Nghiên cứu thiết kế các thiết bị công nghệ và chế tạo một số thiết bị trong dây chuyền chế biến tinh bột sắn xuất khẩu năng suất 100-120 tấn sản phẩm/ngày

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY







BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ


NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CÁC THIẾT BỊ
CÔNG NGHỆ VÀ CHẾ TẠO MỘT SỐ THIẾT BỊ
TRONG DÂY CHUYỀN CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN
XUẤT KHẨU NĂNG SUẤT 100-120 TSP/NGÀY


Chủ nhiệm đề tài: PHAN ĐỨC THIỆN

7320
23/4/2009



HÀ NỘI - 2009




Mở đầu
Theo số liệu của FAO (trích báo cáo của Bộ NN&PTNT), hiện nay lợng
tinh bột sắn buôn bán trên thế giới khoảng 0,5 triệu tấn/năm với giá từ 155 đến
185 USD/tấn. Châu á xuất khẩu nhiều nhất (0,495 triệu tấn/năm chiếm 97% thị
phần thế giới), trong đó Thái Lan là nớc xuất khẩu tinh bột sắn lớn nhất thế giới
(0,38 triệu tấn/năm chiếm 76% thị phần thế giới). Thị trờng tiêu thụ tinh bột sắn
chủ yếu là các nớc thuộc EU , Mĩ và Trung Quốc. Tinh bột sắn đợc sử dụng chủ
yếu làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống cao cấp và dợc
phẩm. Vì vậy yêu cầu chất lợng tinh bột rất khắt khe, đặc biệt là độ tinh khiết.
Nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới, Việt Nam có lợi thế phát triển và đẩy
mạnh xuất khẩu mặt hàng này sang thị trờng Trung Quốc và EU. Trong năm
2006 kim ngạch nhập khẩu tinh bột sắn của EU tăng khoảng 18%, ớc đạt 14 triệu
EUR, tơng đơng 32.000tấn. Trong EU và có tốc độ phát triển mặt hàng này lớn
nhất là Đức, chiếm 25% thị phần nhập khẩu của EU và có tốc độ phát triển hàng
năm là 46%. Đức nhập khẩu nhiều tinh bột sắn để làm nguồn nguyên liệu cho
ngành sản xuất phụ gia thực phẩm trong nớc
Từ thực trạng sản xuất, chế biến và thị trờng hiện nay có thể thấy Việt Nam
có đầy đủ các điều kiện về nông hoá thổ nhỡng để phát triển cây sắn cho năng suất
và hàm lợng tinh bột cao. Thị trờng tiêu thụ sản phẩm (xuất khẩu và nội tiêu) là

khá lớn đặc biệt là hiện nay tinh bột sắn rất đợc a dùng tại chậu Âu. Tuy nhiên để
việc sản xuất, chế biến và tiêu thụ tinh bột sắn đạt hiệu quả kinh tế cao, bên cạnh các
biện pháp về nông học (qui hoạch, giống, mở rộng diện tích và thay đổi phơng thức
canh tác) thì việc nghiên cứu để đổi mới công nghệ và thiết bị cho những cơ sở sản
xuất tinh bột sắn đợc xem là giải pháp cần thiết hiện nay.
Vì vậy việc triển khai đề tài nhằm hoàn thiện công nghệ chế biến và thiết
kế, chế tạo các dây chuyền thiết bị đồng bộ tối thích để chế biến tinh bột sắn đạt
chất lợng cao, giảm giá thành chế tạo, lắp đặt góp phần giảm các tiêu hao trong
sản xuất, giảm giá thành sản phẩm là một việc làm, có ý nghĩa cả về khoa học -
kỹ thuật và kinh tế xã hội đóng góp vào các giải pháp lớn về công nghiệp hoá
hiện đại hoá nền sản xuất nông nghiệp và chế biến nông sản của Đảng và Nhà
nớc ta hiện nay.




Chơng 1
Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong
nớc và thế giới

1.1. Lợc qua quá trình sản xuất và phát triển cây sắn ở Việt Nam
1.1.1.Diện tích trồng sắn
Việt Nam là nớc nông nghiệp, có khí hậu, thời tiết rất thuận lợi cho việc
canh tác nhiều loại cây trồng, trong đó có cây sắn (cây khoai mì). Tại cuộc hội
thảo về nông sản của Châu á đợc tổ chức gần đây ở thành phố Hồ Chí Minh,
Việt Nam đợc FAO đánh giá là nớc có bớc tiến vợt trội về phát triển cây
sắn. Diện tích trồng sắn không ngừng phát triển từ 371.860 ha năm 2003 đã tăng
lên 496.803ha năm 2007 (bảng 1.1).
Bảng 1.1. Diện tích, năng suất, sản lợng củ từ 2003 đến 2007

Năm Diện tích (1000ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lợng (tấn)
2003
371.860 1.428
5.308.860
2004
388.676 1.498
5.820.672
2005
425.500 1.568
6.716.200
2006
475.200 1.638
7.782.500
2007
496.803 1.607
7.984.919

1.1.2.Năng suất trồng trọt và sản lợng
Nhờ áp dụng nhiều giống sắn có năng suất cao, chịu hạn và đặc biệt là
chịu sâu bệnh tốt và củ sắn có hàm lợng tinh bột cao nh: KM98-1, KM937-26,
HN124, năng suất có thể tới 30 ữ 40tấn/ha, hàm lợng tinh bột trung bình có
thể đạt 28 ữ 32%.
Do điều kiện khí hậu thời tiết các địa phơng phía Nam nớc ta (vùng Tây
Nam Bộ) có thể trồng sắn 2 vụ/ năm. Các tỉnh Miền Trung và Tây Nguyên 2
vụ/1,5năm; Miền Bắc trồng đợc 1vụ/năm. Tổng sản lợng củ sắn hàng năm
đợc tổng kết trong bảng 1.1


1.1.3.Hiệu quả kinh tế của việc trồng sắn
Trong vài năm trở lại đây, nhất là từ khi ngành chế biến thức ăn gia súc phát

triển thì giá sắn tăng chóng mặt theo cấp số nhân. `Nếu năm 2005 giá sắn tơi chỉ ở
mức 300đồng/kg thì đến năm 2006 giá tăng kên 600đồng/kg và niên vụ 2007 2008
giá sắn tơi đã tăng lên 1.100 1.300đồng/kg. Nếu tính bình quân mỗi ha sắn đạt
năng suất 20tấn thì sau khi trừ chi phí ngời dân còn lãi từ 15 ữ 17triệu đồng trong
khi chỉ trồng từ 6 ữ 8 tháng là cây sắn có thể thu hoạch đợc. Đây là lãi suất khá hấp
dẫn đặc biệt đối với các vùng trung du, miền núi nơi mà việc canh tác các cây trồng
lãi suất cao gặp nhiều khó khăn.
Từ những thông tin vắn tắt về tình hình trồng sắn, năng suất và sản lợng
củ sắn ở Việt Nam có thể nhận định:
- Từ chỗ là cây lợng thực chống đói, cây sắn của Việt Nam đã và đang
có vai trò nhất định trong cơ cấu cây trồng có hiệu quả và sẽ trở thành cây xoá
đói, giảm nghèo của một số bộ phận không nhỏ nông dân, đặc biệt đối với vùng
trung du và miền núi.
- Nhằm đảm bảo cho cây sắn phát triển ổn định ngoài các biện pháp nh:
quy hoạch diện tích hợp lý đảm bảo hệ sinh học và đa dạng sinh thái trong nông
nghiệp, thâm canh và ứng dụng các giống mới bên cạnh đó cần phải có sự tác
động của các giải pháp khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực chế biến củ sắn thành
những sản phẩm có giá trị hàng hoá cao (tinh bột và tinh bột sắn biến tính) có
sức cạnh tranh so với hàng hoá cùng loại của khu vực và quốc tế.
1.2. Tình hình sản xuất tinh bột sắn và nhu cầu của thị trờng
1.2.1 Sản xuất và thị trờng tinh bột sắn thế giới
Hiện tại, sắn đợc trồng trên 100 nớc của vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và là
nguồn thực phẩm của hơn 500 triệu ngời. Năm 2006 và 2007, sản lợng sắn thế giới
đạt 226,34 triệu tấn củ tơi so với 2005/06 là 211,26 triệu tấn và 1961 là 71,26 triệu
tấn. Nớc có sản lợng sắn nhiều nhất là nigeria (45,72 triệu tấn), kế đến là Thái Lan
(22,58 triệu tấn) và Indonesia (19,92 triệu tấn). Nớc có năng suất cao nhất là ấn Độ
(31,43tấn/ha) kế đến là Thái Lan (21,09tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của thế
giới là 12,16 tấn/ha (FAO, 2008). Việt Nam đứng thứ 10 về sản l
ợng sắn (7,71 triệu

tấn) trên thế giới. Tại Việt Nam, sắn đợc canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh của tám
vùng sinh thái. Diện tích sắn trồng nhiều nhất ở Đông Nam Bộ và Tây Nguyên.
Do nhu cầu thị trờng và do nhiều tiện lợi sử dụng nên tinh bột khô chế biến
từ củ sắn ngày càng đợc quan tâm ở những nớc có tiềm năng xuất khẩu và những
quốc gia cần nhập. Thị trờng buôn bán sản phẩm khô chế biến từ củ sắn tuy có
thăng trầm song xu hớng phát triển rất rõ ràng. Những năm gần đây nhu cầu thị
trờng EU, Mỹ và Trung Quốc vẫn là thị trờng tiêu thụ lớn, đặc biệt là sản phẩm
tinh bột khô để làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp biến tính tinh bột sử dụng
cho nhiều ngành công nghiệp.
1.2.2.Tình hình sản xuất trong nớc
Việt Nam hiện có trên 75 nhà máy chế biến tinh bột sắn với quy mô sản xuất
trung bình 50 tấn sản phẩm khô/ngày và một số lợng đáng kể các xởng chế biến
(kể cả các xí nghiệp có sản phẩm tinh bột ớt) với quy mô nhỏ từ 3ữ10tấn/ngày. Tuy
vậy với diện tích trồng sắn ngày càng phát triển và cơ cấu sản phẩm từ củ sắn dùng
xuất khẩu đang thay đổi lớn theo xu hớng tinh bột và tinh bột biến tính là chủ yếu
thì tổng công suất hiện có chỉ có thể đảm bảo chế biến đợc khoảng 45% sản lợng
củ sắn nguyên liệu. Vì vậy việc xây dựng thêm các nhà máy chế biến tinh bột sắn là
một xu thế không thể tránh khỏi đặc biệt là đối với các nhà máy có công nghệ và kỹ
thuật tiên tiến, đồng bộ.
Nớc ta không những có đủ điều kiện về nông hoá, thổ nhỡng để phát
triển cây sắn cung cấp nguyên liệu có chất lợng và hiệu quả cho ngành công
nghiệp chế biến tinh bột và tinh bột biến tính. Chất lợng sản phẩm sau chế biến
ngày càng đợc cải thiện do áp dụng công nghệ và kỹ thuật tiên tiến, hiện đại
thông qua việc nhập ngoại (chủ yếu của Thái Lan). Tuy nhiên vẫn còn nhiều vẫn
đề liên quan tới công nghệ kỹ thuật chế biến cần quan tâm, đặc biệt là những
vấn đề có liên quan trực tiếp đến đặc thù của củ sắn của Việt Nam cũng nh trình
độ, khả năng sử dụng kỹ thuật sản xuất và chất l
ợng chế tạo thiết bị, phụ tùng.
Do vậy nhiệm vụ nghiên cứu hoàn chỉnh và nâng cao công nghệ sản xuất, thiết bị
áp dụng sau này cần phải đợc xem là giải pháp cần thiết hiện nay.

1.3.Công nghệ chế biến (sản xuất) tinh bột từ củ sắn tơi.
Mục tiêu duy nhất của công nghệ sản xuất tinh bột từ củ sắn tơi là tách và
thu hồi đợc tinh bột có trong cấu tạo của củ sắn với hàm lợng tinh bột tinh
khiết cao, ít tạp chất. Ngoài ra công nghệ sản xuất còn phải đảm bảo đợc các
chỉ tiêu chi phí cho sản xuất phù hợp với trình độ khoa học kỹ thuật và kinh tế
xã hội để giảm giá thành sản phẩm, nâng cao sức cạnh tranh trên thị trờng.
Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng, trình độ khoa học kỹ thuật cũng nh các yếu
tố kinh tế khác, tiêu chuẩn chất lợng của tinh bột sắn đã, đang đợc sử dụng làm
thớc đo trình độ công nghệ và tổ chức sản xuất của một số tổ chức và quốc gia.
Về cơ bản, công nghệ sản xuất tinh bột nguyên thuỷ (Negatistarch) từ
nguyên liệu dạng củ, quả bằng phơng thức sản xuất công nghiệp tiên tiến, hiện
đại không có gì khác so với phơng thức sản xuất bằng thủ công và thông thờng
bao gồm các nguyên công cơ bản (xem sơ đồ khối):
- Nguyên công làm sạch củ, nhiệm vụ chính của công đoạn này là bóc lớp
vỏ gỗ bên ngoài củ sắn và làm sạch tạp chất trớc lúc làm nhỏ.
- Nguyên công làm nhỏ củ hay còn gọi là công đoạn tách tinh bột ra khỏi
cấu trúc liên kết của củ sắn bằng cơ học. Sau công đoạn này ta đợc hỗn hợp cháo
bao gồm: bã, tinh bột, các tạp chất hoà tan, các tạp chất không hoà tan và nớc.
- Nguyên công tách ly bã (hay còn gọi là rửa bã) và tách xơ mịn ra khỏi
dịch sữa non (còn gọi là rửa dịch sữa).
- Phân ly dịch sữa (tách các tạp chất có tỷ trọng xấp xỉ với nớc) và cô đặc
(tăng nồng độ vật chất khô trong dịch sữa).
- Tách bớt nớc ra khỏi dịch sữa để đợc tinh bột ẩm.
- Sấy khô tinh bột và đồng nhất kích thớc sản phẩm.

Quy trình công nghệ chế biến tinh bột từ củ sắn tơi








Làm khô tinh
b
ộ
t
Đồng nhất kích
thớc
Đóng bao sản
p
hẩm
Làm sạch củ sắn
Làm nhỏ củ sắn
Tách bã và xơ
m
ị
n
Phân ly và cô
đ
ặ
c d

ị
ch sữa
Tách nớc ra
khỏi d
ị
ch sữa
Sắn thu hoạch

Trên thế giới hiện đang tồn tại 03 hình thức tổ chức thực hiện công nghệ
sản xuất hay 3 loại công nghệ đó là: Tuần hoàn khép kín, tuần hoàn hở và tuần
hoàn bán hở (hoặc bán kín). Cả ba hình thức trên đều có đặc trng là quá trình
sản xuất đợc thực hiện tuần hoàn liên tục để đảm bảo thời gian thực hiện một
chu trình kín ngắn nhất tránh xảy ra hiện tợng oxy hoá tinh bột, đặc biệt là sau
công đoạn phân rũ tới khi nhận đợc tinh bột ẩm (sau tách nớc).
Các công đoạn công nghệ cơ bản đợc thực hiện chủ yếu dựa vào việc sử dụng
các giải pháp vật lý (cơ và nhiệt). Có một số quốc gia, tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng
của tinh bột ngời ta có sử dụng thêm các giải pháp để thực hiện các công đoạn công
nghệ. Ngoài việc đợc lựa chọn, tính toán, thiết kế phù hợp với quy mô sản xuất, yêu
cầu chất lợng sản phẩm của từng công đoạn, thích hợp với tính chất cơ lý của
nguyên liệu còn phải đợc lắp đặt theo một sơ đồ đấu ghép hợp lý để đảm bảo tính
đồng bộ của dây chuyền, tính liên tục của quá trình sản xuất, vừa đảm bảo đợc chất
lợng công nghệ của từng khâu. Việc đấu ghép các thiết bị công nghệ thành từng
cụm đặc biệt đợc quan tâm ở các công đoạn nh tách (rửa) bã thô, tách (rửa) xơ mịn,
phân ly dịch do các công đoạn đã nêu thờng phải thực hiện theo nhiều cấp (lặp lại
nhiều lần).
Thực chất, quá trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn là quá trình phân rã
tinh bột theo phơng pháp vật lý và tách các chất xơ, prôtêin và các tạp chất hoà
tan với nớc do tỷ trọng cao hơn nớc của tinh bột bằng việc sử dụng các thiết bị
cơ điện và nớc để tách tinh bột ra khỏi tơng tinh bột (hỗn hợp bao gồm thịt củ
đã đợc làm nhỏ, nớc, tinh bột, xơ) và làm sạch dịch sữa loãng. Do vậy, quá

trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn đợc đánh giá thông qua hai chỉ tiêu cơ
bản: Tỷ lệ thu hồi tinh bột có trong nguyên liệu và độ tinh khiết (độ sạch) của
tinh bột thành phẩm. Hai chỉ tiêu trên phụ thuộc rất nhiều vào chất l
ợng, hiệu
quả thực hiện của tất cả các công đoạn công nghệ trong đó công đoạn làm nhỏ,
tách ly bã thô và xơ mịn, phân ly protein giữ vai trò hết sức quan trọng.





Chơng II
Nguyên lý kết cấu và thông số kỹ thuật cơ bản của một
số thiết bị công nghệ chính trong dây chuyền chế biến
tinh bột sắn năng suất cao.

2.1.Thiết bị trong công đoạn làm sạch củ sắn.
2.1.1 Thiết bị tách đát cát và bóc vỏ gỗ
Tuỳ thuộc vào phơng thức canh tác cây sắn, chất lợng đất, thời vụ và
phơng pháp thu hoạch, củ sắn sau thu hoạch có tỷ lệ đất bám dính và chất bám
dính của đất vào củ hoàn toàn khác nhau.
ở Việt Nam, việc canh tác cây sắn cha đợc thâm canh, đất trống sắn phần lớn
là đất khai hoang và ở vùng trung du, miền núi, thu hoạch thờng vào mùa có ma nhỏ
vì vậy tính chất bám dính và loại đất bám dính theo củ hoàn toàn khác so với củ sắn
của Thái Lan, Trung Quốc và lại cũng khác xa so với củ khoai tây, khoai lang.
Để tách đất cát và một phần vỏ gỗ (khoảng 60 ữ 70%), Thái Lan, Trung
Quốc và ở Việt Nam (Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy Nông nghiệp) đều
dùng thiết bị kiểu lồng nan với đờng kính từ 1.000 ữ 1.200 mm, chiều dài từ
3.000 ữ 4.000 mm. Các thanh nan (tròn có vằn hoặc tiết diện vuông) đợc hàn
song song với đờng trục của lồng và có gờ theo đờng xoắn ốc (1 hoặc 2 mối).

Khi lồng quay với vận tốc nhất định làm cho củ sắn chuyển động theo đồng thời
cọ sát với các thanh nan và cọ sát giữa củ với củ làm cho đất cát và một phần vỏ
gỗ bị bong ra lọt qua các khe giữa các thanh nan ra ngoài.
Hiệu quả làm việc của các lồng tách đất và vỏ gỗ phụ thuộc nhiều yếu tố,
trong đó có kích thớc lồng (đờng kính, chiều dài), phơng đặt các thanh nan và
thời gian lu giữ củ sắn trong lồng.
Gần đây Trung Quốc, Đài Loan và Việt Nam có sử dụng thiết bị tách đất
(là chủ yếu) riêng và tách vỏ gỗ riêng. Hai thiết bị này khác nhau về cách bố trí
nan, ở máy tách đất thờng dùng nan tròn hàn song song với đờng tâm, khe hở
giữa hai nan kề nhau hẹp. Hiệu quả làm việc chủ yếu dựa vào pha chà xát giữa củ
với củ nhằm tránh gây tổn thơng đến vỏ lụa.

Đối với máy tách vỏ gỗ bằng trống lồng nan, hiệu quả làm việc chủ yếu
dựa vào pha chà xát giữa củ với nan, vì vậy nan đợc dùng là loại có tiết diện
vuông hoặc hình chữ nhật có cạnh hớng vào tâm trống. Các nan hàn song song
với đờng tâm hoặc tạo với đờng tâm một đờng hình xoắn ốc. Khe hở giữa các
nan lớn hơn ở máy tách đất. Một số cơ sở còn sử dụng nớc (phun thành tia) để
hỗ trợ việc bóc vỏ gỗ, hiệu suất bóc tăng nên đáng kể đặc biệt là đối với loại củ
đã thu hoạch lâu.

Hình 1. Máy rửa trống quay
2.1.2 Thiết bị làm sạch củ sắn
Máy rửa củ trong môi trờng nớc là thiết bị không thể thiếu trong hệ
thống các thiết bị chế biến củ, quả nói chung và các củ sắn nói riêng. Nhiệm vụ
của máy rửa là vừa làm sạch củ (sạch đất bám dính) và làm tróc vỏ gỗ triệt để và
quan trọng hơn nữa là củ sắn sau khi rửa lợng HCN có trong vỏ lụa của củ sắn
phải đợc giải phóng vào nớc rửa và thoát ra ngoài dới dạng nớc thải. Cơ cấu
rửa là một trục trên đó có gắn các cánh rửa theo hình xoắn ốc. Có hai loại cánh
rửa đang đợc áp dụng, loại thứ nhất có dạng cánh bản (hình chữ nhật hoặc
vuông) mặt bản cánh gắn cao su nhằm tránh xung lực với củ để giảm tỷ lệ tổn

thơng vỏ lụa cũng nh tỷ lệ gây nát (đối với loại củ nhỏ). Loại thứ hai có dạng
mái chèo biên dạng hình ô van, loại này vừa khuấy củ trong máng vừa làm
nhiệm vụ tạo ra các rãnh khía trên phần vỏ lụa tạo điều kiện cho HCN mủ của
củ sắn giải phóng vào nớc rửa. ở Thái Lan áp dụng hai loại cánh mái chèo

chế tạo bằng thép không rỉ và loại chế tạo bằng gỗ chịu nớc. Loại thứ hai đợc
chứng minh rằng khả năng khía vào phần vỏ lụa của củ tốt hơn loại một do bề
mặt của mái chèo nhám hơn.
Nhằm tăng cờng pha chà xát giữa củ với thành máy (thờng đợc chế tạo
dạng chữ U) trên hai cạnh của máng rửa, ngời ta tìm cách tạo ra các gờ bằng
cách hàn các thanh thép tròn dọc theo vách máng.
2.2.Thiết bị trong công đoạn làm nhỏ củ sắn.
Hiện nay đang tồn tại các máy làm nhỏ củ sắn với hai nguyên lý va đập kết
hợp với chà xát. Tiêu biểu cho nguyên lý va đập là máy nghiền búa khớp mềm
(Trung Quốc, Đài Loan sử dụng nhiều), còn lại là các máy xát nghiền (còn gọi là
máy nghiền di RASPER).
Nguyên lý đập thông thờng đợc sử dụng hai cấp. Đầu tiên củ đợc
nghiền đập sơ bộ với máy nghiền búa có sàng lỗ từ 2,8 ữ 3,5cm nhằm tạo ra các
mảnh củ có kích thớc từ 1,5 ữ 2cm. Giai đoạn thứ hai dùng sàng có lỗ nhỏ hơn
(từ 1,2 ữ 1,5mm) để sản phẩm tơng cháo có độ hạt nhỏ hơn, tạo điều kiện cho
tinh bột dễ giải phóng trong môi trờng nớc.
Làm nhỏ củ theo nguyên lý chà xát cũng đợc thực hiện theo hai công
đoạn: làm nhỏ sơ bộ để nhận đợc mảnh củ có kích thớc từ 2 ữ 2,5cm. Giai
đoạn này thờng dùng các loại máy băm thái dạng trục có gắn dao băm. Giai
đoạn làm nhỏ thứ hai thờng đợc sử dụng các máy xát nghiền kiểu trống trục có
gắn dao mỏng dạng lỡi ca (răng có dạng tam giác).
Máy nghiền xát hoặc nghiền đập khi làm việc đều phải cấp thêm nớc
nhằm làm giảm nhiệt độ của tơng cháo (tránh hiện tợng nhiệt độ cao làm tinh
bột bị hồ hoá) đồng thời giảm độ mòn của búa (ở máy nghiền đập) hoặc dao l
ỡi

ca (ở máy xát nghiền).




Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật một số máy làm nhỏ củ sắn
TT
Thông số kỹ thuật
TK - 200
(Liên xô cũ)
Thái Lan
(hãng Thái Đức)
6WSJ45
(Trung Quốc)
1
Nguyên lý hoạt động Nghiền xát Nghiền xát Nghiền đập
2
Đờng kính rô to, mm 850 820 450
3
Tốc độ quay của rô to, v/p 960 1500 2950
4
Năng suất, t/h 10 10 10
5
Công suất lắp đặt, kW 38 110 55

Những thí nghiệm đã đợc thực hiện cho thấy, nhằm tăng hệ số phân rã
(K) có thể tăng số lần nghiền xát hoặc tăng tốc độ thẳng của dao hoặc búa. Tuy
nhiên các biện pháp trên cần đợc tối thích và tính chất cơ lý của nguyên liệu.
Với củ sắn làm nhỏ bằng phơng pháp nghiền xát tốc độ đỉnh dao có thể chọn
từ 50 ữ 65m/s, khi sử dụng phơng pháp nghiền đập có thể chọn cao hơn. Các

máy nghiền củ sắn của Trung Quốc có tốc độ thẳng của đầu búa từ 60 ữ 85m/s.
2.3.Bơm vận chuyển dịch thể sệt
Sau công đoạn làm nhỏ củ sắn bằng thiết bị nghiền ri, ta đợc một hỗn hợp
cháo bao gồm: Bã, tinh bột, tạp chất hòa tan, tạp chất không hòa tan và nớc.
Lu lợng của cháo phụ thuộc vào năng suất của dây chuyền. Đối với dây
chuyền chế biến tinh bột sắn có năng suất 100tấn sản phẩm/ ngày thì lu lợng
cháo khoảng trên dới 90 ữ 120m
3
/h.
Để có thể vận chuyển lợng dịch thể dạng sệt lên công đoạn tách ly bã,
phân ly mủ và cô đặc dịch sữa, ngời ta thờng dùng thiết bị bơm.
Bơm có nhiều loại và phục vụ cho các dạng dịch thể khác nhau với các yêu
cầu về kỹ thuật nh: Lu lợng, áp suất và tính chất công việc.
Đối với công nghiệp bôi trơn, thủy lực ngời ta thờng dùng bơm pitông,
bơm bánh răng với áp suất bơm rất cao, đến hàng trăm atmotphe.
Còn đối với việc vận chuyển dịch thể lỏng có thể dùng bơm ly tâm hoặc
bơm hớng trục.
Trong dây chuyền thiết bị chế biến tinh bột sắn, với dịch thể ở dạng sệt có
tỷ lệ nớc cao nh cháo hay dịch sữa thờng áp dụng bơm ly tâm.

Nguyên lý làm việc của bơm ly tâm dựa trên sự chênh lệch áp suất ( áp
suất âm). áp suất âm đợc tạo ra trong buồng bơm do cánh bơm quay, lực ly tâm
làm dịch thể thoát ra khỏi buồng bơm qua cánh bơm. Khi đó trong buồng bơm sẽ
xuất hiện áp suất âm, do chênh lệch áp suất nên dịch thể ở phần ống hút sẽ bị hút
vào buồng bơm và bị cánh vẩy lên nhờ lực ly tâm. Nh vậy, quá trình cứ xảy ra
liên tục và ta thấy bơm làm việc hút và đẩy bình thờng.
Tùy theo yêu cầu hút và đẩy cao hay thấp mà áp dụng loại bơm cao áp hay thấp áp.
2.4.Thiết bị tách, rửa b thô và xơ mịn.
2.4.1.Thiết bị tách bã thô để thu dịch sữa non, thô.
ở các nớc nh Thái Lan, Hà Lan, Trung Quốc, Đài Loan, ngời ta

thờng dùng các máy ly tâm trống côn có trục đứng hoặc nằm ngang (hình 2,
hình 3) để tách phần bã có kích thớc lớn (bã thô) ra khỏi tơng dịch bột (sau khi
xát nghiền) để thu đợc dịch sữa thô với nồng độ VCK thấp (sữa non, thô).
Việc dùng loại ly tâm trống côn trục đứng hay trục ngang đều có những
u, nhợc điểm.
Những nớc châu Âu, Tây Âu thỉnh thoảng có những dây chuyền (chào
bán cho Việt Nam) có sử dụng các loại thiết bị tách bã nh: ly tâm kiểu vít xoắn,
ly tâm kiểu sàng guồng cánh.











5
1
2
3
4
Hình 2. Máy ly tâm trống rổ hình côn trục đứng
1 ống cấp dịch 4 Khoang chứa dịch
2 Lới rô to 5 -Động cơ
3 Khoang chứa

Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật một số máy ly tâm trống rổ côn trục đứng.
TT Thông số kỹ thuật Đơn vị Thái Lan Trung Quốc
1 Kích thớc rổ côn (D/H) mm 692/239
850/300
2 Tốc độ quay của rổ v/ph 710 725
3 Góc nghiêng của rổ độ 52 52
4 Công suất điện lắp đặt kW 515 5,5
5 Năng suất (dịch thể) m
3
/h
30 35
6 Kích thớc ống nạp dịch mm 50 68
7 Kích thớc ống dẫn dịch sữa mm 150 152

Hình 3. Máy ly tâm trống rổ hình côn trục ngang
1. ống cấp dịch
2. Lồng rô to
3. Trục máy
4. Hệ truyền động
5. Cửa ra bã
6. Máng ra dịch

5
6
2
3
4
1

Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật của một số máy ly tâm trống rổ côn trục ngang
Nga (**)
TT Thông số kỹ thuật
CK.100 CK.200
Trung Quốc
1 Năng suất, m
3
/h 60 60
60
2 Diện tích sàng, m
2
0,8 1,7 1,50
3 Kích thớc rổ, D/d, mm 741/350 1000/620 850/400

4 Chiều cao rổ, mm 500 500 550
5 Tốc độ quay, v/ph 900 670 1200
6 Công suất, kW 10 22 22
*Theo mẫu của hãng Hovec Hà Lan.
**Chủ yếu dùng cho khoai tây.
Gần đây ở Trung Quốc còn áp dụng ly tâm trống trụ có rung.Tuy nhiên loại
này đợc khuyến cáo dùng cho khâu tách ly bã xơ mịn là chủ yếu.
Thông thờng các thiết bị tách bã đợc đấu ghép thành từng cụm, số lợng
các cụm tuỳ thuộc vào yêu cầu độ sạch. Thông thờng ở các dây chuyền tiên tiến
cần phải thực hiện khâu tách bã tối thiểu hai lần. Phơng pháp đấu ghép giữa các
cụm thiết bị tách bã với nhau cũng rất đa dạng (sẽ trình bày ở phần sơ đồ đấu
ghép các thiết bị trong dây chuyền).
2.4.2.Thiết bị tách bã xơ mịn (rửa dịch sữa thô).
Dịch sữa thô nhận đợc sau công đoạn tách bã dù có sử dụng các loại sàng
có kích thớc nhỏ từ 75 ữ 80 mech thì cũng chỉ có thể loại bỏ 60 ữ 70% các tạp
chất không hoà tan. Phần tạp chất còn lại trong dịch sữa nhỏ (lọt qua sàng tách
bã theo dịch sữa thô).
Để đảm bảo hệ số tinh lọc cao, ngời ta thờng dùng các thiết bị tách ly có lỗ sàng
rất nhỏ (100ữ 125mech) và quá trình tách xơ mịn cũng phải đợc lặp lại nhiều lần.
Thái Lan thờng sử dụng các máy ly tâm trống rổ côn (trục đứng hoặc
ngang) với các loại sàng kích thớc nhỏ. Các dây chuyền thiết bị của Châu Âu,
Đức và một số hãng của Trung Quốc, Đài Loan có sử dụng các loại sàng cong và
thậm chí cả các hệ thống multixyclon thuỷ lực (hình 1.5)


Bảng 2.4. Thông số kỹ thuật của một số loại sàng cong.
Sàng
TT
Thông số kỹ thuật
Tổ hợp

sàng
Bã thô Tầng 1&tầng 2 Tinh lọc xơ
1
Góc trung tâm,
- 120 50 61
2
Chiều dài cung sàng, mm - 1260 785 960
3
Chiều rộng sàng, mm 785 785 785
4
Bán kính cong, mm 600 900 900
5
Diện tích hữu ích, m
2
3 1 0,625 0,75
6
áp suất dịch cấp
(nguyênliệu) khi
- ống cấp
- Vòi phun nớc


-
-


200
50

5
50


100
50
7
Công suất lắp đặt, kW 64 - - -
8
Tải trọng riêng, th/m
2
4,67 14 22,4 18,7

Hình 4. Tổ hợp hyđroxyclon của Thái Lan (hoặc Liên Xô).
2.5.Thiết bị phân ly dịch sữa.
Trong các dây chuyền thiết bị sản xuất tinh bột nói chung và thiết bị sắn
nói riêng, công đoạn phân ly và cô đặc dịch sữa non nhận đợc sau công đoạn
tách xơ mịn và sạn cát thờng sử dụng thiết bị ly tâm kiểu đĩa có vòi phun.
Trên thế giới có nhiều hãng chế tạo ly tâm đĩa phun và nhìn chung thiết bị
này do đợc sử dụng vào rất nhiều lĩnh vực chế biến thực phẩm nên đã đợc tiêu
chuẩn hoá và sản xuất loạt ổn định. Việc sử dụng loại, kiểu nào và đấu ghép
chung trong dây chuyền công nghệ cụ thể còn tuỳ thuộc vào rất nhiều yếu tố.
Thông thờng ở các dây chuyền công nghệ sản xuất thiết bị sắn ngời ta sử dụng
hai cấp phân ly. Cấp thứ nhất chủ yếu giải quyết pha làm đặc dịch sữa non (nâng
nồng độ vật chất khô có trong dịch sữa từ 4 ữ 5Be lên 11 ữ 14Be) các lần kế tiếp

sau chủ yếu là làm sạch dịch sữa, loại bỏ cá hợp chất Protein, muối khoáng có tỷ
trọng xấp xỉ với nớc và cô đặc tiếp để đạt 20Be
Bảng 2.5. Thông số kỹ thuật của một số máy ly tâm đĩa, vòi phun.
Thông số Nga

Đức
(Wecfania)
Nhật
(hãngSAITO)
Trung
Quốc
Ký hiệu GX312 SDA45-75.006 655EW DPF530
Đờng kính trống ly tâm,mm 610 530 455 530
Tốc độ quay, v/ph 4750 5100 4500 4650
Số đĩa 65 80 80 80
Năng suất, m
3
/h 30 65 40
45
Công suất động cơ 44 45 30 45
2.6.Thiết bị tách nớc.



`

Hình 5. Máy ly tâm tách nớc trống ngang
1. ống cấp dịch
2. Dao cắt bột
3. Lồng rôto
4. ổ đỡ
5. Động cơ điện
6. Máng ra bột
7. Cửa thoát nớc hồi

1
2
3
4
5
6
7

Việc tách nớc khỏi dịch sữa già để nhận đợc tinh bột dạng ẩm thờng sử
dụng các loại máy ly tâm trống trụ trục ngang (hình 5). Nhiệm vụ của các thiết bị
trong công đoạn công nghệ này là tách bớt nớc trong dịch sữa già từ 66% xuống
còn 35 ữ 38% bằng những phơng pháp cơ học.
Nguyên lý kết cấu của các loại máy ly tâm tách nớc (còn gọi ly tâm vắt) tơng
đối giống nhau. Bộ phận công tác quan trọng là trống ly tâm đợc bao bọc bởi hai lớp,
lớp vỏ có lỗ lớn đỡ lớp vỏ bọc bằng vải lọc có kích thớc lỗ tới 125mech.
Các máy ly tâm tách nớc làm việc theo chu kỳ, mỗi chu kỳ làm việc có
ba công đoạn: nhận dịch, tách nớc và tháo sản phẩm.
Bảng 2.6. Thống số kỹ thuật của một số loại ly tâm tách nớc (centrifur)

Liên xô cũ Các hãng Thái Lan
Thống số kỹ thuật
H-
93
H-
125
Thái
Đức
SW
Bang
Na
Trung
Quốc
WG1200
Đờng kính trống, mm 900 1250 1250 1550 1500 1200
Chiều dài trống, mm - - 800 - 960 500
Tốc độ quay, v/ph 1500 1000 1500 795 900 800
Dung tích hữu ích, lit 1300 3100 - - - 2100
Công suất động cơ, kW
-Trục trống ly tâm
-Bơm dầu cho cơ cấu nạo

30
2,2

40
2,2

37
2,2

37
2,2

37
-

45
1,5
Năng suất, t/h
1,5 2 2 2 2
1,5 ữ 2,5
Độ ẩm tối thiểu của sản
phẩm, %
37 37 36 36 35 38
ở các dây chuyền thiết bị của các nớc Tây Âu, ngời ta thờng dùng các
thiết bị lọc tách nớc theo phơng pháp chân không.
Tuy nhiên các thiết bị này chỉ thích hợp với các loại tinh bột của hạt nông
sản (ngô, gạo) hoặc củ khoai tây. Nếu cùng một năng suất thì kích thớc cơ bản
của trống ly tâm lớn hơn rất nhiều so với các thiết bị ly tâm trống trụ đã nêu. Các
kỹ thuật phụ trợ cũng nh kết cấu buồng chân không rất phức tạp.



2.6.Hệ thống thiết bị sấy, làm nguội tinh bột.
Trong các dây chuyền thiết bị sản xuất tinh bột sắn tiên tiến, ngời ta
thờng dùng các loại máy sấy tinh bột hoạt động theo nguyên lý khí động, tinh
bột đợc sấy khô theo phơng pháp đối lu bằng dòng hai pha cùng chiều (Pha
không khí nóng và pha tái nguyên liệu). Cũng có những công trình nghiên cứu
dùng nguyên lý sấy chân không để sấy tinh bột song kết quả cho thấy phơng

pháp này không hiệu quả.
Thông thờng công đoạn sấy đợc thực hiện nhờ một tập hợp các thiết bị cơ
- nhiệt đợc sắp xếp theo một nguyên tắc bao gồm: thiết bị làm tơi sơ bộ và chuyển
tải tinh bột, thiết bị cung cấp nguyên liệu (vẩy tinh bột) và ống sấy; ống sấy với kết
cấu hình học đặc thù tạo nút khí động, tổ hợp xyclon lắng, van chặn khí.

Hình 6. Giới thiệu một hệ thống sấy tinh bột đặc trng.
1 Tách nớc 7 ống hồi lu
2 Vít tải cấp liệu 8 Ciclon thu hồi bột
3 Máy đánh tơi 9 Vít tải
4 Bộ trao đổi nhiệt 10 Máy rây
5 Máy vẩy 11 Quạt
6 ống sấy 12 Thiết bị thu hồi bột
Sự khác nhau giữa các hệ thống sấy đang đợc phổ biến rộng rãi hiện nay
(xem bảng 2.6) là nguyên lý, kết cấu bộ phận cung cấp tác nhân sấy (lò, bộ trao
đổi nhiệt và xử lý không khí sấy).
Thông thờng sau khi sấy, thiết bị có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trờng
nên cần sử dụng các hệ thống làm nguội cũng theo nguyên lý khí động với việc

dùng tác nhân làm lạnh là không khí môi trờng có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ
của tinh bột khi sấy.
Hiện nay bộ cấp nhiệt (lò đốt) dùng dầu tải nhiệt đang đợc sử dụng trong
các dây chuyền của Thái Lan, Trung Quốc. Loại lò này có kiểu dùng nhiên liệu
cứng (than đá), lỏng (dầu Do hoặc FO) và khí đốt. Các bộ cấp nhiệt bằng hơi
nớc bão hoà hoặc hơi quá nhiệt cũng đợc sử dụng, đặc biệt đối với các nhà
máy vừa sản xuất tinh bột vừa sản xuất các chế phẩm từ tinh bột (ví dụ nh tinh
bột biến tính, đờng glucoza).
Các bộ trao đổi nhiệt thờng dùng là lò loại khói khí, khói dầu mang
nhiệt, khí hơi nớc tơng thích với kiểu loại lò đốt và công suất, hiệu suất trao
đổi nhiệt của từng hệ thống sản xuất tác nhân sấy (không khí nóng và sạch).

Bảng 2.7. Thông số kỹ thuật của một số hệ thống sấy
tinh bột bằng nguyên lý khí động.

Thông số kỹ thuật Thái Lan Trung Quốc Liên Xô
Năng suất sấy, t/h 2,5 2,5 2,1
Khả năng làm bay hơi nớc, kg/h 1000 1000 2200
Nhiệt độ tác nhân sấy,
0
C 180 200 180 200 400
Độ ẩm nguyên liệu, % 36 38 36 38 70
Độ ẩm sản phẩm, %
12 ữ 12,5 12 ữ 12,5
10-20
Công suất lắp đặt, KW
-Quạt sấy, KW
-Máy vẩy, KW
-Vít tải cấp liệu, KW
83
70
7,5
5,5
48,5
45
5,5
3
131
-
-
-

Chiều cao ống sấy, m 27 17 18
Đờng kính ống sấy, m 850/900 750/950 900
Chi phí nhiệt năng, Kcal/kgH
2
O
1800ữ2000
2200 2500











Chơng III.
Lựa chọn thiết bị cho dây chuyền và Tính toán thiết kế
một số thiết bị chính trong dây chuyền chế biến tinh
bột sắn công suất 100 ữ120 TSF/ngày.

3.1.Lựa chọn thiết bị cho dây chuyền 100TSP/ngày
3.1.1.Công đoạn làm sạch
Trong công đoạn làm sạch củ sắn. Cũng nh dây chuyền thiết bị đồng bộ chế
biến tinh bột sắn xuất khẩu có công suất 50TSF/ngày do Viện NCTKCT máy Nông
Nghiệp thiết kế và chế tạo. Dây chuyền có công suất 100 ữ120TSF/ngày vẫn sử dụng
máy rửa lồng quay một ngăn để tách đát cát bám dính và bóc vỏ gỗ củ sắn cũng nh
làm sạch và loại đá sạn bằng máy rửa kiểu mái chèo. Tuy nhiên kích thớc của máy

sẽ đợc thiết kế lớn hơn cho phù hợp với công suất của dây chuyền.
Trong công đoạn làm sạch này số lợng các thiết bị không có gì thay đổi
mà chỉ thay đổi về kích thớc các thiết bị nh:
- Phễu tiếp nhận củ kích thớc đã tăng lên còn kết cấu vẫn không thay đổi.
-Băng tải củ sạch và củ bẩn đợc tăng bê rộng cho phù hợp với năng suất.
-Lồng rửa nớc về đờng kính vẫn giữ nguyên chỉ tăng chiều dài lồng rửa.
Còn về các thiết bị khác trong công đoạn này nh: lồng rửa khô, máy rửa
nớc mái chèo vẫn giữ nguyên về kích thớc và số lợng thiết bị.
3.1.2 Công đoạn làm nhỏ củ sắn
Công đoạn làm nhỏ củ sắn, với lợi thế về tỷ lệ thu hồi tinh bột cao hơn và
số lợng xơ mịn ít nơn trong hỗn hợp cháo sau khi nghiền, thiết bị làm nhỏ kiểu
nghiền xát (nghiền ri) đợc Viện NCTKCT máy Nông Nghiệp áp dụng cho cả
dây chuyền có công suất 50 và 100TSF/ngày.
-Máy thái băm và máy mài củ sắn về kết cấu và số lợng không thay đổi
mà chỉ thay đổi về kích thớc.
Kích thớc máy đợc thiết kế lớn hơn và vòng quay rôto máy lớn hơn.
3.1.3.Công đoạn tách bã và xơ mịn
Công đoạn tách bã, xơmịn vẫn đợc thiết kế theo kiểu ly tâm trống côn
trục đứng. Về kích thớc không thay đổi chỉ tăng thêm số lợng và tốc độ vòng
quay rôto lớn hơn mà thôi.

ở công đoạn này cụm tách bã là không thay đổi về kết cấu mà chỉ thay đổi
về số lợng thiết bị cụ thể trong dây chuyền 50TSP/ngày số lợng máy tách bã
trong mỗi cụm là 03 chiếc còn trong dây chuyền 100TSP/ngày mỗi cụm là 04
chiếc trên cơ sở tính toán tổng lu lơng dịch thể đợc tạo ra( 90 m
3
). Còn đối
với các thiết bị còn lại trong công đoạn này số lợng vẫn giữ nguyên mà kích
thớc thiết bị đã đợc tăng lên để đạt đợc năng suất của dây chuyền.
3.1.4.Công đoạn phân ly tinh lọc và chiết xuất dịch sữa tinh bột

Trong công đoạn này đối với các thùng công nghệ và bơm thì kích thớc thiết
bị đợc tăng lên còn số lợng thiết bị ở hai dây chuyền không có gì khác nhau. Đối
với máy tách dịch kích thớc thì lại không thay đổi mà thay đổi về số lợng máy nh
trong dây chuyền 50TSP/ngày chia làm hai cụm và mỗi cụm là 02 chiếc còn đối với
dây chuyền 100TSP cũng chia làm hai cụm nhng mỗi cụm lại là 03chiếc.
Công đoạn phân ly và cô đặc dịch sữa trong dây chuyền công suất
100TSF/ngày vẫn sử dụng máy phân ly dạng đĩa vòi phun với tăng thêm số
lợng thiết bị và chọn loại có vòng quay lớn hơn.
3.1.5.Công đoạn ly tâm tách nớc dịch sữa
Công đoạn tách bớt nớc ra khỏi dịch sữa già để có tinh bột ẩm vẫn sử
dụng thiết bị ly tâm kiểu lồng trục ngang (Centrifur) với số lợng lớn hơn cho
phù hợp với công suất dây chuyền.
Trong công đoạn này bơm và băng tải bột ẩm đã tăng kích thớc còn máy
tách nớc vẫn giữ nguyên về kích thớc mà thay đổi về số lợng cụ thể trong dây
chuyền 50TSP/ngày là 02 chiếc máy tách nớc còn trong dây chuyền
100TSP/ngày là 03 chiếc.
3.1.6.Công đoạn sấy tinh bột
Công đoạn sấy khô sản phẩm vẫn sử dụng thiết bị sấy thổi với lò đốt than
làm nóng tác nhân sấy (khí nóng) bằng dầu tải nhiệt. Kích thớc ống sấy và
chiều cao đựoc thiết kế phù hợp với công suất của dây chuyền.
Thiết bị thu hồi bột nóng và bột nguội sau sấy vẫn sử dụng cyklon chùm
với số lợng cyklon đơn gấp đôi dây chuyền 50TSF/ngày.
Thiết bị đồng nhất và bao gói sản phẩm vẫn sử dụng máy rây miết có kích
thớc và tốc độ lớn hơn.



3.2.Tính toán và thiết kế các thông số kỹ thuật cho máy
3.2.1. Tính toán và thiết kế các thông số kỹ thuật cho máy tách đất cát
bám dính và tách một phần vỏ gỗ.

Công đoạn tách đất cát bám dính và tách một phần vỏ gỗ đợc thực hiện
bằng thiết bị rửa kiểu trống (lồng quay).
3.2.1.1.Khái niệm cơ bản về máy rửa lồng quay.
Trớc hết ta cần nghiên cứu quá trình làm việc của máy rửa củ kiểu trống.
Trong quá trình làm việc của máy rửa kiểu trống, những yếu tố cơ bản xác
định độ rửa sạch củ là:
-Độ lớn vận tốc vòng của trống, thời gian củ quả ở trong trống (thời gian
chế biến), độ dày của lớp củ quả ở trong trống và lợng nớc trong máng rửa.
Khi trống quay lớp củ phía dới nằm sát mặt trống, dới tác dụng của
trọng lực, lực ma sát và lực ly tâm củ đợc cuốn lên theo chiều quay. Quay lên
tới điểm A nào đó ở phía trên thì các củ sắn rời khỏi lớp đó và lăn xuống dới
theo phía thoải bên ngoài của khối củ tới vị trí B. Khi chuyển động lên trên lớp
củ phía dới lại cuốn theo lớp thứ hai, lớp thứ hai cuốn lớp thứ ba nhờ đó cả
khối củ gần nh tập trung ở góc phần t thứ nhất của trống theo đờng quay và
chuyển động xung quanh một trục ngang nào đó nằm trong chính lớp củ.





Hình 7. Sơ đồ chuyển động nâng hạ của củ trong trống.
Cách di chuyển lẫn nhau của các củ nh vậy sẽ đảm bảo các củ cọ sát vào
nhau có hiệu quả nhất và do đó rửa sạch cặn bẩn tốt nhất.
Để đạt đợc quá trình nh vậy, trong các máy rửa trống quay, vận tốc vòng
của trống trong giới hạn 0,8 ữ1,1m/s. Tăng vận tốc sẽ làm kín quá trình rửa cặn bẩn,

bởi vì các phần tử củ sẽ bị cuốn lên tới mức quá cao (vị trí điểm A
1
) và rời khỏi
thành trống, chuyển động theo đờng Parabol rơi vào một đoạn đờng trong không

khí. Nếu tăng vận tốc nữa sẽ hoàn toàn phá rối quá trình thực hiện rửa, vì dới tác
dụng lực ly tâm lôi cuốn củ và sẽ ép chặt vào thành trống và quay cùng với mặt
trống.
Số vòng quay thuận lợi nhất của trống đợc chọn tuỳ theo đờng kính của
trống và kích thớc của củ theo công thức:
n =
rR
K

vg/ph (3.1) [9]
Trong đó: K Hệ số thực nghiệm tính đến kích thớc của củ quả và
hiện tợng ma sát, K = 20 ữ 22
R Bán kính của trống, m
r Bán kính của củ, m
Hoặc tính theo vận tốc vòng của trống khi chọn:
n =
D.
60.V

vg/ph (3.2) [9]

Thời gian củ quả ở trong trống, hay nói cách khác thời gian chế biến (t),
phụ thuộc vào độ dài của trống đặt nằm ngang và không có bộ phận nào di
chuyển củ quả dọc trục, thì củ quả chuyển động đi nhờ độ dày lớp khác nhau của
lớp củ lối vào và lớp củ lối ra. Đờng đi của mỗi phần tử củ trong trống có thể
trình bày bằng sơ đồ dạng đờng gãy khúc 1,2,3, Khi đó các đoạn đờng thẳng
đứng 1-2, 3-4, 5-6, của củ nhờ ma sát vào trống, còn các đoạn nghiêng 2-4, 4-
5 6-7, là nhờ trợt đợc từ trên xuống dới theo góc thoải tự nhiên .
Cứ nh thế, sau mỗi chu kỳ chuyển động (nâng và hạ) củ lại qua đợc một
phần độ dài của trống. Độ lớn của phần đờng đó, cũng nh vận tốc di chuyển

dọc trục của củ, phụ thuộc vào độ dày của lớp củ (h), vào góc thoải tự nhiên của
củ (v) và vận tốc góc của trống ().








Hình 8. Sơ đồ chuyển động dọc trục của củ trong trống
Có thể xác định gần đúng độ lớn của vận tốc di chuyển dọc trục của củ,
xét đến tính chất của củ theo công thức do giáo s M.N.Letosnev đề ra đối với
trờng hợp tơng tự di chuyển hạt trong các trống phân loại hạt.
V
dt
=


2
tg1.sin.
tg
H.
, m/s (3.3) [9]
Trong đó: - Vận tốc của lớp củ phía dới.
h - Độ dày trung bình của lớp củ trong trống
- Góc thoải tự nhiên của củ quả.
Trong cấu tạo thờng gặp của các máy rửa kiểu trống quay, trị số V
td
= 0,008 ữ

0,012m/s
Còn thời gian chế biến (thời gian củ di chuyển trong trống) t = 2 ữ3 ph.
Mức chứa củ trong trống thuận lợi nhất cho qúa trình rửa bằng
20%ữ30%dung tích toàn phần của trống. Nh vậy tơng ứng với độ dày của lớp
chất củ khoảng 1/3 đờng kính của trống.
Năng suất của bất kỳ máy rửa củ kiểu trống quay hoạt động liên tục, đều
đợc xác định theo công thức.
Q = 60.n.q, t/h (3.4) [9]
Trong đó: n Số vòng quay của trống trong 1 phút.
q Khối lợng của mỗi phần củ do các tấm gầu đổ sau mỗi
vòng quay của trống.
Đại lợng q đợc xác định bằng cách cân phần củ do tấm gầu múc đổ, hay
tính theo công thức củ do tấm gầu múc đổ, hay tính theo công thức.