa bằng que gạt. Nguồn carbon ở dạng tinh thể được đưa lên đĩa (khoảng bằng hạt gạo) để cho khuyếch tán dần ra xung quanh. Nếu vi khuẩn đồng hóa được nguồn carbon nào sẽ mọc thành vòng xung quanh chỗ có đặt nguồn carbon đó.

-Các nguồn carbon thường được dùng trong thí nghiệm

-Tính mẫn cảm đối với chất kháng khuẩn

       + Chuẩn bị môi trường thạch đĩa thích ứng với từng loại vi khuẩn.

     +   Cấy gạt vi khuẩn lên mặt thạch đĩa (có thể trộn vi khuẩn vào môi trường thạch đã làm nguội tới 50 ⁰C rồi đổ đĩa).

       + Đặt lên mặt thạch các khoanh giấy (tự chế hoặc mua sẵn) tẩm chất kháng khuẩn ở các nồng độ khác nhau.

        +Nuôi trong tủ ấm 30 ⁰C trong 24-48 giờ.

       + Quan sát các vòng vô khuẩn tạo thành xung quanh các khoanh giấy chứa chất kháng khuẩn. Vòng vô khuẩn càng lớn tức là vi khuẩn càng mẫn cảm.

-Khả năng đồng hóa Tartrat

hân môi trường vào ống nghiệm, khử trùng ở 115 ⁰C trong 20 phút, nên dùng ngay. Nếu để môi trường quá 14 ngày thì cần khử trùng lại bằng đun cách thủy 10 phút.

        +Cấy vi khuẩn vào môi trường, hàng ngày theo dõi sự đổi màu.

        +Sau 14 ngày thêm một lượng dung dịch chì acetat bão hòa trung tính bằng thể tích môi trường (vol/vol). Đối chứng là môi trường không cấy vi khuẩn.

       - Nếu có chuyển sang màu lục vàng và có ít chì acetat kết tủa là có khả năng đồng hóa tartrat (dương tính). Nếu màu vàng hay màu lục và có nhiều chì acetat kết tủa là xét nghiệm âm tính.

 

 -Để đảm bảo sự phát triển của vi sinh vật, sau khi cấy xong phải quan tâm đến các điều kiện nuôi dưỡng chúng

. -Các điều kiện đó bao gồm: - Nhiệt độ: Tuỳ loài vi sinh vật khác nhau, chọn nhiệt độ tối thích cho sự phát triển của chúng và duy trì sự ổn định nhiệt độ đó.

 - Độ ẩm: Để duy trì độ ẩm trong quá trình nuôi cần: - Đảm bảo đủ lượng nước khi làm môi trường.

 - Trong điều kiện cần thiết có thể phun nước vô khuẩn vào phòng nuôi hoặc để nước bốc hơi trong tủ ấm.

1.1.3: Phương pháp của sự sinh trưởng của vi sinh vật

-Nhu cầu muối và tính chịu muối

       + Chuẩn bị môi trường dịch thể thích hợp đối với từng loài vi khuẩn.

       + Bổ sung NaCl ở các nồng độ 2, 5, 7, 10%, môi trường cần trong suốt.

        Cấy vi khuẩn đã hoạt hóa, ủ trong 3-7 ngày.

        Theo dõi mức độ sinh trưởng của vi khuẩn (môi trường không cấy vi khuẩn làm đối chứng).

a.Khái niệm sinh trưởng

 -Sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật là sự tăng số lượng tế bào của quần thể

Thời gian thế hệ (kí hiệu là g) là thời gian cần cho một tế bào phân chia hay quần thể nhân đôi về mặt số lượng cá thể. Ví dụ: E.coli có thời gian thế hệ là 20 phút (cứ 20 phút nhân đôi một lần).

Thời gian thế hệ thay đổi nhiều ở các quần thể khác nhau và điều kiện khác nhau.

Tốc độ sinh trưởng riêng của VSV (µ) là số lần phân chia trong một đơn vị thời gian của một chủng trong điều kiện nuôi cấy cụ thể

{\displaystyle \mu =\operatorname {n} \!/\operatorname {t} \!}

Với n là số lần phân chia tế bào và t là thời gian phân chia

b.Có 2 phương pháp nuôi cấy phổ biến:

+Nuôi cấy không liên tục

Môi trường nuôi cấy không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản phẩm chuyển hóa vật chất được gọi là môi trường nuôi cấy không liên tục

Số tế bào sau n lần phân chia từ {\displaystyle N_{0}} tế bào ban đầu trong thời gian t là: {\displaystyle N_{t}=N_{0}.2}

Nuôi cấy không liên tục gồm 4 pha

• Pha tiềm phát (pha lag): Vi khuẩn thích nghi với môi trường, số lượng tế bào trong quần thể chưa tăng. Enzim cảm ứng được hình thành để phân giải cơ chất.
• Pha lũy thừa (pha log): Vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ lớn, số lượng tế bào trong quần thể tăng nhanh.
• Pha cân bằng: Số lượng vi khuẩn trong quần thể đạt cực đại và không đổi theo thời gian, vì số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết đi
• Pha suy vong: Môi trường sống cạn kiệt chất dinh dưỡng, số tế bào chết ngày càng lớn

+Nuôi cấy liên tục

Môi trường nuôi cấy liên tục là môi trường luôn được bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết vào và đồng thời lấy ra một lượng dịch nuôi cấy tương đương. Người ta dùng phương pháp nuôi cấy liên tục trong sản xuất sinh khối để thu nhận prôtêin đơn bào, các hợp chất có tính sinh học như các axit amin,...

1.1.4: Tên gọi khoa học của các chất hóa học và cơ chế tác động của phương pháp nuôi vi sinh

1.Tên hóa học của các chất

- Các chất hóa học của nó gồm có: Các chất Phenol, cồn các loại, muối iot, clo, hợp chất nuôi vi sinh mạnh,các chất aldehit,….

1.2: ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT:

-Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về “công nghệ sinh học”, nhưng đến nay địnhnghĩa được nhiều nhà khoa học cũng như nhiều nước trên thế chấp nhận có nội dung như sau: Công nghệ sinh học là các quá trình sản xuất ở quy mô công nghiệp có sự tham gia của các tác nhân sinh học (ở mức độ cơ thể, tế bào hoặc dưới tế bào) dựa trên các thành tựu tổng hợp của nhiều bộ môn khoa học, phục vụ cho việc tăng của cải vật chất của xã hội và bảo vệ lợi ích của con người. Nếu phân loại theo tác nhân sinh học tham gia thì công nghệ sinh học vi sinh vật (gọi tắt là công nghệ vi sinh vật) là một nhánh của công nghệ sinh học.

1. Ứng dụng:

1.1. Ứng dụng trực tiếp 

+ Phân bón vi sinh vật: là sản phẩm chứa một hay nhiều loài vi sinh vật sống đã được tuyển chọn có mật độ theo tiêu chuẩn đã quy định, có tác dụng tạo ra các chất dinh dưỡng hoặc các hoạt chất sinh học có ích cho cây trồng hoặc cải tạo đất.

+ Chế phẩm vi sinh vật dùng bảo vệ thực vật: Hiện nay, việc ứng dụng các vi sinh vật để bảo vệ thực vật đang được quan tâm vì nó ít gây độc hại và đảm bảo cân bằng sinh thái;

+ Ứng dụng công nghệ vi sinh vật để sản xuất men tiêu hoá cho vật nuôi: Người ta đã sản xuất các men tiêu hoá cho vật nuôi bằng cách sử dụng những vi khuẩn có lợi cho hệ tiêu hoá như vi khuẩn Bacillus subtilis…

1.2. Ứng dụng gián tiếp 

– Sản xuất phân bón hữu cơ sinh học (compost): Phân bón hữu cơ sinh học là loại phân bón được tạo thành nhờ quá trình lên men các chất hữu cơ có nguồn gốc khác nhau (phế thải của sản xuất nông lâm nghiệp, phế thải của công nghiệp chế biến, phế thải sinh hoạt…) bằng vi sinh vật hoặc các hoạt chất sinh học của chúng tạo thành mùn.

– Cải tạo giống cây trồng bằng vi sinh vật: Hiện nay, người ta đã dùng vi khuẩn chuyển gen vào cây trồng thông qua các tế bào bị thương để từ đó nuôi cấy nhân nhanh các tế bào này trong môi trường nhân tạo rồi cho tái sinh thành giống cây mới. 

– Sản xuất chất điều hoà sinh trưởng từ vi sinh vật: Người ta có thể sản xuất các chất điều hoà sinh trưởng như Gibberellin, Auxin từ vi sinh vật. 

– Sản xuất thức ăn cho vật nuôi từ vi sinh vật: Dùng vi sinh vật có ích để lên men thức ăn cho vật nuôi, dạng thức ăn này làm cho vật nuôi tiêu hoá tốt, ngủ nhiều, tăng trọng nhanh. 

– Ứng dụng công nghệ vi sinh vật để sản xuất vaccine và kháng sinh cho vật nuôi: Một phần lớn các loại vaccine và kháng sinh dùng cho vật nuôi hiện nay đều được sản xuất từ vi sinh vật. 

2. Ứng dụng trong bảo vệ môi trường

2.1. Một số hướng nghiên cứu ứng dụng công nghệ vi sinh vật trong bảo vệ môi trường: 

* Khử mùi hôi thối trong môi trường sống: Mùi hôi thối của rác thải, của chuồng trại chăn nuôi là do một nhóm vi sinh vật tạo ra.

* Phân huỷ chất thải trong môi trường sống: Chúng ta thử hình dung, nếu không có thế giới vi sinh vật thì trên mặt đất hiện nay không còn chỗ đặt chân do đã bị phủ kín bởi rác thải. Xã hội càng phát triển thì rác thải càng nhiều và xử lí rác thải càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.

– Phân huỷ chất thải hữu cơ: Hiện nay, đối với rác thải hữu cơ thì việc dùng vi sinh vật để xử lí thành phân hữu cơ dùng bón cho cây trồng, cải tạo đất là vấn đề đang được quan tâm. Người ta dùng các vi khuẩn, nấm sợi, xạ khuẩn để phân giải xenluloza, lignin…

– Phân huỷ chất thải vô cơ trong công nghiệp: Rác thải vô cơ là loại khó xử lí, ngoài biện pháp tái chế, thiêu huỷ, chôn lấp thì con người cũng đang nghiên cứu tìm kiếm các chủng vi sinh vật có khả năng phân huỷ chúng.

èTừ khi mới ra đời máy lắc vi sinh tự động được áp dụng nhiều trong lĩnh vực dưới gócđộ thay thế con người. Nhờ vậy, dây chuyền sản xuất được tổ chức lại, năng suất và hiệu quả tăng lên rõ rệt.

Mục tiêu ứng dụng máy  nhằm góp phần nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, giảm giá thành, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh củasản phẩm đồng thời cải thiện điều kiện lao động. Đạt được các mục tiêu trên là nhờvào các khả năng to lớn của robot như:

+ Làm việc không biết mệt mỏi.

+ Rất dễ chuyển nghề một cách thành thạo.

+ Thay thế con người trong các công việc đơn điệu mà dễ gây mệt mỏi,   nhầm lẫn

+ …..

1.3: ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM:

v    Ưu điểm:

vMáy lắc tròn được ứng dụng trong các phòng thí nghiệm của các bộ ngành nghiên cứu khoa học, giáo dục và sản xuất thực vật, sinh vật, chế phẩm sinh học, y học, bảo vệ môi trường…

-        Giảm tỉ lệ nhân công

     -   Tăng cao năng suất và khả năng sản xuất

     -   Có khả năng tự điều chỉnh tốc độ và hẹn giờ bằng hệ thống điện tử

      -  Máy lắc tròn đa dạng về mẫu mã, có nhiều dòng mẫu lắc kết hợp phù hợp nhu cầu sử dụng cho hầu như tất cả các hình dạng và kích thước của chai lọ.

     - Thiết kế nhỏ gọn , dễ vận chuyển

     - Khay rộng để được rất nhiều dung dịch

v    Nhược điểm:

-                  Làm việc gây tiếng ồn

-                  Giá thành máy quá cao

Có một số vị trí máy không làm việc được.

CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1       CÁC DẠNG MÁY LẮC VI SINH VẬT

 Máy lắc là một thiết bị sử dụng trong phòng lab (phòng thí nghiệm) chủ yếu là các phòng thí nghiệm hóa chất, sinh học. Máy lắc có tính năng giúp các hỗn hợp, dung dịch, hợp chất, hóa chất được trộn lẫn, hòa tan với nhau trong ống nghiệm hoặc bình tam giác, cốc, chai, bình đựng nhờ kỹ thuật lắc. Bàn lắc là một phụ kiện của máy lắc, bàn lắc giúp tăng diện tích, vị trí đặt cốc đựng, ngoài ra bàn lắc còn có thể có các rãnh (thiết kế hỗ trợ kẹp giữ các bình đựng như bình tam giác trong điều kiện lắc ở tốc độ cao).

2.1.1    : Các dạng máy lắc trong phòng thí nghiệm

Có rất nhiều kiểu máy lắc phòng thí nghiệm có sẵn trên thị trường, được phân loại theo cách lắc chuyển động của chúng. Mặc dù trong danh sách dưới đây không bao gồm tất cả, tuy nhiên đây là những loại máy lắc phổ biến nhất, nhưng phổ biến nhất là 2 loại máy lắc:

+Máy lắc tròn: là loại máy lắc có quỹ đạo lắc là đường tròn (Orbital)

           Trong phòng thí nghiệm, khi pha chế thì việc thực hiện với nhiều mẫu, nhiều thí nghiệm để tìm ra kết quả chính xác là rất nhiều. Đối với mỗi mẫu như vậy thì việc hòa trộn môi trường để hóa chất ta đều là điều rất cần thiết. Người làm thí nghiệm không thể thực hiện từng erlen hay chai thể tích lớn mà trượt tay thì rất dễ vỡ. Do vậy để có thể tiết kiệm chi phí kiểm nghiệm, thí nghiệm và tăng số lượng mẫu, môi trường cùng lúc thực hiện vẫn được lắc đồng đều thì người ta đã chế tạo ra máy lắc tròn.

Máy lắc tròn được thiết kế cho chuyên ngành y chẩn đoán và các kiểm nghiệm vi sinh, SHPT ứng dụng cho pha chế môi trường

Máy chuyển động đơn giản ngay cả chuyển động tròn - loại phổ biến của chuyển động được sử dụng trong máy khuấy

Chuyển động qua lại xoay dọc với việc thay đổi hướng qua, góc quay có thể điều chỉnh đặt giới hạn cho các loại chuyển động, tốc độ cũng giống như set chuyển động quay

                           Hình 1.2 : Máy lắc tròn

+ Máy lắc ngang: tương tự như máy lắc tròn, những quỹ đạo lắc sẽ là ngang (Platform)

    - Máy lắc ngang thường có hệ dẫn động từ tính rất khỏe

- Là loại máy có khả năng lập trình một thời gian xác định để bắt đầy hàng động lắc

- Máy có chức năng lập trình khởi động lại sau khi bị mất điện

- Các loại máy được thiết kế vận hành dễ dàng bằn tay hoặc tử động 

- Máy lắc ngang có thiết kế cấu trúc tiên tiến, hệ thống dẫn động mạnh với bộ kiểm soát vi xử lý giúp máy chạy rất êm

- Máy lắc ngang có tuổi thọ lâu dài, hoạt động liên tục mà không gây hư hại gì trong quá trình hoạt động

                                Hình 1.3: Máy lắc ngang

+Máy lắc ủ (Incubator) : là sự kết hợp của tủ ẩm nhưng đồng thời có khả năng lắc trộn đi kèm. Việc lắc và đi kèm ủ nhiệt giúp tế bào vừa phát triển vừa được trộn đều.

                        Hình 1.4: Máy lắc ủ

+Máy lắc bập bênh: chuyển động lắc nghiêng trái, nghiêng phải (lắc lư, bập bênh)

                     Hình 1.5: Máy lắc bập bênh

+ Máy lắc ống: so với các máy thông thường khác như lắc hóa chất, lắc trộn. Máy lắc máu thường đòi hỏi tốc độ lắc cao. Có loại có 1 vị trí, có loại có thể lắc nhiều vị trí (đặt được nhiều ống máu lắc cùng 1 lúc)

  +Máy lắc lăn tròn (roller): là gồm các thanh cuộn hình trụ tròn, đặt lên bàn lắc khớp vào khay. Mục đích là giữ cho các cốc, bình tam giác, chai lọ để lên mặt bàn không bị trượt khi máy lắc lắc ở tốc độ cao.

  +Máy lắc 2D, 3D: chiều và quỹ đạo lắc dạng 2 chiều, hoặc 3 chiều.

2.2        CÁC YÊU CẦU VÀ THÀNH PHẦN CỦA MÁY LẮC VI SINH

2.2.1: Các yêu cầu lưu ý của máy

Máy lắc là thiết bị đóng vai trò quan trọng trong các phòng thí nghiệm sinh học. Tính linh hoạt của chúng hỗ trợ các nhà khoa học trong việc nuôi cấy, theo dõi và mở rộng phạm vi thí nghiệm trong nghiên cứu nhiên liệu sinh học và môi trường nuôi cấy vi sinh.

Máy lắc là thiết bị đóng vai trò quan trọng trong các phòng thí nghiệm sinh học. Tính linh hoạt của chúng hỗ trợ các nhà khoa học trong việc nuôi cấy, theo dõi và mở rộng phạm vi thí nghiệm trong nghiên cứu nhiên liệu sinh học và môi trường nuôi cấy vi sinh. Khi bạn chọn mua máy lắc sinh học, trước tiên phải xem xét các thí nghiệm, ứng dụng mà bạn định sử dụng,và đối tượng sử dụng chúng. Bài viết sau đây sẽ nêu bật những vấn đề quan trọng cần cân nhắc khi muốn chọn đúng máy lắc cho phòng thí nghiệm.

1. Kích thước quỹ đạo của máy lắc

Đường kính quỹ đạo của máy lắc là một yếu tố vô cùng quan trọng mà bạn cần chú ý khi chọn lựa giữa các loại máy lắc khác nhau. Bởi vì mỗi kích thước quỹ đạo sẽ phù hợp với kỹ thuật nuôi cấy riêng
 
Việc cung cấp Oxy vào trong môi trường nuôi cấy bị ảnh hưởng trực tiếp bởi kích thước quỹ đạo, do đó chọn đúng kích thước có thể mang lại hiệu quả tối đa cho thí nghiệm của bạn
Hầu hết các máy lắc đều có sẵn ở quỹ đạo 2.5cm và 5.1cm. Nhìn chung, quỹ đạo 2.5 là lựa chọn tiêu chuẩn cho hầu hết các ứng dụng thông thường. Nhưng với những thí nghiệm ở thể tích lớn hơn ( trên 2l) hoặc với những tế bào nhạy cảm có thể phù hợp với những quỹ đạo có đường kính rộng hơn

2. Độ lắc

Sự Oxy hóa môi trường nuôi cấy cũng phụ thuộc rất lớn vào tốc độ giao động. Nhờ việc tăng tốc độ lắc, diện tích bề mặt của chất lỏng sẽ tăng theo khi đung đưa trong bình, tạo điều kiện sục khí tốt nhất cho việc nuôi cấy
 
Bạn nên bắt đầu ở những tốc độ sau cho các môi trường khác nhau, trước khi tối ưu hóa thí nghiệm của bạn

 

Nuôi cấy	Tốc độ lắc
Vi khuẩn	250 vòng/phút
Nấm	200 vòng/phút
Men	120-300 vòng/phút
Rong	110 vòng/phút
Tế bào côn trùng	100 vòng/phút

Để cải thiện chất lượng nuôi cấy điều quan trọng là bạn phải đảm bảo những máy lắc được tải đồng đều,

3. Ánh sáng:

Sự kiểm soát ánh sáng rất quan trọng đối với những môi trường nuôi cấy phụ thuộc ánh sáng.

Máy lắc có buồng kiểm soát nhiệt có thể giới hạn sự tiếp xúc của mẫu với các nguồn ánh sáng bên ngoài trong quá trình nuôi cấy.

2.2.2: Các bộ phận của máy lắc

1 .Động cơ ( Motor)

  - Động cơ điện 1 pha 220V công suất 0. 75kW ~ 1 HP (1 ngựa) .

Motor 1 pha 0.75 kW 1HP  (1 ngựa) .
Tốc độ motor điện 0.75kW 1HP 1 ngựa 1400 (4 cực điện- 4 poles tua chậm)
Động cơ có 2 tụ, tụ đề là mi tụ để bù công suất khi yếu điện Miền bắc gọi là tụ ngâm, miền nam gọi là tụ ngậm.
Mã hàng GMYL 802-4 (khoảng cách từ tâm trục xuống mặt đất là 80 mm)
Đường kính cốt (trục) của motor 0.75kW 1HP 1 ngựa là 19 mm
Cường độ dòng điện định mức là 5.05 Ampe
Hệ số bảo vệ bụi và nước IP 54, cấp chịu nhiệt F, chế độ làm mát toàn phần
Nguyên liệu: tôn silic xanh cán nguội, dây ê may (dây đồng cách điện)
Động cơ 0.75kW 1HP 1 ngựa có trọng lượng 9 kg
Khoảng cách giữa 2 tâm lỗ chân đế dọc trục 100 mm
Khoảng cách giữa 2 tâm lỗ chân đế ngang trục 125 mm
Tổng chiều dài thân mô tơ 310 mm Tổng chiều cao thân mô tơ 227 mm

Hình 1.4: Động cơ điện 1 pha

2. Khung đế

- Khung đế có:+ chiều dài: L= 86 cm

                        + Chiều rộng L= 80 cm

                        + Chiều cao h= 50 cm

                         Hình 1.4a: Bản vẽ chân đế máy lắc vi sinh

3. Trục chính (trục chuyển động)

- Trục chuyển động có  đường kính Ø 24 mm, trục bậc

- Chiều dài: 40cm được nối từ bánh dẫn đai qua ổ lăn đỡ chặn lên thanh lắc

- Khoảng cách từ trục dẫn lên ổ lăn đỡ chặn: l=180mm

- Khoảng cách từ ổ đỡ chặn lên cánh tay đòn l= 140mm

-Tổng chiều dài trục chính : L= 390 mm

Hình 1.5: Trục chính dẫn đai

4. Bộ truyền đai ( Bánh đai dẫn )

- Đường kính ngoài : 180mm

- Đường kính trong : 24 mm

Công dụng: Truyền tốc độ từ động cơ lên bánh đai dẫn

Hình 1.6: Puly bánh đà

5. Dây Curoa

 - Dây curoa có đường kính 250mm

Dây curoa có rất nhiều công dụng, trong đó phải kể đến 1 số công dụng chủ yếu như:

• Là 1 thiết bị, chi tiết máy quan trọng kết nối và tạo ra truyền chuyển động, năng lượng giữa các bánh răng và cả hệ thống máy móc.
• Là 1 giải pháp cho hệ thống máy móc hoạt động trơn tru, hiệu quả
• Điều chỉnh được tốc độ, tăng hoặc giảm năng lượng bằng cách điều chỉnh kích cỡ  pulley, kích cỡ ròng rọc đối xứng…

Hình 1.7: Dây curoa

6. Trục các đăng

- 4 trục có đường kính Ø22, chiều dài L= 180mm

èMục đích của khớp các đăng là để khử những biến đổi về góc phát sinh từ những thay đổi vị trí tương đối giữa bộ vi sai và hộp số, và nhờ vậy việc truyền công suất từ hộp số đến bộ vi sai được êm dịu

Hình 1.8: Trục các đăng

          7.Khay đựng ống nghiệm

- Có kích thước bằng với đế trụ

-Máy gồm có 2 khay đựng:

  Khay thứ 1: được tạo bởi các ngăn đựng có kích thước hợp lí

  Khay thứ 2: được tạo bởi các thanh dài để giữ các vị ria ống nghiệm lại với nhau

    + Chiều dài L= 86mm

    + Chiều rộng w= 80mm

    + Chiều cao h= 15mm

Hình 1.9: Khay trên

Hình 1.9b: Khung trên

8. Tủ điện

- Có tác dụng điều khiển thời gian làm việc, công suất hoạt động của máy

- Tiết kiệm điện, bảo vệ các thiết bị của máy tránh hư hỏng

- Đáp ứng nhu cầu công nghệ và tăng năng suất lao dộng cho máy

Hình 1.10: Bảng điện điều khiển

2.2.3:Chuẩn bị phôi

- Thanh sắt vuông 3 dài 3m, thanh chữ V dài 2m

- Cắt và hàn sắt vuông tại với nhau tạo thành kết cấu đế máy

- 4 trục các đăng được định vị với thân máy bằng thao tắc hàn

- Chuẩn bị trụcØ25, tiếp theo gia công trục theo kích thước ổ lăn

- Chọn kích thước ổ lăn đường kính ngoài d= 80mm, đường kính trong d=26mm

-Gia công gối đỡ ổ lăn theo kích thước lỗ bậc, D= 80mm, d= 26mm, chiều cao h= 60mm

- Chuẩn bị 2 khay ngăn để ống nghiệm,

- chuẩn bị các ống nghiệm có kích thước khác nhau: ống lọ tam giá , trụ

2.3: NGUYÊN LÝ, ĐẶC ĐIỂM, ỨNG DỤNG CỦA MÁY LẮC VI SINH

2.3.1: Nguyên lý hoạt động của máy lắc vi sinh

Nguyên lý làm việc của máy lắc vi sinh cơ bản dựa trên tác dụng của trọng lực, lực quán tính và lực ma sát. Do quỹ đạo chuyển động của tầng sàng, máy lắc vi sinh cũng được gọi là máy lắc tròn ghép. Các rung động tạo ra bởi hệ thống động cơ là một loại lực quán tính, xoay quanh trục và thay đổi thường xuyên. Về bản chất, nó là một loại lực ly tâm được tạo ra bởi khối lệch tâm khối lượng vòng quanh trục . Các trục thường được thiết kế theo chiều ngang hoặc với góc nhỏ (0 ° -5 °). Các thông số có thể điều chỉnh để có được năng suất và hiệu quả theo nhu cầu thực tế.

Thông số kỹ thuật của máy sàng lắc dạng tròn

*Thông số kỹ thuật:

Kiểu lắc	Tròn xoay
Biên độ lắc	20 mm
Trọng lượng lắc cho phép (bao gồm bộ gá)	10 kg
Công suất môtơ đầu vào	220-50 W
Công suất môtơ đầu ra	10 W
Thời gian MỞ cho phép	100 %
Dải tốc độ	10 - 300 rpm
Hiển thị tốc độ	LCD
Định thời	Có
Hiển thị thời gian	Có
Dải cài đặt thời gian	1 - 999 phút
Chế độ vận hành	Hẹn giờ hoặc vận hành liên tục
Khóa bàn lắc mẫu	có
Kích thước (W x H x D)	800 x 500 x 860 mm
Trọng lượng	20kg
Nhiệt độ phòng cho phép	5 - 50 °C
Độ ẩm tương đối cho phép	80 %
Cấp bảo vệ theo tiêu chuẩn DIN EN 60529	IP 21
Cổng giao diện RS 232	Có
Đầu ra Analog	Có
Nguồn điện	220 - 240 / 100 - 120 V
Tân số	50/60 Hz
Công suất đầu vào	45 W

Cung cấp bao gồm:
+ Máy lắc ngang điện tử hiện thị số model
+ Mặt lắc kích thước 860 x 800 mm với 6 thanh kẹp bọc
cao su có thể điều chỉnh khoảngcách

2.3.2: Đặc điểm của máy lắc vi sinh

Máy lắc là một thiết bị sử dụng trong phòng lab (phòng thí nghiệm) chủ yếu là các phòng thí nghiệm hóa chất, sinh học. Máy lắc có tính năng giúp các hỗn hợp, dung dịch, hợp chất, hóa chất được trộn lẫn, hòa tan với nhau trong ống nghiệm hoặc bình tam giác, cốc, chai, bình đựng nhờ kỹ thuật lắc. Bàn lắc là một phụ kiện của máy lắc, bàn lắc giúp tăng diện tích, vị trí đặt cốc đựng, ngoài ra bàn lắc còn có thể có các rãnh (thiết kế hỗ trợ kẹp giữ các bình đựng như bình tam giác trong điều kiện lắc ở tốc độ cao)

Máy lắc ngang thường có hệ dẫn động từ tính rất khỏe

- Là loại máy có khả năng lập trình một thời gian xác định để bắt đầy hàng động lắc

- Máy có chức năng lập trình khởi động lại sau khi bị mất điện

- Các loại máy được thiết kế vận hành dễ dàng bằn tay hoặc tử động 

- Máy lắc ngang có thiết kế cấu trúc tiên tiến, hệ thống dẫn động mạnh với bộ kiểm soát vi xử lý giúp máy chạy rất êm

- Máy lắc ngang có tuổi thọ lâu dài, hoạt động liên tục mà không gây hư hại gì trong quá trình hoạt động

2.3.3: Ứng dụng của máy lắc vi sinh

Máy lắc là thiết bị đóng vai trò quan trọng trong các phòng thí nghiệm sinh học. Tính linh hoạt của chúng hỗ trợ các nhà khoa học trong việc nuôi cấy, theo dõi và mở rộng phạm vi thí nghiệm trong nghiên cứu nhiên liệu sinh học và môi trường nuôi cấy vi sinh.

2.4: CÁC TÍNH NĂNG ĐẶC BIỆT CỦA MÁY MÁY LẮC

CÁC TÍNH NĂNG ĐẶC BIỆT CỦA MÁY  LẮC DẠNG TRÒN:

• Độ chính xác cao hơn

Bằng cách điều chỉnh góc độ quả văng và góc tiếp tuyến, biên độ dao động và thời gian nằm trên lưới ngăn của vật liệu có thể điều chỉnh theo ý muốn được,…………….
So với các máy lắc khác, thiết kế đặc biệt của máy lắc tròn giữ các nguyên liệu thô có thời gian nằm trên ngăn lâu hơn.

• Ứng dụng tốt cho các nguyên liệu có tỉ trọng thấp

Máy lắc vi sinh có một biên độ dao động nhỏ hơn nhiều, để ngăn các nguyên liệu văng khỏi lưới trong quá trình lắc, giúp các nguyên liệu có tỉ trọng thấp gần mặt sàng di chuyển.
Nó rất hữu ích để kiểm tra các nguyên liệu mật độ thấp.

• Mức độ bảo trì thấp

Nổi bật khác, Máy lắc hoạt động dưới một tốc độ xoay rất thấp. không cần nhiều thời gian và chi phí để bảo trì, bảo dưỡng, giúp giảm thiểu thời gian và nâng cao năng suất.

• Khả năng ứng dụng rộng rãi

Tần số dao động của máy  lắc có thể được tùy chỉnh.Phù hợp với các thiết bị khác trong một dây chuyền sản xuất. Với động cơ , chống bụi siêu mịn. Máy  lắc có thể lọc chất lỏng và hạt, nhiệt độ khác nhau.

• Dây chuyền sản xuất an toàn với môi trường

Kết nối với ống mềm để sử dụng, máy  lắc sẽ an toàn. Không bụi, không có bột nổi, nó rất phù hợp với dây chuyền sản xuất yêu cầu vệ sinh, có nhiều bụi, và an toàn với nhân viên vận hành.

 ...

1. Giá đỡ bình lắc

Giá đỡ ống nghiệm gồm 2 phần: Phần trên và phần dưới

1. Phần dưới

1. Phần trên

4.1        NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ:

4.1.1  Phạm vi ứng dụng:

-   Có thể hàn được hình dạng bất kỳ trong phòng thí nghiệm nào.

-   Có thể  sử dụng cho lắc quy mô lớn nhiều mẫu

-   Thích hợp cho các nghành nghiên cứu vi sinh

4.6.2  Đánh giá chung về máy

Tính năng của loại máy này không thua kém máy nhập ngoại và điều đặc biệt là máy được thiết kế theo nhu cầu người sử dụng

-   Lợi thế là có thể chế tạo máy lắc theo nhu cầu của người sử dụng. Khó khăn lớn nhất của quá trình thiết kế là tìm mua linh kiện. Đây là công việc tốn nhiều thời gian, nhiều khi linh kiện điện tử chỉ có bán ở miền Nam hoặc phải nhập một số loại của nước ngoài. Mặc dù vậy, nhóm cố gắng sử dụng những linh kiện sao cho dễ thay thế, sau này tiến tới nhập khẩu với số lượng lớn để sản xuất máy hàng loạt.

 

CHƯƠNG 5 CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM

5.1       HÌNH ẢNH MÁY:

 

5.2        HIỆU CHỈNH MÁY:

5.2.1 Thử nghiệm

1. Biện pháp y học

-        Khám và kiểm tra sức khỏe định kỳ, phát hiện sớm để chữa trị, phục hồi chức năng làm việc cho công nhân.

-        Dùng các phương tiện bảo vệ cá nhân (quần áo, mũ nón, mặt nạ, khẩu trang, găng tay, giày bảo hộ).

- Cho máy hoạt động khi không chịu tải lắc và máy hoạt động tốt

- Gắn khung trên để giữ bình lắc

+ Cho ống nghiệm lên và lắc hoạt động tốt không đổ vỡ

 Máy đảm bảo an toàn khi sử dụng, giảm được sức người

5.2.2 Hoàn thiện sản phẩm

- Tháo rời từng cụm ra và xử lí các mối hàn.

- Xử lí ba vớ đảm bảo an toàn cho ngƣời sử dụng.

- Thêm vỏ hộp bảo vệ  mạch điện

- Sơn khung của máy

+ Sơn màu cho khung và động cơ.

+ Sơn cụm định vị

+ Sơn cụm các đăng 

+ Sơn cụm khung đặt ồng nghiệm

- Lắp các đầu bịt vào các ống, hộp.

 - Lắp các bộ phận lại với nhau, gắn chốt chẻ vào trục bánh xe để giữ đai ốc không bị tuôn ra khi vận hành, ta được máy lắc vi sinh hoàn chỉnh

5.3        HƯỚNG DẪN BẢO QUẢN:

-Bôi trơn sau khi sử dụng.

-Tránh bụi tiếp xúc với thanh trược bi.

-   Thường xuyên bảo trì định kỳ.

5.3.1  Bảo quản máy:

-        Sau khi sản xuất xong phải tiến hành vệ sinh ,bôi dầu các ổ lăn và các bộ phận chuyển động, kiểm tra các bộ phận máy để kịp thời sữa chửa đảm bảo cho quá trình sản xuất .

-        Kiểm tra định kỳ để thay thế sữa chửa các bộ phận hư hỏng (~1 tháng).

-        Sau khi sử dụng cần bảo quản máy ở nơi thoáng, tránh nơi ẩm ướt, có thể dùng tấm lá che phủ lên máy tránh bụi bám vào máy, …

5.4:KẾT LUẬN- TÀI LIỆU THAM KHẢO

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC :

5.4.1     Kết quả nghiên cứu

-Kết quả tính toán thiết kế

-        Năng suất máy: 250 - 350 kg/giờ       

-        Công suất:  0,04 kW

-        Trong quá trình làm đồ án vừa qua, chúng em được sự hướng dẫn tận tình của Thầy Dương Văn Ba và các thầy trong khoa em đã tổng hợp được nhiều kiến thức hữu ích như: nội dung chi tiết máy, công nghệ chế tạo máy, máy cắt kim loại, nguyên lý cắt, dung sai, sức bền vật lệu, … để vận dụng vào đồ án này.

-        Tuy nhiên với kiến thức hạn hẹp của chúng em cũng như việc thiếu nhiều kinh nghiêm thực tế. Nên trong quá trình thiết kế không thể tránh được những sai sót trong tính toán cũng như tra cứu số liệu. Em rất mong quý thầy cô thông cảm và góp ý để chúng em có thể thiết kế một bài thuyết minh được tốt hơn.

5.4.2:KẾT QUẢ CHƯA ĐẠT ĐƯỢC:

-   Do vấn đề thời gian và những khó khăn trong lúc thi công đã dẫn đến một số ý tưởng chưa được hoàn thành. Đó là việc dò đường đi mỏ hàn vẩn thủ công thao tác bằng tay, máy dễ đi trược khi có lực tác động.

-   Một số bộ phận máy đang còn chưa hoàn chỉnh chính xác

5.4.3:HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI:

-Thêm bộ phận  cảm biến hoặc camera

-Cải tiến chế độ điều khiển bằng tay.

-Chế tạo thêm một modun tháo rời để hàn những chi tiết có chiều dài lớn

- Chế tạo thêm chi tiết tự động hóa trong khi máy lắc