Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ép viên phụ phế liệu nông nghiệp và rác thải để làm phân bón

BỘ CÔNG THƯƠNG
Tổng công ty máy Động Lực và máy nông nghiệp
VIỆN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY NÔNG NGHIỆP



BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2008

ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ép viên
phụ phế liệu nông nghiệp và rác thải để làm phân bón

Mã số: 255-08RD/HĐ-KHCN



Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương
Cơ quan chủ trì: Viện NCTKCT máy Nông nghiệp
Chủ nhiệm đề tài: Th.S Đỗ Mai Trang



7323
23/4/2009

Hà Nội-2/2009

BỘ CÔNG THƯƠNG
Tổng công ty máy Động Lực và máy nông nghiệp
VIỆN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY NÔNG NGHIỆP



BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2008

ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ép viên
phụ phế liệu nông nghiệp và rác thải để làm phân bón

Mã số: 255-08RD/HĐ-KHCN


ĐƠN VỊ CHỦ TRÌ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI



VIỆN NCTKCT MÁY NÔNG NGHIỆP THS. ĐỖ MAI TRANG





Hà Nội-2/2009

Danh sách những ngời thực hiện chính



STT Họ và tên Học vị, học hàm
chuyên môn
Cơ quan

1 Mai Trang Thc s
Viện TK máy NN
2
Đặng Việt Hòa Thạc sĩ Viện TK máy NN
3 Nguyn Vn Mnh Thc s
Viện TK máy NN
4 V Ngc Tỳ
Kỹ thuật viên Viện TK máy NN
5 ng Vn Ngõn
Kỹ thuật viên Viện TK máy NN

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU
1
CH¦ƯƠNG 1. TỔNG QUAN 3
1.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 3
1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước. 8
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU 11
2.1. Một số tính chất của phụ phế liệu và chất thải 11
2.2 . Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của máy ép 11
2.3. Công nghệ sản xuất phân vi sinh từ rác thải và viên nhiên liệu phế liệu
nông nghệp
13
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY ÉP VÀ TẠO HÌNH VIÊN 18
3.1 Thiết kế lựa chọn năng suất máy ép và tạo hình viên phân hữu cơ vi sinh
18
3.2. Khảo nghiệm thiết bị ép và tạo viên 33
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42
4.1. Kết luận 42
4.2. Kiến nghị 42
Phụ lục 43
Tài liệu tham khảo

1
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta đã có những bước phát
triển rất đáng khâm phục đặc biệt là trong ngành sản xuất nông nghiệp. Từ
chỗ là một nước thiếu đói triền miên, chúng ta đã vươn lên không những
cung cấp đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn phục vụ cho xuất khẩu và
luôn đứng ở vị trí cao trong các nước xuất khẩu các mặt hàng nông sản trên
thế giới. Cùng vớ
i đó cuộc sống của người dân cũng dần được cải thiện đáng
kể.
Bên cạnh những thành tựu đã đạt được chúng ta cũng đang phải đối
mặt với rất nhiều khó khăn thử thách, một trong số đó chính là vấn nạn ô
nhiễm môi trường từ các nhà máy xay xát nhất là các tỉnh phái Nam, các nhà
máy chế biến cồn và cả mía đường.
Theo đánh giá của các nhà khoa học thì ngành nông nghiệp, công
nghiệp và rác thải sinh hoạt là một trong những nguyên nhân chính gây ra ô
nhiễm môi trường nhiều nhất. Các tác nhân trong nông nghiệp gây ra ô
nhiễm môi trường là thuốc trừ sâu, phân bón, rác thải nông nghiệp, rác thải
của các nhà máy chế biến lương thực, cồn, mía, đường cùng hiện tượng đốt
phụ phế liệu nông nghiệp…
Trong phụ phế liệu nông nghiệp và rác thải sinh hoạt thì thành phần
chính là các hợp chất hữu cơ, trong khi đó phương pháp xử lý truyền thống
thường là chôn lấp, đốt. Tuy nhiên cả hai phương pháp trên đều có những
mặt hạn chế, với phương pháp chôn lấp đó là cần một diện tích rất lớn để
chôn lấp và rất rễ gây ô nhiễm nguồn nước nếu không được xử lý cẩn thận,
với phương pháp đốt đó là vấn đề ô nhiễm bầu không khí, khói bụi hoặc là
phải đầu tư rất lớn cho các lò đốt rác (30-40USD/tấn rác th
ải sinh hoạt).

2
Chính vì lẽ đó phương pháp biến rác thải và phụ phế liệu nông nghiệp thành
phân vi sinh là phương pháp đang được chính phủ, các ban ngành và các đơn
vị hết sức quan tâm.
Trong dây chuyền sản xuất phân vi sinh, thì thiết bị tạo viên là một
trong những thiết bị chính của dây chuyền. Mục đích của việc tạo viên là
giúp làm giảm thể tích của nguyên liệu, thuận tiện cho việc chuyên chở, bảo
quản, các thành phần được phân b
ố đều mặt khác còn giúp cho cây hấp thu
dưỡng chất một cách từ từ, tránh hiện tượng rửa trôi…
Những năm gần đây, rất nhiều nước đi sâu vào nghiên cứu các loại
thiết bị tạo viên như các hãng BENGA, CPM (Mĩ), TINDER,MYNHIANG
(Trung Quốc) và một số nước như Thái Lan, Hà Lan, Ấn Độ…Các thiết bị
này đều được sản xuất và thương mại hoá với tính công nghệ khá cao, chất
lượng đảm bảo. Song giá thành lại quá đắt, kèm theo đó là các điều kiện sau
bán hàng không thuận tiện cho việc sử dụng ở nước ta, không đảm bảo thời
gian yêu cầu cung cấp, không thích hợp với các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ…
Vì vậy việc đi sâu nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy ép viên ứng
dụng trong việc ép các phụ phế thải nông nghiệp và rác thải nhằm đáp ứng
nhu cầu sản xuấ
t tại các nhà máy sản xuất phân vi sinh trong nước là yêu cầu
mang tính thực tiễn cao.
Xuất phát từ những nhu cầu thực tế trên, được sự đồng ý của Vụ Khoa
học và Công nghệ – Bộ Công Thương, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ép viên để ép các phụ phế liệu nông
nghiệp và rác thải làm phân bón”. Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng
tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các đồ
ng nghiệp, Vụ Khoa học và
Công nghệ (Bộ Công Thương), công ty cổ phần công nghệ Môi trường xanh

3
SERAPHIN, Nhà máy xử lý rác thải Sơn Tây, công ty cổ phần cơ khí và xây
dựng số 5. Nhân dịp này chúng tôi xin trân trọng cảm ơn về sự giúp đỡ và
hợp tác đó.























4
CHƯƠNG I TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1.Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài

Hiện nay trên thế giới có xu hướng sử dụng nguyên liệu sạch từ các
phế phẩm của các nhà máy cưa, nhà máy xay xát và các nhà máy chế biến
gỗ… để làm nguyên liệu sưởi ấm, đun nấu, hay phát điện… còn đối với rác
thải sinh hoạt hay nhựa có thể sử dụng như một dạng nhiên liệu hóa thạch.
Từ nhựa phế th
ải, giấy, gỗ … có thể sử dụng làm ổ nằm cho vật nuôi, phân
bón, viên RPF… sử dụng trong kỹ thuật lò cao, đun nấu và một số ứng dụng
khác.

Vỏ phoi tử rễ cây Phoi bào Vỏ cây






Hình 1.1 – Các phế liệu trong quá trình sản xuất gỗ trước và sau nghiền




5

Phế liệu Tấm panen Máy nghiền
Trước


Sau

Hình 1.2 – Các phế liệu trước và sau nghiền

Gỗ thông lá thông Gỗ thông Cành cây Cây tùng

Polypropylene Các loại nhựa phế Vải RDF

Hình 1.3 – Một số sản phẩm viên từ phế liệu


6
Máy ép viên (pellet mill) được nghiên cứu và chế tạo đã khá lâu ở các
nước phương tây gắn với những tên tuổi lớn như: Bliss (Mĩ), La Meccanica
(ý), Buchumer (Đức), VanAarsen (Hà Lan)…hay như một số nước ở Châu á
như: Trung Quốc ( Chính Xương, Mynhang…), Thái Lan (CPM). Máy ép
viên được sử dụng cho rất nhiều các sản phẩm nông nghiệp khác nhau từ chế
biến thức ăn cho người và gia súc đến ép viên phế thải nông nghiệp (rơm, cỏ
khô, mùn cưa…) hay rác thải…
ở mỗi một đối tượng khác nhau lại đòi hỏi
các thiết bị ép viên phù hợp.


Hình 1.4 -: Máy ép viên của hãng Bliss (Mĩ)

7


Hình 1.5- Máy ép viên của hãng Myang ( Trung Quốc)

Hình 1.6- Máy ép viên của hãng Kahl (Đức)

Các sản phẩm của các nước Tư Bản thường có chất lượng tốt, năng
suất cao. Tuy vậy giá thành của nó lại quá đắt, không phù hợp với quy mô

8
sản xuất vừa và nhỏ, đi kèm với đó là những điều kiện sau bán hàng không
được đảm bảo như: thời gian giao hàng, điều kiện về bảo hành, bảo trì…
Thời gian gần đây một số hãng của Trung Quốc (Chính Xương,
Mynhang) cũng đi sâu phát triển các dòng máy ép viên, tuy vậy chất lượng
máy của các hãng này nhập về Việt Nam thường không dõ nguồn gốc, không
ổn định, chất lượng khó kiể
m soát do đó cũng gây nhiêu khó khăn cho người
sử dụng.
1.2.Tình hình nghiên cứu ở trong nước
Đối với rác thải sinh hoạt trong những năm gần đây hướng giải quyết
là phân loại rác thải để tái sử dụng phần còn lại khoảng 70% chất hữu cơ dễ
phân hủy đem làm phân vi sinh xong bên cạnh đó thì phương pháp chủ yếu
là chôn lấp vì vậy gây ô nhiễm môi trường rất lớn.
Công nghệ vi sinh đa ch
ủng là công nghệ dùng chế phẩm vi sinh xử lý
lên men các chất thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt Tại Bình Định, công

nghệ này đang được Công ty TNHH Phân sinh hóa Sông Kôn (Bình Nghi-
Tây Sơn) áp dụng vào sản xuất phân hữu cơ vi sinh đa chủng POLYFA, hay
công ty công nghệ môi trường xanh Seraphin ứng dụng công nghệ seraphin
vào sản xuất phân vi sinh… công nghệ vi sinh đa chủng POLYFA có thể
nhân giống men vi sinh tại chỗ, vừa đảm bảo chất lượng men, vừa có thể chủ
động trong sản xu
ất và có thể xử lý nhiều loại chất thải hữu cơ khác nhau.
Bên cạnh đó phụ phế liệu trong ngành sản xuất nông nghiệp hàng năm
thải ra một lượng phế thải tương đối lớn như: trấu, bã mía, mụn dừa… Từ
những năm 2004 về trước, trấu, mụn dừa, bã mía dùng làm chất đốt cho các
lò đường thủ công, lò sản xuất cồn, lò gạch…trấu còn được ngườ
i dân nông
thôn sử dụng nấu ăn, làm tro trồng hoa màu. Nhu cầu sử dụng trấu rất lớn,
nên quanh năm không lo ế. Hiện tại, hàng loạt lò đường thủ công phá sản,
nghề sản xuất rạch ngói ở ĐBSCL ế ẩm, dẫn đến lượng tiêu thụ trấu giảm

9
đáng kể. Mặt khác, nhiều hộ gia đình ở nông thôn cũng chuyển sang nấu
điện, sử dụng gas… nên lượng trấu dư thừa ngày càng nhiều. Những năm
gần đây, nhiều người dân sống trong tình trạng “nghẹt thở” vì trấu đã đổ đầy
sông. Theo tính toán của các nhà máy xay xát, tỷ lệ trấu thường chiếm
khoảng 20% hạt lúa. Như vậy, ở vựa lúa ĐBSCL mỗi năm s
ản xuất khoảng
18 triệu tấn, thì lượng trấu có được là 3,6 triệu tấn. Đây là nguồn lợi rất lớn,
thế nhưng bao giờ trấu được sử dụng hợp lý, đang là bài toán chưa có lời
giải.
Những năm gần đây, nền kinh tế nước ta có những bước phát triển khá
tốt, nhu cầu về máy ép viên là khá lớn với nhiều lĩnh vực như: Chế biến th
ức
ăn gia súc, gia cầm, thức ăn thuỷ sản, ép viên rác thải làm phân bón… Theo

thống kê của Cục Chăn nuôi, hiện cả nước có trên 300 nhà máy chế biến thức
ăn gia súc, cũng như hàng trăm nhà máy xử lý rác thải và chế biến phân hữu
cơ, phân vi sinh…Nhu cầu về máy ép viên là rất lớn, tuy nhiên nguồn cung
cấp chủ yếu lại là từ nhập khẩu với giá thành rất cao không phù hợp với túi
tiền của các nhà sản xuất trong nướ
c. Cũng đã có một số cơ quan đi vào
nghiên cứu, sản xuất máy ép viên như: Viện NCTKCT máy Nông Nghiệp,
Viện Cơ Điện Nông Nghiệp máy ép củi từ trấu như Viện Năng lượng… hay
sản xuất than hoạt tính từ trấu tại trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ
Chí Minh, tuy vậy kết quả còn rất hạn chế và sản phẩm chủ yếu phục vụ cho
ngành chế
biến thức ăn gia súc còn đối với ép viên phụ phế liệu nông nghiệp
và rác thải thì hầu như còn bỏ ngỏ.
Từ những vấn đề thực tế trên, chúng tôi nhận thấy việc đi sâu vào tìm
hiểu, nghiên cứu để chế tạo thành công máy ép viên phục vụ cho ép viên các
phụ phế liệu nông nghiệp và rác thải là vấn đề hết sức cần thiết và có tính
thực tiễn cao.

10



Hình 1.6 Thanh củi trấu

11
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU

2.1 Một số tính chất của phụ phế liệu và chất thải:
- Đối với phụ phế liệu nông nghiệp:
+ Trấu: sau khi xát ra có độ ẩm khoảng 11%, khối lượng riêng 130kg/m
3
.
Thành phần chủ yếu là Kali dùng để cải tạo đất rất tốt, đối với những vùng
đất bạc màu, chai cứng… trấu làm đất tơi xốp lại. Riêng tro trấu chứa hàm
lượng khoáng nhiều, dùng để trồng hoa màu. Mặt khác trấu còn làm được
meo nấm rơm, chất đốt, nấu ăn…và có thể làm ván ép…
+ Bã mía và Xơ dừa: dùng làm phân vi sinh hoặc có thể làm thức ăn chăn
nuôi.
Men vi sinh là chất xúc tác trong quá trình xử lý chất thải h
ữu cơ.
Nguyên liệu thô (bã bùn của mía, rác thải sinh hoạt ) được phun men vi sinh
pha loãng và ủ trong một thời gian, các men vi sinh hoạt động phân hủy các
chất có hại có trong chất thải hữu cơ. Nguyên liệu được đưa vào máy dập,
nghiền thành bột, được xử lý vi sinh một lần nữa. Sau đó, nguyên liệu được
phối trộn với một số chất vi lượng, đa lượng khác theo tỷ lệ nhất định tạo

thành phân hữ
u cơ vi sinh
- Rác thải: Sau khi phân loại plastic, thủy tinh, kim loại có thể tận dụng 70-
80% lượng chất thải rắn hữu cơ để làm phân, giảm được lượng rác đổ vào
các bãi chôn lấp. Phần hữu cơ chiếm phần lớn trên 70% thích hợp cho sản
xuất phân bón. Rác được chia làm 2 loại chính: chất hữu cơ dễ phân hủy và
các chất còn lại tạm gọi là rác tái sinh.
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của máy ép.
+ Chịu tác dụng mài mòn cơ học.

12
Trong nguyên liệu tạo viên gồm nhiều thành phần hữu cơ, vô cơ và
các tạp vật như cát và các dị vật khác là các nhân tố gây ra ma sát làm cho
khuôn ép, lô ép cũng như các bộ phận khác của máy.
+ Chịu áp lực lớn 30 – 40 Mpa.
Để ép ra viên có hình dạng và độ chắc bền nhất định thì khuôn và lô ép
buộc phải chịu một áp lực rất lớn để tạo sức ép làm cho vật liệu thoát ra khỏi
lỗ khuôn .
+ Chịu nhiệt độ cao (nhi
ệt độ viên đo ở đầu ra máy ép viên 75 – 85
0
C
và độ ẩm 18 – 25%).
Trong quá trình tạo viên, khuôn chịu sức ép co dãn của vật liệu ép và
quả lô ép miết bột vào lỗ khuôn cũng gây ra ma sát phát sinh nhiệt.
+ Chịu tác động ăn mòn hoá học.
Trong nguyên liệu để ép viên là sự tổng hợp của nhiều thành phần chất
hữu cơ, kháng sinh, dầu, và nước dưới tác dụng của nhiệt độ thì sinh ra phản
ứng hoá học ăn mòn khuôn và quả lô ép nhanh chóng.
Đối với phân bón phải có tính chất như: Có độ ch

ặt nhất định để đảm
bảo sao cho không bị vỡ vụn trong quá trình vận chuyển và dễ dàng cho quá
trình sử dụng nhưng vẫn có thể dễ dàng hấp thụ các thành phần đồng đều và
từ từ vào đất để nuôi dưỡng cây cối. Bên cạnh đó do trong phân hữu cơ vi
sinh có các vi sinh vật có lợi nên trong quá trình tạo hình viên sẽ sinh nhiệt
nhưng phải đảm bảo một nhiệt độ nhất định để không tiêu di
ệt những vi sinh
vật này.
Với đặc tính trên chúng tôi đi đến áp dụng chế tạo máy ép viên kiểu lô
khuôn quay cho quá trình sản xuất tạo hình viên phân bón và viên nhiên liệu
đốt từ phụ phế liệu nông nghiệp.

13


Hình 2.1. Máy ép viên kiểu lô ép khuôn quay.

2.3 Công nghệ sản xuất phân vi sinh từ rác thải và viên nhiên liệu từ phụ
phế liệu nông nghệp.
Quá trình sản xuất phân vi sinh theo 2 giai đoạn chủ yếu:
Giai đoạn 1: Tạo nguyên liệu cho sản xuất còn gọi là chất mang. Chất
mang được dùng là các hợp chất vô cơ (bột photphorit, bột apatit, bột xương,
bột vỏ sò, ) hay các chất hữu cơ (than bùn, bã nấm, phế thải nông nghiệp,
rác thải, ). Chất mang được ủ
yếm khí hoặc hiếu khí nhằm tiêu diệt một phần
VSV tạp và trứng sâu bọ, bay hơi các hợp chất dễ bay hơi và phân giải phần
nhỏ các chất hữu cơ khó tan.
Giai đoạn 2: Cấy vào nguyên liệu trên các chủng vi sinh vật thuần
khiết trong điều kiện nhất định để đạt được hiệu suất cao. Mặc dù VSV nhỏ

14
bé nhưng trong điều kiện thuận lợi: đủ chất dinh dưỡng, có độ pH thích hợp,
CO2 và nhiệt độ môi trường tối ưu chúng sẽ phát triển cực kỳ nhanh chóng
(hệ số nhân đôi chỉ 2-3giờ); Ngược lại trong điều kiện bất lợi chúng sẽ không
phát triển hoặc bị tiêu diệt, dẫn đến hiệu quả của phân bị giảm sút. Để cho
phân vi sinh được sử d
ụng rộng rãi, người ta thường chọn các chủng vi sinh
có khả năng thích nghi rộng hoặc dùng nhiều chủng trong cùng một loại
phân.
Trong quá trình nghiên cứu công nghệ và thiết bị ép viên phụ phế liệu
và rác thải làm phân bón, nhóm thực hiện đề tài đã nhận thấy có thể sử dụng
máy ép và tạo hình viên để thực hiện một công đoạn trong quá trình sản xuất
phân hữ cơ vi sinh. Quy trình công nghệ được mô tả theo sơ đồ 1:















15

SƠ ĐỔ 1 - CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PHÂN VI SINH TỪ RÁC THẢI























RÁC THẢI ĐƯỢC THU GOM
TÁCH LỌC, LOẠI BỎ CÁC
THÀNH PHẦN KHÓ PHÂN
H
U

Ỷ

Ủ VÀ BỔ SUNG DINH DƯỠNG
VÀ CÁC VSV HẢO KHÍ
TÁCH LỌC LOẠI BỎ CÁT
SỎI,NILONG
SẤY ĐỘ ẨM 30%
SÀNG PHÂN LOẠI
PHÂN LOẠI BẰNG TRỌNG
LƯỢNG
NGHIỀN
ĐÓNG BAO THÀNH
PHẨM
TRỘN ẨM
ÉP THÀNH VIÊN
CÂN ĐÓNG BAO

16
Sơ đồ 2 - Quy trình công nghệ sản xuất viên từ phế liệu nông nghiệp [6]

Nguyên liệu thô: Mùn cưa
Viên được hình thành từ việc khai thác và chế biến gỗ như
mùn cưa từ các nhà máy chế biên gỗ và có kích thước khoảng
chừng 5 mm

Bộ phận cấp liệu
Sau khi được định lượng nguyên liệu được đưa đến bường
sấy nhờ băng tải

Máy sấy

Gỗ sẽ được sấy tại thùgn sấyđến một độ ẩm thích hợp khoảng
15%


.

Băng tải




Phoi sẽ đươck đưa tới vít trộn nhờ hệ thống băng tải, tại đây
nguyên liệu phải tương đối đồng nhất để chuẩn bị cho quá trình
ép viên.



Máy ép viên MEV 2x22 RIAM


Máy ép
model MEV 2 x 22 RIAM Pellet Mill có năng
suất 2 -3 T/h cho loại vạt liệu này. Năng suất của thiết bị có thể
nhỏ hơn hoặc lớn hơn tùy thuộc vào độ đều của nguyên liệu ép
và tính chất nguyên liệu.

17
Sàng
Phần vụn sẽ được phân laọi tại đây và hồi trở lại máy ép.
Viên sau ép
Viên ép sẽ có tỷ trọng lớn hơn, đồng đều hơn về kích thước và
có chất lượng cao hơn.



















18
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY ÉP VÀ TẠO HÌNH VIÊN

3.1 Thiết kế lựa chọn năng suất máy ép và tạo hình viên phân hữu cơ vi

sinh
Quá trình hình thành viên của máy ép viên là viên được tạo ra trên cơ
sở khe hở tồn tại giữa thể bột nguyên liệu. Ở đây nguyên liệu dưới tác dụng
của nhiệt độ, lực ma sát…. tổng hợp lại khiến cho khoảng không của thể bột
nhỏ lạ
i mà hình thành viên có cường độ và độ chặt nhất định. Máy ép viên có
một số loại như máy ép viên kiểu 3 quả lô, kiểu 2 quả lô, kiểu khuôn vành
quả lô hình côn,… Đặc điểm cơ bản của máy ép viên là truyền động hộp
giảm tốc có thể tháy đổi 2 tốc độ hoặc truyền động bánh đai. Khuôn bắt chặt
trên trục rỗng quay và truyền động cho bánh răng lớn, quả lô ép bắt chặt trên
trục đặ
c cố định. Khuôn được kẹp chặt bằng ốp khuôn hoặc bu lông cố định
tháo lắp thuận tiện và an toàn.
Trên cơ sở một số mẫu máy nhóm đề tài tham khảo máy của các hãng
như: CPM, Chính Xương, Kahl và đi đến lựa chọn những thông số chính của
máy ép và tạo hình viên phân bón hữu cơ vi sinh như sau: [2]
- Với hãng Biihler: 3,17 ÷ 7,25 kW/dm
2

- Với hãng Walter: 2,74 ÷ 4,77 kW/dm
2
- Với hãng CPM: 4 ÷ 9,62 kW/dm
2

- Với hãng Kahl: 2,83 ÷ 6 kW/dm
2

19

Thông số 33-390 38-600 38-780 37-850 39-1000
Công suất 15 - 30kW 75kW 90 - 110kW 132kW 160 - 200kW
Đường kính lô
230mm 280mm
280mm
350mm
350mm 450mm
Số lg lô 2 3 - 4 3 - 4 3 - 5 3 - 4
Đường kính khuôn 390mm 600mm 780mm 850mm 1000mm
Kích thước viên 2mm - 30mm depending on material and requirements
Khối lg máy 1,150 kgs 2,430 kgs 3,400 kgs 4,600 kgs 5,400 kgs
Bảng 3.1 -Đặc tính kỹ thuật cơ bản [6]


ID: là đường kính trong của khuôn
O: là tổng chiều rộng của khuôn
W: là chiều hữu hiệu của khuôn
d: đường kính lỗ của khuôn
L: chiều dài hữu hiệu của khuôn



Hình 3.1-Thông số kỹ thuật của khuôn vành

20
3.1.1. Phân tích nguyên lý làm việc của máy ép viên.

Quá trình hình thành viên của máy ép viên được tạo ra trên cơ sở tồn
tại khe hở giữa thể bột với khuôn ép và lô ép. Nguyên liệu bột hỗn hợp dưới
tác dụng của các nhân tố nhiệt độ, lực ma sát và lực ép của lô tổng hợp lại
khiến cho khoảng không của thể bột nhỏ lại mà hình thành viên có kích
thước và độ chặt nhất định. Căn cứ vào trạng thái khác nhau của nguyên liệu
bột trong quá trình ép có thể chia ra 3 vùng: vùng c
ấp liệu, vùng ép biến
dạng và vùng ép thành hình (hình 7).
1) Vùng cấp liệu về cơ bản vật liệu không chịu sự ảnh hưởng của
ngoại lực nào nhưng lại chịu ảnh hưởng của lực ly tâm (do khuôn ép quay)
khiến cho vật liệu dán chặt trên vòng của khuôn với mật độ 0,4 ÷ 0,7g/cm
3

[2].
α
O
H−íng quay cña l« Ðp Vïng biÕn d¹ng cña Ðp viªn
Vïng cÊp liÖu
Vïng biÕn d¹ng
Vïng Ðp thµnh viªn
H−íng quay cña khu«n
O
1

Hình 3.2. Trạng thái nguyên liệu bột trong quá trình ép viên

2) Vùng ép biến dạng : khi khuôn quay ma sát giữa khuôn, bột và lô
làm cho quả lô quay đưa vật liệu tiến vào vùng ép chặt, nhận được tác dụng
ép của khuôn và quả lô giữa nguyên liệu bột sinh ra sự chuyển dịch tương
đối theo sự gia tăng dần của lực ép. Khoảng không giữa thể bột nhỏ dần lại,

21
vật liệu không thể sinh ra sự biến dạng ngược lại, độ chặt tăng đến 0,9 ÷ 1g/
cm
3


[2].


3) Vùng ép tạo hình : ở trong vùng ép khe hở giữa khuôn và quả lô
tương đối bé, lực ép đột ngột tăng bề mặt tiếp xúc giữa thể bột tăng mạnh;
sinh ra sự nhớt tương đối đồng thời bột bị ép vào lỗ khuôn. Do bột hỗn hợp
có tính biến dạng đàn hồi và tính biến dạng nhào nặn cho nên độ chặt của
viên hình thành đạt tới 1,2 ÷ 1,4g/cm
3
[2]. Sau khi vật liệu bị ép chui ra khỏi
lỗ khuôn, nó có tỷ lệ đàn hồi nhất định (nghĩa là đường kính của viên lớn hơn
đường kính của lỗ khuôn ép) nói chung tỉ lệ đàn hồi là 2 ÷ 7 % [3] . Tính
chất vật lý của vật liệu và tỉ số chiều dài trên đường kính khuôn (L/D) đều
ảnh hưởng đến tỉ lệ đàn hồi.
3.1.2. Phương trình cơ bản của quá trình tạo viên.

Để xét lực ép trong lỗ khuôn ta coi lỗ khuôn như một máy ép đóng

bánh liên tục . (hình vẽ 8)
F
p
p
p
x
dp
x
x
p
dx
x
p
P
B
A
max
p
O
p
x
x
q
x
q
do
dt
p
d
p

Hình 3.3. Đồ thị phân bố áp suất dọc trục và bên cạnh
của toàn bộ lỗ ép viên
- Khi xét khuôn ép có chiều dài L và tiết diện là S
Khối nguyên liệu nén có khối lương M