Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy vắt bã sắn kiểu ép trục băng tải lọc năng suất 14 tấn giờ cho nhà máy chế biến tinh bột sắn

PHẦN MỞ ĐẦU A Thơng tin đề tài • Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy vắt bã sắn kiểu ép trục băng tải lọc suất 14 t/h cho nhà máy chế biến tinh bột sắn • Chủ nhiệm đề tài: Lâm Trần Vũ • Cơ quan chủ trì: Phân Viện Cơ Điện NN Cơng nghệ STH • Thời gian thực hiện: 9/2013-10/2014 • Kinh phí duyệt: 580 triệu đồng • Kinh phí cấp theo TB số: 226 / TB-SKHCN ngày 25/10 /2013 B Mục tiêu đề tài: Có mẫu máy vắt kiểu ép trục băng tải lọc vắt bã sắn từ 90% ẩm xuống 60 % ẩm với suất đầu vào 14 tấn/giờ phục vụ dây chuyền vắt-sấy bã sắn làm thức ăn gia súc, giúp giảm ô nhiễm môi trường C Nội dung nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu thực nghiệm xác định hoàn chỉnh tính chất lý bã sắn; Xây dựng sở liệu loại băng tải lọc bã bùn chọn loai cho bã sắn; Nghiên cứu lý thuyết trình ép sức căng băng tải lọc; Xác định thông số công nghệ cho máy VBS14; Nghiên cứu chuyển động băng tải cách điều khiển chúng; Tính tốn thiết kế máy vắt bã sắn VBS14; Xây dựng quy trình chế tạo phận chính, chế tạo, lắp ráp máy VBS14; Nghiên cứu thực nghiệm điều chỉnh thông số làm việc; qui hoạch thực nghiệm xác định thông số tối ưu cho máy; Chuyển giao ứng dụng sản xuất tính tốn hiệu kinh tế D Đặt vấn đề: Khoảng 10 năm trở lại đây, sắn Việt Nam từ lương thực phụ trở thành công nghiệp quan trọng, với diện tích, suất sản lượng tăng nhanh Năm 2012 tổng diện tích trồng sắn nước đạt 560.000 sản lượng củ sắn tươi đạt khoảng 9,5 triệu Với 100 nhà máy cơng suất lớn hàng nghìn sở chế biến thủ công cho sản lượng tinh bột triệu tấn/năm, nhiên việc chế biến tinh bột sắn gặp thách thức lớn ô nhiễm môi trường bã sắn sinh Bã sắn ướt 90% ẩm chiếm khoảng 80% lượng củ đưa vào chế biến, việc khắc phục ô nhiễm môi trường bã sắn đơn giản nhiều ta vắt bã sắn 90% ẩm xuống 60% ẩm, ta loại 75% nước bã sắn, ta cần phơi ngày nắng sấy dễ dàng tốn nhiên liệu Đã có nhiều nghiên cứu chế tạo máy vắt bã sắn theo nguyên lý khác nhau, song nước ta nay, máy VBS-3, chưa có máy vắt bã sắn xuống 60% ẩm, nhiên máy VBS-3 suất thấp yêu cầu bã vào vắt 80% ẩm Trên cở sở kế thừa máy VBS-3 máy vắt bã bùn xử lý nước thải, đề tài đề xuất mẫu máy VBS14 kết hợp hai nguyên lý vắt sức căng băng tải ép trục băng tải lọc, với bề rộng băng tải 1,5m với công suất động 5,5kW, máy vắt bã sắn 90% ẩm xuống 60% ẩm, với suất đầu vào 14 tấn/giờ Chương I TỔNG QUAN 1.1 Tình hình sản xuất sắn giới Cây sắn trồng 100 nước có khí hậu nhiệt đới cận nhiệt đới thuộc ba châu lục: Á, Phi Mỹ Latinh Tổ chức Nông lương giới (FAO) xếp sắn lương thực quan trọng nước phát triển sau lúa gạo, ngơ lúa mì Tinh bột sắn thành phần quan trọng chế độ ăn tỷ người giới (www TTTA Food market, 2009) Sắn thức ăn gia súc quan trọng nhiều nước giới hàng hóa xuất có giá trị để chế biến bột ngọt, bánh kẹo, mì ăn liền, ván ép, bao bì, màng phủ sinh học phụ gia dược phẩm Theo Bảng 1.1 tổ chức quốc tế FAO, diện tích, suất sản lượng sắn giới có chiều hướng gia tăng từ năm 2006 đến Năm 2009, sản lượng sắn giới đạt 242 triệu củ tươi so với 233,39 triệu năm 2008 Nước sản xuất sắn nhiều Nigeria (45,72 triệu chiếm 19% tổng sản lượng giới), Thái Lan (30 triệu tấn) Indonesia (20,5 triệu tấn) Nước có suất sắn cao Ấn Độ (31,43 tấn/ha), Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với suất sắn bình quân giới 12,87 tấn/ha (FAO, 2009) Trong năm gần đây, nhu cầu thị trường tiện lợi việc sử dụng mà phần lớn sắn xuất chế biến thành tinh bột Ở Châu Á, Thái Lan dẫn đầu giới xuất sắn (80% lượng xuất giới) chủ yếu tinh bột Trong quý năm 2012, Nhật Bản nhập 33,8 nghìn tinh bột, 31,6 nghìn từ Thái Lan 1,36 nghìn từ Việt Nam Thị trường nhập tinh bột sắn lớn giới Trung Quốc với mục đích sử dụng tinh bột sắn cho ngành công nghiệp thực phẩm, dược, may, dệt Giá tinh bột sắn Trung Quốc tăng lên nhanh đạt 415-420 USD/tấn (2012) Bên cạnh thị trường EU, Hàn Quốc, Châu Phi có nhu cầu tăng cao, riêng EU lượng nhập 32.000 tấn/năm, hàng năm tăng đặn từ 18-20% Trong Cộng Hịa Liên Bang Đức nước nhập nhiều nhất, chiếm 25% thị phần nhập EU Bảng 1.1 Sản lượng sắn củ tươi giới(*) Đơn vị tính: nghìn Khu vực, nước 2006 2007 2008 2009 Toàn giới 224 483 217 536 233 391 242 069 Africa 117 449 104 952 118 461 121 469 Nigeria 45 721 34 410 42 770 45 000 Congo, Dem Rep of 14 989 15 004 15 020 15 036 Ghana 638 650 700 10 000 Angola 810 800 900 000 Mozambique 765 039 400 200 Tanzania, United Rep.of 158 600 700 500 Uganda 926 456 942 500 Malawi 832 239 700 000 Madagascar 359 400 405 000 Other Africa 15 251 15 354 15 923 16 233 36 311 36 429 37 024 36 606 Latin America Brazil 26 639 26 541 26 600 26 000 Paraguay 800 100 300 400 Colombia 363 288 444 500 Other (Latin America) 509 500 680 706 Asia 70 465 75 882 77 631 83 715 Thailand 22 584 26 411 25 156 30 088 Indonesia 19 987 19 988 20 269 20 500 Viet Nam 783 985 300 600 India 620 429 959 200 China, mainland 500 875 300 700 Cambodia 182 215 604 275 Philippines 757 871 941 200 Other Asia 053 108 102 151 Oceania 258 272 275 280 (*)Nguồn: Theo FAO, 2009 1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm sắn Việt Nam Ở Việt Nam, từ năm 1990 đến nay, diện tích trồng sắn mở rộng lớn loại ngắn ngày Theo số liệu tổng cục thống kê diện tích sắn năm 2011 đạt 560.000 ha, cao gấp gần 2,4 lần so với năm 2000 Sản lượng sắn năm 2011 đạt 9,87 triệu tấn, cao gấp gần lần so với năm 2000 Các tỉnh có diện tích sản lượng sắn lớn Tây Ninh, Gia Lai, Kon Tum, Đăk Lăk, Bình Phước Bảng 1.2 Diện tích sản lượng sắn theo vùng Việt Nam(*) Đơn vị tính: diện tích – nghìn ha; sản lượng - nghìn Năm 2009 2010 2012 Khu Vực DT SL DT SL DT SL Cả nước 507.8 8530,5 498 8595,6 560,1 9875,5 Vùng Tây Bắc 68 837,2 69.9 869,5 78,1 983,4 Vùng Đông Bắc 33,4 382,9 35,1 413,6 39,1 465,5 Đồng Bằng Sông Hồng 2,5 44,2 2,1 38,4 2,1 38,2 Bắc Trung Bộ 60,9 1008,9 58,8 977 65,3 1139 Nam Trung Bộ 93,7 1493,5 93,6 1588,2 103,3 1838,9 Tây Nguyên 135 2105 130,6 2156,3 154,6 2582,2 Đông Nam Bộ 97,6 2400,9 90 2306,7 99 2536,5 Đồng Bằng S Cửu Long 2,6 52,3 2,7 50,9 3,6 61,8 (*) Nguồn: Tổng cục thống kê Năm 2012 Việt Nam vươn lên thành nước xuất sắn lớn thứ hai giới sau Thái Lan Thị trường nhập tinh bột sắn sản phẩm từ sắn Việt Nam lớn Trung Quốc (chiếm 87,2% tổng số), tiếp đến Hàn Quốc 40,67 triệu USD, Đài Loan 32,39 triệu USD, Philippines 19 triệu USD, Malaysia 12,11 triệu USD,… Hình 1.1 Kim ngạch xuất sắn Việt Nam.(*) (*) Nguồn: Tổng cục Thống kê, 2012 1.3 Qui mô sản xuất tinh bột sắn Việt Nam Việt Nam tồn loại quy mô chế biến tinh bột sắn điển hình sau: Qui mơ nhỏ (hộ liên hộ): có cỡ suất 0,5 ÷ 10 tinh bột/ngày Công nghệ, thiết bị tự tạo sở khí địa phương chế tạo Hiệu suất thu hồi chất lượng tinh bột sắn khơng cao Qui mơ vừa: có cơng suất 50 tinh bột/ngày, sử dụng thiết bị chế tạo nước sản phẩm có chất lượng khơng thua sở nhập thiết bị nước Qui mơ lớn: có cơng suất 50 -200tấn tinh bột/ngày, với công nghệ, thiết bị nhập từ Châu Âu, Trung Quốc, Thái Lan có hiệu suất thu hồi sản phẩm cao hơn, đạt chất lượng sản phẩm cao hơn, sử dụng nước so với cơng nghệ nước Tới nước có 100 nhà máy chế biến tinh bột sắn cơng suất 50 ÷ 200 tinh bột sắn/ngày 4.000 sở chế biến thủ công Bảng 1.3 Các nhà máy chế biến tinh bột sắn qui mô lớn Việt Nam(*) Công suất (tấn Tỉnh Tên doanh nghiệp tinh bột/ngày) Tân Trường Hưng 100 Tân Châu 100 Nhà máy tinh bột khoai mì Hing Chang 150 Tây Ninh Sầm Nhứt 80 Định Khuê 150 Khoai mì Nước Trong 80 Tổng (83 sở) 3500 Intimex Thanh Chương 240 Nghệ An Yên Thành 80 Tổng 50.000 VEDAN 400 Bình Phước Tinh bột sắn KMC VN 100 Nhà máy chế biến tinh bột sắn Hướng Hóa 120 Quảng Trị Fococev Quảng Trị 60 Quảng Ngãi Fococev Quảng Ngãi 130 Bình Định Đồng Nai Đăk Lăk Công ty cổ phần chế biến tinh bột sắn Bình Đinh VEDAN nhà máy BMC- Ngọc Hồi Kon Tum Liên doanh sản xuất tinh bột sắn Kon Tum Đăk Tơ n Bái YFACO Phú Mỹ Hịa Bình Xuất Hịa Bình Gia Lai nhà máy Đồng Xuân Phú Yên Sông Hinh * Nguồn: AGROINFO tổng hợp 60 100 315 30.000 1000 150 10.000 300-500 250 40.000 30.000 33.000 1.4 Qui trình phổ biến chế biến tinh bột sắn xử lí bã sắn Qui trình phổ biến chế biến tinh bột sắn xử lí bã sắn nhà máy chế biến tinh bột sắn cỡ 100 bột/ngày hình 1.2 hình 1.3 Ở hình 1.2, bã sắn qua lọc ly tâm côn liên tục thải khỏi dây chuyền chế biến có độ ẩm 88-92% khối lượng 300 tấn/ngày, bã sau đem phơi khơ thủ cơng Ở hình 1.3 bã vắt máy ép trục vis lưới lọc khỏang 80% ẩm, khối lượng cịn 150 tấn/ngày 360 củ sắn bóc bỏ vỏ gỗ Rửa nước Mài nghiền Băm nhỏ Lọc ly tâm côn liên tục lần 300 bã 90% ẩm Nước bột Phơi khô thủ công Ly tâm vắt 35 bã sắn 15% ẩm Sấy khô 100 thành phẩm bột 13% ẩm Hình 1.2 Sơ đồ chế biến tinh bột bã sắn nhà máy 100 bột/ngày, bã khơng vắt máy ép trục vít 360 củ sắn xóc bỏ vỏ gỗ ngồi Rửa nước Mài nghiền Băm nhỏ Lọc ly tâm côn liên tục lần Nước bột 300 bã 90% ẩm ép vắt nước trục vis lưới lọc Ly tâm vắt 150 bã 80% ẩm Sấy khô Phơi khô thủ công 100 thành phẩm bột 10% ẩm 35 bã sắn 15% ẩm Hình 1.3 Sơ đồ CBTB BS nhà máy 100 bột/ngày, bã vắt máy ép trục vít 1.5 Tình hình xử lý sử dụng bã sắn Bã sắn 90% ẩm chiếm khoảng 80% lượng củ đưa vào chế biến, nhà máy chế biến tinh bột công suất khoảng 300 củ/ngày, thải khoảng 240 bã tươi Hiện bã sắn bã tươi thường bán thẳng cho chủ thầu Giá bán bã tươi theo lượng củ đưa vào chế biến dao động từ 30 – 100 đồng kg, tùy theo mùa vị trí nhà máy chế biến Bã sắn có ẩm độ 90% phơi dễ bị nhiễm khuẩn, sinh mùi ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Tại số địa phương có nhà máy tinh bột sắn, người dân sinh sống khu vực lân cận, ngày, lúc ăn lúc ngủ, họ phải chịu mùi hôi thối nồng nặc bã sắn ngâm ủ, phơi vận chuyển đường Ô nhiễm nhà máy tinh bột sắn vấn đề cần giải cách khẩn trương Hình 1.4 Bã phơi không kịp mốc đen gây ôi nhiễm môi trường Bã sắn 90% ẩm, trời nắng liên tục phơi khoảng tuần khô, phơi nhiều ngày bã sau phơi bị mốc đen gây bệnh cho vật nuôi sử dụng bã làm thực phẩm 1.6 Các kết nghiên cứu máy vắt bã sắn nước 1.6.1 Máy vắt ly tâm liên tục Máy vắt ly tâm liên tục có cấu tạo hình 1.5 Máy gồm rơ to lọc hình bình chứa hình có thành đặc Rơ to lắp congsole ổ bi, gối đỡ đặt giảm chấn Rô to quay nhờ động khơng đồng qua truyền đai Hình 1.5 Máy ly tâm hình tháo vật lắng sức ly tâm 1- rơ to lọc; 2- bình chứa hình cơn; 3- ổ đỡ; 5- giảm chấn; 6- vỏ dạng hình vành khăn; 7- thùng chứa nước vắt; 8- thùng chứa bã vắt Hoạt động: Bã lỏng đươc bơm liên tục thành dòng vào phận chứa với góc mở nhỏ hình cơn, tăng tốc đến tốc độ quay vịng máy lên lưới lọc rô to Khi vật liệu chuyển động dọc theo bề mặt rô to chất lỏng bã tách làm giảm nước bã, bã sau trượt qua miệng ngồi Đây máy ly tâm có cơng dụng chung, dùng nhiều cơng nghiệp mía đường Với máy ly tâm liên tục bã sắn ướt vắt liên tục xuống cịn ẩm độ 88 ÷ 90% Năng suất máy cao máy làm việc liên tục, việc tháo liệu tự động nhờ sức ly tâm Đây thực chất máy lọc liên tục nhờ lực ly tâm, làm giảm sơ nước bã sắn tới độ ẩm 88% Thông thường máy bố trí cơng đoạn cuối dây chuyền chế biến tinh bột sắn để làm giảm nước bã vừa thải dây chuyền có độ ẩm 95% 1.6.2 Máy ép vắt trục vít lưới lọc hình Máy gồm trục vít ép dạng xoắn ruột gà có đường kính thay đổi giảm dần từ ∅150 xuống ∅80 mm; phần lưới lọc bao ngồi quanh trục vít thường làm lưới đột lỗ kích thước x mm Dẫn động cho máy động điện qua hộp giảm tốc, số vịng quay trục vít ép 60 vg/ph Thông thường máy lắp thành tổ hợp từ đến 20 song song với (hình 1.6) Năng suất máy khoảng 300 kg bã /giờ (động 4,0 kW) Tổ hợp lắp sau máy vắt ly tâm liên tục nên bã vào vắt khoảng 85% ẩm; bã sau vắt khoảng 75 - 80% ẩm Hình 1.6 hệ thống vắt bã sắn kiểu ép trục vít lưới lọc nhà máy chế biến tinh bột sắn Tri Tôn, An Giang Hệ thống gồm máy vắt ly tâm liên tục tháo liệu sức ly tâm 12 máy vắt ép kiểu trục vít lưới lọc Tổng cơng suất hệ thống 54 kW, suất vắt bã ướt 3,5 tấn/giờ; vắt bã từ 90% ẩm xuống cịn 76-80% ẩm van xả liệu; trục vít côn; lưới lọc; 4.phễu cấp liệu; 5.bánh dẫn động Hình 1.6 Hệ thống máy vắt bã sắn kiểu trục vít lưới lọc Thái Lan 1.6.3 Máy ép vắt dạng trục vít lưới lọc trụ (Hình 1.7): Loại máy giống máy ép trục vít lưới lọc cơn, khác trục vít lưới lọc hình trụ, có đường kính từ đầu đến cuối máy (∅360 mm) Trục vít dài m, có bước vít giảm dần từ 200 mm xuống 100 mm, số vịng quay trục vít 20 vg/ph Năng suất vắt bã nguyên liệu từ 90% ẩm xuống 75% ẩm 5tấn/giờ với công suất động dẫn động 11 kW Hình 1.7 Sơ đồ máy vắt bã sắn kiểu ép trục vít lưới lọc trụ phễu cấp liệu; trục vít xoắn; lưới lọc trụ; cửa xả bã; hộp giảm tốc; động điện giảm tốc 11 kW Máy ép trục vít lưới lọc trụ hệ sau máy ép trục vít lưới lọc cơn, trang bị cho nhà máy chế biến tinh bột sắn nhập vào nước ta sau năm 1998 nhà máy chế biến tinh bột sắn Quảng Ngãi, Quế sơn – Quảng Nam, An Khê- Gia Lai, Vedan II- Bình Phước Mẫu máy thường lắp tổ hợp sau máy ly tâm liên tục Khả giảm ẩm bã máy loại có loại ép trục vít song độ ẩm bã sau vắt cịn 7375% cịn cao, khơng đáp ứng yêu cầu vắt bã sắn máy để sấy khơ Nhìn chung hai loại ép trục vít ta thấy: Ưu điểm: - Cấu tạo đơn giản, khơng địi hỏi độ xác cao chế tạo - Máy làm việc liên tục, ổn định - Tốn nước để rửa lưới lọc Nhược điểm: Khả vắt nước khơng cao, bã sau vắt cịn 75% ẩm, hiệu suất thấp chưa đáp ứng yêu cầu vắt bã sắn để sấy khô 1.6.4 Máy vắt sức căng hai băng tải lọc Thai-German Hình 1.8 Máy vắt sức căng hai băng tải lọc Thai-German Năm 2005, Công Ty Chế Biến Tinh Bột Sắn Xuất Khẩu Bình Định nhập hai máy vắt bã sắn Đức sản xuất Thái Lan Máy gồm hai băng tải lọc, ru lô đặt so le Máy hoạt động dựa vào sức căng hai băng tải Máy có suất 4tấn/h; Bề rộng băng tải m; Độ ẩm sau vắt 72%; Công suất động 4kW Ưu điểm: máy hoạt động êm, ổn định, vắt bã 90% ẩm Nhược điểm: độ ẩm bã cao dùng sức căng băng tải để ép vắt nên gây khó khăn cho giai đoạn phơi sấy phía sau 1.6.5 Máy vắt bã sắn kiểu băng tải lọc trống Năm 1995 công ty Pháp chế tạo máy vắt bã sắn P2R 500 theo nguyên lí ép băng tải lọc sử dụng cho Châu Phi Hình 1.9 Máy vắt bã sức căng băng tải, (băng tải plastic dạng lưới cước đan) Độ ẩm bã sắn sau vắt 72 ÷ 75 % Hình 1.9 ảnh máy vắt bã sắn P2R 500 Pháp Theo mẫu theo mẫu P2R 500 trên, năm 2003-2005 công ty AGRINCO chế tạo máy vắt bã sắn cho công ty tinh bột sắn Tri Tôn – An Giang Máy vắt theo nguyên lí ép băng tải lọc có bề rộng băng tải 0,6 m, suất 2,5 t/h, song băng tải lọc kết cấu máy không phù hợp với bã sắn (băng tải không chịu nén ép, khơng có lực ép rulơ) nên độ ẩm bã sau vắt 72% Ưu điểm: Kết cấu đơn giản với băng tải cấu căng chỉnh học Nhược điểm: Bã sau vắt độ ẩm cao 1.6.6 Máy vắt bã sắn VBS-3 Mẫu máy Lâm Trần Vũ thuộc Viện Cơ điện Nông nghiệp chế tạo năm 1999, máy vắt bã từ 80% xuống 55 % ẩm ứng dụng loạt nhỏ vào sản xuất Cấu tạo máy: Phễu để chứa cung cấp bã ướt vào vắt, ru lô cung cấp để cung cấp điều chỉnh độ dày lớp bã vào vắt; trống ép bọc cao su có modul đàn hồi 90 So; bốn lô ép bề mặt có tiện rãnh nước sâu mm, rộng mm cách mm, lô ép vào trống ép nhờ lò xo ép tạo áp lực tăng dần; máng hứng có nhiệm vụ hứng gom nước vắt dẫn ngoài; băng tải lọc vải nỉ dầy mm loại chịu nén ép (bị xẹp thay đổi độ dày bị ép); dao gạt để gạt bã vắt khỏi mặt băng tải lọc trống ép 4; ống phun nước để rửa băng tải sau chu kỳ ép; lô để căng chỉnh băng tải khơng cho lệch ngồi lơ ép Động truyền xích 10 lắp bên hơng máy Hình 1.10 Sơ đồ cấu tạo máy vắt bã sắn dạng ép trục băng tải lọc VBS-3 phễu nạp liệu; lô cung cấp; ống nước rửa băng tải; trống ép; dao gạt bã; lơ ép với lị xo ép; máng hứng nước vắt; băng tải lọc; động truyền xích;10 lơ căng băng tải lọc Nguyên tắc làm việc: Bã sắn ướt đổ vào phễu cấp liệu 1, nhờ chuyển động quay trống ép băng tải lọc 8, bã kéo vào khe hở cung cấp lô cung cấp trống ép kẹp giữ băng tải lọc trống ép Khi qua lô ép 6, bã ép từ từ với áp lực tăng dần, bã sau ép vắt dính vào băng tải trống ép dao cạo cạo ra, nước vắt lọt qua băng tải rơi xuống máng hứng 7, băng tải sau chu kỳ ép bị bẩn, tắc bã dính vào vịi nước rửa trước vào chu kỳ ép sau Máy có hệ thống tự động chỉnh băng tải lọc khơng cho chệch ngồi lơ ép q trình làm việc Các thơng số máy vắt bã sắn VBS-3: trống ép đường kính 500mm, lơ ép đường kính 150mm chịu lực ép theo thứ tự 120; 256; 658 1124 kG ; Vận tốc băng tải 0,3 m/s; kích thước D-R-C = 1,5-1,3-1,4m; Khối lượng 200 kg; Vắt bã sắn 8082% ẩm xuống 55-60% ẩm, suất theo bã vào vắt tấn/h; Công suất động 1HP Về yêu cầu kỹ thuật máy vắt bã sắn từ 80-82% ẩm xuống 55-60% ẩm Tuy nhiên, máy có nhược điểm suất thấp không phù hợp vơi qui mô sản xuất lớn với bã 90% ẩm thường bị ịe ngang băng tải Ưu điểm: Chi phí lượng thấp, máy hoạt êm, bã sau đạt độ ẩm 60% Nhược điểm: Máy vắt bã vắt sơ trục vít cịn 80% ẩm, với bã có độ 10 Wc =338,581 − 7,51223.F1 − 1, 7079.F2 − 6, 78611.F3 − 0,1375.F1.F2 + 0,19375.F1.F3 + 0, 0321976.F22 +0, 0296875.F2 F3 + 0, 0266734.F32 (3.90) • Hàm chi phí điện riêng để thái y (Ar): Bằng cách tiến hành tương tự hàm y3, dựa vào kết thực nghiệm tiến hành phân tích phương sai lần với mơ hình dạng đa thức bậc II đầy đủ Kết phân tích phương sai cho thấy hệ số hồi qui khơng đảm bảo độ tin cậy bị loại ảnh hưởng mang tính ngẫu nhiên khơng đủ độ “lớn” hệ số b 11 b 13 Các hệ số hồi quy lại đảm bảo đủ độ tin cậy Thực phân tích phương sai với mơ hình bậc II loại bỏ hệ số b 13 b 11 cho kết bảng 7.21 thuộc phụ lục 7.2.3.3 Kết tính tốn hệ số F t theo chương trình Statgraphic vers centurion cho mơ hình cải tiến có mức độ ý nghĩa p = 0,4499 > 0,05 Nên mơ hình y4 dạng bậc II xây dựng phù hợp Giá trị hệ số R- squared = 0,968 So sánh mơ hình bậc II với mơ hình bậc I có số hạng chéo hàm y4 cho thấy mức ý nghĩa lẫn hệ số R- squared tốt Kết tính tốn mơ hình tốn dạng mã hóa mơ tả hàm mức tiêu thụ điện riêng để vắt y4 (Ar) theo chương trình Statgraphic centurion centurion (kết trình bày bảng 7.22 7.23 thuộc phụ lục 7.2.3.3) y4 = 0,310685 + 0, 00943576.x4 + 0, 0121317.x5 + 0, 0176401.x6 + 0, 00875.x4 x5 +0, 00336597.x5 − 0, 01.x5 x6 + 0, 00778541.x6 (3.91) Chuyển hàm y4 (Ar) dạng thực: Ar = 1, 41506 − 0, 0518143.F1 − 0, 00437289.F2 − 0, 0325873.F3 + 0, 0021875.F1.F2 +0, 000210372.F22 − 0, 000625.F2 F3 + 0, 000486583.F32 (3.92) d) Phân tích hàm độ ẩm bã sau vắt (W c ) • Phân tích mức độ ảnh hưởng Dựa vào độ lớn dấu hệ số hồi quy hàm y3 (Wc) để tiến hành phân tích mức độ ảnh hưởng yếu tố nghiên cứu đến độ ẩm bã Mức độ ảnh hưởng xử lý qua chương trình Statgraphic centurion biểu diễn biểu đồ hình 4.40 Hình 3.39 Biểu đồ ảnh hưởng thông số vào đến độ ẩm bã W c • Vẽ đồ thị biểu diễn Dựa vào hàm độ ẩm dạng thực để vẽ đồ thị theo cặp yếu tố ảnh hưởng đến độ ẩm bã Các đồ thị vẽ biểu diễn cặp yếu tố, yếu tố lại giữ mức 77 sở Ở dạng thực gồm: W c – F – F ; W c – F – F ; W c – F – F Các đồ thị biểu diễn dạng thực không gian ba chiều hai chiều sau: Hình 3.40 Đồ thị quan hệ W c – F – F dạng khơng gian chiều Hình 3.41 Đồ thị quan hệ W c – F – F dạng phẳng Hình 3.42 Đồ thị quan hệ W c – F – F dạng không gian chiều Hình 3.43 Đồ thị quan hệ W c – F – F dạng phẳng Hình 3.44 Đồ thị quan hệ W c – F – F dạng không gian chiều Hình 3.45 Đồ thị quan hệ W c – F – F dạng phẳng e) Phân tích hàm mức tiêu thụ điện riêng y (Ar) • Phân tích mức độ ảnh hưởng Tương tự hàm W c (y3 ), tiến hành phân tích mức độ ảnh hưởng thơng số nghiên cứu hàm Ar (y4 ) sau: Dựa vào độ lớn dấu hệ số hồi quy hàm Ar (y4 ) để tiến hành phân tích mức độ ảnh hưởng yếu tố nghiên cứu độ không sản phẩm thái Mức độ ảnh hưởng xử lý qua chương trình Statgraphic centurion biểu diễn biểu đồ hình 4.47 78 Hình 3.46 Mức độ ảnh hưởng thông số vào đến chi phí điện riêng • Vẽ đồ thị biểu diễn Dựa vào hàm Y dạng thực để vẽ đồ thị theo cặp yếu tố ảnh hưởng đến mức tiêu thụ điện Các đồ thị vẽ biểu diễn cặp yếu tố, yếu tố lại giữ mức sở Ở dạng thực gồm: Ar – F – F ; Ar– F – F ; Ar– F – F Các đồ thị biểu diễn dạng thực không gian ba chiều khơng gian hai chiều sau: Hình 3.47 Đồ thị quan hệ Ar– F – F dạng khơng gian chiều Hình 3.48 Đồ thị quan hệ Ar– F – F dạng phẳng Hình 3.49 Đồ thị quan hệ Ar– F – F dạng khơng gian chiều Hình 3.50 Đồ thị quan hệ Ar – F – F dạng phẳng Hình 3.51 Đồ thị quan hệ Ar – F – F dạng không gian chiều Hình 3.52 Đồ thị quan hệ Ar – F – F dạng phẳng 79 3.9.2.2 Kết tính tốn tối ưu hố tốn hộp đen số a) Khái niệm thông số tối ưu tiêu tối ưu + Chỉ tiêu tối ưu độ ẩm bã sau vắt W c % + Chỉ tiêu tối ưu mức tiêu thụ điện riêng để vắt khái niệm mức tiêu thụ điện riêng thấp + Thông số tối ưu giá trị thông số đảm bảo trị số tiêu tối ưu b) Phát biểu tốn tối ưu Xuất phát từ mục đích nghiên cứu, toán tối ưu lập sở hai hàm y3 , y đặc trưng cho hai tiêu nghiên cứu vùng thực nghiệm thiết lập hai hàm này, yêu cầu kỹ thuật đối tượng gia cơng Như ta có ba toán tối ưu sau : Bài toán 1: Hàm mục tiêu: y → Hàm điều kiện: + 1,68 ≥ xi ≥ – 1,68 Bài toán 2: Hàm mục tiêu: y → Hàm điều kiện: + 1,68 ≥ xi ≥ – 1,68 Bài toán 3: Hàm mục tiêu: y → y4 → Hàm điều kiện: + 1,68 ≥ xi ≥ – 1,68 Bài toán tối ưu chuyển thành toán tối ưu theo phương pháp trọng số c) Xác định thông số làm việc theo tiêu độ ẩm bã sau vắt nhỏ Kết toán xác định độ ẩm y3 nhỏ trình bày phụ lục 7.4.1 Kết tính tốn độ ẩm bã sau vắt nhỏ W cmin = 57,8% Các thông số vào: - Lực ép F dạng mã hoá x = 1,13 hay giá trị thực F = 15,1 kN - Lực ép F dạng mã hoá x = 1,5 hay giá trị thực F = 34,3 kN - Lực ép F dạng mã hoá x = 0,2 hay giá trị thực F = 56,8 kN d) Xác định thông số vào theo tiêu mức tiêu thụ điện riêng thấp Kết tính tốn tối ưu cho thấy biến mức tiêu thụ điện riêng trình bày phụ lục 7.2.2.3 Ar = 0,279 kWh/t thông số vào: - lực ép F dạng mã hoá x = 0,49 hay giá trị thực F = 14,49 kN - lực ép F dạng mã hoá x = - 0,93 hay giá trị thực F = 24,25 kN - lực lực ép F dạng mã hoá x = - 1,56 hay giá trị thực F = 49,76 kN e) Xác định thông số làm việc tối ưu cho máy vắt VBS – 14 (3.93) Hàm tổng quát lập có dạng: y = α.(y3 /y 3min ) + (1 – α ) (y4 /y4min ) Trong đó: α - trọng số lấy giá trị điều khiển từ ÷1; y 3min – giá trị tối ưu hàm y3 ; y4min – giá trị tối ưu hàm y4 y tiến tới y3 tiến tới y4 tiến tới 80 Kết tốn tối ưu đa mục tiêu trình bày phụ lục 7.2.2.4 Hai tiêu tối ưu độ ẩm bã sau vắt W tư = 58,9 % mức tiêu thụ lượng Ar tư = 0,3 kWh/t thông số vào tối ưu là: • lực ép trục F dạng mã hoá x 4tư = -1.68 hay giá trị thực F 1tư = 12,31 kN • lực ép trục F dạng mã hoá x 5tư = 0,36 hay giá trị thực F 2tư = 28,23 kN • lực ép trục F dạng mã hoá x 6tư = 0,69 hay giá trị thực F 3tư = 57,79 kN 3.9.3 Thực nghiệm chế độ làm việc tối ưu Tiến hành thực nghiệm chế độ làm việc tối ưu để kiểm tra tiêu công nghệ cho kết trình bày bảng 4.20 Bảng 3.15 Kết khảo nghiệm chế độ làm việc tối ưu máy vắt VBS14 Các tiêu công nghệ TT Năng suất Q Độ ẩm bã sau Mức độ tiêu lượng Bề rộng lớp bã (tấn/h) vắt W (%) riêng Ar ( kWh/t) sau vắt (Zc) mm 13,49 58,5% 0,31 1480 13,49 58,4% 0,3 1486 13,49 59,2% 0,29 1487 13,49 59,5% 0,29 1490 13,49 59,4% 0,28 1492 TB 13,49 59% 0,294 1487 Ý kiến thảo luận + Độ ẩm bã sau vắt phụ thuộc vào vận tốc băng tải, độ dày lớp bã cấp, lực căng băng tải lực ép trục Trong đó, vận tốc băng tải v lực F có mức độ tác động lớn Khi tăng vận tốc băng tải lên độ ẩm bã tăng theo nhanh tăng lực ép trục F lên độ ẩm bã giảm rõ rệt + Các lực ép trục F , F , F tác động đến chi phí điện riêng Từ kết ta thấy loại máy vắt dùng sức căng băng tải vắt bã xuống độ ẩm thấp + Các mơ hình thống kê mơ tả q trình nghiên cứu xây dựng kiểm tra lại thực nghiệm cho thấy mơ hình có phù hợp tính tốn thực nghiệm Mơ hình có độ tin cậy cao 3.10 CHUYỂN GIAO ỨNG DỤNG VÀ TÍNH TỐN HIỆU QUẢ KINH TẾ 3.10.1 Chuyển giao ứng dụng: Tháng năm 2014, sau chế tạo xong máy VBS14 lắp đạt chạy thử nghiệm hoàn thiện nhà máy CBTBS BIDOFOOD Tân Uyên, Bình Dương Thử nghiệm ban đầu máy thể số bất hợp lý kết cấu nên băng tải trượt ru lô chủ động cấu lái băng tải hoạt động chưa tốt Máy mang sửa chữa lắp đặt chạy thử nghiệm hồn thiện sau lắp đặt nhà máy CBTBS Lương Sơn thuộc cộng ty An Hạ Bình Thuận Tại máy lúc đầu có số trục trặc 81 gãy trục, hỏng ổ bi Đến cuối tháng năm 2014 máy chạy chạy khoảng 200 với suất 12-13 tấn/h, độ ẩm bã sau vắt khoảng 57-63% Ngày 16/10/2014 máy bàn giao sử dụng cho công ty An Hạ Hiện công ty An Hạ lắp hệ thống sấy tầng sôi, sấy bã sắn sau vắt Tại buổi kiểm tra thực tế ngày tháng 11 năm 2014 trước nghiệm thu sở thấy máy hoạt động ổn định, kiểm tra độ ẩm bã sau ép vắt đạt 58,2% Hội đồng kiểm tra đánh giá cao mẫu máy VBS14 mẩu mã, khả vắt hiệu máy 3.10.2 Tính hiệu kinh tế sử dụng máy VBS14 Để thấy tính kinh tế việc sử dụng máy vắt bã sắn VBS14, ta so sánh với máy ép trục vít Hiện Tây Ninh phổ biến vắt bã sắn để sấy máy ép trục vít đường kính 500mm, dài 2500mm, tạm gọi máy V500 (máy dùng động điện 22kW giảm tốc xuống 10-15 vòng/phút, suất theo bã vào vắt khoảng 10-12 tấn/h, giá máy thời 380 triệu) Bã vắt để sấy thường vắt cấp (2 lần), lần đầu từ 90% ẩm xuống 78-80% ẩm, lần sau tiếp từ 78% ẩm xuống 72% ẩm Ở nhà máy CBTBS Thanh Bình ông Nguyễn Văn Tốt xã Thạnh Bình, huyện tân Biên, tỉnh Tây Ninh với suất 100 bột/ngày dùng máy mắc nối tiếp thành cấp ( thường dùng máy, máy dự phòng) Như máy cấp gần tương đương suất với máy VBS14 (tuy nhiên bã vắt máy ép vít vắt bã xuống tối đa 72% ẩm) Thông số loại máy ; - Máy V500 : công suất 22kW , đơn giá máy 380 triệu đồng, suất 10-12t/h - Máy VBS14: công suất 7,5kW , đơn giá máy 500 triệu đồng, suất 13t/h Ta tính HQKT theo phương pháp PGS Phan Thanh Tịnh mục 2.10 a Tiền thu lãi hàng năm (Không kể khấu hao máy lãi xuất đầu tư) (3.94) L a = A (T n - C pm ) Trong đó: L a -Tiền thu lãi hàng năm; A-Khối lượng công việc làm năm (tấn/năm); T n -Giá thành vắt ép trục vis V500; C pm -Chi phí vắt máy VBS14; Khối lượng làm việc máy năm máy VBS14 tương đương với máy ép vis V500 * Tính A : năm làm việc 200 ngày, 20 giờ/ngày, 13 tấn/h, A= 52.000t/năm * Tính T n : Giá thành vắt ép trục vis V500: công lao động điều khiền máy với lương 350.000đ/ngày/người, hai máy V500 giá 760 triệu đồng, khấu hao năm, tiêu hao điện 44kWh/h, 20 giờ/ngày, giá điện 1500đ/kWh Giá thành vắt bã ép trục vis V500 T n = 20.400đ/tấn * Tính C pm : máy VBS14 với tổng tiêu hao điện 7,5kW/h ( động 5,5kW, bơm 0,5kW, bơm nước 1,5kW), giá máy 500 triệu đồng, công lao động điều khiền máy với lương 350.000đ/ngày/người, khấu hao năm C pm = 6.160,27 đ/tấn L a = 52.000 (20.400 – 6160) = 740.480.000 đ 82 c Thời gian thu hồi vốn T v (kể lãi vay): ln Tv = La La − Z v (E − 1) Ln(E ) (3.95) Trong đó: T v - thời gian thu hồi vốn; L a - Tiền thu lãi hàng năm (không kể khấu hao lãi xuất vay) Z v - Vốn ban đầu (giá mua máy); Máy VBS14 có vốn ban đầu: Zv = 500.000.000 đ E = 1+P; P-Lãi xuất vay ngân hàng, p=12%/năm E = 1,12 Thay giá trị vào cơng thức (6.2) ta tính thời gian thu hồi vốn: 74.0480.000 ln 740.480.000 − 500.000.000 (1,12 − 1) Tv = 0,744 năm ln1,12 T v = 0,744 năm d Lợi nhuận đời máy L t =(n-T v )L a + Z (3.96) Trong đó: L t - Lợi nhuận đời máy; n- Số năm sử dụng máy, n=5 năm; Z- Giá trị máy hết khấu hao; Z = 10% , Z v = 50.000.000đ; L t = (5 – 0,744) 740.480.000 + 50.000.000 = 3.201.482.880 đ L t = 3.201.482.880 đ e Khối lượng tối thiểu hàng năm máy phải làm để việc sử dụng máy không lỗ A co (3.97) A co =A x T v /n A co = 52000 x 0,744 năm /5 năm = 7737,6 tấn/năm A co = 7737,6 tấn/năm f Hiệu vốn đầu tư Hv = La (n − Tv ) + Z Zv ( 3.98) Thay giá trị vào cơng thức ta có: 740.480.000 ( − 0,744 ) + 50.000.000 = H v = 6, 500.000.000 H v = 6,4 g Mức giảm chi phí so với phương pháp ép vis Gcp = Tn − (C pm + Ckh ) (3.99) Tn Trong đó: C kh - Chi phí khấu hao máy cho bã vắt (đ/t) = Ckh Z v E n 500.000.000 x1,124 = = 3026 A.n 52.000 x5 T n =20.400đ/tấn C pm = 6.160,27 đ/tấn 83 C kh = 3026(đ/t) Thay giá trị vào cơng thức (6.6) ta tính Gcp 20.400đ / t − ( 6160đ / t + 3026đ / t ) = x100% 54,97% 20.400đ / t Các tiêu hiệu kinh tế sử dụng máy VBS14 tóm tắt bảng 3.16 Bảng 3.16 Các tiêu hiệu kinh tế sử dụng máy VBS14 so với máy ép vis TT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Tiền thu lãi hàng năm (Không kể khấu hao máy lãi xuất đầu tư) Thời gian thu hồi vốn (kể vay lãi) Lợi nhuận đời máy Khối lượng công việc tối thiểu hàng năm máy phải làm để việc sử dụng máy không lỗ Mức giảm chi phí so với phương pháp ép vis Hiệu vốn đầu tư VNĐ 740.480.000 đ Năm VNĐ t/năm 0,744 năm 3.201.482.880đ 7737,6 - 54,97% 6,4 Nhận xét: Mức giảm chi phí, thu lãi hàng năm hiệu đầu tư so với ép vít cao, nhiên ta so sánh hai máy vắt bã xuống độ ẩm tương đương 70% ẩm Hiệu sử dụng máy VBS14 thấy rõ chỗ vắt bã xuống 60% ẩm (trong ép vít không vắt bã sắn xuống 72% ẩm) thể hai điểm: - Điểm thứ nhất: giúp ta giảm nhiều chi phí nhiên liệu để sấy khơ Ta biết vắt bã sắn từ 70% ẩm xuống 60% ta tách thêm 25% nước bã (1 bã 70% vắt xuống 60% ẩm tách 250 kg nước) Ta biết để bay 1kg nước điều kiện bình thường ta cần 550 kCal tương đương 1/10 kg dầu DO, với 250 kg nước vắt từ bã ta tiết kiệm 25 kg dầu tương đương 500.000 ngàn đồng Một ngày ta vắt 300 bã 90% ẩm, tương đương 100 bã 70% ẩm, số tiết kiệm so với ép vis 100 x 500.000 = 50.000.000đ Đây số có ý nghĩa ta sấy bã nhiên liệu khác BIOGAS - Điểm thứ hai: độ ẩm 60% bã sắn dễ đánh tơi khơng dính kết vào nên ta dễ dàng sấy nguyên lý băng tải xích, thùng quay nguyên lý khí động 84 Chương IV CẢI TIẾN THIẾT KẾ VÀ ĐĂNG KÍ SỞ HỮU TRÍ TUỆ 4.1 Cải tiến thiết kế: Ta biết, Trung Quốc có hai hãng Lufeng Doyen chế tạo máy vắt theo nguyên lý ép trục băng tải lọc vắt bã sắn từ 90% xuống 60% ẩm Máy hãng Lufeng (hình 1.13) có hai băng tải, băng tải kéo rulo chủ động truyền động từ môtơ qua chuyền xích cặp bánh mơ đun M4 đường kính 420 mm, rulo chủ động đường kính 300mm rulo ép trục bọc cao su bề mặt trơn không xẻ rãnh; vận tốc băng tải lọc 3-7 m/phút (khoảng 0,08m/s); căng băng tải ben đường kính 160mm hành trình 200mm; tạo lực ép trục bầu (air spring) đường kính 100 mm; 200mm 300 mm tương ứng với cặp ép trục thứ I; thứ II thứ III; lái băng tải ben đường kính 100mm; áp suất khí nén làm việc cho ben 3-8 bar Nhìn chung, máy chạy tốt, nhiên máy nhược điểm cải tiến hồn thiện: Thứ nhất: băng tải dùng rulo chủ động nên cần rulo chủ động đường kính 300mm quay ngược chiều với vận tốc để kéo băng tải, phải có cặp bánh mơ đun đường kính 420mm, mà giá thành chế tạo cặp bánh tương đối cao, khoảng 10 triệu đồng, khiến cho chi phí lắp đặt máy cao Thứ hai: rulo ép trục bọc cao su bề mặt trơn khơng xẻ rãnh nên hạn chế tiết điện nước lọc (nước vắt phải ngược dọc theo băng tải qua khe hở độ dày băng tải trừ độ dày sợi dệt băng tải) nên hạn chế suất lọc, mà cụ thể hạn chế vận tốc băng tải lọc khoảng 0,08 m/s, (ở độ dày cấp liệu 25-30mm, vượt giá trị bã sắn ịe ngang ói ngược ngồi băng tải) Thứ ba: việc sử dụng bầu (air spring) gọn nhẹ giá thành cao, khó khăn chế tạo thay sửa chữa Trước chế tạo máy VBS14 đả hỏi mua bầu Trung Quốc báo giá triệu đồng bầu Φ160mm, 10 triệu đồng bầu Φ200mm 11 triệu đồng bầu Φ300mm Đặt chế tạo nước khn giá 100 triệu giá chế tạo có khn mẫu 2/3 mua Trung Quốc Thứ tư: Trong phần vắt sức căng băng tải, máy Trung Quốc dùng rulo đường kính 650mm nên bã vắt lần sức căng băng tải với áp suất thấp, bã sau qua vùng độ ẩm 82-83% Thứ năm: máy Trung Quốc trống vắt sức căng băng tải đường kính 650mm làm thép inox dày 6mm đột lỗ Φ12 cách 20mm nên giá chế tạo cao, khoảng 13 triệu đồng Để khắc phục nhược điểm trên, đề xuất cải tiến tương ứng sau: 85 Thứ nhất: dùng rulo cố định cặp ép trục cuối làm rulo chủ động cho băng tải thay dùng rulo chủ động cho băng tải; Chi tiết 15 Hình 4.1 Ta biết lực ma sát F ms tích số lực pháp tuyến N với hệ số ma sát f (F ms =fN) nên việc thay dùng rulo cố định cặp ép trục cuối làm rulo chủ động cho băng tải thay dùng rulo chủ động cho băng tải vừa tận dụng lực ép N để tăng lực ma sát kéo băng tải vừa giúp máy đơn giản giúp giảm giá thành chế tạo máy khoảng 20 triệu đồng dùng cặp bánh mơ đun M4 đường kính 420 rulơ căng cuối cần đường kính Φ150mm thay Φ300mm Thứ hai: bề mặt rulo lơ ép trục ta tạo rãnh sâu 3mm, rộng 3mm cách mm song song với đường sinh bề mặt rulo; hình 4.2 Việc tạo rãnh (24) (Hình 4.2) rộng 2-3 mm sâu mm cách mm bề mặt rulo lô ép trục song song với đường sinh bề mặt rulo giúp tạo lối thoát nước vắt từ bã ép trục băng tải lọc, nhờ rãnh nước vắt dễ dàng thẳng xuyên qua băng tải lọc với tiết diện diện tích tiếp xúc rulo với bã ép trục vùng ép, diện tích lớn nhiều tiết diện ngang băng tải, suất lọc tăng lên nhiều lần Thực tế nhờ rãnh này, với độ dày bã sắn vào vắt 30mm, tăng vận tốc băng tải từ 0,08 tới 0,11 m/s, tức tăng suất 30% Thứ ba: dùng ben Φ160mm có sẵn thị trường đơn giá 1,8 triệu đồng với đòn bảy ép thay bầu Việc thay giúp giảm giá máy hàng chục triệu đồng mà cịn chủ động chế tạo hồn tồn nước Thứ tư: Trong phần vắt sức căng băng tải, ngồi rulo đường kính 650mm ta bố trí thêm rulo phía sau với đường kính nhỏ (khoảng Φ250-Φ300mm), nhờ đường kính nhỏ nên tăng áp suất sức căng băng tải tạo ra, bã sắn vắt thêm Thực tế thấy nước nhiều qua rulo này, bã sắn sau qua rulo còng 78% ẩm (thay 82% ẩm có rulo Φ650mm), nhờ thêm rulo với nhờ rãnh dọc bề mặt rulo tăng vận tốc băng tải từ 0,08m/s lên 0,11m/s, tức tăng suất 30% Thứ năm: Thay trống vắt sức căng băng tải đường kính 650mm làm thép inox dày 6mm, làm thép CT3 dày 5mm đường kính 630mm, hàn inox 201 hộp vuông 10mm dày 1mm cách 20mm Nhờ giảm giá thành chế tạo trống vắt xuống triệu đồng, tiết kiệm khoảng 10 triệu đồng Tóm lại nhờ điểm cải tiến trên, máy vắt bã sắn VBS14 chế tạo hồn toàn nước với giá tiết kiệm khoảng 30 triệu đồng suất cao 30% cỡ bề rộng băng tải 86 Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo máy vắt bã sắn rulo chủ động 1- Khung máy; 2- Cụm vòi phun rửa băng tải; 3- Mơto giảm tốc với truyền động xích; 4a-Cụm căng băng tải dưới; 5- rulo đỡ băng tải; 6- Cụm ép trục thứ II; 7- Vis tải cấp liệu với cụm định cỡ độ dày cung cấp; 8a-Rulô lái băng tải trên; 9- rulo đỡ băng tải nhỏ; 10- rulo nhỏ vắt sức căng băng tải; 11- rulo lớn Φ650 vắt sức căng băng tải; 12 12a- Băng tải trên; 13- Cụm ép trục thứ I; 14-Cụm cạo bã; 15-Cụm ép trục thứ III với rulo chủ động; 20 21 22 24 23 25 Hình 4.2 Sơ đồ ép trục băng tải lọc với rãnh bề mặt trục ép 4.2 Đăng kí sở hữu chí tuệ Với cải tiến với việc lần Việt Nam chế tạo thành công máy vắt bã sắn VBS14 chúng tơi nộp đơn đăng kí sáng chế tới cục sở hữu trí tuệ Việt Nam Đơn chấp nhận số 1-2014-01562 ngày 14 tháng năm 2014 87 Hình 4.3 Ảnh máy vắt bã sắn VBS14 với ben Hình 4.4 Ảnh rãnh trục ép 88 Chương V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Đã hoàn thành nội dung nghiên cứu theo kế hoạch tiến độ đăng ký Đã ứng dụng xi lanh khí nén có sẵn thị trường cho phận ép, căng băng tải phận lái băng tải lọc nên chế tạo máy VBS14 hồn tồn nước Đã thiết kế hệ thống điều khiển khí nén, điện đảm bảo máy tự động lái bảo vệ băng tải Bằng việc kết hợp hai nguyên lý vắt sức căng băng tải ép trục băng tải lọc cho đời loại mẫu máy vắt VBS14 với nhiều ưu điểm: suất cao, vắt bã độ ẩm cao 90% xuống 60% với mức tiêu thụ điện riêng thấp, 0,282 kWh/tấn Đã xây dựng hai mơ hình thống kê thực nghiệm mô tả ảnh hưởng vận tốc băng tải, độ dày lớp liệu cung cấp, lực căng băng tải lực ép trục tới độ ẩm bã, độ dãn ngang băng bã chi phí điện riêng trình vắt máy VBS14 Cả hai mơ hình qua kiểm tra thực nghiệm cho thấy có độ tin cậy cao Dựa vào hai mơ hình xác định chế độ làm việc tối ưu máy VBS14 độ ẩm bã sau W tư = 58,17 % suất đầu vào 13,9 t/h thông số tối ưu là: vận tốc băng tải V tư = 0,0935m/s, chiều dày lớp cấp liệu h tư = 29,5 mm, lực căng băng tải T tư = 7,17kN lực ép trục F = 12,31 kN; F =28,23kN F = 57,79 kN 5.2 Đề nghị - Công nhận mẫu máy vắt bã sắn VBS14 tiến kỹ thuật - Tiếp tục theo dõi trình làm việc máy thái VBS14 để hoàn thiện kết cấu lẫn chế độ làm việc, sử dụng - Cho phép triển khai dự án hoàn thiện thiết kế, chế tạo loạt nhỏ nghiên cứu chế tạo máy có bề rộng băng tải 1,8-2 m phục vụ dây chuyền CBTBS 120-150 bột/ngày GHI CHÚ: Qua theo dõi hoạt động máy VBS14 công ty An Hạ - Bình Thuận từ tháng 7/2014 đến 11/2014 máy có số nhược điểm sau: - Trục rulo ép trục thứ III gãy lần dù lần hai tăng đường kính lên 65mm - ổ bi UCP2012 rulo ép trục thứ III vỡ lần - Năng suất cực đại 15 củ/giờ tương đương 100 bột/ ngày Hiện khoảng ½ nhà máy CBTBS lớn nước ta có cơng suất 120-150 bột /ngày thương đương 440-600 củ/ngày, với công suất cần máy vắt bề rộng băng tải 1,8-2m suất 20 củ/giờ Vì cần chế tạo máy có bề rộng băng tải 1,8-2m 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Lã Viết Án 2000 Kết nghiên cứu nông sản Việt Nam Viện khoa học kỹ thuật công nghệ miền Nam TP HCM Nguyễn Bin,2004 Các trình thiết bị cơng nghiệp hóa chất thực phẩm Tập NXB khoa học kỹ thuật BEDUKHỐP N.I.1987 Cơ sở lý thuyết đàn hồi, lý thuyết dẻo, lý thuyết từ biến NXB Đại học THCN Hà Nội Phan Đức Chiến, 2010 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy sấy bã sắn làm thức ăn gia súc Viện Nghiên cứu thiết kế chế tạo Máy Nông nghiệp Phan Hiếu Hiền 1994 Phương pháp bố trí thí nghiệm xử lý số liệu Trường Đại Học Nông Lâm Tp HCM Nguyễn Trọng Hiệp, 2005 Thiết kế chi tiết máy 2005 Nhà xuất giáo dục Hà Nội Nguyễn Văn Hợp, 2000 Máy trục – vận chuyển Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội Nguyễn ngọc Kiểng 2000 Thực hành phương pháp tối ưu hóa phần mền Excel Statgraphic Trường Đại học Nông Lâm Tp HCM Đinh Văn Lữ 1972 Sản xuất chế biến sắn.NXB Nông nghiệp 10 Phạm Văn Lang, Lâm Trần Vũ 1998 Chế biến sắn làm khô bã sắn Việt Nam Tạp chí Nơng nghiệp CNTP số 11 11 Phan Văn Lộc, 2006 Nghiên cứu chế tạo máy ép dây chuyền xử lý bã sắn Cơ quan chủ trì: Cơng ty TNHH Kỹ thuật Việt Nam – Vietech, 2006 12 Ngơ Vi Nghĩa, Nguyễn Hồng Lĩnh Tình hình thực dự án sắn An Giang Hội thảo sắn Việt Nam 16 ÷ 18/3/199 13 Nguyễn Hồng Ngân, 2004 Máy vận chuyển liên tục Trường Đại học Bách Khoa TPHCM 14 Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh, 2000 Máy gia công học nông sản thực phẩm NXB Giáo dục 15 Đỗ Hữu Toàn Sức bền vật liệu Đại học Nông Lâm TP.HCM 16 Nguyễn Trọng Thể, 1976 Cơ sở thiết kế máy sản suất thực phẩm NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 17 Lâm Trần Vũ, Đậu Thế Nhu, Nguyễn Minh Tuyển 2002 Thực nghiệm đa yếu tố xác định thông số tối ưu cho máy ép vắt bã sắn máy ép trục – băng tải lọc Tạp chí Nơng nghiệp PTNT số 10/2002 18 Lâm Trần Vũ, Nguyễn Minh Thao, Trịnh Văn Trại.1999 Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy vắt bã sắn làm thức ăn gia súc bảo vệ môi trường Báo cáo khoa học Viện Cơ điện Nông nghiệp Hà Nội 19 Lâm Trần Vũ 2003 Nghiên cứu sở khoa học thiết kế máy vắt bã sắn dạng ép trụcbăng tải lọc Luận án tiến sĩ kỹ thuật 90 TIẾNG ANH 20 Aerts, J V., De Boever, J L., Cottyn, B G., De Brander, D L and Buysse, F S Comparative digestibility of feedstuffs by sheep and cows Anim Feed Sci Technol 12(1984) 47 21 Billings, C E and J Wilder 1970 Fabric Filter Systems Study Vol 1, Handbook of Fabric Filter Technology Springfield, VA: HRD Press 22 Du Lihong and eds 2011 A Study on Enhancement of Filtration Process with Filter Aids Diatomaceous Earth and Wood Pulp Cellulose Chemical Industry Academy, Tianjin University, Tianjin 300072, China 23 However, O.Christophe, C.A Antonio.2000 An assessmen of the inpact of cassava production an processing on the environment and biodiversity.VI Asian cassava research workshop 21÷25 Feb Ho Chi Minh city Viet Nam 24 Jeffrey A.S,2007 Design and testing of a hyperbaric horizontal belt filter for filter coal dewatering Faculty of Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia 25 Jun- Eun –Lee.2006 Dewatering Systerm for sludge Reduction Industrial Liaison innovation cluster, Pusan national University, Busan, Korean 26 Ladislav S 2000 Solid–Liquid Separation University of Pardubice, Czech Republic 27 Lee, J E., 2004 A development of filter press dewatering system for using the heating plate: 9th World Filtration Congress, April 18-24, Hyatt Regency Hotel, New Orleans, Louisiana, USA 28 Purchas D, 2000 Filters media: Industrial filtration of liquids, Leonard hill, London 29 Rakesh P 2010.Overview of industrial filtration technology and its applications Ganpat University, Mehsana, Gujarat, India 30 Shiao-Hung Chiang, 2004 Solid–Liquid Separation University of Pittsburgh, China 31 Stamatakis, K and C Tien, 1991 Cake Formation and Growth in Cake Filtration Chem Eng Science 32 TEOH S K, 2003.Studies in filter cake characterization and modeling Environmental engineering national university of Singapore 91