Nghiên cứu tính toán, thiết kế máy thái lát khoai tây phục vụ dây chuyền sản xuất snack khoai tây

trờng đạI học nông nghiệp Hà Nội khoa điện - NGUYN TH L N TT NGHIP đề tài: Nghiờn cu tớnh toỏn, thit k mỏy thỏi lỏt khoai tõy phc v dõy chuyn sn xut snack khoai tõy Hà nội - 2011 trờng đạI học nông nghiệp Hà Nội khoa điện - NGUYN TH L N TT NGHIP đề tài: Nghiờn cu tớnh toỏn, thit k mỏy thỏi lỏt khoai tõy phc v dõy chuyn sn xut snack khoai tõy Chuyờn ngnh: C khớ bo qun Ngi hng dn: ThS Ngụ Th Hin KS Trn Nh Khỏnh Hà nội - 2011 i MC LC MC LC .i DANH MC HèNH iii LI M U PHN I: TNG QUAN V NGUYấN LIU V MY 1.1 Tng quan v nguyờn liu 1.2 Quy trỡnh sn xut snack khoai tõy 1.3 Cỏc loi mỏy thỏi lỏt v ngoi nc hin 1.3.1 Nguyờn lý ct thỏi chung .9 1.3.2 Mỏy ct thỏi hin 11 1.4.3 Mc ớch v nhim v nghiờn cu ca ti 18 PHN II: LA CHN S NGUYấN Lí MY CT THI KHOAI TY .19 2.1 Cu to chung ca mỏy .19 2.1.1 Khung mỏy 21 2.1.2 Dao thỏi 21 2.1.3 B phn cp liu v thỏo liu .22 2.1.4 ng c v b phn truyn ng 23 2.2 Nguyờn lý lm vic .23 PHN III: NGHIấN CU C S Lí THUYT CA QU TRèNH CT THI 25 3.1 C s vt lý ca quỏ tỡnh ct thỏi 25 3.2 p sut ct thỏi riờng 28 3.3 Nhng yu t nh hng n quỏ trỡnh ct thỏi 29 3.3.1 sc ca li dao .29 3.3.2 Gúc ct thỏi 29 3.3.3 bn ca vt liu lm dao .29 3.3.4 Vn tc ca dao thỏi 30 3.3.5 iu kin trt ca li dao trờn vt liu 31 3.3.6 Quan h gia li dao v tm kờ thỏi .33 3.3.7 bn v cht lng ca vt thỏi .38 3.4 Nng lng ct thỏi v cụng ct thỏi riờng 38 3.5 Lý thuyt tinh toỏn mỏy thỏi c qu 41 3.5.1 Tỏc dng ca dao thỏi c qu 41 3.5.2 S quỏ trỡnh ct thnh lỏt thỏi .42 3.5.3 Lc cn ct thỏi 42 3.5.4 Nng sut lý thuyt ca mỏy thỏi c qu 44 3.5.5 Cụng sut cn thit .45 PHN IV : TNH TON MT S B PHN CHNH CA MY .46 Nguyn Th L CKBQ51 ii 4.1 Tớnh v chn dao thỏi 46 4.2 La chn ch lm vic ca mỏy 46 4.2.1 Vn tc dao thỏi: 46 4.2.2 S nh hng ca s vũng quay n n th tớch ca c dao thỏi c vũng quay ca a 47 4.2.2 Nng sut lý thuyt ca mỏy thỏi c qu: 48 4.2.3 Cụng sut mỏy 48 4.3 Tớnh chn 50 KT LUN V NGH 53 Kt lun 53 ngh 53 TI LIU THAM KHO 54 Nguyn Th L CKBQ51 iii DANH MC HèNH Hỡnh 1.2 C khoai tõy Hỡnh 1.3 Snack khoai tõy Hỡnh 1.4 S cu to b phn thỏi c qu 11 Hỡnh 1.5 S b phn thỏi c qu kiu ly tõm 11 Hỡnh 1.5 Mỏy ct sn quay tay .12 Hỡnh 1.6 Mỏy thỏi c qu PKP - 2,0 14 Hỡnh 1.7 Mỏy thỏi lỏt tht Mirra 300 .15 Hỡnh 1.8 Mỏy ct thỏi c qu 17 Hỡnh 2.1 S nguyờn lý mỏy thỏi lỏt khoai tõy 20 Hỡnh 2.2 Dao thỏi 22 Hỡnh 2.3 Np mỏy 23 Hỡnh 3.1 Tỏc dng ct thỏi ca li dao 25 Hỡnh 3.2 Thớ nghim ct thỏi ca Griatskin V.P 26 Hỡnh 3.3 Tỏc dng ct trt gim chiu rng lỏt thỏi 27 Hỡnh 3.4 S quỏ trỡnh ct thỏi bng li dao 28 Hỡnh 3.5 Gúc ct thỏi 29 Hỡnh 3.6 th ph thuc ca lc ct vi thỏi sõu 30 Hỡnh 3.7 th ph thuc gia ỏp sut ct thỏi riờng v tc dao thỏi .30 Hỡnh 3.8 Vn tc ca im M trờn cnh sc li dao 31 Hỡnh 3.9 Phõn tớch cỏc lc tỏc ng gia li dao v vt thỏi .32 Hỡnh 3.10 th ph thuc ca v N 34 Hỡnh 3.11 Gúc kp v iu kin kp 35 Hỡnh 3.12 th ph thuc ca q v W% 38 Hỡnh 3.13 S tớnh nng lng ct thỏi .39 Hỡnh 3.14 Xột on dao thỏi S vi gúc quay d .40 Hỡnh 3.15 Cỏc th ph thuc 41 Hỡnh 3.16 S quỏ trỡnh to thnh lỏt thỏi 42 Hỡnh 3.17 p lc ca c qu vo mt a 45 Hỡnh 4.1 th biu din s ph thuc ca V (m3) vo n (vg/ph) 47 Hỡnh 4.2 hỡnh thang 50 Nguyn Th L CKBQ51 LI M U nhiu nc trờn th gii, snack l n vt s mt ca tr em v c ngi ln c bit l xem phim, i chi, cm tri ngoi triTi Vit Nam, hin cú n hng trm loi snack (hay cũn gi l bimbim), khỏc trờn th trng Mi loi mang mt hng v c trng ca chỳng Ngy snack khoai tõy ang c rt nhiu ngi a thớch Mt sn phm snack khoai tõy c a chung khụng ch cú mựi thm, v ngon m phi ỏp ng c th hiu ngi tiờu dựng ú l ming snack mng, khụng b nỏt s lm tng tớnh hp dn ca sn phm Trong quy trỡnh sn xut snack khoai tõy, thỏi khoai l khõu rt quan trng Nu quỏ trỡnh thỏi thc hin tt, ming khoai s mng, khụng b nỏt v ngc li nõng cao nng sut v cht lng ca sn phm, mt s c s sn xut snack ó nhp mỏy ct thỏi khoai tõy ca nc ngoi Qua thc t cho thy nú khụng hon ton phự hp vi nguyờn liu khoai tõy ca Vit Nam, hn na giỏ thnh li rt cao Vic nghiờn cu tớnh toỏn, thit k mỏy thỏi lỏt khoai tõy dõy chuyn sn xut snack khoai tõy vi kt cu n gin, giỏ thnh h, phự hp vi nguyờn liu khoai tõy ca Vit Nam l cú ý ngha thc tin rt ln T nhng trờn, tụi tin hnh ti: Nghiờn cu tớnh toỏn, thit k mỏy thỏi lỏt khoai tõy phc v dõy chuyn sn xut snack khoai tõy Di s hng dn ca ThS Ngụ Th Hin v Ks Trn Nh Khỏnh Trong bi bỏo cỏo cũn nhiu thiu sút Tụi rt mong nhn c s gúp ý ca thy cụ bi lm ca tụi c hon thin hn Tụi xin chõn thnh cm n! H Ni, ngy 03 thỏng 05 nm 2011 Sinh viờn thc hin Nguyn Th L Nguyn Th L CKBQ51 PHN I: TNG QUAN V NGUYấN LIU V MY 1.1 Tng quan v nguyờn liu Khoai tõy (danh phỏp khoa hc: Solanum tuberosum), thuc h c (Solanaceae) Khoai tõy l loi cõy nụng nghip ngn ngy, trng ly c cha tinh bt, loi cõy trng ly c rng rói nht th gii, v l loi cõy trng ph bin th v mt sn lng ti - xp sau lỳa, lỳa mỡ v ngụ Khoai tõy cú ngun gc t Peru Hin ti ngi ta cho rng khoai tõy ó c du nhp vo chõu u vo khong thp niờn 1570 v sau ú nú ó c nhng ngi i bin chõu u a n cỏc lónh th v cỏc cng trờn khp th gii ch thc dõn chõu u m rng vo th k 17 v 18 Khi ó c ph bin chõu u, khoai tõy ó sm tr thnh mt thc phm v cõy trng ch yu nhiu ni khỏc trờn th gii n cỏc thp k cui ca th k 20, vic m rng din tớch trng trt khoai tõy ln nht li l Chõu , ni cú khong 8% s lng khoai tõy c trng trờn th gii c trng K t Liờn Xụ b gii tỏn, Trung Quc ó tr thnh quc gia sn xut khoai tõy ln nht th gii, tip theo l n nc ta, ngi Phỏp em vo trng vo cui th k 19 Ngy nay, khoai tõy c trng rng rói trng v ụng cỏc tnh phớa Bc; cng c trng cỏc vựng nỳi cao Bc v c Nam (Lõm ng) nhiu nc, cõy khoai tõy l cõy lng thc chớnh song Vit Nam nú ch c coi nh mt cõy thc phm quý vỡ cú hm lng dinh dng khỏ cõn bng v cha nhiu khoỏng cht quý Bc, cõy khoai tõy c trng vũng ba thỏng xen k gia hai v lỳa nhng ó em li mt ngun thu nhp ỏng k cho h vo thi im giỏp tt c truyn Hin nay, sn lng khoai tõy ca th gii l khong 300 triu tn/ nm V nhng mún n c ch bin t khoai tõy ó tr nờn ph bin Nguyn Th L CKBQ51 Khoai tõy l loi cõy thõn tho mm, cao 45 50cm Cú hai loi cnh, cnh trờn mt t cú mu xanh, cao; cnh nm t mu vng, phỡnh to lờn thnh c hỡnh cu, dt hoc hỡnh trng, cha nhiu cht d tr, nht l tinh bt, m ta thng gi l c khoai tõy Lỏ kộp lụng chim l, mc so le, cú 3-4 ụi lỏ chột khụng u Hoa mu trng hoc mu tớm lam, hỡnh phu Qu mng hỡnh cu nc ta, ging khoai tõy rut vng l ging trng ph bin hin ó c chn lc, nhõn v gi ging t lõu Trong c khoai tõy cú nhiu cht dinh dng vi hm lng cao so vi nhiu cõy loi cc v cõy thc phm khỏc Bng 1.1 Thnh phn húa hc khoai tõy Cht Nc Protid Glucid Cellulose Thnh phn (%) 75 21 Cht Tro Calcium Phosphor St Thnh phn (%) 10mg 50mg 1,2mg Cht Vitamin C Vitamin B1 Vitamin B2 Thnh phn (%) 15mg 0,1mg 0,05mg (ngun: [4]) Cng cn lu ý l tt c cỏc b phn c cõy u cú cht solanin l mt glucosid c Cht ny c bit cú nhiu phn xanh ca cõy, nu c mc mm xanh thỡ cỏc mm ny rt c Cỏnh hoa trng ti cha 0,2% rutin Khoai tõy cú rt nhiu ging khỏc Ging Mariella: L ging c nhp ni t c v ó c trng rng rói nc ta t lõu C hỡnh trũn, v nhn mu vng, mt nụng, mm cú mu xanh tớm, chng chu virus v sõu bnh khỏ, thi gian ng ngh di Nng sut bỡnh quõn t 18-20 tn/ha, cht lng c ngon, hm lng cht thụ trung bỡnh Ging Diamant: Cú ngun gc t H Lan, thi gian sinh trng t sm va phi n mun va phi (khong 90 ngy) Kh nng chng thõm tớm bờn khỏ tt Nng sut trng nỳi t trung bỡnh 23 tn/ha, ng bng Nguyn Th L CKBQ51 16-18 tn/ha, cht lng c ngon, hm lng cht khụ khỏ cao, thớch hp cho lm khoai tõy chiờn mng Ging P3: Cú ngun gc t Trung tõm khoai tõy quc t (CIP) c nhp vo nc ta t nm 1981, c Vin Cõy lng thc v cõy thc phm chn to thnh cụng Thi gian sinh trng 90-100 ngy, c hỡnh trũn, v mu vng sỏng, rut c mu tớm nht, cht lng c khỏ ngon v thớch hp vi n ti, hm lng cht khụ 18-20% Nng sut cao v n nh, t 20-25 tn/ha Ging KT3: Thi gian sinh trng t 80-90 ngy, thuc loi chớn sm C hỡnh trũn, v mu vng, rut vng m, mt sõu, mm mu hng, chng chu virus tt v chu nhit, chng chu bnh mc sng, hộo xanh dng trung bỡnh Nng sut trung bỡnh t 20-25 tn/ha Ging Nicola: Ging c nhp ni t c v l kt qu chn to thnh cụng ca d ỏn "Khoai tõy Vit- c" giai on Thi gian sinh trng t 80-90 ngy C ln, hỡnh ụ van di, hỡnh dỏng ng u, v vng, mt nụng, chng chu va chm khỏ Nng sut cao, phõn loi ng u Nicola d nhim bnh mc sng Ging Solara: Cng l mt nhng ging c d ỏn "Khoai tõy Vit- c" chn to t ngun ging nhp ni ca c Thi gian sinh trng trung bỡnh 80-90 ngy, cõy cao trung bỡnh, thng, dy, hoa mu trng; c hỡnh ụ van, v mn t mu trng n vng, mt nụng, nhiu c, ng u cao Nng sut khỏ cao Ging Hng H 7: L ging khoai tõy trng bng ht lai (HPS 7/67) cú b l TPS 67 v m l TPS II Cõy cao trung bỡnh, thõn, lỏ phỏt trin tt Thi gian sinh trng khong 95-100 ngy C trũn, v c mu vng nht, rut vng, mt nụng, ng u cao Hm lng cht khụ t 19% Nguyn Th L CKBQ51 Hỡnh 1.1 Cõy khoai tõy Hỡnh 1.2 C khoai tõy Khoai tõy c dựng nh mt thnh phn cung cp cht bt Khoai tõy c ch bin thnh rt nhiu mún n Ngi Chõu u hp khoai tõy rụỡ nghin thnh mún chớnh kiu nh cm n vi thc n khỏc (tht, cỏ, gia cm) ti nc st khu phn hng ngy hoc nu thnh sỳp vi tht bũ hm kiu Ngoi ra, mt lng khoai tõy cũn dựng lờn men thnh cn Loi cn ny c dựng lm nguyờn liu sinh hc, pha vi xng hoc thay xng chy xe Khoai tõy cũn cú tỏc dng vic lm p Vớ d khoai tõy luc, búc v, nghin mn, thờm ớt sa, ri lũng trng g, cú th thờm chỳt mt ong na, p lờn mt lm mt n dng da khin da mn, ti mỏt, xúa np nhn Khi núi n khoai tõy l ngi ta ngh ti khoai tõy ti Nhng Nguyn Th L CKBQ51 40 dF tng vi phõn ca din tớch c thỏi Do ú thay th tr s ny vo phng trỡnh 2.13 ta cú: M ct = q dF (1 + f 'tg ) dt Ngi ta gi h s (1+ftg) l h s c tớnh ca dao thỏi Hỡnh 3.14 Xột on dao thỏi S vi gúc quay d Nh vy cụng sut ct thỏi cn thit c xỏc nh bng ỏp sut riờng q trờn mi n v di ca li dao ó thỏi, din tớch c thỏi mt n v thi gian dF (cú th gi l tc ct thỏi) v h s c tớnh ca dao dt b) Cụng ct thỏi riờng Cụng ct thỏi riờng l nng lng cn tiờu th ct thỏi mt n v din tớch vt thỏi, s c suy t cụng thc tớnh cụng sut: Ar = M ct dt = q(1 + f ' tg ) dF Yờu cu cn thit i vi vic thit k dao thỏi l phi t c cụng sut ct thỏi riờng Ar nh nht i vi cỏc loi dao thỏi hoc Ar tng i nh Cỏc tr s q, f v cú nhng mi liờn h ph thuc ln (hỡnh 3.15) Cỏc tr s ú cú th xỏc nh bng thc nghim Nguyn Th L CKBQ51 41 a) b) c) Hỡnh 3.15 Cỏc th ph thuc a) q = f(); b) f = f(tg ); c) Ar = f() 3.5 Lý thuyt tinh toỏn mỏy thỏi c qu 3.5.1 Tỏc dng ca dao thỏi c qu Tỏc dng ca dao thỏi c qu cng coi nh tỏc dng ca nờm sc ct vt thỏi Ta cng phõn bit hai trng hp ct thỏi: ct thỏi cht b (khụng trt) v ct thỏi cú trt trng hp ct thỏi cht b, li dao lp thng hng theo ng bỏn kớnh ca a lp dao (hay lp song song theo ng sinh ca trng lp dao) Trong trng hp ct thỏi cú trt, li dao t cỏch tõm quay ca a mt on p (hay t nghiờng mt gúc vi ng sinh ca trng, hoc dựng loi dao li cong no khỏc) Trong cỏc mỏy thỏi c qu thng gp ch yu l ỏp dng trng hp ct thỏi cht b Nht l dựng kiu li dao rng lc thỡ phi ỏp dng nguyờn lý ct thỏi khụng trt mi cú thờ thnh nhiu lỏt hp c Nguyn Th L CKBQ51 42 Nu cú hin tng thỏi trt thỡ cõc rng li dao s cựng búc thnh c mt lỏt rng, gn nh dựng li dao thng lin, khụng t yờu cu thỏi thnh nhng lỏt si hp 3.5.2 S quỏ trỡnh ct thnh lỏt thỏi Dao thỏi c qu cú li ct th hin l tam giỏc nờn cú gúc mi (hỡnh 3.16) Ban u, di tỏc dng ca lc thỏi P, dao ngp vo vt thỏi, ộp lỏt thỏi vo mt on a Sau ú, lc P ó t tr s cn thit s tỏch c mt phn lỏt thỏi di l, ln hn on ộp a, sau ú quỏ trỡnh c lp li Hỡnh 3.16 S quỏ trỡnh to thnh lỏt thỏi ng ct búc lỏt thỏi thng cha ti mt ngoi ca lỏt thỏi, nh ú lỏt thỏi lin di l ca mi phn lỏt thỏi, theo thc nghim, ph thuc vo chiu dy lỏt thỏi h v gúc mi , cũn hu nh khụng ph thuc vo tc ct thỏi v chiu dy ca li dao Tng v thỡ l cng tng 3.5.3 Lc cn ct thỏi Ta cú th ỏp dng cụng thc Giatskin V.P tớnh lc cn ct thỏi chung: P = P0 + kbh + bhv2 P0 lc cn c nh; k - h s bin dng; b v h chiu rng v chiu dy lỏt thỏi; h s nh hng ca tc; Nguyn Th L CKBQ51 43 v tc ct thỏi; Cụng thc ny tng t vi cụng thc tớnh lc cn cy t Cỏc s hng ca cụng thc ó c Novikov G.I nghiờn cu c th húa cho trng hp dao ct thỏi c qu S hng th nht P0 l lc cn c nh ph thuc vo bn c hc ca vt thỏi, b dy ca li dao s ( sc), b dy ca lỏt thỏi h v gúc mi dao (ph thuc rt ớt) Tr s P0 tớnh theo cụng thc: P0 = B.S s m B h s ph thuc vo bn c hc ca c qu (i vi khoai tõy B= 6,5; c ci B = 10,4, ) S - chiu di on dao thỏi m - h s m (i vi khoai tõy m = 0,55; c ci m = 0,53, ) 0,5.cos cos ữ a = = + l ( 0,34 + 0, 026 + 0,5h ) cos3 ữ - gúc ma sỏt ca vt thỏi vi cnh dao S hng th hai Pbd = kbh l lc cn bin dng ca lỏt thỏi v mỏ sỏt mt trc mt sau ca li dao, cú th tớnh theo cụng thc thc nghim nh sau: 0, 2k3 sin ( + ) cos ữ Pbd = bh + ( 0,34 + 0, 026 + 0,5h ) cos ữ k3 - ng sut ct thỏi gii hn; k3 = k1.k2 k1 - ng sut kộo ca c qu (i vi khoai k1 = 45 ữ 85 N/cm2); k2 - ng sut nộn ca c qu (i vi khoai k1 = 86 ữ 104 N/cm2) S hng th ba Pv = bhv3 l lc cn nh hng ca tc ct thỏi, cú th tớnh toỏn vi = 0,025 Vi v = 0,8 m/s thỡ Pv = 0,05 kG = 0,5 N Vy lc cn ct thỏi tng hp bng: Nguyn Th L CKBQ51 44 P = B.S s m + kbh + 0, 025bhv Lc cn ct thỏi riờng, tớnh cho mt chiu rng n v lỏt thỏi b v cng l on li dao S s bng: p = B.s m + kh + 0, 025hv 3.5.4 Nng sut lý thuyt ca mỏy thỏi c qu Cụng thc tớnh nng sut chung ca mỏy thỏi c qu nh sau: Q = 60Vtn (t/h) Vt th tớch ca c qu cỏc dao thỏi c ng vi mt vũng quay ca a hay trng, (m3); n- s vũng quay ca a hay trng, (vg/ph); lng th tớch ca c ó thỏi, t/h; Tr s Vt ph thuc vo s dao; chiu dy lỏt thỏi h; h s s dng dao k; h s k1 tớnh n cỏc ch trng gia cỏc c qu v cú th coi l t s gia ton b chiu di ca li dao vi phn chiu di li dao cú ct thc t; din tớch hu ớch ca a dao r (R2 r2) hay núi cỏch khỏc, din tớch dao vch quay vũng i vi mỏy thỏi kiu a R v r kaf bỏn kớnh u ngoi v u ca dao Nu mỏy thỏi c qu kiu trng thỡ din tớch ú l mt tr khai trin rL vi L v r l chiu di v bỏn kớnh ca trng Vy i vi mỏy thỏi c qu kiu a: Vt = ( R r )hkk1Z (m3) Nng sut mỏy: Q = ( R r )hkk1Zn 60 , (t/h) i vi mỏy thỏi c qu kiu a: Vt = 2rLhkk1Z , (m3) Nng sut mỏy: Q = 2rLhkk1Zn 60 , (t/h) Trng hp dao li rng lc thỡ c hai dao mi thỏi ht mt lp c Nguyn Th L CKBQ51 45 dy l h, vỡ vy cỏc cụng thc trờn phi thay Z = Z 3.5.5 Cụng sut cn thit Cụng sut cn thit cho mỏy thỏi c qu c tớnh theo cụng thc: Nct = N1 + N2 + N3 + N4 Trong ú: N1 Nng sut tiờu th thỏi c qu N1 = p.L.k k1.v , kW 1000 N2 Cụng sut khc phc ma sỏt ca c qu vo mt a dao cú bỏn kớnh r r n , kW N2 = 30.1000 Gf Cụng sut N3 chi phớ cho truyn ng c tớnh theo hiu sut truyn ng m Cụng sut N4 dựng ht vng lỏt thỏi ngoi, thng ly s b theo thc nghim Thng ta cú: N1 + N4 = 60% Nct; N3 = 25 ữ 30% Nct Hỡnh 3.17 p lc ca c qu vo mt a Nguyn Th L CKBQ51 46 PHN IV : TNH TON MT S B PHN CHNH CA MY 4.1 Tớnh v chn dao thỏi to sn phm snack khoai tõy thu hỳt th hiu ngi tiờu dựng thỡ lỏt khoai tõy phi tht mng Nh th s giỳp cho quỏ trỡnh tm gia v v chiờn tt hn dy ca lỏt khoai l 0,5 ữ 1mm t c iu ú dao phi cú khe h nh Mt khỏc, nờn gn nhiu dao trờn a tng kh nng ct thỏi ca mỏy a dao lm bng gang, cú ng kớnh 400mm T nhng phõn tớch trờn ta thit k mỏy cú dao lp trờn a Khe h ca dao v a l 1mm tng giỏ tr cm quan ca sn phm, ta thit k dao cú li ct l biờn dng hỡnh sin u Nh vy lỏt thỏi s cú hỡnh ln súng, tng tớnh hp dn cho sn phm Ta chn nng sut mỏy l t/h lm c s tớnh toỏn cỏc thụng s c bn ca mỏy thỏi Cỏc kớch thc c bn ca dao: dy li dao ( sc s): 0,05 cm ng kớnh u ngoi ca dao (R): 35 cm ng kớnh u ca dao (r): 10 cm di on li dao ( S ): 12.5 cm dy ca a dao: 10 cm ng kớnh a dao: 40 cm 4.2 La chn ch lm vic ca mỏy 4.2.1 Vn tc dao thỏi: Vn tc dao nh hng ti quỏ trỡnh ct thỏi Nú ph thuc vo ỏp sut riờng q (hoc lc ct thỏi v cụng ct thỏi) Theo nghiờn cu thỡ tc dao thỏi ti u nht l 35 ữ 40 m/s i vi nguyờn liu l khoai tõy, cú tớnh cht mm, khụng cú x, d ct nờn ta chn tc dao l 38 m/s Nh vy s Nguyn Th L CKBQ51 47 tng nng cho mỏy m m bo mỏy hnh tt, an ton 4.2.2 S nh hng ca s vũng quay n n th tớch ca c dao thỏi c vũng quay ca a Vi la chn nng sut mỏy ban u tớnh toỏn thit k l t/h ta cú phng trỡnh biu din s ph thuc ca V vo n nh sau: Vt = Q 60n T phng trỡnh trờn ta dựng phn mm matlab v c th nh hỡnh 4.1 DO THI BIEU DIEN MOI QUAN HE GIUA V VA n 0.04 0.035 0.03 V(m3) 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 20 40 60 n(1/s) 80 100 120 Hỡnh 4.1 th biu din s ph thuc ca V (m3) vo n (vg/ph) õy l th dng tim cn Khi n gim dn ti thỡ V tim cn vi trc tung, n tng ti thỡ V gim dn ti Theo cụng thc trờn ta thy, Q tng thỡ tng n hoc V Nu tng n quỏ cao s lm nh hng n an ton ca mỏy lm vic tng V thỡ ta cú th tng s dao trờn a hoc Nguyn Th L CKBQ51 48 tng dy lỏt thỏi Nhng ta thy rng, s dao trờn a thng ch t ữ dao Nu nhiu dao quỏ s khụng thi gian cho lỏt thỏi kp ri xung chm vo a dao, lỏt thỏi b hng Cũn dy ca lỏt thỏi ó c c nh t yờu cu ban u ca sn phm l 0,5 ữ 1mm Vỡ vy ta phi chn vựng giỏ tr ti u nht ca n v V tng nng sut ca mỏy S vũng quay ca a thng khong 400 600 vg/ph l hp lý nht, va m bo nng sut mỏy li va m bo an ton T th ta cú th xỏc nh c vựng giỏ tr ca th tớch V ti u nht 4.2.2 Nng sut lý thuyt ca mỏy thỏi c qu: Q = 60Vtn (t/h) Trong ú: Q Nng sut ca mỏy ct thỏi; ta chn Q = t/h n - s vũng quay ca a; Vt th tớch ca c qu cỏc dao thỏi c tng ng vi vũng quay ca a, m3; Vt = ( R r )hkk1Z = 3,14(0,1752 0,052).0,001.0,35.0,8.4 = 10-4 m3 Khi lng th tớch ca c qu ó thỏi, t/m3, = 0,216 t/m3; T ú ta tớnh c s vũng quay ca a dao l: n= Q = = 563 vg/ph 60Vt 60.10 0, 216 4.2.3 Cụng sut mỏy Cụng sut cn thit cho mỏy tớnh theo cụng thc: Nct = N1 + N2 + N3 + N4 Cỏc cụng sut thnh phn tớnh nh sau: N1 = Trong ú: p lc cn ct thỏi riờng Nguyn Th L CKBQ51 p.L.k k1.v 1000 49 p = B.s m + kh + 0, 025hv Vi: B = 6,5; s = 5.10-4 m; m = 0,55; k = 0,35; h = 10-3 m; v = 38 m/s Giỏ tr ca c tớnh theo cụng thc: 0,5.cos cos ữ a = = + l ( 0,34 + 0, 026 + 0,5h ) cos3 ữ - gúc ma sỏt ca vt thỏi vi cnh dao; = 300 Do lc cn ct thỏi riờng ph thuc rt ớt vo gúc mi nờn ta cú th b qua giỏ tr ca nú cụng thc tớnh trờn T ú ta cú: = 0,5.cos 300.cos150 ( 0,34 + 0,5.103 ) cos3150 = 1,363 Thay cỏc giỏ tr trờn vo cụng thc tớnh ta c giỏ tr ca lc cn ct thỏi riờng p = 0,137 N/cm N1 = 0,137.25.0,35.0,8.563 = 0,539 kW 1000 Cụng sut N2 tớnh theo cụng thc: N = 2 r n 30.1000 Gf Trong ú: G ỏp lc ca c qu vo mt a G = Q.sin.cos Vi: Q trng lng ca c qu thựng mỏy, Q = 20N gúc nghiờng ca thnh sau thựng vi mt thng ng, = 450 G = 20 =10 2 H s ma sỏt f = 1,2 Nguyn Th L CKBQ51 50 T ú ta cú: 10.0, .0,1.3,14.563 N2 = = 0,034 kW 30.1000 Cụng sut N4 l chi phớ dựng cho vic ht vng lỏt thỏi ngoi Chi phớ ny thng khụng nhiu lỏt thỏi phn ó t vng lc quỏn tớnh dao quay v thỏi Ta cú theo thc nghim N + N4 = 60% Nct T phõn tớch trờn ta cú th ly N1 = 50%Nct Vy cụng sut cn thit cho mỏy thỏi c qu l: Nct = 2.N1 = 2.0,539 = 1,078 kW T ú ta chn ng c in khụng ng b ba pha c bo v cú s hiu: A02 22 Cụng sut: 1,1 kW S vũng quay: 930 vg/ph 4.3 Tớnh chn Truyn ng thng c dựng truyn dn gia cỏc trc tng i xa v yờu cu lm vic ờm B truyn cú kờt cu khỏ n gin v cú th gi an ton cho cỏc chi tit mỏy khỏc b quỏ ti t ngt T nhng u im ú, em chn b phn dn ng l thang S dng cỏc cụng thc v bng [3] tớnh toỏn v xỏc nh Hỡnh dng v kớch thc ca nh hỡnh v ? B A S Hỡnh 4.2 hỡnh thang Nguyn Th L CKBQ51 S 51 Chn loi Gi thit tc ca v > m/s, cú th dựng loi O hoc A (bng 13) Ta tớnh theo c hai phng ỏn v chn phng ỏn no cú li hn Tit din Kớch thc tit din a x h (mm) (bng 5.11) Din tớch tit din F (mm2) nh ng kớnh bỏnh nh Theo bng 14 ly D1, mm Kim nghim tc ca v= 563.D1 , m/s 60.1000 O 10 x 47 A 13 x 81 90 125 2,65 3,68 143 198 140 200 570 559 1,58 1,62 140 645 670 200 917 950 3,95 3,87 152 216 142 202 172 245 Zv < vmax = (30 ữ 35) m/s Tớnh ng kớnh D2 bỏnh ln D2 = 910 (1 0, 02) D1 563 Ly theo tiờu chun (bng 15), D2 S vũng quay thc ca trc b dn: n '2 = (1 0, 02).910 D1 D = 892 D2 D2 n2 Tr s ny sai lch ớt so vi yờu cu n1 T s truyn n ' Chn s b khong cỏch trc A theo bng 16 A ; D2 Tớnh chiu di L theo khong cỏch trc A s b Ly L theo tiờu chun, mm (bng 12) Kim nghim s vũng chy u giõy: u= v L u nh hn umax = 10 Xỏc nh chớnh xỏc khong cỏch trc A theo chiu di ó ly theo tiờu chun [cụng thc (5 2)] Khong cỏch A tha iu kin (5 19) Khong cỏch nh nht, cn thit mc Amin = A 0,015L, mm Khong cỏch ln nht cn thit to lc cng Amax = A + 0,03L, mm Nguyn Th L CKBQ51 52 Tớnh gúc ụm (cụng thc 3) Gúc ụm tha iu kin 1200 Xỏc nh s Z cn thit Chn ng sut cng ban 1620 1600 0,8 0,95 1,04 5,53 0,8 0,95 1,04 2,88 80 44 110 150 160 225 56,5 97 509 437 u = 1,2 N/mm2 v theo tr s D1 tra bng 17 tỡm c ng sut cú ớch cho phộp p , N/mm2 Cỏc h s Ct (tra bng 6) C (tra bng 18) Cv (tra bng 19) S tớnh theo cụng thc 22 Ly s nh cỏc kớch thc ch yu ca bỏnh Chiu rng bỏnh [cụng thc 23] B = (Z 1)t + 2S ng kớnh ngoi cựng ca bỏnh [cụng thc 24] Bỏnh dn Dn1 = D1 + 2c Bỏnh b dn Dn2 = D2 + 2c Cỏc kớch thc t, S, v c xem bng 10 10 Tớnh lc cng ban u S0 [cụng thc 25] V lc tỏc dng lờn trc R [cụng thc 26] S0 = 0F, N R = 3S0Zsin , N Kt lun: T tớnh toỏn trờn ta thy loi O cú khuụn kh nh gn hn, s nhiu hn v lc tỏc dng lờn trc cú ln hn mt chỳt so vi loi A Vy em chn loi O cho b truyn mỏy ca mỡnh thit k Nguyn Th L CKBQ51 53 KT LUN V NGH Kt lun Sau hon thnh ỏn em ó rỳt c nhng kt qu nh sau: ó nghiờn cu, tỡm hiu v nguyờn liu khoai tõy, cng nh tỡnh hỡnh sn xut khoai tõy nc ta hin Tỡm hiu quy trỡnh sn xut snack khoai tõy Thit k mu mỏy thỏi lỏt khoai tõy phc v dõy chuyn sn xut snack khoai tõy, phự hp vi nguyờn liu nc Thit k dao thỏi to sn phm cú hỡnh dng mi l, hp dn Rỳt c nhng u nhc im ca mỏy hon thin dn Mi quan h gia s vũng quay ca a v th tớch lỏt thỏi ng vi vũng quay ca a Tớnh toỏn mt s thụng s c bn ca mỏy ngh Sau hon thnh ti em thy mỏy thỏi lỏt khoai tõy cú u im nh n gin, r tin, d hnh s dng Vỡ vy nú phự hp vi kh nng kinh t ca ngi s dng, c cỏc c s sn xut nh Mt khỏc mỏy thỏi lỏt ny cú th ct thỏi c nhiu loi c cú hỡnh dng khỏc nh c di, c trũn Do thi gian thc khụng di nờn em chua th hon thnh vic tớnh toỏn tt c cỏc b phn ca mỏy thỏi ngh tip tc tớnh toỏn cỏc chi tit c th hn na mỏy thỏi c hon thin hn na Nguyn Th L CKBQ51 54 TI LIU THAM KHO Trn Nh Khuyờn (2009),Cỏc thit b bo qun v ch bin nụng sn, H Nụng Nghip Trn Nh Khuyờn, Giỏo trỡnh K thut ch bin nụng sn, H Nụng Nghip H Ni Nguyn Trng Hip Nguyn Vn Lm (2005), Thit k chi tit mỏy, NXB Giỏo Dc Trng Vn H (2010), Cõy khoai tõy Vit Nam, NXB Nụng Nghip Nguyn Vn Thng Bựi Th M (1996), K thut trng c chua Khoai tõy, NXB Nụng Nghip Cao ng ỏng (2006), Lun ThS KHKT Nghiờn cu nh hng ca mt s thụng s n chi phớ nng lng riờng v cht lng sn phm ca mỏy thỏi c lm thc n cho bũ, i hc Nụng Nghip H Ni Ti liu internet: http://agriviet.com http://www.hayenind.com.vn Nguyn Th L CKBQ51 [...]... ra sản phẩm chất lượng cao Tuy nhiên, nếu nước ta chỉ nhập khẩu máy móc ở nước ngoài về thì không hẳn phù hợp với nguyên liệu trong nước Mặt khác, giá thành lại rất cao Vì thế, việc nghiên cứu thiết kế máy móc để phục vụ sản xuất là việc làm rất cần thiết 1.4.3 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 1.4.3.1 Mục đích nghiên cứu của đề tài Thiết kế máy thái lát khoai tây phục vụ dây chuyền sản xuất. .. 1 – Mâm xoay; 2 – Dao thái; 3 – Thùng đựng củ 1.3.2 Máy cắt thái hiện nay Hiện nay, máy cắt thái đang được sử dụng trong nhiều dây chuyền sản xuất như: máy thái khoai tây, bí đỏ trong dây chuyền sản xuất bim bim; máy thái gia vị trong dây chuyền sản xuất mì tôm; máy cắt lát bánh mì, máy thái lát thịt,….Đó có thể là máy làm việc thủ công hoặc tự động tùy theo chế tạo và yêu cầu của người sử dụng Nó... cắt lát khoai Vì vậy trong quá trình sản xuất cần chú ý đến khâu cắt thái để có sản phẩm tốt nhất 1.2 Quy trình sản xuất snack khoai tây Snack khoai tây được sản xuất theo quy trình công nghệ sau: Khoai tây sống được rửa sạch -> Gọt vỏ -> Kiểm tra chất lượng trên băng chuyền -> Cắt thành lát mỏng -> Rửa hết các nhựa bột -> làm ráo nước > Tẩm ướp gia vị -> Rán giòn -> Giảm lượng dầu ăn trong khoai tây. .. NGUYÊN LÝ MÁY CẮT THÁI KHOAI TÂY 2.1 Cấu tạo chung của máy Qua tham khảo một số mẫu máy trên thực tế, phân tích ưu nhược điểm của nó, và tìm hiểu tính chất vật liệu em đưa ra mô hình mẫu máy thái lát khoai tây phục vụ dây chuyền sản xuất snack tây Trong ngành thực phẩm, yêu cầu vệ sinh là rất quan trọng Vì vậy, các chi tiết của máy phải làm bằng inox hoặc thép không gỉ để đảm bảo chất lượng của sản phẩm... sẽ thái được 4 lát khoai Như vậy làm cho lát thái mỏng, tăng khả năng thái của máy, đồng thời giảm thời gian thái Điều chỉnh độ nhô của dao để có độ dày lát thái như yêu cầu Sản phẩm là lát khoai tây rộng bản nên dao thái có dạng lưỡi thẳng liền Biên dạng của lưỡi dao là hình sin đều để khi thái lát khoai tây có dạng lượn song, làm tăng tính hấp dẫn của sản phẩm Kích thước của dao và đĩa sẽ được tính. .. tây phục vụ dây chuyền sản xuất snack khoai tây, phù hợp với nguyên liệu trong nước, giảm chi phí nhập máy móc ở nước ngoài Đồng thời đáp ứng được năng suất đề ra, nâng cao chất lượng sản phẩm 1.4.3.2 Nhiệm vụ của đề tài - Lựa chọn sơ đồ nguyên lý thiết kế máy cắt thái khoai tây - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái - Tính toán thiết kế một số bộ phận của máy Nguyễn Thị Là – CKBQ51 19 PHẦN... nhanh, snack và thực phẩm tiện dụng, việc sử dụng khoai tây chế biến ngày càng phổ biến.Ở Việt Nam, ngành chế biến khoai tây mới xuất hiện chưa được 10 năm, nhưng đang phát triển rất mạnh mẽ Tiêu dùng khoai tây đang chuyển từ thị trường tiêu thụ tươi sang các sản phẩm chế biến có giá trị gia tăng như khoai tây rán chẳng hạn Sản phẩm chế biến từ khoai tây đã khá đa dạng như khoai tây rán giòn, khoai tây. .. Một ưu điểm của khoai tây trong chế biến snack đó là trong củ thành phần chính là tinh bột, không có chất xơ Vì thế, khâu cắt thái sẽ rất dễ dàng Khi sản xuất snack thì yêu cầu cần thiết đối với củ khoai tây là phải to, đều Có như vậy thì khi thái lát khoai tây sẽ không bị nát, làm cho giá trị cảm quan Nguyễn Thị Là – CKBQ51 7 của sản phẩm cao, tăng giá trị kinh tế Các giống khoai tây ở Việt Nam thường... hỏng Qua dây chuyền sản xuất trên chúng ta đã có sản phẩm snach khoai tây hoàn chỉnh 1.3 Các loại máy thái lát trong và ngoài nước hiện nay 1.3.1 Nguyên lý cắt thái chung Các máy thái củ quả thường theo nguyên lý làm việc của “dao bào gỗ” Nghĩa là lưỡi dao được lắp ở khe thủng của thân đĩa hay trống lắp dao sẽ cắt nạo vật thái đang tựa vào mặt thân đĩa hay trống lắp dao đó thành những lát thái (dày... của máy Giá đỡ được thiết kế gồm 4 chân , các chân nối với nhau bằng thanh chằng để tăng độ vững chắc cho máy khi làm việc Vỏ máy có tác dụng bảo vệ các chi tiết bên trong của máy Đối với máy thái lát này, vỏ làm bằng inox là hợp lý nhât Vừa không bị gỉ lại nhẹ, giảm bớt lực tác dụng vào khung đỡ 2.1.2 Dao thái Đây là bộ phận quan trọng của máy Độ dày của lát thái là từ 0,5 ÷ 1mm Do đó ta thiết kế máy ... Nguyn Th L CKBQ51 Hỡnh 1.1 Cõy khoai tõy Hỡnh 1.2 C khoai tõy Khoai tõy c dựng nh mt thnh phn cung cp cht bt Khoai tõy c ch bin thnh rt nhiu mún n Ngi Chõu u hp khoai tõy rụỡ nghin thnh mún chớnh... tng nh khoai tõy rỏn chng hn Sn phm ch bin t khoai tõy ó khỏ a dng nh khoai tõy rỏn giũn, khoai tõy chiờn v tinh bt Sn phm khoai tõy chiờn kiu Phỏp v khoai tõy rỏn giũn ó tr nờn quen thuc vi ngi... khoai tõy, thỏi khoai l khõu rt quan trng Nu quỏ trỡnh thỏi thc hin tt, ming khoai s mng, khụng b nỏt v ngc li nõng cao nng sut v cht lng ca sn phm, mt s c s sn xut snack ó nhp mỏy ct thỏi khoai