Đồ án tốt nghiệp chế tạo máy ép dầu lạc, đậu nành mini

+ Nghiên cứu các tài liệu về hệ thống ép dầu như nguyên lý ép dầu, bộ truyền bánh răng, cảm biến đo lường nhiệt độ, mô hình hóa và mô phỏng, lý thuyết điều khiển, …; + Tìm hi

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DẦU LẠC, ĐẬU NÀNH MINI

Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Anh Tú

Sinh viên thực hiện : Ngô Việt Anh 2018603696

Phùng Văn Bắc 2018603915

Hà Nội-2022

MỤC LỤC

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP DẦU LẠC 1

1.1 Lịch sử nghiên cứu 1

1.1.1 Giới thiệu chung về nguyên liệu chính [1] 1

1.1.2 Thành phần hóa học của hạt lạc 2

1.1.3 Tác dụng của dầu lạc 3

1.1.4 Phạm vi ứng dụng 4

1.2 Giới thiệu tổng quan về máy ép dầu lạc 5

1.2.1 Máy ép dầu lạc công nghiệp [2] 6

1.2.2 Máy ép lạc dầu thủ công 8

1.2.3 Máy ép dầu lạc gia đình (Chạy bằng động cơ điện) [3] 9

1.3 Một số loại cơ cấu ép 11

1.3.1 Ép thuỷ lực 11

1.3.2 Ép trục 12

1.3.3 Ép dùng khí nén 13

1.3.4 Ép trục vít 15

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẤU TẠO MÁY ÉP DẦU 16

2.1 Cơ cấu ép dầu bằng trục vít 16

2.1.1 Nguyên lý hoạt động 17

2.1.2 Cấu tạo cơ cấu ép trục vít 17

2.2 Phương trình động học hệ truyền động 18

2.3 Các bộ phận chính của máy 22

2.3.1 Bộ phận cấp nguyên liệu 22

2.3.2 Bộ phận ép 23

2.3.3 Động cơ 24

2.3.4 Bộ phận làm nóng 26

2.3.5 Bộ nguồn 28

2.3.6 Bộ điều khiển 30

Chương 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ và chế tạo mô hình MÁY ÉP 35

3.1 Thiết kế tổng thể hệ thống 35

3.1.1 Mô tả quy trình công nghệ 35

3.1.2 Sơ đồ khối cho hệ thống 36

3.1.3 Thiết kế tổng thể của hệ thống 37

3.1.4 Nguyên lý hoạt động Error! Bookmark not defined. 3.2 Tính toán, lựa chọn thiết bị và thiết kế hệ thống ép 37

3.2.1 Tính toán thông số trục ép 37

3.2.2 Tính toán thông số và lựa chọn động cơ điện [9] 37

3.2.3 Tính toán sức bền trục vít ép [9] 40

3.2.4 Tính toán sức bền của vòng xoắn trục vít ép [9] 41

3.2.5 Lựa chọn bộ phận làm nóng Error! Bookmark not defined. 3.2.6 Thiết kế các bộ phận cơ khí 46

3.3 Tính toán, thiết kế hệ thống điều khiển 48

3.3.1 Lựa chọn bộ nguồn Error! Bookmark not defined. 3.4 Chế tạo, lắp ráp và đánh giá hệ thống 48

KẾT LUẬN 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

PHỤ LỤC 51

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Củ lạc và hạt lạc 1

Hình 1.2 Máy ép dầu thực vật công nghiệp [2] 6

Hình 1.3 Máy ép dầu lạc công nghiệp [2] 7

Hình 1.4 Máy ép lạc dầu thủ công 8

Hình 1.5 Máy ép dầu lạc gia đình [4] 10

Hình 1.6 Cấu tạo hệ thống ép trục 12

Hình 1.7 Máy ép dùng khí nén 14

Hình 1.8 Máy ép trục vít 15

Hình 2.1 Máy ép nước trái cây 16

Hình 2.2 Máy ép dầu thực vật 16

Hình 2.3 Cấu tạo cơ cấu ép trục vít 18

Hình 2.4 Sơ đồ hệ truyền động cơ khí 18

Hình 2.5 Sơ đồ lực hệ truyền động cơ khí 19

Hình 2.6 Hình ảnh phễu 23

Hình 2.7 Hình ảnh trục vít và buồng ép [5] 24

Hình 2.8 Cấu tạo động cơ điện 1 chiều [4] 25

Hình 2.9 Hình ảnh bộ chuyển đổi điện áp [5] 28

Hình 2.10 Cấu tọa bộ chuyển đổi điện áp 29

Hình 2.11 LCD 1602 32

Hình 2.12 LCD 1602 Xanh dương 5v 33

Hình 2.13 Điện trở nhiệt NTC 100K 34

Hình 3.1 Sơ đồ khối 36

Hình 3.2 Sơ đồ khối hệ thống 37

Hình 3.3 Động cơ gắn hộp giảm tốc 39

Hình 3.4 Biểu đồ momen xoắn trục vít ép 40

Hình 3.5 Phân bố lực trên một vòng vít 42

Hình 3.6 Trục ép 46

Hình 3.7 Hình ảnh buồng ép 47

Hình 3.8 Phễu cấp nguyên liệu 47

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Lựa chọn giải pháp cho bộ phận cấp nguyên liệu 22

Bảng 2.2 Lựa chọn giải pháp cho bộ phận ép 23

Bảng 2.3 Lựa chọn giải pháp cho động cơ 24

Bảng 3.3 Thông số kĩ thuật của động cơ gắn hộp giảm tốc 39

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển, đời sống con người ngày càng được nâng cao

Từ đó con người không còn nhu cầu “ăn no mặt ấm” mà nhu cầu đó được thay bằng “ăn ngon mặc đẹp”, song song với việc “ăn ngon mặc đẹp” thì quan trọng nhất vẫn là làm sao đảm bảo điều kiện dinh dưỡng tốt nhất cho sức khoẻ con người Để đáp ứng nhu cầu đó, nghành công nghệ thực phẩm đã không ngừng nghiên cứu,cải thiện,hoàn chỉnh và phát triển các công nghệ mới tiên tiến phục vụ một cách tốt nhất cho cuộc sống hằng ngày của con người

Trong số các công nghệ sản xuất chế biến thực phẩm thì công nghệ sản xuất dầu thực vật là một công nghệ đã được nghiên cứu và ứng dụng thành công vào thực tiễn cuộc sống Nhu cầu về hàm lượng chất béo là rất quan trọng và cần thiết đối với cơ thể con người mà dầu thực vật là nguồn cung cấp chất béo chủ yếu cho

cơ thể qua khẩu phần ăn hằng ngày

Ngoài mặt giá trị về mặt dinh dưỡng dầu thực vật còn là nguyên liệu chế biến thức ăn làm tăng hương vị giá trị cảm quan của các món ăn

Chính vì vậy, nhóm chúng em đã chọn đề tài nghiên cứu, thiết kế và chế tạo

“Máy ép dầu lạc, đậu nành mini” với mục tiêu tạo ra những giọt dầu nguyên chất,

đảm bảo vệ sinh và an toàn sức khỏe cho người dùng Máy thích hợp dùng cho các hộ gia đình, giúp các bà nội trợ yên tâm chế biến món ăn cho gia đình với những giọt dầu chất lượng nhất

MỞ ĐẦU

Nội dung đồ án chỉ tập chung nghiên cứu về tính toán, thiết kế và chế tạo máy ép dầu lạc, đậu nành mini trên lý thuyết thiết kế máy ép dầu thực vật và phạm

vi sử dụng trong hộ gia đình

Nội dung nghiên cứu:

- Cơ sở lý thuyết về ép dầu thực vật bằng phương pháp ép thể tích

- Lý thuyết về điều khiển động cơ bằng Arduino Uno

- Ứng dụng phần mềm CAD, INVENTOR, SOLIDWORKS để hỗ trợ cho việc thiết kế, phân tích và chế tạo máy ép dầu thực vật

Mục tiêu đề tài

• Xây dựng thành công máy ép dầu thực vật theo đúng yêu cầu công nghệ;

• Thiết lập được các bước vận hành máy cho an toàn và ổn định;

• Nâng cao kĩ năng sử dụng phần mềm vẽ cơ khí và gia công;

• Máy có thể hoạt động ổn định, linh hoạt, đáp ứng nhanh và an toàn;

• Hiểu được quy trình thiết kế một sản phẩm cơ điện tử thực tiễn;

• Phát triển, tối ưu hóa sản phẩm tiến tới thương mại hóa và có thể cạnh tranh khi đưa ra thị trường;

Phương pháp thực hiện đề tài

Với mục tiêu đề tài đã đề ra, dựa trên các kiến thức đã học và thông tin tham khảo từ các nguồn tài liệu, nhóm đề tài đưa ra phương pháp nghiên cứu như sau:

Nghiên cứu lý thuyết

+ Tham khảo các hệ thống, máy ép dầu thực tế có trên thị trường để tìm hiểu cấu tạo nguyên lý ép và giá thành của chúng;

+ Nghiên cứu các tài liệu về hệ thống ép dầu như nguyên lý ép dầu, bộ truyền bánh răng, cảm biến đo lường nhiệt độ, mô hình hóa và mô phỏng, lý thuyết điều khiển, …;

+ Tìm hiểu các phần mềm hỗ trợ Solidwork, AutoCAD,Inventor, …;

+ Tìm hiểu phương pháp xây dựng hệ thống điện điều khiển;

Nghiên cứu thực nghiệm

+ Mô hình hóa, tính toán thiết kế mô hình cơ khí cho hệ thống đảm bảo độ chính xác và độ bền cần thiết đáp ứng nhu cầu hệ thống;

+ Sử dụng phần mềm Autocad và SolidWork phục vụ thiết kế các bộ phận cơ khí của hệ thống và mô phỏng;

+ Sử dụng phần mềm Autocad hoặc Altium design để mô phỏng hệ thống điều khiển;

+ Nghiên cứu chế tạo, tích hợp hệ thống;

+ Dựa trên số liệu tính toán, lựa chọn thiết bị điều khiển và cơ cấu chấp hành của hệ thống như: Động cơ điện, hệ thống truyền động, bộ phận gia nhiệt …; + Chế tạo module cơ khí đặc biệt của hệ thống, lắp ghép các cơ cấu cơ khí; + Kết hợp cơ cấu chấp hành với hệ thống điều khiển thành một hệ thống hoàn chỉnh sơ bộ;

+ Đưa ra các cải tiến hoặc thay thế cho hệ thống hoàn thiện đúng mục tiêu đề

ra

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP DẦU LẠC

1.1 Lịch sử nghiên cứu

1.1.1 Giới thiệu chung về nguyên liệu chính [1]

Hình 1.1 Củ lạc và hạt lạc

Đậu phộng là cây thực phẩm, cây có dầu quan trọng Trong số các loại cây hạt có dầu trồng hàng năm trên thế giới, đậu phộng đứng thứ hai sau đậu tương về diện tích trồng cũng như sản lượng Hiện có hơn một trăm nước trồng đậu phông Châu Á đứng hàng đầu thế giới về diện tích trồng đậu phộng cũng như sản lượng, tiếp theo là châu Phi, Bắc Mỹ rồi đến Nam Mỹ Hiện nay châu Á và vùng Bắc Mỹ có chiều hướng mở rộng diện tích trồng đậu phộng hơn các vùng khác

Trong số 25 nước trồng đậu phộng ở châu Á, Việt Nam đứng hàng thứ năm, đậu phộng là một trong các loại cây xuất khẩu thu ngoại tệ của nước ta Mặc dầu đậu phộng có vai trò quan trọng như vậy nhưng nghiên cứu về đậu phộng ở nước ta nhìn chung còn ít Tài liệu nghiên cứu cơ bản cũng như nghiên cứu ứng dụng các sách Việt về đậu phộng còn hạn chế

Đối với trẻ, dầu ăn rất quan trọng Trẻ cần các loại dầu có giá trị dinh dưỡng cao như dầu vừng, dầu đậu phộng, đậu nành để phát triển trí óc Đối với người già các loại dầu thực vật trên có thể giúp chống chứng nghẽn mạch

Dầu thực vật có hàm lượng cholesterol thấp hơn so với các loại mỡ động vật nên ngày càng được dùng nhiều 1g dầu cung cấp 9 kcalo trong khi các chất đạm, đường, bột chỉ cung cấp 4 kcalo/g

Dầu lạc là một hỗn hợp glicerid gồm: 80% acid béo không no và 20% acid béo no Thành phần acid béo trong hạt dầu thay đổi tùy theo giống và điều kiện trồng trọt

Các glicerid trong dầu phộng chứa 3 acid béo chính:

Acid oleic: 43 -65%

Acid linoleic: 20 -37%

Acid palmitic:14 -20%

Dầu đậu phộng chứa các vitamin hòa tan trong dầu, trong đó nhiều nhất

là vitamin E - một yếu tố quan trọng trong tổng hợp hormone sinh dục, chống lão hóa Hai acid bão hòa có trong dầu đậu phộng là acidarachidic (C20) và acid lignoceric (C24)thấy trong bơ ca cao và trong bơ sữa bò Đây là hai acid béo bão hòa dạng cis nên không gây nguy hiểm cho tim mạch

Ở nhiệt độ bình thường, dầu phộng là một chất lỏng màu vàng nhạt, có độ nhớt thấp, có hương thơm và mùi vị như hạt dẻ

Trước đây, người ta thường chỉ chú trọng đến dầu trong hạt đậu phộng mà chưa chú ý đến lượng protein khá cao có chứa trong dầu, trong các bộ phận khác của cây đậu phộng Tình trạng thiếu protein hiện nay trên thế giới đòi hỏi phải nghiên cứu sử dụng triệt để loại cây này, một cây cho dầu và cho đạm

Rõ ràng, đậu phộng là một nguồn thức ăn giàu lipid, protein và vitamin Bên cạnh đó, đậu phộng có hương thơm và mùi vị đặc biệt Vị ngọt điển hình và mùi thơm nhẹ được tạo nên bởi đường và một số chất hữu cơ bay hơi khác Thành phần các chất bay hơi có tới hơn 10 chất như pentan, octan, metylfomal, acetaldehyd, aceton, metanol, etanol, 2-butanol, pentanal vàhexanal

sơ vữa động mạch, nhồi máu cơ tim, tắc nghẽn động mạch;

- Giảm nguy cơ bị cao huyết áp: Do có nhiều chất béo tốt nên sẽ giảm nguy

cơ bị cao huyết áp Resveratrol-chất chóng oxy hóa có thể tương tác với nhiều kích thích tố như angiotensin, giúp co mạch máu, giảm huyết áp;

- Trị mụn: Nó có tính chống viêm, giúp điều trị các bệnh về da nhu eczema;

- Điều trị táo bón: Rất có lợi cho người bị tiêu chảy;

- Làm kem dưỡng da: Nó giúp giữ ẩm cho da, chứa nhiều vitamin E giúp

da tránh lão hóa;

- Chăm sóc tóc: Dầu đậu phộng giảm protein, làm dày tóc, tăng cường độ

ẩm giúp tóc phục hồi;

- Dưỡng môi: Ngoài ra còn rất nhiều công dụng khác tốt cho sức khỏe

* Ưu điểm của dầu lạc

- Là sản phẩm tự nhiên, không độc hại;

- Có thể tự chế biến đảm bảo được vệ sinh an toàn thực phẩm;

- Tốt cho sức khỏe của con người;

- Chất lượng của sản phẩm được kiểm soát thông qua quá trình chế biến;

- Cách thức chế biến tương đối dể dàng;

- Chất lượng dầu tốt, sánh Không bị biến chất ở nhiệt độ cao nên có thể được sử dụng nhiều lần trong quá trình nấu ăn;

- Con người có thể tự cung, tự cấp;

- Hàm lượng chất có ích cao;

- Nguyên liệu đầu vào ổn định, dể canh tác

* Nhược điểm: Giá thành tương đối cao, khó cạnh tranh được với các mặt

hàng dầu ăn khác trên thị trường

1.1.4 Phạm vi ứng dụng

Nhu cầu về dầu ăn trong cuộc sống của con người là rất cao Dầu ăn luôn luôn là một thành phần không thể thiếu trong mỗi hộ gia đình, vì thế làm sao để tìm được một loại dầu ăn có thể phục vụ tốt cho gia đình, tiện lợi và quan trọng nhất là đảm bảo sức khỏe cho con người Đó luôn là một vấn đề quan trọng

Ngày nay, trên thị trường tiêu thụ rất nhiều loại dầu ăn với giá cả phải chăng phù , hợp với điều kiện sống của mỗi gia đình Tình toán cụ thể ta thấy mức

độ tiêu thụ dầu ăn trong một gia đình bình thường với 4 thành viên là 2 lít dầu mỗi tháng Tương đương với 80000 đồng Tuy nhiên, loại dầu đó có thự sự tốt, có thể đảm bảo cho sức khỏe của con người hay không đó còn là một câu hỏi Với công nghệ ép dầu lạc, mỗi gia đình có thể tự cung tự cấp cho mình mà không phải lo lắng về chất lượng của sản phẩm.tren thị trường hiện nay mỗi lít dầu lạc tương ứng với 120 nghìn đông,đắt hơn các loại dầu khác rất nhiều.Tuy nhiên đỗi với dầu lạc ta có chất lượng của sản phẩm rất tốt lượng tiêu thụ loại dầu này trong một tháng chỉ bằng một nữa các loại dầu khác Có thể nói, sử dụng dầu lạc là một

quyết định sáng suốt khi chỉ phải bỏ ra một lượng tiền không hơn nhiều so với các sản phảm khác trên thị trường

1.2 Giới thiệu tổng quan về máy ép dầu lạc

Đa số dầu thực vật hiện nay có mặt trên thị trường đều sản xuất theo phương pháp tinh luyện trên dây chuyền máy móc hiện đại , có can thiệp xử lý bằng hóa chất … Để tìm được một loại dầu thực vật nguyên chất 100% theo phương pháp truyền thống ép cơ học thì lại rất ít

Các loại dầu thực vật đã qua tinh luyện thì các thành phần dinh dưỡng nguyên chất của nó đã bị biến đổi hoặc được tạo ra nhờ công thức hóa học không thể nào tốt bằng tự nhiên được

Trong thời điểm hiên nay, nhu cầu sử dụng dầu thực vật đang rất được

ưa chuộng trên thế giới bởi nguồn dinh dưỡng cũng như an toàn cho sức khỏe.Ở Việt Nam,nguồn nguyên liệu thực vật sẵn có là rất phong phú.Các loại thực vật chứa rất nhiều hàm lượng dầu như đậu lành, lạc vừng là rất nhiều.Việc có một

chiếc máy ép dầu thực vật là rất cần thiết, vừa đem lại lợi ích về sức khỏe vừa

đem lại lợi ích kinh tế.Nắm bắt được điều đó, nhóm sinh viên ĐHCN Hà Nội chúng tôi quyết định đầu tư nghiên cứu, thiết kế và lên kế hoạch chế tạo chiếc máy ép dầu lạc thật gọn nhẹ mà vô cùng tiện lợi

Máy ép dầu lạc là loại máy ép dầu thực vật, chuyên dùng để ép các loại

hạt chứa dầu như lạc, vừng, cải…tạo ra những giọt dầu nguyên chất, đảm bảo vệ sinh và an toàn sức khỏe cho người dùng Máy thích hợp dùng cho các hộ gia đình với thiết kế nhỏ gọn

Một số loại máy ép trên thị trường

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy ép dầu lạc với nhiều kích cỡ, kiểu dáng.Tùy vào nhu cầu của từng người mà có thể lựa chọn một chiếc máy thật phù hợp

1.2.1 Máy ép dầu lạc công nghiệp [2]

Hình 1.2 Máy ép dầu thực vật công nghiệp [2]

Đặc tính kỹ thuật máy ép dầu thực vật công nghiệp:

- Thân máy kết cấu bằng nhựa đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm;

- Máy ép dầu thực vật có ruột gà bằng thép không gỉ chịu được lực vặn xoắn cao;

- Hệ thống nhiệt độ có thể cài đặt được, tùy theo loại hạt cần ép dầu có thể đặt mức nhiệt độ thích hợp, thường để nhiệt độ 70-95 độ C cho các loại hạt;

- Tốc độ đùn 800V/ phút;

- Tiết kiệm điện năng;

-An toàn, và dễ dàng khi sử dụng;

Chức năng của máy ép dầu thực vật công nghiệp:

- Dùng để sản xuất dầu thực vật các loại, hầu hết các loại hạt đều được dùng để

ép dầu vì vậy mà máy ép dầu thực vật rất được ưa chuộng;

- Khả năng ép được các loại như: Lạc, đậu lành và số số thưc vật có dầu khác;

- Ứng dụng: trong các nhà hàng hoặc khách sạn, trong doanh nghiệp có thể lắp dây chuyền sản xuất với nhiều thiết bị;

Thông số kỹ thuật của máy ép dầu thực vật công nghiệp:

- Kết cấu: Khung gầm máy bằng thép đúc, trục hợp kim;

- Kích thước máy : 1820 x 800 x 2400 mm;

- Trọng lượng: 1800 kg;

- Giá thành: 120.000.000 VNĐ

* Kết luận : Đây là máy với kích thước lớn,kết cấu phức tạp sản xuất với sản

lượng lớn.Chủ yếu dùng cho các doanh nghiệp sản xuất kinh doanh vừa và nhỏ Sử dụng trong các khách sạn hay nhà hàng

Hình 1.3 Máy ép dầu lạc công nghiệp [2]

1.2.2 Máy ép lạc dầu thủ công

Hình 1.4 Máy ép lạc dầu thủ công

Chức năng của máy ép dầu lạc thủ công:

- Dùng để sản xuất dầu thực vật các loại, hầu hết các loại hạt đều được dùng để

ép dầu vì vậy mà máy ép dầu lạc rất được ưa chuộng;

- Khả năng ép được các loại hạt như: Lạc, vừng, đậu nành, hạt cải;

- Ứng dụng trong các hộ gia đình

Đặc tính kĩ thuật của máy ép dầu lạc:

- Đây là một loại máy với kết cấu khá đơn giản, khả năng lọc dầu tương đối nhanh;

- Máy được làm bằng inox chống gỉ;

- Máy sử dụng sức người để quay

Thông số kĩ thuật của máy ép dầu lạc:

- Năng suất: Ép lạc 2(kg/h);

- Trọng lượng máy: 3kg;

- Kích thước máy:400x300x300(mm)

Nguyên lý làm việc của máy ép dầu lạc bằng tay:

Dùng ép dầu ra khỏi các hạt có dầu.Nguyên tắc làm việc của máy ép dầu lạc quay tay là sử dụng 1 trục quay để ép nguyên liệu Vít có hình dạng đặc biệt, lòng ép cũng được thiết kế có hình dạng đặc biệt sao cho thể tích rỗng giữa lòng

ép và trục ép càng về sau càng nhỏ Ta dùng cồn nung nóng trục khoảng 5 phút, sau đó cho lạc vào phễu Lạc sẽ từ từ rơi vào trong ống chứa lạc Khi ta quay tay quay với một tốc độ nhất định Nguyên liệu cho vào máy từ từ bị xay nhỏ, ép bị nén dần về phía cuối máy, càng về sau thể tích khoang ép càng nhỏ, áp suất sẽ tăng, dầu sẽ thoát ra khỏi nguyên liệu theo rãnh chảy ra ngoài ở phía dưới,bã sẽ thoát ra ở cuối lòng ép Cuối lòng ép có bộ phận hình côn điều chỉnh khe hở ra (côn điều chỉnh) Nếu khe hở lớn, áp suất ép nhỏ và ngược lại

1.2.3 Máy ép dầu lạc gia đình (Chạy bằng động cơ điện) [3]

Đặc tính kỹ thuật máy ép dầu thực vật:

- Thân máy kết cấu bằng inox đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm;

- Máy ép dầu thực vật có ruột gà bằng thép không gỉ chịu được lực vặn xoắn cao;

- Chạy đều và ổn định nhờ động cơ điện Số vòng quay hợp lý tùy chỉnh ở hộp giảm tốc;

- Tốc độ đùn: 50V/phút;

- Tiết kiệm điện năng;

- An toàn, và dễ dàng khi sử dụng

Chức năng của máy ép dầu thực vật:

- Dùng để sản xuất dầu thực vật các loại, hầu hết các loại hạt mang dầu đều được ép bằng máy ép dầu lạc nên rất được ưa chuộng hiện nay;

- Thường dùng cho các hộ gia đình trong các khu khách sạn, khu trung cư;

Thông số kỹ thuật của máy ép dầu thực vật:

Hình 1.5 Máy ép dầu lạc gia đình [4]

Nguyên lý làm việc của máy ép dầu lạc sử dụng điện:

Sau khi cắm điện, động cơ chạy truyền chuyển động cho hộp giảm tốc nhờ cặp bánh răng trụ răng nghiêng mà không cần bộ truyền ngoài.Nhờ hộp giảm tốc mà máy có thể quay với tốc độ quay hợp lý Bộ phận xay lạc được ăn khớp với hộp giảm tốc để truyền chuyển động quay Bộ phân xay lạc được làm nóng nhờ cấp nhiệt Nguyên liệu cho vào máy từ từ bị xay nhỏ, ép bị nén dần về phía cuối máy, càng về sau thể tích khoang ép càng nhỏ, áp suất sẽ tăng, dầu sẽ thoát ra khỏi nguyên liệu theo rãnh chảy ra ngoài ở phía dưới, bã sẽ thoát ra ở cuối lòng ép

1.3 Một số loại cơ cấu ép

1.3.1 Ép thuỷ lực

Là loại máy thường được dùng trong các nhà máy chế biến thực phẩm như sản xuất rượu vang Nó gồm bơm A có nhiều pittông trụ, thùng chứa B, bộ phân phối C và máy ép D, sản phẩm ép được nạp vào buồng 14

Hình 6.6 Sơ đồ thiết bị ép thuỷ lực

Nguyên lý làm việc:

Khi bắt đầu làm việc, đưa tay gạt 18 vào vị trí II và cho bơm chạy Khi pittông trụ 2 chuyển sang bên trái nâng van hút 3 và chất lỏng làm việc từ thùng chứa B dâng lên ống 4 và nạp đầy xi lanh của bơm Khi pit tông trụ chuyển động ngược lại thì van 3 đóng, van 1 mở Chất lỏng làm việc theo ống 10, đi vào bộ phân phối C Qua van nâng 6, chất lỏng chảy vào xi lanh làm việc của máy ép Dưới áp suất của chất lỏng làm việc, pittông 15 nâng buồng 14 có sản phẩm ép về phía đầu ép 13 Trong buồng tạo ra áp suất ở mọi mặt, nên 1 phần chất lỏng của sản phẩm ép được tách ra qua bề mặt khoan lỗ của buồng ép Áp suất của pittông truyền qua sản phẩm đến thanh giằng 11 và thanh ngang 12 Tuỳ theo việc tách

một phần chất lỏng màáp suất tăng lên trong xilanh làm việc của máy ép vàở trong các đường ống dẫn Trong khi thể tích của sản phẩm ép giảm đi, nên tốc độ nâng của trụ trơn cũng phải giảm Do đó phải thay đổi việc bơm chất lỏng làm việc: Chất lỏng từ xi lanh của bơm theo ống 9 đi vào dưới pittông 7 và ép lực nó đến một áp suất nhất định, pittông nâng lên trên ép lò xo 5 và mở van 8 Qua van đó, chất lỏng chảy về phía van hút 3 của bơm, nhờ đó lượng chất lỏng đi vào xi lanh làm việc của máy ép giảm đi

Khi ép xong thì tắt bơm và chuyển tay gạt 18 về vị trí I, khi đó van 6 đóng lại, van 17 mở ra và chất lỏng làm việc từ xi lanh 16 chảy vào phần bên phải của thùng B Trụ trơn 15 và buồng ép 14 được hạ xuống dưới và bã được tháo ra Ở thùng B cóđặt lưới 10, để lọc chất lỏng làm việc trước, khi vào xi lanh của bơm

1.3.2 Ép trục

Cấu tạo:

Hình 1.7 Cấu tạo hệ thống ép trục

Một bộ máy ép gồm các bộ phận chính:

– Giá máy

– Các trục ép: Trục đỉnh, trục trước, trục sau

– Bộ gối đỡ trục và bộ điều chỉnh vị trí lắp trục

Giá máy có nhiều kiểu: kiểu đỉnh thẳng, kiểu đỉnh nghiêng và kiểu cần nén cong

Bộ phận nén trục đỉnh

Trong quá trình ép, áp lực trục đỉnh đóng vai trò quyết định Nó phá vỡ tế bào mắa, giải phóng nước mắa ra khỏi tế bào để tạo ra áp lực lớn ở trục đỉnh, có thể sử dụng các thiết bị :

Ờ Thiết bị tăng áp lò xo

Ờ Thiết bị tăng áp dầu

Ờ Thiết bị tăng áp khí nén

Nhược điểm của thiết bị tăng áp lò xo là lực tác dụng lên trục đỉnh không đều nên hiện nay ắt dùng

1.3.3 Ép dùng khắ nén

Trong máy ép này lực tác dụng lên nguyên liệu là không khắ nén Máy này được dùng nhiều trong dây chuyền sản xuất nước quả trong cho các nguyên liệu không cứng như dứa, cam, quắt (hoặc nho), phương pháp ép này rất tốt vì quá trình ép không phá vỡ những cơ cấu cứng của nguyên liệu vỏ, cuống, xơ, là những chất không có lợi cho thành phần của nước quả

Máy làm việc gián đoạn, chu kỳ ép 2,5 giờ (các thao tác phụ đều được cơ khắ hoá)

Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy ép dùng khí nén

Thùng ép 1 làm bằng kim loại không rỉ, tấm dày 1mm, trên có đục lỗ 1,2 x 20mm Bên ngoài bọc các tấm kim loại chịu lưc Hai đầu thùng ép 2 bằng gang, bên trong lót kim loại không rỉ Dọc thùng ép có cửa để nguyên liệu vào ép, có thể đóng chặt nhờ 1 cánh cửa có vít vặn Bên trong thùng ép là thùng cao su 3 Không khí nén từ máy nén khí đi theo ống 4 vào trục rỗng 5 qua các lỗ đục trên trục vào trong thùng cao su (trên hình vẽ thùng cao su ở trạng thái không ép)

Hình 1.8 Máy ép dùng khí nén

máng hứng chảy đi Bã còn lại trong thùng ép, sau mỗi lần ép mở cửa trên thùng

và cho thùng quay, bã sẽ tự rơi ra ngoài máng có trục vít đẩy đi

1.3.4 Ép trục vít

Máy ép trục vít là loại máy ép làm việc liên tục, có thể sử dụng cho nhiều loại nguyên liệu khác nhau Bộ phận làm việc chính của máy là trục vít có bước vít nhỏ dần hay đường kính trục lớn dần quay trong xi lanh nằm ngang Nguyên liệu ép khi di chuyển theo trục ép chịu áp suất tăng dần Sự ép xảy ra do khe hở giữa xi lanh và bước vít giảm dần

Máy ép kiểu trục vít thường dùng trong các nhà máy tinh dầu, nhà máy đồ hộp

Hình 1.9 Máy ép trục vít

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẤU TẠO MÁY ÉP DẦU 2.1 Cơ cấu ép dầu bằng trục vít

Ép dầu bằng trục vít hay còn gọi là phương pháp ép thể tích để tách chất lỏng ra khỏi nguyên liệu, thường được ứng dụng trong ngành thực phẩm như ép dầu thực vật, ép nước trái cây,…

Hình 2.1 Máy ép nước trái cây

Hình 2.2 Máy ép dầu thực vật

2.1.1 Nguyên lý hoạt động

Dùng ép dầu ra khỏi các hạt có dầu Nguyên tắc làm việc của cơ cấu ép trục vít là sử dụng một trục vít để nghiền nát và ép nguyên liệu Trục Vít có hình dạng đặc biệt, lòng ép cũng được thiết kế có hình dạng đặc biệt sao cho thể tích rỗng giữa lòng ép và trục ép càng về sau càng nhỏ Lòng ép là một ống hình trụ ghép lại bằng nhiều thanh rời gọi là thanh căn, ngay giữa 2 thanh căn là khe hở nhỏ để dầu có thể chảy ra được Nguyên liệu cho vào máy ép bị nén dần về phía cuối máy, càng về sau thể tích khoang ép càng nhỏ, áp suất sẽ tăng Dầu sẽ thoát ra khỏi nguyên liệu theo khe hở thanh căn chảy ra ngoài ở phía dưới, bã sẽ thoát ra

ở cuối lòng ép

Nguyên liệu trước khi ép thường được chuẩn bị trước nghiền sơ bộ, sau đó tiến hành chưng sấy bằng phương pháp nhiệt ẩm đưa nguyên liệu có dầu đến nhiệt

độ, độ ẩm thích hợp cho quá trình ép, trích ly

2.1.2 Cấu tạo cơ cấu ép trục vít

Cơ cấu ép trục vít có cấu tạo khá đơn giản gồm 2 bộ phận chính là trục vít và ống ép:

- Trục vít là 1 trục kim loại đặc với hình xoắn ốc có độ dày nhất định tùy thuộc vào mục đích ép;

- Ống ép là một ống hình trụ ghép lại bằng nhiều thanh rời gọi là thanh căn, ngay giữa 2 thanh căn là khe hở nhỏ để dầu có thể chảy ra được

Ví dụ:

1 máy ép dầu lạc mini

• Đường kính của trục vít thường 20 – 40 mm;

• Chiều dài 20-30 cm;

2 Máy ép dầu công nghiệp:

• Đường kính của trục vít thường 10-15 cm;

• Chiều dài 60-100 cm

Hình 2.3 Cấu tạo cơ cấu ép trục vít

2.2 Phương trình động học hệ truyền động

Hình 2.4 Sơ đồ hệ truyền động cơ khí

Phương trình động học tổng quát của hệ thống truyền động điện:

M = Mc : Hệ thống ở trạng thái xác lập

Tính quy đổi mômen Mc và lực cản Fc về trục động cơ

Hình 2.5 Sơ đồ lực hệ truyền động cơ khí

Quy đổi mômen hoặc lực của tải về trục động cơ

Nguyên tắc quy đổi: Bảo toàn công suất của hệ thống

Giả sử khi tính toán và thiết kế người ta cho giá trị của mômen tang quay

Mlv qua hộp giảm tốc có tỷ số truyền là i và hiệu suất là i Mômen này sẽ tác động lên trục động cơ có giá trị M:

. lv lv

c i

i :là hiệu suất hộp giảm tốc

Giả thiết tải trọng G sinh ra lực Flv có vận tốc chuyển động là vlv, nó sẽ tác động lên trục động cơ một mômen M, ta có:

.

.

Tính quy đổi mômen quán tính

Các cặp bánh răng có mômen quán tính J1,…,JK, mômen quán tính tang quay Jt, khối lượng quán tính m và mômen quán tính động cơ Jđ đều có ảnh hưởng đến tính chất động học của hệ truyền động Nếu xét điểm khảo sát là đầu trục động

cơ và quán tính chung của hệ truyền động tại điểm này ta gọi là Jqđ Lúc đó phương trình động năng của hệ là:

2

m j

đm j j

n m i

Jđ : Mômen quán tính của động cơ;

Ji : Mômen quán tính phần tử quay thứ i;

mj : Khối lượng phần tử chuyển động tịnh tiến thứ j;

ii : Tỷ số tốc độ từ trục động cơ đến phần tử quay thứ i;

I

 : Bán kính quy đổi tốc độ từ phần tử chuyển động tịnh tiến thứ J→trục động cơ

Công suất động cơ điện

Momen xoắn trên trục vít xác định bởi công thức:

Đối với vật liệu dạng hạt Lạc: f=0,35

+F: diện tích phần lực tác dụng lên khuôn ép cm

Thay trị số vào ta được: N (Kw)

Công suất của động cơ điện xác định theo công thức sau:

dc

N N



= kw

Trong đó: η - hệ suất bộ dẫn động (η= 0.8 ÷ 0.85)

Ta tính được N đc

2.3 Các bộ phận chính của máy

2.3.1 Bộ phận cấp nguyên liệu

- Chức năng: chứa và cung cấp nguyên liệu cho quá trình ép

- Yêu cầu công nghệ:

+ Dễ lắp đặt;

+ Giá thành rẻ;

+ Độ bền cao;

+ Lượng nguyên liệu cấp đều và ổn định

Bảng 2.1 Lựa chọn giải pháp cho bộ phận cấp nguyên liệu

Hình 2.6 Hình ảnh phễu

Phễu cấp nguyên liệu: Đưa nguyên liệu vào bộ phận ép dễ dàng và tiện lợi, thường làm bằng inox hoặc nhựa, thép, …

2.3.2 Bộ phận ép

- Chức năng: phá hủy cấu trúc nguyên liệu để thu được dầu

- Yêu cầu công nghệ:

+ Lực ép: Mức trung bình;

+ Tính linh hoạt: Dễ tháo lắp và vệ sinh

+ Tính ổn định: Hoạt động ổn định trong thời gian dài;

+ An toàn: An toàn cho người sử dụng;

+ Giá thành: Giá thành rẻ;

+ Sản xuất: Dễ thiết kế và gia công

Bảng 2.2 Lựa chọn giải pháp cho bộ phận ép