- Phương pháp tối ưu hóa các thơng số làm việc của máy trộn gỗ nhựa Chỉ tiêu tối ưu về tiêu thụ điện năng: Mức tiêu thụ điện năng thấp
4.2.3. Lựa chọn các yếu tố ảnh hưởng
Từ kết quả phân tích ở chương 3 ta nhận thấy có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hàm mục tiêu, chúng được phân ra làm các nhóm chính là:
Nhóm các thơng số đặc trưng cho tính chất vật liệu. Đó là những đại lượng ngẫu nhiên, thuộc về nhóm các thơng số này gồm có:
+ Độ ẩm: Độ ẩm đóng vai trị tạo điều kiện cho quá trình thẩm thấu và khuếch tán khi nhựa nóng chảy được dễ dàng. Nếu độ ẩm của bột gỗ càng cao sẽ làm giảm sự liên kết giữa gỗ nhựa và kéo dài thời gian đóng rắn. Đây là thơng số ảnh hưởng rất lớn đến q trình trộn vật liệu, nó ảnh hưởng tới quá trình trao đổi nhiệt với thiết bị và độ ẩm của vật liệu tuân theo cùng một quy luật, do vậy chỉ cần thí nghiệm ở một loại nguyên liệu, ở một độ ẩm nhất định, cũng có thể suy ra đối với các loại nguyên liệu khác, ở độ ẩm khác. Trong nghiên cứu này chúng tôi chọn loại nguyên liệu tổng hợp đặc trưng nhất và ở độ ẩm từ 3% đến 5% để làm thí nghiệm.
+ Kích thước vật liệu trộn: Trong sản xuất WPC thì kích thước bột gỗ cũng là một trong những yếu tố quyết định đến tính chất của vật liệu. Có rất nhiều loại bột gỗ có thể sử dụng trong q trình sản xuất vật liệu WPC đặc biệt là có thể sử dụng các phế thải trong công nghiệp gỗ như mùn cưa, vỏ bào, dăm gỗ... và kích thước bột gỗ được sử dụng ở nhiều cấp kích thước khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng sản phẩm. Bột gỗ có kích thước lớn thì khả năng phối trộn với nhựa khơng đồng đều bằng kích thước bột gỗ nhỏ hơn nên có thể gây các khuyết tật bề mặt, tuy nhiên nó lại làm cho vật liệu giảm được sự co rút và làm tăng độ chảy. Trong nghiên cứu này chúng tôi chọn loại ngun liệu có kích thước bột gỗ hạt d ≤ 0.5mm để làm thí nghiệm.
Nhóm các thơng số đặc trưng hình học của bộ phận trộn. + Khe hở giữa trục vít và vỏ thùng máy h(mm).
Độ hở giữa trục vít và vỏ thùng máy ảnh hưởng rất lớn đến chế độ trộn và ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Chính vì điều đó chúng ta phải nghiên cứu làm sao cho khe hở giữa trục vít và vỏ thùng máy là hợp lý nhất, để sản phẩm sau khi trộn có độ đồng đều nhất.
+ Diện tích buồng làm việc:
Diện tích buồng làm việc trực tiếp ảnh hưởng tới năng suất và chi phí năng lượng riêng.
Các thông số trộn:
Để trộn gỗ nhựa WPC chủ yếu sử dụng hai phương pháp là trộn liên tục và trộn khơng liên tục (trộn kín). Các phương pháp gia trộn khác nhau thì tính chất sẽ khác nhau. Phương pháp trộn kín cho chất lượng sản phẩm cao hơn phương pháp trộn liên tục.
Thông số ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm. Tốc độ vít, nhiệt độ và thời gian trộn là những yếu tố ảnh hưởng lớn của quá trình trộn. Nếu thời gian trộn dài không những gây khuyết tật cho sản phẩm mà còn ảnh hưởng đến năng suất, nếu thời gian ngắn lại gây ảnh hưởng tới đồng đều. Về
nhiệt độ trộn thì khi nhiệt độ gia cơng thấp hỗn hợp nhựa chưa nóng chảy do vậy ảnh hưởng đến sự trộn và khả năng liên kết giữa chất nền và chất độn. Khi nhiệt độ gia cơng q cao thì nhựa có khả năng nóng chảy tốt, tuy nhiên lại ảnh hưởng xấu tới tính chất của sợi thực vật do sợi bị phân hủy làm giảm tính chất cơ lý của sợi và do vậy ảnh hưởng xấu tới tính chất cơ lý của vật liệu.
Tóm lại: từ phân tích trên, theo phương pháp qui hoạch thực nghiệm,
đề tài chọn ba yếu tố chính ảnh hưởng lớn nhất đến các hàm mục tiêu để tiến hành nghiên cứu là: Nhiệt độ trộn là T (0C); tốc độ trục vít n (vịng/phút) và thời gian trộn t (phút), miền biến đổi của các yếu tố này được xác định từ điều kiện kỹ thuật và kết quả nghiên cứu thăm dò