Thiết kế chế tạo máy định lượng và đóng gói cà phê dạng bột

Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

Mục lục
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 3
1.Đặt vấn đề: ........................................................................................................................... 5
2.Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước: ....................................................... 6
3.Mục tiêu đề tài: ................................................................................................................... 10
4. Giới hạn đề tài: .................................................................................................................. 10
5.Giải pháp và ý tưởng:.......................................................................................................... 10
6.Kết quả đạt được. ............................................................................................................... 10
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................................... 11
1.1 Giới thiệu chung về cà phê dạng bột ............................................................................ 11
1.1.1 Khối lượng (thể tích) .................................................................................................. 11
1.1.2. Độ xốp của bột cà phê ................................................................................................ 11
1.1.3. Độ ẩm của bột cà phê................................................................................................. 12
1.1.4. Màu của bột cà phê ................................................................................................... 12
1.1.5. Mùi của bột cà phê .................................................................................................... 12
1.2. Các loại cà phê ở Việt Nam .............................................................................................. 13
1.2.1. Cà phê Arabica ......................................................................................................... 13
1.2.2. Cà phê Robusta ......................................................................................................... 14
1.2.3. Cà phê Culi ............................................................................................................... 15
1.2.4. Cà phê Cherry .......................................................................................................... 15
1.2.5. Cà phê Moka............................................................................................................. 16
1.3. Quy trình sản xuất cà phê bột ..................................................................................... 17
CHƯƠNG 2: ĐỊNH LƯỢNG VÀ ĐÓNG GÓI ..................................................................... 18
2.1. Mục đích và phạm vi ứng dụng ................................................................................... 18
2.1.1. Định lượng ................................................................................................................ 18
2.1.2. Đóng gói.................................................................................................................... 18
2.2. Phân loại ....................................................................................................................... 18

2.2.1. Định lượng ............................................................................................................. 18
2.2.2. Đóng gói .................................................................................................................. 19
2.3. Các máy định lượng vật liệu rời. ................................................................................. 19
2.3.1.Thùng định lượng ..................................................................................................... 19
2.3.2. Vít định lượng ......................................................................................................... 21
2.3.3. Đĩa định lượng: ..................................................................................................... 23
1


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

2.4. Các máy đóng gói vật liệu ................................................................................................ 27
2.4.1. Máy đóng gói hoạt động theo nhịp ................................................................................. 27
2.4.2. Máy đóng gói hoạt động liên tục................................................................................. 28
2.5. Kết luận .......................................................................................................................... 29
CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ............................................................................ 30
3.1. Các phương án ............................................................................................................. 30
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ...................................................................................... 32
4.1. Tính toán, thiết kế phễu cấp bột ....................................................................................... 32
4.2. Hộp định lượng ............................................................................................................... 34
4.3. Tính toán, thiết kế ống định lượng.................................................................................... 36
4.4. Khung máy ..................................................................................................................... 38
4.5. Hộp chưa bao .................................................................................................................. 39
4.6. Băng tải .......................................................................................................................... 40
4.7. Tính toán động cơ cho băng tải ........................................................................................ 43
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN MÁY ................................................................ 44
5.1: Các phương án ................................................................................................................ 44
5.2: Các dữ liệu đầu vào điều khiển ........................................................................................ 44

5.3: Điều khiển khí nén .......................................................................................................... 44
5.4: Biểu đồ trạng thái ........................................................................................................... 44
5.5: Điều khiển Adruino (UNO) .............................................................................................. 45
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN, HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ................................................... 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................... 54

2


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH
DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 0.1: Máy định lượng mâm xoay và đóng gói ....................................... 6
Hình 0.2: Máy cân định lượng đóng bao .............................................................. 7
Hình 0.3: Máy định lượng bằng ống ............................................................... 8
Hình 0.4: Máy định lượng sử dụng vít tải ...................................................... 9
Hình 1.1: Độ xốp của bột cà phê ........................................................................ 11
Hình 1.2: Màu bột cà phê ................................................................................... 12
Hình 1.3: Cà phê Arabica ................................................................................... 13
Hình 1.4: Cà phê Robusta ................................................................................... 14
Hình 1.5: Cà phê Culi ......................................................................................... 15
Hình 1.6: Cà phê Cherry ..................................................................................... 15
Hình 1.7: Cà phê Moka ................................................................................... 17
Hình 1.6: Quy trình sản xuất cà phê bột ....................................................... 17
Hình 2.1: Các thùng định lượng .................................................................... 20
Hình 2.2: Thùng định lượng có cánh ................................................................. 20
Hình 2.3: Vít định lượng................................................................................... 22
Hình 2.4: Mâm xoay ........................................................................................... 24

Hình 2.5: Sơ đồ kết cấu mâm hay đĩa định lượng .............................................. 24
Hình 2.6: Máy định lượng kiểu đĩa..................................................................... 25
Hình 2.7: Đóng gói theo nhịp ............................................................................. 27
Hình 2.8: Đóng gói liên tục ................................................................................ 28
Hình 3.1: Sơ đồ máy ........................................................................................... 31
Hình 4.1: Phễu .................................................................................................... 33
Hình 4.2: Hộp định lượng ................................................................................... 35
3


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

Hình 4.3: Ống định lượng ................................................................................... 37
Hình 4.4: Khung máy ......................................................................................... 38
Hình 4.5: Hộp chứa bao ...................................................................................... 39
Hình 4.6: Khung băng tải.................................................................................... 40
Hình 4.7: Tấm đỡ băng tải .................................................................................. 40
Hình 4.8: Rulo chính........................................................................................... 41
Hình 4.9: Rulo phụ ............................................................................................. 41
Hình 4.10: Băng tải ............................................................................................. 42
Hình 4.11: Bộ truyền xích .................................................................................. 43
Hình 5.1: Biểu đồ trạng thái ............................... Error! Bookmark not defined.
Hình 5.2: Nguyên lý mạch Arduino ................... Error! Bookmark not defined.
Hình 6.1: Một số hình ảnh hoàn thiện máy ........................................................ 53

4

Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

LỜI MỞ ĐẦU
1.Đặt vấn đề:
Nước ta đang trong quá trình hội nhập mạnh mẽ nên các ngành sản xuất trong nước
đang đối đầu với rất nhiều thách thức từ các tập đoàn lớn bên ngoài. Loại hình sản xuất
thủ công nhỏ lẻ đang cho thấy khả năng cạnh tranh yếu kém và dễ dàng bị loai khỏi môi
trường kinh doanh khốc liệt. Vì thế, cơ cấu kinh tế đang có bước chuyển dịch đáng kể
theo hướng công nghiệp hóa và từng bước hiện đại hóa để cải thiện quy mô sản xuất và
tăng khả năng cạnh tranh.
Ngày nay, trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa cũng như tiến trình hội
nhập sâu vào nền kinh tế thế giới nói chung và các quốc gia trong tố chức WTO nói riêng
đặt ra cho nền kinh tế và sản xuất của chúng ta cần phải đáp ứng được các yêu cầu chung
của thế giới. Có thể nhận thấy một điều là nền sản xuất của chúng ta hiện tại mang tính
thủ công và hết sức lạc hậu, do đó điều kiện cần và đủ để quá trình hội nhập thành công
là phải hiện đại hóa nền kinh tế, hiện đại hóa và tự động quá trình sản xuất.
Nhận thấy tầm quan trong cúa tự động hóa trong sản xuất , hiện nay rất nhiều công ty
đã chấp nhận đầu tư các phòng nghiên cứu, chuyển giao công nghệ. Tự động hóa trong
mọi ngành nghề , lĩnh vực hiên đang được đặt lên hàng đầu trong sự phat triển ở nước ta
và thường xuyên được mang ra thảo luận trong các kỳ họp ở quốc hội.
Công nghệ định lượng và đóng gói – một bộ phận của công nghệ tự động hóa - thực
sự phát triển mạnh mẽ trong thời gian qua.
Nền kinh tế đang phát triển với tốc độ tăng trưởng GDP cao, nền công nghiệp đang
ngày càng đi lên theo hướng hiện đại, trong đó có công nghiệp chế biến và cân… Các dự
án thu hút hàng tỷ USD được công bố gần đây trong các lĩnh vực thực phẩm, đồ uống,
mỹ phẩm, sản phẩm y tế, thuốc và phòng thí nghiệm... cho thấy, những lĩnh vực này ở
Việt Nam đang mở rộng qui mô phát triển. Nhiều DN chế biến, đóng gói ở Việt Nam
đang từng bước nỗ lực hiện đại hoá cơ sở hạ tầng, thay đổi phương thức sản xuất, mở

rộng và cập nhật công nghệ mới để hướng tới hệ thống sản xuất tiên tiến, có khả cạnh
tranh cao trên thương trường trong và ngoài nước...

5


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

Với nhu cầu thiết thực đó, nhóm nghiên cứu quyết định chọn máy đinh lượng và
đóng gói cà phê làm đề tài nghiên cứu chế tạo tốt nghiêp. Đề tài này không những là đáp
ứng xu thế hiện nay mà còn phù hợp với năng lực của nhóm nghiên cứu hiện nay.

2.Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước:
Với công nghệ tự động ngày đang một phát triển thì việc phải luôn tìm tòi nghiên
cứu và đưa ra những phát minh cũng như những cải tiến kỹ thuật cho công nghệ tự động
nói chung và các máy định lượng và đóng gói nói riêng đang rất được quan tâm. Nước ta
hiện nay đã nghiên cứu và chế tạo được rất nhiều loại máy cân định lượng và đóng gói.
Điều này đã giúp cho nền sản xuất trong nước rất nhiều, nó giúp các doanh nghiệp giảm
được những khoản chi phí đầu tư máy móc nước ngoài rất mắc tiền. Với đội ngũ các nhà
nghiên cứu trẻ, những kỹ sư giỏi đã được đào tạo chuyên môn hứa hẹn sẽ cho ra đời rất
nhiều những công trình khoa học cũng như những chiếc máy mới trong tương lai.
Trên thế giới thì đã có rất nhiều những công trình nghiên cứu và đã cho ra đời rất
nhiều những công nghệ rất hiện đại. Công nghệ sản xuất cân đo đã phát triển rất mạnh
mẽ, các sản phẩm được sản xuất theo một dây truyền khép kín và hoàn toàn tự động hoá.
Hiện nay thì vẫn có những nghiên cứu về những ứng dụng các phần mềm mới, các vật
liệu mới, các cơ cấu mới để phục vụ và hoàn thiện hơn.
Hình ảnh các máy định lượng và đóng gói đang có trên thị trường:

Hình 0.1. Máy định lượng mâm xoay và đóng gói

6


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

Hình 0.2. Máy cân định lượng đóng bao
7


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

Hình 0.3. Máy định lượng bằng ống

8


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

Hình 0.4. Máy định lượng sử dụng vít tải

9

Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

3.Mục tiêu đề tài:
Thiết kế, chế tạo máy định lượng và đóng gói. Sử dụng các cơ cấu đơn giản, ứng
dụng công nghệ và kiến thức đã học vào thực tế. Tính toán và chế tạo được một chiếc
máy đáp ứng được nhu cầu thực tế, giá thành chế tạo rẻ, dễ sử dụng.

4. Giới hạn đề tài:
Làm các cơ cấu đơn giản, giá thành rẻ. Định lượng ở mức độ tương đối. Nằm
trong khả năng kiến thức được giảng dạy và có tính thực tế.

5.Giải pháp và ý tưởng:
Dựa trên các ứng dụng công nghệ đang được sử dụng phổ biến hiện nay, đưa ra
nhiều các phương án thiết bảo được kế và chế tạo sau đó sẽ lựa chọn những phương án
khả thi nhất, hợp lý nhất để tiến hành chế tạo đảm những yêu cầu đặt ra.

6.Kết quả đạt được.
Chế tạo thành công mô hình máy định lượng và đóng gói cà phê dạng bột. Mô
hình phải hoạt động tốt và đã đáp ứng được các yêu cầu ban đầu. Tuy nhiên vẫn cần phải
nghiên cứu thêm để máy ngày càng hoàn thiện hơn, ứng dụng các công nghệ mới hơn,
tiên tiến hơn vào trong máy.

10


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Giới thiệu chung về cà phê dạng bột
1.1.1 Khối lượng (thể tích)
Bột cà phê luôn có khối lượng riêng thấp hơn bột các loại ngũ cốc khác, Nếu có
điều kiện so sánh, bạn cầm trong tay trong 2 bịch 500g, bịch nào chứa cà phê, (hay chưa
tỷ lệ bột cà phê nhiều) thì sẽ nhiều đầy hơn, to hơn, khối lượng bột chứa bên trong nhiều
hơn nên chúng ta có cảm tưởng bịch cà phê nguyên chất nhẹ hơn.

1.1.2. Độ xốp của bột cà phê
Bột cà phê nguyên chất xốp nhẹ, có khối lượng riêng thấp, nên có khuynh hướng
nổi lên trên, còn bột của các hạt ngũ cốc khác có khối lượng riêng lớn hơn , nên chìm
xuống nhanh hơn.

Hình 1.1. Độ xốp của bột cà phê

11


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

1.1.3. Độ ẩm của bột cà phê
Bột cà phê pha tạp, không nguyên chất có vẻ ẩm ướt, thậm chí vón cục khi được
tẩm nhiều caramen tạo màu, khác hẳn với bột cà phê thật rất khô và tơi xốp.

1.1.4. Màu của bột cà phê
Khi rang đến nhiệt độ và thời gian thích hợp…bột cà phê có màu nâu đậm. Do

thói quen người tiêu dùng đòi hỏi ly cà phê phải có màu đen, Mặt khác, hạt các đậu nành
rang và xay ra bột có màu nâu ngã vàng đục, hoàn toàn không giống màu nâu đậm của
bột cà phê thật.

Hình 1.2. Màu bột cà phê

1.1.5. Mùi của bột cà phê
Nhiều người vẫn bị lầm lẫn và đánh giá cao mùi của hương liệu hóa học được tẩm
vào đậu, bắp bởi vì họ ít có dịp ngửi mùi cà phê bột nguyên chất. Bột đậu nành có mùi
gắt, hòa quyện với hương liệu bốc lên một mùi thơm nặng nề chứ không dịu dàng như
mùi nguyên thủy của cà phê rang.

12


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

1.2. Các loại cà phê ở Việt Nam
1.2.1. Cà phê Arabica
Là loại cà phê có hạt hơi dài, được trồng ở độ cao trên 600m ( ở Việt Nam chủ yếu
được trồng ở Lâm Đồng ), khí hậu mát mẻ, được trồng chủ yếu ở Brasil, và chiếm tới 2/3
lượng cà phê hiện nay trên thế giới.
Cách chế biến mới là điểm tạo ra sự khác biệt giữa Arabica va Robusta. Quả Arabica
được thu hoạch, rồi lên men (ngâm nước cho nở…) rồi rửa sạch rồi sấy. Arabica có ít
cafein và nhiều hương thơm (aroma).

Hình 1.3. Cà phê Arabica
Arabica có vị chua thanh xen lẫn với vị đắng nhẹ, màu nước nâu nhạt, trong trẻo của

hổ phách. Mùi hương của Arabica rất thanh tao, quí phái, Arabica có mùi của si-rô, mùi
của hoa trái, hòa quyện với mùi của mật ong, và cà mùi bánh mì nướng, mùi của cánh
đồng rơm buổi trưa hè… Arabica chinh phục những con người sành điệu ẩm thực nhất
trên thế giới. Cà phê Arabica là nguyên liệu chính của các hãng cà phê, các thương hiệu
cà phê nổi tiếng nhất trên thế giới..

13


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

1.2.2. Cà phê Robusta
Hạt nhỏ hơn Arabica, và được sấy trực tiếp, chứ không phải lên men, vị đắng chiếm chủ
yếu, loại này uống đậm đà hơn. Được trồng ở độ cao dưới 600m, khí hậu nhiệt đới, vì thế
có mặt ở nhiều nước hơn ( Ở Việt Nam loại này chiếm hơn 90% ). Việt Nam có tổng
lượng chiếm 1/3 lượng cà phê tiêu thụ trên toàn thế giới.

Hình 1.4. Cà phê Robusta
Hạt cà phê Robusta hình bàn cầu tròn và thường là 2 hạt trong 1 trái. Trãi qua quá trình
chế biến trên dây chuyền thiết bị hiện đại với công nghệ cao tạo cho loại cà phê Robusta
có mùi thơm dịu, vị đắng gắt, nước có màu nâu sánh, không chua, hàm lượng cafein vừa
đủ đã tạo nên một loại cà phê đặc sắc phù hợp với khẩu vị của người dân Việt Nam.

14


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

1.2.3. Cà phê Culi
Hạt cà phê Culi là những hạt cà phê no tròn. Đặc biệt là trong một trái chỉ có duy nhất
một hạt. Vị đắng gắt, hương thơm say đắm, hàm lượng cafein cao, nuớc màu đen sánh đó
là những gì mà Culi mang đến. Đó là quá trình kết hợp tinh túy của sự duy nhất.

Hình 1.5. Cà phê Culi

1.2.4. Cà phê Cherry
Cherry hay còn gọi là cà phê mít gồm có 2 giống chính là Liberica và Exelsa. Loại này
không được phổ biến lắm, nhưng đây là loại có khả năng chống chịu sâu bệnh rất tốt và
năng suất rất cao. Được trồng ở những vùng đất khô đầy gió và nắng của vùng Cao
Nguyên.

Hình 1.6. Cà phê Cherry
15


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

Cherry mang một đặc điểm và hương vị rất khác lạ của một loài cây trưởng thành dưới
nắng và gió của Cao Nguyên. Hạt cà phê nguyên liệu vàng, sáng bóng rất đẹp. Khi pha
tạo ra mùi thơm thoang thoảng, đặc biệt là vị chua của Cherry tạo ra một cảm giác thật
sảng khoái. Cherry rất thích hợp với sở thích của phái nữ với sự hòa quyện giữa mùi và
vị tạo ra một cảm giác dân dã, cao sang quý phái.

1.2.5. Cà phê Moka

Moka là một loài cà phê thuộc chi Arabica, được người Pháp di thực từ những năm 30
của thế kỉ trước, trồng ở Đà Lạt – Lâm Đồng. Trong các họ, giống cà phê này khó trồng
nhất, đòi hỏi công chăm sóc rất kỹ, dể bị sâu bệnh, cần có điều kiện môi trường lẫn kỹ
thuật chăm bón đặc thù, nhưng năng xuất lại rất ít. Cây cà phê Moka chỉ có thể sinh
truởng và phát triển ở độ cao từ 1500m nên rất ít nơi trồng được. Hằng năm nước ta xuất
khẩu trên một triệu tấn cà phê hầu như phần lớn là cà phê Robusta trồng ở Buôn Mê
Thuộc và một số tỉnh khác. Cho nên, ở Việt Nam Moka là cà phê quý hiếm, luôn có giá
cao hơn các loại cà phê khác. Có thể thấy, không có nhiều người chúng ta có dịp thưởng
Moka nguyên chất, dù trên thế giới tiêu thụ đến 80% cà phê Arabica, Moka.
Càng lên cao, cộng thêm với điều kiện thổ nhưỡng, canh tác phù hợp thì hương vị và chất
lượng của Moka càng tuyệt vời. Chỉ ở vùng đất thuộc Thành phố Đà Lạt với độ cao
1600m là cà phê Moka thơm ngon nhất. Có thể nói Moka là hoàng hậu trong vương quốc
cà phê, hạt Moka lớn và đẹp hơn nhiều so với giống khác, hương thơm của nó rất đặc
biệt, rất sang trọng, ngây ngất, vị hơi chua một cách thanh thoát, dành cho người sành
điệu. Một khi đã vui hưởng được hương vị đích thực của Moka rồi, người ta sẽ luôn nhớ
đến nó hơn bất kỳ loại cà phê nào. Moka thơm quý phái và có vị đặc trưng là khẩu vị lựa
chọn hàng đầu của các nước Châu Âu và Mỹ.

16


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

Hình 1.7. Cà phê Moka

1.3. Quy trình sản xuất cà phê bột

Hình 1.6. Quy trình sản xuất cà phê bột

17


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

CHƯƠNG 2: ĐỊNH LƯỢNG VÀ ĐÓNG GÓI
2.1. Mục đích và phạm vi ứng dụng
2.1.1. Định lượng
Trong các nhà máy thực phẩm, quá trình định lượng nguyên liệu, định lượng vật liệu
bổ sung và thành phẩm có ý nghĩa lớn để đảm bảo năng suất và hiệu suất sản xuất cũng
như mọi chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm.
Đối tượng định lượng rất đa dạng và phong phú như: dạng rời, lỏng ít nhớt, lỏng
nhớt, đậm đặc, dẻo, nhão, quánh. Do đó, tùy theo cấu tạo và tính chất của sản phẩm cần
định lượng mà có các phương pháp và các thiết bị định lượng khác nhau.
Các máy định lượng thường được lắp ngay dưới boong ke chứa, đặt trước các máy và
thiết bị chế biến hoặc các máy trộn v.v...
2.1.2. Đóng gói
Trong xã hội hiện nay, mọi sản phẩm sau khi sản xuất ra đều phải được đóng gói
đưới nhiều dạng khác nhau nhằm mục đích bảo quản sản phẩm lâu dài, giữ vệ sinh, tiện
lợi trong vận chuyển, tang tính thẩm mỹ cho sản phẩm. Mặt khác, đóng gói cũng là một
cách định lượng nhất là đối với những mặt hàng tiêu dung và thực phẩm. Tùy theo hình
dạng và kết cấu của sản phẩm mà có những cách đóng gói khác nhau.

2.2. Phân loại
2.2.1. Định lượng
2.2.1.1. Theo nguyên tắc định lượng
- Máy định lượng theo thể tích: Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng nhưng mức độ chính
xác thấp.

- Máy định lượng theo trọng lượng: Kết cấu phức tạp, giá thành cao nhưng mức độ
chính xác cao.
- Phương pháp định lượng thể tích có sai số từ 2-3% nên chỉ áp dụng khi đo lường sơ
bộ. Phương pháp định lượng theo khối lượng có sai số định lượng thấp khoảng 0,1% nên
được áp dụng khi cần đo lường chính xác các cấu tử của hốn hợp.

18


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

2.2.1.2. Theo phương thức làm việc:
-

Máy định lượng liên tục.

-

Máy định lượng gián đoạn (từng mẻ).

2.2.1.3. Theo tính chất vật liệu:
-

Máy định lượng vật liệu rời.

-

Máy định lượng vật liệu dẻo.

-

Máy định lượng vật liệu lỏng.

2.2.2. Đóng gói
Các loại máy đóng gói có thể phân loại như sau:
-

Máy đóng gói vật liệu dạng khối: máy đóng gói mỳ ăn liền, bánh kẹo,
xà phòng…

-

Máy đóng gói vật liệu dạng lỏng: máy đóng gói sữa, dầu sa tế, dầu gội
đầu…

-

Máy đóng gói vật liệu dạng rời: máy đóng gói đường, bột ngọt, cà phê,
bột giặt…

2.3. Các máy định lượng vật liệu rời.
Để định lượng vật liệu rời hay là các sản phẩm hạt, người ta dùng các máy định
lượng thể tích và trọng lượng, định lượng liên tục và từng phần. Phương pháp định lượng
theo thể tích có sai số lớn hơn nhưng kết cấu máy đơn giản hơn, sai số nằm trong giới
hạn cho phép nên vẫn được sử dụng rộng rãi trong nhiều dây chuyền sản xuất.
Những máy định lượng cấp liệu liên tục thường gặp là loại thùng, đĩa, vít tải, băng
tải, máy lắc, pittông, rung lắc và dao động cũng như loại trọng lượng làm việc tự động và
nửa tự động.

2.3.1. Thùng định lượng
2.3.1.1. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng:
- Máy định lượng thể tích làm việc liên tục.
- Định lượng các sản phẩm dạng rời, dạng hạt, bột vv..

19


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

2.3.1.2. Phân loại:
- Kiểu thùng hình trụ hay thùng có nhiều cạnh (hình 2.1a và 2.1 b): Để điều

chỉnh dòng sản phẩm nhờ lực ma sát và lực bám dính với bề mặt thùng.
- Kiểu hình quạt: loại hốc (hình 2.1c) và loại cánh ( hình 2.1d):Ở các loại thùng

này thì loại thùng trụ nhẵn và có những nếp gợn nhỏ dùng cho sản phẩm bột và hạt
nhỏ. Những thùng mài cạnh dùng cho sản phẩm dạng cục nhỏ và cục trung bình.

a)

b)

c)

Hình 2.1. Các thùng định lượng
a) Thùng định lượng hình trụ
b) Thùng định lượng có cạnh

c) Thùng định lượng có hốc

Hình 2.2. Thùng định lượng có cánh
1. Trục thùng

2. Thùng

3. Lỗ để tháo

4. Cái nạo để cào vật liệu dư ở trong các ngăn

5. Ngăn

6. Thùng chứa liệu 7. Trục nạo
Tốc độ vòng của thùng từ 0,025 đến 1m/s. Năng suất của thùng có thể điều chỉnh
20


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

bằng tấm chắn thay đổi chiều dầy của lớp sản phẩm đi vào, hoặc thay đổi số vòng quay
của tang.
Năng suất thùng cấp liệu kiểu tang trơn (Hình 2.1a ) được tính theo công thức :
Q = 3600.F.v.k.𝜸 , kg/h
Trong đó:
F : Diện tích tiết diện của lố, m2.
v : Tốc độ trung bình của sản phẩm chảy qua lỗ, (m/s )
(Thường lấy bằng vận tốc vòng của tang định lượng v = 0,025 - 1 m/s)

k : Hệ số chứa đầy của cửa xuống liệu, phụ thuộc khối lượng riêng của hạt
𝛾 : Trọng lượng riêng của sản phẩm kg/ m3

2.3.2. Vít định lượng
2.3.2.1. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng:
- Máy định lượng thể tích làm việc liên tục.
- Vít định lượng dùng để cấp và định lượng sản phẩm dạng hạt, cục nhỏ và dạng bột

trong những trường hợp bỏ qua hiện tượng nghiền nát.
- Máy có thể định lượng ở vị trí đặt nằm ngang hay nằm nghiêng một góc nào đó.

2.3.2.2. Cấu tạo vít định lượng

21


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

Hình 2.3. Vít định lượng

22


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

2.3.2.3. Năng suất của vít định lượng:

Năng suất của vít định lượng được xác định theo công thức :
Q = 47 D2 SK n𝜸 ( kg/h)

[3] Trang 66

Trong đó:
D : Đường kính vít xoắn , m
S : Bước vít, m

Thường thường : S = (0,8 - 1,0)

K : Hệ số đổ đầy, K= 0,8 - 1,0
n : Số vòng quay của vít xoắn trong 1 phút. Đối với sản phẩm linh động

n = 40 -

80 v/ ph, ít linh động hơn thì n = 20 - 40 v/ph.
𝛾 : Khối lượng riêng của sản phẩm (kg/m3)
Để tránh vật liệu tích tụ trong vít định lượng cần phải đảm bảo tỉ lệ: D ≥ (4-5)Dc(mm)
Trong đó : Dc : Kích thước lớn nhất của cục sản phẩm.

2.3.3. Đĩa định lượng:
2.3.3.1. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng:
- Máy định lượng thể tích làm việc liên tục
- Dùng để cấp và định lượng vật liệu dạng hạt nhỏ và dạng bột khô.
- Đảm bảo cấp liệu đủ chính xác khi năng suất tương đối lớn.

2.3.3.2. Sơ đồ kết cấu:
Đĩa quay mâm định lượng (hình 2.3) là một đĩa quay nằm ngang 1, sản phẩm ở trên
đĩa được điều chỉnh bằng ống tiếp liệu di động 3 phủ bên ngoài ống tháo của boong ke.

Động cơ điện làm quay trục thẳng đứng 4 qua cơ cấu truyền động.

23


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

Hình 2.4. Mâm xoay

Hình 2.5. Sơ đồ kết cấu mâm hay đĩa định lượng

24


Đồ Án Tốt Nghiệp

GVHD: VŨ THẾ MẠNH

2.3.3.3.Cấu tạo và nguyên tắc làm việc
Cấu tạo:
1. Đĩa chứa liệu
2. Trục
3. Đai thang
4. Hộp giảm tốc
5. Bánh răng thẳng
6. Hộp cấp liệu
7. Ống cố định
8. Ống di động

9. Tấm gạt
10. Đai ốc
11. Tay quay
12. Cặp bánh răng nón
13. Bánh răng vòng
14. Bánh răng
15. Cánh đảo

Hình 2.6. Máy định lượng kiểu đĩa
Nguyên tắc làm việc:
Đĩa 1 lắp cứng trên trục 2 nhận chuyển động quay từ môtơ qua đai thang 3, hộp giảm
tốc 4 và cặp bánh răng thẳng 5. Liệu từ hộp chứa liệu 6 chảy qua 2 cánh đảo 15 gắn trên
trục 2 (để chóng dính bết) rồi xuống đĩa 1. Để điều chỉnh lượng liệu trên đĩa 1, dùng hệ
thống ống chắn liệu 7 và 8. Ống 7 phía trong lắp cố định, mặt ngoài ống có tiện ren. Ống
8 lồng ngoài ống 7, đầu phía trên hàn với đai ốc 10 - ăn ren trên ống 7.
Đai ốc 10 hàn với bánh răng vòng 13 ăn khớp với bánh răng 14. Khi tay quay 11
quay truyền chuyển động qua cặp bánh răng nón 12, cặp bánh răng 14 và 13 làm đai ốc
10 quay ăn ren với ống 7 cố định. Do đó cũng làm ống 8 cùng đai 13 vừa quay vừa tịnh
tiến dọc trục (lên hoặc xuống) làm thay đổi lượng liệu trên đĩa 1. Dùng gạt 9 (cũng điều
25