3.9. THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ
3.9.2. Tính toán một số thông số của các thiết bị SCBQ quả
Theo yêu cầu đặt ra năng suất của hệ thống khoảng 1tấn/h. Các máy trong dây chuyền phải thiết kế có năng suất lớn hơn 1 (để có hệ số dự trữ đề tài chọn năng suất của các thiết bị trong dây chuyền là 1.1 tấn/h), trong đó thiết bị đầu tiên tiếp nhận quả phải có bộ phận để định lượng duy trì năng suất cấp liệu không quá 1 tấn/h.
3.9.2.2. Tính toán các thông số chính của các bộ phận vận chuyển 3.9.2.2.1. Tính vận tốc băng chuyển quả
Như đã phân tích và chọn phương pháp chuyển quả bằng xích con lăn quay. Với nguyên liệu có phần đuôi nhỏ như cà rốt, khe hở tối đa giữa hai con lăn kề nhau được lấy là 15 mm.
Chọn xích kéo băng là xích tai C-50 bước t = 31,75. Tai bắt con lăn ở má ngoài nên khoảng cách tâm 2 con lăn kề nhau là 63,5 mm. Với đường kính con lăn 50 mm thì đảm bảo khe hở 13,5 mm.
Với khoảng cách 63,5 mm, trong 1 m băng chuyển quả sẽ có nh = 1000/63,5 ≈ 15 hàng quả. Với bề rộng làm việc 700 mm, từ đường kính trung bình của cam, cà chua và chiều dài cà rốt/dưa chuột, tính được số củ/quả mỗi hàng có thể mang được nq và cho trong bảng .
Từ năng suất yêu cầu 1000 kg/h và hệ số tải trọng k = 0,8, tính được vận tốc băng chuyển quả theo công thức:
k n
n v Q
h q
bt = × × ×
3600 m/s
Vận tốc tính toán yêu cầu của băng chuyển quả cho một số sản phẩm
Loại củ/quả
Đường kính/chiều dài trung bình, mm
Trọng lượng quả/củ trung
bình, kg
Số củ/quả có thể chứa trong 1
hàng, nq
Vận tốc băng tải yêu cầu v, m/s
Cam 90 0,25 7 0,014
Cà chua 65 0,2 10 0,012
Cà rốt/dưa chuột
160 0,23 5 0,02
Như vậy, chọn tốc độ băng chuyển quả chung cho tất tả các sản phẩm là 0,02 m/s (=
1,2 m/phút) sẽ đạt năng suất tối thiểu là 1,0 Tấn/h.
3.9.2.2.2 Tính toán đường kính con lăn quay
Hình 5.9-6 . Sơ đồ chuyển động của lô và quả.
Con lăn quay có tác dụng đảo xoay quả khi băng tải xích làm việc. Khi xích chuyển động tịnh tiến do mặt dưới của con lăn tì vào thanh đỡ ngang nên nó sẽ đồng thời thực hiện chuyện động quay với vận tốc ω v/r (v là vận tốc xích, r - bán kính con lăn).
Để quả có thể quay mà không bị đẩy ra ngoài không gian giữa 2 con lăn góc α phải lớn hơn góc ma sát trượt giữa quả và thép. Ngoài ra khe hở giữa 2 quả lô phải lớn hơn đường kính bé nhất của quả.
Với đường kính lô Φ 42mm; bước xích 63.5mm, băng tải có thể vận chuyển được quả có đường kính lớn hơn 21.5 mm.
Góc α (hình.3.9.5) được tính theo công thức:
α = arcsin(T/(dq+dcl) ≤ 30o Trong đó: T- khoảng cách giữa 2 lô;
dcl
dq
v
63,5 α
Với điều kiện trên băng tải xích con lăn có thể vận chuyện được quả có đường kính tới Φ80mm.
3.9.2.2.3 Tính chiều dài của thiết bị phun màng
Trong quá trình di chuyển của quả/củ trong buồng xử lý phủ màng cũng như buồng làm khô màng, các con lăn của băng chuyển quả tạo chuyển động lăn cho quả. Băng chuyển động với vận tốc 0,02 m/s, nên con lăn sẽ quay với tốc độ
9 042 . 0
60 02 , 0
60 =
×
= ×
×
= ×
π πbt cl
cl d
n v v/ph
vận tốc quay của quả là: nq = ncl x dcl/dq= 9 x 42 /(30÷80) = 12÷5 v/ph
Để đảm bảo quả/củ được phun phủ đều toàn bộ bề mặt, quả/củ phải xoay ít nhất hết 1 vòng. Tuy nhiên để đảm bảo hơn về độ đồng đều số lần quay càng nhiều càng tốt chúng tôi chọn quả phải quay được 4-5 vòng
Số vòng quay của quả khi đi qua buồng phun là:
Nq = L1/(πdcl)xdcl/dq=L1/(π/dq)=4÷5 vòng Chiều dài cần thiết của buồng phun
L1 = Nq*π*dq=5*80*π ≈1500 àà Tính toán chiều dài thiết bị làm khô màng
Thử nghiệm làm khô màng sơ bộ cho thấy: để đảm bảo quả khô ở nhiệt độ môi trường với tốc độ gió 3 - 5 m/s cần thời gian 2,5 phút. Khi có gia nhiệt ở nhiệt độ 38 – 40oC, thời gian làm khô rút ngắn còn 1,5 phút = 90 giây, do vậy tiết kiệm được chi phí thiết bị, diện tích lắp đặt và thời gian sản xuất. Với thời gian này, chiều dài băng làm khô cần thiết là:
L2 = vbt x t2 = 0,02 x 150 = 3 m
Với vận tốc gió 3 - 5 m/s, chọn quạt hướng trục có lưu lượng 6000 m3/h, áp lực 10 mmH2O, đường kính cánh 500 mm.
Lựa chọn tốc độ quay của lô rửa.
Tốc độ quay của lô rửa sẽ ảnh hưởng tới:
- Độ sạch của sản phẩm;
- Độ tổn thương của quả
Khi tốc độ quay cao tần suất đánh bóng, làm sạch quả tăng lên tuy nhiên do vận tốc lô cao gây ra sự va chạm giữa các quả với nhau gây tổn thương cho quả.
Với đường kính lô và độ cứng của cước không đổi, đề tài đã thử nghiệm tại hai vận tốc khác nhau: nl = 300 v/phút và n2 = 150 v/phút.
Quả khảo nghiệm đề tài đã có nhận xét như sau: Với vận tốc lô nl= 300 v/phút khi tiến hành thí nghiệm độ sạch của sản phẩm đảm bảo, với cảm quan ban đầu quả không bị xây xước, đẹp. Tuy nhiên sau 2 ngày bảo quản quả có hiện tượng bị bầm dập. Những vết bầm dập này là do tổn thương trong mà ban đầu không thấy được. Đề tài đã giảm tốc độ của lô
đánh xuống n2 = 150 v/phút. Kết quả cho thấy hiện tượng bầm dập đã được khắc phục, độ bóng và độ sạch của quả cà chua đảm bảo, mẫu mã đẹp. Trên cơ sở khảo nghiệm trên đề tài đã chọn tốc độ quay của lô đánh n2 = 150 v/phút.