Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và thực nghiệm máy ép viên đa nguyên liệu 5

78 CHƯƠNG 5 KHẢO NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SẢN XUẤT VIÊN NÉN ĐA NGUYÊN LIỆU CỦA MÁY ÉP VIÊN 5 1 Mục đích khảo nghiệm Mục đích của các khảo nghiệm là xác định các yếu tố đầu vào thiết bị ảnh hưởng đến quá trình sản xuất viên nén thông qua xem xét các yếu tố ảnh hưởng của quá trình sản xuất viên nén gồm Độ ẩm nguyên liệu hỗn hợp (M %), khe hở tương đối giữa khuôn và lô ép ( mm), số vòng quay khuôn ép (nkh vòngphút) ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất viên nén ( %),.

CHƯƠNG KHẢO NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SẢN XUẤT VIÊN NÉN ĐA NGUYÊN LIỆU CỦA MÁY ÉP VIÊN 5.1 Mục đích khảo nghiệm Mục đích khảo nghiệm xác định yếu tố đầu vào thiết bị ảnh hưởng đến trình sản x́t viên nén thơng qua xem xét yếu tố ảnh hưởng trình sản xuất viên nén gồm: Độ ẩm nguyên liệu hỗn hợp (M %), khe hở tương đối khuôn lô ép ( mm), số vịng quay khn ép (nkh vịng/phút) ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất viên nén ( %), tiêu hao điện riêng (N, kWh/kg), Khối lượng riêng viên nén (vn, kg/m3) 5.2 Mơ hình phương tiện thí nghiệm Hình 5.1 Mơ hình máy ép viên Máy ép viên ép chế tạo theo thiết kế dùng để ép hỗn hợp mùn cưa bột nhựa PP, để tạo viên nén Trong đề tài sử dụng khuôn có chiều dày 30mm, đường kính lỗ Ø6mm u cầu ép thành viên sau đem đốt viên nén dạng khí hóa Khn ép sử dụng cho máy ép viên đa nhiên liệu loại khuôn phẳng 5.3 Chuẩn bị nguyên liệu ❖ Nguyên liệu sản xuất viên nén Để thực thực nghiệm sản xuất viên nén đa nguyên liệu cần chuẩn bị mùn 78 cưa, bột nhựa PP với việc phân loại chúng cấp kích thước dải đợ ẩm Trong thực nghiệm kế thừa kết nghiên cứu nên hỗn hợp nguyên liệu chọn phạm vi 1mm, với độ ẩm tạo độ ẩm 13% Tỉ lệ thành phần hỗn hợp nguyên liệu chọn mức 85% mùn cưa 15% bột nhự PP Sau cân đủ khối lượng tỉ lệ 85% 15% loại nguyên liệu tiến hành trộn loại nguyên liệu vào đảo trộn đồng Hỗn hợp đổ vào bao cân lại xác định tỉ lệ hao hụt trình đảo trợn Sau dán nhãn bao chứa hỗn hợp nguyên liệu để thuận tiện trình ép viên cho loại cơng thức cụ thể Hình 5.2 Nguyện liệu bợt PP từ túi nilon thực phẩm Hình 5.3 Phân loại nguyên liệu sàng rây 79 Hình 5.4 Cân ngun liệu trợn hỗn hợp bợt nhựa PP theo kích thước tạo đợ ẩm hỗn hợp nguyên liệu Hình 5.5 Nhựa Nilon PP nghiền nhỏ trộn theo tỷ lệ 5.4 Kết thực nghiệm xác định ảnh hưởng chế độ làm việc đến hàm mục tiêu máy ép viên đa nguyên liệu 5.4.1 Xác định ảnh hưởng số vịng quay khn ép đến hàm mục tiêu a Mục đích thí nghiệm Xác định ảnh hưởng số vịng quay khn ép đến giá trị hàm mục tiêu gồm hiệu suất sản xuất viên nén  (%) mã hóa (Y1-1), Tiêu hao điện riêng Nr ( kWh/kg sản phẩm) mã hóa (Y1-2), Khối lượng riêng viên nén đa nguyên liệu vn ( kg/m3) mã hóa (Y1-3) nhiệt trị viên nén qvn (kcal/kg) mã hóa (Y1-4), Trong trình thực nghiệm xác định miền số vịng quay khn ép 80 kết hàm mục tiêu hợp lý nhất nhằm làm sở thực nghiệm tối ưu hóa trình nghiên cứu cho bước Thí nghiệm tiến hành qua việc thay đổi loại tần số phép thay đổi số vịng quay khn ép giảm dần từ 680; 620; 560; 500; 440 (vòng/phút), khoảng biến thiên cho lần thay đổi 60 (vòng/phút) Việc thay đổi tần số dòng cấp vào mô tơ quay khuôn ép thực cách dùng biến tần Mitsubishi F500J b Các thông số cố định thí nghiệm Khe hở lơ khuôn ép (mm) 0,5mm Lượng nguyên liệu nạp vào buồng ép 2kg/ lần Nhiệt độ môi trường: 32oC ÷ 34oC Độ ẩm nguyên liệu 12% ÷13% + Địa điểm làm thí nghiệm: Tại nhà Xưởng gia cơng Cơng Ty TNHH Mợt Thành Viên Cơ Khí Hiệp Bảo Long + Địa Chỉ; 82 đường xuyên Á, khu phố Bình Đường 1, Phường An Bình, TX, Dĩ An, Tỉnh Bình Dương - Ngày thực thí nghiệm: 01/06/2020 ÷ 01/08/2020 c Thời gian lấy số liệu Thí nghiệm thực lần cho số vòng quay khn sau lấy giá trị trung bình, lần thực cho lượng nguyên liệu nạp điều vào buồng ép với một lưu lượng nhất định, sau hết lượng nguyên liệu nạp vào buồng ép 2kg chờ cho máy ép hết lượng nguyên liệu thành sản phẩm ép viên dùng dụng cụ thí nghiệm để đo lường lấy thơng số kết thí nghiệm Sử dụng phần mềm SPSS để xử lý số liệu bảng 5.1 thể chi tiết Phụ Lục Sau ta xét cho trường hợp cụ thể q trình thay đổi số vịng quay phần mềm SPSS để xử lý số liệu thống kê 81 d Kết đo đạc thực nghiệm Bảng 5.1 Kết thí nghiệm ảnh hưởng số vịng quay khuôn ép đến giá trị hàm mục tiêu Số vịng quay khn ép (vịng/phút) Hiệu suất sản xuất (%) Tiêu hao điện riêng (kWh/kg) Khối lượng riêng ( kg/m3) 680 64.33 1.148 1067.87 620 63.86 1.037 1043.46 560 60.53 0.990 1004.79 500 56.46 0.971 942.82 440 49.67 0.996 842.11 5.4.1.1 Ảnh hưởng số vòng quay đến hiệu suất thu hồi viên nén Tiến hành phân tích hồi quy kết thí nghiệm Bảng 5.1 cho giá trị Hệ số tương quan R số vòng quay khn ép n (vịng/phút) mã hóa (X1) hiệu suất sản xuất viên nén  (%) mã hóa Y1-1 0,999 Hệ số tương quan bình phương chúng R2 = 0,998 Với mức ý nghĩa (significant) hệ số tương quan (X1,Y1-1 ) 0,002, giá trị nhỏ 0,05 cho thấy quan hệ ( biến X1, hàm Y1-1 ) có mối quan hệ cao Ta thiết lập phương trình hồi quy tổng quát có dạng phương trình bậc Y1-1 = A1 𝑋12 + B1 𝑋1 + C1 (5.1) Kết xử lý số liệu với mức ý nghĩa hệ số hồi quy A1; B1; C1; bảng Anova 0,009; 0,006 0,019 nhỏ 0,05 cho thấy mơ hình xử lý thống kê để đánh giá phù hợp ta lập phương trình hồi quy quan hệ số vòng quay đến hiệu suất thu hồi viên nén: Y1-1 = - 0,027𝑋12 + 35,853𝑋1 - 5664,390 (5.2) 82 Hay biểu diễn dạng biến thực  = - 0,027𝑛𝑘ℎ + 35,853𝑛𝑘ℎ - 5664,390 (5.3) Ta xây dựng đồ thị tương quan số vịng quay khn ép hiệu śt sản x́t thu hồi viên nén sau: Hình 5.6 Đồ thị quan hệ số vịng quay khn ép đến hiệu suất sản xuất viên nén đa nguyên liệu Nhận xét Quan hệ số vịng quay khn ép hiệu suất viên nén theo quy luật đường cong phương trình bậc (Quadratic) Miền có số vịng quay từ 600 ÷ 700 (vòng/phút) cho hiệu suất sản xuất thu hồi ổn định 60% Và tăng số vòng quay lên lớn 700 (vịng/phút) lúc hiệu suất sản 83 xuất thu hồi bị giảm điều cho thầy vận tốc khn tăng q mức làm giảm lực ma sát khuôn ép, lô ép nguyên liệu ép nên xảy tượng trượt nghiền nát nguyên liệu không ép thành viên Điều cho thầy số vòng quay khn ép có ảnh hưởng rất quan trọng hiệu suất sản xuất viên nén đa nguyên liệu, giảm số vịng quay nhỏ 600 (vịng/phút) hiệu suất giảm theo, giảm số vòng quay thấp nhỏ 400 (vòng/phút) đồng nghĩa với việc giảm công suất động nên dẫn đến khả kẹt nguyên liệu khuôn ép lô ép làm ta không ép viên 5.4.1.2 Ảnh hưởng số vịng quay khn ép đến tiêu thụ điện riêng Tiến hành phân tích hồi quy kết theo thí nghiệm Bảng 5.1 cho giá trị Hệ số tương quan R số vịng quay khn ép n (vịng/phút) mã hóa (X1) tiêu hao điện riêng Nr (KWh/kg) sản phẩm mã hóa Y2-1 0,998 Hệ số tương quan bình phương chúng R2= 0,996 Với mức ý nghĩa (significant) hệ số tương quan (X1,Y2-1 ) 0,004, giá trị nhỏ 0,05 cho thấy quan hệ ( biến X1, hàm Y2-1 ) có mối quan hệ cao Ta thiết lập phương trình hồi quy tổng qt có dạng phương trình bậc Y2-1 = A2 𝑋12 + B2 𝑋1 + C2 (5.4) Kết xử lý số liệu với mức ý nghĩa hệ số hồi quy A2; B2; C2; bảng Anova 0,006; 0,007 0,003 nhỏ 0,05 cho thấy mô hình xử lý thống kê để đánh giá phù hợp ta lập phương trình hồi quy quan hệ số vòng quay đến tiêu thụ điện riêng trình sản xuất viên nén: Y2-1 = 5,952.10-006𝑋12 - 0,006𝑋1 + 2,507 (5.5) Hay biểu diễn dạng biến thực Nr = 5,952.10-006𝑛𝑘ℎ - 0,006𝑛𝑘ℎ + 2,507 (5.6) Ta xây dựng đồ thị tương quan số vịng quay khn ép tiêu hao điện riêng trình sản xuất viên nén đa nguyên liệu sau: 84 Hình 5.7 Đồ thị quan hệ số vịng quay khn ép đến tiêu hao điện riêng trình sản xuất viên nén đa nguyên liệu Nhận xét Quan hệ số vịng quay khn ép đến tiêu hao điện riêng trình sản xuất viên nén đa nguyên liệu theo quy luật đường cong phương trình bậc (Quadratic) Miền có số vịng quay từ 450 ÷ 550 (vịng/phút) cho tiêu hao điện riêng thấp nhất tăng số vịng quay giá trị tiêu hao điện riêng lớn tỷ lệ thuận với hiệu śt sản x́t viên nén Miền có số vịng quay từ 600 ÷ 700 (vịng/phút) vùng có tiêu hao điện lớn nhất lúc công sinh lớn để tạo nên lực ép lớn thực trình ép tốt nhất để tạo hiệu suất sản xuất thu hồi viên nén cao nhất 5.4.1.3 Ảnh hưởng số vịng quay khn ép đến khối lượng riêng viên nén Tiến hành phân tích hồi quy kết thí nghiệm Bảng 5.1 cho giá trị Hệ số tương quan R số vịng quay khn ép n (vịng/phút) mã hóa (X1) khối lượng riêng viên ép Dr (kg/m3) sản phẩm mạ hóa Y3-1 0,999 Hệ số tương quan bình phương chúng R2 = 0,998 85 Với mức ý nghĩa (significant) hệ số tương quan ( X1,Y3-1 ) 0,002, giá trị nhỏ 0,05 cho thấy quan hệ ( biến X1, hàm Y3-1 ) có mối quan hệ cao Ta thiết lập phương trình hồi quy tổng qt có dạng phương trình bậc Y3-1 = A3 𝑋12 + B3 𝑋1 + C3 (5.7) Kết xử lý số liệu với mức ý nghĩa hệ số hồi quy A3; B3; C3; bảng Anova 0,013; 0,009 0,041 nhỏ 0,05 cho thấy mơ hình xử lý thống kê để đánh giá phù hợp ta lập phương trình hồi quy quan hệ số vòng quay đến khối lượng riêng viên nén: Y3-1 = - 0,003𝑋12 + 4,829𝑋1 - 604,500 (5.8) Hay biểu diễn dạng biến thực Dr = - 0,003𝑛𝑘ℎ + 4,829𝑛𝑘ℎ - 604,500 (5.9) Ta xây dựng đồ thị tương quan số vòng quay khuôn ép đến khối lượng riêng viên nén sau: Hình 5.8 Đồ thị quan hệ số vịng quay khn ép đến khối lượng riêng viên nén đa nguyên liệu 86 Nhận xét.Từ đồ thị cho ta thấy quan hệ số vịng quay khn ép đến khối lượng riêng viên nén đa nguyên liệu theo quy luật đường cong phương trình bậc (Quadratic) Miền có số vịng quay từ 600 ÷ 700 (vịng/phút) cho ta thấy khối lượng riêng viên nén đạt hiệu tốt nhất sản xuất viên nén đa nguyên liệu Khối lượng riêng viên nén tỷ lệ thuận với hiệu suất sản xuất thu hồi viên nén, ta tăng số vòng quay cao giảm số vòng quay nhiều ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất thu hồi viên nén khối lượng riêng viên nén 5.4.2 Xác định ảnh hưởng khe hở tương đối khuôn ép lô ép đến hàm mục tiêu a Mục đích thí nghiệm Xác định ảnh hưởng khe hở khuôn ép lô ép đến giá trị hàm mục tiêu, nhằm xác định miền có giá trị khe hở khn ép lơ ép tốt nhất để tạo giá trị hàm mục tiêu tối ưu nhất, để làm sở thực nghiệm tối ưu hóa q trình nghiên cứu cho bước Thí nghiệm tiến hành qua lần thay đổi giá trị khe hở giũa khuôn ép lô ép cách dùng thước đo khe hở tăng dần mức 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,1mm Khoảng biến thiên sau lần thay đổi 0,2mm Số lần thí nghiệm lần thực cho lần điều chỉnh khe hở b Các thơng số cố định thí nghiệm Số vịng quay khn ép 680 (vịng/phút) Lượng ngun liệu nạp vào buồng ép 2kg/ lần thực nghiệm Nhiệt đợ mơi trường: 32oC ÷ 34oC Đợ ẩm ngun liệu 12% ÷13% + Địa điểm làm thí nghiệm: Tại nhà Xưởng gia công Công Ty TNHH Một Thành Viên Cơ Khí Hiệp Bảo Long 87 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 Phụ Lục Bản vẽ thiết kế máy ép viên nén 145 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ tên: Ngô Thanh Nghĩa Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15/06/1988 Nơi sinh: Tân Thạnh – Long An Email: ngothanhnghia8x@gmail.com Điện thoại: 0932 929 181 II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 2007 - 2010 Học Cơ Khí Chế Tạo Máy trường Cao Đẳng Công Thương Tp HCM 2013 – 2015 Học liên thông Đại Học trường Đại Học Công Nghiệp Tp HCM 2017 - 2020 Học cao học trường Đại Học Cơng Nghiệp Tp.HCM III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2010 đến Công ty TNHH Thang máy Mitsubishi Nhân Viên Việt Nam Tp HCM, ngày 09 tháng 10 Năm 2020 Người khai (Ký tên) Ngô Thanh Nghĩa 146 ... thước tạo đợ ẩm hỗn hợp nguyên liệu Hình 5. 5 Nhựa Nilon PP nghiền nhỏ trộn theo tỷ lệ 5. 4 Kết thực nghiệm xác định ảnh hưởng chế độ làm việc đến hàm mục tiêu máy ép viên đa nguyên liệu 5. 4.1... Hz) khuôn ép sản xuất ép với khn khn ép (vịng/phút) (%) ép (vịng/phút) (mm) 50 680 369 0 .5 64.33 44 620 358 0 .5 63.86 39 56 0 300 0 .5 60 .53 35 500 2 75 0 .5 56.46 31 440 244 0 .5 49.67 KẾT QUẢ Tiêu... khối lượng riêng viên nén đa nguyên liệu 96 Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện kết cấu, chế tạo máy để triển khai áp dụng sản xuất viên nén đa nguyên liệu Tiếp tục nguyên cứu thực nghiệm để kiểm