THIẾT KẾ MÁY TÁCH SẠN
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ MÁY TÁCH SẠN, thuyết minh THIẾT KẾ THIẾT KẾ MÁY TÁCH SẠN, động học THIẾT KẾ MÁY TÁCH SẠN, kết cấu máy THIẾT KẾ MÁY TÁCH SẠN, nguyên lý máy THIẾT KẾ MÁY TÁCH SẠN, cấu tạo THIẾT KẾ MÁY TÁCH SẠN, quy trình sản xuất TTHIẾT KẾ MÁY TÁCH SẠN
CHƯƠNG I:
DẪN NHẬP
1.1 Đặt Vấn Đề.
- Hiện nay xuất khẩu gạo là một trong những nguồn thu ngoại tệ lớn nhất của nước ta , là một ngành kinh tế trọng điểm và luôn được nhà nước đầu tư một cách đúng mức. Trên thế giới hiện nay , yêu cầu về chất lượng gạo ngày càng tăng lên , là một nước xuất khẩu gạo nhất nhì trên thế giới , nước ta cũng phải luôn tìm cách nâng cao chất lượng sản phẩm , đồng thời phải tăng năng suất lên cao nhất có thể để đảm bảo cho ngành xuất khẩu gạo.
- Để chế biến ra được sản phẩm gạo đạt chất lượng cao thì đòi hỏi phải ứng dụng được máy móc, thiết bị một cách phù hợp và có hiệu quả. Mục tiêu là nâng cao năng suất lên mức cao nhất có thể của công nghệ và đảm bảo chất lượng đầu ra là phù hợp với yêu cầu khách hàng . Để góp phần thực hiện mục tiêu này , chúng em quyết định chọn đề tài “ Nghiên Cứu Thiết kế Máy Tách Sạn Trong Dây Chuyền Chế Biến Lúa Gạo”.
1.2 Tầm Quan Trọng Của Đề Tài.
- Hiện nay dây chuyền chế biến lúa gạo đang từng bước được hiện đại hoá trên thế giới , nhưng ở Việt Nam dây chuyền chế biến lúa gạo vẫn đang ở mức thủ công , với năng suất còn hạn chế . Các dây chuyền được chế tạo vẫn chưa được tính toán kỹ lưỡng nên sản phẩm còn rất nhiều khuyết điểm , chưa đáp ứng nhu cầu của các cơ sở chế biến . Chính vì vậy , đề tài sẽ giúp khắc phục những khuyết điểm đang còn tồn tại , xây dựng một dây chuyền với năng suất cao và chất lượng ổn định, đáp ứng yêu câu. Ngoài ra đề tài cũng là tiền đề cho việc xây dựng hệ thống tự động hoá cho dây chuyền.
III.Mục Tiêu, Nhiệm Vụ Nghiên Cứu.
- Mục Tiêu:
- Vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã học vào thực tế trong việc tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình.
- Tìm hiểu những kiến thức mới áp dụng cho đề tài .
- Nhiệm Vụ:
- Tìm hiểu các dây chuyền sản xuất lúa gạo, các loại máy trong dây chuyền, nhu cầu về các loại máy này trong thực tế . Tìm hiểu về các máy tách sạn đã được chế tạo trên thế giới.
- Thu thập tài liệu, tìm hiểu và nghiên cứu về máy tách sạn.
- Xây dựng sơ đồ nguyên lý , thiết kế máy.
- Tiến hành gia công làm mô hình , thử nghiệm tìm các thông số ảnh hưởng đến thành phẩm .
IV.Phương Pháp Nghiên Cứu.
- Tham khảo tài liệu qua sách vở, trên mạng internet.
- Tham khảo, tìm hiểu thực tế, tổng hợp ý kiến, phương pháp thiết kế, chế tạo
- Sử dụng phần mềm thiết kế: Autocad.
- Sử dụng phần mềm quy hoạch : .
.................................................
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU
2.1. Tổng quan về tình hình chế biến lúa gạo ở Việt Nam :
- Đồng bằng sông Cửu Long được xem là vựa lúa của cả nước với sản lượng lúa đạt hơn 22 triệu tấn trong năm 2008. Thuật ngữ “lúa” thường được dùng ở các tỉnh phía Nam, còn ở phía Bắc thường được gọi là “thóc”. Trong thuyết minh và phụ lục đề tài, hai thuật ngữ này được dùng tương đương nhau.
- Hiện nay, lúa có thể được chế biến thủ công với một số công đoạn được cơ khí hóa với tỷ lệ thu hồi khoảng (65-70)%. Một số công ty chế biến lúa gạo chất lượng cao và xuất khẩu hiện đang dùng những dây chuyền thiết bị đồng bộ chế biến lúa gạo với tỷ lệ tổng thu hồi là 70%, thường thu được loại gạo 15% tấm.
- Tại Việt Nam, một số cơ sở sản xuất, công ty đã chế tạo được một số thiết bị chế biến lúa gạo. Trước đây có Công ty Chế tạo máy Sinco, nay chủ yếu chỉ còn hai đơn vị là Công ty Bùi Văn Ngọ và Công ty Cổ phần Cơ khí Chế tạo máy Long An là chế tạo nhiều dây chuyền thiết bị chế biến lúa gạo tương đối đồng bộ hoặc những thiết bị đơn lẻ theo yêu cầu của nhà sản xuất.
- Tuy nhiên các thiết bị trên có tỉ lệ thu hồi gạo còn thấp, tiêu hao năng lượng còn lớn và chất lượng gạo chưa cao, còn nhiều tấm do gạo bị gãy vỡ, chủ yếu được điều khiển thủ công các thông số đầu vào và đầu ra. Năng suất và chất lượng sản phẩm còn phụ thuộc nhiều vào tay nghề và kinh nghiệm của người vận hành.
2.2. Qui trình chế biến lúa gạo
- Quy trình
- Giải thích quy trình
Nguyên liệu đầu vào của qui trình chế biến là thóc được thu mua trên thị trường và đầu ra là gạo đã được đóng bao.
a) Công đoạn 1: Cân
Cân khối lượng thóc đầu vào.
b) Công đoạn 2: Chứa vào thùng (Thùng chứa)
Sau khi cân nhập liệu xong thóc được đưa vào thùng chứa.
c) Công đoạn 3: Làm sạch (Máy làm sạch)
Đầu vào là thóc từ thùng chứa sẽ được đưa qua máy làm sạch để làm sạch các tạp chất trong thóc như: đá, sạn, dây bao, cát bụi, rơm, …có kích thước khác với kích thước hạt nguyên liệu được phân ly qua lỗ sàng. Đầu ra của công đoạn này là thóc đã được làm sạch thô.
d) Công đoạn 4: Bóc vỏ thóc (Máy bóc vỏ)
Thóc nguyên liệu sau khi được làm sạch thô sẽ được cho vào máy bóc vỏ nhằm tách đi lớp vỏ (trấu) bên ngoài. Hỗn hợp thu được sau khi bóc vỏ bao gồm: gạo, thóc, trấu, tấm, cám, sạn.
e) Công đoạn 5: Tách trấu (Máy tách trấu)
Hỗn hợp gồm: gạo, thóc, trấu, tấm, cám, sạn sau khi qua công đoạn bóc vỏ sẽ được đưa qua máy tách trấu nhằm loại bỏ trấu trong hỗn hợp. Hỗn hợp thu được ở ngõ ra của máy tách trấu bao gồm: gạo, thóc, tấm, sạn.
f) Công đoạn 6: Tách sạn (Máy tách sạn)
Hỗn hợp gồm: gạo, thóc, trấu, tấm, cám, sạn sau khi qua công đoạn tách trấu vẫn còn lẫn sạn và một số tạp chất khác (giai đoạn làm sạch lúa nguyên liệu chỉ làm sạch thô) vì vậy cần được tách sạn thêm ở công đọan này. Hỗn hợp thu được ở ngõ ra gồm: gạo và thóc.
g) Công đọan 7: Tách thóc (Máy tách thóc)
Hỗn hợp gồm: gạo và thóc sau khi qua máy tách sạn được đưa qua công đoạn tách thóc để thu được gạo và thóc riêng biệt. Gạo sẽ tiếp tục đi qua công đoạn xát trắng và thóc sẽ được đưa về máy bóc vỏ.
h) Công đoạn 8: Xát trắng (Máy xát trắng)
Gạo sau khi được tách thóc ở công đoạn 7 sẽ được cho qua máy xát trắng. Nhiệm vụ của công đọan này là bóc đi lớp cám trên bề mặt hạt gạo và làm trắng gạo. Sản phẩm của công đoạn này là gạo được làm trắng.
i) Công đoạn 9: Đánh bóng (Máy đánh bóng)
Gạo sau khi được xát trắng được đưa qua máy đánh bóng để làm bóng gạo. Sản phẩm của công đoạn này là gạo đã được đánh bóng.
j) Công đoạn 10: Sấy (Hệ thống sấy)
Trong quá trình đánh bóng gạo có sử dụng hơi nước để tạo một lớp hồ áo qua gạo. Vì vậy gạo ở công đoạn đánh bóng có một lượng ẩm nhất định. Vì vậy cần phải qua quá trình sấy để làm cho gạo có một độ ẩm nhất định. Sau đó gạo sẽ được làm mát để giảm nhiệt độ gạo trong công đoạn sấy.
k) Công đoạn 11: Chọn hạt (Máy chọn hạt)
Gạo sau khi được làm bóng sẽ được qua máy chọn hạt nhằm phân loại ra các loại hạt gạo có kích thước khác nhau.
l) Công đoạn 12: Trộn gạo (Máy trộn gạo)
Công đoạn này nhằm trộn các loại gạo với nhau để thu được loại gạo có chất lượng nhất định.
m) Công đoạn 13: Cân (Hệ thống cân – đóng bao)
Ở công đoạn này gạo sau khi trộn sẽ được cân và đóng bao lại.
Trong quá trình chế biến lúa gạo, các công đoạn 4, 5, 6, 7, 8, 9 nêu trên có ảnh hưởng lớn nhất đến năng suất, tỉ lệ thu hồi gạo nguyên, tiêu hao năng lượng nên sẽ được nghiên cứu cải tiến và tự động hóa để cải thiện các yếu tố đầu ra này.
Tổng quan về máy tách sạn:
Công dụng máy tách sạn :
Máy tách sạn là một máy trong dây chuyền chế biến lúa gạo . Máy dùng để tách tạp chất , đá sạn ra khỏi hỗn hợp gạo lức .
Tình hình nghiên cứu chế tạo máy tách sạn trên thế giới :
Hiện nay hầu hết việc chế biến lúa gạo điều được thực hiện trên các dây chuyền hiện đại . Mỗi máy được nêu ở trên điều là một mắt xích quan trọng ảnh hưởng lớn đến năng suất của toàn dây chuyền và chất lượng thành phẩm đầu ra . Việc nghiên cứu cải tiến máy luôn được đặt biệt quan tâm trên thế giới . Hiện tại trên thế giới có rất nhiều thương hiệu về máy tách sạn như Rice Engineer , Satake (Nhật Bản ), Daewoon (Hàn Quốc ). Hiện tại máy tách sạn đang được nghiên cứu tự động hoá hoàn toàn để có thể kiểm soát được năng suất và chất lượng đầu ra . Sau đây là thống kê so sánh sản phẩm của một số hãng trên thế giới:
........................................................................................
Công dụng : Tách các loại tạp chất, bụi ra khỏi hỗn hợp gạo , lúa my , ..
Nguyên lý : Sử dụng sự chênh lệch về tỉ trọng của hạt gạo với tạp chất đá sạn , sử dụng chuyển động chính là chuyển động rung lắc của sàng kết hợp với áp lực quạt gió sẽ làm phân ly hỗn hợp nguyên liệu.
2.3.3 Tình hình nghiên cứu chế tạo máy tách sạn ở Việt Nam :
Hiện tại ở Việt Nam có hai cơ sở lớn nhất chế tạo máy tách sạn là công ty cơ khí Long An và cơ khí Bùi Văn Ngọ . Hiện tại việc nghiên cứu chế tạo máy tách sạn vẫn đang được xúc tiến.Tuy nhiên máy này hiện nay việc điều chỉnh thông số bằng tay , mức độ chính xác thấp , các thông số chính ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng thành phẩm vẫn chưa được tính toán kỹ lưỡng, hầu hết chỉ dựa vào kinh nghiệm của người công nhân.
CHƯƠNG III :
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1 Nguyên tắc phân loại hạt:
Bất kỳ hỗn hợp nào cũng có thể phân chia một cách cơ học bằng tính chất cơ lý của chúng. Những tính chất cơ lý quan trọng, có tính chất quyết định như hệ số thổi bay, kích thước hạt, dạng hạt, trạng thái bề mặt, trọng lượng riêng và tính đàn hồi.
Dựa vào các tính chất cơ lý đó ta có thể phân loại được hạt nhờ vào các phương pháp như phương pháp phân loại bằng sàng, bằng khí động, bằng trọng lượng riêng…
- Phân loại bằng sàng:
Là phương pháp phân loại theo kích thước hạt, lưới sàng có lỗ, phần hỗn hợp nào lớn hơn bề rộng lỗ được giữ lại, hạt nhỏ lọt qua lỗ. Có nhiều dạng lỗ phù hợp với đặt điểm của vật liệu sử dụng.
Đây là phương pháp đơn giản nhưng có nhiều khuyết điểm:
- Dễ bị tắt lỗ, khó làm sạch
- Tạp chất cùng kích cỡ với hạt thóc không thể được phân ly vd: đá sạn.
- Phân loại bằng khí động:
Dùng luồng khí thổi hoặc hút tạp chất ra khỏi hỗn hợp hạt, chủ yếu dùng phân loại hỗn hợp hạt có cùng kích thước nhưng khác nhau về khối lượng riêng.
Mỗi hạt đều có vận tốc tới hạn khác nhau. Do đó nếu cùng một luồng khí có vận tốc Vx thì chúng sẽ có trạng thái chuyển động khác nhau:
- Hạt hay tạp chất có Vth
- Hạt hay tạp chất có Vth =Vx sẽ ở trạng thái lơ lửng
- Hạt hay tạp chất có Vth
Vậy nếu điều chỉnh luồng khí thích hợp sẽ phân loại được những thành phần khác nhau trong hỗn hợp.
- Phân loại bằng trọng lượng riêng:
Dùng một chất lỏng thứ ba có tỉ trọng nằm giữa tỉ trọng của hai thành phần cần tách. Kết quả thành phần có khối lượng riêng lớn chìm xuống, thành phần có khối lượng bé nổi lên.
- Phân loại dựa vào độ bền cơ học:
Một số dạng tạp chất dính liền với hạt, chỉ có thể dùng lực cơ học vừa đủ để làm vỡ vụn tạp chất ra khỏi hạt thóc bằng các máy chà xát, máy dập.
Phân loại bằng phương pháp này vật liêu dễ bị tổn thương do quá trình chà xát và va đập.
- Chọn phương án thiết kế:
Đối tượng nghiên cứu thực hiện là thóc và lúa có lẫn tạp chất là đá sạn. Đá sạn có tỉ trọng lớn hơn so với hạt gạo, thóc. Chọn phương án thiết kế ta dựa vào các thông số sau:
- Thông số kích thước:
Kích thước của hỗn hợp tương đối đồng điều vì trước khi qua sàng phân ly vật liệu đã được qua sàng phân ly kích thước. Thông số kích thước hạt dùng để tính toán tác động của luồng khí đến lớp hạt.
- Thông số trạng thái:
Là tình trạng bề mặt của hỗn hợp nguyên liệu .Thông số này dùng để tính toán sự tác động của luồng khí lên hạt
- Thông số tỷ trọng hạt:
- Tỷ trọng của đá sạn khác biệt rất lớn so với tỷ trọng của hạt lúa.
- Khối lượng riêng của hạt lúa: 450 – 620 Kg/m3.
- Khối lượng riêng của đá sạn : 1000 – 2000 kg/m3.
- Sự khác biệt lớn này cho phép tách tạp chất đá sạn ra khỏi hỗn hợp nguyên liệu
3.3 Các khái niệm và phương pháp tính toán:
3.3.1 Khái niệm:
3. 3.1.1 Trọng lượng riêng hạt:
Là trọng lượng của hạt trên một đơn vị thể tích. Đặt trưng cho độ chắc, độ mẩy và mức độ chín của hạt. Xác định trọng lượng riêng bằng cách cân khoảng 100 gam hạt , cho vào xilanh chứa nước đã biết trước thể tích của nước, từ đó tính được thể tích của khối hạt.
3.3.1.2 Vận tốc tới hạn:
Ta thường nhắc tới hệ số thổi bay đặc trưng cho tính chất khí động của hạt. Nhưng ta thường dùng vận tốc tới hạn trong việc tính toán, vận tốc tới hạn là vận tốc luồng khí làm cho phần tử ở trạng thái lơ lửng.
Công thức tính vận tốc tới hạn của hạt lúa:
