LUẬN văn cơ KHÍ CHẾ BIẾN TÍNH TOÁN THIẾT kế máy làm SẠCH hạt NĂNG SUẤT 2,5 tấn GIỜ

Ngoài ra, hạt giống còn ñược làm sạch bằng cách dùng rá sàng hạt ñể loại bỏ hạt rỗng và các tạp chất.. Kích thước lỗ sàng dưới nhỏ hơn kích thước hạt, vì vậy những hạt nhỏ hơn tiêu chuẩn

KHOA CÔNG NGHỆ

-
  -

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ðẠI HỌC

TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ MÁY LÀM SẠCH HẠT NĂNG SUẤT 2,5 TẤN/GIỜ

MSSV: 1065780

Ngành: Cơ Khí Chế Biến - Khóa: 32

Cần Thơ, 11/ 2010

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ -oOo -

2 Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Bồng

3 ðịa ñiểm thực hiện: Khoa Công nghệ - Trường ðại Học Cần Thơ

4 Số lượng sinh viên thực hiện: 1

5 Họ và tên sinh viên thực hiện: Trần Thị Thanh Thảo

MSSV: 1065780

Lớp: Cơ Khí Chế Biến Khóa 32

6 Mục ñích của ñề tài: Tính toán - thiết kế mẫu máy làm sạch hạt phù hợp cho

vùng ñồng bằng Sông Cửu Long

7 Các nội dung chính và giới hạn ñề tài:

- Tìm hiểu hiện trạng về qui trình – thiết bị làm sạch lúa giống trong vùng

- Xác ñịnh những yêu cầu về kỹ thuật - kinh tế của máy làm sạch hạt phù hợp

cho vùng ñồng bằng Sông Cửu Long

- Xây dựng và chọn phương án thiết kế

- Tính toán - thiết kế mẫu máy theo phương án ñã chọn

- Hoàn thành các tài liệu thiết kế và viết báo cáo

8 Công cụ mô phỏng máy: Phần mềm Autodesk Inventor

9 Kinh phí dự trù: 250.000 ñồng

Cần Thơ, ngày 16 tháng 08 năm 2010

KHOA DUYỆT BỘ MÔN DUYỆT

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ -o0o -

NHẬN XÉT VÀ ðÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

c Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp:

• Nội dung và công việc ñã ñạt ñược của ñề tài:

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ -o0o -

NHẬN XÉT VÀ ðÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN

c Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp:

• Nội dung thực hiện của ñề tài:

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện ñề tài, em ñã gặp không ít khó khăn về kiến thức

chuyên môn lẫn kinh nghiệm thực tế Tuy nhiên, với sự cố gắng và nổ lực của bản

thân cùng sự vận dụng những kiến thức của quý Thầy Cô ñã truyền ñạt trong quá

trình học tập, ñặc biệt là sự quan tâm, hướng dẫn tận tình của Thầy Nguyễn Bồng

nên ñề tài ñã ñược hoàn thành ñúng thời gian quy ñịnh

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn

Bồng, Thầy ñã tận tình giúp ñỡ, hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện ñề

tài

Em xin chân thành cảm ơn tất cả quý Thầy Cô ñã truyền ñạt những kiến

thức và kinh nghiệm quý báu cho chúng em trong thời gian học tập ở giảng ñường

ñại học

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện ñề tài, mặt dù hết sức cố gắng nhưng

em sẽ không tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận ñược sự ñóng góp ý kiến

của quý thầy cô ñể em có thể hiểu ñược một cách sâu sắc hơn những kiến thức lý

thuyết ñã học và vận dụng chúng vào thực tế một cách có hiệu quả Em xin chân

thành biết ơn

SVTH

Trần Thị Thanh Thảo

LỜI NÓI ðẦU

Việt Nam ñược biết ñến trên bản ñồ thế giới là vùng sản xuất nông nghiệp,

là quốc gia xuất khẩu vào tốp ñầu trên thế giới về gạo, hồ tiêu, cà phê, thủy sản,…

Nhìn ở góc ñộ xóa ñói giảm nghèo cho chính Việt Nam (VN) ñã có thể

thấy, nông nghiệp VN những năm qua có nhiều ñóng góp ñáng kể cho tình hình

chung Từ một xuất phát ñiểm thấp, trước ñây VN thường xuyên phải nhập khẩu

lương thực từ nước ngoài ñã nhanh chóng giải quyết ñược vấn ñề an ninh lương

thực trong nước

ðứng ở góc ñộ xuất khẩu, VN không những lo cho mình mà ñã góp phần lo

cho dạ dày của thế giới Nhiều năm trở lại ñây, VN luôn là một trong những nước

xuất khẩu lương thực ñứng thứ nhì trên thế giới với sản lượng 4 - 6 triệu tấn gạo

mỗi năm với chất lượng lúa gạo không ngừng ñược nâng cao VN ñã góp phần

ñáng kể trong việc cân bằng cán cân lương thực thế giới

Mặt khác, trong tình hình của nước ta hiện nay, việc sử dụng hạt giống xác

nhận có phẩm chất tốt còn nhiều hạn chế do khối lượng hạt giống ñạt tiêu chuẩn

quốc gia do các trung tâm nghiên cứu hạt giống chưa ñáp ứng ñủ nhu cầu gieo

trồng Do ñó, ñể ñáp ứng nhu cầu về giống, ngoài việc nhận giống chuyển giao từ

các viện, các trung tâm nghiên cứu giống thì phần lớn nông dân phải tự nhân

giống cho mình Thực trạng ñó ñã dẫn ñến hệ quả là ảnh hưởng không nhỏ ñến

chất lượng lúa gạo cho người tiêu dùng cũng như xuất khẩu

Tóm lại, trên thế giới hiện nay cũng như Việt Nam nói chung và ðồng

Bằng Sông Cửu Long (ðBSCL) nói riêng ñã có rất nhiều tiến bộ trong ngành

trồng lúa Ngày càng nhiều ruộng ñất ñã ñược cải tạo Các giống lúa mới năng suất

cao, kháng sâu bệnh và thích nghi với nhiều ñiều kiện môi trường khác nhau ñã

ñược sử dụng rộng rãi Tuy nhiên, thực tế chỉ ñảm bảo 10 - 15% lượng giống cung

cấp cho sản xuất; tư nhân sản xuất lúa giống ñảm bảo chất lượng khoảng 10%;

như vậy trên 70% hạt giống sản xuất vẫn chưa ñược cung ứng theo tiêu chuẩn

quốc gia, do ñó muốn ñảm bảo lượng giống lúa xác nhận phải tổ chức lại sản xuất

theo hướng: “Xã hội hóa sản xuất lúa giống” ở Nam bộ Vì vậy, ñể góp phần duy

trì chất lượng giống và nâng cao hiệu quả sản xuất cho nông dân, ñề tài TÍNH

TOÁN – THIẾT KẾ MÁY LÀM SẠCH HẠT phù hợp cho việc làm sạch lúa

giống ở ðBSCL là thật sự cần thiết

Trong ñề tài, có sử dụng các phương pháp nghiên cứu giả thuyết, lý thuyết

và các phương pháp phân tích Các phương pháp này giúp cho quá trình nghiên

cứu ñề tài ñược khoa học hơn, ñạt hiệu quả cao hơn về mặt thực tiển nghiên cứu

Do còn một số hạn chế nhất ñịnh về mặt chủ quan và khách quan, nên việc

tính toán thiết kế máy chưa thể ñáp ứng yêu cầu như thực tế Do ñó, em rất mong

nhận ñược sự ñóng góp ý kiến của quý thầy cô, bạn bè cũng như những người

xung quanh ñể em có thể rút kết thêm những kinh nghiệm quý báo cho bản thân ñể

em có thể vận dụng những kiến thức ñược học vào thực tiển công việc sau này

ñược tốt hơn

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI NÓI ðẦU ii

MỤC LỤC vi

MỤC LỤC BẢNG BIỂU vi

MỤC LỤC HÌNH ẢNH vii

CHƯƠNG 1 1

GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1.Tình hình sản xuất nông nghiệp ở nước ta trong những năm vừa qua và giai ñoạn hiện nay: 1

1.2.Tình hình sản xuất nông nghiệp khu vực ñồng bằng sông Cửu Long: 1

1.3.Vấn ñề sử dụng hạt giống trong ngành nông nghiệp: 2

1.4.Ý nghĩa của việc làm sạch hạt: 2

CHƯƠNG 2 3

KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH HẠT VÀ MỘT SỐ MÁY LÀM SẠCH HẠT 3

2.1.Khảo sát các phương pháp làm sạch hạt: 3

2.1.1.Quạt tay: 3

2.1.2.Rê gió: 3

2.1.3.Quạt hòm: 4

2.2.Một số máy làm sạch hạt trong giai ñoạn hiện nay: 5

2.2.1.Máy làm sạch CL – 3: 5

2.2.2 Một số loại máy làm sạch khác: 6

CHƯƠNG 3 10

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10

3.1.Mục ñích của quá trình làm sạch hạt: 10

3.2.Nhiêm vụ và yêu cầu kỹ thuật của máy làm sạch: 10

3.2.1.Nhiệm vụ: 10

3.2.2.Các yêu cầu kỹ thuật của máy: 10

3.3.Cấu tạo bề mặt sàng: 10

3.4.Phân loại hỗn hợp: 13

3.5 Các nguyên tắc làm sạch và phân loại hạt: 14

3.5.1 Phân loại theo tỉ trọng: 14

3.5.2 Phân loại theo từ tính: 14

3.5.3 Phân loại theo tính chất của bề mặt nguyên liệu: 15

3.5.4 Phân loại theo tính chất khí ñộng học: 16

3.5.6 Phân loại hạt theo kích thước: 17

3.5.7 Phân loại theo màu sắc: 18

3.6 Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình làm sạch: 19

3.6.1 ðộ ẩm: 19

3.6.2 Hình dạng và kích thước lỗ lưới: 19

3.6.3 Chế ñộ ñộng học của sàng: 20

3.6.4 ðộ sạch của hạt trước khi làm sạch: 20

3.7 Chọn mô hình máy làm sạch: 20

3.7.1 Cơ sở ñể chọn mô hình máy: 20

3.7.2 Chọn mô hình máy: 22

CHƯƠNG 4 25

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY LÀM SẠCH HẠT 25

4.1.Tính toán, thiết kế sàng làm sạch: 25

4.1.1 Xác ñịnh kích thước lỗ sàng: 25

4.1.2 Xác ñịnh kích thước sàng: 25

4.1.3 Xác ñịnh chế ñộ ñộng học: 26

4.1.4 Phân bố lỗ sàng: 26

4.1.5 Xác ñịnh công suất: 27

4.1.6 Cân bằng sàng: 29

4.1.7 Cơ cấu lệch tâm (tính chọn ổ lăn cho cơ cấu lệch tâm): 30

4.2 Tính toán, thiết kế quạt làm sạch: 31

4.2.1 Xác ñịnh chi phí không khí cần thiết: 31

4.2.2 Xác ñịnh áp suất luồng không khí: 32

4.2.3 Xác ñịnh các thông số cơ bản của quạt: 32

4.2.4 Thiết kế vỏ quạt: 34

4.3 Tính toán, thiết kế gàu tải cấp liệu cho sàng: 34

4.4 Tính toán, thiết kế gàu tải vận chuyển lúa về thùng cấp liệu: 37

4.5 Tính toán, thiết kế hệ thống thu hồi bụi: 38

4.5.1 Bụi và các phương pháp lọc bụi: 38

4.5.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của xiclon: 39

4.5.3 Tính toán – thiết kế xiclon: 40

4.5.4 Tính toán thiết kế chụp hút bụi, ñường ống và quạt hút bụi: 45

4.6.2 Thiết kế bộ truyền ñai thang trục ñộng cơ - quạt (bộ truyền ñai 1): 57

4.6.3 Thiết kế bộ truyền ñộng ñai thang từ trục quạt ñến trục tay biên: 57

4.6.4 Thiết kế bộ truyền ñộng ñai thang từ trục tay biên ñến trục gàu tải: 58

4.6.5 Thiết kế bộ truyền ñộng ñai dẹt cho băng truyền gàu tải: 58

4.6.6 Thiết kế bộ truyền ñộng ñai thang từ trục gàu tải ñến trục trung gian: 59 4.6.7 Thiết kế bộ truyền ñộng ñai dẹt từ trục trung gian ñến trục trái khế: 59

4.7 Tính toán trục: 60

4.7.1 Tính ñường kính sơ bộ của các trục: 60

4.7.2 Tính chính xác trục: 65

4.8 Thiết kế gối ñỡ trục: 72

4.8.1 Chọn ổ lăn: 72

4.8.2 Sơ ñồ chọn ổ bi cho trục I: 72

4.8.3 Sơ ñồ chọn cho ổ bi cho trục II: 73

4.8.4 Sơ ñồ chọn cho ổ bi cho trục III: 75

4.8.5 Sơ ñồ chọn cho ổ bi cho trục IV: 76

4.8.6 Sơ ñồ chọn cho ổ bi cho trục V: 77

4.9 Tính toán then: 78

4.9.1 Trục I: 78

4.9.2 Trục II (Trục sàng):: 79

4.9.3 Trục III (Trục gàu tải): 80

4.9.4 Trục IV (Trục gàu tải dưới chân): 81

4.9.5 Trục V (Trục trung gian): 82

4.9.6 Trục VI (Trục trái khế): 83

4.10 Tính kinh tế cho máy: 84

CHƯƠNG V 85

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85

5.1 Kết luận: 85

5.2 Kiến nghị: 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

MỤC LỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Kích thước hạt lép lửng 21

Bảng 3.2 Kích thước hạt chính 21

Bảng 4.1 Tổng hợp các thông số chủ yếu của xiclon: 45

Bảng 4.2 Phân phối tỷ số truyền 56

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Làm sạch bằng phương pháp rê gió 3

Hình 2.2 Làm sạch bằng quạt hòm 4

Hình 2.3 Máy làm sạch CL – 3 5

Hình 2.4 Máy làm sạch 5TZ-1500 7

Hình 2.5 Máy làm sạch Westrup 7

Hình 2.6 Máy làm sạch super K541A 8

Hình 2.7 Máy làm sạch Delta Super 102 và Delta Super 112 9

Hình 3.1.Các loại sàng ñan 11

Hình 3.2.Một số loại sàng ñục lỗ 12

Hình 3.3 Hình dạng các thanh ghi của sàng 12

Hình 3.4 ðồ thị phân chia hỗn hợp thành hai cấu tử 13

Hình 3.5 Sơ ñồ công tác của máy tách ñá 14

Hình 3.6 Sơ ñồ thiết bị nam châm vĩnh cửu 15

Hình 3.7 Máy phân loại bằng nam châm ñiện 15

Hình 3.8 Sơ ñồ nguyên lý phân loại theo tính chất bề mặt nguyên liệu 16

Hình 3.9 Sơ ñồ máy phân ly 17

Hình 3.10 Các kích thước cơ bản của hạt 17

Hình 3.11 Nguyên lý làm việc của trống phân loại theo chiều dài 18

Hình 3.12 Phân loại hạt theo chiều dày 18

Hình 3.13 Phân loại hạt theo chiều rộng 18

Hình 3.14 Nguyên lý tách hạt màu 19

Hình 3.15 Sơ ñồ nguyên lý máy 24

Hình 4.1 Phân bố lỗ tròn 27

Hình 4.2 Một số hình ảnh gàu tải 35

Hình 4.3 Các dạng gàu 35

Hình 4.4 Cấu tạo lọc bụi kiểu xiclon 39

Hình 4.5 Các kích thước cơ bản của xiclon 39

Hình 4.6 Chụp hút bụi 46

Hình 4.7 Kích thước chụp hút bụi 47

Hình 4.8 ðoạn ống chụp hút bụi 49

Hình 4.9 ðoạn nối giữa chụp hút và ống dẫn khí 50

Hình 4.10 Kích thước ñoạn nối giữa chụp hút và ống dẫn khí 50

Hình 4.11 ðoạn ống nối giữa ống hút với miệng hút của quạt 52

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Tình hình sản xuất nông nghiệp ở nước ta trong những năm vừa qua và

giai ựoạn hiện nay

Trong những năm gần ựây ngành nông nghiệp nước ta ựã có những bước

phát trển hết sức ựáng kể cả về số lượng và chất lượng, nhất là sản xuất lương

thực Nước ta từ một nước có sản lượng nông nghiệp không ựủ cung cấp nhu cầu

trong nước ựã vươn lên trở thành nước ựứng hàng thứ nhì trên thế giới về xuất

khẩu gạo với chất lượng không ngừng ựược nâng cao

Cùng với sự tiến bộ vượt bậc ựó ngoài việc mở rộng diện tắch, ựưa tiến bộ

khoa học kỹ thuật vào trong sản xuất thì giống ựóng một vai trò rất quan trọng vì

nó góp khoảng 30%-50% trong việc quyết ựịnh năng suất cây trồng Cụ thể là

trong những năm gần ựây nhờ việc áp dụng các loại giống xác nhận ựạt tiêu chuẩn

quốc gia mà sản lượng lúa gạo ở nước ta ựã có bước tiến triển mới Theo báo cáo

của Cục Trồng trọt (Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn) ựến giữa tháng

9/2010, xuất khẩu gạo của Việt Nam ựạt hơn 5 triệu tấn, trị giá FOB ựạt hơn 2 tỷ

USD, giá bình quân là trên 424 USD/tấn So với năm 2009, số lượng gạo xuất

khẩu tăng 5,86%, giá xuất khẩu bình quân tăng 16,64 USD/tấn Ngoài ra giống

còn là phương tiện ựể thâm canh tăng vụ, nhờ vậy mà hiệu quả lao ựộng nông

nghiệp cũng tăng theo, ựời sông nông dân ựược cải thiện, bộ mặt nông thôn ựổi

mới

1.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp khu vực ựồng bằng sông Cửu Long

đồng bằng sông Cửu Long (đBSCL) là một trong những ựồng bằng lớn,

phì nhiêu của đông Nam Á và thế giới, là vùng sản xuất, xuất khẩu lương thực,

vùng cây ăn trái nhiệt ựới lớn nhất Việt Nam đBSCL cũng là vùng ựất quan trọng

ựối với Nam Bộ và cả nước trong phát triển kinh tế, hợp tác ựầu tư và giao thương

với các nước trong khu vực và thế giới

Diện tắch ựồng bằng khoảng 4 triệu ha, trong ựó ựất sử dụng vào mục ựắch

nông nghiệp: 2,65 triệu ha, vào lâm nghiệp: 30 vạn ha, vào các mục ựắch khác: 33

vạn ha và số ựất còn lại chưa khai thác: 67 vạn ha

Trong ựó, lúa giữ ưu thế tuyệt ựối trong cơ cấu ngành nông nghiệp, chiếm

tới 99% diện tắch cây lương thực và 99,7% sản lượng lương thực của toàn bộ ựồng

bằng Sông Cửu Long Diện tắch gieo trồng lúa cả năm chiếm 52% diện tắch gieo

trồng lúa trong toàn quốc (1999) đBSCL là vựa lúa lớn nhất của cả nước, cung

cấp ựến 80% lượng gạo xuất khẩu của cả nước

Theo báo cáo của sở nông nghiệp và phát triển nông thôn các tỉnh đBSCL

cho thấy diện tắch gieo trồng toàn vùng và tổng sản lượng tăng lên hàng năm

đồng thời chất lượng gạo cũng không ngừng ựược nâng cao nhờ việc áp dụng các

giống lúa có phẩm chất tốt ựủ ựiều kiện tiêu chuẩn xuất khẩu như: BN, OM1490,

OM2517, OMCS2000, IR64, và một số giống lúa ựặc sản khác vào sản xuất với

diện tắch 10000 ha chiếm diện tắch 80% diện tắch gieo trồng toàn vùng Như vậy,

thiếu các giống lúa năng suất và chất lượng cao, thắch nghi với ựặc thù từng vùng

sinh thái như: phèn, mặnẦ đBSCL thời gian qua ựã ựẩy mạnh phát triển nhiều

loại giống lúa song vẫn chưa thực sự phát huy hết tiềm năng Hằng năm, nông dân

ở ựây gieo trồng hơn 100 loại giống lúa và cần khoảng 400.000 tấn giống, nhưng

nguồn giống từ các viện nghiên cứu, trường đH, trung tâm sản xuất giốngẦ chỉ

ựáp ứng ựược một phần nhỏ Hệ thống cung cấp giống nhà nước hiện mới chỉ ựáp

ứng 20% - 30% nhu cầu, phần còn lại nông dân phải sử dụng giống kém chất

lượng

1.3 Vấn ựề sử dụng hạt giống trong ngành nông nghiệp

Trong ngành sản xuất lúa nhiều năm qua, bà con nông dân thường chú ý

ựến giống lúa mà ắt quan tâm ựến chất lượng hạt giống Trong thực tế sản xuất ở

Nam bộ, do khả năng cung ứng lúa giống còn nhiều hạn chế nên ựể ựáp ứng nhu

cầu về giống cho người nông dân, bên cạnh việc cung ứng hạt giống của các trung

tâm sản xuất giống thì ựa phần người dân tự sản xuất giống cho mình và cho các

hộ khác hoặc kết hợp với các trung tâm giống ựể cùng nhau sản xuất giống xác

nhận cung cấp cho nông dân hoặc trao ựổi giống giữa các nông dân với nhau, thậm

chắ nhiều người còn dùng lúa ăn ựể làm giống Việc nhân giống của người nông

dân như vậy dẫn ựến hậu quả là giống bị lẫn tạp chất, thoái hóa do lẫn cơ giới, lẫn

sinh học, ảnh hưởng của ngoại cảnh, bản chất nội tại của hạt giống ựã ảnh hưởng

không nhỏ ựến năng suất, chất lượng lúa gạo, ựồng thời làm giảm giá trị ựối với

người tiêu dùng và xuất khẩu

Tóm lai, việc làm sạch hạt giống ựể tạo ra những loại giống tốt nhất nhằm

nâng cao sản lượng và cải tiến chất lượng của các loại hạt lương thực ựang là việc

làm thât sự cần thiết Qua ựó, nâng cao uy tắn trên trường xuất khẩu và tăng thêm

lợi nhuận cho quốc gia

1.4 Ý nghĩa của việc làm sạch hạt

Theo truyền thống thì lúa giống là lúa ựược giữ lại và bảo quản ựể phục vụ

cho công tác vụ sau Lúa sau khi ựập, tuốc còn lẫn nhiều tạp chất vô cơ như: đá,

sỏi, cát, mãnh kim loại,Ầ và tạp chất hữu cơ như: Lá tươi, rơm rạ, phân gia

súc,ẦCần phải loại bỏ các tạp chất này ựể tránh nấm mốc, mầm bệnh sinh ra làm

gây hại ựến hạt giống trong quá trắnh bảo quản đồng thời cần phải loại bỏ hạt còn

xanh, hạt lép lửng, hạt bị tróc vỏ, hạt vở trong quá trình vận chuyển, tuốt, ựập và

loại bỏ những hạt sâu bệnh Vì những hạt này thường mang mầm bệnh và khi tồn

trữ thì nấm bệnh sẽ phát triển vì thế làm giảm sức nảy mầm của hạt giống

CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH HẠT TRUYỀN

THỐNG VÀ MỘT SỐ MÁY LÀM SẠCH HẠT TRÊN THỊ TRƯỜNG

HIỆN NAY

2.1 Khảo sát các phương pháp làm sạch hạt

Hiện nay, nhìn chung nhận thức của người nông dân trong khu vực đBSCL

về việc làm sạch hạt giống chưa cao Ngoài lượng lúa giống có chất lượng tốt do

các trung tâm giống trong khu vực sản xuất (chiếm từ 20% - 30% tổng lượng lúa

giống gieo trồng), lượng giống còn lại phần lớn là do ngươi dân tự ựể lại từ vụ

trước ựó ựể gieo trồng cho vụ sau, lượng giống này thường có chất lượng không

tốt: độ sạch không cao và lẫn nhiều tạp chất Sở dĩ như vậy là do sau khi gặt, ựập,

phơi, sấy thì lúa giống không ựược làm sạch thêm nữa hoặc chỉ ựược làm sạch

bằng các công cụ, máy móc ựơn giản nên hiệu quả làm sạch còn nhiều hạn chế

2.1.1 Quạt tay

Phương pháp này ựã có từ lâu ựời và ựược sử dụng khá phổ biến vì nó có

cấu tạo ựơn giản, nhẹ nhàng và thắch hợp với ựiều kiện kinh tế tiểu nông đó là

quạt tre hình chữ nhật, có tay cầm và dán bằng giấy bản khi quạt mạnh tạo nên

luồng gió ngang ựủ lớn, thổi bay các tạp chất nhẹ trong lúa Phương pháp này có

nhiều hạn chế là làm hao tốn nhiều sức lao ựộng con người, năng suất lao ựộng

thấp và hiệu quả làm sạch chưa cao

2.1.2 Rê gió

Rê gió là phương pháp ựược dùng khá phổ biến vì nó lợi dụng sức gió tự

nhiên ựể phục vụ cho quá trình làm sạch để tiện cho việc sử dụng, người ta ựóng

một giá cao bằng tre hoặc gỗ, phắa tên có ựặt thùng ựựng thóc, có cửa mở ựể ựiều

chỉnh lượng thóc ra tùy theo sức gió mạnh hay yếu

2.1.3 Quạt hòm

ðây là loại công cụ làm sạch khá tiến bộ Cấu tạo gồm: Quạt ly tâm bằng

gỗ, buồng không khí, phễu chứa thóc và máng ra hạt

Vỏ quạt thuộc loại tròn, ñồng tâm với bánh công tác có bốn cánh Các cánh

quạt bằng gỗ ñặt hướng tâm Phần nối dài của trục quay có lắp tay quay

Buồng chứa khí ñặt giữa quạt, tiết diện ngang có thể là hình vuông hoặc chữ nhật

Phía dưới buồng không khí ñặt hai máng nghiêng ñể cho hạt chắc và hạt lửng thoát

ra ngoài Phễu chứa thóc có dạng hình chóp cụt, dưới ñáy bố trí cửa ra hạt có tấm

ñiều chỉnh lượng hạt

Nguyên lý làm việc như sau: Người ta quay tay quay với tốc ñộ ñều, tạo

nên luồng gió mạnh trong buồng không khí Từ từ mở cửa ra hạt và giữ cho lượng

cung cấp ñều Các tạp chất nhẹ bị thổi bay ra khỏi buồng, hạt chắc rơi ở cửa gần

quạt, hạt lép lửng rơi ở cửa xa quạt

Qua kinh nghệm sử dụng, người ta thấy rằng bên cạnh các ưu ñiểm là cấu

tạo ñơn giản và sử dụng dễ dàng thì phương pháp này còn có một số hạn chế là

lượng gió không ñủ, cường ñộ lao ñộng còn cao, năng suất thấp và hiệu quả làm

sạch cũng còn thấp

Hình 2.2 Làm sạch bằng quạt hòm

Ngoài ra, hạt giống còn ñược làm sạch bằng cách dùng rá sàng hạt ñể loại

bỏ hạt rỗng và các tạp chất Người nông dân thường dùng quạt ñiện ñể thổi những

hạt lép, hạt chưa chín và những tạp chất Ở một số nơi khác, người dân không làm

sạch lúa giống trước khi bảo quản mà làm sạch lúa khi bắt ñầu ngâm giống Họ

dùng nước ñể loại bỏ các tạp chất nhẹ, hạt lép lửng

Tóm lại, bằng các phương pháp làm sạch hạt theo truyền thống thì không

những năng suất thấp mà hiệu quả làm sạch cũng không cao và còn tiêu hao nhiều

sức lao ñộng ðể khắc phục những hạn chế ñó, ngày nay với ngành công nghiệp

ñang tiến bộ, con người ñã thiết kế - chế tạo ra một số loại máy làm sạch hạt giống

cho năng suất và hiệu quả khá cao mà lại giảm tiêu tốn nhiều sức lao ñộng trong

việc làm sạch hạt ñể phục vụ cho ngành nông nghiệp

2.2 Một số máy làm sạch hạt trong giai ñoạn hiện nay

2.2.1 Máy làm sạch CL – 3:

 Năng suất, T/h

 Công suất tiêu thụ

+ Cụm sàng gồm: Hộp sàng trên, hộp sàng dưới cùng với hệ thống làm sạch

lưới sàng bằng khung chổi, các cửa tạp chất và cửa ra thành phẩm Các cửa tạp

chất ñều có cửa ñóng mở ñể dễ dàng khi thay bao Bộ phận sàng nằm phía dưới bộ

phận làm sạch khí ñộng, các hộp sàng dao ñộng nhờ 4 thanh treo bắt vào khung

sàng Máng ra thành phẩm ñược ñưa vào ống hút phía ñầu ra có tác dụng hút tạp

chất và lép lửng 1 lần nữa

+ Hộp sàng có hai lớp sàng trên và dưới, lưới sàng làm bằng thép tấm dập

lỗ, giữa hai lớp lưới có các thanh chổi chống nghẹt sàng Toàn bộ hộp sàng ñược

treo trên khung sàng bằng các thanh treo có gắn bạc giảm chấn Trục truyền ñộng

cho sàng bắt trên khung sàng, trên trục gắn cơ cấu tay biên và cam tạo chuyển

ñộng lắc cho sàng Khung sàng ñược ñặt trên khung ñế và bắt chặt vào khung ñế

bằng các bulong

+ Bộ sạch làm sạch khí ñộng: Gồm quạt ly tâm, buồng giảm áp, ống hút

trước, ống hút sau, ñường ống và cyclone lắng, sức hút của hai ống hút ñược ñiều

chỉnh nhờ hai tay quay ñiều khiển gắn trên vách buồng giảm áp

+ Buồng giảm áp như một hộp kín có gắn cánh cong cản liệu tạo rê cho

dòng liệu, ở giữa buồng giảm áp là 2 quạt ly tâm ñược truyền ñộng chung trên 1

trục và các quạt này tạo áp lực hút ñể hút rê qua các ống hút ở hai bên, ngoài ra

còn có 2 trục vít tải ñể chuyển tạp chất sau khi rê ra ngoài Các tạp chất nhẹ ñược

2 quạt thổi qua ñường ống ñến hai xyclon lắng ñặt ở bên ngoài

+ Bộ phận truyền ñộng Gồm 1 ñộng cơ ñiện 3 pha-11Kw-1450v/ph, các

dây ñai, các ổ bạc ñạn và các puly dẫn ñộng Cụm truyền ñộng chính cho sàng

gồm 2 bộ cam và thanh truyền gắn trên cùng 1 trục, ñầu kia của thanh truyền gắn

vào chốt lắc, cụm tạo dao ñộng lắc cho sàng khi hoạt ñộng, Các puly gắn trên các

trục ñã ñược tính toán số vòng quay phù hợp Ngoài ra còn có 1 ñộng cơ ñiện 3

pha-0,4Kw truyền chuyển ñộng cho khung chổi làm sạch mặt lưới sàng

b) Nguyên lý hoạt ñộng:

Nguyên liệu ñược gàu tải nạp vào ống chia liệu xuống trục trái khế, nhờ

máng cong hạt ñược rải ñều trên toàn bộ chiều ngang máy, hạt tiếp tục ñi vào và

xuống mặt sàng trên Năng suất máy ñược ñiều chỉnh bằng lượng liệu cấp và tay

quay ñiều chỉnh vị trí máng cong rải liệu

Trong khi hạt rơi từ máng cong xuống mặt sàng trên, dòng liệu ñược hút từ

dưới lên nhờ quạt ly tâm nhằm hút tạp chất nhẹ, thổi ra ñường ống ñến cyclone

lắng Lưu lượng không khí ñược ñiều chỉnh bằng cửa gió phía trước Nguyên liệu

rải ñều trên lưới sàng trên Tại ñây hạt thô, to trượt trên mặt sàng và ñi ra ngoài

qua phễu ra tạp chất lớn Trong khi ñó, nguyên liệu chính rơi xuống sàng dưới

Kích thước lỗ sàng dưới nhỏ hơn kích thước hạt, vì vậy những hạt nhỏ hơn tiêu

chuẩn sẽ rơi xuống ñáy hộp sàng và ñi ra qua cửa tạp chất nhỏ, trong khi ñó hỗn

hợp hạt có kích thước ñồng ñều tiếp tục trượt trên mặt sàng dưới ñể ñi ra ngoài

Phía trên mặt sàng trên và trước phễu thành phẩm có gắn ống hút rê, khi hỗn hộp

hạt ñi qua bộ phận này, dòng khí ñược quạt ly tâm hút từ dưới lên kéo theo những

hạt sâu, lép, lửng… lên trục vít, vít tải sẽ ñưa ra ngoài qua máng thu Lưu lượng

dòng không khí rê ñược ñiều khiển bằng cửa phía sau Trong khi sàng chuyển

ñộng thì các thanh truyền chổi sẽ chuyển ñộng theo và lúc này chổi quét vào các lỗ

sàng nhằm làm sạch, tránh tắt nghẽn lỗ sàng

2.2.2 Một số loại máy làm sạch khác

+ Máy làm sạch 5TZ-1500: Máy làm sạch 5TZ-1500 ñược thiết kế phục vụ

công ñoạn hoàn thiện sản phẩm hạt giống và nông sản dạng hạt các loại Máy làm

sạch hạt giống nông sản bằng trọng lực Thành phẩm thu ñược có ñộ sạch cao

Nhà sản xuất: BEIJING FENGTIAL SEED MACHINERY FACTORY

Hình 2.4 Máy làm sạch 5TZ-1500

+ Máy làm sạch bằng sàng khí kết hợp – Westrup: Dùng ñể chọn và phân

loại hạt trong dây chuyền chế biến thóc giống chất lượng cao Sử dụng nguyên lý

phân loại - làm sach kết hợp cơ học và khí ñộng, giảm dần tỷ lệ hỏng hóc, tróc vỡ

hạt, hiệu suất phân loại cao Nhà sản xuất: WESTRUP A/S

THÔNG SỐ KỸ THUẬT:

Cửa hút trước và sau

Có thể liên hợp với dây chuyền chế biến lúa giống, ngô giống và hạt nông

sản khác với năng suất 2 -> 3 tấn/h

Hình 2.5 Máy làm sạch Westrup

lúa, ngô, ñậu, ñỗ Nhà sản xuất: PETKUS WUTHA SORTTIER – UND

+ Máy làm sạch bằng sàng khí Delta Super 102 và Delta Super 112: Máy

làm sạch bằng sàng khí Delta Super -02 và Delta Super - 12 dùng ñể làm sạch hạt

giống lúa, ngô, ñậu, ñỗ trong các cơ sở sản xuất giống,

Hình 2.7 Máy làm sạch Delta Super 102 và Delta Super 112

CHƯƠNG 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1 Mục ñích của quá trình làm sạch hạt

Làm sạch hạt là một quá trình phân loại hỗn hợp Quá trình này chia làm

hai quá trình nhỏ là làm sạch và phân loại theo kích cỡ hạt

Bản chất của quá trình làm sạch là loại bỏ các tạp chất lẫn trong hỗn hợp ñể

thu ñược khối nguyên liệu có cùng tính chất sử dụng với những tính chất công

nghệ tương tự nhau

Bản chất của quá trình phân loại theo cỡ hạt là tách hỗn hợp hạt hoặc bán

thành phẩm của nó trong sản xuất thành những phần chứa các hạt có cùng kích

thước và chất lượng

3.2 Nhiêm vụ và yêu cầu kỹ thuật của máy làm sạch

3.2.1 Nhiệm vụ

Nhiệm vụ của máy làm sạch là loại bỏ những tạp chất vô cơ, tạp chất hữu

cơ và các hạt lép lửng và hạt còn xanh ra khỏi hổn hợp khối hạt bằng cách dùng

sàng kết hợp sức gió của quạt

3.2.2 Các yêu cầu kỹ thuật của máy

- Hạn chế bụi ñến mức thấp nhất vì các hạt bụi có kích thước nhỏ khuếch

tán trong không khí trong quá trình sàng sẽ gây ô nhiễm môi trường ñồng thời ảnh

hưởng nghiêm trọng ñến sức khỏe con người

- Máy có tính vạn năng Nghĩa là không chỉ làm sạch lúa mà còn làm sạch

ñược các hạt lương thực nói chung

- Có năng suất cao và mức tiêu thụ năng lượng riêng thấp

- Hiệu quả làm sạch cao

- Kết cấu vững chắc, ñộ bền cao và ít rung ñộng

- Dễ dàng sử dụng và chăm sóc bảo dưỡng

3.3 Cấu tạo bề mặt sàng

Mặt sàng là chi tiết làm việc chính của máy sàng, nó dùng ñể phân loại vật

liệu Hiện nay, thường sử dụng các loại mặt sàng: lưới ñan, tấm ñục lỗ và thanh

ghi

- Lưới ñan: ðược sử dụng ñể sàng mịn và sàng nhỏ các vật liệu rời, khô

Hình dạng lỗ ñan có thể hình vuông, chữ nhật hay lục giác Sợi ñan thường dùng

là sợi lụa, sợi kim loại (ñồng, thép, ) và sợi capron

Kích thước sợi ñan phải nhỏ hơn kích thước vật liệu lọt qua lỗ sàng, thông

thường:

ds = (0,6 - 0,7).d Trong ñó: ds - ðường kính sợi ñan;

d - ðường kính vật liệu lọt qua sàng

Hình 3.1.Các loại sàng ñan

Số hiệu của mặt lưới sàng ñan bằng sợi kim loại theo tiêu chuẩn Liên Xô,

trước ñây chính là kích thước cụ thể của lỗ lưới theo quy ñịnh là mm Riêng với

các nước như Mỹ, Anh, Pháp, Canada, Cộng hoà Liên bang ðức, người ta dùng

số “Mesh” tức số lỗ hình vuông trên chiều dài 1 inch (1 inch = 25,4 mm) của lưới

- Tấm ñục lỗ: ðược chế tạo từ thép tấm hay ñồng tấm Lỗ sàng có thể là lỗ

hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình bầu dục Tấm ñục lỗ thường ñược

sử dụng ñể phân loại ñến kích thước lớn hơn 5mm Các lỗ thường có kích thước từ

5– 10mm và ñược bố trí trên tấm có thể song song hay xen kẽ Các lỗ chữ nhật

thường có chiều dài lớn hơn chiều rộng từ 2, 3 lần ðối với sàng làm bằng thép

tấm dày thì ñục lỗ hình nón có góc côn là 140 và bố trí ñầu lỗ lớn về phía vật liệu

lỗ như sau:

Khi d < 5 mm thì δ = 0, 75d

Khi d = 5÷10 mm thì δ = 0,7d

Khi d > 10 mm thì δ = 0, 625d

Hình 3.2 Một số loại sàng ñục lỗ

Tấm ñục lỗ có ưu ñiểm là bền, thời gian sử dụng dài và nhược ñiểm là bề

mặt tự do nhỏ (hệ số rơi nhỏ)

- Thanh ghi: Dùng ñể phân loại bằng sàng vật liệu có kích thước lớn hơn 80

mm Cấu tạo bề mặt sàng bao gồm các thanh ghi ñặt theo chiều dọc có khe hở giữa

chúng bằng kích thước của vật liệu dưới sàng ðể cố ñịnh các thanh ghi với nhau,

người ta thường hàn chúng vào một số thanh ngang ñặt phía dưới hoặc khoét lỗ

các thanh ghi ñể liên kết chúng với nhau Kích thuớc của tiết diện thanh ghi ñược

chọn theo kích thước của sản phẩm dưới sàng

Hình 3.3 Hình dạng các thanh ghi của sàng

Chiều cao ghi H thường lấy bằng kắch thước sản phẩm: H = d

Bề rộng B của thanh ghi thường lấy: B = (0,3 Ờ 0,3).d

3.4.Phân loại hỗn hợp

để thực hiện quá trình phân chia, trước hết phải chọn dấu hiệu phân chia

(thông số ựặc trưng) đó là sự khác nhau về các ựặc trưng tắnh chất (vật lý, hình

học Ầ) khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp hạt cần phân loại điều ựầu tiên là

phải chú ý tới các thông số ựảm bảo có thể phân loại khối hạt ở mức tối ựa

Những thông số ựặc trưng dùng ựể phân loại ựược xác ựịnh bằng thực

nghiệm Qua những thông số ựặc trưng ựã biết về tắnh chất vật lý và hình học ựó

mà chọn ra thông số phân loại hiệu quả nhất Như tắnh chất cơ lý (kắch thước, hình

dạng, tắnh chất khắ ựộng), trạng thái bề mặt (nhẵn, xốp, nhám, góc ma sát, Ầ), tắnh

chất hóa lý (khối lượng riêng, ựộ nhớt, nhiệt ựộ sôi, Ầ) Có thể sử dụng một thông

số phân loại, cũng có thể dùng phối hợp nhiều thông số phân loại mới ựảm bảo

hiệu quả phân loại cao (trong trường hợp phải dùng nhiều thông số phân loại hoặc

dùng lần lượt hoặc dùng nhiều thông số ựồng thời)

Theo hình bên dưới, trục hoành biểu diễn tắnh chất cơ lý x của hạt ựược

dùng làm phương pháp phân loại, trục y biểu diễn tần suất Khi phân loại hỗn hợp

này có 3 trường hợp xảy ra:

- Hai cấu tử theo tắnh chất x khác nhau hoàn toàn Hỗn hợp này dễ phân

loại

- Hai cấu tử có chung một số phần tử cùng tắnh chất x Hỗn hợp này khó

phân loại

- Hai cấu tử theo tắnh chất cơ lý x hoàn toàn giống nhau Hỗn hợp này

không thể phân loại ựược

Hình 3.4 đồ thị phân chia hỗn hợp thành hai cấu tử

a - Hai cấu tử không có chung phần tử cùng tắnh chất;

b - Hai cấu tử có một phần phần tử cùng tắnh chất;

c - Hai cấu tử chung nhau hoàn toàn các phần tử cùng tắnh chất

3.5 Các nguyên tắc làm sạch và phân loại hạt

ðể làm sạch và phân loại hạt, ta căn cứ vào các ñặc tính của hỗn hợp mà có

các nguyên tắc khác nhau Hiện nay trong sản suất, quá trình phân loại có thể thực

hiện theo các nguyên lý sau:

3.5.1 Phân loại theo tỉ trọng

Ở các nhà máy chế biến gạo, bột và thức ăn gia súc thì quá trình làm sạch

các tạp chất nặng: ñá, sỏi, ñất viên, mảnh thủy tinh, … là rất quan trọng Chúng có

kích thước gần bằng kích thước của hạt nên không thể phân loại bằng sàng lỗ Do

ñó phải phân loại bằng sự khác nhau về tỉ trọng

Nếu các cấu tử trong hỗn hợp cần phân loại có sự khác nhau rõ rệt về tỉ

trọng thì càng dễ dàng phân loại

Nguyên lý hoạt ñộng của máy là khi máy chuyển ñộng lắc tròn, dưới tác

dụng của lực li tâm quán tính, hạt chuyển ñộng xuống phía dưới còn ñá sỏi chuyển

ñộng lên phía trên

Hình 3.5 Sơ ñồ công tác của máy tách ñá

1 Phễu nạp; 2 Mặt sàng; 3 Bộ phận ñiều chỉnh góc nghiêng; 4 Phòng không khí;

5.Quạt

3.5.2 Phân loại theo từ tính

- Các nguyên liệu thành phẩm ñưa vào nhà máy thường có lẫn tạp chất kim

loại, nhất là sắt do quá trình thu hái, vận chuyển …

- Tạp chất sắt có thể làm hỏng bộ phận công tác của máy (cọ bề mặt trục

nghiền, xay xát, … có thể bật tia lửa ñiện - gây hỏa hoạn Do ñó làm sạch tạp chất

sắt là một khâu có ý nghĩa quan trọng của quá trình sản xuất Các loại tạp chất sắt,

gang, niken, coban,… ñều có thể dùng nam châm ñể loại bỏ

- Dùng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm ñiện ñể tách tạp chất kim loại

Hình 3.6 Sơ ñồ thiết bị nam châm vĩnh cửu

Hình 3.7 Máy phân loại bằng nam châm ñiện

3.5.3 Phân loại theo tính chất của bề mặt nguyên liệu

Các cấu tử khác nhau trong khối hạt có trạng thái bề mặt không giống nhau

Bề mặt của chúng có thể xù xì, rỗ, nhẵn, có vỏ, không vỏ, … Những trạng thái bề

mặt khác nhau ấy có thể áp dụng ñể phân loại trên bề mặt phẳng nghiêng

Khi các phần tử có trạng thái bề mặt không giống nhau chuyển ñộng trên

mặt phẳng nghiêng thì chịu tác dụng của các lực ma sát khác nhau Do ñó các

phần tử ấy dịch chuyển với những vận tốc khác nhau Vì vận tốc của phần tử ở

cuối mặt phẳng nghiêng có giá trị khác nhau tùy theo phần tử ấy nhẵn hay xù xì

nên có những phần tử rơi xa hơn, có những phần tử rơi gần hơn Nếu ñặt trên quỹ

ñạo rơi những tấm chắn thì có thể phân loại hỗn hợp ra làm nhiều phần khác nhau

theo hệ số ma sát

Các thiết bị phân loại cố ñịnh ñều dựa vào nguyên tắc trên ñể phân loại

Trong ñó có cả thiết bị phân loại kiểu xoắn ốc ñể phân loại hạt dạng cầu và hạt

dẹp

Phương pháp phân loại dựa vào sự khác nhau về hệ số ma sát có ý nghĩa rất

lớn trong trường hợp phân loại hỗn hợp gồm hai hoặc nhiều dạng hạt có kích

thước gần nhau

Hình 3.8 Sơ ựồ nguyên lý phân loại theo tắnh chất bề mặt nguyên liệu

3.5.4 Phân loại theo tắnh chất khắ ựộng học

Trong các xắ nghiệp chế biến bột, gạo và thức ăn hỗn hợp cho gia súc

thường khá phổ biến các thiết bị phân loại hỗn hợp bằng dòng không khắ đó là

phân loại bằng sức gió, dựa vào tắnh chất khắ ựộng của các cấu tử ựể phân chia

thành các phần khác nhau

Những tắnh chất khắ ựộng học của phân tử phụ thuộc vào hình dạng, kắch

thước, khối lượng, trạng thái bề mặt của phân tử, vị trắ của phân tử trong dòng

không khắ và cuối cùng là trạng thái của không khắ

Khả năng chống lại sức ựẩy của dòng không khắ gọi là ựộ cản gió của phân

tử Nếu các phân tử có ựộ cản gió khác nhau thì vận tốc của chúng khác nhau Dựa

vào sự khác nhau ựó có thể phân loại hổn hợp

Ở nước ta, Trung Quốc, Nhật Bản, Ầ còn dùng quạt hòm ựể tách các tạp

chất nhẹ và nặng trong khối lương thực dựa vào nguyên tắc phân loại theo tắnh

chất khắ ựộng học

Hình 3.9 Sơ ñồ máy phân ly

3.5.6 Phân loại hạt theo kích thước

Hình 3.10 Các kích thước cơ bản của hạt

Cơ sở của phương pháp này là dựa vào sự khác nhau về kích thước của các

hạt trong hỗn hợp ðể phân loại hạt theo kích thước người ta dùng sàng Mặt sàng

có nhiều dạng lỗ khác nhau phụ thuộc vào việc phân loại hạt theo kích thước nào

Sàng lỗ hình tròn dùng ñể phân loại dựa vào sự khác nhau về chiều rộng

hạt, lỗ sàng dài dùng ñể phân loại dựa vào sự khác nhau về chiều dày còn sàng lỗ

tam giác dùng ñể phân loại các hạt có tiết diện hình tam giác

Hình 3.11 Nguyên lý làm việc của trống phân loại theo chiều dài

Hình 3.12 Phân loại hạt theo chiều dày

Hình 3.13 Phân loại hạt theo chiều rộng

3.5.7 Phân loại theo màu sắc

Hạt ngũ cốc có màu khác không ñặc trưng thường là các hạt không tốt hoặc

hư hỏng ðể tách các hạt có màu khác thường ra khỏi khối hạt, có thể dùng máy

tách hạt màu Máy tách hạt màu làm việc dựa theo nguyên tắc phân biệt hạt màu

bằng cảm biến màu của dòng hạt ñang trượt trên rãnh Nếu phát hiện hạt có màu

khác lạ, một ống thổi khí sẽ thổi hạt màu ra khỏi rãnh và rơi xuống máng hứng bên

dưới Máy có thể tách hầu hết các hạt có màu sẫm ra khỏi khối hạt có màu sáng

ðối với gạo, năng suất máy có thể ñạt tới 200 kg/h/rãnh Thông thường mỗi

máy có thể có từ 60 - 80 rãnh làm việc ñồng thời

Hình 3.14 Nguyên lý tách hạt màu

Thường phân loại hạt người ta sẽ kết hợp với nhiều nguyên lý phân loại

như: loại sàng – không khí, loại sàng – không khí – trống phân loại hoặc thêm tách

kim loại

3.6 Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình làm sạch

3.6.1 ðộ ẩm

ðộ ẩm của vật liệu ảnh hưởng ñến quá trình sàng ðặc biệt là lớp nước nằm

ở mặt ngoài hạt vật liệu, khi sàng các hạt vật liệu sẽ liên kết với nhau thành các

cục lớn hơn có kích thước lớn hơn kích thước ban ñầu và làm cho nó không lọt

qua lỗ lưới và bít kín lỗ lưới lại Yếu tố này ảnh hưởng lớn ñến ñối với các vật liệu

có kích thước nhỏ mịn Trong trường hợp này bề mặt riêng của các cục vật liệu

lớn cho nên ñộ ẩm mặt ngoài cũng lớn hơn

Ngoài ra nước của vật liệu sẽ làm ướt dây của lưới, dưới tác ñộng của sức

căng bề mặt tạo nên màng làm cản trở sự lọt qua của vật liệu Tuy nhiên, ở một số

vật liệu khi sàng ướt, khả năng cho qua sàng tăng vì các nguyên nhân hạn chế ñi

qua lỗ ñược cải thiện như hệ số cản của sàng (tương tự như hệ số ma sát)

ðộ ẩm giới hạn của vật liệu khi tiến hành phân loại, làm sạch phụ thuộc vào

tính chất cơ lý của vật liệu và kích thước lỗ lưới ðối với lúa khi làm sạch cần có

ñộ ẩm khoảng 14%

3.6.2 Hình dạng và kích thước lỗ lưới

Tùy theo năng suất và ñộ lớn của vật liệu mà chọn hình dạng kích thước

Thực nghiệm cho thấy kích thước lớn nhất của hạt qua lỗ hình vuông có

cùng kích thước

ðối với lỗ hình chữ nhật có bề rộng bằng kích thước lỗ vuông hay ñường

kính lỗ tròn thì vật liệu sàng có kích thước lớn hơn cả Vì thế ñể nhận ñược vật

liệu có kích thước như lỗ tròn thì bề rộng chỉ lấy bằng 60 - 65% ñường kính lỗ

tròn Một ưu ñiểm của lưới và tấm sàng có lỗ hình chữ nhật là tiết diện tự do (tiết

diện sàng) lớn hơn, khối lượng bé hơn, năng suất cao hơn, giá thành hạ hơn so với

lưới có lỗ sàng vuông và lỗ tròn Nhưng mức ñộ ñồng nhất của sản phẩm dưới

sàng thấp Kích thước lỗ lưới ñược chọn từ kích thước vật liệu và lấy hơn kích

thước vật liệu

Khi d < 5mm, lấy lớn hơn 0,5 ÷ 1 mm;

Khi d = (5 ÷ 25) mm, lấy lớn hơn 1 ÷ 3 mm;

Khi d > 25 mm, lấy lớn hơn 3 ÷ 5 mm

3.6.3 Chế ñộ ñộng học của sàng

Chế ñộ ñộng học ảnh hưởng lớn ñến hiệu quả quá trình sàng Tùy theo loại

hạt, kích thước hạt mà máy có chế ñộ ñộng học khác nhau

3.6.4 ðộ sạch của hạt trước khi làm sạch

Hạt trước khi làm sạch có ñộ sạch thấp sẽ làm giảm năng suất của máy và giảm

khả năng phân loại Do ñó, hạt trước khi làm sạch cần có ñộ sạch nhất ñịnh

3.7 Chọn mô hình máy làm sạch

3.7.1 Cơ sở ñể chọn mô hình máy

ðể chọn mô hình máy ta tiến hành khảo sát xác ñịnh các thông sát khác

nhau của hỗn hợp hạt giống Từ ñó sẽ chọn phương pháp làm sạch phù hợp Vì

máy chủ yếu làm sạch lúa giống nên ta ta chọn lúa ñể khảo sát

Mẫu thí nghiệm ñược chọn là các mẫu giống lúa ñang sử dụng phổ biến ở khu vực

ðBSCL Qua khảo sát trên các giống lúa BN, OM2517, OM2718 (Trại Chuyển

Giao Giống - Khoa Nông Nghiệp - Trường ðại Học Cần Thơ)

Sau khi lấy mẫu ta tiến hành xác ñịnh các kích thước hình học của hạt lúa theo

phương pháp như sau:

ðối với mỗi loại giống, ta lấy ngẫu nhiên 10 hạt chính và ngẫu nhiên 10 hạt

lép lửng rồi sau ñó dùng thước kẹp ño các kích thước hình học dài, rộng, dày của

từng hạt và thu số liệu Từ ñó ta sẽ có ñược các kích thước nhỏ nhất, lớn nhất, và

kích thước trung bình hạt Qua quá trình khảo sát, các kết quả thí nghiệm ñược thể

hiện trong bảng 3.1 và bảng 3.2

Lượng tạp chất chứa trong lúa nguyên liệu khác nhau Lúa giống mặc dù ựã

ựược làm sạch bằng máy ựập, tuy nhiên khả năng làm sạch của máy ựập khác

nhau, nó còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: độ ẩm của lúa khi ựập, loại

lúa, đôi khi lúa sau khi phơi ựã ựược làm sạch sơ bộ như: Rê gió, sàng tay,

Thường tạp chất trong lúa giống gồm hai loại là tạp chất nặng và tạp chất nhẹ: Tạp

chất nặng như ựất, ựá sỏi, vỏ cua, vỏ ốc, Lượng tạp chất này chiếm khoảng 1%

lượng tạp chất Kắch thước của chúng thường lớn hơn hạt thóc, hoặc là những

mảnh vụn có hình dạng phức tạp để tách tạp chất nặng ra khỏi hỗn hợp ta có thể

dùng một trong những cách phân loại sau: Phân loại theo tắnh chất khắ ựộng học,

phân loại theo kắch thước, phân loại theo trọng lượng riêng

Tạp chất nhẹ gồm hạt lép lửng chiếm khoảng 90% lượng tạp chất, các bộ

phận của thân và hạt cỏ chiếm khoảng 8% lượng tạp chất Các hạt cỏ có khối

lượng và kắch thước nhỏ hơn hạt lúa nhiều lần, còn rơm rạ có nhiều kắch thước và

hình dạng khác nhau Do ựó, ựể tách các hạt cỏ, rơm rạ ra khỏi hỗn hợp ta có thể

dùng phương pháp phân loại theo kắch thước hoặc phân loại theo tắnh chất khắ

ựộng hoặc phân loại theo trọng lượng riêng Hạt lép lửng chiếm phần lớn lượng

tạp chất nên việc tách hạt lép lửng khỏi hỗn hợp hạt là chủ yếu của việc làm sạch

và phân loại

Dựa vào bảng kết quả thắ nghiệm ở bảng 3.1 và bảng 3.2 ta thấy có thể tách hạt

lép lửng ra khỏi hỗn hợp theo các phương pháp sau:

Tách hạt lép lửng ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp phân loại theo kắch

thước Vì chiều dày nhỏ nhất của hạt chắnh lớn hơn chiều dày lớn nhất của hạt lép

hạt sau khi phân loại có ñộ ñồng ñều cao nên phù hợp cho việc phân loại hạt

giống, có cấu tạo ñơn giản, có khả năng ñiều chỉnh rộng và có thể phân loại ñược

nhiều loại hạt

- Dùng phương pháp phân loại theo tính chất khí ñộng học của hạt Theo

kết quả khảo sát cho thấy, Khối lượng trung bình của 1000 hạt chính khoảng 26g,

khối lượng trung bình của 1000 hạt lép lửng khoảng 13g Phương pháp này còn

hạn chế là chưa chính xác lắm và thiếu triệt ñể nhưng ñây là một phương pháp ñơn

giản và ñược sử dụng rất phổ biến Trong việc tách tạo chất nhẹ ra khỏi hỗn hợp

lúa giống thì phương pháp này sẽ cho hiệu quả khá cao vì ñộ chênh lệch về khối

lượng của hạt chính và hạt lép lửng khá lớn, trong khi hệ số cản của chúng khác

nhau không nhiều

- Ngoài ra có thể sử dụng phương pháp phân loại theo trọng lượng riêng

(dùng dung dịch hoặc bàn hơi) ñể tách tạp chất.Phương pháp này tuy cho năng

suất cao nhưng lại ñi kèm với một sô nhược ñiểm: ðộ ñồng ñều của khối hạt

không cao, tốn kém dung dịch và công ñể tách dung dịch ra khỏi sản phẩm Bên

cạnh ñó, Bàn hơi có cấu tạo và chuyển ñộng phức tạp

3.7.2 Chọn mô hình máy

Từ những nhận xét và phân tích trên, ta có thể ñưa ra mô hình cho máy là

làm sạch tạp chất lớn bằng cách phân loại theo kích thước bằng sàng kết hợp với

phương pháp phân loại theo tính chất khí ñộng học của hạt (dùng quạt ñể tạo luồng

khí) ñể làm sạch các tạp chất nhẹ vì:

- Lượng tạp chất nặng trong hỗn hợp mà ta cần phân loại không lớn lắm

nên ta chỉ cần sử dụng sàng ñể tách các tạp chất nặng ra khỏi hỗn hợp hạt

- Tạp chất nhẹ chiếm một lượng khá lớn trong hỗn hợp Hỗn hợp hạt sau

khi qua sàng sẽ ñược phân loại nhờ luồng gió do quạt ly tâm cung cấp Hạt lép

lửng có khối lượng nhỏ hơn nhiều so với khối lương hạt chính nên dễ dàng ñược

tách ra khỏi khối hạt chính

- Máy có cấu tạo ñơn giản nên máy có thể chế tạo tại các xưởng cơ khí ở

ñịa phương và do ñó, làm giảm giá thành phù hợp với khả năng ñầu tư của nông

dân

3.7.2.1 Chọn sàng

Do sàng sử dụng ñể tách các tạp chất nặng, mà những tạp chất nặng này

thường có kích thước lớn hơn hạt lúa nên ta có thể chọn máy sàng với mặt sàng

phẳng, lưới sàng nghiêng, chuyển ñộng tịnh tiến qua lại dọc theo ñường nằm

ngang Bởi vì loại sàng này ñược dùng phổ biến và có hệ số sử dụng bề mặt làm

việc của lưới sàng cao nhất

Sàng lắc phẳng là loại sàng phẳng dao ñộng Sàng ñược treo trên những

thanh ñàn hồi, cơ cấu biên tay quay tạo chuyển ñộng lắc cho sàng Mặt sàng ñược

hơn góc ma sát của hạt với mặt sàng ñể khi sàng ñứng yên thì hạt không tự trượt

35

ϕ= và chọn 0

15

α =

Bề mặt làm việc của sàng ta chọn tấm ñục lỗ vì tấm ñục lỗ có ưu ñiểm là

thời gian sử dụng lâu dài Tấm ñục lỗ ñược chế tạo từ thép tấm hay ñồng tấm Lỗ

sàng có thể là hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình bầu dục Ở ñây là

sàng làm sạch tạp chất nặng nên ta chọn lỗ tròn và các lỗ ñược bố trí theo hình lục

giác, cứ tâm ba lỗ làm thành một tam giác ñều

Vì sàng dùng ñể tách các tạp chất nặng có kích thước khá lớn nên kích

thước lỗ sàng cũng tương ñối lớn và vì vậy cũng không cân thiết làm sạch sàng

3.7.2.2 Chọn quạt

Việc tách các tạp chất nhẹ ta sử dụng sức gió Ta dùng dòng khí thổi ñể

tách tạp nhẹ ra khỏi hỗn hợp ðây là phương pháp ñơn giản và cho hiệu quả cao

ðể tạo ra luồng gió thổi các tạp chất nhẹ ra khỏi hỗn hợp hạt, ta dung quạt ly tâm,

và làm việc ở chế ñộ ñẩy

a) Sơ ñồ nguyên lý máy

Hình 3.15 Sơ ñồ nguyên lý máy

1.Gàu tải cấp liệu; 2 Gàu tải hồi lúa về thùng cấp liệu; 3 sàng; 4 Quạt làm

sạch; 5 Máng hồi lúa về thùng cấp liệu; 6 Ống dẫn các tạp chất nhẹ; 7 Thùng

chứa tạp chất; 8 xyclon lắng bụi; 9 Quạt hút bụi; 10 Chụp hút bụi; 11 Ống

hút bụi; 12 Thùng chứa nguyên liệu; 13 Cơ cấu phân phối hạt; 14 Hộp phân

loại; 15 Máng dẫn lúa chắc; 16 Máng dẫn lúa lép

b) Nguyên lý hoạt ñộng

Nguyên liệu ñược gàu tải 1 vận chuyển lên thùng chứa 12, sau ñó ñược cơ

cấu phân phối hạt 13 phân phối ñều lên bề mặt sàng 3 Các tạp chất lớn ñược

giữ lại trên mặt sàng và sau ñó rơi xuống thùng ñựng tạp chất 7, các tạp chất

nhỏ và lúa chắc rơi xuống hộp phân loại 14 Tại ñây các tạp chất nhẹ ñược tách

ra khỏi hỗn hợp nhờ luồng gió từ quạt làm sạch 4 và theo ống dẫn 6 rơi xuống

thùng chứa tạp chất 7 Lúa chắc theo máng 15 và lúa lép theo máng 16 ra

ngoài Máng 5 sẽ dẫn hỗn hợp gồm lúa chắc và lúa lép qua gàu tải 2 về lại

thùng chứa 12 ñể tiếp tục quá trình làm sạch như ban ñầu Bụi sinh ra trong

quá trình sàng sẽ ñược quạt hút 9 hút lên thông qua chụp hút 10 và ñường ống

11 sau ñó ñược ñưa vào lắng ở cyclon 8

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY LÀM SẠCH HẠT

4.1.Tính toán, thiết kế sàng làm sạch

4.1.1 Xác ñịnh kích thước lỗ sàng

Dựa vào kích thước của hạt mà ta chọn kích thước lỗ sàng thích hợp Kích

thước lỗ sàng ñược xác ñịnh theo công thức thực nghiệm sau (theo công thức ở

M - Kích thước trung bình của hạt chính, [mm] M=9,82 (mm);

σ - Sai lệch bình phương trung bình của kích thước hạt ñang nghiên cứu, [mm]

Hỗn hợp cần phân loại có kích thước lớn nhất của tạp chất nhỏ là 10mm

ðể tăng hiệu quả trong quá trình phân loại ta cần chọn ñường kính lỗ lưới lớn hơn

B q

= , [dm]

Trong ñó:

Q - Năng suất, [kg/h];

Vậy chiều dài của sàng:

2500 r 12.15

Q L

Chọn số vòng quay của tay quay n=300 (vòng/ph)

Muốn tiến hành quá trình sàng ñược tốt thì lớp hạt phải luôn bám sát vào

lưới sàng và trượt lên trượt xuống ñược Như ñã chọn hướng hạt chuyển ñộng trên

lưới ñi xuống phía dưới Ta cần kiểm tra số vòng quay n= 300 (vòng/ph) ñể ñảm

bảo hạt ñi xuống dưới và không nhẩy trên lưới

Chọn góc ma sát giữa hạt với sàng ϕ=350 và góc nghiêng giữa sàng so với

Vậy với số vòng quay của tay quay n=300 vòng/phút ñã chọn ở trên thì

thỏa ñiều kiện ñể hạt ñi xuống, lớp hạt luôn bám sát vào lưới sàng và trượt lên

trượt xuống ñược Với chế ñộ ñộng học như vậy sàng sẽ làm việc tốt

4.1.4 Phân bố lỗ sàng

ðối với lỗ tròn thì sự phân bố lỗ sàng có ảnh hưởng ñến sự phân loại ðộ

rơi qua sàng tăng theo với số lượng chung của lỗ trên ñơn vị diện tích mặt sàng

Nếu diện tích hữu ích của sàng là F, diện tích các lỗ sàng là F0 thì hệ sốµ gọi là

hệ số rơi Hệ số này càng lớn thì khả năng lọt qua sàng càng lớn:

0

F F

µ=

Lỗ tròn thường phân bố trên tấm kim loại theo hình 6 cạnh ñều, cứ 3 lỗ làm

thành tam giác ñều (hình 4.1) Với cách bố trí lỗ như vậy thì sẽ làm tăng diện tích

rơi và ñảm bảo ñộ bền sàng ñều theo 3 hướng

Hình 4.1 Phân bố lỗ tròn Gọi bán kính lỗ sàng là r, khoảng cách giữa hai mép lỗ là 2m, bề dày tấm

sàng là t Ta xác ñịnh khoảng cách giữa hai mép lỗ (theo công thức (286), trang

Công suất tiêu hao cho máy sàng phẳng gồm hai thành phần:

- Công suất ñể tạo ra ñộng năng cho máy sàng chuyển ñộng

- Công suất ñể khắc phục ma sát của vật liệu với bề mặt sàng và ma sát ở

G - Trọng lượng bộ phận chuyển ñộng của sàng, [N];

v1, v2 - Tốc ñộ của sàng lúc tiến và lùi (qua lại ), [m/s];

Trọng lượng G ñược tính như sau (theo công thức 4-41, trang 147, [2]):

µ- Hệ số tơi của vật liệu Thông thường µ=0,6÷0,7 Chọnµ=0,6;

γ - Khối lượng thể tích của vật liệu, [kg/m3] ðối với lúa γ = 576 (kg/m3)

Với các thông số trên ta có:

ϕ ω= là góc quay của tay quay;

Công suất ñể khắc phục ma sát của vật liệu với bề mặt lưới sàng ñược xác

ñịnh như sau (công thức (4-47), trang 148, [2]):

0

10

V0 - Tốc ñộ chuyển ñộng trung bình của vật liệu trên lưới sàng;

GV - Trọng lượng lớp vật liệu trên sàng, [N];

Vận tốc v0 ñược xác ñịnh theo công thức (4-49), trang 149, [2]:

0

30

r n

v = τ , [m/s];

Với τ là hệ số kể ñến sự chuyển ñộng không cùng hướng, τ =0,45

Thay các giá trị vào công thức trên ta ñược:

0

0, 015.300.0, 45 30

Vậy Công suất ñể khắc phục ma sát của vật liệu với bề mặt lưới sàng:

0, 7.139.0, 0675 10

Công suất ñể khắc phục ma sát ở khớp ñộng của bạc lệch tâm ñược tính

theo công thức (4-50), trang 149, [2]:

3 3

27.10

chịu ảnh hưởng của các chi phí khác nên ta dự trữ một lượng công suất cho sàng

Khối lượng của ñối trọng quay (mv), và bán kính quay (R) của nó ñược xác

ñịnh theo phương trình cân bằng các môment tĩnh của trọng lượng tải trọng và

thân sàng ở dạng chung (theo biểu thức (4-26), trang 140, [2]):

mv.R= ms.r s.

v

m r R m

⇒ =

Với:

ms - Khối lượng bộ phận chuyển ñộng của sàng, [kg] ms =53,9 (kg);