HOÀN THIỆN MÁY ÉP VIÊN THỨC ĂN THỦY SẢN NĂNG SUẤT 300 kgh

TÓM TẮT LUẬN VĂN Mục tiêu đề tài: Khảo sát các bộ phận, chi tiết của máy ép viên thức ăn thủy sản dạng vít đùn với năng suất 300kg/h để phục hồi hoàn chỉnh tại xưởng bộ môn máy STH & CB

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

HOÀN THIỆN MÁY ÉP VIÊN THỨC ĂN THỦY SẢN

HOÀN THIỆN MÁY ÉP VIÊN THỨC ĂN THỦY SẢN

Giảng viên hướng dẫn:

ThS Nguyễn Thanh Phong

Thành phố Hồ Chí Minh - Tháng 6/2013

LỜI CẢM TẠ

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ đã tạo điều kiện cho

em được học tập trao dồi kiến thức trong suốt khoảng thời gian học tại trường

Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô khoa Cơ Khí – Công Nghệ đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập

Em chân thành cảm ơn Thầy ThS Nguyễn Thanh Phong đã quan tâm, tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến Gia đình, các Anh, các Chú tại xưởng cơ khí, các bạn lớp DH09CC đã quan tâm, giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập cũng như trong suốt quá trình thực hiện đề tài

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Mục tiêu đề tài:

Khảo sát các bộ phận, chi tiết của máy ép viên thức ăn thủy sản dạng vít đùn với năng suất 300kg/h để phục hồi hoàn chỉnh tại xưởng bộ môn máy STH & CB, Khoa Cơ khí – Công nghệ, Trường ĐH Nông Lâm TPHCM

Nội dung thực hiện bao gồm:

* Tra cứu tài liệu, sách báo, internet về công nghệ, tình hình sản xuất thức ăn thủy sản

* Tra cứu tài liệu về tính chất cơ lý của vật liệu làm thức ăn thủy sản

* Tra cứu tài liệu tìm hiểu lý thuyết các phương pháp tạo hình sản phẩm

* Tra cứu tài liệu tìm hiểu máy ép viên làm thức ăn

* Tra cứu tài liệu, sách báo để phục vụ cho công việc phục hồi

* Khảo sát các bộ phận, chi tiết của máy, cấu tạo, nguyên lý hoạt động chức năng để

có biện pháp phục hồi thích hợp

* Viết qui trình công nghệ phục hồi hoàn thiện các chi tiết

* Xây dựng bản vẽ lắp, bản vẽ chi tiết

* Lắp ráp và chạy khảo nghiệm máy

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ i  

TÓM TẮT LUẬN VĂN ii  

MỤC LỤC iii  

DANH SÁCH HÌNH v  

Chương 1: MỞ ĐẦU 1  

1.1   Tính cấp thiết 1  

1.2   Mục tiêu của đề tài 2  

Chương 2: TỔNG QUAN 3  

2.1   Thức ăn cho tôm cá 3  

2.1.1   Các loại thức ăn cho tôm cá 3  

2.1.2   Các dạng thức ăn trong sản xuất 3  

2.1.3   Thành phần nguyên liệu sản xuất thức ăn thủy sản 4  

2.2   Quy trình công nghệ sản xuất thức ăn viên thủy sản 5  

2.2.1   Sơ đồ quy trình công nghệ: 5  

2.2.2   Giải thích sơ đồ quy trình công nghệ 5  

2.3   Các phương pháp trộn ẩm 6  

2.3.1   Cơ sở lý thuyết quá trình trộn 6  

2.3.2   Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng quá trình trộn hỗn hợp 7  

2.3.3   Máy và thiết bị trộn vật liệu ẩm 10  

2.4   Các phương pháp nén ép 12  

2.4.1   Cơ sở lý thuyết của quá trình nén ép vật thể 13  

2.4.1.1   Khái niệm 13  

2.4.1.2   Lý thuyết phân tử 13  

2.4.1.3   Phương trình ép cơ bản 14  

2.4.1.4   Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến dạng khi ép sản phẩm 15  

2.4.2   Các phương pháp tạo viên 16  

2.4.2.1   Cơ lý tính, đặc điểm, yêu cầu kĩ thuật của viên thức ăn chăn nuôi 17  

2.4.3   Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các máy ép viên thức ăn 19  

2.4.3.1   Máy ép kiểu vít xoắn CHΓ 19  

2.4.3.2   Máy ép viên OΓ 20  

2.4.3.3   Máy ép viên thức ăn nổi kiểu vít 20  

2.5   Bảo dưỡng kĩ thuật 21  

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 23  

3.1   Phương pháp nghiên cứu: 23  

3.1.1   Phương pháp tháo và lắp máy 23  

3.1.2   Phương pháp phục hồi 23  

3.1.3   Phương pháp gia công chế tạo chi tiết mới 23  

3.2   Phương pháp kiểm tra máy ép viên 24  

3.3   Phương pháp bảo dưỡng 24  

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25  

4.1   Sơ lược về máy ép viên thức ăn thủy sản dạng vít đùn 25  

4.1.1   Sơ đồ cấu tạo 25  

4.1.2   Nguyên lý hoạt động: 26  

4.1.3   Sơ đồ truyền động 26  

4.2   Tình trạng của các bộ phận, chi tiết trước khi hoàn thiện 27  

4.2.1   Thiết bị trộn ẩm 27  

4.2.1.1   Cửa nạp liệu 27  

4.2.1.2   Vít nạp liệu 27  

4.2.1.3   Bộ phận trộn ẩm dạng cánh 28  

4.2.2   Bộ phận ép viên 30  

4.3   Nhận xét trước khi phục hồi 35  

4.3.1   Các chi tiết có thể sử dụng 35  

4.3.2   Các chi tiết có thể phục hồi 35  

4.3.3   Các chi tiết bị hư hỏng hoặc mất mát 35  

4.4   Hoàn thiện, phục hồi các bộ phận, chi tiết của máy ép viên 35  

4.4.1   Bộ phận trộn ẩm 36  

4.4.1.1   Vít tải liệu 36  

4.4.1.2   Trục vít trộn 36  

4.4.1.3   Ống bao vít trộn, ống bao vít tải liệu 37  

4.4.2   Bộ phận ép viên 37  

4.4.2.1   Hộp giảm tốc 37  

4.4.2.2   Vít ép 37  

4.4.2.3   Ống khuếch tán nhiệt và ống bao vít ép 38  

4.4.2.4   Dao cắt 38  

4.4.3   Các môtơ 39  

4.5   Chế tạo các chi tiết còn thiếu hoặc hư hỏng 39  

4.5.1   Công nghệ chế tạo các chi tiết dạng vỏ hộp 39  

4.5.2   Công nghệ chế tạo giá đỡ bộ phận trộn ẩm 39  

4.5.3   Các chi tiết tiêu chuẩn 40  

4.6   Sơn bảo vệ máy 40  

4.6.1   Chọn kiểu sơn 40  

4.6.2   Chuẩn bị bề mặt trước khi sơn 41  

4.6.3   Sơn bề mặt đã chuẩn bị 41  

4.7   Ý kiến và thảo luận 42  

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 43  

5.1   Kết luận 43  

5.2   Đề nghị 43  

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44  

PHỤ LỤC 46  

 

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2 1: Các đường cong động học của quá trình trộn 9 

Hình 2 2: Sơ đồ cấu tạo của máy trộn thùng quay 10 

Hình 2 3: Cấu tạo máy trộn kiểu vít nằm ngang 11 

Hình 2 4: Cấu tạo máy trộn dãy băng xoắn 11 

Hình 2 5: Cấu tạo máy trộn kiểu cánh 12 

Hình 2 6: Nguyên lý làm việc các loại máy tạo hạt 13 

Hình 2 7: Máy ép viên kiểu vít xoắn CHΓ Error! Bookmark not defined.  Hình 2 8: Máy ép viên OΓ 20 

Hình 2 9: Máy ép viên kiểu vít 20 

Hình 4 1: Sơ đồ cấu tạo máy ép viên thức ăn dạng vít đùn 25 

Hình 4 2: Sơ đồ truyền động 26 

Hình 4 3: Cấu tạo vít cấp liệu 27 

Hình 4 4: Cấu tạo bộ phận trộn ẩm 28 

Hình 4 5: Cánh vít trộn 29 

Hình 4 6: Cấu tạo bộ phận ép viên 30 

Hình 4 7: Trục vít ép 31 

Hình 4 8: Gía đỡ ống bao vít ép 32 

Hình 4 9: Gá khuôn 32 

Hình 4 10: Khuôn ép 33 

Hình 4 11: Cụm dao cắt 34 

Hình 4 12: Máng nạp liệu 36 

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết

Trong định hướng phát triển nền kinh tế theo hướng công nghiệp hóa – hiện đại hóa hiện nay, Nhà Nước đã đưa ra rất nhiều chính sách nhằm phát triển toàn diện các lĩnh vực nông – lâm – ngư nghiệp Trong đó Đảng và Nhà Nước đặc biệt quan tâm đến ngành thủy sản, bởi đây là ngành kinh tế đang đạt được nhiều bước phát triển đáng kể, được xem là một ngành kinh tế mũi nhọn đóng góp một phần quan trọng vào GDP của Đất Nước

Nước ta là một trong những nước có điều kiện tự nhiên và diện tích mặt nước rất thuận lợi cho việc đánh bắt và nuôi trồng thủy sản (với đường bờ biển dài 3200km

và diện tích mặt nước hơn 1700000 km2) Kim nghạch xuất khẩu của ngành đạt hơn 2

tỷ USD/năm, là một trong những ngành đem lại nguồn thu ngoại tệ lớn nhất của nền kinh tế quốc dân Bên cạnh đó ngành thủy sản còn đạt được những tiến bộ đáng kể trong việc nuôi trồng, đánh bắt và chế biến không những đáp ứng đầy đủ nhu cầu tiêu thụ trong nước mà còn xuất khẩu một lượng không nhỏ ra thị trường nước ngoài

Để đạt được những kết quả trên thì thức ăn đóng một vai trò quan trọng trong quá trình nuôi trồng và tăng trưởng (chiếm 40 – 60% chi phí sản xuất, có vai trò quyết định đến năng suất, sản lượng và hiệu quả sản xuất) Vì vậy việc chế biến thức ăn thủy sản đòi hỏi phải đảm bảo chất lượng, dễ sử dụng, dễ vận chuyển và dễ bảo quản Trong đó thức ăn dạng viên là loại thức ăn phù hợp với các yêu cầu trên hơn cả, nó đáp ứng được yêu cầu đa dạng theo chức năng nuôi trồng thủy sản, giá trị dinh dưỡng cao, bảo quản tốt và tăng hiệu quả sử dụng, tránh rơi vãi trong quá trình cho ăn, giảm ô nhiễm môi trường, tăng khả năng cơ giới hóa trong sản xuất chăn nuôi

Trước tình hình đó việc nghiên cứu, chế tạo hoặc phục hồi, sửa chữa máy ép viên là phù hợp với xu hướng phát triển và đòi hỏi của xã hội

Được sự đồng ý của Ban Giám Hiệu Nhà Trường và Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ, dưới sự hướng dẫn của ThS Nguyễn Thanh Phong, em thực hiện đề

tài: “Hoàn thiện máy ép viên thức ăn thủy sản năng suất 300 kg/h”

Do thời gian và trình độ có hạn, luận văn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót

Em xin chân thành cảm ơn sự đóng góp, phê bình của quý Thầy, Cô và các Bạn cho luận văn được hoàn thiện hơn

1.2 Mục tiêu của đề tài

Trên cơ sở máy ép viên thức ăn thủy sản tại xưởng chưa hoàn thiện,do thiếu các chi tiết và kết cấu chưa hợp lý ta tiến hành phục hồi, sửa chữa, hoàn thiện nhằm góp phần giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh trên thị trường Nếu chế tạo mới hoàn toàn thì chi phí chế tạo máy cao, tăng chi phí sản xuất, tăng giá thành sản phẩm, khó cạnh tranh trên thị trường Nếu chúng ta biết tận dụng các chi tiết đã có sẵn vẫn còn hoạt động tốt để phục hồi máy thì sẽ giảm giá thành sản xuất, giảm giá thành sản phẩm, nâng cao tính cạnh tranh Đây là đề tài gắn liền với thực tiễn sản suất, có ý nghĩa kinh tế cao

Nhiệm vụ đề tài bao gồm:

* Kiểm tra tình trạng của máy ép viên trước khi phục hồi, hoàn thiện

* Viết quy trình công nghệ để phục hồi, hoàn thiện các bộ phận chi tiết trên máy

* Tính toán thiết kế mới các bộ phận chi tiết bị hư hỏng nặng, bị thất lạc

Chương 2: TỔNG QUAN

2.1 Thức ăn cho tôm cá

Thức ăn là vật chất chứa đựng chất dinh dưỡng mà động vật có thể ăn, tiêu hóa

và hấp thu được các chất dinh dưỡng đó để duy trì sự sống, xây dựng cấu trúc cơ thể

(Nguồn: TS Trần Thị Thanh Hiền Giáo Trình Dinh Dưỡng Và Thức Ăn Thủy Sản

Trường Đại Học Cần Thơ)

2.1.1 Các loại thức ăn cho tôm cá

Thức ăn cho tôm cá rất đa dạng gồm có:

* Thức ăn tự nhiên: các loài rong tảo và các sinh vật phù du động vật là những cơ thể sinh vật sống và phát triển trong hệ thống nuôi

* Thức ăn nhân tạo: còn được gọi là thức ăn khô hay thức ăn viên

* Thức ăn tự chế: Thức ăn do người nuôi tự phối chế chủ yếu từ các nguồn nguyên liệu địa phương, qui trình chế biến đơn giản, thức ăn dạng ẩm Hiện nay, nhiều người nuôi cá sử dụng cả nguồn nguyên liệu tinh như bột cá, bột đậu nành làm thức ăn nuôi

cá

* Thức ăn tươi sống: Là các loại động vật tươi làm thức ăn cho cá như : tôm, cá tạp,

ốc, cua…

(Nguồn: TS Trần Thị Thanh Hiền Giáo Trình Dinh Dưỡng Và Thức Ăn Thủy Sản

Trường Đại Học Cần Thơ)

2.1.2 Các dạng thức ăn trong sản xuất

Thức ăn cho tôm cá trong sản xuất chủ yếu có hai dạng: thức ăn dạng ẩm (hay còn gọi là thức ăn tự chế dùng cho ăn ngay) và thức ăn khô dạng viên tập trung công nghiệp (dùng phân phối và bảo quản cho ăn dần)

* Thức ăn ẩm: hiện được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản, ẩm độ thường

cao hơn 40% Thành phần nguyên liệu chính là cá tép tạp, phụ phẩm của các nhà máy chế biến thủy sản, các sản phẩm phụ nông nghiệp như cám tấm, khoai củ….Ngoài ra một số có bổ sung thêm premix khoáng vitamin Tỉ lệ phối chế biến động tùy theo khả năng của nông hộ, mùa vụ của nguyên liệu và cả giá thành của sản phẩm

+ Ưu điểm: là tính sẵn có, ngon miệng và giá thành thấp vì thế thức ăn này không chỉ được sử dụng trong mô hình nuôi mật độ thấp mà ngay cả trong mô hình nuôi thâm canh

+ Tuy nhiên việc sử dụng thức ăn ẩm có một số nhược điểm: hiệu quả sử dụng thức ăn thấp do tan nhanh trong môi trường nước dẫn tới ô nhiễm môi trường nuôi, thời gian bảo quản ngắn, mang nhiểu mầm bệnh và không chủ động được nguồn sản xuất do phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu tươi

* Thức ăn viên: Ẩm độ của thức ăn tối đa là 11% Thức ăn này có giá trị dinh dưỡng

cao tính trên một đơn vị trọng lượng so với thức ăn ẩm Thức ăn khô được chế biến chủ yếu cung cấp cho mô hình nuôi bán thâm canh và thâm canh

+ Ưu điểm của thức ăn viên khô là có thể bảo quản lâu, chi phí bảo quản và vận chuyển đơn giản và thấp hơn so với thức ăn ẩm, ít bị biến động bởi mùa vụ về số lượng cũng như chất lượng, giảm rủi ro cho động vật nuôi do ít nhiễm vi sinh vật gây hại, dễ dàng sử dụng với máy cho ăn tự động và đặc biệt là hiệu quả sử dụng thức ăn cao do chậm tan trong nước, hạn chế ô nhiễm môi trường nuôi

(Nguồn: TS Trần Thị Thanh Hiền Giáo trình dinh dưỡng và thức ăn thủy sản

Trường Đại Học Cần Thơ)

2.1.3 Thành phần nguyên liệu sản xuất thức ăn thủy sản

Nguyên liệu chính làm thức ăn tôm cá gồm có:

* Nhóm nguyên liệu chứa protein (các loại đậu, khô dầu, bột cá, bột thịt, bột đầu tôm…) Nhu cầu protein của động vật thủy sản khoảng 25 – 55%, cao hơn nhiều so với gia súc và gia cầm Chính vì vậy trong chế biến thức ăn thủy sản, nguồn nguyên liệu cung cấp protein luôn là yếu tố được quan tâm đầu tiên

* Nhóm nguyên liệu chứa tinh bột (bắp, cám, tấm, gạo, bột mì…)

* Ngoài ra có một số nhóm phụ (premix khoáng, vitamin…)

(Nguồn: Nguyễn Văn Hoá, Bạch Thị Quỳnh Mai, 1996 Thức ăn nuôi tôm cá NXB

Nông Nghiệp TP.HCM)

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất thức ăn viên thủy sản

2.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ:

2.2.2 Giải thích sơ đồ quy trình công nghệ

Nguyên liệu: nguyên liệu dùng trong sản xuất thức ăn thủy sản đã được trình

Định lượng sơ bộ nguyên liệu trước khi nghiền: nhằm để nghiền được tốt hơn Nghiền mịn các thành phần: các nguyên liệu sau khi được phơi hoặc sấy khô được đưa vào nghiền mịn thường đạt kích thước d < 0.35mm

Định lượng sau khi nghiền: định lượng các thành phần theo thực đơn (công thức) hoặc yêu cầu kĩ thuật

Sàng: tách các thành phần có kích thước lớn đưa đi nghiền lại, để tạo bột mịn

có kích thước đồng đều

Trộn đều hỗn hợp: đây là khâu quan trọng vì sự đồng đều ảnh hưởng đến chất lượng thức ăn và hình dáng của viên thức ăn Các thành phần nguyên liệu sau khi được định lượng thì sẽ được đưa vào trộn đều, trong quá trình trộn cho thêm chất phụ gia như: premix, vitamin, khoáng vật…

Ép viên: máy hoạt động theo nguyên lý ép đùn, vừa có chức năng nghiền nát ở giai đoạn đầu và ép tạo viên ở giai đoạn sau Trong quá trình tạo viên cần chú ý điều chỉnh dao cắt ở đầu ra sao cho mặt cắt viên phẳng không sần sùi

Sấy và làm nguội: nhằm đạt ẩm độ và nhiệt độ thích hợp để sử dụng, bảo quản Sàng: nhằm tách những viên vỡ không đạt yêu cầu đem đi ép viên lại

(Nguồn: Hội Cơ Khí Nông Nghiệp Việt Nam Sổ tay cơ điện nông nghiệp,bảo quản và chế biến nông – lâm sản cho chủ trang trại, doanh nghiệp vừa và nhỏ, trường đào tạo, tập III Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp.)

 Đặc điểm của quá trình trộn sản phẩm nhão – quánh

Trộn sản phẩm nhão quánh khác với khuấy trộn sản phẩm lỏng, bởi vì sự tăng

độ quánh của vật liệu trộn làm giảm tốc độ chuyển động của vật liệu trong thùng trộn

và giảm đi tính chảy rối của khối vật liệu Do đó cấu tạo của máy trộn sản phẩm dạng nhão – quánh phải dự kiến được sự chuyển chỗ của vật liệu trong khu vực trộn mãnh

liệt hay sự chuyển chỗ từ từ của cánh khuấy với thùng đựng phải liên quan chặt chẽ và lập thành hệ thống

 Các phương pháp làm việc

Máy trộn các vật liệu nhão – quánh làm việc theo các phương pháp như sau:

* Tạo sản phẩm nhão – quánh bằng cách trộn cơ khí chất lỏng và chất rắn

Theo nguyên lí này trước khi máy trộn làm việc thì các sản phẩm thuộc pha rắn nằm ở đáy thùng trộn Khi cánh khuấy bắt đầu hoạt động thì các hạt bắt đầu phân bố dần vào trong chất lỏng Đồng thời vật chất rắn được chất lỏng thấm ướt Do kết quả trộn mà những cấu tử riêng biệt được tạo thành huyền phù hệ nhớt

* Tạo sản phẩm bột nhão khi trộn chất lỏng vật chất rắn do kết quả của quá trình vật lý hay phản ứng hóa học

Có thể lấy việc nhào trộn bột nhão làm bánh mì để ví dụ, đây không phải là khuấy trộn không khí đơn giản giữa bột và nước, mà trong trường hợp này có kèm theo các quá trình keo và sinh hóa khi trộn Do kết quả trộn mà những hợp phần rắn và lỏng trước lúc trộn được tạo thành dạng bột nhão vào cuối mẻ trộn

* Thu được sản phẩm nhão – quánh khi trộn những cấu tử lỏng do kết quả do kết quả của quá trình vật lý hay phản ứng hóa học

Trường hợp thứ nhất, khi trộn một chất lỏng với một chất lỏng khác ta thu được nhũ tương có độ nhớt lớn hơn so với chất lỏng ban đầu Trường hợp thứ hai do kết quả trộn chất lỏng mà do sự tiếp xúc lẫn nhau của các cấu tử được tăng lên, giữa các cấu tử

đó xảy ra phản ứng hóa học

Ngoài ra có trường hợp thu được sản phẩm nhão – quánh do trộn các vật liệu rắn Trong trường hợp này đôi khi có tiến hành đun nóng hỗn hợp Ở một vài trường hợp khác sau khi trộn các cấu tử và đun nóng hỗn hợp có thể tạo thành dung dịch mà khi làm nguội được khối sản phẩm nhớt

2.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng quá trình trộn hỗn hợp

Đặc trưng cho chất lượng của quá trình trộn hỗn hợp là mức độ đồng nhất của hỗn hợp còn gọi là độ trộn đều hay mức độ trộn Các tác giả trong và ngoài nước xây dựng nhiều công thức xác định mức độ trộn hỗn hợp

V.V Kapharov đã đưa ra công thức tính độ đồng nhất của hỗn hợp như sau:



1 0 1 1

i k

B

Bi n

100

100

i k

B

Bi n

 với B1 > B0

2 1

2 2 1 1

n n

Trong đó : n1 - số lượng mẫu kiểm tra có Bi <B0 ;

n2 - số lượng mẫu kiểm tra có Bi >B0 ;

Bi - nồng độ của muối kiểm tra ở mẫu i;

B0 - nồng độ của muối kiểm tra trong toàn bộ hỗn hợp ;

k1 , k2, k - mức độ trộn

Nếu B1 = B0 ta có thể tính trường hợp nào cũng được

Theo cách tính của V.V Kapharov thì giá trị của sốk thay đổi trong khoảng từ

i L

B

Bi n

 với B1 > B0

2 1

2 2 1 1

n n

 =

1

) (

1

2 0

n i i

Tỉ số:

0

B

 .100 trong thống kê gọi là hệ số biến động

Bắt đầu quá trình trộn thì hệ số biến động bằng 1, còn mức độ trộn bằng 0, về cuối quá trình trộn thìM tiến đến 1

Độ trộn đều còn được đánh giá bằng phương pháp thống kê xác suất như sau :

n i i

Trong đó: x1: hàm số của cấu tử trong mẫu thứ i

x: hàm lượng trung bình của cấu tử

p: tỉ lệ của cấu tử nghiên cứu trong toàn bộ hỗn hợp

Độ bình phương trung bình lý thuyết  T luôn luôn nhỏ hơn độ lệch tiêu chuẩn của mẫu  và sẽ luôn nhận giá trị từ 0 đến 1 Khi hỗn hợp đạt đến trạng thái lý tưởng thì  T =  , theo giá trị có thể đánh giá về mức độ trộn của quá trình trộn Sự phụ thuộc của  vào thời gian trộn hỗn hợp được biểu diễn ở đồ thị (hình 2.4): 

t (phuùt)

b a

% 1,0 M 0,5

t (phuùt) 20 15 10

Hình 2 1: Các đường cong động học của quá trình trộn

a) Sự phụ thuộc của mức độ trộn  vào thời gian trộn hỗn hợp; b) Đặc tính quá trình

ngược (sự thiên tích); M-M : Trạng thái cân bằng của hỗn hợp

2.3.3 Máy và thiết bị trộn vật liệu ẩm

2.3.3.1 Máy trộn thùng quay

Cấu tạo

Hình 2 2: Sơ đồ cấu tạo của máy trộn thùng quay

Trong đó: 1 Cửa nạp liệu; 2 Thùng trộn; 3 Vành răng; 4 Bánh răng; 5 Động cơ;

6.Con lăn đỡ; 7 Cửa ra liệu

Nguyên lý hoạt động: Cho hỗn hợp cần trộn vào thùng trộn thông qua cửa nạp liệu (1) Thùng trộn quay vật liệu được đảo trộn đều với nhau Sau một thời gian hỗn hợp trộn được đưa ra cửa (7) ra ngoài

Máy trộn thùng quay được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp Trong ngành công nghiệp hóa học sử dụng rộng rãi để phối trộn vật liệu, còn trong ngành thực phẩm thì sử dụng để trộn các loại vật liệu rời…

Máy trộn loại này chủ yếu làm việc gián đoạn nhưng đối với thùng nằm ngang cũng có thể làm việc liên tục Yêu cầu của vật liệu đưa vào trộn phải rơi xốp, độ kết dính nhỏ và cho phép là dập nát

Thùng trộn có nhiều cách bố trí và nhiều hình dạng khác nhau tạo ra các chuyển động khác nhau của dòng vật liệu theo yêu cầu công nghệ

Máy trộn thùng quay thông thường nhất là máy trộn dạng đứng hoặc nằm

ngang Vì nó dễ chế tạo, dễ lắp ráp và điều chỉnh

2.3.3.2 Máy trộn vít

Cấu tạo

Hình 2 3: Cấu tạo máy trộn kiểu vít nằm ngang

Trong đó: 1: Cửa nạp liệu; 3: Trục vít; 2: Cánh vít; 4: Cửa tháo liệu

Nguyên lí làm việc : hỗn hợp được đưa vào cửa nạp liệu sẽ được vít trộn đẩy theo thành thùng và có tác dụng như ông khuếch tán nên trong quá trình di chuyển vật liệu được trộn đều và đưa ra ngoài thông qua cửa tháo liệu

2.3.3.3 Máy trộn dải băng

Cấu tạo:

Hình 2 4: Cấu tạo máy trộn dãy băng xoắn

Trong đó: 1: Cửa nạp liệu; 2: Thùng trộn; 3: Trục; 4:Dãy băng xoắn; 5: Nơi tháo liệu Máy trộn dãy băng xoắn là máy trộn có tác dụng vận chuyển, dãy băng xoắn vừa có tác dụng trộn đều vừa vận chuyển hỗn hợp, dãy băng được lắp cố định trên trục Thùng trộn có dạng máng hay thùng kín phù hợp làm việc chân không Nếu ta sử dụng máy trộn dãy băng xoắn để trộn vật liệu rời rắn và đồng thời làm ẩm vật liệu thì máy phải có cào đặc biệt Ở một số kết cấu, bản thân những bộ phận làm việc dùng để làm sạch thân máy thì khi đó khe hở giữa dãy băng và thân máy khoảng vài milimet

2.3.3.4 Máy trộn cánh

 Cấu tạo

Hình 2 5: Cấu tạo máy trộn kiểu cánh

Trong đó: 1 Bộ phận truyền động; 2 Động cơ; 3 Trục nằm ngang; 4 Cánh trộn Máy trộn kiểu cánh có cấu tạo đơn giản, bao gồm cánh trộn được chuyển động trong thiết bị nhờ có bộ phận truyền động, cánh trộn được gắn trên trục quay nằm ngang trong thiết bị Kiểu này có hiệu suất trộn không cao nên sử dụng để trộn sơ bộ sản phẩm, máy trộn kiểu cánh thường làm việc gián đoạn

900 kg/m3 Khi nén ép thức ăn gia súc dạng hỗn hợp hay bột cỏ, nhận được viên thức

ăn có khối lượng riêng 1200  1300 kg/m3

Theo trị số áp suất nén mà phân chia:

* Ép không có chất phụ gia kết dính ở áp suất nhỏ (150  200 KG/cm3)

* Ép dưới áp suất cao (300  350 KG/cm3)

* Ép dưới áp suất nhỏ (50  100 KG/cm3) có chất phụ gia kết dính

Các nguyên lý làm việc của các loại máy ép:

Hình 2 6: Nguyên lý làm việc các loại

máy tạo hạt.

1,2 Các nguyên lý pittông; 3,4 Các nguyên lý dập (đóng dấu hay cối – khuôn); 5,6,7 Các nguyên lý rulô;

8 Băng tải; 9 Các nguyên lý vít ép; 10 Các nguyên lý đúc (ép bằng vít với áp suất cao); 11,12.Các nguyên lý trục cán; 13,14,15,16 Các nguyên lý kiểu các trục có khuôn ép vòng; 17,18 Các nguyên lý kiểu các trục có khuôn ép phẳng

(Nguồn: TS Nguyễn Như Nam, TS Trần Thị Thanh, 2000 Máy gia công cơ học nông sản thực phẩm NXB Giáo Dục)

2.4.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình nén ép vật thể

Mục đích của quá trình nén ép là tách pha lỏng, lèn chặt sản phẩm nhằm cải tiến điều kiện vận chuyển, làm cho sản phẩm có hình dạng nhất định

(Nguồn: TS Nguyễn Như Nam, TS Trần Thị Thanh, 2000 Máy gia công cơ học nông sản thực phẩm NXB Giáo Dục)

2.4.1.2 Lý thuyết phân tử

Hiện nay có một số thuyết (mao dẫn, keo, phân tử và các thuyết khác) được sử

liên kết giữa các phân tử trong sản phẩm đã được nén chặt Trong các thuyết ấy, thuyết phân tử dựa trên cơ sở nhiệt động lực học do V.M Naumovich phát minh được sử dụng rộng rãi hơn cả Theo thuyết phân tử thì nguyên nhân cơ bản tạo ra lực liên kết các phân tử rắn lại với nhau là sự bám dính Cũng theo thuyết này thì sự hiện diện của lực hút giữa các phân tử sẽ xuất hiện lực hút tương tự như lực bám dính

Sự nâng cao áp suất góp phần làm chắc thêm khối sản phẩm do đã san lấp được các rỗ khí, các hốc rỗng và tăng thêm diện tích tiếp xúc giữa các phân tử Chính nguyên nhân này đã làm cho lực dính phân tử tăng lên Khi khối lương sản phẩm đạt đến trạng thái không xốp (bên trong không có lỗ rỗng) thì việc tăng thêm áp suất mất ý nghĩa

(Nguồn: TS Nguyễn Như Nam, TS Trần Thị Thanh, 2000 Máy gia công cơ học nông

* Khối lượng riêng ban đầu của vật liệu như nhau trong toàn thể buồng ép

* Khối lượng riêng của vật liệu trong quá trình nén tăng lên liên tục

* Ứng lực khi nén tĩnh không phụ thuộc vào vận tốc biến dạng

* Ứng suất pháp trên mặt cắt ngang bất kì của buồng nén được phân bố đều

Dựa trên những tiêu đề trên, coi đạo hàm của áp lực theo khối lượng riêng là hàm liên tục của áp lực:

)

( p f d

Trong đó : c là thông số không đổi, c = b/a

Phương trình (2.3) được gọi là phương trình ép cơ bản hay là định luật ép loại vật liệu hạt và sơ Từ phương trình (2.3), ta nhận thấy mối quan hệ đơn trị của áp suất nén và khối lượng riêng khối thức ăn thu được Các thông số a và c phụ thuộc vào các tính chất kết cấu cơ học của nguyên liệu

Đối với trạng thái vật thể đàn hồi, nhớt dẻo, ta cần quan tâm tính lưu biến của sản phẩm trong quá trình nén ép Do đó, cùng với sự phụ thuộc p = f(p) biểu diễn theo phương trình ép cơ bản, định luật ép cơ bản có thể được thể hiện qua mối liên hệ giữa

áp suất nén và biến dạng

Thông qua khảo nghiệm ta tìm ra công thức thực nghiệm:

1 1

2.4.1.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến dạng khi ép sản phẩm

a Những yếu tố đặc trưng cho tính chất cơ lý của sản phẩm

Môđun ép, đặc trưng cho khả năng của sản phẩm khi bị lèn chặt dưới ảnh hưởng của áp suất ngoại, bỏ qua tổn thất do ma sát, yếu tố này ở trong khoảng áp suất nào đó là đại lượng không đổi và phụ thuộc vào loại sản phẩm, cấu trúc của nó và kích thước thành phần hạt của nó

Hệ số áp suất bên là tỉ số giữa áp suất bên từ mặt bên của vật liệu với áp suất

ép tác dụng thẳng đứng

Độ ẩm, nhiệt độ và thành phần cỡ hạt của sản phẩm

(Nguồn: A.IA.XOKOLOV, 1979 Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm NXB Khoa

Học – Kỹ Thuật Hà Nội 1979 Người dịch: Nguyễn Trọng Thể.)

b Những yếu tố đặc trưng cho điều kiện ép

* Áp suất riêng ép

* Ma sát của sản phẩm với dụng cụ ép, đại lượng đó phụ thuộc vào tính chất của sản phẩm và trạng thái bề mặt của dụng cụ ép

* Hình dáng bánh ép và tương quan kích thước của nó

* Chế độ ép : chu kì hay liên tục

* Số bề mặt của bánh ép trực tiếp chịu áp suất ép

(Nguồn: A.IA.XOKOLOV, 1979 Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm NXB Khoa

Học – Kỹ Thuật Hà Nội 1979 Người dịch: Nguyễn Trọng Thể.)

c Các quá trình xảy ra khi gia nhiệt, gia ẩm

Khi gia nhiệt cho nguyên liệu thì tinh bột được hồ hoá và protit được dùng đông

tụ tạo thành chất kết dính Ngoài ra nó làm thức ăn trở nên chín, dễ hấp thụ và giàu dinh dưỡng Tinh bột hồ hoá ở 500 C

Để hồ hoá hoàn toàn, lượng nước cần cung cấp phải gấp 2 – 3 lần lượng nước

có trong nguyên liệu Khi thiếu nước thì quá trình hồ hoá xảy ra chậm quá trình hồ hoá kết thúc khi tinh bột có nhiệt độ từ 95 – 970C

Khi nguyên liệu có độ ẩm là 30  32% đưa vào môi trường có ẩm độ 70  80%, Kết hợp đảo trộn thì tinh bột được hồ hoá Ở nhiệt độ 50  700C protit nhả nước và đông tụ lại tạo ra bộ khung và các thành phần hạt trong nguyên liệu bao quanh, cộng thêm hồ hoá của tinh bột kết dính sản phẩm lại

Để tăng thêm độ kết dính, giảm lực ép khi nguyên liệu có chất kết dính và độ

ẩm khoảng 30%, đưa vào nén ép tốt nhất là ở áp suất nén 3 – 4 KG/cm3 Độ ẩm cao dễ tạo hình bề mặt viên nhẵn và bóng nhưng dễ biến dạng viên và quá trình làm nguội viên phức tạp Độ ẩm thấp khó tạo hình và lực ép đòi hỏi lớn, chi phí năng lượng riêng

sẽ tăng cao

Chế độ làm khô và làm nguội cũng làm thay đổi một số đặc điểm của viên thức

ăn

(Nguồn: Bùi Văn Miên, 2004 Máy chế biến thức ăn gia súc NXB Nông Nghiệp)

2.4.2 Các phương pháp tạo viên

* Phương pháp ướt: nguyên liệu được làm ẩm với nước có nhiệt độ 70 – 800C, ẩm độ

30 – 32%, sau đó được đưa đi tạo viên với nước

* Phương pháp khô: nguyên liệu được trộn với nước có nhiệt độ 70 – 800C, ẩm độ 14 – 15%, sau đó gia nhiệt đến 110 – 1200C, rồi đem tạo viên

(Nguồn: Trần Minh Vượng, Nguyễn Thị Minh Thuận, 1999 Máy phục vụ chăn nuôi

NXB Giáo Dục.)

2.4.2.1 Cơ lý tính, đặc điểm, yêu cầu kĩ thuật của viên thức ăn chăn nuôi

a Cơ lý tính của viên thức ăn

V và V1 : Thể tích hỗn hợp trước và sau khi nén

Nếu buồng nén có tiết diện không đổi thì:

1

0 1

h S

0 và 1 : Khối lượng thể tích của hỗn hợp trước và sau khi nén (kg/m3)

* Độ hổng (rỗng) p của khối lượng hỗn hợp được xác định

V

V V

0 ,

V

V V

V

Trong đó:

V’ : Thể tích của cả khối đã nén ép

V’1 : Thể tích của phần chất rắn trong khối đã ép

Độ hổng liên quan chặt chẽ đến khối lượng thể tích  của nguyên liệu tơi, giảm theo tuyến tính khi tăng  Đối với các viên hay bánh có  = 600  800 kg/m3 thì độ hổng p = 45  60 %

* Tính chất nới của nguyên liệu

Ứng suất tác động giảm dần tới một trị số nào đó khi biến dạng không đổi theoi thời gian và tính chất “rão” của nguyên liệu, nghĩa là biến dạng nén tăng theo thời gian trong khi giữ nguyên ứng suất nén

Đối với tính chất “nới” , theo Mácxuel ứng suất sẽ giảm dần theo công thức sau đây

Trong đó:

0 : Ứng suất biến đổi (khi t = 0) (Pa)

G : Môđun đàn hồi (Pa)

 : Độ nhớt (Pa.s)

t : Thời gian diễn biến (s)

(Nguồn: Trần Minh Vượng, Nguyễn Thị Minh Thuận, 1999 Máy phục vụ chăn nuôi

NXB Giáo Dục.)

b Đặc điểm, yêu cầu kĩ thuật của viên thức ăn

* Các viên thức ăn chăn nuôi tạo ra có thể có dạng hình trụ, lăng trụ hoặc viên định

hình

* Độ dài của viên dược xác định phụ thuộc vào đường kính của viên, thường tỷ lệ giữa

độ dài của viên và đường kính của viên là: (1,3-1,4):1

* Độ cứng của viên: độ cứng của viên có vai trò quan trọng, nếu viên quá cứng sẽ tốn công nhai và đôi khi không tận dụng được nguồn dinh dưỡng mà chúng ta cung cấp cho chúng Nếu không đủ độ cứng sẽ dễ bị bể vỡ trong quá trình vận chuyển Độ cứng còn phụ thuộc vào áp suất ép, đường kính lỗ, chiều dài lỗ khuôn, tính chất của nguyên

liệu chế ra nó

* Viên phải có độ bền, chịu được sự rung động, viên đưa vào đóng bao phải có độ ẩm

ở chế độ bảo quản là 12% - 14%, và nhiệt độ bền bằng nhiệt độ môi trường Viên cần

có độ đồng đều cao

(Nguồn: Bùi Văn Miên, 2004 Máy chế biến thức ăn gia súc NXB Nông Nghiệp)

2.4.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các máy ép viên thức ăn

2.4.3.1 Máy ép kiểu vít xoắn CHΓ

Hình 2 7: Máy ép viên kiểu

vít xoắn CHΓ

1.Thân máy; 2 Vít tải; 3 Đầu; 4 Hộp giảm tốc; 5 Động cơ điện

Nhược điểm: phù hợp với sản xuất lớn; chế tạo phức tạp; giá thành cao

Nguyên liệu để ép là là hỗn hợp thức ăn có ẩm độ 35  50% Các viên thức ăn làm ra được ngâm giữ trong nước nhưng không bị nhão trong khoảng thời gian khá lâu, thoả mãn các yêu cầu sau: thời gian trương nở 15  20% phút; thời gian chịu nước

áy ép viên O

việc:

iệu được c1) quay và

n ép nguyênsuất cao; làm

á thành caouyễn Như NNXB Giáo D

áy ép viên t

H

u; 2 Vít tảiĐiện trở; 8

n nữa; sự tgiờ đầu tiên Nam, TS TDục)

OΓ

cung cấp vlàm trục rỗ

n liệu qua cố

m việc ổn đo; phù hợp sNam, TS TDục)

1Crđp

ào bộ phậnỗng quay đồ

ối (8) tạo thđịnh

sản xuất lớnrần Thị Tha

anh, 2000 M

Hình 2

1 Trục độngChốt cắt; 4

răng bị độngđịnh; 8 cốphận nạp liệ

n nạp liệu (ồng thời làhành viên

Máy gia cô

2 8: Máy ép

g cơ; 2 TrụĐai ốc và tg; 6 trục; 7i; 9 Trục cệu

cơ điện tru (9) quay T

bảo quản

ông cơ học n

ộng cơ điện Khung

nông

n; 6