BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN CHÍ THIỆN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ TỐI ƯU CHO MÁY NGHIỀN BỘT GẠO NƯỚC MNM – TL – 3 CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KH[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN CHÍ THIỆN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ TỐI ƯU CHO MÁY NGHIỀN BỘT GẠO NƯỚC MNM – TL – CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ NGÀNH : 60520103 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS.TS TRẦN THỊ THANH ĐỒNG NAI, 2014 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Độ nhỏ sản phẩm nghiền đặc trưng kích thước sản phẩm Yêu cầu kích thước sản phẩm yêu cầu kỹ thuật quan trọng trình nghiền Tùy theo công nghệ sản xuất, yêu cầu độ nhỏ sản phẩm nghiền khác Ví dụ cơng nghệ sản xuất thức ăn thủy sản yêu cầu độ nhỏ sản phẩm nghiền phải đạt kích thước 250µm để đảm bảo độ bền viên thức ăn sau ép Đối với công nghệ sản xuất bánh đậu xanh, hỗn hợp bột dinh dưỡng ngũ cốc lại yêu cầu kích thước sản phẩm nghiền phải 90µm Nhưng với nguyên liệu bột lương thực công nghệ sản xuất loại sản phẩm thực phẩm dạng màng sợi u cầu độ nhỏ phải 70 µm để đảm bảo độ dính, độ mỏng cho q trình tạo hình sản phẩm sau Cơng nghệ nghiền sử dụng nguyên liệu có độ nhỏ 100 µm gọi cơng nghệ maicro, cịn độ nhỏ 0,1 µm gọi cơng nghệ nano Cơng nghệ maicro, nano cơng nghệ phức tạp, có nhiều biến đổi theo trình lý, hóa, học sinh học Việc nghiền nhỏ để đảm bảo công nghệ maicro thường phức tạp kỹ thuật công nghệ, cho suất thấp, chi phí lượng riêng cao Các loại bột sản xuất từ hạt lương thực, hay củ để làm thực phẩm cho người hầu hết thuộc cơng nghệ maicro, nên khó nghiền So sánh nghiền hạt lương thực nghiền củ để đạt sản phẩm thuộc cơng nghệ nghiền maicro nghiền hạt lương thực khó khăn hơn, hạt lương thực có độ bền học cũnh cấu trúc vật liệu bền so với củ Để nghiền nhỏ hạt lương thực tiến hành nghiền khơ nghiền ướt Việc nghiền khô thường áp dụng cho sản phẩm nghiền với mục đích lưu trữ áp dụng cho vài loại hạt dễ nghiền, tạo keo tốt trộn với nước bột mỳ Thiết bị nghiền thường loại cối xay đá (trước đây) hay hệ thống máy nghiền trục đại (hiện nay) kết hợp với trình phân loại rây Nghiền ướt thường áp dụng cho sản phẩm nghiền sử dụng cho khâu chế biến nước thành phần tham gia vào trình chế biến Nếu muốn lưu trữ sản phẩm sau nghiền ướt phải đưa sấy khô Đại đa số loại hạt ngũ cốc nước Nam Á Đông Nam Á sử dụng dạng hạt chế biến thành sản phẩm dạng màng, sợi nên người ta thường chọn phương pháp nghiền ướt Thiết bị nghiền ướt trước máy nghiền kiểu thớt (cối đá hay xay đĩa), sau nghiền sản phẩm phải lọc lắng gạn hay rây ướt Hiện thị trường bắt đầu sử dụng số thiết bị nghiền ướt kiểu công nghiệp máy nghiền búa cánh, máy nghiền côn thủy lực Đặc biệt máy nghiền côn thủy lực mẫu máy đời vào năm đầu 2000 Trung Quốc nước công bố sản xuất dạng sản phẩm thương mại Do máy nghiền côn thủy lực nguyên lý nghiền lại sản phẩm thương mại, nên lý thuyết tính tốn loại máy nghiền chưa hệ thống hóa hồn chỉnh cơng bố Máy nghiền côn thủy lực loại máy nghiền không dùng sàng để phân ly mà dùng khe hở rô to với buồng nghiền để giới hạn kích thước lớn sản phẩm nghiền Nên sản phẩm nghiền chưa đảm bảo u cầu kích thước theo u cầu cơng nghệ Vì vậy, máy nghiền thủy lực chưa sản xuất nước ta tiếp nhận Trước nhu cầu sản xuất mẫu máy nghiền bột nước siêu mịn, nằm 2012 Bộ Giáo dục Đào tạo xét duyệt cho trường đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh thực đề tài: “ Nghiên cứu thiết kế, chế tạo chuyển giao máy nghiền kiểu búa – thủy lực dùng công nghiệp chế biến”, mã số B 2012 – 12 – 12 PGS.TS Trần Thị Thanh làm chủ nhiệm Trên sở kế thừa nguyên lý nghiền bột nước kiểu côn thủy lực, kiểu xay đĩa búa cánh, PGS.TS Trần Thị Thanh cộng đề xuất kiểm chứng thực nghiệm mẫu máy nghiền MNM – TL – phối hợp nguyên lý nghiền để phát huy ưu nguyên lý Máy mơ hình thực nghiệm MNM – TL – thiết kế có suất 100 kg/h đạt độ nhỏ sản phẩm nghiền lọt qua lỗ sàng Mesh 230 (kích thước lỗ 63 m) Một nhiệm vụ nghiên cứu đề tài đăng ký xác định thơng số tối ưu cho mơ hình máy nghiền thực nghiệm Kết tính tốn tối ưu làm sở cho việc thiết kế, xây dựng dãy cỡ máy nghiền có cỡ suất khác đồng dạng với mơ hình máy nghiền thực nghiệm MNM – TL – nghiên cứu Đồng thời cịn góp phần nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật trình nghiền bột nước phục vụ sản xuất đời sống triển khai kết nghiên cứu vào sản xuất Vì việc xác định thơng số tối ưu cho máy nghiền bột gạo nước MNM – TL – có tính cấp thiết ý nghĩa khoa học sâu sắc Được chấp thuận Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí, phịng Đào tạo sau đại học Ban giám hiệu trường đại học Lâm nghiệp, hướng dẫn PGS.TS Trần Thị Thanh, tiến hành đề tài: “Nghiên cứu xác định số thông số tối ưu cho máy nghiền bột gạo nước MNM – TL – 3” Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu tổng quát: Nâng cao hiệu nghiền bột gạo nước công nghệ chế biến sản phẩm lương thực dạng màng sợi truyền thống Việt Nam Mục tiêu cụ thể: 1) Xây dựng mơ hình thống kê thực nghiệm mô tả phụ thuộc tỷ lệ sản phẩm nghiền nằm sàng Mesh 400 (%) chi phí điện riêng để nghiền (kWh/tấn) vào thông số kết cấu công nghệ lượng cung cấp hay suất q (kg/ph) khe hở hai đĩa nghiền h1 (mm), khe hở theo phương hướng kính đầu cánh búa bề mặt lưới sàng h2 (mm), số vòng quay trục nghiền n (vg/ph) chi phí nước (thủy lực) qnước (l/ph) 2) Phân tích mơ hình thống kê thực nghiệm ảnh hường hay tác động thông số nghiên cứu đến tiêu tỷ lệ sản phẩm nghiền nằm sàng Mesh 400 (%) chi phí điện riêng để nghiền (kWh/tấn) 3) Xác định thông số tối ưu tiêu tối ưu đạt 4) Kiểm chứng chế độ làm việc tối ưu máy nghiền bột gạo nước MNM – TL – suất 500 kg/h sản xuất 4 Ý nghĩa đề tài: Ý nghĩa khoa học đề tài là: Kiểm chứng nghiên cứu thông số kết cấu công nghệ cho mẫu máy nghiền bột gạo nước phương pháp quy hoạch thực nghiệm tối ưu Ý nghĩa thực tiễn đề tài là: Kết nghiên cứu tổ chức ứng dụng trực tiếp vào sản xuất Do đề tài thực giải pháp kỹ thuật mới, thời gian thực ngắn, sở vật chất – kỹ thuật, kinh phí, trình độ kinh nghiệm cịn bị hạn chế nên đề tài khơng tránh thiếu sót Tơi xin chân thành cảm ơn xây dựng, đóng góp Q Thầy – Cơ, Nhà khoa học, kỹ thuật chuyên ngành liên quan bạn đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện 5 Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng luận cơng trình công bố máy nghiền bột nước 1.1.1 Tổng luận cơng trình cơng bố máy nghiền bột nước nước Bún tươi, bánh tráng, bánh phở, bánh cuốn,… thực phẩm truyền thống dân tộc ta, có mặt hầu hết địa phương nước Đây sản phẩm chế biền từ bột gạo sản xuất theo công nghệ nghiền ướt Trong thiết bị chủ yếu để sản xuất cối đá làm việc theo nguyên lý nghiền kiểu đĩa trục đứng Cối đá dùng sức sức người, động cơ, v.v…Đây loại thiết bị dùng chủ yếu để nghiền bột gạo theo phương pháp ướt nước ta từ trước năm 2.000 Theo nhu cầu xã hội, u cầu chun mơn hóa sản xuất, loại thiết bị ngày tỏ làm việc hiệu cho suất thấp, chất lượng sản phẩm nghiền khó kiểm sốt quy trình nghiền phức tạp phải nghiền đi, nghiền lại nhiều lần Do loại thiết bị nghiền cối đá theo nguyên lý nghiền đĩa ngày sử dụng Hiện cịn thấy số gia đình nơng dân tỉnh Phía Bắc, hay số hộ kính doanh cá thể nhỏ lẻ Hình 1.1 Máy xay gạo kiểu cối đá (kiểu nghiền đĩa) 6 Theo phát triển xã hội, thói quen tự chế biến gia đình sở sản xuất bột gạo theo nguyên lý nghiền ướt dần đi, để hình thành lên sở sản xuất chun mơn hóa với suất, hiệu kinh tế cao Vì đặt nhu cầu thiết bị nghiền bột ướt nhằm khác phục nhược điểm thiết bị nghiền dạng cối đá Năm 2007, PGS TS Trần Thị Thanh cộng có cơng bố máy nghiền búa-thuỷ lực dùng công nghệ nghiền ướt Một ưu điểm nguyên lý nghiền cho suất cao, độ nhỏ bột nghiền đạt cơng nghệ micro, phù hợp cho đối tượng dễ nghiền bùn đỏ chất thải khai thác quặng nhôm Sản phẩm sau nghiền dùng dùng làm chất keo tụ xử lý nước thải Cấp liệu vào máy nghiền Hình 1.2 Máy nghiền bùn đỏ kiểu búa – thủy lực Năm 2009, ThS Nguyễn Thị Kiều Hạnh cộng thực đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở, mã số CS – CB07 – CK – 02 “Nghiên cứu thiết kế - chế tạo mơ hình máy nghiền gạo ứng dụng công nghệ sản xuất bún” Đề tài phát triển ứng dụng nguyên lý nghiền búa – thủy lực vào nghiền gạo kết nghiên cứu PGS.TS Trần Thị Thanh vào sản xuất bún tươi Kết nghiên cứu cho thấy máy đạt suất 500 kg/h, công suất động truyền động 10 HP, độ nhỏ bột nghiền 70 m Hiện loại máy nghiền áp dụng rộng rãi hầu hết sở sản xuất bún tươi tỉnh Phía Nam Hình 1.3 Lưới sàng máy nghiền gạo ướt Hình 1.4 Cấu tạo máy nghiền gạo ướt Tuy nhiên máy nghiền búa – thủy lực kiểu búa dạng cánh số tồn hiệu nghiền chưa cao, trình nghiền chủ yếu trượt ma sát cánh búa lên lớp vật liệu nghiền lớp vật liệu nghiền với bề mặt lưới sàng 1.1.2 Tổng luận cơng trình cơng bố máy nghiền bột nước nước Các kết nghiên cứu nghiền bao gồm việc hoàn thiện lý thuyết, công nghệ thiết bị nghiền Về lý thuyết nghiền nhiều nhà bác học quan tâm giải để xác định chế nghiền vỡ Năm 1867 nhà bác học người Đức P.Rv.Ritingơ phát minh thuyết bề mặt “Công dùng cho trń h nghiền tỷ lệ thuận với bề mặt tạo thành vật liệu đem nghiền” Công thức biểu diễn thuyết bề mặt trình bày: As = f ( S) , (J) ; Trong đó: (1.1) As - cơng chi phí để nghiền vỡ vật thể, tạo thành bề mặt , [J]; S - diện tích bề mặt tạo thành (sự gia tăng diện tích riêng bề mặt) Thuyết bề mặt áp dụng nhiều để đánh giá q trń h nghiền mịn, sản phẩm nhận với diện tích riêng bề mặt phát triển cao Thuyết thể tích nhà học người Nga V.L Kirpitrev (1874) đề xuất Giáo sư người Đức Ph.Kik(1885) kiểm tra thực nghiệm máy nghiền kiểu búa Nội dung thuyết thể tích : “Cơng cần thiết để nghiền vật liệu tỷ lệ thuận với mức độ biến đổi thể tích vật liệu” Av = f( V) , (J) Trong đó: ; (1.2) Av - cơng chi phí để nghiền vỡ vật thể ,[J]; V - phần thể tích vật thể bị biến dạng Nhưng phần thể tích bị biến dạng V lại tỷ lệ thuận với thể tích ban đầu V tất cục vật liệu, nghĩa V = k1 V Cho nên : Av = k k1.V = k2.V = kv.D3 Hay : Av = k2.V = k2 m = kv/ m Trong đó: ; (1.3) kv, k, k1, k2 - hệ số tỷ lệ công thức theo thuyết thể tích m - khối lượng cục vật liệu nghiền, [kg] Thuyết thể tích Kirpitrer -Kik cho kết xác tính tốn q trń h nghiền thơ Bởi nghiền thơ, phần lượng chi phí cho biến dạng đàn hồi vật thể chủ yếu, cịn lượng chi phí cho việc gia tăng diện tích riêng bề mặt khơng đáng kể Những người ủng hộ thuyết bề mặt thuyết diện tích đă tranh luận gay gắt với nửa kỷ, họ không thành công kể thuyết thứ lẫn thuyết thứ hai Bởi họ mắc sai lầm, đứng phía khơng ý đến ảnh hưởng điều kiện cụ thể trń h nghiền dung tích lượng (như mức độ phân tán vật liệu, cấu tạo chế độ nghiền v.v ) Hai thuyết diện tích thể tích có nhược điểm đă nêu Ph.C Bon(1952) đă đề xuất thuyết nghiền thứ ba để dung h ̣a hai thuyết Nội dung thuyết dung hịa cho rằng: “Cơng nghiền tỷ lệ với trung bình nhân thể tích (V) bề mặt (F) vật liệu đem nghiền” Adh = k V.F k k v D3 k s D2 Adh = kdh D2,5 ; (1.4) Sau biến đổi nhận : Adh = kdh d ; D (1.5) Sau cịn có cơng trń h nghiên cứu nhà bác học Nga A.K Rungbixt (1956) nhà bác học người Mỹ R.Trarlz (1958) Các nhà bác học đă giới thiệu phương trình: dA = -c.d d z ; (1.6) Trong : A - cơng biến dạng ,[J]; - kích thước đặc trưng (đối với cục vật liệu D phần tử bột nghiền d ) , [mm]; c z - hệ số Lấy tích phân phương trń h (1.6) sau cho giá trị rời rạc z = 1; 2; 3/2, tính tốn đến giá trị cuối kích thước nhận giá trị gần tích phân có dạng: A = k Dq ; (1.7) Khi số mũ q có giá trị ; 2,5 Tương ứng với biểu thức sau: A v = k v D3 - Thuyết thể tích Kirpitrev - Kik As = k s D2 - Thuyết diện tích Ritingo Adh = kdh D2,5 - Thuyết dung h ̣a Bon Rõ ràng hai thuyết diện tích thể tích khơng mâu thuẫn mà chúng bổ sung cho Nếu nghiền tương đối to (nghiền thơ) phần diện tích riêng tạo nhỏ, bỏ qua nghĩa áp dụng thuyết thể tích Đồng thời qua nghiên cứu cho thấy trń h nghiền trń h phức tạp bao gồm nhiều biến đổi lý vật liệu nghiền Như thuyết nghiền nêu gần để nghiên cứu hiệu chỉnh mặt thực nghiệm Do chỗ thiếu sót hai thuyết diện tích thể tích dựa vào tính chất lý vật liệu nghiền biến dạng, Viện sĩ người Nga P.A.Rebinder 10 (1928) đă đưa thuyết nghiền tổng hợp gọi thuyết nghiền với nội dung sau: “Công nghiền vật liệu bao gồm công tiêu hao để tạo bề mặt công để làm biến dạng vật liệu” thể dạng biểu thức sau: Ath = f (V) + f (S) Trong : ; (1.8) V- phần thể tích bị biến dạng vật nghiền S - diện tích riêng bề mặt gia tăng Ath = Av + As = k V + S ; (1.9) Trong đó: Av - cơng chi phí cho biến dạng vật liệu ; As - cơng chi phí cho tạo thành bề mặt mới; k - hệ số tỷ lệ; - hệ số tỷ lệ có tính tốn đến lượng sức căng bề mặt vật thể cứng Từ phương trń h (1.8) cho thấy công đầy đủ để nghiền vỡ vật thể tổng cơng chi phí cho biến dạng lẫn tạo bề mặt Về lý thuyết máy nghiền búa: Theo C.A Steven (1936) vận tốc dài búa nghiền kích thước lỗ sàng ảnh hưởng rõ ràng tới độ mịn bột nghiền, vận tốc búa nghiền lớn nghiền hạt nhỏ Theo G.F Thomas (1956) cho biết độ mịn sản phẩm tỷ lệ với khe hở đầu búa đập sàng Khe hở thay đổi khoảng từ – mm tuỳ theo loại hạt cần nghiền Còn theo Ing Friedrich (1958), đa số loại hạt, kích thước tối ưu khe hở mm Theo R.J Baker (1972), tỷ lệ diện tích sàng buồng nghiền kích thước lỗ sàng ảnh hưởng rõ rệt đến suất hiệu suất máy Ơng cho diện tích sàng chiếm tồn buồng nghiền sản phẩm thơ so với diện tích sàng có diện tích sàng tỷ lệ thấp Các nghiên cứu nghiên cứu khảo nghiệm máy nghiền búa thông thường ( nghiền khô) 11 Các loại máy nghiền thường nêu máy nghiền khô Trước năm 2.000, việc nghiền ướt dùng giới hạn số công nghệ nghiền ca cao, nghiền sơn hay số đối tượng nghiền khác Năm 2011, bắt đầu thấy khái niệm thiết bị nghiền thủy lực, nghiền ướt công bố Internet, mà chủ yếu Trung Quốc Hình 1.5 hình 1.6 giới thiệu máy nghiền ướt có nguyên lý làm việc kiểu máy nghiền côn – thủy lực Trung Quốc sản xuất chuyển giao thương mại Các thông số kỹ thuật loại máy nhà cung cấp giới thiệu bảng 1.1 Hình 1.5 Máy nghiền ướt kiểu trục Hình 1.6 Máy nghiền ướt kiểu trục đứng ngang Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật máy nghiền bột ướt 12 Từ số liệu nhà cung cấp công bố cho thấy mẫu máy nghiền không phù hợp để nghiền hạt nơng sản cơng nghiệp chế biến, u cầu đầu vào nguyên liệu phải ≤ mm 1.2 Cơ sở lý luận vấn đề nghiên cứu 1.2.1 Công nghệ sản xuất bột gạo 1.2.1.1 Giới thiệu chung gạo Gạo (hình 1.7) loại lương thực số nước giới Trung Quốc, Nhật, Philippin, Việt Nam, Thái Lan, Mỹ,… chế biến từ thóc Gạo cịn ngun liệu chế biến thành bột gạo Từ bột gạo, người ta chế biến nhiều mặt hàng thực phẩm hấp dẫn, gắn liền với đời sống ngày phở, hủ tiếu, bún, loại bánh, sản phẩm ăn liền Hình 1.7 Hạt gạo Sản phẩm bột gạo chế biến theo hai hướng công nghệ chế biến khô chế biến ướt (hình 1.8) Hình 1.8 Bột gạo khô ướt 13 Theo công nghệ chế biến ướt, sản phẩm bột gạo dạng khơ hay dạng ướt Để có sản phẩm dạng khơ phải qua khâu sấy phơi Sản phẩm bột gạo nghiền dạng ướt nguyên liệu dùng để chế biến sản phẩm thực phẩm dạng màng bánh tráng, bánh phở, bánh ướt,…hay dạng sợi bún tươi Sản phẩm bột gạo nghiền từ công nghệ chế biến ướt sấy khô dùng làm nguyên liệu dự trữ chế biến Bột gạo theo công nghệ chế biến khô thường dùng để làm bột ăn hàng ngày, phạm vi sử dụng Hàm lượng dinh dưỡng bột gạo trình bày bảng 1.2 Bảng 1.2 Hàm lượng dinh dưỡng bột gạo Thành phần Hàm lượng (%) Nước 12.8 Tinh bột 79.5 Protein 5.9 Lipid 2.05 Tro 0.4 Canxi 28 (mg/100g) Photpho 104 (mg/100g) Nguồn: www.khoahoc@.doisong/hatgaovang/ Một số tính chất tính gạo dùng sản xuất tinh bột gạo cho bảng 1.3 Bảng 1.3 Tính chất tính gạo TT Nguyên liệu Tính chất lý Kích Độ bền Độ ẩm Hệ số Khối Khối thước (MN/m2) (%) ma sát lượng lượng với thép riêng thể tích (kg/m3) (kg/m3) (mm) Gạo nguyên 35 8,512,4 14 0,30,5 1.150 550 Gạo ngâm 46 1,21,6 4046 0,41,5 1.250 500 14 1.2.1.2 Quy trình chế biến bột gạo Quy trình chế biến bột gạo theo phương pháp ướt trình bày hình 1.9 Giải thích quy trình: + Ngâm: Mục đích q trình ngâm giúp hạt gạo mềm dễ xay mịn Trong ngâm, nước ngấm vào hạt gạo (hydrat hóa) làm mềm hạt gạo, lớp màng tế bào, giúp trình xay gạo tinh bột giải phóng dễ dàng xay Thời gian ngâm 1-2 nhiệt độ thường + Nghiền : Quá trình nghiền phá vỡ cấu trúc hạt gạo lớp màng bao tế bào, giúp giải phóng tinh bột chứa bột lạp tế bào hạt gạo Ngồi q trình xay cịn giúp đồng khối hạt hình thành dạng bột cho bột gạo Để trình xay dễ dàng, gạo xay bổ sung với nước Gạo Nước Ngâm Nước Xay Khuấy Lắng gạn Chia bột Phơi khô Bao gói Hình 1.9 Quy trình chế biến bột gạo theo phương pháp ướt + Khuấy: Mục đích trình khuấy giúp các phân tử tinh bột hồn tồn khỏi túi bột lạp giúp tăng hiệu suất thu hồi tinh bột Ngoài 15 khuấy số tạp chất nhẹ lẫn gạo lên loại bỏ dễ dàng Q trình khuấy cịn giúp lipit (chất béo gạo) thoát lên loại bỏ Nếu khơng khuấy kỹ thành phần lipit cịn lẫn bột gạo tạo mùi khó chịu bảo quản + Lắng gạn: Để tách bột khỏi nước dùng cách lọc, lắng gạn ly tâm Do hạt tinh bột có khuynh hướng kết thành khối mịn dễ làm nghẹt lọc nên làm cho thời gian lọc lâu dễ gây chua bột Phương pháp lắng gạn có hiệu suất tốt dụng cụ đơn giản, làm với số lượng lớn nhiên thời gian lắng gạn lại kéo dài so với phương pháp ly tâm Thời gian lắng thường diễn đến cho mẽ Tuy nhiên, phương pháp ly tâm đòi hỏi đầu tư thiết bị tốn nên áp dụng + Chia bột ướt: Sau lắng gạn thu bột có dạng bột nhão Khối bột chia mâm tre bọc vải Khối lượng chia cần đồng vĩ nhằm đảm bảo bột khô Lớp vải giúp việc lấy bột lên dễ dàng bột khô + Phơi sấy: Bột sau chia phơi sấy khô đến 14% ẩm Thời gian phơi khoảng - Sau bột khơ đóng gói bảo quản bột nghiền mịn bao gói nhằm tăng giá trị cảm quan thuận tiện chế biến sản phẩm thực phẩm 1.2.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc loại máy nghiền gạo theo nguyên lý nghiền ướt 1.2.2.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy nghiền thủy lực kiểu búa cánh cố định a) Cấu tạo Máy nghiền thuỷ lực kiểu búa cánh cố định có cấu tạo hình 1.10 Cấu tạo máy gồm có rơ to có gắn cánh búa Lưới sàng lắp theo chu vi rô to Ở hai thành buồng nghiền lắp nhám dạng đĩa để tăng hiệu q trình nghiền Rơ to nhận truyền động từ động thông qua truyền 16 động đai Nguyên liệu chứa cung cấp từ máng cấp liệu theo kiểu tự chảy Nước cung cấp trực tiếp vào trình nghiền Hình 1.10 Sơ đồ máy nghiền thuỷ lực kiểu búa cánh cố định 1.Vỏ máy; 2.Tấm nhám; 3.Rô to; 4.Lưới sàng; 5.Bánh đai; 6.Trục rô to; 7.Búa nghiền; 8.Nước vào máy; 9.Máng cấp liệu Nguyên lý làm việc máy nghiền kiếu búa cánh cố định Nguyên liệu nghiền gạo ngâm ủ Nhờ trình ngâm nước mà gia tăng độ ẩm giảm độ bền học hạt Các hạt gạo rơi vào buồng nghiền búa đập quét chuyển động xung quanh buồng nghiền Dòng nguyên liệu nghiền tự va đập, chà xát lên hay bị chà xát với cánh búa, với bề mặt lưới sàng, bề mặt nhám để tạo phá hủy học Các phần tử nghiền đủ nhỏ với hỗ trợ chất lỏng để dễ ràng chui qua lỗ sàng Quá trình nghiền chấm dứt sau phần tử nghiên thoát khỏi buồng nghiền Như nước đưa vào q trình nghiền với mục đích nhằm giảm nhiệt độ phát sinh nghiền tượng tắc nghẽn lỗ lưới sàng Sản phẩm nghiền hỗn hợp nước – bột gạo nghiền Sản phẩm nghiền sau điều chỉnh ẩm độ chuyển chế biến trực tiếp đưa làm khô thành dạng bột khô cho phù hợp với yêu cầu công nghệ chế biến hay bảo quản Với kết cấu đơn giản, thuận tiện sử dụng, làm việc có độ tin cậy cao nên hầu hết máy nghiền bột gạo ướt nước dùng nguyên lý làm việc Nguyên lý sử dụng làm nguyên lý nghiền khô loại hạt lương thực 17 1.2.2.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc loại máy nghiền thủy lực kiểu đĩa a) Cấu tạo Máy nghiền đĩa dùng cơng nghệ nghiền khơ lẫn nghiền ướt bột vừa mịn Máy có dạng máy nghiền sau: - Máy có trục đứng làm quay đĩa - Máy có trục thẳng đứng làm quay đĩa - Máy có trục nằm ngang làm quay đĩa - Máy có trục nằm ngang làm quay đĩa Càc đĩa nghiền thường chế tạo kim loại hỗn hợp bột vô cứng Do lực liên kết đĩa đá đĩa kim loại nên phải làm thêm đai thép thường cho đĩa đá làm việc với vận tốc tiếp tuyến 10 m/s trục quay thẳng đứng, tới 18 m/s trục quay nằm ngang Đĩa gang đúc vận tốc tiếp tuyến lên tới 28 m/s, đĩa thép đúc đạt tới 68 m/s Chế tạo đĩa nghiền đảm bảo yêu cầu : bề mặt nghiền cần có độ cứng cao, độ nhám lớn, tính đồng tồn bề mặt đĩa nghiền để làm việc mịn đều, không bị sứt mẻ Loại đĩa nghiền đá thường chế tạo từ hỗn hợp loại bột (bảng 1.4) Bảng 1.4 Thành phần đĩa nghiền đá Loại mặt đá Thành phần bột nhám Silic Thạch anh manhêdit Magiê clorua Bột nhám Bột nhám Silic 70 40 - 30 70 - 15 15 15 15 15 15 Thạch anh - - 70 15 15 Để tăng khả nghiền đĩa, tăng khả vận chuyển bột khỏi khe nghiền tăng điều kiện thơng gió (khi nghiền khơ) hay sản phẩm nghiền nghiền ướt, người ta thường gia công mặt đĩa thành vành, rãnh chìm có prơphin hình tam giác mặt đĩa (hình 1.11 hình 1.12) Các rãnh có hai loại hình dạng: cong thẳng Rãnh cong có khả đẩy hạt nghiền ngồi mạnh rãnh thẳng Vì bột nghiền to hơn, có bụi bột Cấu tạo chung máy nghiền thuỷ lực kiểu đĩa chà xát với trục thẳng đứng có sơ đồ cấu tạo hình 1.13 với trục nằm ngang có sơ đồ cấu tạo hình 1.14 18 Đóa 5-8 Đóa 35 - 40 R'' R' Hình 1.11 Các vành mặt đĩa nghiền Hình 1.12 Các rãnh mặt đĩa nghiền Hình 1.13 Sơ đồ máy nghiền thuỷ lực kiểu đĩa trục thẳng đứng Hình 1.14 Sơ đồ máy nghiền thuỷ lực kiểu đĩa trục nằm ngang Hộp cấp liệu; Nam châm; Cửa quan sát; Vít xoắn; Cân điều chỉnh khe hở nghiền; Đĩa đứng yên; Đĩa quay; Cần gạt; Bánh đai dẫn động; 10 Đai truyền động; 11 Cơ cấu tháo Đĩa trên; Thân máy; Cửa nạp liệu; Ổ đỡ; 5,6 Cụm trục quay đĩa 19 b) Nguyên lý làm việc Cấu tạo máy nghiền đĩa loại trục quay nằm ngang mơ tả hình 1.15 Hạt nghiền từ hộp cấp liệu chảy qua nam châm tách vụn sắt chảy xuống vít xoắn Vít xoắn có nhiệm vụ đẩy hạt vào khoang nghiền cặp đĩa nghiền Đĩa nghiền cố định đĩa nghiền lắp với trục quay bánh đai dẫn động Bột nghiền cần gạt đẩy vào cửa tháo liệu Điều chỉnh khe nghiền cần Từ trục quay truyền động đai 10 lên cấu tháo liệu 11 hộp chứa liệu Cửa quan sát vừa để theo dõi lớp hạt chảy xuống cặp đĩa nghiền, vừa để lấy vụn sắt bám nam châm ra, đảm bảo an tồn cho cặp đĩa nghiền Máy nghiền đĩa có trục quay thẳng đứng, sau chế tạo phải đảm bảo điều kiện: trọng tâm đĩa quay nằm trục quay trục trục quán tính đĩa quay Có đảm bảo đĩa làm việc cân bằng, không tạo nên tải trọng động tác dụng lên trục gối trục gây phá hỏng máy Ngồi khả nghiền khơ, máy nghiền đĩa cịn dùng để nghiền ướt thích hợp cần sản xuất dịch bột để tách tinh bột, dịch bào loại hạt đậu chế biến đậu phụ, nước chấm, 1.2.2.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc loại máy nghiền thuỷ lực kiểu côn a) Cấu tạo Đây mẫu máy nghiền chưa sản xuất Việt Nam Máy thường áp dụng q trình nghiền khơ dạng nghiền thơ phục vụ nghiền đá cho ngành công nghiệp xây dựng, hóa chất Máy nghiền thuỷ lực kiểu có cấu tạo hình 1.15 Rơ to nghiền có cấu tạo dạng bánh xoắn với góc đỉnh nhỏ từ 150 Các rãnh xoắn bề mặt rơ to có dạng hình thang cân Góc xoắn từ 75 850 Bề mặt buồng nghiền có dạng hình gia công thành rãnh xoắn, với góc xấp xỉ góc rơ to, cịn góc xoắn với góc xoắn rơ to theo chiều ngược lại Với cấu tạo tăng khả nghiền cắt vật nghiền Khe hở rô to bề mặt ... Thanh, tiến hành đề tài: ? ?Nghiên cứu xác định số thông số tối ưu cho máy nghiền bột gạo nước MNM – TL – 3? ?? Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu tổng quát: Nâng cao hiệu nghiền bột gạo nước công nghệ chế biến... 400 (%) chi phí điện riêng để nghiền (kWh/tấn) 3) Xác định thông số tối ưu tiêu tối ưu đạt 4) Kiểm chứng chế độ làm việc tối ưu máy nghiền bột gạo nước MNM – TL – suất 500 kg/h sản xuất 4 Ý... thước lỗ 63 m) Một nhiệm vụ nghiên cứu đề tài đăng ký xác định thơng số tối ưu cho mơ hình máy nghiền thực nghiệm Kết tính tốn tối ưu làm sở cho việc thiết kế, xây dựng dãy cỡ máy nghiền có