Đề Cương Thiết Bị Bảo Quản Và Chế Biến Nông Sản

Câu1. Cấu tạo và hoạt động của kho cơ giới và kho silo
a) Kho cơ giới không có thiết bị sơ chế
Loại kho này được sử dụng để bảo quản hạt (hình 2.7). Trong kho có trang bị một gầu tải và hai băng tải để cơ
khí hóa việc xuất nhập kho, một quạt cao áp để thông gió cưỡng bức khi khối hạt trong kho bị bốc nóng.
Hạt được gầu tải đưa từ dưới lên rót vào băng tải 4 đặt trên nóc, chạy suốt chiều dài kho. Trên từng đoạn băng
tải có thiết bị gạt hạt xuống từng ô kho một. Hạt được lấy ra dưới đáy nghiêng cũng bằng băng tải 1 chạy dọc kho.
Khối hạt trong kho được thông gió cưỡng bức khi cần thiết bằng một hệ thống ống thổi không khí 2 đặt trên mặt
nền, theo chiều ngang. ống phân phối làm bằng thép, có lỗ về phía trên. Trên miệng lỗ đặt tấm chắn 5 để không khí đi ra
hai bên và hạt không rơi vào ống. Không khí được nén và thổi vào hệ thống đường ống bằng quạt cao áp 3.



Hình 2.7. Kho cơ giới không có thiết bị sơ chế
1- băng tải xuất; 2- ống thổi không khí; 3- quạt; 4- băng tải nhập; 5- tấm chắn.
b) Kho cơ giới có thiết bị sơ chế
Về kết cấu xây dựng loại kho này cũng tương tự như kho không có thiết bị sơ chế. Thiết bị sơ chế được trang bị
trong kho gồm có lò sấy, sàng tách tạp chất và một số thiết bị khác để thực hiện việc bốc dỡ, vận chuyển, xuất nhập kho
hoặc xử lý những sự cố bất lợi như bốc nóng, côn trùng phát triển nhanh khi thực hiện bảo quản hạt (hình 2.8). Loại kho
này có thể hoàn thành tất cả các quá trình cần thiết trong quá trình bảo quản.
Hình 2.8. Sơ đồ cấu tạo kho cơ giới có thiết bị sơ chế.
1- xe vận chuyển; 2- thùng tiếp nhận hạt; 3,8- băng tải nhập; 4- gầu tải; 5- thùng phân phối; 6- sàng làm sạch tạp
chất; 7- thiết bị sấy; 9- bộ phận tháo liệu; 10- băng tải xuất.
Trường hợp nhập hạt khô, sạch vào kho theo thứ tự như sau :
1 - 2 - 3 - 4 - 8 - 9 - kho
Trường hợp nhập hạt vào kho có nhiều tạp chất :
1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 4' - 5' - 8 - 9 - kho
Trường hợp hạt ẩm và nhiều tạp chất :
1
1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6- 4' - 5' - 7 - 4'' - 5'' - 8 - 9 - kho
Trường hợp xuất hạt :
Kho - 10 - 4 - 5 - 1

Dấu ( ' ) hoặc dấu ('') là ký hiệu hạt đi qua thiết bị đó lần 2 và lần 3.
c) Kho silô
Kho silô thường được dùng để bảo quản hạt hoặc bột chế biến ở dạng đổ rời (hình 2.9). Hệ thống kho silô gồm
có các thiết bị như sau :
Silô là nơi chứa đựng nguyên liệu cần bảo quản. Silô được cấu tạo là một ống hình trụ, đáy có dạng hình chóp, cao
khoảng 30 ÷ 35m, có nắp đậy kín để có thể bảo quản ở trạng thái kín hoặc lạnh khi cần thiết. Vật liệu làm xilô thường là
bêtông, kim loại hoặc kim loại tráng men. Mỗi kho có thể có nhiều silô, trong đó có một xilô bỏ trống, nhờ đó có thể
thường xuyên đảo trộn nguyên liệu bằng cách chuyển nguyên liệu từ xilô này sang xilô khác.
Thiết bị bốc dỡ vận chuyển gồm có hệ thống băng tải, gầu tải để vận chuyển nguyên liệu từ ô tô, tầu hỏa, tầu
thủy hay từ các phân xưởng chế biến đến các silô khi nhập kho và vận chuyển hạt từ xilô sang cân tự động, cân kiểm tra,
cân đóng bao khi xuất kho.
Thiết bị sơ chế gồm có hệ thống thiết bị làm sạch và phân loại, thiết bị sấy, để gia công trước khi nhập kho
nếu nguyên liệu thu nhận không đảm bảo tiêu chuẩn qui định hoặc để xử lý khi độ ẩm nguyên liệu vượt quá giới hạn hay
sâu mọt phát triển.
Thiết bị kiểm tra, xử lý nguyên liệu trong quá trình bảo quản gồm có : các nhiệt kế, ẩm kế cắm vào giữa các xilô
ở nhiều độ cao khác nhau, thường 5 ÷ 7m đặt một chiếc; hệ thống ống dẫn không khí gắn với quạt cao áp để thổi không
khí nóng hoặc lạnh vào khối hạt nhằm điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm,
Hình 2.9. Sơ đồ cấu tạo kho silô.
1- gầu tải; 2, 5- băng tải; 3- bộ phận tháo liệu; 4- ống dẫn không khí; 6- xilô
Các thiết bị trên có quan mật thiết với các dữ kiện và các thông số đã được lập trình trên máy vi tính như : nhiệt
độ và độ ẩm hạt, nhiệt độ và độ ẩm không khí môi trường xung quanh. Nhờ thiết bị điện tử và hệ thống máy tính, chương
trình làm việc của kho được tự động hóa hoàn toàn. Với dung lượng kho là 20.000 tấn chỉ cần 1 ÷ 2 người làm việc và
bảo vệ kho.
Kho silô có ưu điểm : có thể bảo quản được khối lượng sản phẩm lớn và nhiều loại sản phẩm khác nhau trong
cùng một lúc; cho phép cơ khí hóa và tự động hóa việc xuất nhập kho; có thể làm tăng độ đồng nhất của sản phẩm nhờ
sự đảo trộn và thuyên chuyển xilô; vi sinh vật và côn trùng khó xâm nhập vào trong kho để phá hoại. Mặc dù vốn đầu tư
xây dựng cao nhưng hiệu quả kinh tế lại rất lớn do giảm được hư hỏng sản phẩm và giảm chi phí lao động. Vì vậy, hiện
nay kho xilô được áp dụng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là ở những nước phát triển.
2
Câu 2. Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo của máy làm sạch hạt

Máy làm sạch và phân loại hạt
a) Làm sạch và phân loại theo kích thước
Phần lớn các tạp chất hữu cơ như cỏ, rác, mảnh cành, lá cây, thường có kích thước lớn hơn hạt, còn đất, cát, bụi,
rác vụn, thường bé hơn hạt. Lợi dụng sự khác nhau về kích thước này, người ta dùng máy sàng có kích thước lỗ thích
hợp để tách các tạp chất đó ra khỏi hạt. Khi chỉ có tạp chất lớn hơn hạt thì tạp chất sẽ ở lại trên sàng, hạt lọt qua lỗ sàng.
Khi chỉ có tạp chất bé hơn hạt thì ngược lại. Nếu trong khối hạt có cả tạp chất lớn hơn hoặc bé hơn hạt thì sử dụng sàng
nhiều tầng có kích thước lỗ khác nhau, lỗ to ở trên, lỗ nhỏ ở dưới hoặc dùng một tầng sàng nhưng phần sàng ở phía
nguyên liệu vào có lỗ nhỏ, phần sàng ở phía sau có lỗ to dần. Đối với việc phân loại hạt theo kích thước, quá trình cũng
xảy ra tương tự. Như vậy, trong quá trình sàng người ta nhận được sản phẩm hoặc nằm trên sàng hoặc lọt qua sàng, còn
phần kia bị loại bỏ đối với trường hợp làm sạch hoặc thu được sản phẩm cả ở phần trên và dưới sàng nhưng có độ lớn
khác nhau trong trường hợp phân loại.
Hiện nay, có nhiều loại sàng được dùng để phân loại hạt như: sàng phẳng, sàng lượn sóng, sàng trụ, sàng đa giác.
Phổ biến nhất trong các nhà máy chế biến lương thực- thực phẩm là sàng phẳng, sàng trụ và trống chọn hạt.
- Sàng phẳng được lắp trên một khung gọi là thân sàng. Mỗi thân sàng được treo vào khung máy nhờ 4 thanh teo đàn
hồi và thực hiện dao động qua lại nhờ cơ cấu lệch tâm (hình 3.1). Phương dao động của sàng có thể ngang hoặc nghiêng.
Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy sàng phẳng
Những máy có hai thân sàng thì chiều chuyển động luôn ngược nhau nhằm triệt tiêu một phần lực quán tính sinh ra
trong quá trình chuyển động.
Khi bán kính tay quay nhỏ, biên và thanh treo có chiều dài lớn ta có thể coi chuyển động của thân sàng là chuyển
động tịnh tiến qua lại dịch chuyển của thân sàng S= 2R ( R bán kính tay quay).
Sàng được lắp ở đáy thân sàng và thường đặt nghiêng so với phương ngang 1 góc
=
α
4 9
0
. Đây là bộ phận chính
để phân loại các hạt vật liệu rời. Người ta thường dùng hai loại sàng có kết cấu khác nhau là: sàng lưới đan và sàng tấm
đục lỗ.
Mặt sàng lưới đan: có các lỗ dạng hình vuông, hình bầu dục, hình 6 cạnh (hình 3.2). Loại này được dùng để các vật
liệu khô, xốp. Loại lưới đan có diện tích rơi lớn hơn so với các loại sàng khác.

Hình 3.2. Mặt sàng lưới đan
Mặt sàng tấm đục lỗ được làm bằng thép tấm, trên mặt có đục các lỗ dạng hình vuông, hình tròn, hình chữ nhật hoặc
hình bầu dục. Các lỗ có thể bố trí thành hàng hoặc xen kẽ nhau (hình 3.3).
3
Hình 3.3. Mặt sàng tấm đục lỗ
Lỗ ở trên tấm được làm dạng côn, phần có kích thước lớn hướng về phía sản phẩm đi ra. Ưu điểm của tấm đục lỗ là
hạt dễ dàng di chuyển trên mặt sàng. Tuổi thọ của loại sàng này cao hơn loại lưới đan, nhưng nó có nhược điểm là diện
tích rơi nhỏ.
Tuỳ theo hỗn hợp cần làm sạch và yêu cầu đối với hạt sau khi làm sạch mà chọn sàng có kích thước lỗ và dạng lỗ
thích hợp.
Sàng lỗ hình tròn dùng để phân loại dựa vào sự khác nhau về chiều rộng của hạt. Những hạt có tiết diện lớn hơn
đường kính của lỗ sàng muốn lọt qua lỗ sàng dạng này hạt phải dựng thẳng đứng lên, trục chính của hạt thẳng góc với
mặt sàng. Khi chảy trên mặt sàng hạt ở trạng thái nằm, trục chính của hạt song song với mặt sàng, do đó các hạt dài khó
lọt qua sàng lỗ tròn hơn so với hạt tròn và hạt ngắn.
Sàng lỗ dài dùng để phân loại dựa theo sự khác nhau về chiều dày của hạt. Nếu chiều dày của hạt lớn hơn chiều rộng
của lỗ sàng thì hạt sẽ không lọt qua lỗ sàng, ngược lại nếu nếu chiều dày hạt nhỏ hơn chiều rộng lỗ thì hạt sẽ lọt qua lỗ
sàng. Để tăng độ lọt của sàng bao giờ người ta cũng chế tạo chiều dài lỗ dàng lớn hơn nhiều so với chiều dài hạt cần
phân loại. Muốn cho hạt dễ lọt hơn người ta còn chế tạo loại mặt sàng mà lỗ nằm trong các rãnh. Sàng lỗ dài có tiết làm
việc lớn hơn lên khả năng phân ly cao hơn. Trong quá trình làm việc hạt thường trượt trên mặt sàng, khi đó trục dài của
hạt trùng với phương dao động và chiều dài lỗ sàng.
Hiệu quả làm sạch của sàng phẳng phụ thuộc vào gia tốc của sàng. Đối với hạt lớn hiệu quả làm sạch tốt nhất khi gia
tốc cực đại Jmax=18÷22m/s
2
, đối với hạt nhỏ Jmax= 12÷14m/s
2
Trong khi làm việc, lỗ sàng thường bị kẹt hạt hoặc tạp chất. Để làm sạch lỗ sàng người ta thường dùng cơ cấu làm
sạch. Cơ cấu làm sạch lỗ sàng có thể là loại chổi lông, loại trục cao su, loại gây va đập, rung động,… nhưng phổ biến và
có hiệu quả hơn là cơ cấu làm sạch loại chổi lông. Nó được cấu tạo bởi một hàng chổi lông đặt dưới mặt sàng, quét lên
toàn bộ mặt sàng. Hệ thống chổi lông chuyển động qua lại nhờ cơ cấu tay quay-thanh truyền với tốc độ chậm và ngược
chiều chuyển động của sàng. Tần số dao động của sàng khoảng. Để thực hiện chuyển động qua lại, khung của cơ cấu làm

sạch được tựa trên hai đường lăn thông qua các con lăn. Cũng nhờ kết cấu này mà người ta có thể điều chỉnh độ ngập sâu
của chổi vào mặt sàng để làm tăng độ sạch mặt sàng.
Hiện nay, để làm sạch mặt sàng người ta dùng các quả cao su (rubber balls) đặt ở trong các ngăn dưới mặt sàng
(hình 3.4).Trong quá trình làm việc, bi nảy lên trên đập vào các phần tử kẹt vào lỗ sàng, đẩy chúng ra ngoài. Kết cấu này
hoàn toàn có thể thay thế cho chổi lông, khi đó cấu tạo máy sàng trở nên đơn giản hơn rất nhiều.
Hình 3.4. Sàng tự làm sạch bằng bi cao su
4
- Sàng trụ là sàng phẳng cuộn tròn và quay xung quanh trục dọc của nó (hình 3.5). Loại sàng này có cấu tạo
đơn giản làm việc ít rung động nhưng năng suất thấp hơn loại sàng phẳng.
Hình 3.5. Sàng trụ
- Trống chọn hạt được sử dụng để làm sạch và phân loại hạt theo hình dạng hay chiều dài. Người ta thường kết cấu
kiểu trống có các lỗ với hình dạng và kích thước phù hợp với loại hạt cần phân loại, thường là nửa hình cầu (hình 3.6).
Hình 3.6. Máy phân loại hạt kiểu trống
a) Sơ đồ máy; b) Sơ đồ nguyên lý cấu tạo.
1- trống phân loại; 2- lỗ tổ ong; 3- vít tải; 4- máng hứng; 5- cánh gạt.
Ví dụ, khi phân loại hạt cỏ dại trong khối hạt ngũ cốc, hỗn hợp hạt được cho vào trong trống, khi trống quay, chúng
chuyển động trong trống, hạt cỏ hoặc những hạt ngắn sẽ lọt vào các lỗ và được nâng lên một độ cao nhất định. Trong khi
đó hạt ngũ cốc được giữ lại bởi cánh gạt 5 và rơi xuống đáy thùng và thoát ra ngoài qua hộp tháo liệu, còn hạt cỏ dại thì
được đưa lên cao hơn, rơi từ các lỗ vào máng 4 và chuyển ra khỏi máy nhờ vít tải 3.
Loại máy này còn có thể dùng để phân loại theo chiều dài của hạt và được sử dụng phổ biến trong các nhà máy sản
xuất gạo.
b) Phân loại theo tính chất khí động
Giữa hạt và tạp chất có trong khối hạt luôn khác nhau về tính chất khí động. Sự khác nhau này được đặc trưng bằng
trị số của tốc độ tới hạn (tốc độ không khí bắt đầu thổi bay vật thể). Trị số của tốc độ tới hạn khác nhau đối với mỗi vật
thể, nó phụ thuộc vào trạng thái và hình dạng của vật thể, trọng lượng và vị trí của vật thể trong dòng khí, tính chất của
dòng khí,
Lợi dụng tính chất này người ta cho hạt rơi vào trong dòng không khí, thường thổi theo phương ngang hay phương
xiên, chúng lần lượt rơi xuống mặt phẳng nằm ngang ở những vị trí khác nhau. Hạt hay tạp chất có tốc độ tới hạn càng
bé (hạt nhẹ), càng rơi ở khoảng cách xa so với điểm cấp liệu và hạt có tốc độ tới hạn lớn (hạt nặng) thì ngược lại. Nhờ
quá trình này, ta có thể tách các tạp chất ra khỏi khối hạt một cách dễ dàng.

Trên hình 3.7 là sơ đồ nguyên lý máy làm sạch và phân loại hạt bằng quạt.
5
Hình 3.7. Máy quạt
Hỗn hợp hạt đi qua phễu cấp liệu 1 gặp luồng không khí do quạt 2 thổi vào. Hạt nặng lắng xuống máng gần cửa nạp
liệu, hạt nhẹ hơn lắng lại ở các máng tiếp theo cách phễu nạp liệu những đoạn xa hơn, còn vỏ tạp chất nhẹ hay bụi sẽ
lắng đọng xuống đáy và được định kỳ tháo ra. Như vậy, ta sẽ thu được ở mỗi máng một loại sản phẩm có khối lượng
riêng nhất định. Khi hạt có kích thước và khối lượng đồng nhất, nhưng có khối lượng riêng khác nhau thì trong luồng
không khí những hạt chắc hơn sẽ rơi nhanh hơn những hạt nhẹ và tập trung lại ở các ô gần phễu cấp liệu.
c) Phân loại theo trọng lượng riêng
Khi đưa nguyên liệu hạt vào chế biến cần phải chú ý đến việc làm sạch các tạp chất nặng đá sỏi, đất viên , mảnh
thuỷ tinh,… Đây là những tạp chất rất khó tách bằng sàng vì kích thước của chúng rất gần với kích thước của hạt, do đó
phải phân loại bằng sự khác nhau về tỷ trọng. Nếu các cấu tử trong hỗn hợp cần phân loại có sự khác nhau rõ rệt về tỷ
trọng thì càng dễ phân chia. Trên hình 3.8 là sơ đồ máy phân loại theo trọng lượng riêng.
Đặc điểm của sự chuyển động tương đối của sản phẩm trên mặt sàng là hệ số động học K, góc nghiêng của mặt sàng
so với phương nằm ngang a, hệ số ma sát f của vật liệu với mặt sàng và áp lực của dòng khí Pe thổi từ dưới lên. Hệ số
động học K được xác định theo công thức:
g
R
K
2
ω
=
ω
- vận tốc góc của tay quay, s
-1
,
R- bán kính của cơ cấu lệch tâm, m;
g- gia tốc trọng trường, m/s
2
.

Hệ số ma sát f = tgf với f là góc ma sát của vật liệu với mặt sàng.
Hình 3.8. Sơ đồ máy phân loại theo trọng lượng
1- phễu nạp liệu; 2- bộ phận lắng; 3- sàng
d) Phân loại hạt theo tính chất bề mặt của nguyên liệu
Các cấu tử khác nhau trong khối hạt có trạng thái bề mặt không giống nhau. Bề mặt của chúng có thể xù xì, rỗ, nhẵn,
có vỏ, không vỏ,… Những trạng thái bề mặt khác nhau ấy có thể áp dụng để phân loại trên mặt phẳng nghiêng. Khi các
phần tử có trạng thái bề mặt không giống nhau chuyển động trên mặt phẳng nghiêng thì chịu tác dụng của các lực ma sát
khác nhau (hình 3.9).
6
a) b)
Hình 3.9. Sơ đồ nguyên lý phân loại theo trạng thái bề mặt
A- mặt phẳng nghiêng; B- tấm chắn
1, 2, 3- các cấu tử được phân loại
Do đó các phần tử ấy dịch chuyển với các vận tốc khác nhau. Vì vận tốc của phần tử ở cuối mặt phẳng nghiêng có
giá trị khác nhau tuỳ theo phần tử ấy nhẵn hay xù xì nên có những phần tử rơi xa lưới hơn, có những phần tử rơi gần lưới
hơn. Nếu đặt trên quỹ đạo rơi những tấm chắn thì có thể phân loại hỗn hợp ra làm nhiều phần khác nhau theo hệ số ma
sát. Các thiết bị phân loại cố định đều dựa vào nguyên tắc trên để phân loại, trong đó có cả thiết bị phân loại kiểu xoắn
ốc để phân loại hạt dạng hình cầu và dạng hạt dẹt.
Phương pháp phân loại dựa vào sự khác nhau về hệ số ma sát có ý nghĩa rất lớn trong trường hợp phân loại hỗn hợp
gồm hai hoặc nhiều dạng hạt có kích thước gần nhau.
e) Phân loại theo màu sắc
Trong một số trường hợp có thể dựa vào sự khác nhau về màu sắc để phân loại. Trên hình 3.10 là sơ đồ thiết bị phân
loại theo màu sắc Sortex Junsơn. Nguyên liệu đầu được đưa vào phễu nạp liệu 1. Sau khi qua máng rung 2 và băng tải 3,
hạt được rải đều thành lớp rồi đưa vào phòng quang học 4. Do tác dụng của các tế bào quang điện 8 mà hỗn hợp được
phân chia thành 2 loại: hạt có màu đặc trưng và hạt có màu bình thường. Hạt có màu đặc trưng được nạp điện và sau khi
ra khỏi phòng quang học thì được hút lệch về một phía.
Mỗi lần lựa chọn chỉ phân loại được 2 màu. Muốn phân loại được nhiều màu ta phải dùng nhiều kính chuẩn và làm
lại nhiều lần hoặc dùng nhiều máy.
Yêu cầu hạt phải được dải thành lớp mỏng, sao cho hạt nọ không che lấp quả kia thì việc phân loại mới không bị bỏ
sót.

Hình 3.10. Sơ đồ thiết bị phân loại theo màu sắc Sortex Junsơn
1- phễu nạp liệu- 2- máng rung; 3- băng tải; 4- buồng quang học; 5– tế bào quang điện; 6- tấm ngăn; 7- bộ phận tích
điện; 8, 9- các điện cực; 10- các tấm ngăn; 11- bộ khuyếch đại.
7
f) Phân loại theo từ tính
Trong khối hạt đưa vào nhà máy thường có lẫn tạp chất sắt. Những tạp chất này rơi vào khối hạt trong quá trình tuốt
lúa, tẽ ngô,… hoặc trong quá trình làm sạch, vận chuyển. Tạp chất sắt có thể làm hỏng bộ phận công tác của máy (máy
nghiền, máy xay,…) và có thể bật ra tia lửa điện gây ra hoả hoạn. Do đó làm sạch tạp chất sắt là một khâu có ý nghĩa rất
quan trọng trong quá trình sản xuất. Các tạp chất sắt, gang, niken, coban đều có thể dùng sàng tách ra được. Người ta
thường dùng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện để tách các tạp chất sắt.
Thiết bị phân loại bằng từ tính gồm nhiều thỏi nam châm ghép lại (hình 3.11a,b). Cực nam châm bố trí trên mặt
phẳng nghiêng mà sản phẩm chảy qua. Sản phẩm chảy qua nam châm thành lớp mỏng với vận tốc không lớn, đủ để cho
nam châm hút lại các tạp chất sắt.
Thiết bị phân ly từ tính kiểu trống (hình 3.11c), được cấu tạo bởi một trống bằng đồng thau, quay bên ngoài một
nam châm vĩnh cửu có tiết diện là nửa hình vành khuyên. Màng hạt được xi lanh quay dẫn xuống và đổ vào vòi xả 1.
Dưới tác động của từ trường nam châm, các vụn sắt được giữ lại trên bề mặt xi lanh. Phần bề mặt xi lanh quay ra ngoài
nam châm thì vụn sắt không bị hút nữa và tự động rơi vào ống xả 2. Trong một số máy xay xát lớn, người ta đặt các máy
phân ly từ tính công suất cao để tách các tạp chất sắt một cách liên tục.


a) b) c)
Hình 3.11. Sơ đồ thiết bị phân loại theo từ tính
g) Phân loại theo phương pháp phối hợp
Để nâng cao hiệu suất phân loại và giảm số lần nguyên liệu qua nhiều thiết bị khác nhau, người ta thường sử dụng
máy phân loại kết hợp nhiều nguyên tắc phân loại khác nhau. Loại thiết bị phân loại phức hợp thường gồm sàng và quạt.
Sàng sẽ phân chia khối hạt theo kích thước lớn, nhỏ, quạt sẽ làm sạch khỏi khối hạt các tạp chất nhẹ.
8
Câu 3. Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo của máy làm sạch củ quả
a) Máy làm sạch
Đối với rau, củ quả thường làm sạch bằng nước, nghĩa là dùng nước để loại bỏ bùn, đất, cát, rác bẩn. Vì vậy, các

máy làm sạch này còn được gọi là máy rửa. Nguyên tắc chung của máy rửa là xáo trộn rau củ trong nước (hoặc dùng vòi
xối), nhờ đó rau củ cọ sát lẫn nhau, cọ sát với các bộ phận làm việc của máy làm tách các tạp chất bẩn bám trên rau củ.
Rau củ được làm sạch, các tạp chất bẩn theo nước thoát ra ngoài.
Máy rửa củ quả kiểu trống (hình 3.12), có cấu tạo gồm một hoặc hai trống rửa 2 được tạo nên bởi các thanh thép chữ
U gắn trên tang trống dọc theo đường sinh, giữa các thanh thép có khe hở nhỏ để lọt đất cát bẩn.
Hình 3.12. Máy rửa kiểu trống
1- phễu cấp liệu; 2 trống rửa; 3- gáo múc; 4- máng thu củ quả sạch; 5- máng đựng nước rửa; 6- cửa thoát nước bẩn.
Ở phía cuối trống, có lắp gáo 3 để múc nâng và đổ củ quả sạch ra ngoài. Trống rửa quay trong thùng đựng nước rửa
5, đáy nghiêng và có cửa 6 để xả nước bẩn. Trong quá trình làm việc, củ quả di chuyển dọc trống nhờ góc thoải tự nhiên
của khối củ quả khi chất đống và do quá trình chất liên tục và múc liên tục.
Loại máy này có ưu điểm là khả năng xáo trộn tốt, năng suất cao, tốn ít nước rửa, nhưng có nhược điểm là rửa củ to
hoặc dài chất lượng rửa kém, củ quả thường bị vướng dắt, xơ xước, gãy, với củ quả bẩn rửa một lần không sạch.
Máy rửa củ quả kiểu tay gạt (hình 3.13) được cấu tạo bởi trục 3 đặt nằm ngang, trên đó có lắp các tay gạt 2. Tay gạt
lắp nghiêng một góc nào đó so với mặt phẳng vuông góc với trục có tác dụng đẩy củ di chuyển theo chiều dọc trục. Vị trí
lắp tay gạt trên trục được bố trí theo đường gen vít để các tay gạt tác động vào khối củ quả một cách liên tục và đều đặn.
Máng đựng củ quả 7 thường làm bằng lưới sàng có dạng nửa hình trụ, máng đựng nước rửa 8 thường làm bằng tôn tấm
cuộn lại hoặc xây bằng xi măng, được chia làm nhiều ngăn, mỗi ngăn có cửa 9 để thoát nước bẩn.

à
Hình 3.13. Máy rửa kiểu tay gạt
1- máng đựng nước và củ quả; 2- các tay gạt; 3- trục lắp tay gạt; 4- gáo múc; 5- dây chuyền thu củ quả; 6-
tấm chắn; 7- nắp thoát nước và rác bẩn; 8- cửa thoát sỏi đá; 9- tấm lưới lọc.
Củ quả bẩn được cung cấp vào máy qua phễu cấp liệu 1, khi trục lắp tay gạt quay củ sẽ di chuyển cùng với nước và
được rửa sạch. Củ sạch sẽ được các gáo múc 4 hất đổ sang gầu chuyền 5 và đưa ra ngoài. Loại máy này có ưu điểm là
khả năng xáo trộn tốt, nước rửa dùng nhiều lần nên tiết kiệm được nước rửa nhưng có nhược điểm là củ quả dễ bị tróc
vỏ hoặc gãy do các tay gạt tác động mạnh vào khối củ quả.
Máy rửa củ quả kiểu ly tâm (hình 3.14) gồm đĩa 3 đặt nằm ngang, vành ngoài đĩa có gắn các tấm gạt 4. Phía trên đĩa
9
đặt ống nước 2, phía dưới đặt máng hứng nước bẩn 7 có cửa thoát nước 6.

Hình 3. 14. Máy rửa kiểu ly tâm Hình 3.15. Máy rửa kiểu vít chuyền
1- thùng đựng củ quả; 2- ống dẫn nước; 1- phễu cáp liệu; 2- vít chuyền; 3- ống bao;
3- đĩa; 4- tấm gạt; 5- cửa thoát củ quả; 4- ống dẫn nước; 5- cửa thoát củ quả sạch;
6- cửa thoát nước bẩn; 7- máng hứng nước. 6- bể chứa nước bẩn; 7- lưới sàng.
Củ được cung cấp liên tục lên đĩa. Khi đĩa quay củ sẽ quay theo. Do lực ly tâm củ sẽ văng ra xung quanh xáo trộn cọ
sát vào thành thùng đựng củ và cọ sát vào nhau, gặp dòng nước xối mạnh từ trên xuống sẽ được rửa sạch và thoát ra
ngoài qua cửa 5. Tấm gạt có tác dụng làm tăng cường sự xáo trộn và nâng đẩy củ quả để củ thoát ra ngoài một cách dễ
dàng. Loại máy này khả năng xáo trộn kém và tốn nhiều nước rửa hơn so với các loại máy khác.
Máy rửa củ quả kiểu vít (hình 3.15) gồm vít chuyền 2 đặt trong ống bao 3, nghiêng góc α so với đường nằm ngang
(α = 30
o
÷40
o
). Phía trên đặt ống dẫn nước 4 và cửa thoát củ quả 5. Phía dưới có phễu cấp liệu 1 và lưới sàng 7 để thoát
đất cát bẩn.
Củ bẩn nạp vào máy qua phễu cấp liệu, được các cánh vít đưa lên phía trên. Dòng nước có áp suất cao phun ngược
dòng chuyển động của củ quả. Khi di chuyển lên phía trên củ được rửa sạch và thoát ra ngoài qua cửa thoát. Nước cặn
bẩn lọt qua lưới chảy vào bể chứa nước bẩn và theo hệ thống rãnh chảy đi. Loại máy rửa kiểu vít có ưu điểm độ sạch cao
nhưng tốn nhiều nước rửa.
Trên hình 3.16 là sơ đồ máy rửa rau kiểu khí thổi. Tác dụng cọ rửa là không khí được quạt thổi vào làm cho nước và
nguyên liệu bị đảo trộn. Bộ phận xối nước là hệ thống hoa sen. Máy này được sử dụng phổ biến để rửa hầu hết các loại
rau quả, nhất là rau quả mềm.
Hình 3.16. Máy rửa rau quả kiểu khí thổi
1- thùng ngâm; 2- băng tải; 3- quạt gió; 4- ống thổi khí.
10
Câu 4. Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo của thiết bị láng, lọc; ly tâm
Máy lắng
Máy lắng được sử dụng chủ yếu để làm sạch các tạp chất rắn và phân ly các pha lỏng có khối lượng riêng khác nhau.
Nguyên lý làm việc của máy lắng là dựa vào trọng lực, nghĩa là dựa vào sự khác nhau về khối lượng riêng của các thành
phần chất lỏng hay tạp chất có trong chất lỏng. Sau một thời gian để yên tĩnh những thành phần hay tạp chất có tỷ trọng

lớn hơn dưới tác dụng của trọng lực sẽ lắng xuống. Do sự chênh lệch khối lượng riêng giữa các thành phần chất lỏng
không lớn lắm nên quá trình lắng tự nhiên tương đối chậm, cần phải có thời gian thích hợp. Muốn tăng tốc độ lắng người
ta có thể cho thêm chất phụ gia dưới dạng bột mịn, khuấy đều sau đó để yên tĩnh.
Về nguyên tắc cấu tạo bộ phận làm việc chủ yếu của bộ phận lắng là các bể lắng được làm bằng thép tấm hoặc xây
bằng gạch có lót đá hoặc bằng bê tông đúc. Bể lắng thường có dạng hình hộp hoặc hình trụ có đáy là hình nón. Sau khi
lắng phần chất lỏng ở phía trên được lấy ra bằng các vòi chảy ở độ cao thích hợp hoặc hút bằng bơm. Phần nước đục có
nhiều cặn được tháo ra ở cửa phía dưới. Tuỳ theo quá trình làm việc mà thiết bị lắng được phân làm 3 loại: gián đoạn,
bán liên tục và liên tục.
Máy lọc
Máy lọc được sử dụng để tách các tạp chất ra khỏi hỗn hợp lỏng hoặc tách chất lỏng ra khỏi hỗn hợp rắn - lỏng.
Nguyên lý làm việc của máy lọc là nhờ bản lọc hay vật lọc. Khi cho khối chất lỏng chảy qua bản lọc thì tạp chất sẽ bám
trên bề mặt bản lọc, còn chất lỏng sẽ đi qua. Để thực hiện quá trình lọc điều kiện cần thiết là phải tạo ra sự chênh lệch áp
suất ở hai phía bản lọc, có thể là áp suất dư hoặc áp suất chân không. Nếu áp suất ở phía hỗn hợp lỏng đưa vào lớn hơn
áp suất khí quyển được gọi là máy lọc ép, nếu áp suất ở phía chất lỏng sạch chảy ra thấp hơn áp suất khí quyển được gọi
là máy lọc hút.
Về nguyên tắc cấu tạo bộ phận lọc thường là một số các bản lọc bằng vải, amiăng, gốm hay các tông có nhiều lỗ nhỏ,
được đặt trong các khung lọc. Chất lỏng được lưu thông qua các bản lọc nhờ áp lực của bơm đẩy hoặc hút. Dưới tác dụng của
sức nén chất lỏng sẽ thấm qua bản lọc chảy và tập trung vào bể chứa. Các tạp chất sẽ lưu lại trên bản lọc hình thành lớp bã và
được lấy ra theo chu kỳ hoặc liên tục. Thiết bị lọc cũng được chia ra thành 2 loại: thiết bị lọc liên tục và thiết bị lọc gián đoạn.
Máy ly tâm
Máy ly tâm được sử dụng phổ biến để làm sạch và phân ly hỗn hợp lỏng. Nguyên lý làm việc của máy là dựa vào
lực ly tâm khi cho khối chất lỏng quay trong trống phân ly. Do có sự khác nhau về khối lượng riêng của các thành phần
có trong hỗn hợp lỏng, dưới tác dụng của ly tâm các thành phần có khối lượng riêng lớn sẽ chuyển động ra xa phía trục
quay, các thành phần có khối lượng riêng nhỏ sẽ chuyển động về phía trục quay.
Dựa theo nguyên lý làm việc của máy ly tâm, kết hợp với nguyên lý làm việc của máy lắng và lọc mà các máy ly
tâm được phân ra hai loại : máy ly tâm lắng và máy ly tâm lọc.
Máy ly tâm lắng làm việc dựa việc dựa theo nguyên lý của máy lắng, nghĩa là dựa vào lực ly tâm và trọng lực. Loại
máy này được sử dụng để loại bỏ những phần tử pha rắn có kích thước nhỏ hoặc phân ly hai pha lỏng có khối lượng
riêng khác nhau trong công nghiệp sản xuất nước rau quả, dầu thực phẩm, chế biến sữa, Máy ly tâm lọc làm việc theo
nguyên lý của máy lọc, nghĩa là nhờ lực ly tâm ép pha lỏng thoát qua vật lọc. Loại máy này được sử dụng để tách các

phần tử pha rắn có kích thước lớn hoặc dùng để loại bỏ nước của pha rắn trong công nghiệp sản xuất tinh bột, đường,
Như vậy, sản phẩm sau khi qua máy ly tâm có thể là pha lỏng, tạp chất rắn bỏ đi hoặc sản phẩm là pha rắn, nước bỏ
đi hoặc hai pha lỏng có khối lượng riêng khác nhau.
Các máy ly tâm thường có cấu tạo chung gồm một hay hai trống (roto) dạng hình trụ hay hình côn, đặt thẳng đứng
quay với vận tốc cao, việc cấp liệu vào máy được thực hiện theo các đường ống dẫn kín hoặc hở, việc tháo bã được thực
hiện bằng thủ công hay cơ khí, có thể liên tục hoặc gián đoạn.
11
Câu 5. Tính toán thiết bị làm sạch và phân loại.
Lý thuyết tính toán máy làm sạch và phân loại vật liệu rời
Máy làm sạch và phân loại hạt
a) Máy sàng phẳng
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sàng
Lượng cung cấp riêng q là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình sàng. Lượng cung cấp riêng là
lượng sản phẩm đưa vào một đơn vị diện tích lưới sàng trong một đơn vị thời gian. Thường tính q theo kg/m
2
. Tăng
lượng cung cấp riêng, áp lực trên lưới sàng tăng nhưng đồng thời khả năng tiếp xúc giữa sản phẩm và mặt sàng giảm.
Kết quả là tỷ lệ lọt sàng sẽ thấp hơn, hiệu quả phân loại giảm. Còn nếu lượng cung cấp riêng quá nhỏ sẽ ảnh hưởng đến
năng suất máy.
Vận tốc tương đối của sản phẩm trên sàng: Sản phẩm chuyển động trên sàng là do chuyển động lắc của sàng gây ra.
Sàng lắc mạnh thì vận tốc tương đối của sản phẩm sẽ lớn, năng suất cao nhưng lượng hạt không lọt sàng nhiều, phân loại
kém chính xác. Thông thường bán kính lệch tâm của sàng thường lấy r = 45mm, số vòng quay của trục bánh lệch tâm
trong khoảng 180- 240 vòng/phút tuỳ theo từng kiểu sàng.
ảnh hưởng của hình dạng và kích thước lỗ lưới: Lỗ lưới có nhiều dạng: tròn, vuông, chữ nhật, sáu cạnh,…Tuỳ thuộc
vào độ lớn của vật liệu và năng suất của máy mà ta chọn hình dạng lỗ lưới. So với các dạng lỗ khác nhau thì lỗ tròn thu
được sản phẩm dưới lưới đồng đều hơn. Kích thước lớn nhất của cấu tử chui qua lỗ tròn thì bằng 80-85% so với lỗ vuông
có cùng kích thước. Để cho vật liệu chui qua lỗ lưới thì lấy kích thước lỗ lưới lớn hơn kích thước cục vật liệu.
ảnh hưởng của độ ẩm vật liệu: Độ ẩm vật lý (tức là độ ẩm bao bọc mặt ngoài của vật liệu có ảnh hưởng xấu đến quá
trình sàng) còn lượng ẩm nằm trong các mao quản, ẩm liên kết hoá học của vật liệu thì ít ảnh hưởng đến quá trình sàng.
Vật liệu đem sàng càng nhỏ, mịn thì độ ẩm bề mặt càng có ảnh hưởng nhiều đến quá trình sàng. ẩm bề mặt làm cho các

hạt vật liệu mịn dính kết lại với nhau thành các cục có kích thước lớn hơn, không những không chui lọt qua được lỗ sàng
mà còn làm bịt kín các lỗ sàng nên hiệu quả sàng giảm đi.
- Điều kiện chuyển động của hạt trên sàng
Trong thực tế sàng thường có các dạng chuyển động lắc dọc, lắc ngang, quay tròn lắc tròn và chấn động (rung) hoặc
có sự kết hợp rung với một trong các dạng chuyển động trên.
Sàng thường đặt nằm ngang hay nghiêng, chuyển động của sàng tạo nên chuyển động đặc trưng của hạt trên đó.
Việc chọn hình thức chuyển động của sàng trước hết cần yêu cầu của sản phẩm sàng. Ví dụ khi tạp chất có nhiều cỡ
kích thước hay cần phải phân loại hạt ra nhiều cỡ thì nên dùng sàng lắc có nhiều tầng có kích thước lỗ khác nhau. Khi
kích thước tạp chất và hạt cách xa nhau thì sàng quay tròn có nhiều ưu điểm.
Điều kiện thực hiện quá trình là hạt phải có sự di chuyển tương đối phù hợp với mặt sàng. Căn cứ theo phương dao
động của bộ phận dẫn động mà sàng có thể thực hiện dao động theo phương ngang hay phương nghiêng.
Hình 3.17. Sơ đồ bộ phận dẫn động thân sàng của các máy sàng
a) Lưới sàng nghiêng lắc dọc theo phương ngang; b) Lưới sàng ngang lắc dọc theo phương
nghiêng; c) Lưới sàng nghiêng lắc dọc theo phương nghiêng.
Các kết quả nghiên cứu đã xác định điều kiện chuyển động của hạt trên sàng:
Đối với sàng nghiêng dao động theo phương nghiêng. Sơ đồ tính toán trên hình 3.18.
12

Hình 3.18. Sơ đồ tính toán lực tác động lên hạt
Khi chuyển động theo mặt sàng, trên hạt có 3 thành phần lực tác dụng:
Lực quán tính:
Pqt =
a
g
G
(3.1)
Lực ma sát :
Fms = Gfcos
α
(3.2)

Trọng lực theo phương song song với mặt sàng:
P =Gsin
α
(3.3)
Điều kiện để hạt chuyển động theo sàng xuống dưới:

a
g
G
+Gsin
α
≥
fGcos
α
(3.4)
a
≥
g(fcos
α
-sin
α
) =
( )
ϕ
α−ϕ
cos
sing
( )
ϕ
α−ϕ

≥
π
cos
sing
900
Rn
22
nx
≥
30
ϕ
α−ϕ
cos
)sin(
R
(3.5)
nx- số vòng quay của tay quay ứng với lúc hạt chuyển động xuống phía dưới, vg/ph.
R- bán kính tay quay, m
α
- góc nghiêng của sàng, độ
ϕ
- góc ma sát của hạt với sàng, độ.
Khi sàng đổi chiều chuyển động lực quán tính Pqt

hướng lên trên và lực ma sát Fms hướng xuống dưới. Điều kiện
để hạt chuyển động trên mặt sàng lên phía trên là:

a
g
G

≥
Gsin
α
+ fGcos
α
(3.6)
a
≥
g(fcos
α
+ sin
α
)
Biến đổi tương tự ta có:
nl
≥
30
ϕ
α+ϕ
cos
)sin(
R
(3.7)
nl- số vòng quay của tay quay ứng với lúc hạt chuyển động lên phía trên, vg/ph.
Trong trường hợp này không có hiện tượng hạt nhẩy lên mặt sàng vì thành phần pháp tuyến của lực quán tính bằng
không.
13
N
G
Pqt

P
Fms
Tuy nhiên mỗi khi đổi chiều chuyển động do các lực Pqtn + P tác dụng ở trọng tâm hạt còn các lực ma sát tác dụng
ở tiếp điểm giữa hạt và mặt sàng nên làm cho hạt quay lên vị trí thẳng đứng (nét chấm trên hình vẽ). Đó là điều kiện cần
thiết để cho hạt lọt qua sàng lỗ tròn.
Đối với sàng nghiêng dao động theo phương ngang. Bằng cách tính toán tương tự ta xác định được:
Điều kiện để hạt chuyển động xuống phái dưới:
nx


≥
30
R
tg )(
αϕ
−
(3.8)
Điều kiện để hạt chuyển động lên phía trên:
nl
≥
30
R
tg )(
αϕ
+
(3.9)
Điều kiện để hạt nhảy lên mặt sàng:
nb
α
Rtg

30
≥
(3.10)
Đối với sàng nằm ngang dao động dọc theo đường thẳng nằm nghiêng:
Điều kiện để hạt chuyển động xuống phái dưới:
nx

≥
30
)sin(cos
ββ
fR
f
+
(3.11)
Điều kiện để hạt chuyển động lên phía trên:
nl

≥
30
)sin(cos
ββ
fR
f
−
(3.12)
Điều kiện để hạt nhảy lên mặt sàng:
nb

≥

30
β
sinR
f
(3.13)
nl, nx, nb- số vòng quay của tay quay ứng với lúc hạt trượt lên, trượt xuống và nhảy trên mặt sàng, vg/ph;
- Năng suất máy sàng phẳng:
Q = Q
1
+Q
2
(3.14)
Q
1
- L

ượng hạt không lọt qua sàng được xác định theo công thức:
Q
1
= 3600b h
γ
v (3.15)
γ
- khối lượng thể tích của lớp hạt trên sàng
h- chiều cao trung bình của lớp hạt trên sàng
v- vận tốc trung bình của hỗn hợp trên mặt sàng
Q
2
- lượng hạt lọt qua sàng được xác định theo công thức:
Q

2
=
t
MZ
1000
3600
=
t
MZ6,3
(3.16)
M- khối lượng của 1000 hạt lọt sàng,tấn
Z- số lỗ của mặt sàng
t- thời gian cần thiết để hạt lọt qua lỗ sàng, s
t =
g
∆2
∆
- chiều dày của mặt sàng, m
g- gia tốc trọng trường
- Công suất máy sàng
Công suất cần thiết cho sự chuyển động của sàng bao gồm công suất để khắc phục lực quán tính N
1
và lực ma sát N
2
:
N =
cc
bfQlmRan
NN
η

α
η
cos
22
21
+Σ
=
+
(3.17)
14
n- số vòng quay của trục tay quay hay bánh lệch tâm, v/ph
R- bán kính tay quay hay bánh lệch tâm, m
Σ
m- khối lượng phần chuyển động gồm có vật liệu và sàng
f- hệ số ma sát của vật liệu khi chuyển liệu trên lưới sàng
Q- năng suất máy
l- chiều dài sàng, m
α
- góc nghiêng của sàng, độ
a,b- các hệ số; a = 4,47.10
-7
, b = 3,71.10
-3
.
c
η
- hiệu suất truyền động.
b) Máy sàng trụ
- Chuyển động của hạt trên sàng
Chuyển động của hạt trên các sàng khá phức tạp, ở đây chúng ta xét hạt chuyển động trên sàng lục lăng (hình 3.19).

Hình 3.19. Sơ đồ tính toán sàng quay
Khi sàng quay quanh trục tâm O với tốc độ quay n trên hạt phát sinh ra lực ly tâm Flt theo phương pháp tuyến có
chiều hướng ra ngoài:
Flt =
a
g
G
(3.18)
Trọng lực G được phân ra hai thành phần: N = Gcos
α
theo phương vuông góc với mặt sàng và P = G sin
α
theo
phương song song với mặt sàng, đông thời tại vị trí tiếp xúc giữa hạt với mặt sàng xuất hiện lực ma sát Fms có chiều
ngược với lực P:
Fms = f(Gcos
α
+
a
g
G
) (3.19)
f- hệ số ma sát giữa hạt với sàng,
f = tgf

ϕ
- góc ma sát của hạt với sàng.
a- gia tốc ly tâm:
a =

900
22
Rn
π

α
- góc nâng của hạt trên sàng;
n- số vòng quay của sàng, vg/ph;
R- bán kính của sàng, m.
Như vậy, theo phương pháp tuyến với mặt sàng có hai lực Flt và N, theo phương tiếp tuyến với mặt sàng có hai lực
Fms và P.
Điều kiện để hạt chuyển động trên sàng để thực hiện quá trình sàng:
Gsin
α

≥
f(Gcos
α
+
a
g
G
) (3.20)
15
R
G
O
P
Pqt
Fms

N
sin
α

≥
f(cos
α
+
a
g
G
) = f(cos
α
+
900
2
Rn
)
Từ đó ta rút ra:
n
≤
30
fR
fsosα−αsin
(3.21)
Hay:
n
≤
30
( )

ϕ
ϕ−α
sin
sin
R

Để thoả mãn điều kiện làm việc của sàng, thường xác định hiệu số
α
-
ϕ
= 10
oC
Khi đó:
n = 30
ϕ
sin
173,0
R
(3.22)
- Công suất sàng quay
Công suất cần thiết N của sàng quay
N = N
1
+ N
2
+ N
3
(3.23)
N
1

- công suất để nâng vật liệu lên một góc
α
N
1
=
1000.30
sin
απ
RnG
(3.24)
N
2
- công suất để khắc phục lực ma sat của hạt với mặt sàng
N
2
=
1000.30
RnGf
π
(cos
α
+
900
2
Rn
) (3.25)
N
3
- công suất để thắng ma sát ở các gối đỡ.
c) Máy quạt

Nếu trong dòng không khí thẳng đứng có một số hạt cần phân loại thì trên mỗi hạt sẽ chịu tác dụng của trọng lực G
và lực cản của môi trường R (hình 3.20).
Hình 3.20. Sơ đồ tác dụng của dòng khí lên hạt
Trong những điều kiện đã cho thì các lực đó có phương thẳng đứng và chiều ngược nhau. Mỗi một hạt sẽ chuyển
động theo chiều khác nhau tuỳ thuộc vào trị số của lực cản R và trọng lực G.
Nếu R > G thì hạt chuyển động xuống dưới, nếu R < G hạt chuyển động lên phía trên và R = G hạt ở trạng thái lơ
lửng.
Như vậy sẽ xảy ra sự phân riêng của hỗn hợp hạt, tức là quá trình phân loại được thực hiên.
Để xác định khả năng phân loại sản phẩm theo tính chất khí động ta cần phải xác định được các trị số của các lực
tác dụng lên hạt trong dòng khí.
Trọng lực G xác định theo công thức:
16
G = mg (3.26)
Sức cản của môi trường R được tính theo công thức:
R = K
k
γ
Fm(vk - vh)
2
(3.27)
m- khối lượng của hạt, kg;
g- gia tốc trọng trường, m/s
2
;
k
γ
- khối lượng riêng của không khí, kg/m
3
;
vk- tốc độ dòng khí, m/s

vh- tốc độ chuyển động của hạt vật liệu, m/s
Fm- diện tích mặt cắt ngang của hạt, tức là hình chiếu của hạt trên mặt phẳng vuông góc với với véc tơ vận
tốc tương đối của dòng không khí vk -vh.
k- hệ số sức cản khí động, phụ thuộc chủ yếu vào hình dạng hạt, trạng thái bề mặt của hạt (độ nhẵn và độ
lồi lõm), vị trí của vật thể đối với hướng của dòng không khí và tính chất của dòng khí. Trị số k được xác định bằng thực
nghiệm nếu biết tiết diện ngang của hạt Fm.
Nếu hạt lơ lửng trong dòng khí thì tốc độ của nó bằng 0 và trọng lực G được cân bằng với lực cản của môi trường,
khi đó:
R = k
2
thmk
vFγ
= G (3.28)
vth - tốc độ tới hạn của hạt, m/s.
Từ phương trình này ta tìm được:
vth

=
mk
Fk
G
γ
(3.29)
Như vậy, mỗi loại hạt hay tạp chất đều có thể có tốc độ tới hạn khác nhau khi ở trong dòng khí. Khi dòng khí có tốc
độ vk thổi từ dưới lên sẽ sảy ra 3 trường hợp:
- Nếu hạt hay tạp chất có vth< vk sẽ bay theo không khí;
- Nếu hạt hay tạp chất có vth = vk sẽ ở trạng thái lơ lửng;
- Nếu hạt hay tạp chất có vth> vk sẽ rơi xuống dưới.
Như vậy, bằng cách điều chỉnh tốc độ dòng khí thích hợp có thể phân chia và tách ra thành phần tạp chất và loại hạt
khác nhau.

Máy làm sạch và phân loại củ quả
a) Máy rửa kiểu trống
- Chuyển động của củ quả trong trống rửa
Khi trống quay, do ma sát của củ quả vào bề mặt trống và lực ly tâm ép củ quả vào thành trống củ quả được nâng
lên tới độ cao ở điểm A. Dưới tác dụng của trọng lực, củ quả rời ra và rơi xuống điểm B (hình 3.21). Ngoài ra khi trống
quay, củ quả còn di chuyển dọc trống từ máng chất tới máng thu do chất liên tục và múc liên tục. Quá trình chuyển động
của củ quả trong trống là chuyển động phức tạp. Dưới tác dụng của lực ly tâm và lực ma sát, củ quả chuyển động theo
các đường 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, Dưới tác dụng của sự trượt do góc thoải tự nhiên của khối củ quả khi chất đống, củ quả
chuyển động dọc theo trống theo các đoạn đường 2-3, 4-5, 6-7, Nhờ tác dụng của quá trình chuyển động trên mà củ
quả được xáo trộn và rửa sạch.
Hình 3.21. Sơ đồ chuyển động của củ quả trong trống rửa
- Số vòng quay giới hạn của trống rửa
Số vòng quay giới hạn của trống được tính toán sao cho đảm bảo được điều kiện là : khi củ quả được nâng lên theo
17
thành trống vẫn kịp tách rời khỏi thành trống mà rơi xuống, cùng lắm thì cũng cho phép lên tới điểm C là phải rơi xuống.
Nếu gọi F là lực ly tâm của củ quả khi trống quay, G là trọng lực của củ quả. Số vòng quay giới hạn của trống được
xác định bằng điều kiện cân bằng giữa hai lực trên :
F = G (3.32)
ma = mg
a = g
g
900
Rn
22
=
π
m- khối lượng của mỗi củ quả;
g- gia tốc trọng trường, m/s
2
;

a- gia tốc ly tâm, m/s
2
;
n- số vòng quay của trống, v/ph;
R- bán kính trống, m.
Từ công thức (3.24), ta xác định được số vòng quay giới hạn của trống rửa :
ngh ≈
R
30
(3.33)
Số vòng quay tính toán của trống nt = (0,5 ÷ 0,7) ngh
- Vận tốc di chuyển của củ quả dọc trống
θ−
θ
ω
=
2
d
tg1
tg
h
v sin
, m/s (3.34)
ω- vận tốc góc của trống, 1/s;
h- bề dày trung bình của lớp củ quả trong trống, m;
θ- góc nghiêng tự nhiên của khối củ quả, θ = 28 ÷ 35
o
.
- Năng suất máy rửa kiểu trống
Q

= 60qnt (3.35)
nt- số vòng quay tính toán của trống, v/ph;
q - khối lượng củ quả do gáo múc ra trong mỗi vòng quay của trống, tấn;
q = Vgϕγz
Vg - thể tích củ quả do một gáo múc ra, m
3

;
ϕ - hệ số chứa của gáo;
γ - khối lượng thể tích, tấn/m
3
;
z - số gáo múc.
- Công suất máy rửa kiểu trống:
t
1000
M
N
η
ω
=
, kW (3.36)
M - mô men cản của trống, Nm;
ω - vận tốc góc của trống, 1/s;
η
c
- hiệu suất truyền động.
b) Máy rửa kiểu vít chuyền
- Năng suất máy rửa kiểu vít:

( )
nCS
4
dD
60Q
22
γϕ
−
π=
, tấn/h (3.37)
D - đường kính ống bao, m;
d - đường kính trục vít, m;
S - bước vít xoắn, m;
γ- khối lượng thể tích của củ quả, tấn/m
3
;
ϕ - hệ số chứa của củ quả ở mỗi vòng xoắn;
n - số vòng quay của vít, v/ph;
C - hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng của vít so với mặt phẳng nằm ngang.
- Chiều dài vít
Chiều dài vít L được chọn theo điều kiện sao cho thời gian ngâm củ quả trong máy là t > 1 phút thì mới đảm bảo
18
được độ sạch. Do đó, nếu biết t, n, S ta xác định được L theo công thức :
L = tnS, m. (3.38)
Câu 6: Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo của máy cắt thái rau cỏ và củ
quả
a) Máy thái rau cỏ
Máy thái rau cỏ thướng có nguyên lý làm việc của “dao cầu thái thuốc”, nghĩa là quá trình cắt tháI được thực hiện
bằng một lưỡi dao chuyển động quay và một lưỡi dao cố định (tấm kê) đồng thời vật thái được đưa vào cho dao thái
(hình 5.1a). Như vậy, về nguyên lý cấu tạo, máy thái rau cỏ gồm:

- Bộ phận cung cấp gồm cặp trục cuốn 4 kết hợp với băng chuyền 5 để nén và đưa rau cỏ vào bộ phận thái.
- Bộ phận thái gồm một số dao thái 1 (thường chuyển động quay) và một tấm kê 2. Dao thái được lắp vào đĩa hay
cánh lắp dao 3 đối với dao thẳng và dao cong (hình 5.1b) hoặc lắp vào trống lắp dao 6 với dao dạng xoắn (hình 5.1c).

Hình 5.1. Sơ đồ các bộ phận thái rau cỏ
a) sơ đồ máy; b) bộ phận thái kiểu đĩa, c) bộ phận thái kiểu trống
1- băng chuyền; 2- trục cuốn; 3- tấm kê; 4- dao thái
Ngoài ra máy có trang bị dây chuyền thu sản phẩm thái, bộ phận động lực, bộ phận truyền động và khung. Việc điều
chỉnh độ dài đoạn thái được thực hiện bằng hai cách: hoặc thay đổi số dao lắp trên đĩa hay trống hoặc thay đổi vận tốc
đưa rau cỏ vào bộ phận thái. Muốn có độ dài đoạn thái ngắn ta có thể giảm vận tốc đưa rau hoặc lắp tăng thêm số dao,
muốn có độ dài đoạn thái dài hơn thì làm ngược lại. Ngoài ra cần phải giải quyết vấn đề điều chỉnh khe hở giữa lưỡi dao
và tấm kê khoảng 0,5÷1mm để thái được gọn và dễ. Dao tháI rau cỏ có cạnh sắc dạng lưỡi thẳng, lưỡi cong
b) máy thái củ quả
Các máy thái củ quả thường theo nguyên lý làm việc của dao “bào gỗ” nghĩa là lưỡi dao được lắp ở khe thủng của
thân đĩa hay trống lắp dao sẽ cắt nạo vật tháI đang tự vào mặt thân đĩa hay trống lắp dao đó thành những lát thái (dày
mỏng tuỳ theo độ nhô của lưỡi dao so với mặt đĩa hay trống lắp dao). Lát thái sẽ trượt trên mặt dao chui qua khe thủng
mà thoát ra phía mặt kia của thân đĩa hay trống lắp dao (hình 5.2). Như vậy, về nguên lý cấu tạo, máy tháI củ quả thường
có các bộ phận chính như sau:
Bộ phận thái gồm một số lưỡi dao 1 được lắp trên đĩa 2 hay trống 4 ở những khe thủng (để lát thái chui qua). Muốn
có lát thái có độ dày mỏng khác nhau người ta có thể điều chỉnh độ nhô của dao so với mặt điã hay trống Để thái thành
những lát rộng bản dao tháI có dạng lưỡi thẳng liền. Để thái thành những lát thái hẹp dao thái có dạng lưỡi răng lược.
Hai lưỡi dao răng lược liên tiếp nhau được bố trí xen kẽ nhau sao cho phần có cạnh sắc của lưỡi dao này trùng với phần
không có cạnh sắc của lưỡi dao kia. Như vậy, sau một vòng quay của đĩa cứ hai dao mới cắt hết một lớp vật thái, do đó
số dao lắp trên điã phải chẵn.
Bộ phận cấp liệu là một thùng đựng củ quả 3, thành thùng có độ nghiêng nhất định để củ quả tự cung cấp vào bộ
phận thái nhờ trọng lượng bản thân. Thành tiếp giáp với đĩa hay trống có một khoảng diện tích hở để củ quả tiếp xúc với
mặt đĩa và được lưỡi dao nạo thành lát.
Bộ phận động lực có thể là động cơ hoặc quay tay, đạp chân, bộ phận truyền động có thể là truyền động đai hoặc
bánh răng.
19

a) b)
Hình 5.2. Sơ đồ cấu tạo bộ phận thái củ quả
a) bộ phận thái kiểu đĩa; b) bộ phận thái kiểu trống
Ưu điểm: làm việc bền vững, năng xuất cao, cấu tạo đơn giản dễ sử dụng, điều chỉnh bề dày lát thái thuận tiện
Nhược điểm: lát thái còn bị vụn do củ quả bị xoay khi thái độ tự ép của lớp củ quả chưa đủ giữ chặt cho củ quả khỏi
bị xoay trượt đi. Trường hợp dao lưỡi răng lược thì thái ra nhiều mảnh vụn gây tăng chi phí năng lượng giảm năng xuất
so với thái bằng lưỡi dao thẳng liền.
Máy thái củ quả kiểu li tâm theo nguyên lý là củ quả xoay theo mâm 1, do lực ly tâm văng ra tựa sát vào thành thùng
chứa củ quả 3 gặp lưỡi dao 2 lắp ở khe thủng của thành thùng sẽ được nạo thành lát lọt ra ngoài thành thùng (hình 5.3).
Kiểu ly tâm này nói chung có nhược điểm lát thái kém đều, mức tiêu thụ năng lượng riêng cao.
Hình 5.3. Sơ đồ bộ phận thái củ quả kiểu ly tâm
20
Câu 7: Xác dịnhđiều kiện trượt của lưỡi dao lên vật thái
e) Điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật liệu
Khi đường trượt của lưỡi dao trên vật thái hay của vật thái trên lưỡi dao càng dài thì lực cản cắt càng giảm. Để thể
hiện hiện tượng trượt nói chung của lưỡi dao trên lớp vật thái, ta hãy vẽ và phân tích vận tốc v của một điểm M ở trên
cạnh sắc lưỡi dao cong AB khi tác động vào lớp vật thái (hình 5.17).
Hình 5.17. Vận tốc của điểm M trên cạnh sắc lưỡi dao
Vận tốc v có thể phân tích làm 2 thành phần: thành phần vận tốc pháp tuyến v
n
(vuông góc với lưỡi dao) và thành
phần vận tốc tiếp tuyến vt (theo cạnh sắc lưỡi dao). Vận tốc pháp tuyến v
n
chính là vận tốc của dao thái gập sâu vào vật
thái gây nên tác động cắt thái. Vận tốc tiếp tuyến vt gây nên chuyển động trượt tương đối của lưỡi dao trên vật thái.
Theo định nghĩa của Gơriatskin, góc hợp bởi vận tốc v với thành phần pháp tuyến vn gọi là góc trượt τ, tỷ số giữa
trị số vận tốc tiếp tuyến vt và vận tốc pháp tuyến v
n
gọi là hệ số trượt ε:
τ==ε tg

V
V
n
t
Theo thực nghiệm, Gơriatskin đã chứng minh rằng lực cắt thái bắt đầu giảm nhiều ứng với trị số góc trượt nhất định
của dao. Theo thí nghiệm của Viện sĩ Ziablov V.A, lực cắt thái sẽ giảm nhiều với góc trượt τ ≥ 30
0
. Như vậy có nghĩa là
hiện cắt của dao đối với vật thái sẽ có một điều kiện chung để phát huy thật sự mạnh mẽ tác dụng cắt trượt, để giảm lực
cắt thái được nhiều hơn.
Phát triển các lý luận nghiên cứu về cắt thái của Gơriatskin V.P, viện sĩ Giưligốpski V.A đã phân tích bản chất vật lý
và đi đến xác định điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật thái như sau:
Xét các lực tác động giữa lưỡi dao với vật thái (hình 5.18).
21
Hình 5.18. Phân tích các lực tác động giữa lưỡi dao và vật thái
a) các lực do rau tác động vào dao; b) các lực do dao tác động vào rau với góc τ ≥ ϕ’; c) các lực do dao tác động vào rau
với góc τ > ϕ’
Khi cắt thái chặt bổ, góc trượt τ = 0 thì lực tác động giữa lưỡi dao với vật thái chỉ có một lực pháp tuyến cắt thái
(thẳng góc với lưỡi dao) theo phương vận tốc của lưỡi dao.
Trường hợp chúng ta cần nghiên cứu là góc trượt τ ≠ 0. Để đơn giản ta xét một lưỡi dao thẳng AB quay quanh một
tâm quay O và cách tâm quay một đoạn r. Để dễ phân tích, chúng ta sẽ vẽ tách riêng và xét các lực do vật thái (cuộng rau
chẳng hạn) tác động vào dao thái (hình 5.18a) và các lực do dao tác động vào vật thái (hình 5.183b,c).
Trước hết, khi lưỡi dao tác động vào cuộng rau thì ở chỗ tiếp xúc M sẽ sinh ra lực pháp tuyến chống đỡ ngược chiều
theo nguyên lý “lực và phản lực”. Ở hình 5.18a, cuộng rau tác động vào lưỡi dao ở điểm M
d
với lực pháp tuyến N, còn ở
hình 5.18b,c thì lưỡi dao tác động vào cuộng rau ở điểm Mr với lực pháp tuyến N = N’ nhưng ngược chiều. Vì phương
chuyển động của điểm Md ở lưỡi dao (theo véc tơ vận tốc v) không trùng với phương pháp tuyến (vì τ ≠ 0), cho nên lực
pháp tuyến N’ có thể phân tích thành hai thành phần: lực P’ theo phương vận tốc chuyển động v, và T’ theo phương của
lưỡi dao AB. Ở đây, ta thấy rằng lực T’ này có xu hướng làm cho điểm Md

của lưỡi dao trượt trên cuộng rau xuống phía
dưới, khi đó sẽ xuất hiện lực ma sát F’ giữa lưỡi dao và cuộng rau hướng lên phía trên cản lại hiện tương đó, với trị số F’
= T’. Cũng xét như vậy theo hình 3b và 3c thì lực pháp tuyến N do lưỡi dao tác động vào điểm Mr của cuộng rau cũng
có thể phân tích thành hai thành phần: lực P theo phương vận tốc v và lực T theo phương của lưỡi dao AB. Ở đây, đối
với cuộng rau, lực T có xu hướng làm cho điểm Mr của cuộng rau trượt theo lưỡi dao lên phía trên và cũng xuất hiện lực
ma sát F giữa lưỡi dao và cuộng rau hướng xuống phía dưới, cản lại hiện tượng trượt đó với trị số F = T.
Trên hình vẽ chúng ta thấy rằng góc trượt τ càng lớn thì lực T (hay T’) càng tăng, đồng thời lực ma sát F (hay F’)
cũng vẫn có khả năng tăng theo, bằng T, khiến cho điểm Mr của cuộng rau không thể trượt theo lưỡi dao được. Nghĩa là,
mặc dù cắt thái với góc trượt τ ≠ 0, nhưng hai điểm Mr của rau và Md của dao vẫn không tách rời nhau. Trái lại, trong
quá trình thái, điểm Md của dao vẫn cứ bám chặt lấy điểm Mr

của rau mà nén xuống với lực tác động P cho đến khi cắt
đứt (tuy lúc này

ở Mr của rau có ba lực tác động P, T và F, nhưng F = T và hợp lực của chúng là lực P).
Khi T tăng thì F sẽ tăng theo nhưng F chỉ tăng tới trị số lực ma sát cực đại Fmax (theo khái niệm về lực ma sát và
góc ma sát). Trị số Fmax = Ntgϕ’ = N.f’, trong đó ϕ’ là góc ma sát giữa lưỡi dao và vật thái, f’ = tgϕ’ là hệ số ma sát.
Điều đặc biệt chú ý là trong trường hợp ma sát giữa lưỡi dao và vật thái này (coi như ma sát giữa đường thẳng và bề mặt)
thì ϕ’ (hay f’) không cố định như các trường hợp ma sát thông thường giữa bề mặt với bề mặt mà có thay đổi trị số ít
nhiều. Vì vậy, để phân biệt hiện tượng ma sát của lưỡi dao với vật thái, Gơriatskin gọi góc ϕ’ là góc cắt trượt và f’ là hệ
số cắt trượt.
Vậy khi τ tăng thì T và F tăng lên trong giới hạn T = F < Fmax nghĩa là khi τ < ϕ’ thì quá trình cắt thái chưa có hiện
tượng “trượt tương đối” giữa các điểm của lưỡi dao tiếp xúc với các của cuộng rau (vì bị hiện tượng ma sát chống lại).
Nhưng khi τ tăng lên nữa (hình 4c) thì T tiếp tục tăng, trong lúc đó lực ma sát chỉ tăng tới trị số Fmax là không tăng
được nữa, nghĩa là T> Fmax (hay τ > ϕ’), thì hiệu số lực T - Fmax sẽ có xu hướng làm cho Mr của rau trượt đi, rời điểm
Md của dao lên phía trên, ngược lại, điểm Md của dao trượt đi, rời điểm Mr của rau xuống phía dưới, bây giờ mới bắt
đầu có hiện tượng “trượt tương đối” giữa dao và rau. Khi đó quá trình cắt thái mới thực sự có trượt, dao mới phát huy
được khả năng “cưa” cuộng rau bằng những lưỡi răng cưa rất nhỏ và lực cắt thái mới giảm được nhiều. Lúc này hợp lực
của ba lực P, T và Fmax do dao tác động vào rau, không phải là lực P mà luôn luôn là lực R, nghĩa là dù τ lớn bao nhiêu

đi nữa, dao cũng tác động vào rau bằng lực tổng hợp R mà thôi.
Tóm lại, qua việc phân tích trên, Giưligốpski đã đề xuất ra ba trường hợp của quá trình cắt thái bằng lưỡi dao như
sau:
- Trường hợp góc trượt τ = 0, quá trình cắt thái chặt bổ, chỉ có lực pháp tuyến và không có lực tiếp tuyến.
- Trường hợp góc trượt τ < ϕ’ quá trình cắt thái vẫn chưa có trượt, tuy nhiên có cả lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến
(nhưng lực tiếp tuyến này chưa gây được hiện tượng trượt vì ma sát).
- Trường hợp góc trượt τ > ϕ’ quá trình cắt thái có trượt tương đối giữa dao và vật thái, do tác dụng của lực tiếp
tuyến đủ lớn thắng được hiện tượng ma sát.
22
Câu 8: Xác dịnh điều kiện kẹp của vật thái giữa lưỡi dao và tấm kê
f) Quan hệ giữa dao thái tấm kê thái
- Khe hở

giữa cạnh sắc của lưỡi dao và cạnh sắc của tấm kê
Thực nghiệm đã cho ta thấy ảnh hưởng thể hiện bằng sự phụ thuộc của công suất cắt N với khe hở  (hình 5.19). Trị
số  có một giới hạn thích hợp để đảm bảo cho N tương đối nhỏ.
Hình 5.19. Đồ thị phụ thuộc của

với N
Vật thái càng mảnh thì khe hở  càng nhỏ, vì nếu không, lưỡi dao có thể bẻ gập thân vật thái xuống lọt vào khe hở và
kéo đứt nó, giảm chất lượng cắt. Nhưng  cũng không thể nhỏ quá được, vì đĩa lắp dao và gối đỡ đều có độ dịch chuyển
dọc trục cho phép, nếu độ dịch chuyển vượt quá giới hạn lưỡi dao có thể va vào tấm kê gây hư hỏng máy.
Ngoài ra, ở trống lắp dao quay với số vòng lớn, do lực ly tâm, dao cũng có độ võng ra phia ngoài. Đối với máy thái
rau cỏ,  không quá 0,5 mm thì thái mới tốt. Trường hợp dao kiểu trống quay với vận tốc lớn thì  = 1÷4 mm.
- Góc kẹp χ và điều kiện kẹp vật thái giữa cạnh sắc lưỡi dao và cạnh sắc tấm kê
Đây là một yếu tố ảnh hưởng trong trường hợp cắt thái kiểu “kéo cắt”, có một cạnh sắc lưỡi dao nữa (ở đây là cạnh
sắc tấm kê) cùng phối hợp kẹp và cắt vật thái. Góc BAC hợp bởi cạnh sắc lưỡi dao AC và cạnh sắc tấm kê AB nói chung
là góc mở χ.
Khi góc mở lớn hai cạnh sắc không kẹp giữ yên được vật thái mà có tác động đẩy nó ra, khó cắt thái được. Với một
trị số góc mở nhỏ hơn đủ để hai cạnh sắc kẹp giỡ yên được vật thái để cắt được nó thì góc mở đó được gọi là góc kẹp χ.

Giá trị góc kẹp χ phải được bảo đảm khi thiết kế bộ phận dao thái có tấm kê và là điều kiện để dao và tấm kê kẹp được
vật thái.
Ta có thể xác định được điều kiện kẹp như sau: Xét vị trí cạnh sắc AC của lưỡi dao và cạnh sắc AB của tấm kê đang
kẹp vật thái với giả thiết vật thái là hình tròn tâm O (hình 5.20).
23
Hình 5.20. Góc kẹp và điều kiện kẹp
Góc BAC là góc kẹp, ký hiệu là χ. Lực N được phân tích thành hai thành phần: S theo hướng vuông góc với đường
phân giác AO của góc kẹp χ và T theo hướng cạnh sắc AC. Lực N’ cũng được phân tích tương tự thành S’ theo hướng
vuông góc với phân giác AO và T’ theo hướng cạnh sắc AB. Các thành phần S, S’ không làm cho vật thái chuyển động
nhưng T và T’ thì có xu hướng đẩy vật thái ra ngoài. Đồng thời các lực N và N’ gây ra các lực ma sát F và F’ tại các tiếp
điểm M và M’ để chống lại các thành phần lực T và T’. Lực tổng hợp, do lưỡi dao tác động vào vật thái là R, do tấm kê
tác động vào vật thái là R’. Theo sơ đồ ta có:
Góc NMR = ϕ
1
’ và góc N’M’R’ = ϕ
2
’
ϕ
1
’ và ϕ
2
’ là góc ma sát giữa vật thái với cạnh sắc lưỡi dao và cạnh sắc tấm kê.
T = Ntg
2
χ
và T’ = N’tg
2
χ
(5.6)
F = Ntgϕ

1
’ và F’ = N’tgϕ
2
’ (5.7)
Đó là các trị số ma sát cực đại. Ta rất dễ nhận thấy rằng:
Khi T > F và T’ > F’ (F và F’ đạt trị số cực đại), nghĩa là khi:
Ntg
2
χ
> Ntgϕ
1
’
2
χ
> ϕ
1
’ (5.8)
N’tg
2
χ
> N’tgϕ
2
’
2
χ
> ϕ
2
’ (5.9)
Tức là χ > ϕ
1

’ + ϕ
1
’ thì các lực ma sát cực đại F và F’ không chống nổi các thành phần lực T và T’ đẩy vật thái bị
đẩy ra phía ngoài, vật thái không được kẹp yên, khi đó dao thái không tốt hoặc không thái được.
Khi T = F và T’ = F’ nghĩa là χ = ϕ
1
’ + ϕ
2
’ thì các lực ma sát F và F’ đủ cản các lực T và T’ và vật thái được kẹp
yên.
Khi T < F và T’ < F’ nghĩa là χ < ϕ
1
’ + ϕ
2
’ thì các lực ma sát thực tế không đạt được trị số cực đại F và F’ nữa, mà
chỉ đạt tới trị số cân bằng với các lực T và T’ đủ để chống lại hiện tượng đẩy vật thái ra ngoài. Như vậy, vật thái càng
được kẹp chặt hơn.
Tóm lại điều kiện kẹp vật thái giữa cạnh sắc lưỡi dao và cạnh sắc tấm kê là góc kẹp χ < ϕ
1
’ + ϕ
2
’. Đối với kiểu dao
đĩa χ = 40÷5
0
, dao trống χ = 20÷30
0
.
Nếu một trong hai góc cắt trượt ϕ
1
’ và ϕ

2
’có trị số nhỏ nhất, gọi là ϕ’
min
thì theo Viện sĩ Xablikôv, điều kiện kẹp
hoàn toàn là χ<2ϕ’
min.
, nếu ϕ
1
’=ϕ
2
’=ϕ’ thì điều kiện kẹp là χ<2ϕ’, nếu ϕ
1
’<
2
χ
< ϕ
2
’, nghĩa là 2ϕ
1
’<χ<2ϕ
2
’ thì xảy ra
hiện tượng vật thái bị xoay tròn tại chỗ và cắt thái cũng khó.
Ta cũng cần chú ý rằng trong trường hợp χ > ϕ
1
’ + ϕ
2
’ thì vật thái bị đẩy ra ngoài cho tới khi góc kẹp χ giảm xuống
tới trị số χ = ϕ
1

’+ϕ
2
’ lại bảo đảm điều kiện kẹp.
24
Câu 9: Xác dịnh năng lượng cắt thái
a) Năng lượng cắt thái
Để xác định năng lượng cắt thái trước hết ta cần giả thiết rằng nhờ có các trục cuốn ép vật thái trước(ở các máy thái
rau cỏ rơm đều có các cặp trục cuốn) nên có thể bỏ qua phần năng lượng nén ép do lưỡi dao tác động vào vật thái trước
khi cắt đứt. Ngoài ra, ta cũng chỉ xét và tính toán trường hợp cắt thái có trượt (τ > ϕ’).
Để tính toán trong điều kiện đơn giản nhất, ta xét dao AB cách tâm 0 một đoạn p (hình 5.22). Mô men cắt thái được
tính theo công thức:
Mct = Nrcosτ+ F’rsinτ (5.10)
τ - góc trượt hợp bởi hai vận tốc v và vn, đồng thời τ cũng bằng góc 0CA;
rcosτ và rsinτ - hai cánh đòn của hai lực N và F’.
Hình 5.22. Sơ đồ tính năng lượng cắt thái.
Ta lại có:
N
F'
= tgϕ’ = f’ là hệ số cắt trượt. Do đó, đặt Nrcosτ làm thừa số chung, đồng thời thay thế trị số F’ = N
tgϕ’ = Nf’ và sinτ/cosτ = tgτ, phương trình (5.10) sẽ thành:
Mct = Nrcosτ (1 + f’tgτ) (5.11)
Ngoài ra, ở trên ta đã biết: N = q∆ S
Thay vào phương trình (5.11) ta sẽ được công thức chung tính mô men cản cắt thái:
Mct = q∆ Srcosτ (1 + f’tgτ) (5.12)
Công suất cắt thái có thể tính bằng tích Mct, trong đó ω là vận tốc góc, tức là ω =
dt
d
θ
(θ - góc quay của dao; t -
thời gian quay). Vậy công suất cắt thái bằng:

Mct.ω = q∆S rωcosτ (1 + f’tgτ)
= q∆Sr
dt
d
θ
.cosτ (1 + f’tgτ) (5.13)
Theo hình 5.23 ta thấy hình tứ giác ABCD có thể coi là một hình bình hành và diện tích của nó được tính như sau:
dF = ∆Srdθcosτ
dF - độ tăng vi phân của diện tích được thái. Do đó, thay thế trị số này vào phương trình (5.13) ta có:
Mctω = q
dt
dF
(1+ f’tgτ) (5.14)
Người ta gọi hệ số (1 + f’tgτ) là hệ số đặc tính của dao thái.

25