HOÀN THIỆN TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY LÀM SẠCH MẪU CA CAO NĂNG SUẤT 2 Kgh

HOÀN THIỆN TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ,
CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY LÀM SẠCH MẪU CA CAO NĂNG
SUẤT 2 Kg/h

Tác giả

Hấu Đức Hòa

Khóa luận được đệ trình để dáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Cơ Khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn
Kỹ sư: Phạm Duy Lam

Tháng 06-2011
 

ii


CẢM TẠ

Chân thành cảm tạ:
Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.
Ban Chủ Nhiệm cùng quý thầy cô Khoa Cơ Khí – Công Nghệ Trường Đại Học
Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.
Chân thành biết ơn thầy kỹ sư Phạm Duy Lam đã hết lòng giúp đỡ tôi hoàn
thành đề tài tốt nghiệp này.
Toàn thể cán bộ, công nhân viên Trung Tâm Năng Lượng và Máy Nông Nghiệp
đã tạo điều kiện, phương tiện giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này, cùng gởi lời cám ơn tới
lớp DH07CK, bạn bè thân thiết gần xa đã giúp đỡ tôi thực hiện đề tài.

 

iii


Đề Tài:

HOÀN THIỆN TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ,
CHẾ TẠO, KHẢONGHIỆM MÁY LÀM SẠCH
MẪU CA CAO NĂNG SUẤT 2 Kg/h

Thời gian thực hiện đề tài: từ ngày 08/03/2011 đến ngày 17/04/2011
Địa điểm: Trung Tâm Năng Lượng Và Máy Nông Nghiệp.

TÓM TẮT

Việc làm sạch mẫu ca cao nhằm xác định chính xác tính chất của hỗn hợp hạt,
thông qua đó xác định tính chất đầu vào của các quá trình thí nghiệm, chế biến tiếp
theo.
Mặt khác, việc xử lý và làm sạch mẫu cần phải tiến hành nhanh gọn, thao tác dễ
dàng để giảm chi phí làm sạch. Tránh việc tồn trữ hạt quá lâu làm hư hỏng hạt do hạt
có độ ẩm cao, dễ bị sâu mọt.
Hiện nay các phòng thí nghiệm lớn thường trang bị các loại máy ngoại nhập ,
giá thành cao mà các cơ sở nhỏ không đủ khả năng trang bị. Do đó cần có một máy
làm sạch mẫu đáp ứng được yêu cầu về độ sạch, gọn nhẹ,dễ vận hành, năng suất và
đặc biệt là giá cả phải chăng để trang bị cho các phòng thí nghiệm vừa và nhỏ của các
cở sở kinh doanh và chế biến ca cao.
Đặc tính kỹ thuật của máy:
Năng suất:  2kg/giờ

Độ sạch:  98%

Năng lượng tiêu thụ: 115 W/giờ

Trọng lượng máy: 20 kg

Số người vận hành: 1
 

iv


MỤC LỤC

Trang
CHƯƠNG 1 ..............................................................................................................1
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................1
CHƯƠNG 2 ..............................................................................................................2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU, SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỤC TIẾP ĐỀ TÀI .............2
2.1 Tìm hiểu về cây ca cao ...............................................................................2
2.1.1 Nguồn gốc cây ca cao / TL6/ ...........................................................2
2.2 Tình hình sản xuất ca cao trên thế giới và trong nước ...............................5
2.3 Tính chất cơ lý hạt ca cao ...........................................................................7
2.4 Độ ẩm ........................................................................................................9
2.5 Độ sạch /TL 7/ ..........................................................................................10
2.6 Tính chất khí động của hạt /TL1/ .............................................................10
2.6.1 vận tốc tới hạn ................................................................................10
2.7 Đặc tính của luồng không khí ..................................................................11
2.7.1 Áp suất của luồng không khí trong ống dẫn /8/ .............................11

2.7.2 Tổn thất áp suất trong đường ống: .................................................12
2.8 Các phương pháp làm sạch hạt /TL1/ ......................................................13
2.8.1 Làm sạch bằng sàng .......................................................................13
2.8.2 Làm sạch bằng khí động.................................................................15
2.8.3 Làm sạch bằng trọng lượng riêng...................................................17
2.8.4 Làm sạch dựa vào độ bền cơ học ...................................................17
2.9 Giới thiệu quạt ..........................................................................................18
2.9.1 Quạt ly tâm .....................................................................................18
2.9.2 Quạt hướng trục ..............................................................................19
2.9.3 Các thông số cơ bản của quạt /TL7/ ...............................................20
CHƯƠNG 3 ............................................................................................................21
PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN .................................................................21
3.1 Phương pháp .............................................................................................21
 

v


3.1.1 Phương pháp thiết kế ......................................................................21
3.1.2 Phương pháp chế tạo ......................................................................21
3.1.3 Phương pháp khảo nghiệm .............................................................22
3.1.4 Bố trí thí nghiệm và sử lý số liệu ...................................................24
3.2 Phương tiện ..............................................................................................25
CHƯƠNG 4 ............................................................................................................26
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................26
4.1 Hoàn thiện thiết kế ...................................................................................28
4.1.1 Hoàn thiện vỏ máy .........................................................................28
4.1.2 Hoàn thiện trục cuốn ......................................................................28
4.1.3 Hoàn thiện kết cấu máy ..................................................................30
4.1.4 Điều chỉnh lưu lượng gió ...............................................................32

4.1.5 Thiết kế chân đế .............................................................................33
4.2 Chế tạo......................................................................................................35
4.2.4 Chế tạo chân đế ..............................................................................35
4.2.5 Chế tạo bộ phận che chắn quạt .......................................................36
4.3 Khảo nghiệm ............................................................................................36
4.3.1 Mục đích khảo nghiệm ...................................................................36
4.3.2 Các chỉ tiêu cần xác định khi khảo nghiệm....................................36
4.3.3 Đối tượng khảo nghiệm ..................................................................36
CHƯƠNG 5 ............................................................................................................47
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................................................47
5.1 Kết luận ....................................................................................................47
5.2 Đề nghị .....................................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................48 
 

 
 
 
 

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2. 1: Thành phần hóa học hạt ca cao /TL 11/ .........................................................9
Bảng 4. 1: Tần số ứng với số vòng quay của quạt.........................................................33
Bảng 4. 2: Độ ẩm ban đầu (%) ......................................................................................37
Bảng 4. 3: Năng suất máy làm sạch (kg/giờ) ................................................................38
Bảng 4. 4: Độ sạch hạt và độ tổn thất (%) .....................................................................39

Bảng 4. 5: Năng suất máy làm sạch ( kg/giờ) ...............................................................41
Bảng 4. 6: Độ sạch và độ tổn thất (%) ...........................................................................42
Bảng 4. 7: Năng suất máy (kg/giờ)................................................................................43
Bảng 4.8: Độ sạch và độ tổn thất (%) ............................................................................43
Bảng 4. 8: Năng suất máy làm sạch (kg/giờ) ................................................................45
Bảng 4. 10: Độ sạch của máy (%) .................................................................................45

 

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2. 1: Cây ca cao trong rừng.....................................................................................2
Hình 2. 2: Cây ca cao ra trái ............................................................................................3
Hình 2. 3: Mô hình trồng xen ca cao trong tán dừa .........................................................4
Hình 2. 4: Quả ca cao bổ đôi ...........................................................................................5
Hình 2. 5: Lên men ca cao ...............................................................................................5
Hình 2. 6: Vườn ươm ca cao ...........................................................................................7
Hình 2. 7: Hạt ca cao sau khi lên men được phơi khô.....................................................7
Hình 2. 8: Sơ đồ cấu tạo máy tách đá ............................................................................14
Hình 2. 9: Sơ đồ cấu tạo sàng kép mở ...........................................................................15
Hình 2. 10:Sơ đồ cấu tao máy hút trấu ..........................................................................16
Hình 2. 11: Quạt ly tâm .................................................................................................18
Hình 2. 12: Quạt hướng trục ..........................................................................................19
Hình 3. 1: Dụng cụ chia mẫu .........................................................................................22
Hình 3. 2: Sơ đồ độ đóng cụm chỉnh gió .......................................................................23
Hình 4. 1:Sơ đồ máy làm sạch mẫu ca cao ....................................................................27
Hinh 4. 2: Cấu tạo trục cuốn ..........................................................................................29

Hình 4. 3: Sơ đồ mạch điện trong tủ điện......................................................................32
Hình 4. 4: Máy biến tần .................................................................................................33
Hình 4. 5: Cấu tạo chân đế máy làm sạch mẫu ca cao ..................................................34
Hình 4. 6: Cấu tạo bên trong tủ điện .............................................................................34
Hình 4. 7: Một công đoạn trong quá trình chế tạo ........................................................35
Hình 4. 8: Cấu tạo Bộ phận che chắn quạt ....................................................................36
Hình 4. 9: Rang hạt ca cao trước khi chà vỏ .................................................................40
 

viii


Hình 4. 10: Máy chà vỡ hạt ca cao ................................................................................41
Hình 4. 11: Hạt ca cao sau khi làm sạch........................................................................42
Hình 4. 12: Trước khi xuất xưởng máy được đơn vị nghiệm thu kiểm tra kỹ thuật .....46

 

ix


CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
 
 

Cây ca cao có nguồn gốc là một loại cây hoang dại trong rừng Amazôn (Nam
Mỹ) và được thuần hóa từ thế kỷ XVI từ đó được trồng ở rất nhiều nơi trên thế giới.
Cây ca cao theo chân các nhà truyền giáo phương tây được du nhập vào Việt Nam từ
cuối thập kỷ 50 của thế kỷ XX. Hiện nay cây ca cao được trồng phổ biến ở các tỉnh

đồng bằng sông Cửu Long, Tây Nguyên và một số tỉnh miền Trung mang lại thu nhập
khá cao cho bà con nông dân.
Từ hạt ca cao chế biến ra được rất nhiều loại thực phẩm thơm ngon, bổ dưỡng
do đó nhiều cơ sở kinh doanh và nhà máy chế biến Ca Cao mọc lên. Ở những cơ sở
lớn họ có thể trang bị cho phòng thí nghiệm của mình những thiết bị máy móc ngoại
nhập đắt tiền, còn những cơ sở vừa và nhỏ do nguồn vốn eo hẹp nên viêc trang bị cho
phòng thí nghiệm của họ một máy làm sạch là một vấn đề lớn.
Đề tài: Hoàn thiện thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy làm sạch mẫu Ca Cao
năng suất 2 kg/giờ được thực hiện nhằm phục vụ cho các phòng thí nghiệm của các cơ
sở kinh doanh và chế biến ca cao để xác định tính chất của hỗn hợp hạt qua đó xác
định các yếu tố đầu vào, với giá cả phải chăng, tiết kiệm chi phí cho các phòng thí
nghiệm mà vẫn đem lại hiệu quả cao nhất không thua kém các loại máy ngoại nhập đắt
tiền.

 

1


CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN

2.1 Tìm hiểu về cây ca cao
2.1.1 Nguồn gốc cây ca cao / TL6/
Cây ca cao có nguồn gốc là một loại cây hoang dại trong rừng Amazôn
(Nam Mỹ) và được thuần hóa từ thế kỷ XVI.

Hình 2. 1: Cây ca cao trong rừng
b. Đặc điểm hình thái của cây ca cao:
Cây ca cao là loài thân gỗ, trong trạng thái hoang dã cây trưởng thành có

 

2


thể cao từ 10 – 15 mét. Nhưng cây ca cao được trồng không thể có cành lá phát triển tự
do nên cây chỉ cao 5 – 7 m, đường kính thân từ 10 – 18 cm. Cây ca cao thích ứng với
cây che bóng do đó ca cao được trồng xen với một số cây trồng khác như: Cà phê,
dừa, hồ tiêu, điều…

Hình 2. 2: Cây ca cao ra trái

 

3


Hình 2. 3: Mô hình trồng xen ca cao trong tán dừa
c. Cấu tạo hạt ca cao:
Quả có dạng thuôn dài bên ngoài là lớp vỏ cứng khá dày, vỏ của từng
giống có màu khác nhau tím hoặc xanh. Nhưng giống nào đi nữa thì khi chín vỏ của
chúng chuyển sang màu vàng, bên trong quả chứa khoảng 40 đến 50 hạt xếp thành 5
hàng, mỗi hạt có một lớp cơm nhầy bao quanh có vị ngọt, mùi thơm. Hạt có một lớp
vỏ màu hồng có nhiều đường gân,lá mầm có màu tím (màu trắng ngà hoặc vàng nhật
đối với giống Criollo) và hóa nâu sau khi lên men.

 

4

Hình 2. 4: Quả ca cao bổ đôi

Hình 2. 5: Lên men ca cao
2.2 Tình hình sản xuất ca cao trên thế giới và trong nước
a. Trên thế giới:
Từ thế kỷ XVI ca cao bắt đầu phát triển ra các nước khác trên thế giới, trước
hết là Nam Mỹ và vùng biển Caribe như Venezuela, Jamaica, v.v.
Được trồng ở Philippin vào thế kỷ XVII, sau đó tiếp tục mở rộng qua Ấn Độ và
Srilanka.
Đầu thế kỷ XIX ca cao bắt đầu được suất khẩu với quy mô 2000 đến 5000 tấn
từ các nước Nam Mỹ. Cuối thế kỷ XIX ca cao được trồng ở các nước Tây Phi, trước
hết là Ghana, Nigieria.
 

5


Năm 1900 Châu Phi chiếm 17% tổng sản lượng ca cao trên thế giới , nhưng đến
năm 1960 tỉ lệ này đã lên 73%.
Trong giai đoạn 1945 đến 1985 năm cường quốc ca cao trên thế giới là: Brazil
(19%), Camerun (6%), Ghana (11%), Ivory Coát (30%), Nigieria (6%).
Từ năm 1985 trở lại đây các nước châu Á bắt đầu phát triển mạnh cây ca cao,
cụ thể như: Malaysia, Indonesia, Ấn Độ, Srilanka trong đó Indonesia là nước có sản
lượng ca cao lớn nhất khu vực châu Á.
Nhìn chung việc trồng, chế biến, tiêu thụ các sản phẩm ca cao đang tăng lên rõ
rệt. Khu vực châu Á đặc biệt là khu vực Đông Nam Á sẽ trở thành khu vực trồng ca
cao lớn do điều kiện khí hậu phù hợp, nền kinh tế năng động, mức sống tăng lên nên
các sản phẩm được tiêu thụ phổ biến hơn.

b. Trong nước:
Theo báo cáo của Cục Trồng Trọt – Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn
tại hội nghị thường niên Ban Điều Phối Phát Triển Ca cao Việt Nam (VCC) lần thứ 1
năm 2010 tại thành phố Biên Hòa, Đồng Nai ngày 28 tháng 5 năm 2010 cho biết, tính
đến tháng 5/2010, tổng diện tích phát triển ca cao của Việt Nam đạt 17.687 ha. Trong
đó Bến Tre vẫn là tỉnh dẫn đầu cả nước với 8.000ha, tiếp theo là Đắk Lắk (1.960ha),
tăng 35% so với tổng diện tích năm 2009 (13.094ha).
Báo cáo tại hội nghị cũng đưa ra dự đoán trong niên vụ 2009/10 nếu cung cầu
cân bằng thì giá ca cao sẽ duy trì ở mức trên 2.500$/tấn và có thể tăng lên tới
5.000$/tấn nếu nguồn cung ca cao thế giới giảm do quốc gia dẫn đầu thế giới về sản
xuất ca cao là Bờ Biển Ngà bị ảnh hưởng bởi hiện tượng El Nino. Đây cũng là một tín
hiệu đáng mừng cho người trồng ca cao của Việt Nam.
Theo VCC, mục tiêu của Việt Nam là phát triển bền vững cây ca cao nhằm tăng
khối lượng sản phẩm hàng hóa, tăng hiệu quả kinh tế trên đơn vị diện tích đất canh tác,
nâng cao thu nhập cho người nông dân và bảo vệ môi trường sinh thái. Mục tiêu đến
năm 2015, dự kiến diện tích ca cao đạt 60.000 ha, trong đó có 35.000 ha kinh doanh,
năng suất bình quân 15 tạ/ha, sản lượng khô đạt 52.000 tấn, hạt ca cao xuất khẩu đạt
40.000 tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt 100-120 triệu USD/năm.
 

6


Hình 2. 6: Vườn ươm ca cao
2.3 Tính chất cơ lý hạt ca cao
Những tính chất cơ lý quan trọng có ảnh hưởng tới quá trình làm sạch nhân là:
Kích thước hạt, đặc tính bề mặt, trọng lượng riêng, độ ẩm.
a. Hình dáng và kích thước hạt:
Chiều dài hạt ca cao không nhất định, ngay cả trong cùng một giống. Kích
thước hạt được biểu diễn bằng chiều dài, chiều rộng, chiều dày, nó đặc trưng cho độ

lớn của hạt. Nó là một trong nhưng tiêu chuẩn để phân loại hạt.

Hình 2. 7: Hạt ca cao sau khi lên men được phơi khô
b. Đặc tính bề mặt:
 

7


Bề mặt của nhân ca cao có thể nhẵn, nhám, … Nếu bề mặt nhân khô ráp sẽ dẫn
đến sự hình thành ma sát giữa nhân và các vật liệu khác. Trong việc làm sạch thì nhân
sẽ tiếp xúc với không khí làm tăng sức cản.
c. Khối lượng hạt:
Trong thục tế sản xuất trọng lượng của 1000 hạt được quy ước dùng để biểu
diễn khối lượng của hạt. Khối lượng hạt khô tuyệt đối (không có ẩm) gọi là khối lượng
tuyệt đối của hạt. khối lượng hạt càng lớn thì hạt càng mẩy và ngược lại khối lượng hạt
càng bé thì hạt càng lép.
d. Khối lượng thể tích của hạt:
Khối lượng thể tích của hạt là khối lượng hạt trên một đơn vị thể tích. Nó đặc
trưng cho độ chắc độ mẩy. Khối lượng thể tích của các loại hạt đều khác nhau và
chênh lệch nhau trong khoảng khá lớn. Xác định khối lượng thể tích của nhân và vỏ ca
cao bằng cách: Dùng một cốc đổ đầy nước vào sau đó xác định khối lượng khối nước
đó. Sau đó đổ khối hạt điền đầy cốc và xác đinh khối lượng khối hạt đó. Từ đó suy ra
khối lượng thể tích của hạt. Phương pháp xác định khối lượng thể tích của nhân và vỏ
ca cao trên chỉ là tương đối. Thí nghiệm càng chính xác nếu thể tích chiếc cốc càng
lớn.
Công thức:
D=

M

V

Trong đó:
M: khối lượng hạt.
V: Thể tích khối hạt.

 

8


e. Thành phần hóa học hạt ca cao:
Bảng 2. 1: Thành phần hóa học hạt ca cao/ TL 11/
Mảnh ca cao nghiền % Tối đa Vỏ % Tối đa
Nước

3.2

6.6

57

5.9

Tro

4.2

20.7

Nitơ

2.5

3.2

Theobromine

1.3

0.9

Caffeine

0.7

0.3

Tinh bột

9

5.2

Chất xơ ở dạng thô

3.2

19.2

Chất béo (bơ ca cao, chất béo ở
vỏ)

Tuy nhiên, nên lưu ý rằng số liệu trên chỉ có tính tham khảo vì chúng sẽ thay
đổi tùy theo loại hạt, chất lượng của quá trình lên men và sấy cũng của như các quá
trình tiếp theo sau đó.
2.4 Độ ẩm
Là phần trăm của tổng trọng lượng nước có trong hạt. Ẩm độ là yếu tố quan
trọng nhất quyết định thời gian bảo quản hạt, đồng thời cũng là ảnh hưởng tới việc làm
sạch.
Độ ẩm hạt =

M hn
*100%
Mh

Trong đó:
M hn : Là khối lượng hơi nước trong hạt (g).

M h : Là khối lượng hạt khô ban đầu (g)
 

9


2.5 Độ sạch /TL 7/
Độ sạch là thành phần phần trăm khối lượng hạt sạch có trong mẫu phân tích.
D=

A

*100%
B

Trong đó:
A: Là khối lượng hạt sạch có trong mẫu phân tích (g).
B: Là khối lượng mẫu phân tích (g).
2.6 Tính chất khí động của hạt /TL1/
2.6.1 vận tốc tới hạn
Hệ số thổi bay đặc trưng cho tính chất khí động của hạt. Nhưng trong thực tế ta
thường sử dụng một chỉ số khác là vận tốc tới hạn (hoặc vận tốc vitanhia), tại đây vận
tốc tốc của luồng không khí tạo cho phần tử trạng thái treo. Nó được xác định khi R
cân bằng trọng lượng G = mg của vật thể:
G = R = k.γ.F. v

2
th

Từ đó:
vth 

G
k . .F

Nếu hạt có dạng hình cầu:
G = g. h .

 .d 3
6

và F =

 .d 2
4

γh: Khối lượng riêng của hạt
d: Đường kính hạt
Trong trường hợp đó vận tốc tới hạn có dạng:
vth 

2 .h.g
d ; m/s
3 .k .

Hệ số thổi bay:

 

10


3  k
kn  .
.
2  d
th

Nếu hạt không phải hình cầu và có ba kích thước chiều dài , chiều rộng, chiều
dày a, b, c thì vận tốc tới hạn được xác định bởi biểu thức:
 .h.g
l ; m/s

 .k

vth 

Hệ số thổi bay:
kn 

 k



.

h

l

l  3 abc ;m

Từ công thức trên ta nhận thấy vận tốc giới hạn và hệ số thổi bay phụ thuộc vào
kích thước của phần tử (hạt) khối lượng riêng γth , hệ số lực cản k.
2.7 Đặc tính của luồng không khí
2.7.1 Áp suất của luồng không khí trong ống dẫn /8/
Luồng không khí chuyển động trong ống dẫn có thể do hút hoặc thổi. Luồng hút
có áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển, luồng thổi có áp suất lớn hơn áp suất khí quyển.
a) Áp suất được biểu thị bằng độ cao cột không khí
H=

h
 *g

(2.1)

 =1.225: Khối lượng riêng không khí

b) Áp suất luồng không khí được chia làm hai dạng
 Áp suất tĩnh là áp suất cần để đưa vật liệu lên độ cao H
Ht = μ*γ*g*H

; N/m2

(2.2)

Với:
γ = 1.225 (kg/m3): Khối lượng riêng không khí
H: chiều cao ống làm sạch
 

11


 =10: Hệ số nồng độ kg/kg không khí được chọn tùy dạng vật liệu

g: Gia tốc trọng trường
 Áp suất động là áp suất cần thiết để tạo ra vận tốc đẩy vật liệu:
Hd =

 .v ,2
2

;N/m2

(2.3)

v , = vth*  ,  =1.7-2.5: là hệ số dự trữ.

Với:

2.7.2 Tổn thất áp suất trong đường ống:
 Tổn thất áp suất do ma sát:
Pms 

 * L *V 2

;N/m2

2* D* g

(2.4)

L: Là chiều dài ống dẫn (m)
V: Là vận tốc dòng chảy (m/s)
D: là đường kính ống dẫn (m)
 K 68 


 D Re 

0.25

  0.1 * 

Re=

V *D



: Hệ số ma sát trong ống

: Hệ số Reynol

 Tổn thất chỗ cấp liệu:
Pcl 

 *  *V 2
2* g

9.81

;N/m2

(2.5)

Với:  = 0.15: Hệ số cản
 = 1.22: Hệ số không đổi phụ thuộc vào trạng thái thành ống

 Tổn thất chỗ ra hạt chắc:
Pc 

 *  *V 2
2* g

9.81

;N/m2

 =0.05: Hệ số cản
 

12

(2.6)


 Tổng áp suất trong đường ống:
H = Ht + Hd +

 pc

;N/m2

(2.7)

2.8 Các phương pháp làm sạch hạt /TL1/
2.8.1 Làm sạch bằng sàng
 Ưu điểm:
Làm sạch hiệu quả
Năng suất cao
Dễ chế tạo

 Nhược điểm:
Diện tích chiếm chỗ lớn
Lỗ sàng hay bị kẹt làm giảm hiệu quả phân ly
Tạo ra nhiều tiếng ồn
Các tạp chất có cùng kích cỡ với hạt không được phân ly
 Ứng dụng:
Dùng để phân loại các loại hạt có chứa các tạp chất mà các tạp chất đó
có kích thước 3 chiều (dài x rộng x dày) khác biệt so với hạt.
VD: Tạp chất (rơm, rác) ra khỏi hỗn hợp hạt thóc.
Có hai loại sàng:
a) Phân ly về hai phía đầu sàng:
 Cấu tạo:

 

13


Hình 2. 8: Sơ đồ cấu tạo máy tách đá
1. Cửa nạp liệu

5. Quạt thổi tạp chất nhẹ

2. Sàng

6. Cơ cấu lệch tâm

3. Ống thoát đá sạn

7. Cửa ra hạt sạch

4. Quạt thổi

8. Cơ cấu hình bình hành

Nguyên lý hoạt động:
Hỗn hợp được đưa vào cửa (1) và đổ lên sàng có lỗ nằm nghiêng, sàng được
gắn trên cơ cấu hình bình hành (8) và được truyền động bằng cơ cấu lệch tâm (6). Nhờ
chuyển động đi lên của sàng, các hạt sạn chuyển động lên phía đầu sàng. Trong quá
trình quạt (5) thổi bụi đưa tới cyclone. Hạt theo góc nghiêng của sàng đi xuống phía
dưới ra ngoài theo của (7). Trong khi hạt đá sỏi đi lên, có hạt vật liệu nào đi theo thì sẽ
được quạt (4) thổi bay xuống. Các vụn đá sạn tập trung phía dưới nắp và được xả vào
ống (3). Độ nghiêng sàng có thể thay đổi được bằng cách thay đổi độ dài thanh AB.
b) Phân ly qua lỗ sàng:

 

14


Hình 2. 9: Sơ đồ cấu tạo sàng kép mở


Cấu tạo:
1. Cửa nạp

2. Sàng trên

3. Sàng dưới

4. Cơ cấu lệch tâm

A: mặt sàng


B: Sạn mắc vào lỗ sàng

C: Viên bi cao su

Nguyên lý hoạt động:

Cho hỗn hợp cần làm sạch vào cửa nạp (1). Sàng được truyền động từ cơ cấu
lệch tâm (4), Những tạp chất lớn khi qua sàng (2) sẽ bị giữ lại còn những tạp chất nhỏ
sẽ tiếp tục đi qua sàng (3) thoát ra ngoài và hạt sẽ được giữ lại trên mặt sàng (3). Trong
quá trình làm sạch thường hay bị đá, sạn mắc vào lỗ sàng (3) vì lỗ khá bé để khắc phục
người ta sử dụng sàng tự làm sạch, trong quá trình chuyển động của sàng các viên bi
cao su chuyển động trong các ô khung sàng sẽ làm bật sạn nhỏ.
2.8.2 Làm sạch bằng khí động
Là phương pháp làm sạch phân loại theo nguyên tắc dùng luồng không khí để
thổi hoặc hút tạp chất ra khỏi hỗn hợp hạt.
 Ưu điểm:
Phân ly tốt
Máy chạy êm
Năng suất cao
 

15


 Nhược điểm:

Có nhiều bụi
Không phân loại được các tạp chất có khối lượng riêng tương đương hạt
 Ứng dụng:
Dùng để phân ly hỗn hợp hạt có kích thước gần bằng nhau nhưng khác
nhau về khối lượng riêng. Thường các loại sàng không phân ly được ta mới
dùng phương pháp này.

Hình 2. 10:Sơ đồ cấu tao máy hút trấu
 Cấu tạo:
1. cửa nạp liệu

2, 8. Van điều chỉnh

3. cửa quan sát

4. Cửa ra thóc và gạo lức

5. Cửa ra hạt lửng

6, 7. Van tự động xả hạt lửng

9. Quạt hút

10. Cửa ra trấu

 Nguyên lý hoạt động:
Khi quạt hút (9) hoạt động, hỗn hợp được cung cấp từ cửa nạp liệu (1)
tạo thành một màng mỏng khi rơi vào luồng khí hút, luồng gió được điều chỉnh bằng
hai van không khí (2,3). Van (2) để điều chỉnh hiệu suất phân ly hạt lửng. Không khí
được hút qua dòng hạt kéo theo vỏ trấu theo đường ống ra ngoài qua cửa ra trấu (10).

Luồng gió đủ mạnh để hút cả hạt lửng, nhờ cửa (8) mà hạt lửng rơi xuống buồng lắng

 

16


nhờ van tự động (6, 7) và thoát ra ngoài qua cửa (5), Hạt gạo lức và thóc nặng hơn nên
rơi xuống ra ngoài theo cửa (4).
2.8.3 Làm sạch bằng trọng lượng riêng
Là phương pháp làm sạch trong trường hợp giữa tạp chất và hạt hoặc giữa các
hạt khác nhau có sự khác nhau về khối lượng riêng, nhờ sự khác nhau này mà chúng ta
cho hỗn hợp vào một chất lỏng thứ ba có khối lượng riêng nằm giữa hai khối lượng
riêng của hai phần cần tách, kết quả thu được là phần có khối lượng riêng nhỏ hơn
khối lượng riêng của chất lỏng nổi lên còn phần có khối lượng riêng nặng hơn khối
lượng riêng của chất lỏng thì chìm xuống. Tách được hỗn hợp hạt.
Ưu điểm:
Phân loại nhanh
Ít tốn công
Giá thành rất rẻ (chất lỏng dùng là nước)
Nhược điểm:
Hạt bị ướt, phải mất công sấy lại
Hiệu quả làm sạch cũng không cao
Ứng dụng:
Thích hợp dùng để phân loại các hạt còn tươi.
Vd: Phân loại hạt điều mẩy với hạt điều lép và đất cát.
2.8.4 Làm sạch dựa vào độ bền cơ học
Là phương pháp làm sạch trong trường hợp các tạp chất vô cơ như: Đất, cát
dính chặt vào hạt. Do đó không thể dùng các phương pháp trên để phân loại chúng mà
ta chỉ dựa vào sự khác nhau về độ bền cơ học giũa chúng.

Lợi dụng tính chất này ta cho hỗn hợp hạt qua máy đập hoặc chà sát với một
lực vừa đủ làm vỡ vụn các tạp chất. Sau đó các tạp chất sẽ được tách ra bằng sàng và
quạt.

 

17