C
4.7. Tính toán các hệ thống phụ của máy
Ống gió mềm cách nhiệt
4.7.1.
Để hạn chế độ rung động của buồng sấy khi quạt hoạt động, nên cần lắp ống gió mềm cách nhiệt ở giữa quạt và buồng đốt. Ống mềm có tính đàn hồi cao, kín gió và cách nhiệt tốt do bên trong có lớp bông thủy tinh cách nhiệt dày 25 mm.
Kích thƣớt ống gió mềm nhƣ sau: Chiều dài: 500 mm.
Đƣờng kính: 500 mm. Chiều dày: 25 mm.
Ống nối 4.7.2.
Do buồng đốt và buồng sấy có tiết diện khác nhau nên cần sử dụng ống nối để liên kết lại với nhau. Các kích thƣớc của ống nối đƣợc thể hiện trên hình 4.10.
Hình 4.10. Ống nối
Cửa thoát ẩm 4.7.3.
Cửa thoát ẩm đƣợc thiết kế để điều chỉnh lƣợng không khí sau khi sấy thoát ra môi trƣờng. Tùy vào thời điểm sấy mà điều chỉnh cửa để lƣợng không khí thoát ra ít hay nhiều, cửa thoát ẩm làm bằng thép hộp 30 x 30 x 2 mm, thép tấm dày 3 mm, cửa đƣợc hàn chặt vào khung buồng sấy. Các kích thƣớc của cửa thoát ẩm đƣợc thể hiện qua hình 4.11.
Hình 4.11. Cửa thoát ẩm
4.8. Thiết kế mạch điện cho hệ thống
Nguyên lý vận hành 4.8.1.
Sau khi bật CB tổng và bấm nút ON, các thiết bị trong máy sấy sẽ hoạt động theo trình tự nhƣ sau: quạt đẩy hoạt động, điện trở W – 600 – 5.0 và điện trở W – 450 – 3.0 sẽ hoạt động, nhờ bộ điều khiển rơle nhiệt độ nên nhiệt độ không khí vào buồng sấy luôn đƣợc giữ ở 55 oC. Sau khi nhiệt độ buồng sấy đạt 55 oC, rơle nhiệt hở tiếp điểm làm điện trở W – 450 – 3.0 sẽ ngƣng hoạt động, chỉ có điện trở W – 600 – 5.0 hoạt động, nếu nhiệt độ buồng sấy không đạt 55 oC thì tiếp điểm đóng làm điện trở W – 450 – 3.0 sẽ tiếp tục hoạt động.
Hình 4.12. Mạch động lực
Tủ điện 4.8.2.
Vỏ tủ điện chọn mua trên thị trƣờng với kích thƣớc 500 x 400 x 210 mm.
Hình 4.14. Tủ điện
4.9. Kết quả
Kết quả tính toán 4.9.1.
Máy sấy gừng năng suất 50 kg/mẻ đƣợc thiết kế với nguyên lý sấy đối lƣu không khí nóng, gia nhiệt bằng điện trở, và đƣợc thể hiện qua bộ bản vẽ gồm: 1 bản vẽ lắp A0 và 6 bản vẽ chi tiết A3. Kết cấu của máy đƣợc thể hiện qua hình 4.15.
Máy sấy có kích thƣớc Dài x Rộng x Cao = 4720 x 1870 x 1930 (mm), 2 xe goòng với tổng cộng là 24 khay. Các thông số kỹ thuật tính toán máy sấy đƣợc thể hiện ở bảng 4.5.
Bảng 4.4. Các thông số thiết kế ban đầu
Thông số kỹ thuật Giá trị
Khối lƣợng gừng tƣơi ban đầu 250 kg (độ ẩm 82%) Khối lƣợng gừng sau khi sấy 50 kg (độ ẩm10%) Thời gian sấy 8 giờ
Nhiệt độ sấy 55 oC
Bảng 4.5. Các thông số kỹ thuật tính toán của máy sấy gừng
Thông số kỹ thuật Giá trị Số
lƣợng Vật liệu Kích thƣớc máy (dài x rộng x cao) 4720 x 1870 x 1930 (mm) 1 Thép hộp, thép vuông, inox 304 Khay sấy (dài x rộng x cao) 1500 x 1000 x 30 (mm) 24 Thép vuông, lƣới inox 304 Xe goòng (dài x rộng x cao) 1550 x 1120 x 1550 (mm) 2 Thép vuông, thép V Buồng sấy (dài x rộng x cao) 2820 x 1870 x 1780 (mm) 1 Thép vuông, thép hộp, thép tấm Buồng gia nhiệt
(dài x rộng x cao)
800 x 300 x 650
(mm) 1 Thép vuông, thép tấm
Quạt 1,1 kW 1
Điện trở W – 450 – 3.0 3 kW 1 Thép inox SUS304 Điện trở W – 600 – 5.0 5 kW 4 Thép inox SUS304
Phân tích tính kinh tế của thiết bị 4.9.2.
4.9.2.1. Chi phí đầu tƣ thiết bị ban đầu
Giá quạt, các loại thép và một số thiết bị phụ khác đƣợc khảo sát tại các công ty ở Cần Thơ và trên cả nƣớc, từ đó có thể so sánh để tìm đƣợc giá thích hợp cho quá trình chế tạo máy sấy.
a. Quạt
Bảng 4.6. Giá của quạt
STT Tên vật liệu Số lƣợng Đơn giá (VNĐ) Đơn vị Thành tiền (VNĐ) 1 Quạt hƣớng trục T30 – A/C 1 6.000.000 Cái 5.600.000 2 Ống mềm cách nhiệt 1 50.000 Cái 50.000 Tổng cộng 5.650.000
b. Buồng gia nhiệt
Bảng 4.7. Giá của buồng gia nhiệt
STT Tên vật liệu lƣợng Số Đơn giá (VNĐ) Đơn vị Thành tiền (VNĐ)
1 Thép tấm 2 60.000 m2 120.000 2 Điện trở có cánh tản nhiệt W – 450 – 3.0 1 1.000.000 Cái 1.000.000 3 Điện trở có cánh tản nhiệt W – 600 – 5.0 4 1.500.000 Cái 6.000.000 4 Mạch điện và mạch điều khiển 1 1.000.000 Cái 1.000.000 5 Thép vuông 40 x 40 x 2 mm 2 210.000 Cây 420.000 Tổng cộng 8.540.000
c. Buồng sấy
Bảng 4.8. Giá của buồng sấy
STT Tên vật liệu lƣợng Số Đơn giá (VNĐ) Đơn vị Thành tiền (VNĐ)
1 Thép tấm 21 90.000 m2 1.890.000 2 Thép vuông 60 x 60 x 3 mm 4 475.000 Cây 1.900.000 3 Thép hộp 30 x 60 x 2 mm 2 240.000 Cây 480.000 4 Bản lề inox 4 30.000 Cái 120.000 Tổng cộng 4.390.000 d. Khay sấy
Bảng 4.9. Giá khay sấy
STT Tên vật liệu lƣợng Số Đơn giá (VNĐ) Đơn vị Thành tiền (VNĐ) 1 Lƣới inox 2 x 2 mm 1 50.000 Tấm 50.000 2 Thép vuông 30 x 30 x 1,5 mm 1 121.000 Cây 121.000 3 Thép vuông 14 x 14 x 1,4 mm 1 52.000 Cây 52.000 Tổng cộng 1 khay sấy 223.000 Hệ thống gồm 24 khay sấy 5.352.000
e. Xe goòng
Bảng 4.10. Giá xe goòng
STT Tên vật liệu lƣợng Số Đơn giá (VNĐ) Đơn vị Thành tiền (VNĐ) 1 Thép vuông 40 x 40 x 2 mm 3 210.000 Cây 630.000 2 Thép chữ V 50 x 50 x 3 mm 8 196.000 Cây 1.568.000 3 Bánh xe 6 135 Cái 810.000 4 Tổng cộng 1 xe goòng 3.008.000 Hệ thống gồm 2 xe goòng 6.016.000
Vậy giá thành chế tạo máy sấy bằng: Quạt: 5.650.000 VNĐ.
Buồng đốt: 8.540.000VNĐ. Buồng sấy: 4.390.000 VNĐ. Khay sấy: 5.352.000 VNĐ. Xe goòng:6.016.000 VNĐ.
Chi phí gia công, chế tạo: 6.000.000 VNĐ. => Tổng: 35.948.000 VNĐ.
4.9.2.3. Phân tích hiệu quả kinh tế của thiết bị
Tổng chi phí đầu tƣ thiết bị ban đầu (PP): 35.948.000 VNĐ.
Lãi suất đầu tƣ trung bình (i): 12%.
Tuổi thọ có ích theo ƣớc tính (LT): 5 năm.
Giá trị còn lại của máy sau 5 năm (SV): 10%PP = 3.595.000 VNĐ.
Chi phí sửa chữa và bảo dƣỡng coi nhƣ không đổi hằng năm (R và M) = 2%PP = 719.000 VNĐ.
Thuế và bảo hiểm (T & I) = 1%PP = 360.000 VNĐ.
Điện chạy máy: 1800 VNĐ/kWh.
Giá gừng mua vào: 20.000 VNĐ/kg.
Định phí (FC):
Khấu hao máy:
000 . 471 . 6 5 3595000 35948000 LT SV PP Dep VNĐ.
Lãi suất trung bình:
000 . 373 . 2 100 12 . 2 3595000 35948000 100 . 2 PP SV i IR VNĐ.
Chi phí sửa chữa và bảo dƣỡng coi nhƣ không đổi hằng năm (R và M) = 2%PP = 719.000 VNĐ.
Thuế + bảo hiểm = T + I = 1%PP = 360.000 VNĐ.
Nhà xƣởng + kho = 8%.35948000 = 2.876.000 VNĐ. => Tổng cộng: FC = 12.799.000 VNĐ. Biến phí (VC): Quạt: 1,5kW.1800 VNĐ/kWh = 2700 VNĐ/h. Điện trở: 23kW.1800 VNĐ/kWh = 41400 VNĐ/h. Công lao động: 15.000 VNĐ/h. Giá gừng tƣơi: 20000.250 = 5.000.000 VNĐ/mẻ = 625.000 VNĐ/h. => Tổng biến phí VC: 684.000 VNĐ/h.
Doanh thu tính theo giờ: B = 50kg.115000 VNĐ/kg.
h
8 1
= 719.000 VNĐ/h.
Thời gian hoàn vốn (PBP): Năm sử dụng Doanh thu (VNĐ/năm) Chi phí (VNĐ/năm) Lời thuần (VNĐ/năm) 1 719.000 VNĐ/h.1440h = 1.035.360.000 684.000VNĐ/h.1440h + 12.799.000 VNĐ – 6.471.000 VNĐ = 991.288.000 44.072.000 2 1.035.360.000 991.288.000 44.072.000 3 1.035.360.000 991.288.000 44.072.000 4 1.035.360.000 991.288.000 44.072.000 5 1.035.360.000 991.288.000 44.072.000
Thời gian hoàn vốn:
44072000 35948000
0,82 năm. Kết luận: nếu đầu tƣ máy thì thời gian hoàn vốn khoảng 10 tháng.
Thảo luận 4.9.3.
Với phƣơng pháp thiết kế và phƣơng pháp sấy đƣợc lựa chọn, chất lƣợng sản phẩm sau khi sấy đƣợc đảm bảo về mặt cảm quan và các thành phần. Việc nghiên cứu thiết kế máy sấy làm cơ sở để có thể triển khai chế tạo máy sấy gừng. Thiết bị sấy này hoàn toàn đáp ứng năng suất và chất lƣợng sản phẩm gừng khô cho thị trƣờng trong và ngoài nƣớc, đáp ứng đƣợc quy mô sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, giá thành đầu tƣ cho máy sấy vẫn còn cao. Mặc dù khi ngƣời dân đầu tƣ máy sấy có thể hoàn vốn trong một thời gian không lâu, nhƣng giá thành máy sấy cao sẽ ảnh hƣởng đến tâm lí và mức độ đầu tƣ của ngƣời dân. Vì vậy, chi phí đầu tƣ thiết bị chế tạo máy sấy cũng cần đƣợc quan tâm.
CHƢƠNG 5
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1. Kết luận
Sau thời gian nghiên cứu, tính toán và thiết kế, đề tài: “Tính toán, thiết kế máy sấy gừng năng suất 50 kg/mẻ” đã hoàn thành đúng tiến độ và nội dung đã đề ra trong đề cƣơng. Đề tài đã đạt đƣợc những kết quả nhƣ sau:
Tìm hiểu và khảo sát đƣợc tình hình trồng và tiêu thụ gừng của ngƣời dân huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang. Từ đó nhận thấy đƣợc sự cần thiết để thiết kế một máy sấy góp phần làm tăng giá trị của cây gừng đáp ứng nhu cầu gừng khô trong và ngoài nƣớc, giải quyết đƣợc những khó khăn về giá cho ngƣời dân.
Xác định đƣợc nguyên lý sấy tối ƣu nhất, tính toán và thiết kế máy sấy gừng năng suất 50 kg/mẻ theo phƣơng pháp sấy đối lƣu gia nhiệt bằng điện trở.
Máy sấy đƣợc thiết kế có kích thƣớt Dài x Rộng x Cao = 4720 x 1870 x 1930 (mm), gồm 2 xe goòng với tổng cộng 24 khay sấy.
Kết quả tính toán thiết kế đƣợc thể hiện qua bộ bản vẽ gồm 1 bản vẽ lắp và 6 bản vẽ chi tiết. Các bản vẽ đảm bảo đúng kỹ thuật và hoàn toàn có thể sử dụng đƣợc trong quá trình chế tạo và vận hành máy sấy.
5.2. Kiến nghị
Lý thuyết tính toán, thiết kế và bản vẽ đã hoàn thành, đề nghị sớm đƣa đề tài vào chế tạo và thử nghiệm để kiểm nghiệm kết quả tính toán và từng bƣớc điều chỉnh những thiếu sót sao cho đề tài từng bƣớc hoàn thiện hơn, tạo cơ sở vững chắc cho kế hoạch sử dụng lâu dài. Từ đó có thể ứng dụng triển khai vào thực tế sản xuất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt
1. Nguyễn Bồng (2010), Bài giảng Kỹ thuật sấy và bảo quản nông sản, Đại học Cần Thơ.
2. Hoàng Văn Chƣớc (2004), Kỹ thuật sấy, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật.
3. Nguyễn Văn Cƣơng (2011), Bài giảng Kỹ thuật thực phẩm đại cương, Đại học Cần Thơ.
4. Nguyễn Văn Giàu (2014), Tính toán, thiết kế máy sấy cá lóc năng suất 80 – 100 kg/mẻ, Đại học Cần Thơ.
5. Bùi Hải (2005), Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí theo phương pháp mới, NXB Khoa học và kỹ thuật.
6. Nguyễn Thuần Nhi (2008), Sổ tay nhiệt động kỹ thuật truyền nhiệt, Đại học Cần Thơ.
7. Trần Văn Phú (2000), Tính toán và thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo Dục. 8. Trần Văn Phú (2002), Kỹ thuật sấy nông sản, NXB Kỹ Thuật.
9. Võ Tấn Thành, Vũ Trƣờng Sơn (2013), Giáo trình kỹ thuật thực phẩm, phần 2, NXB Đại học Cần Thơ.
10. Nguyễn Văn Thuận, Ngô Quốc Luật (2013), Kỹ thuật trồng cây thuốc, NXB Nông Nghiệp Hà Nội.
Internet
11. http://vi.wikipedia.org/wiki/G%E1%BB%ABng. Truy cập ngày 10/2/2015. 12. http://www.hoangphucthinh.com/san-pham/409/gung-cu-thai-lat-say-kho-bot-
gung.html. Truy cập ngày 10/2/2015.
13. http://123doc.org/document/929913-say-chan-khong-va-thiet-bi-say.htm. Truy cập ngày 15/2/2015.
14. http://ifan.com.vn/quat-huong-truc-t30ac-34.html. Truy cập ngày 19/4/2015. 15. http://www.enco.com.vn/images/images/product/cat%20and%20manual/Electr
ic.heater.v.pdf. Truy cập ngày 9/4/2015.
16. http://www.haugiang.gov.vn/Portal/Default.aspx?pageindex=5&pageid=3348 &siteid=1. Truy cập ngày 29/1/2015.