Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ép viên phụ phế liệu nông nghiệp và rác thải để làm phân bón

B CễNG THNG Tng cụng ty mỏy ng Lc v mỏy nụng nghip VIN NGHIấN CU THIT K CH TO MY NễNG NGHIP BO CO TNG KT TI NGHIấN CU KHOA HC & CễNG NGH 2008 TI: Nghiờn cu thit k ch to mỏy ộp viờn ph ph liu nụng nghip v rỏc thi lm phõn bún Mó s: 255-08RD/H-KHCN C quan ch qun: B Cụng Thng C quan ch trỡ: Vin NCTKCT mỏy Nụng nghip Ch nhim ti: Th.S Mai Trang 7323 23/4/2009 H Ni-2/2009 B CễNG THNG Tng cụng ty mỏy ng Lc v mỏy nụng nghip VIN NGHIấN CU THIT K CH TO MY NễNG NGHIP BO CO TNG KT TI NGHIấN CU KHOA HC & CễNG NGH 2008 TI: Nghiờn cu thit k ch to mỏy ộp viờn ph ph liu nụng nghip v rỏc thi lm phõn bún Mó s: 255-08RD/H-KHCN N V CH TRè VIN NCTKCT MY NễNG NGHIP H Ni-2/2009 CH NHIM TI THS MAI TRANG Danh sách ngời thực STT Họ tên Học vị, học hàm Cơ quan chuyên môn Mai Trang Thc s Viện TK máy NN Đặng Việt Hòa Thạc sĩ Viện TK máy NN Nguyn Vn Mnh Thc s Viện TK máy NN V Ngc Tỳ Kỹ thuật viên Viện TK máy NN ng Vn Ngõn Kỹ thuật viên Viện TK máy NN MC LC Trang M U CHƯNG TNG QUAN 1.1 Tỡnh hỡnh nghiờn cu nc ngoi 1.2 Tỡnh hỡnh nghiờn cu nc CHNG C S Lí THUYT QU TRèNH NGHIấN CU 11 2.1 Mt s tớnh cht ca ph ph liu v cht thi 11 2.2 Cỏc yu t nh hng n quỏ trỡnh lm vic ca mỏy ộp 11 2.3 Cụng ngh sn xut phõn vi sinh t rỏc thi v viờn nhiờn liu ph liu 13 nụng nghp CHNG THIT K CH TO MY ẫP V TO HèNH VIấN 18 3.1 Thit k la chn nng sut mỏy ộp v to hỡnh viờn phõn hu c vi sinh 18 3.2 Kho nghim thit b ộp v to viờn 33 CHNG 4: KT LUN V KIN NGH 42 4.1 Kt lun 42 4.2 Kin ngh 42 Ph lc 43 Ti liu tham kho M U Trong nhng nm gn õy, nn kinh t nc ta ó cú nhng bc phỏt trin rt ỏng khõm phc c bit l ngnh sn xut nụng nghip T ch l mt nc thiu trin miờn, chỳng ta ó lờn khụng nhng cung cp nhu cu tiờu dựng nc m cũn phc v cho xut khu v luụn ng v trớ cao cỏc nc xut khu cỏc mt hng nụng sn trờn th gii Cựng vi ú cuc sng ca ngi dõn cng dn c ci thin ỏng k Bờn cnh nhng thnh tu ó t c chỳng ta cng ang phi i mt vi rt nhiu khú khn th thỏch, mt s ú chớnh l nn ụ nhim mụi trng t cỏc nh mỏy xay xỏt nht l cỏc tnh phỏi Nam, cỏc nh mỏy ch bin cn v c mớa ng Theo ỏnh giỏ ca cỏc nh khoa hc thỡ ngnh nụng nghip, cụng nghip v rỏc thi sinh hot l mt nhng nguyờn nhõn chớnh gõy ụ nhim mụi trng nhiu nht Cỏc tỏc nhõn nụng nghip gõy ụ nhim mụi trng l thuc tr sõu, phõn bún, rỏc thi nụng nghip, rỏc thi ca cỏc nh mỏy ch bin lng thc, cn, mớa, ng cựng hin tng t ph ph liu nụng nghip Trong ph ph liu nụng nghip v rỏc thi sinh hot thỡ thnh phn chớnh l cỏc hp cht hu c, ú phng phỏp x lý truyn thng thng l chụn lp, t Tuy nhiờn c hai phng phỏp trờn u cú nhng mt hn ch, vi phng phỏp chụn lp ú l cn mt din tớch rt ln chụn lp v rt r gõy ụ nhim ngun nc nu khụng c x lý cn thn, vi phng phỏp t ú l ụ nhim bu khụng khớ, khúi bi hoc l phi u t rt ln cho cỏc lũ t rỏc (30-40USD/tn rỏc thi sinh hot) Chớnh vỡ l ú phng phỏp bin rỏc thi v ph ph liu nụng nghip thnh phõn vi sinh l phng phỏp ang c chớnh ph, cỏc ban ngnh v cỏc n v ht sc quan tõm Trong dõy chuyn sn xut phõn vi sinh, thỡ thit b to viờn l mt nhng thit b chớnh ca dõy chuyn Mc ớch ca vic to viờn l giỳp lm gim th tớch ca nguyờn liu, thun tin cho vic chuyờn ch, bo qun, cỏc thnh phn c phõn b u mt khỏc cũn giỳp cho cõy hp thu dng cht mt cỏch t t, trỏnh hin tng trụi Nhng nm gn õy, rt nhiu nc i sõu vo nghiờn cu cỏc loi thit b to viờn nh cỏc hóng BENGA, CPM (M), TINDER,MYNHIANG (Trung Quc) v mt s nc nh Thỏi Lan, H Lan, n Cỏc thit b ny u c sn xut v thng mi hoỏ vi tớnh cụng ngh khỏ cao, cht lng m bo Song giỏ thnh li quỏ t, kốm theo ú l cỏc iu kin sau bỏn hng khụng thun tin cho vic s dng nc ta, khụng m bo thi gian yờu cu cung cp, khụng thớch hp vi cỏc c s sn xut va v nh Vỡ vy vic i sõu nghiờn cu, thit k v ch to mỏy ộp viờn ng dng vic ộp cỏc ph ph thi nụng nghip v rỏc thi nhm ỏp ng nhu cu sn xut ti cỏc nh mỏy sn xut phõn vi sinh nc l yờu cu mang tớnh thc tin cao Xut phỏt t nhng nhu cu thc t trờn, c s ng ý ca V Khoa hc v Cụng ngh B Cụng Thng, chỳng tụi tin hnh nghiờn cu ti: Nghiờn cu thit k ch to mỏy ộp viờn ộp cỏc ph ph liu nụng nghip v rỏc thi lm phõn bún Trong quỏ trỡnh thc hin ti, chỳng tụi ó nhn c s giỳp tn tỡnh ca cỏc ng nghip, V Khoa hc v Cụng ngh (B Cụng Thng), cụng ty c phn cụng ngh Mụi trng xanh SERAPHIN, Nh mỏy x lý rỏc thi Sn Tõy, cụng ty c phn c khớ v xõy dng s Nhõn dp ny chỳng tụi xin trõn trng cm n v s giỳp v hp tỏc ú CHNG I TNG QUAN NGHIấN CU 1.1.Tỡnh hỡnh nghiờn cu nc ngoi Hin trờn th gii cú xu hng s dng nguyờn liu sch t cỏc ph phm ca cỏc nh mỏy ca, nh mỏy xay xỏt v cỏc nh mỏy ch bin g lm nguyờn liu si m, un nu, hay phỏt in cũn i vi rỏc thi sinh hot hay nha cú th s dng nh mt dng nhiờn liu húa thch T nha ph thi, giy, g cú th s dng lm nm cho vt nuụi, phõn bún, viờn RPF s dng k thut lũ cao, un nu v mt s ng dng khỏc V phoi t r cõy Phoi bo V cõy Hỡnh 1.1 Cỏc ph liu quỏ trỡnh sn xut g trc v sau nghin Ph liu Tm panen Mỏy nghin Trc Sau Hỡnh 1.2 Cỏc ph liu trc v sau nghin G thụng lỏ thụng G thụng Cnh cõy Cõy tựng Polypropylene Cỏc loi nha ph Vi RDF Hỡnh 1.3 Mt s sn phm viờn t ph liu Mỏy ộp viờn (pellet mill) c nghiờn cu v ch to ó khỏ lõu cỏc nc phng tõy gn vi nhng tờn tui ln nh: Bliss (M), La Meccanica (ý), Buchumer (c), VanAarsen (H Lan)hay nh mt s nc Chõu ỏ nh: Trung Quc ( Chớnh Xng, Mynhang), Thỏi Lan (CPM) Mỏy ộp viờn c s dng cho rt nhiu cỏc sn phm nụng nghip khỏc t ch bin thc n cho ngi v gia sỳc n ộp viờn ph thi nụng nghip (rm, c khụ, mựn ca) hay rỏc thi mi mt i tng khỏc li ũi hi cỏc thit b ộp viờn phự hp Hỡnh 1.4 -: Mỏy ộp viờn ca hóng Bliss (M) Hỡnh 3.2 Trc mỏy ộp v to hỡnh viờn i vi khuụn ộp dy v hỡnh dng l ca khuụn cú liờn quan cht ch n cht lng viờn c bit l nhit quỏ trỡnh ộp cng nh viờn sau ộp m bo cỏc vi sinh vt cú li khụng b tiờu dit, gim chi phớ in nng trờn n v nng sut, m bo cht nht nh theo yờu cu ca phõn vi sinh v lm tng nng sut ca mỏy Chớnh vỡ vy gim quỏ trỡnh sinh nhit cng nh t l n hi ca vt liu quỏ trỡnh ộp to nhúm ti tin hnh la chn gim chiu di nộn ộp, tng chiu di l gim ỏp X Vic la chn ny s gii quyt gn nh trit nhng nhc im s dng khuụn quay ỏp dng cho sn xut phõn vi sinh 29 Hỡnh 3.3 Kớch thc l v khuụn ộp viờn phõn hu c vi sinh Theo cỏc thụng s ng kớnh khuụn ộp 320 mm, tc khuụn quay 350 v/ph, nhúm thc hin ti ó thit k v ch to mỏy ộp v to hỡnh viờn nh sau: (cú b bn v thit k kốm sau) i vi tru v mựn ca - Nng sut ộp: 300 ữ 1200 kg/h - Cụng sut ng c ộp: x 22 kW, pha 380 V, 1500 v/ph - Kớch thc viờn ộp: ữ mm - ng kinh khuụn ộp: 320 mm - ng kớnh lụ ộp: 110 mm - Tc khuụn ộp: 350 v/ph - Kớch thc l gim ỏp X: ữ 10 mm 30 - Khuụn ộp c kt cu thỏo v lp d dng cú th thay th vi cỏc khuụn cú kớch thc viờn khỏc tựy theo yờu cu sn xut i vi rỏc ó lờn men to viờn vi sinh: - Nng sut ộp: 2500 ữ 3200 kg/h - Cụng sut ng c ộp: x 22 kW, pha 380 V, 1500 v/ph - Kớch thc viờn ộp: ữ mm - ng kinh khuụn ộp: 320 mm - ng kớnh lụ ộp: 110 mm - Tc khuụn ộp: 350 v/ph - Kớch thc l gim ỏp X: 10 mm - Khe h ộp: ữ mmm Hỡnh 3.3 Mỏy ộp viờn EV 44 31 Hỡnh 3.4- Nguyờn liu tru trc ộp 32 Hỡnh 3.5 -Viờn tru sau ộp Hỡnh 3.6 -Viờn mựn ca sau ộp 3.2 Kho nghim thit b ộp v to viờn: cng kho nghim xỏc nh cỏc thụng s c bn ca mỏy ộp viờn Thuc ti R&D 2008 Nghiờn cu thit k ch to mỏy ộp viờn ộp cỏc ph ph liu nụng nghip v rỏc thi lm phõn bún Mc tiờu - Xỏc nh nng sut ca mỏy ộp viờn + Nng sut mỏy ộp viờn ộp tru + Nng sut mỏy ộp viờn ộp mựn ca + Nng sut mỏy ộp viờn ộp phõn vi sinh Kim tra cht ca viờn, t l thnh phm Ni dung kho nghim 33 Trờn c s cỏc thụng s k thut c bn ca thit b, tin hnh kho nghim xỏc nh giỏ tr ca thit b - Xỏc nh nng xut ti u ca thit b - Xỏc nh cht lng ca sn phm ( cht viờn, T l thnh phm ) iu kin kho nghim Vi ni dung v nhim v ca ti, nhúm ti ó tin hnh kho nghim mỏy ộp viờn ti xng ca Vin NCTKCT mỏy Nụng Nghip Nguyờn liu dựng cho kho nghim l tru, mựn ca v mt s cht ph gia khỏc m thớch hp Kho nghim mỏy ộp viờn vi kớch c l khuụn 6, Dng c o gm cú: cõn, ng h bm gi, thc o Tin hnh kho nghim - Xỏc nh nng sut ca thit b Vn hnh mỏy lm vic liờn tc thi gian 30 phỳt i vi mi loi nguyờn liu Lp li 04 ln Trờn c s tng kt nhng kt qu thu c ta ly giỏ tr trung bỡnh xỏc nh nng sut ca thit b Kt qu kho nghim Kho nghim vi l khuụn v vi nguyờn liu l tru, mựn ca kt qu t c nh sau: Khi tin hnh kho nghim nhúm ti ó tin hnh kho nghim vi nguyờn liu l mựn vi sinh (nhng thnh phn hu c ó qua tuyn chn, nghin nh v mc) ộp vi l khuụn nng sut mỏy cú th t ti 1.8-2.4t/h Kho nghim vi l khuụn v vi nguyờn liu l tru, mựn ca cỏc m khỏc kt qu t c nh sau: 34 * i vi l khuụn Kho nghim vi tru v mựn ca mi loi tin hnh mu th cho kt qu: Bng 3.2: nh hng ca yu t m nguyờn liu (X ) ti t s nộn ộp (M), t l TP/NL (K), m SP(Y) v nng sut mỏy ộp viờn.(Q) vi l khuụn V tru Y- K-T l m TP/NL% nộn ộp NL(%) Nguyờn liu X - m TT SP(%) >30 T Q-Nng trc ộp Khụng T sau ộp sut kg/m3 0% M-T s kg/m3 (kg/h) >1.638 thnh viờn V tru 30 23.45 86.67 4.578 163.8 750 150 V tru 28 20 86 5.03 158.8 800 135 V tru 26 17.5 58 5.5 154.7 850 130 V tru 24 Khụng 150.8 thnh viờn, NL b chỏy Mựn ca 24 Khụng 331.5 thnh viờn Mựn ca 22 18 80 2.47 323.4 800 450 Mựn ca 20 14 77 2.6 315 820 438 Mựn ca 18 12 75 2.715 307.5 835 430 10 Mựn ca 16 Khụng 300 viờn 11 Mựn vi sinh 24 21 82 2.08 444.15 925 2100 12 Mựn vi sinh 26 23.5 82.5 456.75 915 2200 13 Mựn vi sinh 28 26.5 85 1.92 468.7 900 2250 14 Mựn vi sinh 30 28.2 82 1.76 481.5 850 2240 15 Mựn vi sinh 32 30 76 1.61 496.35 800 2000 35 Do vic rt khú xỏc nh cht ca viờn (thit b o c rt phc tp) vỡ vy nhúm kho nghim ó tin hnh kim tra t s nộn ộp ca viờn v coi ú nh mt ch tiờu ỏnh giỏ cht ca viờn Trong ú: T l TP/NL(K) = lng thnh phm / lng nguyờn liu vo T s nộn ộp(M) = t ca TP/ t ca nguyờn liu Nng sut (Q) = lng (c bt ln viờn ca ca thit b) Da vo bng 1, ta v c biu nh hng ca m nguyờn liu ti K,M,Q nh sau: K M Q 100 170 160 150 140 130 24 26 28 30 32 X Biu 1: t l TP/NL, t s nộn ộp, nng sut theo m (tru) K M Q Da vo biu ta nhn thy: - Khi X tng thỡ K tng v ớt thay i khong 28-30% sau ú K gim mnh iu ny c lý gii nh sau: 36 + m 30 0% Khụng thnh viờn >1.638 V tru 30 25 80 4.33 163.8 710 315 V tru 28 22 88 4.60 158.8 730 310 V tru 26 19 90 4.91 154.7 760 308 V tru 24 17.5 80 5.30 150.8 800 300 V tru 22 NL b chỏy Mựn ca 24 khụng thnh viờn 331.5 Mựn ca 22 65 2.13 323.4 690 1220 Mựn ca 20 15 80 2.22 315 700 1215 10 Mựn ca 18 13 90 2.325 307.5 715 1210 11 Mựn ca 16 12 75 2.433 300 730 1100 12 Mựn ca 14 NL b chỏy 293.1 39 K M Q 100 320 5.5 315 310 4.5 305 22 24 28 26 300 32 30 Biu 4: t l TP/NL, t s nộn ộp, nng sut theo m (tru) K M Q - T biờ cú th nhn thy rng dựng khuụn ộp l 8, t s nộn ộp s thp hn so vi ộp viờn l nhng nng sut thỡ tng lờn rt nhiu 2.4 ln - m thớch hp nht ộp tru vi l khuụn l t 26-28% 40 X K M Q 100 2.5 1300 2.4 1250 2.3 1200 2.2 1150 2.1 14 16 20 18 1100 22 24 X Biu 5: t l TP/NL, t s nộn ộp, nng sut theo m (mựn ca) T l TP/NL T s nộn ộp Nng sut T biờ nhn thy vi l m thớch hp nht ộp mựn ca l 17-18% Do thi gian hn ch, nờn nhúm nghiờn cu cha tin hnh kim tra c ng u ca viờn, cụng sut tiờu th in nng, cha cho chy kho nghim bng vic dựng vớt ti cp nguyờn liu Chớnh vỡ vy vic ỏnh giỏ nng sut thc t ca mỏy l cha chớnh xỏc Trong thi gian ti chỳng tụi s tip tc tin hnh chy th mỏy vi nhiu nguyờn liu khỏc vi quy mụ cụng nghip nhm tỡm c cỏc thụng s thc t ca mỏy v ch ộp thớch hp cho tng loi nguyờn liu 41 CHNG KT LUN V KIN NGH 4.1 Kt lun Nhúm ti t ỏnh giỏ ó hon thnh nhim v khoa hc cụng ngh bao gm kho sỏt cụng ngh ộp viờn phõn bún t ph ph liu nụng nghip v rỏc thi Quy trỡnh cụng ngh to viờn phõn hu c vi sinh v ch to th mỏy ộp viờn t cụng sut ng kớ tn/h Qua quỏ trỡnh chy kho nghim cho thy thit b t thụng s thit k v ỏp ng c yờu cu sn xut th nghim 4.2 Kin ngh Mỏy ộp v to viờn phõn hu c vi sinh ỏp ng c yờu cu tớnh cht ca nh sn xut xong i vi nguyờn liu nh tru, mựn ca thỡ tiờu hao cụng sut ln, chi phớ ch to loi khuụn vnh cao v ũi hi cụng ngh ch to phc hn vỡ vy nhúm ti ngh c tip tc nghiờn cu gii phỏp nõng cao cht lng viờn v nng sut trờn thit b khuụn phng nhng nm tip theo 42 Ti liu tham kho Nguyn Hu Cht Cm nang k thut NXB Cụng nghip Nng 1976 To Khang - K thut ch bin thc n chn nuụi hin i NXB Thng Hi 2000 PGS PTS Trn Minh Vng; PGS.PTS Nguyn Th Minh Thun Mỏy phc v chn nuụi - Nxb Giỏo dc 1999 www.vietbao.vn www.vnexpress.net/khcn www.sggp.org.vn www.fujikogyo.co.jp www.hcmut.edu.vn 43