Các máy tách nước bã sắn hiện tại chỉ làm giảm sơ bộ nước trong bã sắn, chúng đều không đáp ứng được yêu cầu tách nước bã sắn, về khả năng tách nước, năng suất và chi phí năng lượng riêng cho quá trình tách nước, lý do là nguyên lý và kết cấu của chúng chưa phù hợp để tách nước bã sắn với khối lượng lớn. Vì vậy cần phải xác định nguyên lý và kết cấu máy tách nước bã sắn cho phù hợp dựa trên các các máy tách nước các vật liệu tương tự bã sắn đã có.
Trên cơ sở máy vắt bã sắn do TS. Lâm Trần Vũ – Viện cơ điện và Công nghệ sau thu hoạch đã chế tạo, chúng tôi tiến hành các thí nghiệm để xác định được nguyên lý phù hợp, xác định sự ảnh hưởng của dàn con lăn ép sơ bộ tới quá trình tách nước của bã sắn khi ép qua các mô hình thí nghiệm dưới đây.
4.1.2.1. Xác định mô hình thí nghiệm
Dựa trên sự phân tích ở chương I, để xác định các thông số hợp lý của máy tách nước bã sắn, đề tài đã thiết kế, chế tạo mô hình thí nghiệm.
Thí nghiệm 1:Mô hình thí nghiệm nguyên lý máy (Hình 4.7) Các thông số cơ bản của mô hình thí nghiệm 1:
- Bề rộng băng tải : 500 m; - Bề rộng phễu cấp liệu: 350 mm; - Vận tốc băng tải: 0,4 m/s; - Đường kính trống ép: 500 mm; - Đường kính lô ép: 150 mm; - Lực ép của lô ép: 5kN;
Hình 4.7. Sơ đồ mô hình thí nghiệm nguyên lý ép 1-Phễu cấp liệu; 2-Lô cung cấp; 3-Trống ép bọc cao su; 4-Lô ép
Phễu cấp liệu 1 được đặt phía trên và giữa lô cung cấp 2. Bã được cấp đều theo cả chiều ngang và dọc băng tải lọc. Việc điều chỉnh độ dày lớp bã vào ép bằng cách xê dịch lô 2 ra vào so với trống ép 3.
Đề tài thí nghiệm bằng cách thay đồi độ dày lớp bã vào ép và giữ các thông số vận tốc ở mức 0,4 m/s và lực ép là 5kN. Số liệu thí nghiệm được thể hiện tại phụ lục 2
Kết quả thấy bã giảm được độ ẩm từ 90% xuống 67%, song do bã bị đùn ngang sang hai bên mép băng tải nhiều do bã bị ép cục bộ, ảnh hưởng đến năng suất và độ ẩm bã sau khi ép.
Thí nghiệm 2: Mô hình thí nghiệm nguyên lý ép có bổ sung dàn con lăn ép sơ bộ (Hình 4.8)
Trên cơ sở tiến hành thí nghiệm 1 cho thấy thực tế phải khắc phục được tối đa độ đùn ngang của bã, phù hợp với nguyên lý kết cấu máy. Chúng tôi tiến hành lựa chọn phương án bổ sung dàn con lăn ép sơ bộ trước khi vào ép giữa các
lô ép trên cùng một chế độ ép với các thông số kết cấu máy. Sơ đồ được tiến hành theo hình 4.8. 1 3 4 2 5
Hình 4.8. Sơ đồ mô hình thí nghiệm nguyên lý ép có dàn con lăn 1-Phễu cấp liệu; 2-Lô cung cấp; 3-Trống ép bọc cao su; 4-Lô ép; 5- dàn con lăn bổ sung
Bã được cung cấp vào phễu cấp liệu 1 và nhờ chuyển động của hai băng tải đưa bã vào dàn con lăn 5. Sau đó, bã được vận chuyển tới các lô ép phía sau. Kết quả cho thấy, khi bã ra khỏi dàn con lăn, bã được tách nước một phần nhờ sự điều chỉnh chiều cao khe hở của hai dàn con lăn.
Đề tài giữ các thông số khác cố định có giá trị như thí nghiệm 1 và thay đổi độ dày lớp bã vào ép ở mức như thí nghiệm 1. Kết quả ố liệu thí nghiệm được thể hiện tại phụ lục 2.
Khi bã vào lô ép, bã không bị ép cục bộ nên giảm được độ đùn ngang sang hai bên băng tải của bã. Nhờ vậy, năng suất của dàn thí nghiệm tăng, độ ẩm của bã sau khi ép giảm từ 90% xuống 63%. Số liệu thí nghiệm được thể hiện tại phụ lục 2.
4.1.2.2. Lựa chọn nghuyên lý và kết cầu máy
Vì bã sắn có độ ẩm và độ nhớt cao nên với nguyên lý ép băng tải lọc ta không thể ép mạnh và nhanh một lần được, làm như vậy bã sẽ đùn ngang mạnh ra hai bên mép băng tải. Việc tăng thời gian và tăng dần áp lực ép lên bã chỉ có thể dùng nhiều cặp lô ép với áp lực tăng dần. Vì vậy, đề tài lựa chọn dùng dàn con lăn ép sơ bộ trước khi bã vào các lô ép với nhiều con lăn cả phía trên và dưới băng tải. Bên cạnh đó, để có năng suất cao, độ ẩm bã sau khi ép thấp, đề tài lựa chọn dùng nhiều cặp lô ép với áp lực tăng dần. Mô hình máy tách nước bã sắn được thể hiện như hình 4.9:
13
14 2
Hình 4.9. Sơ đồ nguyên lý máy tách nước bã sắn cải tiến
1-Phễu cấp liệu; 2-Máng hứng; 3-Khung bệ máy; 4-Động cơ; 5-Gối đỡ cố định; 6-Bộ phận cào bã; 7-Bộ phân điều chỉnh lô ép; 8-Lô ép; 9,12-Xi lanh khí điều chỉnh áp lực ép; 10-Con lăn cấp lệu; 11; Con lăn đỡ băng tải; 13-Dàn con lăn ép; 14-Bộ phận rửa băng tải.
* Cấu tạo máy gồm có:
Phễu cấp liệu 1 để chứa và cung cấp bã ướt vào ép. Dàn con lăn 13 dùng để ép sơ bộ khi bã được cấp vào lô ép, giảm sự đùn ngang của bã khi độ ẩm cao. Các cặp lô ép 7 được bọc cao su; các xi lanh khí 9 dùng để điều chỉnh lực ép bằng các thay đổi khe hở giữa hai lô ép; Dao gạt 6 để gạt bã được tách nước ra khỏi mặt băng tải lọc; Bộ phận rửa băng tải 14 để rửa sạch băng tải sau mỗi chu kỳ ép; Động cơ giảm tốc 4 có biến tần điều khiển qua bộ truyền xích truyền động cho cặp lô ép chủ động.
* Nguyên lý làm việc:
Bã sắn được đổ vào phễu cấp liệu 1, nhờ chuyển động của băng tải, bã được kéo vào khe hở của dàn con lăn ép 13. Chiều dày lớp bã cấp được điều chỉnh qua tấm chắn định lượng trước khi vào dàn con lăn ép. Ở đây bã được tách nước sơ bộ và giảm được sự đùn ngang của bã do không bị ép cục bộ. Khi qua các cặp lô ép, bã được ép từ từ với áp lực tăng dần nhờ sự điều chỉnh lực ép qua các xi lanh khí 9. Bã sau khi ép dính vào băng tải được các dao cạo 6 cạo ra, nước tách ra lọt qua băng tải rơi xuống máng hứng 2. Băng tải sau mỗi chu kỳ ép bị bẩn, tắc do bã và tinh bột dính vào được bộ phận rửa băng tải 14 rửa sạch trước khi bắt đầu chu kỳ ép sau.
4.1.2.3. Mô hình mẫu máy tách nước bã sắn cải tiến
Từ kết quả thí nghiệm, chúng tôi đã lựa chọn nguyên lý ép băng tải, sử dụng dàn con lăn ép sơ bộ trước khi vào các lô ép. Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành thiết kế, chế tạo mẫu máy tách nước bã sắn cải tiến theo hình 4.10 dưới đây. Các bộ phận chính của máy: Phễu cấp liệu; Băng tải; Dàn con lăn ép sơ bộ (bộ phận cải tiến); Các cặp lô ép (5 cặp); Hệ thống xilanh điều khiển lực ép; Hệ thống vệ sinh thiết bị; Máng hứng nước; Khung bệ; Bộ phận truyền động.
Bã sắn được đổ vào phễu cấp liệu 20, nhờ chuyển động của băng tải 2, bã được kéo vào khe hở của dàn con lăn ép 18. Chiều dày lớp bã cấp được điều chỉnh qua tấm chắn định lượng trước khi vào dàn con lăn ép. Ở đây bã được tách nước sơ bộ và giảm được sự đùn ngang của bã do không bị ép cục bộ khi vào các lô ép. Khi qua các cặp lô ép, bã được ép từ từ với áp lực tăng dần nhờ sự điều chỉnh lực ép qua các xi lanh khí 17. Bã sau khi ép dính vào băng tải được các dao cạo bã ra, nước tách ra lọt qua băng tải rơi xuống máng hứng. Băng tải sau mỗi chu kỳ ép bị bẩn, tắc do bã và tinh bột dính vào được bộ phận rửa băng tải 27 rửa sạch trước khi bắt đầu chu kỳ ép sau.
Hình 4.10. Tổng thể máy tách nước bã sắn cải tiến
1. Cút nối ống nước; 2- Lô ép; 3- Tay dưới đẩy lô ép; 4-Gối đỡ lô ép; 5- Tay đẩy lô ép; 6,7- Gối đỡ lô ép; 8- Căng băng tải; 9-Xilanh khí; 10,11- Ống lót; 12-Bích bắt tay đẩy; 13,14-Tay đẩy; 15- Bộ phận tăng xích; 16-Lô ép trên; 17-Xilanh khí; 18- Dàn con lăn ép sơ bộ; 19- Môtơ; 20- Phễu cấp liệu; 21-Lô ép; 22- Con lăn dẫn hướng; 23- Con lăn ép sơ bộ; 24-Tay đẩy; 25- Gối đỡ lô ép cuối; 26- Ống dẫn nước rửa; 27- Tấm đỡ ống nước.
Các thông số cơ bản của máy tách nước bã sắn đã được cải tiến: - Chiều dài máy: 2,9m
- Chiều rộng: 1,5m. - Chiều cao: 2,2 m - Bề rộng băng tải: 1,2m - Khối lượng máy: 2,5 tấn. - Đường kính các lô ép: 0,3m - Động cơ: 7,5kW.
NHẬN XÉT
Bằng tham khảo các tài liệu đề tài đã xác định được các quá trình tách nước của bã sắn làm cơ sở cho quá việc lựa chọn nguyên lý cho máy tách nước bã sắn.
Qua phân tích, thử nghiệm đã xác định được nguyên lý hợp lý cho máy tách nước bã sắn cải tiến theo nguyên lý băng tải ép là bổ sung dàn con lăn ép sơ bộ, từ đó đề tài đã tiến hành thiết kế, chế tạo mô hình mẫu máy tách nước bã sắn cải tiến theo nguyên lý băng tải ép.