Chương 4 Thiết bị xay xát

Chương 4
THIẾT BỊ XAY XÁT VÀ ĐÁNH BÓNG HẠT
4.1 MÁY XAY
4.1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và phân loại máy xay
a) Nhiệm vụ
Máy xay có nhiệm vụ loại bỏ vỏ ra khỏi hạt trước khi đưa vào chế biến nhằm nâng cao
chất lượng sản phẩm vì đã loại bỏ được phần vỏ có giá trị dinh dưỡng thấp và tạo điều kiện
cho các quá trình chế biến tiếp theo.
b) Yêu cầu kỹ thuật
- Hiệu suất bóc vỏ cao, thường bóc lần 1 đạt hiệu suất bóc vỏ 80 ÷ 90%
- Tỷ lệ gẫy, vỡ, dập nát thấp;
- Có thể bóc vỏ được nhiều loại nông sản.
c) Phân loại
- Theo loại nguyên liệu đưa vào bóc vỏ: máy bóc vỏ hạt, máy bóc vỏ củ, máy bóc vỏ
quả.
- Theo nguyên tắc làm việc: máy bóc vỏ kiểu va đập, máy bóc vỏ kiểu ma sát, máy bóc
vỏ kiểu nén ép và dịch trượt, máy bóc vỏ kiểu phối hợp.
- Theo cấu tạo của bộ phận bóc vỏ: máy bóc vỏ kiểu cánh đập, máy bóc vỏ kiểu đĩa,
máy bóc vỏ kiểu trục, máy bóc vỏ kiểu băng, máy bóc vỏ kiểu lưỡi dao,
4.1.2. Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo
Các máy xay thường làm việc theo nguyên lý tác động lực cơ học vào vật liệu. Dưới
tác dụng riêng rẽ hoặc đồng thời của các lực va đập, ma sát và dịch trượt mà lực liên kết
giữa vỏ quả và nhân bị phá huỷ, vỏ tách ra khỏi nhân.
Về kết cấu máy xay gồm có hai bộ phận chính: bộ phận xay và bộ phận phân ly vỏ.
a) Bộ phận xay
Căn cứ theo nguyên lý tác dụng của lực, bộ phận xay có các dạng trên hình 4.1.
- Theo nguyên lý va đập (hình 4.1a), lực bóc vỏ được sinh ra do hạt chuyển động va
đập nhiều lần lên bề mặt cứng (máy xay kiểu đĩa văng ly tâm) hoặc bộ phận làm việc của
máy chuyển động va đập nhiều lần vào hạt (máy xay kiểu cánh đập), nhờ đó vỏ hạt bị nứt
vỡ và tách ra khỏi nhân. Loại máy xay này thường có năng suất cao nhưng dễ làm gẫy vỡ
hạt, được sử dụng phổ biến để bóc vỏ những loại hạt có vỏ không bám chắc vào nhân như:

lạc, hướng dương,
- Theo nguyên lý ma sát (hình 4.1b), lực bóc vỏ là lực ma sát được sinh ra do áp lực
nén ép giữa bộ phận làm việc với hạt hoặc giữa hạt với hạt. Nguyên lý này được áp dụng
trong các máy xay kiểu hai đĩa chuyển động với vận tốc vòng khác nhau hoặc máy xay
kiểu ru lô kết hợp với máng chà đặt cố định. Hạt đi vào khe hở giữa hai bề mặt làm việc,
trong đó một mặt chuyển động còn mặt kia cố định. Khi bề mặt hạt tiếp xúc với bề mặt
nhám của máy sẽ hình thành lực hãm chuyển động làm cho vỏ tróc khỏi nhân. Loại máy
này có hiệu suất bóc vỏ cao nhưng năng suất thấp, tỷ lệ gẫy vỡ cao, dễ làm nóng hạt và
được sử dụng để bóc vỏ một số loại hạt có vỏ bám chắc vào nhân như: vừng, kê, lanh,
gai,
- Theo nguyên lý dịch trượt (hình 4.1c), lực bóc vỏ được tạo ra do sự nén ép và dịch
trượt. Nguyên lý này được áp dụng cho các máy xay kiểu ru lô. Khi hạt rơi vào khe hở
giữa cặp ru lô có bề mặt bọc bằng cao su, quay ngược chiều nhau với vận tốc vòng khác
nhau, hạt bị nén và dịch trượt làm cho vỏ hạt nứt và tách ra khỏi nhân. Loại máy này có
hiệu suất bóc vỏ cao, hạt ít bị gãy nên được sử dụng nhiều trong các nhà máy để bóc vỏ hạt
thóc. Dựa theo nguyên lý này, trong một số máy, người ta sử dụng dòng khí với tốc độ cực
nhanh cuốn hạt vào trong ống có tiết diện nhỏ và thổi vào bình xiclôn. Do ma sát giữa các
-108-
hạt với thành ống và bình tạo ra sự chênh lệch tốc độ giữa hạt và dòng khí. Nhờ vậy, trên
vỏ hạt xuất hiện một ngẫu lực tiếp tuyến và kết quả là mối liên hệ giữa vỏ và nhân bị phá
vỡ, vỏ tách ra khỏi nhân.
Hình 4.1. Các nguyên lý bóc vỏ hạt
b) Bộ phận phân ly vỏ
Bộ phận phân ly vỏ được lắp sau bộ phận xay có nhiệm vụ loại bỏ vỏ ra khỏi hỗn hợp
xay. Để phân ly vỏ, người ta thường dung quạt, trong một số trường hợp có thể dùng phối
hợp quạt với sàng.
Trên hình 4.2a là sơ đồ bộ phận phân ly vỏ trấu và hạt lửng theo chu trình kín. Hỗn hợp
được cung cấp vào bộ phận phân ly qua phễu, sau đó trượt trên một tấm nghiêng và rơi
xuống tạo thành một màng hạt. Một luồng gió mạnh được tạo nên bởi quạt hút lắp ở trong
máy, đi qua màng hạt và phân ly trấu ra khỏi hỗn hợp. Do kết cấu của vỏ máy phân ly có

dạng gần giống như một xiclôn nên nhờ vận tốc dòng khí và ảnh hưởng của lực ly tâm mà
trấu được lắng đọng xuống đáy thùng hình chữ V và được đưa ra ngoài nhờ vít xoắn còn
không khí không mang theo vỏ được quay vòng trở lại thành một chu trình khép kín. Các
hạt lửng và hỗn hợp vỏ với nhân rơi vào các ngăn riêng và được đưa ra ngoài nhờ vít xoắn.
Trên hình 4.2b là sơ đồ bộ phận phân ly phối hợp quạt và sàng nhằm thu hồi hạt vỡ và
phần cám bị bong ra trong quá trình xay thóc trước khi qua bộ phận hút trấu, được sử dụng
trong các nhà máy xay cỡ lớn. Phần sàng gồm hai tấm có lỗ khác nhau, tấm lỗ nhỏ dùng để
phân ly cám và bụi, tấm lỗ to hơn dùng để phân ly hạt vỡ.
Sau khi phân ly cám và tấm, hỗn hợp thóc, gạo lật và trấu được cung cấp sang bộ phận
phân ly bằng quạt. Dòng hỗn hợp được phân phối thành một lớp mỏng trên toàn bộ chiều
rộng của máy hút nhờ một ống điều chỉnh và tấm dẫn hướng. Không khí được hút qua khối
hạt sẽ cuốn vỏ trấu và các hạt lửng đi vào quạt hút. Trấu theo ống dẫn ra ngoài, còn hạt
lửng và gạo lật được thu hồi qua các cửa riêng.
-109-
Hình 4.2. Các bộ phận phân ly vỏ trấu
a) Phân ly bằng quạt; b) Phân ly phối hợp bằng quạt và sàng
1- phễu cấp liệu; 2- quạt; 3, 4, 5-vít xoắn; 6- sàng lỗ to; 7- sàng lỗ nhỏ; 8- van
lá; 9- tấm dẫn hướng; 10- ống điều chỉnh; 11- cửa ra nhân; 12- cửa ra hạt lửng.
4.1.3. Cấu tạo và cách sử dụng một số máy xay
a) Máy xay kiểu ly tâm
Máy xay hạt kiều ly tâm làm việc dựa trên nguyên tắc va đập một số lần của hạt lên
vành trong của thân máy, được sử dụng để bóc vỏ hạt hướng dương (hình 4.3).
Hình 4.3. Máy xay kiểu ly tâm
1- phễu cấp liệu; 2- Mâm; 3- Vành thân máy; 4- Buồng thu hỗn hợp; 5- Bộ
phận truyền động; 6- cửa thoát hỗn hợp.
Hạt từ phễu cấp liệu 1 qua bộ phận phân phối được rải đều lên mâm 2. khi mâm 2 quay do lực
ly tâm hạt trên mâm xoáy đảo văng ra đập lên vành thân máy, vỏ hạt được tróc ra. Hỗn hợp
xay rơi xuống buồng thu 4 và thoát qua cửa 6 ra ngoài. Trong máy, hạt và hỗn hợp xay
không xảy ra chuyển động xáo trộn nhiều lần, tránh được hiện tượng xát lại vỏ loại trừ
được sự bết dầu và tạo ra nhiều tấm như máy bóc vỏ cánh búa. Mặt khác, chi phí điện năng

riêng giảm, năng suất máy cao, có thể đạt tới 150 ÷ 200tấn/ngày.
-110-
b) Máy xay kiểu đĩa MSV
Loại máy này được sử dụng chủ yếu để bóc vỏ hạt bông vỏ hạt đỗ tương. Do vỏ hạt
bông rất dai, nên việc tách vỏ không thể thực hiện bằng các phương pháp thông thường mà
phải dùng máy có kết cấu và nguyên lý làm việc khác, đó là cắt hạt bằng dao.
Hạt được cung cấp từ phễu cấp liệu 1, qua trục phân phối được đưa vào tâm 4 của đĩa
cố định 2 (hình 4.4). Do đĩa chuyển động 3 có vận tốc rất lớn nên hút dòng hạt vào khe dao
và xảy ra cắt, sau đó xả ra qua lỗ phía dưới thân máy. Các dao trên các đĩa bố trí hướng
tâm, theo hình rẻ quạt. Dao có tiết diện tam giác, mặt cạnh sắc nằm nhô lên khỏi mặt đĩa
dùng để cắt hạt.
Hình 4.4 Máy xay kiểu đĩa
1- phễu cấp liệu; 2- đĩa cố định; 3- đĩa chuyển động; 4- của vào hạt
Máy xay kiểu đĩa dùng để bóc vỏ hạt bông sợi xơ trung bình với độ xơ 8 ÷ 12%. Năng
suất máy ở độ xơ hạt như vậy đạt 110tấn/ngày. Lượng hạt còn nguyên vỏ sau lần bóc vỏ
đầu tiên không quá 30% và sau lần thứ hai không quá 0,8%.
d) Máy xay thóc CL-1000
Máy xay thóc CL-1000 được sủ dụng để bóc vỏ hạt thóc Công ty máy nông nghiệp
miền Nam sản xuất (hình 4.5).
-111-
Hình 4. 5 Máy xay kiểu hai trục
1- phễu cấp liệu; 2- van điều chỉnh lượng cung cấp; 3- núm điều chỉnh khe hở ru lô; 4-
rulô cao su; 5- cửa ra gạo lật và thóc chưa được bóc vỏ; 6- cửa ra thóc lép; 7- puly trục
xoắn; 8- puly căng đai; 9- puly quạt gió; 10- cửa ra trấu; 11- trục phân phối thóc; 12-
tấm dẫn hướng.
Máy gồm có bộ phận xay được cấu tạo bởi hai rulô cao su 4, có cùng đường kính và
chiều dài, quay ngược chiều nhau với số vòng quay khác nhau. Khe hở giữa hai ru lô được
điều chỉnh cách dịch chuyển cả gối đỡ và ru lô trục quay chậm nhờ xoay núm điều chỉnh 3.
Cả bộ phận xay và bộ phận phân ly trấu được truyền chuyển động từ một động cơ thông
qua bộ truyền động đai.

Khi sử dụng, cho thóc vào phễu cấp liệu 1, mở van 2, thóc từ phễu cấp liệu chảy xuống
trục phân phối 11 và sau theo tấm dẫn hướng thóc được rải đều theo chiều dài của rulô cao
su 4. Dưới tác dụng của ma sát của bề mặt rulô lên hạt mà hạt được lôi vào khe hở giữa hai
rulô cao su. Ở đây thóc được bóc vỏ tạo ra gạo lức. Hỗn hợp xay (gạo lức, trấu và thóc
chưa được bóc vỏ) rơi xuống các máng nghiêng, có hướng nghiêng ngược nhau và bố trí
xen kẽ nhau nhờ đó hỗn hợp xay được dàn đều thành lớp mỏng khi trượt ra khỏi máng cuối
cùng. Khi rơi trong khoảng không, lập tức trấu và thóc lép được quạt hút ra khỏi hỗn hợp
xay còn gạo lức và thóc chưa bóc vỏ rơi vào máng hứng và được thoát ra ngoài qua cửa 5.
Chất lượng bóc vỏ phụ thuộc chủ yếu vào tính chất cơ lý của vật liệu cao su, khe hở
làm việc giữa hai rulô. Cao su cần có độ cứng đồng đều, vừa đủ để tách vỏ hạt nhưng
không làm gẫy vỡ nhân, có độ dẻo dai để tạo ra lực ma sát cần thiết nhưng lại lâu mòn và
mòn đều trên suốt chiều dài rulô. Hiện tượng mòn không đều là một trong những nguyên
nhân làm giảm hiệu suất bóc vỏ và tăng độ gẫy vỡ. Khe hở giữa hai rulô cũng cần được
điều chỉnh cho thích hợp (khoảng 0,5÷1,0mm). Nếu khe hở lớn hiệu suất bóc vỏ kém, nếu
khe hở nhỏ dễ gây gẫy vỡ hạt và giảm năng suất máy. Sức hút của quạt gió cũng cần được
điều chỉnh bằng cách cách kéo cần điều chỉnh quạt gió để đóng (mở) rộng (hẹp) miệng hút
gió hoặc thay đổi số vòng quay của puly quạt gió để đảm bảo phân ly sạch trấu nhưng
không hút gạo lức theo trấu ra ngoài.
Loại máy này có ưu điểm là hiệu suất bóc vỏ cao, tỷ lệ gẫy vỡ thấp, năng suất cao, dễ
sử dụng,… Nhược điểm là trục cao su nhanh bị mòn, thường xuyên phải thay thế.
Đặc tính kỹ thuật: năng suất máy 1.000÷1.200kg/h, công suất động cơ 5kW, hiệu suất
bóc vỏ 70÷90%, tốc độ quay trục chính 1.100v/ph, đường kính ru lô 222mm, chiều dài rulô
150mm, kích thước máy (dài x rộng x cao) : 570x550x710mm.
4.1.4 . Lý thuyết tính toán máy xay
4.1.4.1. Tính toán công nghệ
a) Hệ số bóc vỏ
-112-
Hiệu quả công nghệ làm việc của máy xay được đặc trưng bằng chỉ tiêu chủ yếu là chất
lượng bóc vỏ sau một lần hạt đi qua máy.
Trong những trường hợp khi cần phải xác định hệ số bóc vỏ K

bv
trong khi cho một phần
hay toàn bộ hạt đã xay quay trở lại hỗn hợp cùng với hạt chưa xay để đưa vào máy xay hay
máy xát tiếp theo, có thể dùng công thức :
K
bv
=
11.
)(
CK
mMC
bc
+
++
, % (4.1)
Trong đó :
C- số lượng hạt được bóc do kết quả gia công, %;
M- số lượng nhân bị vỡ, %;
m- số lượng cám, %;
C
1
- số lượng hạt đã bóc vỏ có lẫn trong hỗn hợp đưa quay trở lại máy để gia công
lại, %;
K
c.b1
- số lượng hạt chưa bóc vỏ trước khi đưa vào máy,%;
b) Hệ số nguyên vẹn của nhân
Hệ số nguyên vẹn của nhân K
n
xác định theo công thức :

K
n
=
mMN
N
++
, % (4.2)
Trong đó:
N- số lượng nhân nguyên vẹn, %;
Khi xay trên máy mà lấy ra được nhân nguyên vẹn càng hoàn toàn thì quá trình xay
trên máy đó càng có hiệu quả. Hiệu quả công nghệ làm việc của máy xay được đặc trưng
bằng hệ số chung η
x
, nói lên chỉ tiêu về chất lượng và số lượng của máy khi làm việc:
η
n
= K
bv
.K
n
, % (4.3)
Hệ số bóc vỏ của hạt ở trong máy xay trục cao su sau một lần cho hạt đi qua máy là
0,88÷0,92 với lượng nhân bị vỡ thấp nhất là 0,3÷0,5%.
c) Năng suất xay kiểu hai trục
Năng suất lý thuyết máy xay kiểu hai trục có thể tính theo công thức:
Q
lt
= 3,6 lvδϕγ , (tấn/h) (4.4)
Trong đó :
l- chiều dài trục, m

v- vận tốc trung bình của lớp hạt trong vùng xay, m/s
δ- giá trị khe hở trung bình giữa các truc trong vùng xay, m
γ- khối lượng thể tích của sản phẩm trước khi xay, kg/m
3
ϕ- hệ số chứa đầy thể tích ở vùng xay, ϕ = 0,28 ÷ 0,30.
4.2. MÁY XÁT VÀ ĐÁNH BÓNG HẠT
4.2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và phân loại
a) Nhiệm vụ
Máy xát và đánh bóng hạt có nhiệm vụ tách hết lớp vỏ hạt và xoa bóng bề mặt.
- Loại bỏ lớp vỏ cám để dùng làm lương thực cho người. Việc tách vỏ cám còn làm
tăng khả năng thâm nhập của nước vào nội nhũ tăng khả năng hút nước và giảm thời gian
nấu chín. Ngoài ra nó còn loại được phôi ra khỏi hạt gạo nhờ đó đã tránh được hiện tượng
ôi khét trong quá trình bảo quản.
Để xát trắng gạo người ta thường dùng hai phương pháp: phương pháp một giai đoạn:
xay và xát thực hiện đồng thời và phương pháp hai giai đoạn: giai đoạn 1 bóc vỏ, giai đoạn
2 xát trắng. Phương pháp hai giai đoạn có ưu điểm là tỷ lệ gạo nguyên cao, hạt ít bị nóng
nên được áp dụng phổ biến trong sản xuất.
-113-
- Quá trình đánh bóng chủ yếu dùng cho gạo, đỗ tương, cà phê. Việc đánh bóng có tác
dụng làm đẹp bề mặt hạt nhằm nâng cao giá trị cảm quan, kích thích thị hiếu người tiêu
dùng, nghĩa là hạt sau khi đánh bóng dễ bán hơn và bán được với giá cao hơn. Mặt khác
quá trình đánh bóng đã loại bỏ được các phần tử bám dính như bột cám, nấm mốc, để
chúng không lẫn vào sản phẩm trong quá trình chế biến, hạn chế sự hút ẩm, tăng thời gian
bảo quản.
Việc đánh bóng thường được thực hiện trước khi chuyển giao cho người tiêu dùng hoặc
trước khi xuất khẩu. Nếu thực hiện quá sớm hạt lại bị biến mầu làm giảm giá trị cảm quan.
b) Yêu cầu kỹ thuật
- Đảm bảo được độ trắng theo yêu cầu của người tiêu dùng với mức bóc cám thấp nhất,
- Không còn thóc lẫn trong sản phẩm,
- Độ hư hỏng hạt phải nằm trong giới hạn cho phép tùy theo từng loại hạt. Với gạo độ

gãy vỡ thấp, mức bóc cám nhỏ. Với đỗ tương, yêu cầu không được làm biến dạng hoặc sây
xước vỏ hạt,
- Độ ẩm hạt đối với máy có phun ẩm phải nhỏ hơn độ ẩm an toàn bảo quản được qui
định cho từng loại hạt.
- Nhiệt độ sản phẩm phải nằm trong giới hạn cho phép, thường nhỏ hơn 40
o
C. Khi
nhiệt độ cao sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm đặc biệt là các sinh tố dễ bị phân hủy;
c) Phân loại
Theo nguyên lý làm việc: máy xát và đánh bóng làm việc theo nguyên lý ma sát, nén và
dịch trượt
Theo nguyên tắc cấu tạo của bộ phận xát: máy xát và đánh bóng kiểu trụ, kiểu côn,…
Theo vị trí của bộ phận xát và đánh bóng: máy xát và đánh bóng có bộ phận xát và
đánh bóng đặt thẳng đứng và nằm ngang.
Theo vật liệu chế tạo bộ phận xát và đánh bóng: máy xát và đánh bóng có bộ phận xát
và đánh bóng bằng thép, bằng gang, bằng đá nhám, bằng da hoặc cao su,
4.2.2. Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo
Các máy xát và đánh bóng làm việc dựa theo nguyên lý tác dụng đồng thời của ma sát,
va đập và dịch trượt. Căn cứ vào mức độ tác động của các nguyên lý trên mà người ta có
thể phân biệt giữa xát và đánh bóng. Xát thường dùng áp lực lớn để bóc vỏ cám và cả
những vỏ trấu còn sót lại khi xay, trong đó tác dụng của ma sát, va đập và dịch trượt xảy ra
đồng thời và mãnh liệt. Đánh bóng thường dùng áp lực nhỏ để làm sạch vi mô bề mặt hạt,
chủ yếu là lau sạch những hạt cám còn bám dính, có bóc đi một lớp rất mỏng trên bề mặt
hạt, trong đó tác dụng của ma sát là chủ yếu.
Máy xát và đánh bóng có cấu tạo gồm: bộ phận cung cấp, bộ phận xát hay đánh bóng,
bộ phận thu hồi sản phẩm. Ngoài ra, tuỳ theo kết cấu của từng loại máy mà có thể có các
bộ phận phụ trợ như máy nén khí hoặc quạt, vòi phun nước để tạo ẩm, bình xiclôn thu cám
và tách bụi,
4.2.2.1. Bộ phận cung cấp
Đối với những máy xát hay đánh bóng đặt thẳng đứng, bộ phận cung cấp là thùng đựng

hạt dạng phễu. Hạt tự cung cấp vào trong máy nhờ trọng lượng bản thân.
Đối với những máy xát hay đánh bóng đặt nằm ngang, bộ phận cung cấp thường dùng
là ru lô hoặc vít xoắn, đúc bằng gang hoặc thép và được lắp ngay ở dưới đáy phễu cấp liệu.
Ru lô cung cấp (hình 4.11a) có dạng hình trụ, trên bề mặt thường có 3 đường gân xoắn
nổi phân bố đều theo chu vi. Các đường gân này có tác dụng xúc tiến việc nạp liệu và đẩy
hạt di chuyển theo chiều dọc trục. Góc nghiêng của đường gân xoắn thường bằng 30
o
.
Vít xoắn cung cấp (hình 4.11b) thường có 5÷7 bước xoắn, góc nghiêng của đường xoắn
thường 40÷45
o
, vì thế khi dùng vít xoắn thì khả năng cung cấp nguyên liệu vào máy tốt
hơn và tải được phân bố đều hơn.
-114-

a) b)
Hình 4.11. Sơ đồ cấu tạo bộ phận cung cấp
a) dạng ru lô; b) dạng vít xoắn
4.2.2.2. Bộ phận xát và đánh bóng
Bộ phận xát và đánh bóng có cấu tạo cơ bản là giống nhau, gồm có : ru lô xát, dao và
sàng.
a) Ru lô xát
Trên hình 4.12 là sơ đồ cấu tạo một số ru lô xát được dùng phổ biến trong sản xuất. Ru
lô xát thường có dạng hình trụ hoặc hình côn, có lỗ ở giữa để lắp ghép với trục xát và quay
cùng trục xát. Tuỳ theo kết cấu của từng loại máy mà ru lô có thể đặt nằm ngang hay thẳng
đứng và vật liệu chế tạo ru lô có thể là đá tự nhiên hay đá nhân tạo, cao su hay da, gang
hay thép.
- Ru lô bằng đá có dạng hình trụ hoặc hình côn (hình 4.12a,b), được dùng chủ yếu
trong các máy xát gạo. Chúng có thể được chế tạo bởi đá nhân tạo đúc liền thành khối hoặc
do nhiều đĩa bằng đá ghép lại, bề mặt làm việc có dạng nhám. Loại này thường tạo ra lực

ma sát lớn, hiệu quả làm trắng cao nhưng dễ làm gãy vỡ và nóng hạt.
- Ru lô bằng da hay cao su dạng hình trụ hoặc hình côn (hình 4.12c,d), được dùng chủ
yếu trong các máy đánh bóng hạt. Kết cấu bên trong là cốt thép hoặc gang đúc, ngoài bọc
lớp da hay cao su là lớp chịu mài mòn. Loại ru lô này có ưu điểm là tỷ lệ gãy vỡ thấp, năng
suất cao nhưng lớp cao su hoặc da nhanh bị mòn thường xuyên phải thay thế.
- Ru lô bằng gang hay thép đúc thường chỉ kết cấu ở dạng hình trụ, có hai loại:
Loại thường (hình 4.12e), trên bề mặt ru lô có một số đường gân lồi làm tăng cường
khả năng xáo trộn, quay vòng, nhờ đó hạt được mài mòn đồng đều trên toàn bộ bề mặt.
Các đường gân này có thể nghiêng góc hoặc song song với đường sinh.
Loại có luồng khí thổi (hình 4.12f), trên bề mặt ru lô có hai đường gân nổi, được lồng
vào đoạn trục rỗng của máy xát. Phía sau hai đường gân có xẻ hai rãnh để đưa gió vào
trong buồng xát nhằm thúc đẩy nhanh quá trình thoát cám và làm nguội hạt. Kết cấu bộ
phận xát kiểu này có nhiều ưu điểm: tỷ lệ gạo nguyên và tỷ lệ thu hồi cao, gạo ít bị nóng
nên không làm hồ hoá protein, không làm phân huỷ sinh tố trong quá trình gia công. Dựa
theo nguyên lý kết cấu trên, người ta đã cải tiến các máy đánh bóng gạo bằng cách phun
nước vào luồng khí thổi, nhờ áp lực của dòng khí, nước được làm tơi dưới dạng sương mù,
hoà trộn với luồng khí và cùng đi vào vùng hạt đang được chà xát, vì thế đã nâng cao được
độ bóng và giảm độ gẫy hạt.
-115-

Hình 4.12. Ru lô của bộ phận xát và đánh bóng
a,b) Ru lô bằng đá; c,d) Ru lô phủ cao su hay da; e,f) Ru lô bằng gang hay thép
b) Dao xát
Trong các máy thực hiên cả hai khâu xay và xát đồng thời, người ta thường lắp cố định
một hoặc hai dao ở vỏ buồng xát, dọc theo ru lô xát (hình 4.13a). Dao xát là một tấm thép,
dày 5 - 7mm, rộng 50 - 60mm, chiều dài tương ứng với chiều dài của ru lô xát. Khi lắp
ghép vào máy, cạnh dao nhô ra khỏi mặt trong của buồng xát, tạo ra khe hở nhất định với
đường gân của ru lô xát theo hướng đường kính nhằm xúc tiến quá trình đảo trộn, bóc vỏ
và làm trắng. Khe hở này cũng là một yếu tố có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xay xát, đặc
biệt là ảnh hưởng đến độ gãy vỡ hạt. Vì vậy trong quá trình xay xát cần phải điều chỉnh

khe hở cho thích hợp với kích thước của từng loại hạt. Đối với những máy chỉ thực hiện
bóc vỏ cám, nghĩa là sau khi xay đã phân ly loại bỏ vỏ trấu, dao được thay bằng các đường
gân thép đặt dọc theo chu vi của sàng.
c) Sàng
Sàng được lắp bao quanh một nửa hoặc cả chu vi của ru lô xát, tạo thành buồng xát để
chứa nguyên liệu và phân ly cám, tấm nhỏ ra khỏi hỗn hợp (hình 4.13b).
Sàng được tạo bởi thép tấm có độ dày 0,8÷1,5mm, được uốn theo hình bán nguyệt hoặc
nửa hình lục lăng. Trên mặt sàng có dập nhiều lỗ hình chữ nhật, yêu cầu bề rộng của lỗ
phải nhỏ hơn kích thước hạt. Lỗ sàng có ảnh hưởng tới hiệu suất xát. Lỗ sàng to dễ thoát
cám nhưng đồng thời lại dễ lọt hạt hoặc mắc gạo vào lỗ và bị ru lô đập gẫy. Lỗ sàng nhỏ
khó thoát cám, dễ bị tắc nhất là khi xát thóc có độ ẩm cao. Hiện nay sàng được chế tạo theo
phương pháp đột hoặc dập, với kích thước lỗ thông dụng 1,11÷12,7mm.
Hình 4.13. Sơ đồ cấu tạo dao xát và sàng
a) dao xát; b) sàng
-116-
Đối với những máy xát đặt nằm ngang, sàng được lắp bao nửa chu vi phía dưới, cám
sau khi lọt qua sàng, tự rơi vào máng hứng nhờ trọng lượng bản thân, Đối với những máy
xát đặt thẳng đứng hoặc nằm ngang nhưng có sử dụng luồng khí thổi, sàng được lắp bao
toàn bộ chu vi buồng xát, do hai nửa ghép lại. Cám được thoát ra khỏi buồng xát nhờ trọng
lượng bản thân kết hợp với áp lực của dòng khí.
Hiệu quả của quá trình xát và đánh bóng được đặc trưng bởi hệ số K, xác định bằng tỷ
số giữa diện tích cửa ra gạo và cửa vào thóc. Giá trị tối đa K
max
= 0,75. Hệ số K thay đổi
phụ thuộc vào đặc điểm của từng loại gạo và kỹ thuật chế biến. Khi cần xát kỹ thì giảm
diện tich cửa ra để làm tăng áp lực trong buồng xát, tăng mức độ bóc cám, gạo được xát
trắng hơn. Khi không cần xát kỹ thì làm ngược lại.
Để nâng cao chất lượng xay xát hiện nay người ta thực hiện xát gạo theo hai giai đoạn:
bóc vỏ và xát trắng trên hai máy riêng rẽ, trong đó việc bóc vỏ được thực hiện trên các máy
xay có cặp ru lô bọc cao su, việc xát trắng được thực hiện trên các máy xát ru lô đặt nằm

ngang có luồng khí thổi.
4.2.3. Cấu tạo và cách sửa dụng một số xát và máy đánh bóng hạt
a) Máy xát gạo kiểu côn trục đứng
Đây là loại máy thực hiện làm trắng gạo từ hạt gạo lật, được chế tạo ở châu Âu (hình
4.14).
Hình 4.14. Máy xát gạo kiểu côn trục đứng
1- phễu cấp liệu; 2- van lá; 3- vỏ máy; 4- ru lô xát; 5- sàng; 6- lưỡi
nạo; 7- bánh răng chuyền động cho lưỡi nạo; 8- trục lắp ru lô xát;
9- cửa ra gạo; 10- cửa ra cám; 11- cửa hút gió.
Cấu tạo máy gồm ru lô dạng côn 4, đặt thẳng đứng quay trong sàng bao 5. Trên bề mặt
côn có gắn các tấm cao su là lớp chịu mài mòn.
Lưỡi nạo cám 6 được gắn trên một vành răng, nhận chuyển động quay từ trục lắp bánh
răng 7. Chuyển động quay của trục bánh răng 7 được lấy từ trục 8 thông qua đai truyền.
Hạt gạo lật từ phễu cấp liệu 1 chảy vào mặt trên của ru lô. Do lực ly tâm hạt được văng ra
và lọt vào khe hở giữa ru lô và sàng. Nhờ ma sát giữa các tấm cao su và sàng làm bóc đi
lớp vỏ cám trên bề mặt hạt.
Cám và tấm nhỏ lọt qua sàng đọng xuống đáy vỏ máy, được lưỡi nạo 7 gạt vào cửa thu
cám 10 và ra ngoài. Gạo trắng sẽ thoát ra khỏi khe hở giữa ru lô xát và sàng rơi vào máng
-117-
nghiêng và tự chảy ra ngoài qua cửa thu gạo 9. Việc điều chỉnh khe hở giữa ru lô xát và
sàng được thực hiện bằng cách nâng dịch cả gối đỡ và trục 8 lên hoặc xuống.
Máy có ưu điểm: năng suất cao, đảm bảo được độ trắng với mức bóc cám thấp nhât, tỷ
lệ gẫy hạt thấp. Nhược điểm: các tấm cao su nhanh bị mòn, thường xuyên phải thay thế,
cấu tạo máy phức tạp.
b) Máy xát gạo CCB-1000
Máy xát gạo CCB-1000 được dùng để xát gạo lức do Công ty máy nông nghiệp miền
Nam sản xuất (hình 4.15). Cấu tạo máy gồm có trục xát 2 rỗng ở đoạn giữa, trên bề mặt
trục có khoan hai hàng lỗ nhỏ đối xứng nhau để thoát khí. Ở phần đoạn rỗng của trục có
bắt chặt ru lô xát 6 bằng gang đúc. Bề mặt ru lô có các đường gân để tạo ma sát. Ngay sau
hai đường gân này có một đoạn mở dài cho phép khí lọt qua. Rulô xát được quay trong

buồng hình lục lăng do hai nửa sàng 7 ghép lại. Vít xoắn 4 được lắp trên phần đặc của trục
2, có nhiệm vụ cung cấp gạo lức vào buồng xát.
Hình 4.15. Máy xát gạo trục ngang có luồng khí thổi
1- Puly truyền động chính; 2- trục chính; 3- Cửa cấp liệu; 4- vít xoắn cung cấp; 5-
sơ mi chà trắng sơ bộ; 6- ru lô xát; 7- sàng; 8- khớp xoay đỡ cần điều chỉnh; 9-
núm điều chỉnh áp lực trong buồng xát; 10-cần đIều chỉnh; 11- chốt xoay giữ bản
lề; 12- đĩa ép cửa ra gạo trắng; 13- ống dẫn gạo; 14-khung đỡ sàng; 15- máng
hứng gạo; 16- cửa điều chỉnh lượng gió cho quạt hút; 17- thân đỡ sơ mi; 18- quạt
hút trấu và tấm nhỏ; 19- quạt thổi gió vào trong buồng xát.
Đĩa ép 12 lắp ở cửa ra gạo, liên kết với lò xo 8 và đai ốc 9 dùng để điều chỉnh áp lực
trong buồng xát. Một luồng không khí có áp suất cao do quạt ly tâm 19 tạo ra được thổi
vào đoạn trục rỗng và thoát ra qua các lỗ 8, qua hai rãnh mở của ru lô xat 6, đi xuyên qua
bề dày của lớp gạo trong buồng xát thúc đẩy nhanh quá trình phân ly cám và làm nguội
-118-
hạt. Áp suất của dòng khí này có thể điều chỉnh được nhờ một nắp chắn lắp ở của vào quạt
gió. Quạt hút trấu và tấm nhỏ được liên kết với máng hứng gạo 15 nhờ ống nối mềm bằng
cao su có cửa điều chỉnh lượng gió 16.
Khi sử dụng, cho gạo lức vào phễu cấp liệu, khởi động cho động cơ làm việc, truyền
chuyển động quay từ động cơ qua bộ truyền động đai 1 làm quay trục chính 2. Vít xoắn 4
đẩy gạo lức qua sơ mi xát 5, tại đây gạo được chà trắng sơ bộ rồi tiếp tục đi vào buồng xát,
ở đây gạo được chà trắng nhờ rulô xát 6. Gió từ quạt thổi 19 qua lỗ rỗng của trục chính thổi
cám bung ra, rơi vào máng hứng cám và tự chảy ra ngoài. Gạo trắng được đẩy ra phía cửa
thoát gạo, đẩy đĩa 12, thắng sứa căng của lò xo ép 8 chảy theo ống 13 vào máng hứng gạo
15. Do máng hứng gạo được kết cấu bởi các tấm chắn nghiêng so le nhau làm tăng thời
gian gạo di chuyển trong máng hứng, tạo điều kiện thuận lợi cho quạt 15 hút hết mày thóc,
trấu và tấm nhỏ ra khỏi gạo trắng. Độ trắng của gạo và năng suất máy được điều chỉnh
bằng cách vặn núm 9 và độ mở của cửa thùng chứa 3. Đặc tính kỹ thuật: năng suất máy
1.000kg/h, công suất động cơ 7,5kW tốc độ quay trục chính 1.000÷1.100v/ph, trục quạt
4.000÷4.250v/ph, kích thước máy (dài x rộng x cao) : 1080x550x960mm.
c) Máy đánh bóng gạo Longood

Đây là máy đánh bóng gạo kiểu trụ trục ngang do Đài Loan sản xuất (hình 4.17).
Hình 4.17. Máy đánh bóng gạo Longood
1- phễu cấp liệu; 2- vít xoắn cung cấp; 3- trục đánh bóng; 4- rulô xát ; 5- sàng;
6- đối trọng; 7- đĩa ép; 8- đĩa tách gió; 9- lỗ thoát gió.
Máy có cấu tạo gồm trục đánh bóng 3 đặt nằm ngang, rỗng hai đầu. Một đầu thổi
không khí có áp suất và độ ẩm cao, một đầu hút không khí có độ ẩm bằng độ ẩm môi
trường. Trên bề mặt trục có khoan hai hàng lỗ 9, đường tâm lỗ vuông góc với đường tâm
trục. Ở giữa trục có đĩa tách gió để không cho không khí mang hơi ẩm và không khí môi
trường hòa trộn vào nhau. Trên trục có bắt chặt ru lô 4 bằng thép đúc, có hai đường gân lồi
để tạo ma sát. Ngay sau hai đường gân có xẻ hai rãnh dọc đối xứng nhau được lắp trùng
với hai hàng lỗ 9 để đưa gió vào trong buồng đánh bóng. Ru lô này được quay trong buồng
hình 8 cạnh do hai nửa sàng có dạng lỗ dài ghép lại.
Hạt được vít xoắn lấy từ phễu cấp liệu liên tục đưa vào trong buồng đánh bóng. Dòng
nước được cung cấp từ một vòi phun của một máy bơm nước hòa trộn với dòng không khí
có áp suất cao được cung cấp từ một máy nén khí tạo thành bụi sương đưa vào đầu bên
phải của trục 3. Dòng không khí ẩm này đi qua hai rãnh của ru lô, xuyên qua lớp hạt, thoát
ra qua lỗ sàng và ra ngoài. Do có đĩa tách gió mà phần hạt ở bên phải của buồng đánh bóng
được phun ẩm, độ ẩm hạt tăng lên. Đồng thời toàn bộ lượng cám thoát ra qua lỗ sàng được
hút ra nhờ một quạt và thổi vào xiclôn đặt ở ngoài máy. Đầu rỗng bên trái của trục 3 có tác
dụng đưa không khí vào cho quạt làm việc. Như vậy, phần hạt ở bên trái buồng đánh bóng
-119-
không được phun ẩm, độ ẩm hạt giảm xuống. Trong quá trình làm việc, áp lực trong buồng
đánh bóng được điều chỉnh nhờ thay đổi vị trí đối trọng, lưu lượng nước cung cấp vào
trong buồng đánh bóng để tạo ẩm được điều chỉnh tự động với lưu lượng trung bình 10 l/h.
Máy này có ưu điểm: độ bóng hạt cao, độ gãy hạt giảm, hạt không bị nóng quá giới hạn
cho phép. Nhược điểm: chi phí điện năng riêng cao, khi đánh bóng hạt dài và mảnh chất
lượng sản phẩm giảm.
4.2.4. Lý thuyết tính toán máy xay xát và đánh bóng
4.2.4.1. Tính toán công nghệ
a) Độ gãy vỡ

%100
M
m
=
δ
(4.30)
m- khối lượng hạt gãy (g)
M- khối lượng mẫu (g).
b) Tỷ lệ thu hồi
%100
G
g
=
ξ
(4.31)
g- khối lượng gạo đã xát ra (kg);
G- khối lượng thóc được xát (kg).
c) Năng suất máy
Năng suất lý thuyết của máy xay xát và đánh bóng khiểu hình trụ nằm ngang được xác
định theo công thức:
Q
lt
= 3600 Fvϕγ (tấn/h) (4.32)
Trong đó :
F- diện tích mặt cắt ngang của buồng xát (m
2
)
( )
4
22

dD
F
−
=
π
D- đường kính buồng xát, m
d- đường kính ru lô, m
v- vận tốc trung bình của sản phẩm trong buồng xát, m/s
t
L
v =
L- chiều dài buồng xát, m
t- thời gian hạt di chuyển trong buồng xát, s
ϕ- hệ số nạp đầy buồng xát
γ- khối lượng thể tích của nguyên liệu, tấn/m
3
.
4.2.4.2. Tính toán lý thuyết
a) Quá trình mài mòn bề mặt hạt
Đối với máy xát và đánh bóng kiểu rulô, tác dụng có hiệu quả nhất là ma sát giữa hạt
với hạt khi các hạt bị nén ép và trượt lên nhau. Ma sát được tạo ra nhờ có áp lực trong
buồng xát hay đánh bóng. Theo kết quả nghiên cứu thực nghiệm, áp lực trung bình 200 ÷
500g/cm
2
đảm bảo an toàn cho hạt khi chuyển động không bị gẫy vỡ. Áp lực trung bình
được tính cho một đơn vị diện tích bề mặt hạt khi bề mặt hạt được coi là phẳng và vuông
góc với phương lực tác dụng. Thực tế trong buồng xát giữa các hạt luôn có khe hở và do
các hạt thường có dạng elipsoit hoặc hình cầu nên chúng luôn luôn tiếp xúc với nhau theo
điểm, phương và chiều của lực tác dụng luôn thay đổi. Do vậy, áp lực tác dụng lên hạt có
giá trị lớn hơn nhiều so với áp lực đã nêu ở trên. Trong các máy xát, bộ phận xát thường là

rulo bằng gang hay thép. Tuy bề mặt rulô tiếp xúc với hạt có tác dụng làm trắng nhưng
hiệu quả rất thấp. Phần lớn lớp cám bong và rời ra là dựa vào ma sát và lực nén ép giữa hạt
-120-
với hạt khi các hạt có chuyển động trượt lên nhau. Rulô ngoài việc gây ra va đập lên hạt nó
còn có tác dụng làm cho hạt được xáo trộn, quay vòng để làm thay đổi vị trí tiếp xúc nhờ
đó hạt được mài mòn đồng đều trên toàn bộ bề mặt hạt.
b) Quá trình va đập
Va đập là một trong các nguyên lý dùng để xát trắng. Khi xát trắng theo nguyên lý va
đập, nếu lực va đập quá lớn sẽ làm cho gạo gãy nhiều, nếu lực va đập quá nhỏ thì hạt gạo
xát không trắng. Vì vậy, cần phải xác định được vận tốc va đập thích hợp.
Theo lý thuyết va đập của Khơsi thì quan hệ giữa khoảng cách tiếp xúc hai vật thể hình
cầu α và tốc độ va đập v
đ
được biểu diễn theo đẳng thức:
5/2
1
2
d
nn4
v5








=α
(4.38)

Trong đó:
21
21
1
mm
mm
n
+
=
(4.39)
n =
)()(
.
21
2
21
21
2
kkRR
RR
9
15
++π
(4.40)
k
1
=
2
2
2

1
1
E
1
k
E
1
π
µ−
=
π
µ−
;
(4.41)
m
1
, m
2
, R
1
, R
2
, μ
1
, μ
2
, E
1
, E
2

biểu thị khối lượng, bán kính độ cong tại điểm tiếp xúc, hệ
số Poát xông, hệ số đàn hồi của hai vật thể.
Trên cơ sở mối quan hệ giữa vận tốc va đập v
d
và khoảng cách tiếp xúc α theo công
thức 4.38, ta có thể xác định được vận tốc va đập phù hợp với từng loại hạt để vừa đảm bảo
được khả năng xát trắng nhanh vừa không làm gẫy hạt.
b) Quá trình cắt gọt bề mặt hạt
Theo kết quả nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm của một số tác giả: Khơsi, Saton
(Nhật Bản), Nhị Bình, Xuyên Thôn (Trung Quốc) thì quá trình xát và đánh bóng là quá
trình tạo ra bề mặt mới cho hạt nhờ ứng suất tiếp xúc do lực ma sát sinh ra. Quá trình đó
được coi như một quá trình cắt gọt. Mỗi hạt thóc hay hạt gạo được giả thiết như một hạt
mài và mỗi hạt mài tương tự như một lưỡi dao cắt gọt, giống như cắt gọt kim loại. Xuất
phát từ việc xác định lực cản tác dụng của một hạt mài, sau đó xác định lực cản của tất cả
các hạt mài tham gia cắt gọt đã xác định được tổng lực cản F tác dụng lên rulô theo công
thức sau:
δγ
β
α








+









= dC
DD
DD
v
v
kF
hr
hr
r
h
(4.33)
Trong đó:
k- hệ số thực nghiệm
v
h
- vận tốc dịch chuyển của hạt
v
r
- vận tốc của rulô
D
h
- đường kính trung bình của hạt
D
r

- đường kính của rulô
C- số hạt mài đồng thời tham gia cắt gọt
-121-
d- độ sâu cắt gọt
α, β, γ, δ- các hệ số mũ được xác định bằng thực nghiệm
d) Các thành phần năng lượng trong quá trình xát và đánh bóng
Vấn đề nhiệt lượng sinh ra trong quá trình xát và đánh bóng, đặc biệt là các điểm cắt
gọt cũng là một vấn đề cần được giải quyết. Theo thí nghiệm của Nhị Bình khi xát lúa
mạch nhiệt độ là 22
0
C. Theo thí nghiệm của Xuyên Thôn thì khi xát gạo nấu rượu nhiệt độ
lên đến 75
0
C. Khi nhiệt độ lên cao phẩm chất gạo giảm xuống, đặc biệt là các sinh tố dễ bị
phân huỷ. Vì vậy, việc nghiên cứu để khống chế nhiệt độ khi xát là vấn đề cần phải được
quan tâm.
Trong máy xay xát, năng lượng xát trắng Q bao gồm:
Q
A
- năng lượng sinh ra tại điểm cắt gọt, trong đó:
Q
A1
- năng lượng mà hạt gạo và cám thu được;
Q
A2
- năng lượng truyền cho quả lô.
Q
B
- năng lượng truyền cho hạt, trong đó:
Q

B1
- năng lượng chuyển động của hạt;
Q
B2
- nhiệt năng sinh ra do ma sát và va đập.
Như vậy tổng năng lượng cần thiết là:
Q = Q
A
+ Q
B
= Q
A1
+ Q
A2
+ Q
B1
+ C
B2
(4.34)
Trong những năng lượng đó thì Q
A1
và Q
B2
trực tiếp làm cho nhiệt độ của hạt gạo tăng
lên. Khi áp lực trong buồng xát hay đánh bóng thấp thì Q
B2
rất nhỏ so với Q
A1
cho nên có
thể bỏ qua.

Để giảm năng lượng Q
A1
có thể dùng biện pháp làm nguội. Khi thực hiện làm nguội
cần tính phải tính tỷ số Q
A1
và Q
A2
. Theo kết quả nghiên cứu của Satôn đã xác định được tỷ
số năng lượng mà hạt gạo và cám thu được với tổng năng lượng sinh ra tại điểm cắt gọt
theo công thức sau:
( )
sosssrorrr
rorrr
2A1A
1A
kk
k
QQ
Q
θ−θρλ+θ−θρλ
θ−θρλ
=
+
)(
)(
(4.35)
Trong đó:
λ
r,
k

r,
ρ
r
- hiệu suất truyền nhiệt lượng, hiệu suất truyền nhiệt độ và khối lượng
riêng của rulô.
λ
s,
k
s,
ρ
r
- hiệu suất truyền nhiệt lượng, hiệu suất truyền nhiệt độ và khối lượng
riêng của hạt gạo.
θ
o

- nhiệt độ điểm cắt gọt trung tâm;
θ
r
, θ
s
- nhiệt độ trung bình của rulô và hạt gạo
Giả thiết trong buồng xát, nhiệt độ trung bình của rulô bằng nhiệt độ trung bình của hạt
gao θ
r
= θ
s
, công thức trên có thể rút gọn thành:
sssrrr
rrr

2A1A
1A
kk
k
QQ
Q
ρλ+ρλ
ρλ
=
+
(4.36)
Kết quả khảo nghiệm đã xác định được: λ
s
= 7 kcal/m
2
h.
0
C, k
s
= 0,17 cal/g.
0
C, ρ
s
= 3,3
g/cm
3
, λ
r
= 0,2 kcal /m
2

h.
0
C, k
r
= 0,5 cal/g.
0
C, ρ
r
= 1,4g/cm
3
. Thay các số liệu trên vào
công thức (4.36), ta được:
-122-
16,0
21
1
=
+
AA
A
QQ
Q
(4.37)
Như vậy, nhiệt lượng sinh ra tại điểm cắt gọt truyền cho hạt gạo là 16% và truyền cho
rulô là 84%. Nếu nhiệt lượng truyền cho hạt gạo tại điểm cắt gọt lớn hơn 25% thì cần phải
tìm biện pháp làm nguội.
-123-