4. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm
4.4 Kết quả nghiên cứu tối −u tổng quát
Dựa vào kết quả nghiên mối quan hệ giữa các thông số ra ta nghiên cứu tối −u tổng quát cho các hàm Y1, Y2, Y3.
Tiến hành giải tối −u tổng quát theo ph−ơng pháp lập hàm mong muốn gồm các b−ớc sau:
Đồng nhất hoá hàm thành phần Yj (j =1ữ 3) thành các hàm mong muốn thành phần dj theo công thức (2.31), (2.32). với hệ số k = 3. Căn cứ vào số liệu
thí nghiệm của các hàm Yj theo qui địnhcủa ph−ơng pháp này ta lựa chọn các giá trị thông số trong (2.31), (2.32) nh− sau:
- Hàm Y1 Y1max = 2.45 Y01 = 1(%) - Hàm Y2 Y2min = 30.31 Y02 = 50 (kg/h) - Hàm Y3 Y3max = 0.82 Y03 = 200 (Wh/kg)
Lập hàm mong muốn tổng quát D theo công thức (2.33). Kết quả tính toán các hàm mong muốn thành phần dj và hàm mong muốn tổng quát D đ−ợc ghi trong bảng phụ lục.
- Ma trận và kết quả tính toán hàm D đ−ợc ghi trong bảng phụ lục.
- Kết quả tính đ−ợc giải trên máy vi tính và xác định đ−ợc mô hình toán hàm tối −u tổng quát D nh− sau:
- Giá trị tối −u của các yếu tố vào hàm D là : D = 0.94642942 Giá trị mã hoá giá trị thực
X1* = - 0.5957 n* = 170 (vòng phút) X2* = - 0.5683 W* = 25.72(%)
X3* = 0.4550 F* = 8.45 (cm2)
Thay các giá trị trên vào hàm Y1, Y2, Y3, ta đ−ợc giá trị tối −u tổng quát các thông số ra:
Y1* = 1.17(%); Y2* = 44.54 (kg/h); Y3* = 267 (Wh/kg).
Sau khi tìm đ−ợc thông số vào tối −u chúng tôi đã khảo sát lại kết quả cho thấy đạt trên 95% so với thông số ra tối −u.
Kết luận: với các thông số đã chọn dùng để thiết kế chế tạo máy ép viên kiểu vít đứng nh− đã nêu ở trên là phù hợp.
Kết luận và đề nghị
*Kết luận
1. Kết quả nghiên cứu lý thuyết đã xác định đ−ợc quy luật chuyển động của khối bột trong buồng cung cấp, để máy ép có thể làm việc đ−ợc thì cấu tạo của máy phải tạo ra qui luật chuyển động nh− kết luận 3.1.1. Quy luật biến đổi áp suất trong buồng cung cấp theo ph−ơng trình (3.13), qui luật biến đổi áp suất trong buồng ép theo ph−ơng trình (3.20). Từ đó tìm ra mối quan hệ áp suất và nhiệt độ sinh ra trong buồng ép theo ph−ơng trình (3.44). Đây là cơ sở để chọn các thông số thiết kế chế tạo máy ép đồng thời khống chế nhiệt độ ép để đảm bảo chất l−ợng sản phẩm ép.
2. Bằng ph−ơng pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố đã xác định đ−ợc ảnh h−ởng của tốc độ trục vít, độ ẩm của nguyên liệu, diện tích lỗ ra của sàng đến độ vụn của viên thức ăn, năng suất máy và chi phí năng l−ợng điện riêng nh− trong các kết luận ở mục 4.2, đ−ợc thể hiện trên các đồ thị : (4.1, 4.2, 4.3). Qua đó là cơ sở ta chọn tổng diện tích lỗ ra của sàng, độ ẩm của nguyên liệu và điều chỉnh số vòng quay của trục vít để máy làm việc đạt hiệu quả cao.
3. Kết quả thực nghiệm đa yếu tố đã xây dựng đ−ợc mô hình toán biểu diễn mối quan hệ giữa các yếu tố : số vòng quay, độ ẩm của nguyên liệu, tổng diện tích lỗ ra của sàng với độ vụn của viên thức ăn, năng suất, chi phí năng l−ợng điện riêng qua các ph−ơng trình (4.1), (4.2).
4. Kết quả nghiên cứu tối −u tổng quát xác định đ−ợc giá trị tối −u của các yếu tố vào: (số vòng quay, độ ẩm của nguyên liệu, tổng diện tích lỗ ra của sàng) và giá trị tối −u của các thông số ra: (độ vụn của viên thức ăn, năng suất, chi phí năng l−ợng điện riêng).
Giá trị tối −u của các yếu tố vào:
n = 170 vòng/phút; W = 25,72%; F = 8.45 cm2
Giá trị tối −u của thông số ra:
Y1 = 1.17% ; Y2 = 44.54 kg/ h; Y3 = 267 Wh/kg. Trên đây là các giá trị làm cơ sở để thiết kế máy.
* Đề nghị
Nghiên cứu thêm thiết bị điều chỉnh nhiệt, điều chỉnh độ ẩm để có thể nâng cao năng suất của máy.
Tiếp tục khảo nghiệm để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của máy.
Tài liệu tham khảo Tiếng Việt
1. Ghecke T.E. (1969), Những quá trình và thiết bị sản xuất thực phẩm.
(Tài liệu dịch), NXBKHKT, Hà Nội.
2. Bùi Đức Hợi (1988), Công nghệ và máy chế biến l−ơng thực.
NXBKHKT, Hà Nội.
3. Lê Công Huỳnh (1992), Ph−ơng pháp so sánh chính xác ảnh h−ởng của các thông số vào lên thông số ra khi nghiên cứu thực nghiệm máy.
Thông báo khoa học của các tr−ờng ĐH, số 1 – 1992.
4. Lê Công Huỳnh (1995), Ph−ơng pháp nghiên cứu khoa học thực nghiệm. Giáo trình cao học, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.
5. Trần Nh− Khuyên (1997), Luận án PTS khoa học, Đại học NNI Hà Nội. 6. Phạm Văn Lang (1985), Cơ sở lý thuyết quy hoạch hoá thực nghiệm và
việc ứng dụng trong kỹ thuật nông nghiệp. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.
7. Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm và ứng dụng trong kỹ thuật nông nghiệp. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.
8. Bùi Văn Miên (1999), Hoàn thiện và nâng cao chất l−ợng của các máy trong hệ thống các máy chế biến thức ăn gia súc dạng bột và dạng viên.
Báo cáo khoa học Tr−ờng ĐHNL-TPHCM, 1999
9. Trần Quang Nhạ, Nguyễn Hà Thanh (1971), Nhiệt kỹ thuật đại c−ơng,
Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp Hà Nội.
10. Trần Quang Nhạ, Nguyễn Hà Thanh (1971), Bài tập kỹ thuật nhiệt. Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.
11. Tài liệu của Bộ Thuỷ sản (2001), Phát triển nuôi trồng thuỷ sản bền vững góp phần xoá đói giảm nghèo. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội 12. Đào Quang Triệu (1991), Ph−ơng pháp giải bài toán tối −u tổng quát
khi nghiên cứu quá trình kỹ thuật phức tạp với sự áp dụng của quy hoạch thực nghiệm và vi tính. Tuyển tập các công trình nghiên cứu KHKT, Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội 1986 – 1991.
13. Đào Quang Triệu (1993), Ph−ơng pháp thực nghiệm cực trị và vấn đề tối −u khi nghiên cứu các quá trình kỹ thuật. Giáo trình, Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội.
14. Phạm Xuân V−ợng (1995), Lý thuyết tính toán máy sau thu hoạch,
Giáo trình cao học. Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội.
15. Trần Minh V−ợng, Nguyễn Thị Minh Thuận. (1995) Máy chăn nuôi. Bài giảng cho cao học. Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội.
16. Xokolov AIA (1986), Cơ sở thiết kế máy sản xuất thực phẩm. (Tài liệu dịch), NXBKHKT, Hà Nội. Tiếng Nga 17. . (1960), . , 264 - 275 c. 18. . (1958), . .
19. . (1973), .
. 20. . (1957),
. . mục lục Lời cam đoan... i
Lời cảm ơn...ii
Mục lục...iii
Danh mục các bảng ... v
Danh mục các hình... vi
Mở đầu... 1
1. Tổng quan nghiên cứu về máy ép viên ... 3
1.1. Nhu cầu và đặc điểm của thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản... 3
1.1.1. Các dạng thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản ... 4
1.1.2. Yêu cầu của viên thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản... 5
1.1.3. Một số công thức chế biến thức ăn cho cá, tôm ... 6
1.2. Quy trình công nghệ ép viên thức ăn nuôi trồng thuỷ sản ... 8
1.2.1 Đặc điểm của nguyên liệu khi ép viên ... 8
1.2.2 Quy trình công nghệ... 9
1.2.3 Mục đích của ép viên... 10
1.3. Tình hình nghiên cứu và áp dụng máy ép viên trong và ngoài n−ớc... 11
1.3.1. Máy ép viên kiểu rulô... 11
1.3.2. Máy ép viên kiểu píttông... 12
1.3.3. Máy ép viên kiểu cối ... 13
1.3.4 Máy ép viên kiểu vít ... 13
1.4. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài... 14
2. Đối t−ợng và ph−ơng pháp nghiên cứu ... 16
2.1 Đối t−ợng nghiên cứu ... 16
2.2.1 Ph−ơng pháp nghiên cứu lý thuyết ... 17
2.2.2. Ph−ơng pháp nghiên cứu thực nghiệm ... 17
2.2.3. Ph−ơng pháp nghiên cứu đơn yếu tố ... 18
2.2.4. Ph−ơng pháp nghiên cứu đa yếu tố ... 18
2.2.5. Ph−ơng pháp nghiên cứu tối −u tổng quát... 24
2.3. Ph−ơng pháp thực nghiệm đo đạc ... 25
2.3.1. Ph−ơng pháp xác định tỷ lệ vụn ... 25
2.3.2. Ph−ơng pháp xác định chi phí năng l−ợng riêng ... 26
2.3.3. Ph−ơng pháp xác định một số tính chất cơ lí của nguyên liệu... 27
2.4. Ph−ơng pháp gia công số liệu... 32
2.4.1. Ph−ơng pháp xử lý số liệu đo đạc... 32
2.4.2. Ph−ơng pháp gia công số liệu... 33
3. Cơ sở lý thuyết xác định các thông số cơ bản của máy nén ép... 35
3.1. Quy luật chuyển động của khối bột trong máy ép và năng suất ép... 35
3.1.1. Chuyển động của khối bột... 35
3.1.2 Xác định năng suất của máy ép... 38
3.2 Xác định áp suất và nhiệt độ sinh ra trong quá trình ép... 41
3.2.1 áp suất tác động lên khối bột... 41
3.2.2 Xác định nhiệt l−ợng sinh ra trong quá trình nén ép... 47
3.2.3. Xác định tổn thất nhiệt ... 50
3.2.4. Ph−ơng trình cân bằng nhiệt... 52
4. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm ... 54
4.1. Vật liệu thí nghiệm... 54
4.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố... 54
4.2.1. ảnh h−ởng của yếu tố x1 tới thông số ra ... 54
4.2.2. ảnh h−ởng của yếu tố x2 tới thông số ra ... 59
4.2.3. ảnh h−ởng của yếu tố x3 tới các thông số ra... 64
4.3 Kết quả thực nghiệm đa yếu tố... 69
Kết luận và đề nghị ...Error! Bookmark not defined.
Tài liệu tham khảo ... 76 Phụ lục... 78
danh mục các bảng
Bảng 1.1. Công thức chế biến thức ăn cho cá chép ... 6
Bảng 1.2. Công thức chế biến thức ăn cho cá trắm cỏ ... 7
Bảng 1.3. Công thức chế biến thức ăn cho tôm n−ớc ngọt... 7
Bảng 4.1a. ảnh h−ởng của yếu tố x1 tới hàm độ vụn của viên Y1... 57
Bảng 4.1b. ảnh h−ởng của yếu tố x1 tới hàm năng suất máy Y2... 57
Bảng 4.1c. ảnh h−ởng của yếu tố x1 tới hàm chi phí điện năng riêng Y3... 57
Bảng 4.2. Kết quả tính toán ph−ơng sai yếu tố và ph−ơng sai thực nghiệm ... 58
Bảng 4.3a. ảnh h−ởng của yếu tố x2 tới hàm độ vụn của viên Y1... 62
Bảng 4.3b. ảnh h−ởng của yếu tố x2 tới hàm năng suất máy Y2... 62
Bảng 4.3c. ảnh h−ởng của yếu tố x2 tới chi phí điện năng riêng Y3... 62
Bảng 4.4. Kết quả tính toán ph−ơng sai yếu tố và ph−ơng sai thực nghiệm ... 63
Bảng 4.5a. ảnh h−ởng của yếu tố x3 tới hàm độ vụn của viên Y1 ... 67
Bảng 4.5b. ảnh h−ởng của yếu tố x3 tới hàm năng suất máy Y2... 67
Bảng 4.5c. ảnh h−ởng của yếu tố x3 tới chi phí điện năng riêng Y3... 67
Bảng 4.6. Kết quả tính toán ph−ơng sai yếu tố và ph−ơng sai thực nghiệm ... 68
Bảng 4.7. Mức biến thiên của các yếu tố ... 69
Bảng 4.8. Các hệ số hồi qui có nghĩa của các hàm y1, y2, y3... 70
Bảng 4.9. Kiểm tra tính thích ứng của mô hình toán ... 71
Bảng 4.10. Giá trị tối −u của yếu tố vào xi và các hàm Yj... 72
danh mục các hình
Hình 1.1. Sơ đồ phân loại thức ăn cho nuôi trồng thuỷ sản ... 4
Hình 1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến thức ăn cho cá tôm... 9
Hình 1.3. Sơ đồ máy ép viên rulô... 12
Hình 1.4. Sơ đồ máy ép viên kiểu píttông ... 12
Hình 1.5. Sơ đồ máy ép viên kiểu cối... 13
Hình 1.6. Sơ đồ máy ép viên kiểu vít ... 14
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo của máy ép viên kiểu trục đứng ... 16
Hình 2.2. Dụng cụ để xác định độ vụn... 26
Hình 2.3. Sơ đồ sàng Makarốp ... 27
Hình 2.4. Dụng cụ đo góc ma sát nội... 29
Hình 2.5. Góc nghiêng của tấm thép với mặt phẳng nằm ngang ... 30
Hình 3.1. Các khoảng không gian làm việc của buồng vít... 35
Hình 3.2 Sơ đồ tính toán lý thuyết bộ phận ép ... 1
Hình 3.3. Đồ thị áp suất trong buồng cung cấp và buồng ép ... 1
Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ tc và áp suất PA... 53
Hình 4.1 Đồ thị xét sự ảnh h−ởng của yếu tố x1 tới các thông số ra Y1, Y2, Y3.. 58
Hình 4.2 Đồ thị xét sự ảnh h−ởng của yếu tố x2 tới các thông số ra Y1, Y2, Y3.. 63 Hình 4.3. Đồ thị xét sự ảnh h−ởng của yếu tố x3 tới các thông số ra Y1, Y2, Y3. 68