Nghiên cứu xác định một số thông số tối ưu cho máy nghiền bột gạo nước MNM – TL – 3

1
MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài
Độ nhỏ sản phẩm nghiền đặc trưng bởi kích thước sản phẩm. Yêu cầu về
kích thước sản phẩm là một trong những yêu cầu kỹ thuật quan trọng trong quá
trình nghiền. Tùy theo công nghệ sản xuất, yêu cầu về độ nhỏ sản phẩm nghiền
khác nhau. Ví dụ đối với công nghệ sản xuất thức ăn thủy sản yêu cầu độ nhỏ sản
phẩm nghiền phải đạt kích thước dưới 250µm để đảm bảo độ bền viên thức ăn sau
khi ép. Đối với công nghệ sản xuất bánh đậu xanh, hỗn hợp bột dinh dưỡng ngũ cốc
lại yêu cầu kích thước sản phẩm nghiền phải dưới 90µm. Nhưng với nguyên liệu
bột lương thực trong công nghệ sản xuất các loại sản phẩm thực phẩm dạng màng
và sợi thì yêu cầu về độ nhỏ phải dưới 70 µm để đảm bảo độ dính, độ mỏng cho quá
trình tạo hình sản phẩm sau này.
Công nghệ nghiền và sử dụng các nguyên liệu có độ nhỏ dưới 100 µm được
gọi là công nghệ maicro, còn độ nhỏ dưới 0,1 µm được gọi là công nghệ nano.
Công nghệ maicro, nano là những công nghệ phức tạp, có nhiều sự biến đổi đi theo
về các quá trình lý, hóa, cơ học và sinh học. Việc nghiền nhỏ để đảm bảo công nghệ
maicro thường rất phức tạp về kỹ thuật và công nghệ, cho năng suất thấp, chi phí
năng lượng riêng cao.
Các loại bột được sản xuất từ các hạt lương thực, hay củ quả để làm thực
phẩm cho người hầu hết đều thuộc công nghệ maicro, nên khó nghiền. So sánh giữa
nghiền hạt lương thực và nghiền củ quả để đạt sản phẩm thuộc công nghệ nghiền
maicro thì nghiền hạt lương thực khó khăn hơn, vì hạt lương thực có độ bền cơ học
cũnh như cấu trúc vật liệu bền hơn so với củ quả. Để nghiền nhỏ hạt lương thực có
thể tiến hành nghiền khô và nghiền ướt. Việc nghiền khô thường áp dụng cho sản
phẩm nghiền với mục đích lưu trữ và chỉ áp dụng cho một vài loại hạt dễ nghiền,
tạo keo tốt khi trộn với nước như bột mỳ. Thiết bị nghiền thường là các loại cối xay
đá (trước đây) hay hệ thống máy nghiền trục hiện đại (hiện nay) kết hợp với quá
trình phân loại bằng rây. Nghiền ướt thường chỉ áp dụng cho sản phẩm nghiền được

2
sử dụng ngay cho các khâu chế biến tiếp theo hoặc nước là một thành phần tham gia
vào quá trình chế biến. Nếu muốn lưu trữ thì sản phẩm sau khi nghiền ướt phải đưa
đi sấy khô. Đại đa số các loại hạt ngũ cốc ở các nước Nam Á và Đông Nam Á hoặc
sử dụng ở dạng hạt hoặc chế biến thành sản phẩm dạng màng, sợi nên người ta
thường chọn phương pháp nghiền ướt. Thiết bị nghiền ướt trước đây bằng máy
nghiền kiểu thớt (cối đá hay xay đĩa), sau khi nghiền sản phẩm phải lọc bằng lắng
gạn hay rây ướt. Hiện nay trên thị trường đã bắt đầu sử dụng một số thiết bị nghiền
ướt kiểu công nghiệp như máy nghiền búa cánh, máy nghiền côn thủy lực. Đặc biệt
là máy nghiền côn thủy lực là mẫu máy ra đời vào những năm đầu 2000 do Trung
Quốc là nước duy nhất công bố sản xuất dạng sản phẩm thương mại. Do máy
nghiền côn thủy lực là một nguyên lý nghiền mới lại là sản phẩm thương mại, nên
lý thuyết tính toán loại máy nghiền này chưa được hệ thống hóa hoàn chỉnh và công
bố. Máy nghiền côn thủy lực là loại máy nghiền không dùng sàng để phân ly mà
dùng khe hở giữa rô to với buồng nghiền để giới hạn kích thước lớn nhất của sản
phẩm nghiền. Nên sản phẩm nghiền chưa đảm bảo yêu cầu về kích thước theo yêu
cầu công nghệ. Vì vậy, máy nghiền côn thủy lực chưa được sản xuất ở nước ta tiếp
nhận.
Trước nhu cầu của sản xuất về mẫu máy nghiền bột nước siêu mịn, nằm
2012 Bộ Giáo dục và Đào tạo đã xét duyệt cho trường đại học Nông Lâm Thành
phố Hồ Chí Minh thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và chuyển giao
máy nghiền kiểu búa – thủy lực dùng trong công nghiệp chế biến”, mã số B 2012 –
12 – 12 do PGS.TS. Trần Thị Thanh làm chủ nhiệm. Trên cơ sở kế thừa các nguyên
lý nghiền bột nước là kiểu côn thủy lực, kiểu xay đĩa và búa cánh, PGS.TS. Trần
Thị Thanh cùng các cộng sự đã đề xuất và kiểm chứng bằng thực nghiệm mẫu máy
nghiền mới MNM – TL – 3 phối hợp cả 3 nguyên lý nghiền để phát huy ưu thế của
mỗi nguyên lý. Máy mô hình thực nghiệm MNM – TL – 3 được thiết kế có năng
suất 100 kg/h đạt độ nhỏ sản phẩm nghiền lọt qua lỗ sàng Mesh 230 (kích thước lỗ
63 m). Một trong nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài đã đăng ký là xác định các thông

số tối ưu cho mô hình máy nghiền thực nghiệm. Kết quả tính toán tối ưu sẽ làm cơ

3
sở cho việc thiết kế, xây dựng dãy cỡ máy nghiền có các cỡ năng suất khác nhau
đồng dạng với mô hình máy nghiền thực nghiệm MNM – TL – 3 nghiên cứu. Đồng
thời còn góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật quá trình nghiền bột nước
phục vụ sản xuất và đời sống khi triển khai kết quả nghiên cứu vào sản xuất. Vì vậy
việc xác định các thông số tối ưu cho máy nghiền bột gạo nước MNM – TL – 3 có
tính cấp thiết và ý nghĩa khoa học sâu sắc.
Được sự chấp thuận của Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí, phòng Đào tạo sau đại
học và Ban giám hiệu trường đại học Lâm nghiệp, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.
Trần Thị Thanh, tôi tiến hành đề tài:
“Nghiên cứu xác định một số thông số tối ưu cho máy nghiền bột gạo
nước MNM – TL – 3”
Mục tiêu nghiên cứu:
Mục tiêu tổng quát:
Nâng cao hiệu quả nghiền bột gạo nước trong công nghệ chế biến các sản
phẩm lương thực dạng màng và sợi truyền thống của Việt Nam
Mục tiêu cụ thể:
1) Xây dựng mô hình thống kê thực nghiệm mô tả sự phụ thuộc của tỷ lệ sản phẩm
nghiền nằm trên sàng Mesh 400 (%) và chi phí điện năng riêng để nghiền (kWh/tấn)
vào các thông số kết cấu và công nghệ là lượng cung cấp hay năng suất q (kg/ph)
khe hở hai đĩa nghiền h
1
(mm), khe hở theo phương hướng kính giữa đầu cánh búa
và bề mặt lưới sàng h
2
(mm), số vòng quay của trục nghiền n (vg/ph) và chi phí
nước (thủy lực) q
nước

(l/ph).
2) Phân tích mô hình thống kê thực nghiệm về sự ảnh hường hay tác động của các
thông số nghiên cứu đến các chỉ tiêu về tỷ lệ sản phẩm nghiền nằm trên sàng Mesh
400 (%) và chi phí điện năng riêng để nghiền (kWh/tấn).
3) Xác định các thông số tối ưu và chỉ tiêu tối ưu đạt được.
4) Kiểm chứng chế độ làm việc tối ưu của máy nghiền bột gạo nước MNM – TL – 3
năng suất 500 kg/h trong sản xuất.


4
Ý nghĩa đề tài:
Ý nghĩa khoa học của đề tài là:
Kiểm chứng và nghiên cứu các thông số kết cấu và công nghệ cho mẫu máy
nghiền bột gạo nước mới bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm tối ưu.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là:
Kết quả nghiên cứu được tổ chức ứng dụng trực tiếp vào sản xuất.
Do đề tài thực hiện là một giải pháp kỹ thuật mới, thời gian thực hiện ngắn,
cơ sở vật chất – kỹ thuật, kinh phí, trình độ và kinh nghiệm còn bị hạn chế nên đề
tài không tránh những thiếu sót. Tôi xin chân thành cảm ơn sự xây dựng, đóng góp
của Quí Thầy – Cô, các Nhà khoa học, kỹ thuật ở các chuyên ngành liên quan cùng
các bạn đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn.

5
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU


1.1. Tổng luận các công trình đã công bố về máy nghiền bột nước
1.1.1. Tổng luận các công trình đã công bố về máy nghiền bột nước ở trong
nước
Bún tươi, bánh tráng, bánh phở, bánh cuốn,… là những thực phẩm truyền
thống của dân tộc ta, có mặt ở hầu hết các địa phương trên cả nước. Đây là những
sản phẩm được chế biền từ bột gạo sản xuất theo công nghệ nghiền ướt. Trong đó
thiết bị chủ yếu để sản xuất là các cối đá làm việc theo nguyên lý nghiền kiểu đĩa
trục đứng. Cối đá có thể dùng sức sức người, động cơ, v.v…Đây là loại thiết bị
dùng chủ yếu để nghiền bột gạo theo phương pháp ướt ở nước ta từ trước những
năm 2.000. Theo nhu cầu xã hội, yêu cầu chuyên môn hóa sản xuất, loại thiết bị này
ngày càng tỏ ra làm việc kém hiệu quả do cho năng suất thấp, chất lượng sản phẩm
nghiền khó kiểm soát do quy trình nghiền phức tạp vì phải nghiền đi, nghiền lại

nhiều lần. Do đó loại thiết bị nghiền cối đá theo nguyên lý nghiền đĩa ngày càng ít
sử dụng. Hiện chỉ còn thấy ở một số gia đình nông dân các tỉnh Phía Bắc, hay một
số rất ít hộ kính doanh cá thể nhỏ lẻ.






Hình 1.1. Máy xay gạo kiểu cối đá (kiểu nghiền đĩa).

6
Theo sự phát triển xã hội, thói quen tự chế biến tại các gia đình và các cơ sở
sản xuất bột gạo theo nguyên lý nghiền ướt cũng dần mất đi, để hình thành lên
những cơ sở sản xuất chuyên môn hóa với năng suất, hiệu quả kinh tế cao. Vì vậy
đã đặt ra nhu cầu thiết bị nghiền bột ướt mới nhằm khác phục các nhược điểm của
các thiết bị nghiền dạng cối đá.
Năm 2007, PGS. TS. Trần Thị Thanh và các cộng sự có những công bố đầu
tiên về máy nghiền búa-thuỷ lực dùng trong công nghệ nghiền ướt. Một ưu điểm
của nguyên lý nghiền này là cho năng suất cao, độ nhỏ bột nghiền có thể đạt công
nghệ micro, phù hợp cho các đối tượng dễ nghiền như bùn đỏ là chất thải trong khai
thác quặng nhôm. Sản phẩm sau khi nghiền được dùng dùng làm chất keo tụ trong
xử lý nước thải.
Cấp liệu vào máy nghiền

Hình 1.2. Máy nghiền bùn đỏ kiểu búa – thủy lực.
Năm 2009, ThS. Nguyễn Thị Kiều Hạnh cùng các cộng sự thực hiện đề tài
nghiên cứu khoa học cấp cơ sở, mã số CS – CB07 – CK – 02 là “Nghiên cứu thiết
kế - chế tạo mô hình máy nghiền gạo ứng dụng trong công nghệ sản xuất bún”. Đề
tài đã phát triển và ứng dụng nguyên lý nghiền búa – thủy lực vào nghiền gạo là kết

quả nghiên cứu của PGS.TS. Trần Thị Thanh vào sản xuất bún tươi. Kết quả nghiên
cứu cho thấy máy đạt năng suất 500 kg/h, công suất động cơ truyền động 10 HP, độ

7
nhỏ bột nghiền dưới 70 m. Hiện nay loại máy nghiền này đã được áp dụng khá
rộng rãi ở hầu hết các cơ sở sản xuất bún tươi của các tỉnh Phía Nam.


Hình 1.3. Lưới sàng máy nghiền gạo ướt.
Hình 1.4. Cấu tạo máy nghiền gạo ướt.
Tuy nhiên máy nghiền búa – thủy lực kiểu búa dạng cánh cũng còn một số
tồn tại như hiệu quả nghiền chưa cao, do quá trình nghiền chủ yếu là do trượt ma sát
giữa cánh búa lên lớp vật liệu nghiền và giữa lớp vật liệu nghiền với bề mặt lưới
sàng.
1.1.2. Tổng luận các công trình đã công bố về máy nghiền bột nước ở ngoài
nước
Các kết quả nghiên cứu về nghiền bao gồm việc hoàn thiện lý thuyết, công
nghệ và thiết bị nghiền.
Về lý thuyết nghiền đã được nhiều nhà bác học quan tâm và giải quyết để
xác định cơ chế nghiền vỡ. Năm 1867 nhà bác học người Đức P.Rv.Ritingơ đã phát
minh ra thuyết bề mặt “Công dùng cho quá tnh nghiền tỷ lệ thuận với bề mặt mới
tạo thành của vật liệu đem nghiền”. Công thức biểu diễn thuyết bề mặt trình bày:
A
s
= f (  S) , (J) ; (1.1)
Trong đó: A
s
- công chi phí để nghiền vỡ vật thể, tạo thành bề mặt mới , [J];
S - diện tích bề mặt mới được tạo thành (sự gia tăng diện tích riêng
bề mặt).

Thuyết bề mặt được áp dụng nhiều để đánh giá quá tnh nghiền mịn, vì khi
đó sản phẩm nhận được với diện tích riêng bề mặt phát triển cao.
Thuyết thể tích được nhà cơ học người Nga V.L. Kirpitrev (1874) đề xuất và

8
được Giáo sư người Đức Ph.Kik(1885) kiểm tra bằng thực nghiệm trên máy nghiền
kiểu búa. Nội dung cơ bản của thuyết thể tích là : “Công cần thiết để nghiền vật liệu
tỷ lệ thuận với mức độ biến đổi thể tích của vật liệu”
A
v
= f( V) , (J) ; (1.2)
Trong đó: A
v
- công chi phí để nghiền vỡ vật thể ,[J];
V - phần thể tích vật thể bị biến dạng.
Nhưng phần thể tích bị biến dạng V lại tỷ lệ thuận với thể tích ban đầu V
của tất cả các cục vật liệu, nghĩa là V = k
1
. V . Cho nên :
A
v
= k .k
1.
V = k
2
.V = k
v
.D
3

Hay : A
v
= k
2
.V = k
2
.  m = k
v
/
.m ; (1.3)
Trong đó: k
v
, k, k
1
, k
2
- các hệ số tỷ lệ trong các công thức theo thuyết thể
tích.
m - khối lượng cục vật liệu nghiền, [kg].
Thuyết thể tích của Kirpitrer -Kik cho kết quả chính xác hơn trong tính toán
quá tnh nghiền thô. Bởi vì khi nghiền thô, phần năng lượng chi phí cho biến dạng
đàn hồi vật thể là chủ yếu, còn năng lượng chi phí cho việc gia tăng diện tích riêng
bề mặt thì không đáng kể.
Những người ủng hộ thuyết bề mặt và thuyết diện tích đă tranh luận gay gắt
với nhau hơn nửa thế kỷ, nhưng họ không thành công kể cả thuyết thứ nhất lẫn
thuyết thứ hai. Bởi vì họ mắc sai lầm, chỉ đứng về một phía và không chú ý đến ảnh
hưởng của các điều kiện cụ thể của quá tnh nghiền và dung tích năng lượng của nó
(như mức độ phân tán vật liệu, cấu tạo và chế độ nghiền v.v ).
Hai thuyết diện tích và thể tích có nhược điểm như đă nêu cho nên Ph.C.
Bon(1952) đă đề xuất một thuyết nghiền thứ ba để dung a hai thuyết trên. Nội

dung của thuyết dung hòa cho rằng: “Công nghiền tỷ lệ với trung bình nhân giữa thể
tích (V) và bề mặt (F) của vật liệu đem nghiền”.
A
dh
= k
.DkkF.V
3
v

2
s
D.k

A
dh
= k
dh
.D
2,5
; (1.4)


9
Sau khi biến đổi chúng ta nhận được :
A
dh
= k
dh
.










D
1
d
1

; (1.5)
Sau này còn có công tnh nghiên cứu của nhà bác học Nga A.K. Rungbixt
(1956) và nhà bác học người Mỹ R.Trarlz (1958). Các nhà bác học này đă giới thiệu
phương trình:
dA = -c.d
z
d


; (1.6)
Trong đó :
A - công biến dạng ,[J];
 - kích thước đặc trưng (đối với cục vật liệu là D và các phần tử bột
nghiền là d ) , [mm];
c và z - các hệ số.
Lấy tích phân phương tnh (1.6) và sau khi cho các giá trị rời rạc z = 1; 2;

3/2, bằng sự tính toán đến giá trị cuối cùng của các kích thước chúng ta sẽ nhận
được giá trị gần đúng tích phân có dạng:
A = k. D
q
; (1.7)
Khi đó chỉ số mũ q có các giá trị 3 ; 2 và 2,5. Tương ứng với các biểu thức sau:
A
v
= k
v
. D
3
- Thuyết thể tích của Kirpitrev - Kik.
A
s
= k
s
. D
2
- Thuyết diện tích của Ritingo.
A
dh
= k
dh
. D
2,5
- Thuyết dung a của Bon.
Rõ ràng là cả hai thuyết diện tích và thể tích không mâu thuẫn nhau mà
chúng bổ sung cho nhau. Nếu nghiền tương đối to (nghiền thô) thì phần diện tích
riêng được tạo ra nhỏ, có thể bỏ qua nghĩa là áp dụng thuyết thể tích. Đồng thời qua

nghiên cứu cho chúng ta thấy quá tnh nghiền là quá tnh phức tạp bao gồm nhiều
biến đổi cơ lý của vật liệu trong khi nghiền.
Như vậy các thuyết nghiền nêu trên chỉ là gần đúng để nghiên cứu và được
hiệu chỉnh về mặt thực nghiệm.
Do chỗ thiếu sót của cả hai thuyết diện tích và thể tích khi dựa vào các tính
chất cơ lý của vật liệu nghiền trong biến dạng, Viện sĩ người Nga P.A.Rebinder

10
(1928) đă đưa ra thuyết nghiền tổng hợp còn gọi là thuyết nghiền cơ bản với nội
dung như sau: “Công nghiền vật liệu bao gồm công tiêu hao để tạo ra bề mặt mới và
công để làm biến dạng vật liệu” và được thể hiện dưới dạng biểu thức sau:
A
th
= f (V) + f (S) ; (1.8)
Trong đó : V- phần thể tích bị biến dạng của vật nghiền
S - diện tích riêng bề mặt được gia tăng.
A
th
= A
v
+ A
s
= k . V + S ; (1.9)
Trong đó: A
v
- công chi phí cho sự biến dạng của vật liệu ;
A
s
- công chi phí cho sự tạo thành các bề mặt mới;
k - hệ số tỷ lệ;

 - hệ số tỷ lệ có tính toán đến năng lượng sức căng bề mặt của vật
thể cứng.
Từ phương tnh (1.8) cho thấy công đầy đủ để nghiền vỡ vật thể bằng tổng
các công chi phí cho biến dạng lẫn tạo ra bề mặt mới.
Về lý thuyết máy nghiền búa:
Theo C.A Steven (1936) thì vận tốc dài của búa nghiền và kích thước lỗ sàng
ảnh hưởng rõ ràng tới độ mịn của bột nghiền, vận tốc búa nghiền càng lớn thì
nghiền các hạt càng nhỏ.
Theo G.F Thomas (1956) cho biết độ mịn của sản phẩm tỷ lệ với khe hở giữa
đầu búa tấm đập cũng như tấm sàng. Khe hở thay đổi trong khoảng từ 3 – 9 mm tuỳ
theo loại hạt cần nghiền. Còn theo Ing. Friedrich (1958), đối với đa số các loại hạt,
kích thước tối ưu khe hở là 8 mm.
Theo R.J Baker (1972), tỷ lệ diện tích sàng trong buồng nghiền và kích thước
lỗ sàng ảnh hưởng rõ rệt đến năng suất cũng như hiệu suất của máy. Ông cũng cho
rằng nếu diện tích sàng chiếm toàn bộ buồng nghiền thì sản phẩm hơi thô so với khi
diện tích sàng có diện tích sàng tỷ lệ thấp hơn. Các nghiên cứu này đều được nghiên
cứu và khảo nghiệm trên máy nghiền búa thông thường ( nghiền khô).

11
Các loại máy nghiền thường chỉ được nêu là máy nghiền khô. Trước năm
2.000, việc nghiền ướt chỉ được dùng trong giới hạn một số công nghệ như nghiền
ca cao, nghiền sơn hay ở một số rất ít đối tượng nghiền khác.
Năm 2011, bắt đầu thấy khái niệm thiết bị nghiền thủy lực, nghiền ướt được
công bố trên Internet, mà chủ yếu là của Trung Quốc.
Hình 1.5 và hình 1.6 giới thiệu các máy nghiền ướt có nguyên lý làm việc
kiểu máy nghiền côn – thủy lực do Trung Quốc sản xuất và chuyển giao thương
mại. Các thông số kỹ thuật cơ bản của các loại máy này được nhà cung cấp giới
thiệu như bảng 1.1.

Hình 1.5. Máy nghiền ướt kiểu trục
đứng.
Hình 1.6. Máy nghiền ướt kiểu trục
ngang.
Bảng 1.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản máy nghiền bột ướt.



12
Từ các số liệu của nhà cung cấp công bố cho thấy các mẫu máy nghiền này
không phù hợp để nghiền các hạt nông sản trong công nghiệp chế biến, vì yêu cầu
đầu vào nguyên liệu phải ≤ 1 mm.
1.2. Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu
1.2.1. Công nghệ sản xuất bột gạo
1.2.1.1. Giới thiệu chung về gạo
Gạo (hình 1.7) là một loại lương thực chính của một số nước trên thế giới
như Trung Quốc, Nhật, Philippin, Việt Nam, Thái Lan, Mỹ,… được chế biến từ
thóc. Gạo còn là nguyên liệu chế biến thành bột gạo. Từ bột gạo, người ta chế biến
ra rất nhiều mặt hàng thực phẩm rất hấp dẫn, gắn liền với đời sống hằng ngày như
phở, hủ tiếu, bún, các loại bánh, các sản phẩm ăn liền.

Hình 1.7. Hạt gạo.
Sản phẩm bột gạo được chế biến theo hai hướng công nghệ là chế biến khô
và chế biến ướt (hình 1.8).


Hình 1.8. Bột gạo khô và ướt.

13
Theo công nghệ chế biến ướt, sản phẩm bột gạo có thể ở dạng khô hay dạng

ướt. Để có sản phẩm ở dạng khô phải qua khâu sấy hoặc phơi. Sản phẩm bột gạo
nghiền ở dạng ướt là nguyên liệu dùng để chế biến các sản phẩm thực phẩm dạng
màng như bánh tráng, bánh phở, bánh ướt,…hay dạng sợi như bún tươi. Sản phẩm
bột gạo nghiền từ công nghệ chế biến ướt được sấy khô dùng làm nguyên liệu dự
trữ trong chế biến. Bột gạo theo công nghệ chế biến khô thường chỉ dùng để làm bột
ăn hàng ngày, phạm vi sử dụng ít. Hàm lượng dinh dưỡng của bột gạo trình bày như
bảng 1.2.
Bảng 1.2. Hàm lượng dinh dưỡng của bột gạo.
Thành phần
Hàm lượng (%)
Nước
Tinh bột
Protein
Lipid
Tro
Canxi
Photpho
12.8
79.5
5.9
2.05
0.4
28 (mg/100g)
104 (mg/100g)
Nguồn: www.khoahoc@.doisong/hatgaovang/
Một số tính chất cơ tính của gạo dùng trong sản xuất tinh bột gạo được cho ở
bảng 1.3.
Bảng 1.3. Tính chất cơ tính của gạo.
TT
Nguyên liệu

Tính chất cơ lý
Kích
thước
(mm)
Độ bền
(MN/m
2
)
Độ ẩm
(%)
Hệ số
ma sát
với thép
Khối
lượng
riêng
(kg/m
3
)
Khối
lượng
thể tích
(kg/m
3
)
1
Gạo nguyên
3  5
8,512,4
14

0,30,5
1.150
550

Gạo ngâm
4  6
1,21,6
4046
0,41,5
1.250
500

14
1.2.1.2. Quy trình chế biến bột gạo
Quy trình chế biến bột gạo theo phương pháp ướt trình bày như hình 1.9.
Giải thích quy trình:
+ Ngâm: Mục đích quá trình ngâm là giúp hạt gạo mềm dễ xay mịn. Trong khi
ngâm, nước sẽ ngấm vào hạt gạo (hydrat hóa) làm mềm hạt gạo, lớp màng của tế
bào, giúp quá trình xay gạo và tinh bột được giải phóng được dễ dàng khi xay. Thời
gian ngâm 1-2 giờ ở nhiệt độ thường.
+ Nghiền : Quá trình nghiền sẽ phá vỡ cấu trúc hạt gạo và lớp màng bao tế bào,
giúp giải phóng tinh bột chứa trong bột lạp của tế bào hạt gạo. Ngoài ra quá trình
xay còn giúp đồng nhất khối hạt hình thành dạng bột cho bột gạo. Để quá trình xay
được dễ dàng, gạo khi xay sẽ được bổ sung với nước.
Gạo

Nước  Ngâm

Nước  Xay


Khuấy

Lắng gạn

Chia bột

Phơi khô

Bao gói
Hình 1.9. Quy trình chế biến bột gạo theo phương pháp ướt.
+ Khuấy: Mục đích của quá trình khuấy sẽ giúp các các phân tử tinh bột thoát ra
hoàn toàn khỏi các túi bột lạp giúp tăng hiệu suất thu hồi tinh bột. Ngoài ra khi

15
khuấy một số tạp chất nhẹ còn lẫn trong gạo sẽ nổi lên và được loại bỏ dễ dàng. Quá
trình khuấy còn giúp lipit (chất béo trong gạo) thoát ra và nổi lên và sẽ được loại bỏ.
Nếu không khuấy kỹ thành phần lipit còn lẫn trong bột gạo sẽ tạo mùi khó chịu khi
bảo quản.
+ Lắng gạn: Để tách bột ra khỏi nước có thể dùng 2 cách lọc, lắng gạn hoặc ly tâm.
Do các hạt tinh bột có khuynh hướng kết thành khối và rất mịn vì vậy rất dễ làm
nghẹt lọc nên làm cho thời gian lọc lâu và như vậy sẽ dễ gây chua bột. Phương pháp
lắng gạn có hiệu suất khá tốt và dụng cụ đơn giản, có thể làm với số lượng lớn tuy
nhiên thời gian lắng gạn lại kéo dài hơn so với phương pháp ly tâm. Thời gian lắng
thường diễn ra trong 3 đến 4 giờ cho một mẽ. Tuy nhiên, phương pháp ly tâm đòi
hỏi đầu tư thiết bị tốn kém nên ít được áp dụng.
+ Chia bột ướt: Sau khi lắng gạn sẽ thu được bột sẽ có dạng bột nhão. Khối bột
này sẽ được chia ra trên mâm tre được bọc vải. Khối lượng chia cần đồng đều trên
các vĩ nhằm đảm bảo bột khô đều. Lớp vải sẽ giúp việc lấy bột lên dễ dàng khi bột
khô.
+ Phơi hoặc sấy: Bột sau khi chia sẽ được phơi hoặc sấy khô đến dưới 14% ẩm.

Thời gian phơi khoảng 4 - 6 giờ. Sau khi bột khô có thể đóng gói và bảo quản bột
hoặc có thể nghiền mịn rồi bao gói nhằm tăng giá trị cảm quan và thuận tiện trong
chế biến sản phẩm thực phẩm.
1.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc các loại máy nghiền gạo theo nguyên lý
nghiền ướt
1.2.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy nghiền thủy lực kiểu búa cánh cố
định
a) Cấu tạo
Máy nghiền thuỷ lực kiểu búa cánh cố định có cấu tạo như hình 1.10.
Cấu tạo của máy gồm có rô to 3 trên có gắn các cánh búa 7. Lưới sàng 4 lắp
theo chu vi rô to. Ở hai thành buồng nghiền còn lắp các tấm nhám dạng đĩa để tăng
hiệu quả quá trình nghiền. Rô to 3 nhận truyền động từ động cơ thông qua bộ truyền

16
động đai 5. Nguyên liệu được chứa và cung cấp từ máng cấp liệu 9 theo kiểu tự
chảy. Nước được cung cấp trực tiếp vào quá trình nghiền.


Hình 1.10. Sơ đồ máy nghiền thuỷ lực kiểu búa cánh cố định.
1.Vỏ máy; 2.Tấm nhám; 3.Rô to; 4.Lưới sàng; 5.Bánh đai;
6.Trục rô to; 7.Búa nghiền; 8.Nước vào máy; 9.Máng cấp liệu.
Nguyên lý làm việc của máy nghiền kiếu búa cánh cố định
Nguyên liệu nghiền là gạo đã được ngâm ủ. Nhờ quá trình ngâm nước mà gia
tăng độ ẩm và giảm độ bền cơ học của hạt. Các hạt gạo rơi vào trong buồng nghiền
sẽ được các búa 7 và đập và quét chuyển động xung quanh buồng nghiền. Dòng
nguyên liệu nghiền này sẽ tự va đập, chà xát lên nhau hay bị chà xát với cánh búa,
với bề mặt lưới sàng, bề mặt tấm nhám để tạo ra sự phá hủy cơ học. Các phần tử
nghiền đủ nhỏ với sự hỗ trợ của chất lỏng để dễ ràng chui qua lỗ sàng. Quá trình
nghiền chỉ chấm dứt sau khi các phần tử nghiên thoát ra khỏi buồng nghiền. Như
vậy nước đưa vào quá trình nghiền với mục đích nhằm giảm nhiệt độ phát sinh

trong quá nghiền và hiện tượng tắc nghẽn lỗ lưới sàng.
Sản phẩm nghiền là hỗn hợp nước – bột gạo nghiền. Sản phẩm nghiền sau
khi điều chỉnh ẩm độ có thể chuyển đi chế biến trực tiếp hoặc đưa đi làm khô thành
dạng bột khô cho phù hợp với yêu cầu công nghệ chế biến hay bảo quản.
Với kết cấu đơn giản, thuận tiện sử dụng, làm việc có độ tin cậy cao nên hầu
hết các máy nghiền bột gạo ướt trong nước hiện nay dùng nguyên lý làm việc này.
Nguyên lý này còn được sử dụng làm nguyên lý nghiền khô các loại hạt lương thực.

17
1.2.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc các loại máy nghiền thủy lực kiểu đĩa
a) Cấu tạo
Máy nghiền đĩa có thể dùng trong công nghệ nghiền khô lẫn nghiền ướt bột
vừa và mịn. Máy có 4 dạng máy nghiền như sau:
- Máy có trục đứng làm quay đĩa trên.
- Máy có trục thẳng đứng làm quay đĩa dưới.
- Máy có trục nằm ngang làm quay 1 đĩa.
- Máy có trục nằm ngang làm quay cả 2 đĩa.
Càc đĩa nghiền thường được chế tạo bằng kim loại hoặc bằng hỗn hợp bột vô
cơ cứng. Do lực liên kết của đĩa đá kém hơn đĩa kim loại nên phải làm thêm đai
thép và thường cho đĩa đá làm việc với vận tốc tiếp tuyến là 10 m/s đối với trục
quay thẳng đứng, tới 18 m/s đối với trục quay nằm ngang. Đĩa gang đúc thì vận tốc
tiếp tuyến có thể lên tới 28 m/s, còn đĩa thép đúc đạt tới 68 m/s. Chế tạo đĩa nghiền
đảm bảo các yêu cầu : bề mặt nghiền cần có độ cứng cao, độ nhám lớn, cơ tính đồng
đều trên toàn bộ bề mặt đĩa nghiền để khi làm việc thì mòn đều, không bị sứt mẻ.
Loại đĩa nghiền bằng đá thường được chế tạo từ hỗn hợp các loại bột (bảng 1.4)
Bảng 1.4. Thành phần đĩa nghiền bằng đá.
Loại mặt đá
Thành phần

bột nhám

Silic
Thạch anh
manhêdit
Magiê clorua
Bột nhám
Bột ít nhám
Silic
Thạch anh
70
40
-
-
-
30
70
-
-
-
-
70
15
15
15
15
15
15
15
15
Để tăng khả năng nghiền của đĩa, tăng khả năng vận chuyển bột ra khỏi khe
nghiền và tăng điều kiện thông gió (khi nghiền khô) hay thoát sản phẩm nghiền khi

nghiền ướt, người ta thường gia công mặt đĩa thành các vành, các rãnh chìm có
prôphin hình tam giác trên 2 mặt đĩa (hình 1.11 và hình 1.12). Các rãnh có hai loại
hình dạng: cong và thẳng. Rãnh cong có khả năng đẩy hạt đã nghiền ra ngoài mạnh
hơn rãnh thẳng. Vì vậy bột sẽ được nghiền to hơn, ít có bụi bột.
Cấu tạo chung của máy nghiền thuỷ lực kiểu đĩa chà xát với trục thẳng đứng
có sơ đồ cấu tạo như hình 1.13 và với trục nằm ngang có sơ đồ cấu tạo như hình
1.14.

18

5 - 8
35 - 40
Ñóa treân
R'2
R''2
Ñóa döôùi

Hình 1.11. Các vành trên mặt đĩa nghiền.
Hình 1.12. Các rãnh trên mặt đĩa nghiền.

Hình 1.14. Sơ đồ máy nghiền thuỷ lực kiểu đĩa
trục nằm ngang.
1. Hộp cấp liệu; 2. Nam châm; 3. Cửa quan sát;
4. Vít xoắn; 5. Cân điều chỉnh khe hở nghiền;
6. Đĩa đứng yên; 7. Đĩa quay; 8. Cần gạt;
9. Bánh đai dẫn động; 10. Đai truyền động;
11. Cơ cấu tháo.

Hình 1.13. Sơ đồ máy nghiền thuỷ
lực kiểu đĩa trục thẳng đứng.
1. Đĩa trên; 2. Thân máy;
3. Cửa nạp liệu; 4. Ổ đỡ;
5,6. Cụm trục quay và đĩa dưới.

19
b) Nguyên lý làm việc.
Cấu tạo của máy nghiền đĩa loại trục quay nằm ngang được mô tả ở hình
1.15. Hạt nghiền từ hộp cấp liệu 1 chảy qua nam châm tách vụn sắt 2 rồi chảy
xuống vít xoắn 4. Vít xoắn này có nhiệm vụ đẩy hạt vào khoang nghiền của cặp đĩa
nghiền 6 và 7. Đĩa nghiền 6 cố định còn đĩa nghiền 7 được lắp với trục quay do
bánh đai 9 dẫn động. Bột nghiền được cần gạt 8 đẩy vào cửa tháo liệu. Điều chỉnh
khe nghiền bằng cần 5. Từ trục quay còn truyền động bằng đai 10 lên cơ cấu tháo
liệu 11 của hộp chứa liệu 1. Cửa quan sát 3 vừa để theo dõi lớp hạt chảy xuống cặp
đĩa nghiền, vừa để lấy vụn sắt bám trên nam châm 2 ra, đảm bảo an toàn cho cặp đĩa
nghiền.
Máy nghiền đĩa có trục quay thẳng đứng, sau khi chế tạo phải đảm bảo điều
kiện: trọng tâm của đĩa quay nằm trên trục quay và trục này cũng là trục quán tính
chính của đĩa quay. Có như vậy mới đảm bảo đĩa làm việc cân bằng, không tạo nên
tải trọng động tác dụng lên trục và gối trục gây phá hỏng máy.
Ngoài khả năng nghiền khô, máy nghiền đĩa còn dùng để nghiền ướt rất thích
hợp khi cần sản xuất dịch bột để tách tinh bột, dịch bào của các loại hạt đậu trong
chế biến đậu phụ, nước chấm,
1.2.2.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc các loại máy nghiền thuỷ lực kiểu côn
a) Cấu tạo
Đây là mẫu máy nghiền mới chưa được sản xuất tại Việt Nam. Máy thường
được áp dụng trong quá trình nghiền khô ở dạng nghiền thô phục vụ nghiền đá cho
các ngành công nghiệp xây dựng, hóa chất.
Máy nghiền thuỷ lực kiểu côn có cấu tạo như hình 1.15. Rô to nghiền 2 có

cấu tạo dạng bánh răng côn xoắn nhưng với góc côn của đỉnh rất nhỏ từ 5  15
0
.
Các răng và rãnh xoắn trên bề mặt rô to có dạng hình thang cân. Góc xoắn của răng
từ 75  85
0
. Bề mặt buồng nghiền có dạng hình côn cũng được gia công thành các
răng và rãnh xoắn, với góc côn xấp xỉ góc côn của rô to, còn góc xoắn của răng
bằng với góc xoắn của rô to nhưng theo chiều ngược lại. Với cấu tạo như vậy sẽ
tăng khả năng nghiền cắt vật nghiền. Khe hở giữa các răng rô to và răng bề mặt

20
buồng nghiền điều chỉnh bằng cách dịch chỉnh vỏ buồng nghiền 1 và 3. Rô to
nghiền được truyền động bằng bộ truyền động đai nằm ở phía dưới. Nguyên liệu
cùng với nước đưa vào nghiền từ phía trên theo trục máy. Để tăng cường khả năng
tháo sản phẩm, phía dưới rô to còn bố trí các cánh gạt làm việc như một bơm ly tâm
với cửa hút chính là buồng nghiền. Vật liệu chế tạo máy hoàn toàn bằng thép không
gỉ nhằm đảm bảo yêu cầu phục vụ chế biến thực phẩm.

Hình 1.15. Sơ đồ cấu tạo máy nghiền thuỷ lực kiểu côn.
1. Vỏ máy nghiền; 2. Rô to nghiền; 3. Vỏ buồng nghiền; 4. Trục lắp rô to;
5. Máng cấp liệu; 6. Cửa tháo liệu; 7. Cửa cấp liệu.
b) Nguyên lý làm việc
Nguyên liệu nghiền được cấp vào buồng nghiền thông qua cửa cấp liệu 7.
Trong quá trình chuyển động theo chiều trục máy nhờ trọng lực và lực đẩy của răng,
nguyên liệu bị cắt bở các cạnh sắc của răng rô to 2. Ngoài ra chúng còn bị mài bởi
các bề mặt của rô to 2 và buồng nghiền 3 hay bị rô to ép vỡ. Quá trình này làm
nghiền nhỏ nguyên liệu thành bột nghiền. Nhờ có nước nên các phần tử nghiền dễ
dàng thoát khỏi buồng nghiền theo các rãnh xoắn xuống phía dưới để đưa ra ngoài
và được giải nhiệt phát sinh trong quá trình nghiền.

21
1.3. Ý kiến thảo luận
Công nghệ chế biến truyền thống bột lương thực nói chung và gạo nói riêng
ở nước ta theo công nghệ nghiền ướt. Đây cũng là yêu cầu cho công nghệ sản xuất
các loại thực phẩm mang bản sắc của dân tộc ta như bún tươi, bánh phở, bánh ướt
hay “mèn mén” là món ăn chính của một số dân tộc thiểu số khác trong công đồng
các dân tộc Việt Nam ở các tỉnh Bắc. Nó còn đặc trưng cho nền văn minh lúa nước
của dân tộc ta. Công nghệ nghiền ướt có công đoạn ngâm nguyên liệu nghiền đã
“cải thiện” được tính nghiền của nguyên liệu như làm giảm được độ bền các phần tử
nguyên liệu nghiền, giải nhiệt tốt trong quá trình nghiền, tăng khả năng lưu thông
qua sàng cho hỗn hợp phần tử nghiền. Công nghệ nghiền ướt rất phù hợp cho quá
trình sản xuất các sản phẩm thực phẩm truyền thống của Việt Nam đã nêu.
Từ bao đời nay, cối đá xay là công cụ chủ yếu để xay bột ướt. Mặc dù đã
được dần cải tiến như thay cối xay đá bằng hỗn hợp vô cơ có tuổi thọ cao hơn hay
sử dụng động cơ thay sức người, nhưng vẫn không đáp ứng các yêu cầu thực tế sản
xuất đặt ra. Vì vậy, với ưu thế vượt trội là có thể nâng năng suất, điều khiển và đảm
bảo độ nhỏ sản phẩm nghiền, máy làm việc với độ tin cậy hơn hẳn, quá trình làm
việc mang tính “công nghiệp hóa”, nên các máy nghiền búa cánh ở dạng nghiền
thủy lực (hay máy nghiền búa – thủy lực) đã dần thay thế hoàn toàn các dạng cối
xay. Mặc dù vậy, theo nguyên lý nghiền búa – thủy lực vẫn còn những tồn tại cần
giải quyết là hiệu quả nghiền còn thấp. Do nghiền trong môi trường thủy lực nên
hiệu quả nghiền va đập kém, vì hỗn hợp nước – phần tử nghiền chuyển động với
vận tốc gần bằng với vận tốc cánh búa. Do đó cơ chế nghiền trong loại máy nghiền
này chủ yếu là do chà xát giữa cánh búa với nguyên liệu nghiền, giữa nguyên liệu
nghiền với bề mặt sàng hay tấm nhám, hay giữa nguyên liệu nghiền với nhau.
Phần lớn các nước trên thế giới thì gạo, ngô và đậu hạt có các công nghệ chế
biến khác với nước ta. Các bột lương thực làm nguyên liệu cho công nghệ chế biến
thường được chế biến khô. Chỉ một số ít có yêu cầu nghiền ướt. Chính vì vậy có rất
ít công bố khoa học về lý thuyết và cấu tạo máy nghiền – thủy lực ứng dụng trong

công nghiệp chế biến lương thực và thực phẩm.

22
Chương 2
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu tổng quát
Nâng cao hiệu quả nghiền bột gạo nước trong công nghệ chế biến các sản
phẩm lương thực dạng màng và sợi truyền thống của Việt Nam
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
1) Xây dựng mô hình thống kê thực nghiệm mô tả sự phụ thuộc của tỷ lệ sản phẩm
nghiền nằm trên sàng Mesh 400 (%) và chi phí điện năng riêng để nghiền (kWh/tấn)
vào các thông số kết cấu của máy nghiền MNM – TL – 3 và quá trình công nghệ
nghiền bột gạo nước là lượng cung cấp hay năng suất q (kg/ph) khe hở hai đĩa
nghiền h
1
(mm), khe hở theo phương hướng kính giữa đầu cánh búa và bề mặt lưới
sàng h
2
(mm), số vòng quay của trục nghiền n (vg/ph) và chi phí nước (thủy lực)
q
nước
(l/ph).
2) Phân tích mô hình thống kê thực nghiệm về sự ảnh hường hay tác động của các
thông số nghiên cứu đến các chỉ tiêu về tỷ lệ sản phẩm nghiền nằm trên sàng Mesh
400 (%) và chi phí điện năng riêng để nghiền (kWh/tấn).
3) Xác định các thông số tối ưu và chỉ tiêu tối ưu đạt được.
4) Ứng dụng kết quả nghiên cứu tối ưu hóa vào trong sản xuất.

2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
+ Công nghệ nghiền: Công nghệ nghiền ướt bột gạo với sản phẩm dạng bột nước
phục vụ chế biến các sản phẩm lương thực dạng màng và sợi.
+ Thiết bị nghiền: Máy nghiền MNM – TL – 3 là sản phẩm của đề tài cấp Bộ mã số
B2012 – 12 – 12 kiểu trục đứng dạng phối hợp 3 nguyên lý nghiền kiểu côn xoắn,
đĩa chà xát và búa cánh dùng nghiền gạo ướt cho sản phẩm nghiền ở trạng thái lỏng.
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu
Thực hiện theo nội dung nghiên cứu của đề tài cấp Bộ mã số B2012–12–12 .

23
Nghiên cứu xác định các thông số tối ưu cho máy nghiền MNM – TL – 3 khi
nghiền gạo
2.3. Nội dung nghiên cứu
1) Nghiên cứu xây dựng mô hình thống kê mô phỏng tác động của lượng cung cấp
hay năng suất q (kg/ph), khe hở hai đĩa nghiền h
1
(mm), khe hở theo phương
hướng kính giữa đầu cánh búa và bề mặt lưới sàng h
2
(mm), số vòng quay của
trục nghiền n (vg/ph) và chi phí nước (thủy lực) q
nước
(l/ph) đến chất lượng
nghiền bột gạo nước là tỷ lệ sản phẩm nghiền nằm trên sàng Mesh 400 B (%) và
chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật là chi phí điện năng riêng để nghiền Ar (kWh/tấn) ở
máy nghiền MNM – TL – 3 bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm.
2) Nghiên cứu ảnh hưởng của của lượng cung cấp hay năng suất q (kg/ph), khe hở
hai đĩa nghiền h
1

(mm), khe hở theo phương hướng kính giữa đầu cánh búa và
bề mặt lưới sàng h
2
(mm), số vòng quay của trục nghiền n (vg/ph) và chi phí
nước (thủy lực) q
nước
(l/ph) đến tỷ lệ sản phẩm nghiền nằm trên sàng Mesh 400
B (%) và chi phí điện năng riêng để nghiền Ar (kWh/tấn) khi nghiền bột gạo
nước bằng máy nghiền MNM – TL – .3
3) Xác định các chỉ tiêu tối ưu và các thông số tối ưu cho quá trình nghiền bột gạo
nước bằng máy nghiền MNM – TL – 3.
4) Kiểm chứng và ứng dụng chế độ làm việc tối ưu máy nghiền bột gạo nước vào
sản xuất.
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Các thông số nghiên cứu
2.4.1.1. Các thông số đầu ra
Dựa vào mục tiêu đề tài và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, đề tài xác định các
thông số nghiên cứu đầu ra sau trong quy hoạch thực nghiệm là:
+ Tỷ lệ sản phẩm nghiền nằm trên sàng Mesh 400 B (%): Đây là thông số đặc trưng
cho hiệu quả nghiền về mặt chất lượng.
+ Chi phí điện năng riêng để nghiền Ar (kWh/tấn): Đây là thông số đặc trưng cho
hiệu quả nghiền về mặt kinh tế.
Đề tài không chọn các thông số sau làm thông số ra:
+ Năng suất Q (kg/h). Năng suất Q là thông số ảnh hưởng đến B, Ar, điều khiển
được qua cung cấp nguyên liệu nghiền. Vì vậy được sử dụng làm thông số vào.

24
+ Độ nhỏ sản phẩm nghiền d: vì máy nghiền dùng lưới sàng để phân ly đã giới hạn
kích thước lớn nhất sản phẩm nghiền theo yêu cầu công nghệ.
+ Chi phí nước (thủy lực): Mặc dù thuộc về chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật nhưng chỉ phí

nước còn là yêu cầu công nghệ của quá trình nghiền. Thông số này tác động mạnh
đến năng suất nghiền và chi phí điện năng riêng để nghiền, nên trong nghiên cứu
được chuyển làm thông số đầu vào.
2.4.1.2. Các thông số đầu vào
Dựa vào mục tiêu nghiên cứu, kết cấu máy nghiền MNM – TL – 3, nguồn
kinh phí, thời gian thực hiện, đề tài dự kiến chọn các thông số sau làm thông số vào
cho quá trình quy hoạch thực nghiệm:
+ Lượng cung cấp hay năng suất q (kg/ph). Lượng cung cấp q điều khiển bằng độ
mở cửa cung cấp.
+ Khe hở hai đĩa nghiền h
1
(mm). Khe hở h
đĩa
điều khiển bằng cách dịch chuyển vị
trí tương đối của đĩa nghiền trên lên – xuống theo phương trục nghiền.
+ Khe hở theo phương hướng kính giữa đầu cánh búa và bề mặt lưới sàng h
2
(mm).
+ Số vòng quay của trục nghiền n (vg/ph). Số vòng quay điều khiển thông qua biến
tần điều khiển động cơ điện truyền động.
+ Chi phí nước (thủy lực) q
nước
(l/ph). Chi phí nước q
nước
điều khiển bằng khóa mở
dòng chảy.
Đề tài không chọn các thông số sau làm thông số vào:
+ Các tính chất của đối tượng nghiền như kích thước hạt, độ ẩm, độ bền hạt, Các
tính chất này được cố định bằng yêu cầu công nghệ (loại gạo, thời gian ngâm ủ)
mang tính ngẫu nhiên khi cố định ở cùng một chế độ cho tất cả các thí nghiệm của

quy hoạch thực nghiệm.
+ Các thông số đặc trưng hình học khác của cụm côn nghiền: Các thông số hình học
khác của cụm côn nghiền như độ côn, góc xoắn, kích thước răng (gân) và rãnh
xoắn, chiều dài, đường kính côn nghiền. Đây là những thông số làm thay đổi cấu
tạo máy nghiền MNM – TL – 3. Mỗi thay đổi đều cần kinh phí rất lớn mà khả năng

25
kinh phí và thời gian nghiên cứu không cho phép trong nghiên cứu quy hoạch thực
nghiệm.
2.4.2. Dụng cụ và phương pháp đo đạc
2.4.2.1. Dụng cụ đo đạc
a) Đo các thông số hình học
Các thông số hình học cần đo là các đặc trưng hình học của máy nghiền thủy
lực tác động ba và đối tượng nghiền là hạt gạo.
Để đo các thông số hình học sử dụng các loại thước đo độ, thước mét, thước
kẹp, panme, calip.
b) Đo khối lượng
Thông số khối lượng cần đo gồm: khối lượng nguyên liệu nghiền, khối lượng
mẫu sản phẩm nghiền nghiên cứu.
Trong nghiên cứu dùng cân đồng hồ với khối lượng lớn nhất cân được 60 kg,
thang đo tới 0,1 kg, sai số  0,2 % để đo khối lượng nguyên liệu nghiền. Để đo khối
lượng thuộc về mẫu sản phẩm nghiền nghiên cứu dùng cân điện tử với sai số 0,02 g.
c) Đo các thông số động học
Thông số động học cần đo gồm thời gian gia công (hay nghiền), số vòng
quay và lưu lượng nước.
Để đo thời gian gia công dùng đồng hồ bấm giây với thang đo tới 0,01 %
giây Để đo số vòng quay dùng đồng hồ đo số vòng quay kiểu cảm ứng với thang đo
tới 1 vg/ph, dải đo tới 10.000 vg/ph, sai số 0,5 %. Để đo lưu lượng nước dùng lưu
lượng kế với thang đo tới 0,5 l/ph.
d) Đo độ ẩm

Dùng dụng cụ đo độ ẩm hạt kiểu điện dung để xác định nhanh ẩm độ hạt.
e) Đo các đại lượng điện và năng lượng
Để đo các đại lượng điện đặc trưng cho tiêu thụ điện năng của động cơ dẫn
động máy gồm các đồng hồ đo điện như am pe kế, vol kế, công suất kế .
Đo công suất điện tiêu thụ dùng công tơ điện kiểu cảm ứng từ, 3 pha, thang
đo 0,1 kWh. Sai số 0,2 %.