THIẾT kế hệ THỐNG NGHIỀN hạt CA CAO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA –VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NGHIỀN HẠT CA CAO GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI LỚP: DH11H1 SVTH: CHU VĂN TRƯỜNG VÕ VĂN HẢI TRẦN HỒNG MƠ VŨNG TÀU - 2014 GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA –VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NGHIỀN HẠT CA CAO GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI LỚP: DH11H1 SVTH: CHU VĂN TRƯỜNG VÕ VĂN HẢI TRẦN HỒNG MƠ VŨNG TÀU-2014 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO NHÓM : NGHIỀN CA CAO LỚP : DH11H1 HỌ TÊN SINH VIÊN: VÕ VĂN HẢI MSSV 1152010060 CHU VĂN TRƯỜNG MSSV 1152010247 TRẦN HỒNG MƠ MSSV 1152010131 I.TÊN ĐỒ ÁN : thiết kế hệ thống nghiền hạt ca cao II.NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Phần I : Tổng quan lý thuyết • Nguyên vật liệu • Sản phẩm • Cơ sở lý thuyết quá trình • Thông số của quá trình Phần II: Quy trình công nghệ • Sơ đồ quy trình công nghệ • Thuyết minh quy trình công nghệ Phần III: Tính toán thiết kế • Tính toán cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng • Tính toán thiết bị chính • Tính toán lựa chọn các thiết bị phụ Phần IV: Bản vẽ thiết bị chính (vẽ tay ) III.NGÀY GIAO NHIỆM VỤ LUẬN ÁN: 17/2/2014 IV.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 27/4/2014 V.HỌ TÊN NGƯỜI HƯỚNG DẪN : ThS NGUYỄN QUỐC HẢI Vũng tàu , Ngày tháng năm 2014 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ths. Nguyễn Quốc Hải LỜI CẢM ƠN Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm– Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Và đặc biệt, trong học kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích đối với sinh viên ngành Công Nghệ Kĩ Thuật Hóa Học cũng như tất cả các sinh viên thuộc các chuyên ngành Khoa Học Kĩ Thuật khác. Đó là môn học “Quá trình thiết bị”. Em xin chân thành cảm ơn Ths. Nguyễn Quốc Hải đã tận tâm hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi thảo luận , hướng dẫn làm đồ án . Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì em nghĩ bài báo cáo này của em rất khó có thể hoàn thiện được. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy. Bài thu hoạch được thực hiện trong khoảng thời gian gần 4 tuần. Bước đầu đi vào thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực thiết kế hệ thống máy nghiền, kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn. Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô trong Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm và Cô Hiệu Trưởng thật dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau. Trân Trọng. Vũng tàu, ngày tháng năm 2014 LỜI MỞ ĐẦU GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO Trong những năm gần đây chúng ta chúng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp mới nói chung và ngành cơ sở của mọi ngành nói riêng đó là ngành cơ khí chế tạo máy. Là một ngành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ thiết kế và chế tạo máy móc cho các ngành khác. Do vậy đòi hỏi kỷ sư và cán bộ kỷ thuật ngành cơ khí phải tích lũy đầy đủ và vững chắc những kiến thức cơ bãn nhất của ngành, đồng thời không ngừng trau dồi và nâng cao kiến thức, quan trọng nhất là phải biết vận dụng kiến thức để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong quá trình sản xuất thực tiễn. Ở nước ta, cây trồng là một trong những ngành chính của kinh tế, ở vùng trung du và miền núi ca cao được trồng rât rộng rãi. Do đó, nhu cầu trang bị các loại máy chế biến ca cao từ nguyên liệu thô là rất cần thiết. Để phục vụ cho việc cải tiến và nâng cao chất lượng sản phẩm ca cao , tính hiệu quả là vấn đề quang trọng .Ngoài ra để đảm bảo được yêu cầu thiết kế,đạt tính công nghệ cao .Sản phẩm làm ra được sử dụng rộng rãi thì việc đề ra phương pháp sản xuất ca cao là công việc cần phải ưu tiên hàng đầu , việc thiết kế máy nghiền ca cao nhằm để giảm thời gian lao động ,tăng năng suất Làm cho giá thành hạ , đáp ứng được nhu cầu của thị trường. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy nghiền ca cao khác nhau nhưng phải đảm bảo được chất lượng và giá thành giảm, vì vậy việc thiết kế máy nghiền hạt ca cao phải đảm bảo được các yêu cầu trên. NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, CHO ĐIỂM GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… MỤC LỤC GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1 I.Nguyên vật liệu 1 1.Đặc điểm thực vật học cây ca cao 1 2.Các giống ca cao 1 3.Hạt cây ca cao 2 II.Sản phẩm của quá trình nghiền ca cao 5 III.Cơ sở lý thuyết của quá trình 5 1.Tiêu chuẩn của quá trình 5 1.1.Tiêu chí chọn nguyên liệu 6 1.2.Đặc trưng của sản phẩm nghiền 7 1.3.Năng lượng tiêu tốn trong quá trình 8 1.4.Hiệu suất nghiền 8 1.5.Các chu trình nghiền 8 1.6.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền 9 2.Lý thuyết nghiền 10 2.1.Cơ sở lý thuyết của quá trình nghiền vỡ vật liệu 10 2.2.Độ nghiền 10 3.Nhiệm vụ và yêu cầu kĩ thuật của máy nghiền 11 3.1.Nhiệm vụ của máy nghiền 11 3.2.Yêu cầu kĩ thuật của máy nghiền 11 4.Lựa chọn phương án thiết kế máy nghiền 11 5.Thông số của quá trình 11 CHƯƠNG II . QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 12 I.Sơ đồ công nghệ 12 II.Thuyết minh sơ đồ 12 CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 13 I.Tính toán cân bằng vật chất 13 II.Tính toán thiết bị chính 13 III.tính toán thiết bị phụ 14 1.Gầu tải 14 1.1.Bộ phận kéo 14 GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO 1.2.Chọn loại gầu tải 14 1.3.Tính toán thông số gầu tải 15 2.Máy sàng 16 2.1.Tính toán máy sàng 16 2.1.1.Kích thước mặt sàng 16 2.1.2.Các thông số hộp sàng 17 2.1.3.Tần số và biên độ giao động tối ưu 17 2.1.4.Góc của giao động 19 2.1.5.Năng suất của máy sàng 19 2.1.6.Tính công suất động cơ 19 3.Hệ thống băng tải cấp liệu lên ca 21 3.1.Băng 26 3.2.Trạm kéo băng 26 3.2.1.Trục lăn và giá dỡ trục lăn 26 3.2.2.Tang dẫn động 27 3.2.3.Cơ cấu nhập liệu và tháo liệu 27 3.3.Tính toán băng tải 28 GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT I.Nguyên vật liệu 1.Đặc điểm thực vật học cây ca cao: Ca cao thuộc họ sterculiaccac , giống theobroma , loài ca cao , có nguồn gốc từ Châu Phi. Ca cao là loài cây công nghiệp dài ngày , trồng thích hợp ở vùng nhiệt đới, thân gỗ , cao 5-7m .Sau khi trồng 3-4 năm , cây bắt đầu ra trái , sau 10 năm thì cây phát triển hoàn thiện. Cây ca cao có thể cho thu hoạch quả đến 50 năm. Hoa nhỏ , đường kính khoảng 15mm, có màu vàng , đỏ, trắng hay tím tùy theo loài .hoa mọc trực tiếp từ thân và cành , thuộc loại lưỡng tính và thụ phấn chủ yếu nhờ côn trùng. 0,5% hoa nở tạo quả , trong đó 90% quả non sẽ bị khô và rụng. Quả phát triển trong 5-6 tháng, màu sắc biến đổi tùy loài.Quả ca cao có thước lớn, không nứt .Trong quả thường có 5-6 hàng hạt bám xung quanh cùi. Mỗi hạt có lớp vỏ nhầy bao quanh. Điều kiện canh tác : t 0 =20-30 0 C,lượng mưa 1500-2000mm/năm .pH củ đất : 6,5 -6,7 , phân bón : đạm , kali và các khoáng vi lượng. 2 Các giống ca cao: Có 3 giống ca cao chủ yếu là giống forastero , criollo và trinitario. Ở Việt Nam , Forastero là giống được trồng nhiều nhất.  Hình dạng: vỏ quả Forastero thường có màu xanh hay ôliu, khi chín có màu vàng. Trái ít có hoặc không có rãnh, bề mặt trơn, đỉnh tròn. Vỏ dày và khó cắt vì ở trong có nhiều chất gỗ.  Hạt giống: hạt ca cao Forastero có hình dạng phẳng, hơi lép, tử diệp có màu tím đậm, lúc tươi có vị chát hay đắng. SVTH: CHU VĂN TRƯỜNG VÕ VĂN HẢI TRẦN HỒNG MƠ Page 10 [...]... quá trình nghiền : 0.5% Tổn thất của quá trình sàng : 0.5% Tổn thất trong gàu tải : 0.5% Nhiệt dung riêng của nhân ca cao Cc = 1.42KJ/kgoC CHƯƠNG II I.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SVTH: CHU VĂN TRƯỜNG VÕ VĂN HẢI TRẦN HỒNG MƠ Page 21 GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO II.THUYẾT MINH QUY TRÌNH Hệ thống nghiền hạt ca cao gồm hai thiết bị chính : thiết bị nghiền và thiết bị sàng Hạt ca cao sau khi... và phân loại các chủng riêng biệt 3 .Hạt ca cao Hạt ca cao dài 20-30 mm , rộng 10-17 mm , dày 7-12 mm SVTH: CHU VĂN TRƯỜNG VÕ VĂN HẢI TRẦN HỒNG MƠ Page 11 GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO 3.1.Lớp vỏ cứng 3.2.Lớp nhớt 3.3 Lớp vỏ trấu SVTH: CHU VĂN TRƯỜNG VÕ VĂN HẢI TRẦN HỒNG MƠ Page 12 GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO 3.4 .Hạt ca cao SVTH: CHU VĂN TRƯỜNG VÕ VĂN HẢI... mức độ lên men của hạt ca cao Một số tiêu chí chọn hạt ca cao nguyên liệu như sau: • • • Hạt phải được lên men hoàn toàn Hàm ẩm trong hạt không được phép vượt quá 7,5% Hạt phải đồng đều về kích cỡ, không có hạt dính đôi, dính ba SVTH: CHU VĂN TRƯỜNG VÕ VĂN HẢI TRẦN HỒNG MƠ Page 15 GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO • Nguyên liệu không được chứa hạt mốc: hàm lượng hạt mốc lên đến •... bột nhão Khi tiến trình tiếp tục , kích thước phần tử nghiền giảm dần và chất bột nhão ngày càng có dạng lỏng , còn gọi là rượu mùi ca cao ( cocoa liquor ) Hỗn hợp này gồm các phần tử rắn lơ lửng trong thể pha chất béo liên tục Kích thước hạt ca cao sau nghiền là 1.2-1.3 mm Bột ca cao nhào nghiền xong có thể dùng để sản xuất bơ ca cao và bột ca cao, hoặc để làm chocolate Người ta giữ nó ở thể lỏng... còn gọi là rượu mùi ca cao ( cocoa liquor ) Hỗn hợp này gồm các phần tử rắn lơ lửng trong thể pha chất béo liên tục Để đảm bảo quá trình nghiền đạt được hiệu suất và chất lượng tối đa thì thong số quan trọng nhất có lẽ độ giòn ( độ cứng) của hạt ca cao, ở đây độ giòn của hạt ca SVTH: CHU VĂN TRƯỜNG VÕ VĂN HẢI TRẦN HỒNG MƠ Page 16 GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO cao sẽ được quyết... HỒNG MƠ Page 13 GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO II.Sản phẩm của quá trình nghiền ca cao Hương vị : nó mang mùi thơm và vị đắng đặc trưng Mảnh nhân chứa cỡ 55% bơ ca cao , trong đó các tế bào ở pha rắn Các thành tế bào bị phá hủy trong tiến trình nghiền và nhiệt sinh ra do ma sát sẽ nâng nhiệt độ lên trên 340C , điểm nóng chảy của bơ ca cao , làm hóa lỏng chất béo tạo thành một... phải nghiền được nhiều loại sản phẩm khác nhau với độ nghiền (mức nhiệt độ nghiền không được quá cao tránh hiện tượng làm biến đổi tính chất khi có nhiệt độ cao. Ngoài ra giúp cho việc tồn trữ và bảo quản tốt hơn - Mức chi phí năng lượng riêng thấp - Năng suất cao , bảo đảm chất lượng nghiền - Máy có kết quả vững chắc , độ bền vững cao , sử dụng thuận tiện và đơn giản 4 Lựa chọn phương án thiết kế máy nghiền: ...GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI  THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO Hương vị: nó mang một mùi thơm và vị đắng đặc trưng, bởi vì hương và vị đậm này của nó, hạt ca cao Forastero chủ yếu  được sử dụng để pha trộn Địa lý: Ở nước ta nó được trồng ở Vĩnh Long, Tiền Giang,  Buôn Ma Thuộc Sản xuất: hơn 85% sản lượng của thế giới Hình 5: Giống ca cao Forastero nhiên, việc phân loại ca cao chỉ dựa vào hình dạng quả... ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO Dựa vào các tính chấtvà ứng dụng của nguyên liệu đem nghiền cùng với các yêu cầu kỹ thuật của máy nghiền bi, đã đưa ra phương án thiết kế máy nghiền trục bánh răng IV.Thông số của quá trình Kích thước hạt ban đầu 9.5mm Nhập liệu 1000kg/ngày Máy hoạt động 12 tiếng/ngày Độ ẩm : 2% Độ nhớt : 1-2% Nhiệt độ nhiền : 35oC Kích thước hạt sau khi nghiền 1.2-1.3 mm... TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ I.Tính toán cân bằng vật chất Khối lượng bơ ca cao khối sau khi nghiền là : Gc = Gd*(100-1.5)/100 = 1000*0.985= 985 kg Năng suất thiết bị là : 1000/12= 83.33 kg/h SVTH: CHU VĂN TRƯỜNG VÕ VĂN HẢI TRẦN HỒNG MƠ Page 23 GVHD: ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO Độ nghiền I = D/d = 9.5/1.3 = 38 II.Tính toán thiết bị chính II.1.Xác định công suất động cơ Công suất máy được . ThS NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA –VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NGHIỀN HẠT CA CAO GVHD: ThS NGUYỄN. HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1 I.Nguyên vật liệu 1 1.Đặc điểm thực vật học cây ca cao 1 2.Các giống ca cao 1 3 .Hạt cây ca cao 2 II.Sản phẩm của quá trình nghiền. NGUYỄN QUỐC HẢI THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN CA CAO CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT I.Nguyên vật liệu 1.Đặc điểm thực vật học cây ca cao: Ca cao thuộc họ sterculiaccac , giống theobroma , loài ca cao , có nguồn