(Luận văn thạc sĩ hcmute) nghiên cứu công nghệ và thiết bị để trích ly dầu từ quả bơ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ THÚY THANH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ ĐỂ TRÍCH LY DẦU TỪ QUẢ BƠ NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, 2012 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ THÚY THANH NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ ĐỂ TRÍCH LY DẦU TỪ QUẢ BƠ NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – 605204 HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐẶNG THIỆN NGÔN Tp Hồ Chí Minh, 2012 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ THÚY THANH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ ĐỂ TRÍCH LY DẦU TỪ QUẢ BƠ NGÀNH: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – 605204 HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐẶNG THIỆN NGƠN Tp Hồ Chí Minh, 2012 Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ tên: Nguyễn Thị Thúy Thanh Giới tính: Nữ Ngày tháng năm sinh: 11/11/1981 Nơi sinh: Long An Quê quán: Long An Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 57, tổ 7, khu phố 2, P Phước Long B, Q.9, Tp.HCM Điện thoại quan: Điện thoại riêng: 0904531505 Fax : E-mail: thuythanh.nguyen 520@yahoo.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo : Thời gian đào tạo từ … /… đến… /…… Nơi học (trường ,thành phố): Ngành học : Đại học : Hệ đào tạo: quy Thời gian đào tạo từ 09/1999 đến 04/2004 Nơi học (trường ,thành phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM Ngành học: Kỹ Thuật Công Nghiệp Môn thi tốt nghiệp: Vi mạch , Matlab Luan van III QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC : Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Từ 05/2004 đến 02/2008 Công ty Shyang Hung Cheng Nhân viên văn phòng Từ 05/2008 đến 05/2011 Trường THCS Trường Thạnh Giáo Viên Trường CĐ Công Thương TPHCM Giảng Viên Từ 06/2011 đến Luan van LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên u tôi, thực sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh điển thực thí nghiệm ly tâm hướng dẫn khoa học Thầy TS Đặng Thiện Ngôn Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh , ngày 02 tháng 10 năm 2012 Nguyễn Thị Thúy Thanh Luan van LỜI CẢM ƠN Qua thời gian thực luận văn: “Nghiên cứu cơng nghệ thiết bị để trích ly dầu từ bơ”, cố gắng nổ lực thân, tơi nhận khích lệ nhiều từ nhà trường, Thầy, Cơ, gia đình bạn bè Để tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, trước tiên xin chân thành gởi lời cảm ơn đến Thầy hướng dẫn khoa học TS Đặng Thiện Ngôn, thầy dành nhiều thời gian, tâm huyết, nhiệt tình hướng dẫn, định hướng, góp ý động viên tơi suốt q trình thực luận văn Cảm ơn quý Thầy, Cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức tảng chuyên môn cho thời gian qua Cảm ơn quý Thầy, Cô khoa khí tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình làm đến hồn thành Cảm ơn Ban Giám Hiệu, quý Thầy, Cô Trường Cao Đẳng Công Thương TP.HCM tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khóa học Cảm ơn gia đình, bạn bè, người ln bên tơi động viên giúp đỡ tơi q trình học tập thực luận văn Xin chân thành cảm ơn Luan van TĨM TẮT Đề tài: “Nghiên cứu cơng nghệ vàhiết t bị để trích ly dầu từ bơ ” nghiên cứu đề xuất công nghệ sản xuất dầu từ bơ phương pháp ly tâm thiết kế máy ly tâm với suất đầu 1000 lít dầu/8h Đề tài triển khai, nghiên cứu khảo sát loại bơ Tây Nguyên, tìm hiểu nguồn gốc, vùng phân bố sản phẩm chế biến từ bơ Trên sở nghiên cứu hàm lượng dầu có loại bơ phổ biến Tây Nguyên để xác định loại bơ có hàm lượng dầu cao Tác giả xây dựng mơ hình máy ly tâm để thực thí nghiệm ly tâm trích ly dầu từ bơ Dựa vào kết thí nghiệm này, tác giả đề xuất công nghệ sản xuất dầu từ bơ phương pháp ly tâm Từ tính tốn, thiết kế máy ly tâm dầu bơ hoàn chỉnh phục vụ cho sản xuất công nghiệp SUMMARY Subject: "Research on the technology and equipment to extract avocado oil ": research on the avocado oil technology with the centrifugation method and design the centrifuge machine with output capacity is 1000 liters / 8h Threads deployed by the research, a survey of the avocado in Tay Nguyen, research about the origins, distribution areas, as well as products made from avocados In addition, the subjects research oil content of the avocado in Tay Nguyen to determine the type of butter with a high oil content The author has built centrifuge model experiments and performed experiments centrifugal oil from the avocados Based on the results of this experiment, the authors research on the avocado oil technology with the centrifugation method From that calculation, design the centrifuge machine service for industrial production Luan van MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Luan van Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan iii Lời cảm ơn iv Tóm tắt v Mục lục vi Danh sách bảng x Danh sách hình xi Chƣơng MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Phạm vi nghiên cứu 1.3 Ý nghĩa đề tài khoa học thực tiễn 1.3.1 Ý nghĩa khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn Chƣơng TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu 2.1.1 Giới thiệu bơ 2.1.2 Thành phần dinh dưỡng tính chất hóa học bơ 2.1.3 Hàm lượng dầu giống bơ Việt Nam 2.1.4 Lợi ích bơ 11 2.1.5 Các sản phẩm từ bơ 11 2.2 Tình hình nghiên cứu 12 2.2.1 vi 12 Tình hình nghiên cứu tron g nước Luan van Với đường kính chỗ lắp d = 45 mm , tra bảng 17P trang 346 [1] ta chọn ổ lăn có kí hiệu 46209 ( loại cỡ nhẹ) có Cbảng = 44000, Q= 2350 daN Chọn ổ có ký hiệu 46212, đường kính ngồi D = 85 mm, chiều rộng ổ B = 19 mm Đường Ký d(mm) hiệu D(mm) B(mm) kính C(kN) Q(daN) N(v/ph) 44000 2350 8000 bi(mm) 46209 45 85 19 12,7 5.6.6 Tính then Hình 5.7: Kết cấu then trục a) Chọn then lắp trục với rơ -to - Với đường kính trục d = 50 mm, tra bảng 7-23 trang 143 [1 ] ta chọn then có thơng số sau: - Đường Kích thước Chiều sâu rãnh then kính danh nghĩa Trên trục then trục Trên lỗ Chiều dài then d(mm) b(mm) h(mm) t t1 l(mm) 50 16 10 5,0 5,1 40 Kiểm nghiệm theo sức bền dập - 77 - Luan van k r 6,2 0,3 ζd  2.M x ≤ [ζ]d ( N/mm2) d k l Với Mx = 28543 (N.mm)  ζd  2.M x 2.28543 = 4,6 (N/mm2)  d k l 50 6,2.40 Tra bảng 7-20 trang 142, ta có [ζ]d = 100 (N/mm2) Vậy ζd < [ζ]d : thoả điều kiện - Kiểm nghiệm theo sức bền cắt c  2.M x ≤ [ ] (N/mm2) c d b.l 2.M x 2.28543   [ ]  =1,78 (N/mm2) c d b.l 50.1`6.40 Tra bảng 7-21 trang 142, ta có [ ] = 87 (N/mm2) c Vậy  c < [ ] : thoả điều kiện c b) Chọn then lắp trục với bánh đai - Với đường kính trục d = 40 mm, tra bảng 7-23 trang 143 [1 ] ta chọn then có thơng số sau: - Đường Kích thước Chiều sâu rãnh then kính danh nghĩa Trên trục then trục Trên lỗ Chiều dài then d(mm) b(mm) h(mm) t t1 l(mm) 40 12 4,5 3,6 40 Kiểm nghiệm theo sức bền dập ζd  2.M x ≤ [ζ]d ( N/mm2) d k l Với Mx = 28543 (N.mm)  ζd  2.M x 2.28543 = 8,1 (N/mm2)  d k l 40.4,4.40 Tra bảng 7-20 trang 142, ta có [ζ]d = 100 (N/mm2) - 78 - Luan van k r 4,4 0,3 Vậy ζd < [ζ]d : thoả điều kiện - Kiểm nghiệm theo sức bền cắt c  2.M x ≤ [ ] (N/mm2) c d b.l 2.M x 2.28543   [ ]  = 2,97 ( N/mm2) c d b.l 40.12.40 Tra bảng 7-21 trang 142, ta có [ ] = 87 (N/mm2) c Vậy  c < [ ] : thoả điều kiện c 5.6.7 Thiết kế phận nạp liệu a) Giới thiệu phận nạp liệu Hỗn hợp bơ trấu đổ vào phễu vào vít ép, nhiên độ dẻo v ậ t liệu nên phải có phận vít nhồi vật liệu vào họng nạp Vật liệu đổ vào phễu nhờ vít nạp quay kéo theo vật liệu vào rô-to máy ly tâm, suất cấp liệu phải phù hợp với suất máy ly tâm nghĩa khoảng 587,5 kg hỗn hợp bơ trấu/giờ (theo số liệu cho trước) - 79 - Luan van Hình 5.8: Vít nạp liệu b) Thiết kế trục vít - Các thơng số chính: Chọn vận tốc vít nạp: n = 20 (v/p) Áp suất vít nạp tạo với vật liệu: P = kg/ cm Năng suất vít : Q = 10,4.10 5 m /s - Xác định thơng số vít nạp: Chọn: Bước vít t = 150 mm Thể tích vít nạp: V = K n  (R 22 - R 12 )(1-  )t.n/60 K n = 0,55: hệ số nạp liệu  = 0,28 :hệ số rỗng vật liệu R = bán kính vít nạp, chọn R = 15mm - 80 - Luan van V 60 10,4.10 5.60  R12   0,015 = 43 mm K n n. (1   )t 0,55.20. (1  0,28)0,16 R2 = Chọn R = 50 mm Góc nâng vít tg   - t 0,15   = 35   ( R1  R2 )  (0,015  0,05) Các kích thƣớc vít nạp là: Bán kính cánh vít R = 15 mm Bán kính ngồi cánh vít R = 30 mm Bước vít t = 150 Góc nâng vít  = 35 - Cơng suất động vít nạp: N=K QPmax 1000nd kW đó: K = 1,65: hệ số đồng tính chất vật lý sản phẩm n d = 0,8: hiệu suất cấu dẫn động  = 0,28 hệ số thể tích nạp liệu Ta có N = 1,65 - 10,4.10 5.5.10 = 0,4 kW 1000.0,28.0,8 Phƣơng pháp chế tạo trục vít: trục vít chế tạo cách hàn c n h vít lên trục, cánh vít có chiều dày mm c) Thùng nạp liệu Với kích thước trục vít chọn ta có thể tích thùng trộn V = 0,076 m Vậy khối lượng nguyên liệu đưa vào thùng cho lần nạp là: m = V  (kg) Trong đó: V: thể tích thùng nạp liệu, V = 0,076 m  : khối lượng riêng bơ,  = 920 kg/m - 81 - Luan van m = 0,076.920 = 70 kg Kích thước thùng nạp liệu hình 5.9 Hình 5.9: Kích thước thùng nạp liệu Chƣơng KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 6.1 Kết luận Qua thời gian làm luận văn, tác giả hoàn thành luận văn Trong luận văn tốt nghiệp, tác giả thực cơng việc sau: - Nghiên cứu tình hình nguyên liệu bơ Việt Nam: với sản lượng đạt 300.000 bơ năm chủ yếu tập trung vùng như: vùng Đà Lạt, vùng - 82 - Luan van Đức Trọng - Đơn Dương - Bảo Lộc, vùng Di Linh vùng chuyên canh bơ Tây Nguyên (chủ yếu tỉnh ĐăkLăk) - Nghiên cứu việc sử dụng chế biến bơ sau thu hoạch: sản phẩm từ bơ tươi dầu chiết xuất từ tươi Quả tươi sử dụng làm thức ăn, đặc biệt dầu bơ dùng cho ngành công nghiệp - Đã thực thí nghiệm ly tâm dầu bơ: tiến hành thí nghiệm với bơ sáp kết thu hàm lượng dầu cao, dao động khoảng 380-395,6g /2kg hỗn hợp bơ trấu phạm vi tốc độ quay để trích ly dầu bơ nmin = 788 v/ph, nmax = 2180 v/ph thời gian t = phút - Đưa quy trình công nghệ sản xuất dầu từ bơ phương pháp ly tâm cho suất cao phù hợp cho sản xuất cơng nghiệp Quy trình tóm lược sau: + Phân loại + Rửa + Bóc tách vỏ hạt + Xay + Sấy + Trộn trấu + Gia nhiệt + Ly tâm + Dầu thô - Đưa ý tưởng thiết kế máy ly tâm dầu từ bơ với suất 1000 lít dầu bơ / ngày ( 8h) phù hợp cho sản xuất cơng nghiệp - Hồn thành thiết kế chi tiết xây dựng hồ sơ thiết kế chi tiết ( tập vẽ chi tiết, thuyết minh tính tốn) 6.2 Đề nghị Do điều kiện thời gian kinh phí cịn hạn chế nên đề tài xây dựng mơ hình máy ly tâm để làm thí nghiệm, thực thí nghiệm trích ly dầu từ bơ sáp chưa chế tạo máy ly tâm dầu bơ để ứng dụng thực tế Trong - 83 - Luan van trình thí nghiệm, thiết bị dụng cụ đo kiểm hạn chế số lượng chất lượng nên tránh khỏi sai sót Vì vậy, giải khó khăn nội dung đề tài đạt chất lượng cao tiếp tục phát triển đề tài theo hướng sau: - Chế tạo thử nghiệm máy ly tâm dầu từ bơ - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo dây chuyền sản xuất dầu bơ tự động Mặc dù cố gắng trình thực đề tài Tuy nhiên, thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi Rất mong đóng góp ý kiến q Thầy, Cơ bạn để đề tài hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm – Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất giáo dục - 84 - Luan van [2] Hồ Viết Bình – Nghiên cứu thiết kế thiết bị ép để chiết xuất dầu từ bơ, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM [3] Phân tích chuỗi giá trị bơ Đacklack, sở khoa học cơng nghệ Đacklack – Chương trình phát triển MBI – GTZ SME [4] Tài liệu nghiên cứu xác định số thơng số kỹ thuật q trình chiết xuất dầu từ bơ phương pháp ép, Đại học Nông Lâm Tp.HCM, 2006 [5] A.Ia.Xokolov - Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [6] Nguyễn Quang Lộc, Lê Văn Thạch, Nguyễn Nam Vinh - Kỹ thuật ép dầu chế biến dầu mỡ thực phẩm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [7] Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [8] Nguyễn Bin – Các q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, tập 2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [9] Nguyễn Bin – Các q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội TIẾNG NƢỚC NGOÀI [10] Requejo-Tapia LC (1999)- Masters thesis in applied agribusiness, Massey University WEBSITE [11] Tìm hiểu bơ, http://gianongsan.net/index.php/news/ [12] Sự kỳ diệu bơ, http://vietbao.vn/Suc-khoe/ [13] Trái bơ dinh dưỡng, http://blog.tamtay.vn/entry/view/753109 [14] Lợi ích từ bơ, http://cnx.org/content/m30127/latest [15] Các sản phẩm từ bơ, http://www.nonglamdong.com [16] Đẹp khỏe từ bơ, http://vietbao.vn/Suc-khoe/ [17] Tìm hiểu thiết bị ly tâm dùng thực http://www.docs.vn/vi/sinh-hoc-38/42042-tim-hieu-ve-cac-thiet-bi-ly.html - 85 - Luan van phẩm, [18].Vi sinh vật thực phẩm, http://culynh.blogspot.com/2009/05/thiet-bi-ly-tamsua.html [19].Quy trình làm dầu bơ, http://www.botanyvn.com [20] http://www.avorofoods.com/id68.html [21] http://www.avocado-oil.co.nz/product-range [22] http://www.oliveoilsource.com/newsletter/olivenews9-11.htm - 86 - Luan van PHỤ LỤC - Biến tần Siemens 420: điều chỉnh tốc độ quay động Các thông số kỹ thuật: Dải điện áp đầu vào Mã hiệu đặt hàng 6SE6420 AC 200 V- 240 V 2AB 11 12 13 15 17 21 21 22 23 2UC 2AA1 5AA1 7AA1 5AA1 5AA1 1BA1 5BA1 2BA1 OCA1 Cỡ vỏ A Công suất B C Kw 0,12 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3,0 Dòng điện vào [A] 1,4 2,7 3,7 5,0 6,6 9,6 13,0 17,6 23,7 Dòng điện [A] 0,9 1,7 2,3 3,0 3,9 5,5 7,4 10,4 13,6 Cầu chì [A] 10 10 10 10 16 20 20 25 32 Khuyến cáo loại 3NA 3803 3803 3803 3803 3805 3807 3807 3810 3812 1,0 - 1,0 - 1,0 - 1,0 - 1,0 - 2,5 - 2,5 - 4,0 - 6,0 - 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 6.0 6.0 6,0 10 1,0 - 1,0 - 1,0 - 1,0 - 1,0 - 1,0 - 1,0 - 1,0 - 1,5 - 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 6,0 6,0 6,0 6,0 định mức Tiết diện cáp đầu vào Tiết diện cáp đầu mm2 mm2 Momen xiết cho đầu mạch [Nm] 1,5 1,5 lực - 87 - Luan van 2,25 PHỤ LỤC - Máy đo tốc độ vòng quay DT – 1236 L: đo số vịng quay động Các thơng số kỹ thuật: Hiển thị LCD Phép đo thang đo - Đo tốc độ cảm biến hình ảnh vật quay: 10 đến 99999 v/ph (RPM) - Đo tốc độ tiếp xúc: 0,5 đến 19999 v/ph ( RPM) -Tốc độ bề mặt (m/ph): + m/phút: 0,05 đến 1999,9 +Ft/phút: 0,2 đến 6560 Độ phân giải RPM : 0,1( < 1000 RPM) ( ≥ 1000 RPM ) m/phút: 0,01 (