các nguyên lý định lượng vật liệu rời. phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và lượng cung cấp của các nguyên lý đó.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ
KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ
KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ






Chuyãn âãö hoüc pháön
CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ BẢO QUẢN TRONG
NÔNG NGHIỆP
Tãn chuyãn âãö:
Các nguyên lý định lượng vật liệu rời. Phân tích
các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và lượng cung
cấp của các nguyên lý đó.


Gvhd : TS Ðinh Vương Hùng
Svth : Hoàng Văn Thiện-Công Thôn k39A
Huế, tháng 1 năm 2008
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
1.Đặt vấn đề
Quá trinh sản xuất bao gồm nhiều công đoạn, nhiều khâu và mỗi khâu
đều có vai trò nhất định của nó. Định lượng là một khâu quan trọng trong số
đó. Ðịnh lượng phải đảm bảo tiến hành đúng các quá trình công nghệ, phù
hợp với qui định, phân lượng đúng và chính xác thành phần trong quá trình sản
xuất một sản phẩm nào đó
Hình dưới là hình ảnh về một số máy định lượng mà thực tế người ta đã sử dụng
Chế tạo các máy định lượng và đưa chúng vào sản xuất góp phần làm cho quá

trình sản xuất được đẫy nhanh và đem lại hiệu quả chất lượng sản phẩm.
Vật liệu dùng trong quá trình định lượng cũng rất đa dạng bao gồm các loại như:
vật liệu rời, vật liệu dẻo, vật liệu lỏng. Hơn nữa ngày này đòi hỏi của con người
ngày càng cao, luôn mong muốn có được sản phẩm chất lượng. Do đó mà việc
chế tạo các máy định lượng cũng đòi hỏi phải đáp ứng được nhu cầu đặt ra. Các
máy định lượng vừa phải bảo đảm định lượng đúng quy trình, đúng thành phần,
vừa phải đáp ứng được đòi hỏi của con người. Thực tế có nhiều máy định lượng
với nhiều kích cỡ khác nhau và nguyên lý hoạt động cũng khác nhau. Mỗi loại
vật liệu thì có một máy định lượng với nguyên lý định lượng thích hợp tùy vào
đặc điểm của nó, Năng suất, chất lượng của máy định lượng phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như các yếu tố chi phối bởi vật liệu định lượng, rồi các yếu tố bị chi phối
bới bản thân máy định lượng.
Để làm rõ một số nguyên lý định lượng thông thường đối với vật liệu rời, tìm
hiểu các máy định lượng và nghiên cứu sự ảnh hưởng của các nhân tố đến năng
suất và chất lượng của quá trình vật liệu rời. Chuyên đề của tôi xin được nghiên
cứu một số nguyên lý định lượng vật liệu rời và những yếu tố có ảnh hưởng đến
năng suất cũng như lượng cung cấp của mỗi nguyên lý.
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
2
Hình 1. Một số máy định lượng thông dụng
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
2.Nội dung nghiên cứu
2.1 Tổng quan
Máy định lượng có nhiệm vụ đo lường lượng nguyên liệu hay thành phẩm đúng
theo mức qui định. Trong chế biến nông sản, hầu hết các nguyên liệu và thành
phẩm đều phải qua khâu định lượng. Việc định lượng nhằm mục đích:
- Xác định lượng nguyên liệu trước khi đưa vào làm sạch, bóc vỏ, nghiền
xay, đặc biệt là trước khi đưa vào phối trộn.
- Xác định lượng thành phẩm nạp vào bao bì trước khi đóng gói để chuyển
giao cho người tiêu dùng.

Trong quá trình chế biến, độ chính xác phụ thuộc vào yêu cầu công nghệ, khối
lượng và loại nguyên liệu đưa vào định lượng. Ví dụ: Khi chế biến thức ăn chăn
nuôi, để xác định lượng nguyên liệu trước khi trộn, cho phép những nguyên liệu
có khối lượng lớn trong hỗn hợp như bột cám, bột ngô, độ chính xác không
cần đòi hỏi cao lắm, độ lệch mức cho phép có thể tới 5 ÷ 8%; những nguyên liệu
có khối lượng rất nhỏ như kháng sinh, nguyên tố vi lượng yêu cầu độ chính xác
phải cao (nếu không đáp ứng được thì có thể gây tác hại cho cơ thể gia súc), vì
vậy độ lệch mức cho phép phải nhỏ hơn 1%. Khi đóng gói, thành phẩm được
định lượng vào bao bì cũng phải đảm bảo độ chính xác cần thiết. Nếu định
lượng thiếu hoặc thừa đều có thể gây thiệt thòi cho người tiêu dùng hoặc cho cơ
sở sản xuất và đặc biệt là làm giảm lòng tin của khách hàng đối với loại sản
phẩm đó.
Do nguyên liệu đưa vào định lượng rất đa dạng, có thể ở dạng tơi rời, dẻo,
lỏng, chúng khác nhau về kích thước hạt, khối lượng thể tích, độ ẩm, sự dính
kết, sự vón cục đối với sản phẩm tơi rời; khác nhau về khối lượng thể tích, độ
đặc, độ dính, độ linh động, tính đàn hồi đối với sản phẩm dẻo; khác nhau về
trọng lượng riêng, độ nhớt, độ lẫn của các hạt huyền phù đối với sản phẩm lỏng,
vì vậy muốn định lượng chính xác cần phải lựa chọn phương pháp và thiết bị
định lượng thích hợp.
Một máy định lượng được chế tạo phải đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật sau:
- Đảm bảo định lượng chính xác, độ lệch mức trong phạm vi cho phép. Đối
với thiết bị định lượng liên tục độ lệch mức cho phép 2 ÷ 3%, đối với thiết bị
định lượng gián đoạn (định lượng từng mẻ) độ lệch mức cho phép 0,1 ÷ 1%.
- Có khả năng điều chỉnh để thay đổi mức theo yêu cầu của quá trình chế biến.
- Có khả năng phối hợp với các khâu công nghệ khác như trộn, đóng gói sản
phẩm tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động hóa dây chuyền sản xuất.
Máy định lượng có nhiều dạng và được phân loại theo nhiều cách khác nhau.
- Theo dạng sản phẩm : máy định lượng sản phẩm tơi rời, máy định lượng sản
phẩm dẻo, máy định lượng sản phẩm lỏng.
- Theo nguyên lý làm việc: máy định lượng theo khối lượng, máy định lượng

theo thể tích.
- Theo nguyên lý cấu tạo : máy định lượng kiểu đĩa, kiểu băng tải, kiểu vít tải,
kiểu cơ cấu rót,
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
3
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
- Theo quá trình làm việc : máy định lượng liên tục, máy định lượng gián
đoạn.
Cũng như các máy định lượng khác máy định lượng vật liệu rời (định lượng
sản phẩm tơi rời dạng hạt, bột, ) làm việc theo hai nguyên lý định lượng thể tích
hay khối lượng, và các máy này có thể làm việc liên tục hay gián đoạn.
- Nguyên lý “cân” : định mức theo khối lượng.
- Nguyên lý “đong”: định mức theo thể tích.
Với các nguyên lý này khi máy xác định lượng vật liệu thì lượng định mức Q
của nó sẽ phụ thuộc nhiều yếu tố trong đó có yếu tố thời gian (Q là một hàm của
thời gian).
Quá trình định lượng vật liệu rời thường được tiến hành theo 2 cách:
−
Ðịnh lượng liên tục: vật liệu rời được cung cấp liên tục và không đổi theo
thời gian. Có thể xác định lượng cung cấp bằng cách xác định thể tích hoặc
khối lượng vật liệu qua máy trong một đơn vị thời gian.
−
Ðịnh lượng từng mẻ: phần lớn là quá trình cân tự động, khi đã nạp đủ
lượng đã định, hệ thống tự động sẽ đóng đường nạp liệu và tháo lượng sản
phẩm trong máy ra. Lượng cung cấp được xác định bằng thể tích hoặc khối
lượng vật liệu trong một mẻ cân.
2.2 Một số thông số liên quan đến việc tính toán các máy định mức
2.2.1 Độ lệch định mức
Để đánh giá chất lượng định mức của máy ta có thể dùng một chỉ tiêu là độ
lệch định mức S. Độ lệch định mức S là sai số tính theo phần trăm của khói

lượng vật liệu cần định mức bằng máy so với tiêu chuẩn cho phép và xác định
theo công thức:
cp
tb
S
q
qq
S <
−
= %100.
minmax
S và S
cp
là độ lệch định mức cho phép.
q
max
, q
min
, q
tb
là khối lượng cực đại, cực tiểu, trung bình của thành phần
thức ăn do máy định mức đưa ra trong một giây.
Độ lệch định mức là một giá trị biến đổi liên tục và ngẫu nhiên (theo quy luật
phan bổ chuẩn). Nó phụ thuộc vào tính chất của vật liệu (khối lượng riêng, kích
thước, độ tơi, độ ẩm, góc chảy tự nhiên, góc sụt ), và phụ thuộc vào thời gian
định mức đặc biệt đối với những máy định mức liên tục.
Do đó độ lệch định mức cần được đánh giá bằng sai số quân phương σ và hệ số
biến thiên V như sau:

( )

( )
∑
−
−
=
n
i
n
qq
1
2
1
σ
hay
( )
( )
∑
−
−
=
n
i
n
qq
1
2
0
1
σ
và:

%1210%100. ÷=<
cp
V
q
V
σ
Trong đó :
q
i
là khối lượng trên giây của vật liệu trong mỗi lần đo định mức thức i,
kg/s
q là khối lượng trên giây trung bình ,
skg
n
q
q
n
i
/
1
∑
=

Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
4
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
q
0
là khối lượng trên giây tính toán theo mức cần xác định (kg/s)
n là số lần mẫu đo để xác định chất lượng định mức.

Đối với những máy định mức gián đoạn, sai số của lượng vật liệu sẽ được xác
định bằng sai số của tổng các mẻ q
i
hợp thành lượng đó. Như vậy, phương sai
2
1
σ
của cả lượng sẽ bằng tổng phương sai
2
m
σ
của mỗi mẻ định mức,nghĩa là:
22
2
2
1
2
1

N
σσσσ
+++=
hay

N
m
σσ
=
2
1

q
G
N
i
=
N- Số mẻ định mức (,nếu Gi là khối lượng cần định mức, kg)
2.2.2 Năng suất và công suất lý thuyết của máy định mức
a. Máy định mức liên kiễu trục cuốn
 Năng suất lý thuết Q có thể tính theo công thức
Q = 60.F.l.z.x.n.y
Trong đó : F- diện tích mặt cắt ngang của một rảnh khía, m
2
;
l - chiều dài phần rảnh trục cuốn tiếp xúc với thức ăn, m;
Z -số rảnh khía;
N - vận tốc quay của trục cuốn tron một phút, n = 30
Y - khối lượng thẻ tích của thức ăn, kg/m
3
;
F - hệ số chứa của các răng khía,fgfg
Theo công thức này, ta thấy muốn điều chỉnh mức tức là điều chỉnh năng suất Q,
có thể thay đổi vận tốc quay n của trục cuốn, hoặc thay đổi chiều dài l của phần
rảnh tiếp xúc với vật liệu. Cũng có trường hợp người ta thiết kế các cánh quay
đặc biệt để thay đổi diện tích mặt cắt ngang F.
 Công suất lý thuyết được xác định chủ yếu xuất phát từ lực ma sát của htức
ăn do các rãnh cuốn ở cửa cấp liệu với lớp vật liệuở trên thùng cấp liệu. Lực ma
sát này được tính bằng:
P=f.p.F
cl

,kG
Trong đó:
f - hệ số ma sát của vật liệu trượt lên nhau(f=tgφ
0
, với φ
0
bằng góc
chảy tự nhiên của vật liệu.
p - áp suất của thức ăn trên mặt trục cuốn, kG/m
2
F
cl
- diện tích mặt cắt ngang của cửa cấp liệu trên trục cuốn, m
2
.
Công suất cần thiết N được tính bằng:
lcl
knDFpf
pvk
N 10.5
102
4
1
−
≈=
trong đó:
D - đường kính của trục cuốn, m
V - vận tốc của trục cuốn, m/s
K
l

- hệ số tính đến năng lượng có thể tốn vì trục cuốn đập vỡ thêm vật
liệu
Công suất sẽ bằng:
ηη
dc
dc
k
NN
2
.=
Trong đó
k
2
- là hệ số tính đến tổn thất do ma sát của các bộ phận định mức,
η
dc
-hiệu suất truyền động của động cơ
η -hiệu suất truyền động
b. Máy định mức liên tục kiểu vít
 Năng suất lý thuyết Q được tính bằng
( )
γϕπ
sndDQ
22
15 −=
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
5
H 2.Sơ đồ tính toán máy định mức kiểu đĩa
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
trong đó

D,d là đường kính của vít và của trục , m
S - bước vít
n- vận tốc quay của vít trong 1 phút
φ hệ số chứa.
Để tránh vật liệu bị kẹt trong vít định mức, cần đảm bảo D>(4-5)D
c
D
c
kích thước cực đại của cục vật liệu. Điều chỉnh mức vật liệu ở vít định mức có
thể bằng cách thay đổi vận tốc quya n hoặc tiết diện cửa nạp liêu.
 Công suất cần thiết cho vít định mức có thể tính bằng:
( )
21
3

.10.367
kHkL
Q
N
+=
η
L hình chiếu ngang của đường di chuyển vật liệu trong thân máy
H chiều cao nâng vật liệu
k
1
hệ số tính đến lực cản di chuển thức ăn trong thân máy
k
2
hệ số tính đến tổn thất do ma sát ở các gối đỡ
η hiệu suất truyền động

c. Máy định mức liên tục kiểu băng
 Năng suất lý thuyết Q được tính bằng
Q=3600.F.v.γ.φ
Trong đó
F diện tích mặt cắt ngang của lớp vật liệu trên băng
F=bh với b là chiều rộng của băng, h là bề dày lớp vật liệu
v vận tốc của băng
φ hệ số chứa của băng
 Công suất cần thiết của băng định mức có thể tính bằng
N=N
1
+N
2
Trong đó N
1
là công suất di chuyển vật liệu
( )
1
3
1
2,0
10.367
kHL
Q
N
+=
L chiều dài của băng
H chiều cao nâng vật liệu
k
1

hệ số tính đến lực cản của trục đỡ băng ở chỗ uốn băng
N
2
là công suất khắc phục ma sát của vật liệu với thành máng:
vfklhN
d
γ
2
v
1
01,0
102
W¦
==
W là lực kéo khắc phục lực cản ma sát
l chiều dài của thành máng
f hệ số ma sát của vật liệu và thành máng
k
1
hệ số động học của vật liệu
Công suất của động cơ sẽ
bằng
2
k
N
N
dc
η
=
η hiệu suất truyền động

k
2
hệ số tính toán ma sát
d. Máy định mức liên tục kiểu
đĩa
 Năng suất lý thuyết
được tính bằng
Q=Vp.n
Trong đó
V là thể tích lớp vật liệu thu
được ứng với một vòng quay
n số vòng quay
 Công suất cần thiết của
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
6
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
máy định mức kiểu đĩa có thể tính bằng:
N=N
1
+N
2
+N
CK
N
1
công suât tiêu thụ khắc phục lực ma sát của vật liệu với đĩa
N
1
=F
ms

.v
N
2
công suất tiêu thụ khắc phục lực ma sát với cánh gạt.
N
ck
công suất chạy không.
2.3 Nguyên lý và đặc điểm một số máy định lượng
2.3.1 Theo nguyên lý cân (định lượng theo khối lượng)
Máy định lượng theo khối lượng thường được dùng phổ biến để nạp liệu rời vào
bao bì. Máy có thể làm việc liên tục hoặc gián đoạn, điều chỉnh tự động hoặc
bán tự động. Đối với những máy làm việc gián đoạn, thùng chứa phải có hình
dạng hợp lý để nó tiếp nhận được hoàn toàn nguyên liệu vào và tháo ra hết các
phần nguyên liệu đã xác định khối lượng. Công cụ định mức là những loại cân
thông dụng như cân bàn, cân cầu. hoặc cân tự động: tự trút khi đã đủ mức khối
lượng, nhờ cơ cấu tự trút tải, cơ cấu dây chuyền đặt trong thùng cân. Máy định
mức theo khối lượng thường làm việc gián đoạn, định mức từng mẻ, nhưng có
độ chính xác cao, độ lệch mức thấp và dùng cho nhiều loại vật liệu rời khác
nhau.
Cân định lượng có thể điều chỉnh thủ công, bán tự động và tự động.
a. Cân định lượng gián đoạn.
Cân định lượng BAÔ-1-342 dùng để định lượng bột có mật độ xếp 0,2 ÷ 0,8
g/cm3. Loại cân liền bốn cấu tử được trang bị bốn bộ định lượng kiểu rung,
đồng hồ đo, các cảm biến xenxin để nhận tín hiệu từ xa. Điều khiển cân bằng
điện - khí nén.
Việc xác định khối lượng cho một mẻ được thực hiện từ trạm điều khiển.
Cân định lượng tự động cho các vật liệu hạt rời BA-3Bn; BA-3-a dùng để cân
các vật liệu hạt rời có mật độ xếp 0,2 ÷ 0,8 g/cm3.
Trước tiên nạp liệu thô, sau đó nạp liệu tinh nhờ bộ nạp liệu bằng điện từ.
Để định lượng các chế phẩm đặc biệt có thể dùng cân tự động.

Các cân đòn tự động được trang bị bộ nạp liệu, phễu chứa có đáy mở và máy
đếm cơ học. Cân có thể hoạt động trong một tổ hợp thống nhất với máy gói chế
phẩm.
Trong sản xuất premik và tiêu chuẩn hoá các chế phẩm ứng dụng định lượng
theo trọng lượng (cân định lượng) và định lượng theo thể tích. Cân định
lượng dạng ÔK được sử dụng rộng rãi nhất. Nhờ các cân này mà các cấu tử
premik có thể định lượng với độ chính xác đến 0,1 %.
Để định lượng môi trường nhiều cấu tử đáng lẽ phải có nhiều bộ định lượng
cho nhiều cấu tử, nhưng có thể sử dụng các bộ định lượng cho sản phẩm liên
tục vào một gàu cân. Trên gàu cân có các phễu nạp liệu, số phễu bằng số cấu
tử. Định lượng thứ tự theo từng cấu tử với phễu nạp liệu cho cấu tử đó.
b. Cân định lượng liên tục.
Các bộ nạp liệu và các bộ định lượng theo thể tích - dạng đĩa, tang quay, vít
xoắn không đảm bảo độ chính xác yêu cầu và tính đều đặn của dòng
nguyên liệu, cân định lượng liên tục có nhiều ưu điểm hơn, khắc phục được
các nhược điểm của các loại cân đã được nêu ở trên.
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
7
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
2.3.2 Theo nguyên lý đong (định lượng theo thể tích)
Phần lớn các máy định lượng thể tích đều làm việc liên tục và chúng được dùng
tương tự như cơ cấu cấp liệu, để cấp sản phẩm hay nguyên liệu vào máy chế
biến khác. Để đảm bảo định lượng chính xác, cần phải tạo dòng chảy đồng đều
trong đó thể tích sản phẩm đưa vào theo đơn vị thời gian được xác định bằng tốc
độ cấp liệu hay bằng tiết diện ngang của dòng sản phẩm. Nếu tốc độ cấp liệu
thay đổi thì tiết diện của dòng sản phẩm không đổi, khi ấy máy định lượng cần
được trang bị cơ cấu dẫn động đặc biệt để điều chỉnh tốc độ cấp liệu trong phạm
vi rộng. Trường hợp nếu tốc độ cấp liệu không đổi, thì cần phải có những cơ cấu
thay đổi tiết diện dòng chảy.
Những máy định lượng làm việc liên tục thường gặp là loại thùng, vít tải, băng

tải, máng trượt, pít tông, máng lắc và dao động,
Năng suất của các bộ định lượng được điều chỉnh bằng cơ cấu điều hành của
bộ dẫn động bằng điện hay bằng khí động học.
a. Máy định lượng kiểu vít tải.
Vít định lượng là thiết bị định lượng vật liệu rời với độ chính xác trung bình.
Cấu tạo của vít định lượng tương tự như một vít tải, tuy nhiên thường có kích
thước tương đối nhỏ và không quá dài. Khi vít định lượng quay với số vòng
quay không đổi, lượng cung cấp cũng không thay đổi theo thời gian. Ðể thay
đổi lượng cung cấp, tốc độ quay của vít định lượng được điều chỉnh nhờ một bộ
biến tốc vô cấp.
Máy định lượng theo kiểu vít chuyền tiếp xúc với vật liệu ở cửa nạp dưới thùng
cấp liệu , và có tấm điều chỉnh. Vít quay trong vỏ bao,vật liệu định mức nhờ một
tấm bố trí kèm theo, sau đó rơi xuống vít chuyền rồi ra cửa. Ở đây việc định
mức dựa trên cơ sở thay đổi hệ số chứa của vít. Cũng có thể điều chỉnh mức
định lượng bằng cách thay đổi vận tốc của vít.
Năng suất của vít cấp liệu được xác định theo công thức :
∗
−
= PCnS
dD
Q
4
1
22
ψπ
kg/phút
trong đó
D: đường kính ngoài vít
xoắn, m d : đường kính
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A

8
Hình 3.Sơ đồ cấu tạo vít định lượng
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
trong vít xoắn, m
S: bước vít, m, thường thường S = (0,8÷1) D
ψ
: hệ số nạp đầy
ψ
= 0,6÷0,8
n: số vòng quay của vít xoắn, v/phút
thông thường n = 40-80 v/ph, khi độ linh động của sản phẩm giảm xuống
thì n= 20-40 v/ph. Ðể tránh vật liệu tích tụ trong vít định lượng cần phải
đảm bảo tỉ lệ :
D ≥ [4 - 5]d
C
d
C
: kích thước lớn nhất của sản phẩm.
ρ
*: khối lượng riêng xốp của vật liệu, kg/m
3
Lượng cung cấp của vít định lượng không hoàn toàn đồng đều theo thời gian
do cấu tạo của vít và tính chất khó chảy thành dòng liên tục của vật liệu rời.
Trong thực tế, lượng cung cấp thường xác định bằng đo đạc tại chỗ.
Máy định lượng kiểu vít dùng để tải nguyên liệu hạt - bột có kích thước hạt đến
5 mm, độ ẩm đến 1,5 % và mật độ xếp đến 1,9 kg/ cm3. Bộ định lượng kiểu vít
được sử dụng thực chất là những cơ cấu tải liệu trong ống nằm ngang của đường
dẫn nguyên liệu và có thể điều khiển bằng thủ công hay bằng điện.
Để tải vật liệu bột có độ rời kém, mật độ xếp đến 8,8 kg/ cm3 và nhiệt độ đến
600C thường sử dụng bộ nạp liệu kiểu rung dạng vít.

Loại này bao gồm các bộ định lượng băng tải. Bộ định lượng băng tải gồm
đĩa nhận, băng tải, cơ cấu tay đòn có con lăn nhận vật liệu nằm ở dưới phần
cân của băng tải
Năng suất của bộ định lượng được thiết kế theo tải trọng trên băng và theo tốc
độ chuyển động của băng tải. Nguyên liêụ từ phễu nhận cho vào băng tải
của bộ định lượng. Phần băng tải từ trục con lăn đỡ cuối cùng đến trục của
tang bị động là sàng cân của định lượng. Khối lượng của băng cùng với khối
lượng vật liệu nằm trên băng tải tác động tới con lăn , còn cánh tay đòn khác
(kéo căng) được nối với đòn cân có quả cân di động. Năng suất được xác định
theo quả cân này. Đòn cân có liên quan đến điều tiết tự động hạ xuống, nâng
lên. Điều tiết làm giảm hoặc tăng cửa thoát của phễu nhận tương ứng khi biến
đổi nạp liệu.
b. Máy định lượng dạng đĩa
Dĩa hay mâm định lượng là một dĩa quay nằm ngang, bên trên là phễu chứa vật
liệu. Trên mặt dĩa có thanh gạt cố định, động cơ điện và bộ giảm tốc được bố trí
bên dưới. Sản phẩm từ phễu chảy xuống dĩa quay, và phần vật liệu tiếp xúc với
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
9
Hình 4.Sơ đồ cấu tạo đĩa định lượng
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
thanh gạt được lấy ra rơi xuống phía dưới. Lương vật liệu định lượng được điều
chỉnh bằng cách dịch chuyển ống tiếp liệu di động phủ bên ngoài đoạn ống tháo
của phễu chứa hoặc thay đổi vị trí thanh gạt vào sâu hay lùi ra khỏi dĩa quay.
Ðộng cơ điện làm quay trục thẳng đứng qua cơ cấu truyền động. Năng suất của
máy định lượng phụ thuộc vào thể tích sản phẩm trên dĩa, vào chiều cao và vị trí
đặt ống điều chỉnh và số vòng quay của dĩa. Số vòng quay của dĩa trong khoảng
vài vòng/phút nhằm tránh không để vật liệu bị văng ra do lực ly tâm.
Loại này dùng để tải các vật liệu hạt, bột dạng rời có kích thước đạt đến 5 mm
và mật độ xếp đến 1,8 kg/cm3, được sử dụng trong các quá trình công nghệ
liên tục để nạp liệu cho các thiết bị, cho các máy trộn, máy

nghiền đồng thời cũng là loại máy dỡ tải cho các thùng chứa cố định. Bộ định
lượng dạng đĩa được điều khiển bằng khí nén hay bằng phương pháp thủ công.
c. Máy định lượng kiểu rung.
Máy định lượng kiểu rung được ứng dụng để tải các vật liệu có độ tơi kém, có
góc nghiêng tự nhiên lớn hơn 400, nhiệt độ đến 700C.
Bộ nạp liệu gồm có buồng chứa và đáy rung. Đáy rung được lắp cố định trên
giàn treo có bộ giảm xóc. Ống nạp liệu và đáy rung được nối lại bằng ống caosu
dẻo. Máy rung được lắp trên mặt bích chịu lực của đáy rung. Động cơ làm quay
trục máy rung.
Năng suất của bộ nạp lệu phụ thuộc vào sự điều khiển máy rung và phụ thuộc
vào kích thước của thiết bị, từ 21 đến 36 m3, khi công suất của máy rung 0,6
kW.
d. Băng định lượng
Cấu tạo giống băng tải vận chuyển nhưng ngắn hơn do chỉ dùng để định lượng
hơn là vận chuyển. Phễu chứa nguyên liệu được lắp phía trên băng giúp cho việc
cung cấp được đồng đều. Cửa ra của phễu nạp liệu có tấm chắn điều chỉnh diện
tích cửa ra để thay đổi lượng cung cấp. Dọc theo hai bên băng có lắp thêm tấm
chắn khi đó mặt cắt của lớp sản phẩm trên băng là một hình chữ nhật, giúp cho
quá trình định lượng được chính xác.
Lượng cung cấp có thể xác định theo công thức:
Q

=

v

⋅

b

⋅

h

⋅

k

⋅

ρ
*

=

π
D

⋅

n

⋅

b

⋅

k

⋅

h

⋅

ρ

*
, kg/phút
trong đó
n: số vòng quay puli, v/phút
b, h: bề rộng và chiếu dầy lớp vật liệu trên băng, m
v: vận tốc chuyển động của băng, m/s
D: đường kính puli chủ động, m
ρ*
: khối lượng riêng xốp của vật liệu, kg/m
3
k: hệ số trượt giữa puli và băng
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
10
Hình 6. Đo lượng cung cấp bằng tia gamma
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
Ðể có thể tự động hoá quá trình định lượng, một hệ thống cảm biến thường được
lắp để nhận biết sự thay đổi trọng lượng hoặc thể tích vật liệu trên băng. Khi
trọng lượng vật liệu trên băng thay đổi, hệ thống cảm biến sẽ làm thay đổi tần số
rung của một máy rung cấp liệu đặt ở cửa ra của phễu nạp liệu làm thay đổi
tương ứng lượng cung cấp hoặc làm thay đổi số vòng quay của puli băng tải.
Hình 6 mô tả một hệ thống cảm biến nhận biết sự thay đổi chiều rộng lớp vật
liệu nhờ một chùm tia gamma hẹp chiếu từ bên dưới. Cảm biến lắp phía trên

nhận biết do dự thay đổi cường độ bức xạ gamma khi di xuyên ngang lớp vật
liệu, từ đó có thể tính được khối lượng vật liệu cung cấp.
e. Máy định lượng kiểu trục cuốn
Máy định lượng kiểu trục cuốn còn gọi là trống định mức, quay trong vỏ máy,
có ống bao dịch chuyển được dọc trục để điều chỉnh mức, đóng mở rộng hẹp
khoảng tiếp xúc của trục cuốn với vật liệu ở thùng cấp liệu.
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
11
Hình 5. Sơ đồ cấu tạo băng định lượng
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
Trống có cấu tạo dạng như trên
Cấu tạo gồm một trống hình trụ đặt nằm ngang, trên bề mặt trống có hốc hoặc
các ngăn. Trống được truyền động quay với số vòng quay thấp và có thể thay
đổi được. Phía trên trống là phễu chứa nguyên liệu cần định lượng, phía dưới là
ống dẫn nguyên liệu ra.
Khi trống quay, vật liệu trong phễu rơi vào hốc và được mang xuống tháo ra ở
phía dưới. Do kích thước các hốc là bằng nhau và số vòng quay của trống là cố
định nên lượng nguyên liệu tháo ra ở phía dưới là không thay đổi. Tùy thuộc vào
số vòng quay của trống, nguyên liệu được định lượng khác nhau.
Thực tế có một số loại trống định lượng đặc biệt:
-Trống trơn: Sử dụng để định lượng nguyên liệu lượng nhỏ, nguyên liệu có
kích thước hạt
-Trống có hốc lớn: định lượng nguyên liệu có số lượng lớn (vài trăm kg/giờ)
Tốc độ vòng của trống từ 0,025 đến 1m/s. Thông thường các trống định lượng
thay đổi lượng cung cấp bằng cách thay đổi số vòng quay trống nhờ các biến tốc
vô cấp hoặc thay đổi số vòng quay động cơ bằng bộ biến tần.
Năng suất trống định lượng có thể tính theo
Q

=

n

m

V

ρ

*
, kg/phút
trong đó
D: đường kính trống,
n: số vòng quay trống,v/phút
m: số hốc trên trống
V: thể tích 1 hốc, m3
Ρ*: khối lượng riêng xốp của vật liệu, kg/m3
Ngoài ra còn có thể tính năng suất định lượng của trống bằng công thức
Q

=

v

⋅

F

⋅

k

⋅

ρ

*
, kg/phút
trong đó
F : diện tích tiết diện lỗ, m
2
v : tốc độ trung bình của sản phẩm chảy ra qua lỗ, m/s
k : hệ số nạp đầy của lỗ ra
ρ
: khối lượng riêng xốp của sản phẩm, kg/m
3
Ðể tính toán tốc độ trung bình của sản phẩm chảy ra có thể lấy bằng tốc độ vòng
của thùng. Hệ số nạp đầy của lỗ ra k phụ thuộc vào trọng lượng thể tích và thành
phần cỡ hạt của vật liệu, trung bình lấy k = 0,7. Khối lượng riêng của sản phẩm
càng lớn và thành phần của nó đồng đều thì đại lượng k càng lớn.
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
12
Hình7.Sơ đồ cấu tạo định lượng kiểu trống
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
Trong thùng cấp liệu có bộ phận khuấy để tránh cho vật liệu khỏi kẹt, đóng vòm.
Mức vật liệu có thể điều chỉnh được bằng cách thay đổi số vòng quay của trục
cuốn, nhưng nếu quay quá nhanh thì trục cuốn sẽ kém “đong đầy”, làm giảm
mức định lượng, và không ổn định. Vật liệu được trục cuốn đong đầy sau đó đổ
xuống cửa xả theo mức xác định.
2.3.3 Định lượng từng phần

Định lượng từng phần là lấy từng phần vật liệu rời từ khối vật liệu ban đầu, với
thể tích hoặc trọng lượng của từng phần bằng nhau.
Thiết bị định lượng từng phần làm việc gián đoạn theo chu kỳ, có thể điểu
khiển bằng tay kết hợp với các cơ khí hoặc điều khiển tự động nhờ các hệ thống
vi xử lý. Hình IV-7 mô tả chu trình làm viêc của một máy định lượng từng phần
có bộ phần vi xử lý. Giai đoạn đầu là giai đoạn xả nhanh, đến khi đạt 97% trong
lượng yêu cầu thi cửa xả sẽ đóng bớt lại, dòng vật liệu chảy xuống chậm hơn.
Khi vừa đủ trọng lượng, cửa xả đóng lại, sau đó cửa tháo vật liệu mở ra đổ toàn
bộ lượng vật liệu vào bao bì.
2.4 Phân tích yếu tó ảnh hưởng đến năng suất và lương cung cấp của các
nguyên lý
Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và lượng cung cấp của hai nguyên lý
định lượng đã nêu trên có thể chia thành hai nhóm chính sau:
- Nhóm yếu tố do vật liệu được định lượng
- Nhóm yếu tố về máy định lượng
2.4.1 Nhóm yếu tố về vật liệu được định lượng
Bao gồm các yếu tố như độ ẩm, khối lượng riêng, kích thước góc ma sát, hệ
số nạp đầy… tùy theo đặc điểm riêng của từng loại vật liệu cần định lượng mà
chọn máy định lượng thích hợp sao cho năng suất và lượng cung cấp là lớn nhất.
- Độ ẩm ảnh hưởng đến quá trình di chuyển của vật liệu, sự liên kết của các
phần tử với nhau. Ví dụ như độ ẩm cao làm cho vật liệu dính vào nhau
vàdính vào máy định lượng, vật liệu bị vón cục… làm cho lượng vật liệu
qua máy là không chính xác.
- khối lượng riêng là một trong hai cơ sở để định lượng vật liệu, nó cũng
ảnh hưởng đến sự chuyển động của vật liệu khi qua máy định lượng, với
khối lượng riêng khác nhau trong những điều kiện như nhau về vận tốc và
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
13
Hình 8. Qui trình định lượng từng phần có điều khiển
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản

lưu lượng thì tải trọng tác dụng lên máy và những quỹ đạo chuyển động
sẽ khác nhau.
- Kích thước đây là cơ sở thứ hai để định lượng vật liệu rời, nó ảnh hưởng
tới khả năng lưu thông của vật liệu trong máy định lượng.
- Góc ma sata ở đây là góc ma sát giữa vật liệu với máy và giữa vật liệu với
nhau, nó ảnh hưởng đến khả năng tự chảy của vật liệu là c ơ sở để tính
toán các cửa nạp liệu, tháo liệu.
2.4.2 Nhóm các yếu tố về máy định lượng
Đó là yếu tố liên quan đến cấu tạo và sự làm việc của máy định lượng như: vận
tốc làm việc, kích thước làm việc ( dài, rộng, cao) của bộ phận định lượng, cấu
tạo các bộ phận định lượng (góc nghiêng của cánh vít xoắn, góc nghiêng các
rảnh trên đĩa định lượng, các hốc trên trống…) Các yếu tố này có thể được điều
chỉnh tự động, bán tự động, hoặc bằng phương pháp thủ công.
Đối với trường hợp định lượng theo thể tích, phần lớn các máy định lượng thể
tích đều làm việc liên tục và chúng được dùng tương tự như cơ cấu cấp liệu để
cấp sản phẩm hay nguyên liệu vào máy chế biên khác. Để đảm bảo định lượng
chính xác, cần phải tạo dòng chảy đồng đều trong đó thể tích sản phẩm đưa vào
theo đơn vị thời gian được xác định bằng tốc độ cấp liệu hay bằng tiết diện
ngang của dòng sản phẩm. Nếu tốc độ cấp liệu thay đổi thì tiết diện của dòng
sản phẩm không đổi, khi ấy máy định lượng cần được trang bị cơ cấu dẫn động
đặc biệt để điều chỉnh tốc độ cấp liệu trong phạm vi rộng. Trường hợp nếu tốc
độ cấp liệu không đổi, thì cần phải có những cơ cấu thay đổi tiết diện.
Qua phân tích trên ta có thể thấy rằng yếu tố đầu tiên ảnh hưởng đến năng suất
và lượng cung cấp của nguyên lý này là vận tốc làm việc của máy định lượng,
vận tốc cần được tính toán sao cho phù hợp đảm bảo việc định lượng được tiến
hành chính xác và tránh các hiện tượng như: Vật liệu bị ảnh hưởng của lực ly
tâm khi quay, vật liệu bị dồn ép trong máy định lượng.
Yếu tố tiếp theo đó là lượng vật liệu được vận chuyển qua máy định lượng, nó
có thể đươc điền kín bằng khí nén, điện hoặc bằng thủ công…
Ảnh hưởng tiếp theo nữa phải kể đến là kích thước làm việc của bộ phận định

lượng là đường kính của đĩa, đường kính của vít xoắn, kích thước của bộ phận
nạp liệu, tháo liệu… nó cũng ảnh hưởng lớn đến năng suất và lượng cung cấp
của nguyên lý này.
Trường hợp định lượng theo khối lượng
Máy định lượng theo khối lượng thường được dùng phổ biến để nạp liệu vào
bao bì. Máy có thể làm việc liên tục hoặc gián đoạn, điều chỉnh tự động hay bán
tự động. Đối với những máy làm việc gián đoạn thùng chứa phải có hình dạng
thích hợp đê nó tiếp nhận được hoàn toàn nguyên liệu vào và tháo ra.
Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và lượng cung cấp của nguyên lý này bao
gồm lượng vật liệu được vận chuyển qua máy định lượng và vận tốc làm việc.
3. Kết luận và kiến nghị
Quá trình tìm hiều nghiên cứu chuyên để đã giúp ta biết được:
- Một số nguyên lý được áp dụng để định lượng vật liệu rời.
- Một số yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và hiệu quả của máy định lượng.
Đồng thời qua việc nghiên cứu chuyên đề ta cũng thấy đựoc tầm quan trọng của
khâu định lượng trong quá trình sản xuất các sản phẩm. Trong tình hình hiện
nay khi mà nhu cầu con đòi ngày càng cao về việc cần phải tạo ra sản phẩm có
chât lượng. Từ chỗ biết được những nguyên lý hoạt động của các máy định
lượng, biết được sự tác động của các yếu tố ảnh hưởng đên năng suất của máy,
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
14
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
ảnh hưởng đến lượng cung cấp của máy để tìm ra được cấu tạo thích hợp của
máy định lượng, chế tạo ra máy định lượng có năng suất, chất lượng cao, góp
phần tăng hiệu quả sản xuât, tăng chất lượng sản phẩm.
Do thời gian thực hiện bị hạn hẹp, việc tìm kiếm tài liệu gặp một số khó khăn,
và nhiều điều kiện khách quan khác không được thuận lợi nên chuyên đề chưa
nghiên cứu được sâu, và nội dụng chắc chắn còn nhiều sai sót. Do đó mà sau khi
tham khảo mong quý Thầy giao, và các bạn bổ sung, góp ý đế cho chuyên đề
được đầy đủ và hoàn thiện hơn.

Tài liệu tham khảo
1. Bài giảng : Các thiết bị cơ bản trong chế biến bảo quản nông sản
Chủ biên : TS Đinh Vương Hùng – Khoa Cơ khí Công nghệ - Trường ĐH
Nông Lâm Huế
2. Giáo trình: Thiết bị bảo quản và chế biến nông sản
Chủ biên: PTS Trần Như Khuyên
3.Giáo trình: Máy phục vụ chăn nuôi
Chủ biên :Trần Minh Vượng – Nhà xuất bản giáo dục
4. Quá trình và thiết bị
Chủ biên Lê Văn Hoàng
5. Một số tài liệu trích từ các báo điện tử


Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
15
Chuyên đề Công nghệ và thiêt bị bảo quản
MỤC LỤC
1.Đặt vấn đề 1
2.Nội dung nghiên cứu 2
2.1 Tổng quan 2
2.2 Một số thông số liên quan đến việc tính toán các máy định mức 3
2.2.1 Độ lệch định mức 3
2.2.2 Năng suất và công suất lý thuyết của máy định mức 4
a. Máy định mức liên kiễu trục cuốn
b. Máy định lượng dạng đĩa
c. Máy định mức liên tục kiểu băng
d. Máy định mức liên tục kiểu đĩa
2.3 Nguyên lý và đặc điểm một số máy định lượng 6
2.3.1 Theo nguyên lý cân (định lượng theo khối lượng) 6
a. Cân định lượng gián đoạn.

b. Máy định lượng dạng đĩa
c. Máy định lượng kiểu rung.
d. Băng định lượng
e. Máy định lượng kiểu trục cuốn
2.3.2 Theo nguyên lý đong (định lượng theo thể tích) 7
2.3 Định lượng từng phần 12
2.4 Phân tích yếu tó ảnh hưởng đến năng suất và lương cung cấp của
các nguyên lý 12
2.4.1 Nhóm yếu tố về vật liệu được định lượng 12
2.4.2 Nhóm các yếu tố về máy định lượng 13
3. Kết luận và kiến nghị 13
Tài liệu tham khảo 14
Gvhd TS. Đinh Vương Hùng Sv Hoàng Văn Thiện-CôngThônk39A
16