slide báo cáo NGHIÊN cứu THIẾT kế, điều KHIỂN hệ THỐNG TÁCH màu tự NHIÊN

Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Đề tài NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TÁCH MÀU TỰ NHIÊN Khoa Cơ Khí – Bộ Môn Cơ Điện Tử Nội dung Tổng quan Cụm máy nghiền Cụm nấu – chiết tách nhuộm Kết luận Tổng quan • Tách màu gì? Tách màu: Tách lấy nước màu có phụ phẩm nông nghiệp: cây, vỏ cây… Để phục vụ cho công đoạn nhuộm tự nhiên Bã nguyên liệu Tổng quan Nước màu (nguyên liệu) Nhuộm tự nhiên sản phẩm Tác động đến môi trường Lượng nước tiêu thụ ngành dệt nhuộm Hàng dệt nhuộm Lượng nước tiêu thụ (m3/tấn) Vải cotton 80 – 240 Vải cotton dệt thoi 70 – 180 Len 100 – 250 Vải polyacrylic Tổng quan 10 - 70 So sánh nhuộm tự nhiên với nhuộm tổng hợp Thuốc nhuộm tổng hợp -Màu sắc đa dạng, bắt mắt, giá tốt -Tính nhuộm cao -Gây ô nhiễm môi trường -Thuốc nhuộm hoạt tính chứa kim loại crôm, chì, thủy ngân gây ung thư -Được sử dụng chủ đạo ngành nhuộm Tổng quan Thuốc nhuộm tự nhiên -Màu sắc không đa dạng, giá cao -Thành phần tự nhiên, thân thiện với môi trường -Thường sử dụng quy trình nhuộm thủ công -Giảm thiếu kích ứng da -Một số loại thuốc nhuộm tự nhiên cung cấp chất có lợi cho người Vấn đề & Nhiệm vụ Nguyên liệu Điều khiển Nguyên liệu đầu vào nguyên liệu khô Tự động hoàn toàn bán tự động Hệ thống nhuộm màu Quy trình Quy trình phải tuân theo quy trình tiêu chuẩn nhuộm dệt may Tổng quan tự nhiên Khả Tận dụng tối đa nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp Quy trình hoạt động Môđun 1:Cụm máy nghiền Máy nghiền búa Môđun 2: Cụm nấu – chiết tách Bồn khuấy gia nhiệt Cụm nấu – chiết tách nhuộm Môđun 4: Cụm nhuộm Nhuộm trực tiếp Tổng quan Môđun 3: Cụm lọc Bồn khuấy gia nhiệt Cụm máy nghiền Máy nghiền búa Yêu cầu kỹ thuật Nguyên liệu: Các loại khô vỏ đước Công suất: 150 kg/h Nguyên liệu phải phơi khô Độ ẩm nguyên liệu thấp 13% [27] Đối với nguyên liệu đầu vào khô phải đập sơ bộ, nguyên liệu vỏ đước phải đập nhỏ tương ứng trọng lượng 20 ÷ 40 gam Máy nghiền búa [27] Cụm Nghiền Nguyên lý hoạt động Cụm Nghiền 10 Yêu cầu kỹ thuật Nguyên liệu lấy trực tiếp từ cụm máy nghiền người lấy từ kho dự trữ Năng suất: 60 lít/ mẻ Tốc độ quay: 20 (vòng/phút) Nguyên lý hoạt động cụm nấu chiết tách [15] Cụm nấu – chiết, 24 Cánh khuấy Theo sở liệu chương tài liệu [36][37] -Cụm chiết tách có công suất nhỏ -Quay với tốc độ chậm -Đường kính bồn khuấy nhỏ 300m -Chọn cánh khuấy tua bin, có cánh Cánh khuấy tuabin Sơ đồ cánh khuấy tuabin [36] Cụm nấu – chiết, Chọn đường kính cánh khuấy d = 40 cm chiều cao b = 10 cm 25 Công suất ReM 20 1096 .0 ,4 2 ρ n.d 60 = = = 66 , 43 10 µ ,8.10 −4 Công suất tổng trục làm việc bao gồm công để thắng lực ỳ lực ma sát K + ξM ,1185 + 1,25 = , 52 = ,57( kW ) NA=NT + NR =K n3.d5.ρ + ξM.n3.d5.ρ=N ξM 1,25 Công suất động N= Cụm nấu – chiết, NA ,57 = = ,605( kW ) η ol η hs ,99.0 ,95 Kí hiệu Công suất (kW) Số vòng quay (v/p) 3K90L6 0,75 940 26 Bán kính hiệu & Gia nhiệt Bán kính hiệu R0 ≈ ,15.a 747.N 747.0 ,7985 = ,3.0 ,15 = 21,85( cm ) ,02211µ ,00211.1,2 Qn + Qt P= = ,3( kWh ) 3600.1000 Pres = Q ,3 = = ,78( kWh ) ,9 ,9 Với công suất Pres = 4,78 (kWh) thời đun thời gian 60 phút đạt 900C Gia nhiệt 25 phút ần Pres = 11,5 (kWh) Cụm nấu – chiết, 27 Cụm nấu – chiết tách Thông số kỹ thuật cụm chiết tách Thể tích thực (lít) V = 78,54 Thời gian nung (phút) t = 25 Công suất động (kW) P = 0,75 Công suất điện trở nhiệt (kWh) 11,5 Thời gian nung đạt tới 900C (phút) 25 Số vòng quay (v/p) n = 20 Bán kính hiệu (cm) R0 = 21,85 Lực ma sát cánh F = 456,38 khuấy(N) Loại cánh khuấy tuabin Tỷ số hộp giảm tốc 1:50 Cụm chiết tách thiết kế hoàn chỉnh Cụm nấu – chiết, 28 Cụm nấu – chiết tách Cụm nấu – chiết, 29 Cụm lọc trọng lực Nguyên liệu bao gồm: nước nhuộm màu bã nguyên liệu Năng suất: Lọc theo mẻ, mẻ 60 lít nguyên liệu Tầng 1: Tầng lọc thô sơ cấp - sử dụng lưới kẽm có lỗ thô Tầng 2: Tầng lọc thô thứ cấp - sử dụng lưới kẽm có lỗ mịn Tầng 3: Tầng lọc tinh sơ cấp – sử dụng vải không dệt Tầng 4: Tầng lọc tinh thứ cấp – sử dụng vải không dệt Cụm nấu – chiết, Cụm lọc thiết kế hoàn chỉnh 30 Cụm nhuộm trực tiếp Qn = m.c.∆T = 60.4200.(90-45) = 560 000 (J) Qt = m.c ∆T = 72,27.460.(90-45) = 495 989 (J) P ,52 Pt = = = ,8( kWh ) ,9 ,9 Với công suất Pres = 2,8 (kWh) đun thời gian 60 phút đạt 900C Gia nhiệt 15 phút ần Pres = 11,2 (kWh) Cụm nấu – chiết, Cụm nhuộm thiết kế hoàn chỉnh 31 Giải thuật điều khiển Bộ điều khiển nhiệt độ REX-C100 [43] Cụm nấu – chiết, Nguyên lý hoạt động cảm biến mực nước 61F-GP-N [46] 32 Mạch điện Tủ điện cụm nấu – chiết tách nhuộm -Mạch nguồn -Mạch định thời gian nhuộm -Mạch điều khiển nhiệt độ -Mạch cảm biến mực nước -Mạch công suất Relay thời gian H3JA-80 [50] Cụm nấu – chiết, 33 Hệ thống nhuộm màu tự nhiên Hệ thống nhuộm màu tự nhiên hoàn chỉnh Cụm nấu – chiết, 34 Hệ thống nhuộm màu tự nhiên Cụm nấu – chiết, 35 Kết luận KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC - Tìm hiểu tổng quan về tình hình nghiên cứu, tính ứng dụng tiềm phát triển đề tài - Thiết kế kết cấu khí cho hệ thống tách màu tự nhiên - Thiết kế điều khiển dùng relay để điều khiển tốc độ động cơ, chế độ hoạt động, kết hợp với điều khiển nhiệt độ khí cụ điện khác tạo nên điều khiển hoàn chỉnh cho máy - Thiết kế triển khai tủ điện cho hệ thống - Có báo đề tài nhuộm màu tự nhiên Hội nghị toàn quốc Máy Kết cấu 2015 Kết luận 36 Kết luận HẠN CHẾ - Chưa tự động hóa hoàn toàn hệ thống - Chưa nghiên cứu đến hóa chất cầm màu công đoạn nhuộm nhuộm Hướng xử lý nước thải sau nhuộm - Chưa làm mô hình thực tế để kiểm tra hiệu suất hoạt động hệ thống Kết luận 37 Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Thank you for listening! Khoa Cơ Khí – Bộ Môn Cơ Điện Tử [...]... nhuộm màu tự nhiên hoàn chỉnh Cụm nấu – chiết, 34 Hệ thống nhuộm màu tự nhiên Cụm nấu – chiết, 35 Kết luận KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC - Tìm hiểu tổng quan về tình hình nghiên cứu, tính ứng dụng cũng như tiềm năng phát triển của đề tài - Thiết kế kết cấu cơ khí cho hệ thống tách màu tự nhiên - Thiết kế bộ điều khiển dùng relay để điều khiển tốc độ động cơ, chế độ hoạt động, kết hợp với bộ điều khiển nhiệt... nhuộm thiết kế hoàn chỉnh 31 Giải thuật điều khiển Bộ điều khiển nhiệt độ REX-C100 [43] Cụm nấu – chiết, Nguyên lý hoạt động cảm biến mực nước 61F-GP-N [46] 32 Mạch điện Tủ điện cụm nấu – chiết tách và nhuộm -Mạch nguồn -Mạch định thời gian nhuộm -Mạch điều khiển nhiệt độ -Mạch cảm biến mực nước -Mạch công suất Relay thời gian H3JA-80 [50] Cụm nấu – chiết, 33 Hệ thống nhuộm màu tự nhiên Hệ thống nhuộm màu. .. kế bộ điều khiển dùng relay để điều khiển tốc độ động cơ, chế độ hoạt động, kết hợp với bộ điều khiển nhiệt độ và các khí cụ điện khác tạo nên bộ điều khiển hoàn chỉnh cho máy - Thiết kế và triển khai tủ điện cho hệ thống - Có bài báo về đề tài nhuộm màu tự nhiên tại Hội nghị toàn quốc Máy và Kết cấu 2015 Kết luận 36 ... vòng quay (v/p) N = 1478,1 Mômen xoắn trên trục (Nmm) T = 6032,37 Hệ số an toàn 1,57 Máy nghiền búa thiết kế hoàn chỉnh Cụm Nghiền 19 Cụm máy nghiền Cụm Nghiền 20 Giải thuật điều khiển -Dùng biến tần -Có 2 chế độ chạy auto và manual -Với chế độ auto, động cơ được khởi động chạy ở tốc độ cao nhất (S3) -Với chế độ manual, cho phép người điều khiển chọn 1 trong 3 cấp tốc độ đã được định trước và có thể chuyển... Cụm nấu – chiết tách Thông số kỹ thuật cụm chiết tách Thể tích thực (lít) V = 78,54 Thời gian nung (phút) t = 25 Công suất động cơ (kW) P = 0,75 Công suất điện trở nhiệt (kWh) 11,5 Thời gian nung đạt tới 900C (phút) 25 Số vòng quay (v/p) n = 20 Bán kính hiệu quả (cm) R0 = 21,85 Lực ma sát trên một cánh F = 456,38 khuấy(N) Loại cánh khuấy tuabin Tỷ số hộp giảm tốc 1:50 Cụm chiết tách thiết kế hoàn chỉnh... thước lỗ tùy theo yêu cầu độ nhỏ của bột Vị trị đột lỗ phải có hệ số rơi cao nhất Hệ số rơi là tỷ lệ diện tích lỗ trên diện tích bề mặt của sàng Sơ đồ phân bố lỗ trên tấm sang có hệ số rơi cao [27] Cụm Nghiền Mô hình lưới lọc 15 Đai Thông số đai và bánh đai *Đường kính bánh đai dẫn *Đường kính bánh đai bị dẫn *Tỷ số truyền *Khoảng cách trục *Hệ số ma sát nhỏ nhất để không xảy ra trượt trơn Mã đai trên... chiết tách Cụm nấu – chiết, 29 Cụm lọc trọng lực Nguyên liệu bao gồm: nước nhuộm màu và bã nguyên liệu Năng suất: Lọc theo mẻ, 1 mẻ 60 lít nguyên liệu Tầng 1: Tầng lọc thô sơ cấp - sử dụng lưới kẽm có lỗ thô Tầng 2: Tầng lọc thô thứ cấp - sử dụng lưới kẽm có lỗ mịn Tầng 3: Tầng lọc tinh sơ cấp – sử dụng vải không dệt Tầng 4: Tầng lọc tinh thứ cấp – sử dụng vải không dệt Cụm nấu – chiết, Cụm lọc thiết. .. auto -Mạch công suất 22 Cụm nấu – chiết tách và nhuộm Cụm nấu – chiết, 23 Yêu cầu kỹ thuật Nguyên liệu được lấy trực tiếp từ cụm máy nghiền hoặc do con người lấy từ kho dự trữ Năng suất: 60 lít/ mẻ Tốc độ quay: 20 (vòng/phút) Nguyên lý hoạt động cụm nấu chiết tách [15] Cụm nấu – chiết, 24 Cánh khuấy Theo cơ sở dữ liệu chương 3 và tài liệu [36][37] -Cụm chiết tách có công suất nhỏ -Quay với tốc độ chậm ... cấu khí cho hệ thống tách màu tự nhiên - Thiết kế điều khiển dùng relay để điều khiển tốc độ động cơ, chế độ hoạt động, kết hợp với điều khiển nhiệt độ khí cụ điện khác tạo nên điều khiển hoàn... gian nhuộm -Mạch điều khiển nhiệt độ -Mạch cảm biến mực nước -Mạch công suất Relay thời gian H3JA-80 [50] Cụm nấu – chiết, 33 Hệ thống nhuộm màu tự nhiên Hệ thống nhuộm màu tự nhiên hoàn chỉnh... - Thiết kế triển khai tủ điện cho hệ thống - Có báo đề tài nhuộm màu tự nhiên Hội nghị toàn quốc Máy Kết cấu 2015 Kết luận 36 Kết luận HẠN CHẾ - Chưa tự động hóa hoàn toàn hệ thống - Chưa nghiên