Thông số Đơn vị Giá trị
Năng suất kg/h 50
Công suất motor kW 4,5
Số vòng quay trục động cơ vòng/phút 950 Đường kính khn mm 194 Số lỗ trên khn - 194 Đường kính lỗ khn mm 6 Đường kính lơ nén mm 77 Bề dày lô nén mm 65 Số lượng lô nén - 2
Bảng 4.5. So sánh kết quả thiết kế máy nén viên với [17].
Thơng số Đơn vị Nhóm thực hiện Trong [17]
Năng suất kg/h 50 50
Công suất motor kW 4,5 4
Số vòng quay trục động cơ vòng/phút 950 990 Đường kính khn mm 194 182 Số lỗ trên khn - 194 206 Đường kính lỗ khn mm 6 6 Đường kính lơ nén mm 77 77 Bề dày lô nén mm 65 54 Số lượng lô nén - 2 2
Dựa theo bảng 4.4 và 4.5, nhóm nghiên cứu tiến hành so sánh và đưa ra kết luận sau:
80
Về cụm nén viên: do q trình tính tốn, thiết kế hình dạng khuôn nén, cụ thể là việc sắp xếp vị trí các lỗ khn trên khn nén có liên quan đến yếu tố hình học. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã tính chọn lại số lỗ khuôn sao cho phù hợp với việc sắp xếp đồng đều vị trí của các lỗ trên khn. Số lỗ trên khn được thiết kế trong đồ án nhìn chung thay đổi không nhiều so với tài liệu [17]. Đồng thời, các thông số kỹ thuật liên quan của khn nén và lơ nén như: đường kính khn nén và bề dày lơ nén cũng thay đổi theo để phù hợp với số lỗ khn đã tính chọn.
Về động cơ dẫn động: do việc xác định số lỗ khn có sự thay đổi nhỏ nhưng vẫn nằm trong các giá trị tính toán cho phép và để đảm bảo đúng năng suất sản phẩm mà thiết bị được u cầu. Vì thế, ta có thể thấy cơng suất và số vịng quay động cơ của máy nén viên trong đồ án có sự thay đổi không đáng kể so với tài liệu [17].
4.2.2. Cặp bánh răng ăn khớp
Bảng 4.6. Bảng thông số của cặp bánh răng dẫn động máy ép viên, [17].
Bánh dẫn (I) Bánh bị dẫn (II)
Thông số Ký hiệu Giá trị Thông số Ký hiệu Giá trị
Modun m 2 Modun m 2
Số răng z1 26 Số răng Z2 54
Góc Profin a01 20o Góc Profin a02 20o
Loại răng - Côn xoắn Loại răng - Cơn xoắn
Góc xoắn β1 35o Góc xoắn β2 35o
Hệ số dịch chỉnh x1 0 Hệ số dịch chỉnh x2 0
Góc cơn chia δ 24o3’ Góc cơn chia δ' 65o57’
Cấp chính xác - 7 Cấp chính xác - 7
ĐK vòng chia da1 52 mm ĐK vòng chia da2 108 mm
81
Dựa theo bảng 3.4 và 4.6, nhóm nghiên cứu tiến hành so sánh và đưa ra kết luận sau: qua q trình tính tốn, kiểm tra lại, nhóm nghiên cứu quyết định tiếp tục chọn thép C45 được tôi cải thiện làm vật liệu để chế tạo cặp bánh răng. Do đặc tính kỹ thuật của thép C45 khá tốt và được sử dụng phổ biến trên thị trường. Ngoài ra, việc lựa chọn vật liệu chế tạo và tính tốn kiểm tra bền của bộ truyền bánh răng côn tại tài liệu [17] vẫn chưa rõ ràng. Vì thế, việc chọn lựa thép C45 làm vật liệu thiết kế có thể giúp cho quá trình gia cơng, chế tạo được đơn giản hóa, phù hợp với điều kiện nghiên cứu. Từ đó, việc tính tốn các thơng số kỹ thuật của bộ truyền bánh răng ăn khớp đã có nhiều thay đổi so với tài liệu [17].
4.2.3. Trục chính làm việc
Về thiết kế trục chính: ở tài liệu [17] khơng đề cập đến. Việc tính tốn trục chính và kiểm tra độ bền của trục được nhóm nghiên cứu thực hiện tương tự như ở máy cắt lá cây.
82
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận 5.1. Kết luận
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện tính tốn, kiểm tra thiết kế hệ thống máy ép viên nén từ lá cây công suất 50 kg/h như: tính tốn, lựa chọn động cơ thiết bị; tính chọn cặp bánh răng ăn khớp; tính tốn, kiểm tra trục chính;… giúp đáp ứng các nhu cầu trong việc thiết kế hệ thống sản xuất viên nén nhiên liệu hiện nay. Từ đó có thể xây dựng được cơ sở công nghệ của một trong các phương pháp sử dụng nguồn năng lượng tái tạo Biomass.
Từ các kết quả tính tốn, kiểm tra, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng các số liệu kỹ thuật được giới thiệu ở trên là khả thi do có xét đến yếu tố thực tế trong quá trình chế tạo, gia cơng máy hiện nay. Trong đó: động cơ được lựa chọn phù hợp với thị trường thiết bị; khn nén được tính tốn, thiết kế có số lỗ khn hợp lí, tương ứng với yêu cầu hình học; bánh răng và trục đảm bảo đủ độ bền, khơng bị hỏng trong q trình làm việc thường xuyên,… Nền tảng đó cho thấy các thiết bị thuộc hệ thống có thể được gia cơng, chế tạo thành công trong thực tế và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật đã đề ra.
Sau khi hồn thành đồ án tốt nghiệp, nhóm nghiên cứu đã có thêm được nhiều kiến thức và cũng như có một cái nhìn thực tế hơn về một trong những cách sử dụng nguồn năng lượng Biomass, một loại năng lượng tái tạo vốn rất gần gũi và phong phú tại Việt Nam. Tuy nhiên, do cịn nhiều khó khăn trong q trình nghiên cứu và kiến thức chun mơn cịn hạn hẹp nên trong việc tính tốn, kiểm tra có thể cịn nhiều hạn chế, thiếu sót. Nhóm nghiên cứu kính mong được các thầy (cơ) nhận xét và góp ý để hồn thiện tốt hơn đồ án này.
5.2. Kiến nghị
Mặc dù đã có rất nhiều cố gắng trong quá trình nghiên cứu nhưng do hạn chế về mặt điều kiện kinh tế và cơ sở vật chất nên đề tài chỉ dừng lại ở phạm vi tính tốn, thiết kế lý thuyết. Vì thế, đồ án vẫn cịn có các khó khăn cần được tiếp tục nghiên cứu như sau:
• Đề tài chỉ tập trung vào việc tính tốn, kiểm tra hệ thống trên cơ sở lý thuyết,
việc chế tạo mơ hình thực tế vẫn chưa được thực hiện nên không thể đánh giá được chất lượng sản phẩm thực tiễn.
83
• Do đồ án có tính chuyên ngành cơ khí cao và cịn ít tài liệu chế tạo tham
khảo nên việc tính tốn, thiết kế vẫn có một số hạn chế cần được làm rõ hơn.
• Vì nội dung nghiên cứu phần lớn nhấn mạnh vào thiết bị hệ thống mà ít đề
cập đến việc phân tích thành phẩm nên chưa đánh giá được những thông số nhiệt động học cũng như quá trình cháy của sản phẩm trong các hệ thống sản xuất năng lượng sử dụng nhiên liệu đốt, tiêu biểu như lò hơi.
Với những hạn chế được nêu trên, nhóm nghiên cứu xin đưa ra một số kiến nghị để tiếp tục phát triển và hoàn thiện đề tài hơn:
• Kế thừa những kết quả tính tốn của nhóm để tiến hành chế tạo mơ hình thực
tế và đánh giá chất lượng vận hành của hệ thống.
• Cần xây dựng quy trình phân tích, đánh giá các thông số nhiệt động; quá
84
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] https://www.alibaba.com/product-detail/50KW-Animal-Manure-Waste-Biomass Gasification_60800620575.html
[2] http://www.pellet-making.com/blog/wood-pellets-calorific-value.html
[3] https://www.biopelletmachine.com/biopellet-making-guidance/rice-husk-pellet- making.html
[4] Pradhan và cộng sự, “Production and utilization of fuel pellets from biomass: A
review”, Fuel Processing Technology, Vol 181, 2018, pp. 215-232.
[5] Harun và cộng sự, “Abundant nipa palm waste as Bio-pellet fuel”, Renewable
and Sustainable Energy Reviews, Vol 40, 2014, pp. 153-160.
[6] Sirous và cộng sự, “Mixed biomass pelleting potential for Portugal, step forward
to circular use of biomass residues”, Energy Reports, Vol 6, 2020, pp. 940-945.
[7] Gu và cộng sự, “The pollutant discharge improvement by introducing HHO gas
into biomass boiler”, International Journal of Hydrogen Energy, Vol 46, 2021, pp.
23292-23300.
[8] Kougioumtzis và cộng sự, “Combustion of olive tree pruning pellets versus sunflower husk pellets at industrial boiler. Monitoring of emissions and combustion
efficiency”, Renewable Energy, Vol 171, 2021, pp. 516-525.
[9] Pua và cộng sự, “Characterization of biomass fuel pellets made from Malaysia
tea waste and oil palm empty fruit bunch”, materialstoday: PROCEEDINGS, Vol 31,
2020, pp. 187-190.
[10] Hudakorn và Sritrakul, “Biogas and biomass pellet production from water
hyacinth”, Energy Reports, Vol 6, 2020, pp. 532-538.
[11] Badrán và cộng sự, “Production and characterization of fuel pellets from rice
husk and wheat straw”, Renewable Energy, Vol 145, 2020, pp. 500-507.
[12] Wattana và cộng sự, “Characterization of Mixed Biomass Pellet Made from Oil
85
[13] Hosseinizand và cộng sự, “Co-pelletization of microalgae Chlorella vulgaris
and pine sawdust to produce solid fuels”, Fuel Processing Technology, Vol 177, 2018,
pp. 129-139.
[14] Tippayawong và cộng sự, “Biomass pellets from densification of tree leaf
waste with algae”, Agricultural Engineering International: CIGR Journal, Vol 20, 2018,
pp. 119-125.
[15] Souza và cộng sự, “Pelletization of eucalyptus wood and coffee growing wastes: Strategies for biomass valorization and sustainable bioenergy production”,
Renewable Energy, Vol 149, 2020, pp. 128-140.
[16] PGS.TS Bùi Trung Thành, “Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ khí hóa để xử lý rác thải rắn trong sản xuất công nghiệp - chế biến tạo năng lượng phục vụ cho q trình
sấy và bảo quản nơng sản, thực phẩm”, Báo cáo Tổng kết Đề tài NCKH&PTCN cấp Bộ
năm 2019, TP. HCM, 2020.
[17] Đặng Văn Quốc Bảo và cộng sự, “Nghiên cứu tính tốn và thiết kế hệ thống
máy ép viên nén từ lá cây công suất 400kg/ngày”, Báo cáo đồ án tốt nghiệp, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM, 2021.
[18] https://www.wallpaperflare.com/feed-animal-nutrition-pellets-full-frame-
backgrounds-food-and-drink-wallpaper-gudrp
[19] https://www.alibaba.com/product-detail/mini-pellet-mill-mini-pellet-
mill_1600165109407.html
[20] Vatskicheva và Grigorova, “STUDY OF TWO-SHAFT SHREDDER FOR
CRUSHING OF CONCRETE, RUBBER, PLASTIC AND WOOD”, Materials, Methods
& Technologies, Vol 11, 2017, pp. 238-253.
[21] Trịnh Chất và Lê Văn Uyển, TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN
ĐỘNG CƠ KHÍ TẬP MỘT, NXB Giáo Dục, 2006.
[22] Nguyễn Hữu Lộc, CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM,
86
[23] Mushiri, “Design of a sawdust pelleting machine”, Proceedings of the
International Conference on Industrial Engineering and Operations Management Rabat,
Morocco, 2017.
[24] Phạm Thị Băng Hải, “Nghiên cứu thiết kế máy ép viên các phụ phế liệu nông
nghiệp làm nhiên liệu”, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, 2012.
[25] https://www.equipmentimes.com/product/details/Tree-Leaves-Cutting-
Machine_12424.html
[26] Nguyễn Bin, CÁC QUÁ TRÌNH, THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ HĨA CHẤT
VÀ THỰC PHẨM TẬP HAI, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2003.
[27] Xokolov, CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY SẢN XUẤT THỰC PHẨM, NXB Khoa học
và Kỹ thuật, 1976.
[28] Maraver và Carpio, “Chapter 4 - Biomass Pelletization Process”, WIT
Transactions on State of the Art in Science & Engineering, Vol 85, 2015, ISSN 1755- 8336.
[29] Abubakre và cộng sự, “Design and Fabrication of Model Feed Pelletizer”,
Applied Mechanics and Materials, Vol 533, 2014, pp. 64-67.
[30] Chopra và Jain, “A Review of Fixed Bed Gasification Systems for Biomass”,
87
PHỤ LỤC
Bao gồm các bản vẽ chi tiết thiết kế đã được đính kèm Máy cắt lá cây bao gồm các bảng vẽ:
• Bảng vẽ máy cắt lá cây.
• Bảng vẽ bánh răng chủ động máy cắt.
• Bảng vẽ bánh răng bị động máy cắt.
• Bảng vẽ trục dao cắt.
Máy nén viên bao gồm các bảng vẽ:
• Bảng vẽ máy nén viên.
• Bảng vẽ bánh răng chủ động máy nén viên.
• Bảng vẽ bánh răng bị động máy nén viên.
• Bảng vẽ lơ nén.
• Bảng vẽ khn nén.