Thiết kế máy tách sạn

Giới thiệu vai trò của máy tách sạn trong dây chuyền chế biến lúa gạo, tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy tách sạn ở Việt Nam và trên thế giới..  Ngoài ra còn có nhiều patent trên thế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM NGỌC TUẤN

………

………

………

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS HỒ TRIẾT HƯNG .………

………

………

………

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS HỒ THỊ THU NGA……

………

………

………

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 19 tháng 07 năm 2011 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1

2

3

4

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

Tp.HCM, ngày 30 tháng 11 năm 2010

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: LÊ QUANG HOÀNG LỘC Phái : Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 28/09/1983 Nơi sinh : Quảng Ngãi Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy MSHV : 00407216

I- TÊN ĐỀ TÀI:

Thiết kế máy tách sạn

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy tách sạn trong dây

chuyền chế biến lúa gạo

- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách sạn

- Thiết kế hệ thống cơ khí máy tách sạn

- Thiết kế hệ thống điều khiển máy tách sạn

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ngày 05 tháng 12 năm 2010

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày 06 tháng 07 năm 2011

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS PHẠM NGỌC TUẤN

QL CHUYÊN NGÀNH

PGS.TS PHẠM NGỌC TUẤN

Em xin chân thành cám ơn Thầy PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn đã tận tình quan tâm, giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành tốt luận văn

Xin chân thành cám ơn các Thầy Cô Phòng đào tạo sau đại học, các Thầy

Cô trong Bộ môn Chế tạo máy, Khoa Cơ khí, đã truyền đạt kiến thức cũng như kinh nghiệm nghiên cứu khoa học, tạo mọi điều kiện giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn

Xin chân thành cám ơn bạn bè, đồng nghiệp, anh chị em Trung tâm CENINTEC, Công ty Cổ phần Cơ khí chế tạo máy Long An đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, hỗ trợ, động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn đúng tiến độ và đạt mục tiêu đã đề ra

Tp.HCM, ngày 06 tháng 07 năm 2011

Lê Quang Hoàng Lộc

Việt Nam là quốc gia xuất khẩu gạo đứng thứ hai trên thế giới Tuy nhiên, lợi nhuận mà lúa gạo mang lại cho người nông dân trồng lúa và nhà sản xuất lúa gạo vẫn còn thấp Một trong những nhân tố làm giảm lợi nhuận là do tổn thất năng suất còn cao trong quá trình xay xát tại các dây chuyền chế biến lúa gạo tại Việt Nam Nguyên nhân là do không đồng bộ trong quá trình vận hành và không có các thiết bị

ổn định năng suất các thiết bị trong dây chuyền chế biến lúa gạo

Việc ứng dụng hệ thống cấp liệu tự động trong dây chuyền chế biến lúa gạo trên thế giới đã mang lại nhiều lợi ích trong việc ổn định năng suất của dây chuyền chế biến lúa gạo, điển hình là dây chuyền chế biến lúa gạo của các hãng: SATAKE (Nhật), Buhler (Đức), RES (Thái Lan), … Tuy nhiên, các hệ thống cấp liệu tự động này rất đắt tiền và hiện nay vẫn chưa được ứng dụng trong các dây chuyền chế biến lúa gạo ở Việt Nam Vì vậy, việc thiết kế hệ thống cấp liệu tự động cho một số thiết

bị trong dây chuyền chế biến lúa gạo là rất cần thiết để có thể áp dụng cho các nhà máy sản xuất để tăng năng suất và giảm chi phí sản xuất

Nội dung của luận văn trình bày tổng quan về kết quả nghiên cứu và ứng dụng của hệ thống cấp liệu tự động trong dây chuyền chế biến lúa gạo trên thế giới,

từ đó xác định mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu hệ thống cấp liệu tự động phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế

Kết quả của luận văn là bộ thiết kế các hệ thống cấp liệu tự động cho một số thiết bị trong dây chuyền chế biến lúa gạo với năng suất 8 – 10 tấn/giờ

Viet Nam is the world's second largest rice exporter However, the profit that the rice brings to the farmers and producers is rather low One of the factors that reduce profits due to productivity losses is still high in the rice milling in Vietnam The cause is not synchronized during the operation and did not have the equipment

to stabilize the productivity for the machines in rice milling

The application of automatic feeder system in rice miling in the word have brought many benefits in stabilize the productivity of rice milling, typically is the rice miling plant: SATAKE (Japanese), Buhler (Germany), RES (Thailand), However, the automatic feeder systems are very expensive and had not been applied

in the rice miling in Vietnam Therefore, the design of automatic feeder system for some devices in the rice milling is essential to be able to apply to the plant to increase productivity and reduce production costs

The contents of this thesis presents an overview of research results and applications of automated feeder systems in rice milling in the world, thereby determining the objectives, content and research methods for automated feeder system that conforming to actually conditions

The result of this thesis is automatic feeder systems for some machines in rice milling with capacity 08 -10 tons per hour

MỤC LỤC

Trang

DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA 3

DANH SÁCH BẢNG SỐ LIỆU 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 8

1.1 Tình hình chế biến lúa gạo ở Việt Nam 8

1.2 Tổng quan về công nghệ và thiết bị chế biến lúa gạo 10

1.3 Vai trò của máy tách sạn trong dây chuyền chế biến lúa gạo 12

1.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy tách sạn trên thế giới 13

1.4.1 Tình hình nghiên cứu máy tách sạn trên thế giới 13

1.4.2 Tình hình ứng dụng máy tách sạn trên thế giới 15

1.5 Tình hình nghiên cứu vàứng dụng máy tách sạn tại Việt Nam 25

1.5.1 Tình hình nghiên cứu máy tách sạn tại Việt Nam 25

1.5.2 Tình hình ứng dụng máy tách sạn tại Việt Nam 25

1.6 Tính cấp thiết của đề tài 29

1.7 Mục tiêu của đề tài 30

1.8 Phạm vi nghiên cứu của đề tài 30

1.9 Nội dung đề tài 30

1.10.Phương pháp nghiên cứu 30

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG CỦA MÁY TÁCH SẠN TẠICÔNG TY LAMICO 32

2.1 Nguyên lý hoạt động của máy tách sạn tại Công ty Lamico 32

2.2 Các yếu tố mục tiêu của máy tách sạn tại Công ty Lamico 35

2.3 Cơ sở lý thuyết quá trình tách sạn của máy tách sạn tại Công ty Lamico 36

2.3.1 Bản chất của quá trình tách sạn của máy tách sạn tại Công ty Lamico 36

2.3.2 Phân tích động lực học quá trình tách sạn 38

2.4 Phân tích các thông số ảnh hưởng đến các yếu tố mục tiêu của máy tách sạn tại Công ty

Lamico 45

2.4.1 Ảnh hưởng của nhóm các thông số đầu vào đối với các yếu tố mục tiêu 46

2.4.2 Ảnh hưởng của nhóm các thông số vận hành đối với các yếu tố mục tiêu 49

2.4.3 Phân tích lựa chọn các thông số ảnh hưởng đến các yếu tố mục tiêu của máy tách sạn tại Công ty Lamico 55

2.5 Các vấn đề máy tách sạn ở Công tyLamico cần cải tiến 61

CHƯƠNG 3: THIẾTKẾ CẢI TIẾNMÁY TÁCH SẠN 62

3.1 Các phương án cải tiến máy tách sạn 62

3.1.1 Phương án 1:Cải tiến việc giám sát quá trình đóng mở van xả sạntự động bằng cảm biến quang học 62

3.1.2 Phương án 2: Cải tiến việc giám sát quá trình đóng mở van xả sạn tự động bằngcamera và sử dụng kỹ thuật xử lý ảnh 63

3.2 Lựa chọn phương án cải tiến phù hợp 64

3.3 Sơ đồ nguyên lý máy tách sạn cải tiến 65

3.3.1 Yêu cầu kỹ thuật của máy tách sạn cải tiến 65

3.3.2 Sơ đồ nguyên lý máy tách sạn sau cải tiến 65

3.4 Thiết kế cải tiến phần cơ khí hộp xả sạn 68

3.5 Thiết kế cải tiến phần điều khiển máy tách sạn 74

3.5.1 Mô tả nguyên lý điều khiển máy tách sạn cải tiến 74

3.5.2 Thiết kế lựa chọn phần cứng hệ thống điều khiển máy tách sạn cải tiến 76

3.6 Giải thuật xử lý ảnh bề mặt hộp xả sạn máy tách sạn cải tiến 84

3.6.1 Các khái niệm cơ bản về ảnh số 84

3.6.2 Giải thuật xử lý ảnh máy tách sạn cải tiến 87

CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO, VẬN HÀNH KIỂM NGHIỆM MÁY TÁCH SẠN CẢI TIẾN 94

4.1 Chế tạo máy tách sạn cải tiến 94

4.2 Vận hành kiểm nghiệm các yếu tố mục tiêu của máy tách sạn cải tiến 97

KẾT LUẬN 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 106

DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA

Trang

Hình 1.1:Quy trình công nghệ chế biến lúa gạo 11

Hình1.2 : Sơ đồ nguyên lý máy tách sạn sử dụng sàng phân loại đơnkết hợp lực hút của quạt gió 17

Hình 1.3: Quá trình tách sạn của máy tách sạn sử dụng sàng phân loại đơn kết hợp lực hút của quạt gió 19

Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý máy tách sạn sàng rung kép kết hợplực hút của quạt gió 20

Hình 1.5: Máy tách sạn sàng phân loại kép kết hợp lực hút và đẩycủa dòng không khí tuần hoàn 21

Hình 1.6: (1.6a) Máy tách sạn sàng phân loại kép sử dụng lực hút quạt gió không tuần hoàn của hãng OLIVER (Mỹ) 22

( 1.6b) Máy tách sạn sàng phân loại kép sử dụnglựchút quạt gió tuần hoàn của hãng BUHLER (Đức) 22

Hình 1.7: Máy tách sạn sử dụng sàng phân loại đơn kết hợp lực đẩy của quạt gió 23

Hình 1.8: Quá trình phân chia gạo và sạn trên sàng phân loại máy tách sạn sử dụng sàng phân loại đơn kết hợp lực đẩy của quạt gió 23

Hình 1.9: (1.9a) Máy tách sạn sử dụng sàng phân loại đơnkết hợp lực đẩy của quạt gió của hãng Padsons (Ấn Độ) 24

(1.9b) Máy tách sạn sử dụng sàng phân loại đơn kết hợp lực đẩy của quạt gió của hãng Ganga Agro Foods Industries (Ấn Độ)…… 24

Hình1.10: Nguyên lý máy tách sạn sử dụng sàng phân loại képkết hợp lực đẩy của quạt gió 25

Hình 1.11: (1.11a) Máy tách sạn của Công ty Bùi Văn Ngọ 2-2.5 tấn/h 27

(1.11b) Máy tách sạn của Công ty Bùi Văn Ngọ 4-5 tấn/h 27

Hình 1.12: Máy tách sạn của Công ty Sinco năng suất từ 1-4 tấn/h 28

Hình 1.13: Máy tách sạn của Công ty Tân Phong Thái năng suất 2-6 tấn/giờ 29

Hình 1.14: (1.14a) Sơ đồ nguyên lý máy tách sạn Công ty Lamico 30

(1.14b)Máy tách sạn thực tế của Công ty Lamico 30

Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động của máy tách sạn tại Công ty Lamico 32

Hình 2.2: Hộp xả sạn máy tách sạn 33

Hình 2.3: Bên trong hộp xả sạn……… 33

Hình 2.4: Tủ điều khiển máy tách sạn 34

Hình 2.5: Hình thực tế máy tách sạn tại Công ty Lamico 34

Hình 2.6: Quá trình thí nghiệm phân lớp gạo và sạn bằng dòng khí [11]……… 37

Hình 2.7: Diện tích vùng phân lớp trên sàng phân loại [11]……… 37

Hình 2.8: (2.8a) Các rãnh nghiêng của sàng phân loại máy tách sạn 38

(2.8b) Một loại sàng phân loại của máy tách sạn trong thực tế …… 38

Hình 2.9: Lực nâng của dòng khí 39

Hình 2.11: Phân tích lực tác dụng lên sạn khi sàng từ trái sang phải 43

Hình 2.12: Phân tích lực tác dụng lên sạn khi sàng từ phải sang trái 44

Hình 2.13 : Sự phân bố tần số của các hạt có kích thước khác nhau [16]………… 47

Hình 2.14: Chuyển động của các hạt hay vật liệu có vận tốc cân bằng khác nhau 48

Hình 2.15: Vết chuyển động của hạt với hai vận tốc dòng khí 3.6 m/s và 7.5 m/s 51

Hình 2.16: Gạo vẫn còn nhiều trong hộp xả sạn……… 53

Hình 2.17: Sạn đã đầy hộp xả sạn……… 53

Hình 2.18: Bề mặt bên trong hộp xả sạn (chưa cải tiến) khi sạn chưa vào hộp xả sạn 54

Hình 2.19: Bề mặt bên trong hộp xả sạn (chưa cải tiến) khi sạn bắt đầu vào hộp xả sạn 54

Hình 2.20: Bề mặt bên trong hộp xả sạn (chưa cải tiến) khi sạn đã điền đầy hộp xả sạn 54

Hình 2.21: Gạo bị đẩy ra ngoài khi van xả sạn mở……… 55

Hình 2.23: Trạng thái của hỗn hợp gạo khi bắt đầu vào sàng phân loại [18]……… 57

Hình 2.24: Trạng thái của hỗn hợp gạo khi bắt đầu mở van cấp gió……… 57

Hình 2.25: Trạng thái khi vùng gạo và sạn được hình thành [18]……… 58

Hình 2.26: Trạng thái sàng phân loại khi máy đã hoạt động đến năng suất qui định 58

Hình 3.1: Hình minh họa sử dụng cảm biến quang học để xác định thời điểm đóng mở van xả sạn [4]……… 63

Hình 3.2: Hình minh họa quá trình xử lý ảnh của gạo [25]……… 64

Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý máy tách sạn cải tiến……… 67

Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý hộp xả sạn máy tách sạn cải tiến……… 68

Hình 3.5: Hộp xả sạn trước cải tiến 69

Hình 3.6: Hình ảnh bên trong hộp xả sạn trước khi cải tiến 70

Hình 3.7: Hộp xả sạn sau khi được cải tiến 71

Hình 3.8: Sơ đồ hệ thống điều khiển xylanh khí nén máy tách sạn cải tiến 72

Hình 3.9: Hộp xả sạn sau khi được gắn camera giám sát ……… 73

Hình 3.10: Ảnh hộp xả sạn cải tiến đã được lắp đặt camera giám sát……… 74

Hình 3.11: Ảnh bề mặt hộp xả sạn cải tiến ……… 74

Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý điều khiển máy tách sạn……… 75

Hình 3.13: Cấu hình phần cứng hệ thống điều khiển máy tách sạn 77

Hình 3.14: Cấu trúc cơ bản của PLC S7-200 CPU 214 78

Hình 3.15: Mặt trước của PLC S7-200……… 79

Hình 3.16: Cổng truyền thông của PLC S7-200……… 80

Hình 3.17: Camera HD Logitech Pro C910 thu nhận ảnh máy tách sạn……… 80

Hình 3.18: Màn hình giám sát và điều khiển TD200 của hãng Siemens……… 81

Hình 3.19: Tủ điều khiển máy tách sạn cải tiến……… 84

Hình 3.20: (5.9a): Ảnh 256 x 256 pixel [31] 85

(5.9b): Ảnh 64 x 64 pixel [31]……… 85

Hình 3.21: Ảnh nhị phân [32]……… 86

Hình 3.22: Ảnh độ xám [32]……… 86

Hình 3.23: Ảnh màu [32]……… 87

Hình 3.24: Giải thuật xử lý ảnh máy tách sạn 88

Hình 3.25: Hình ảnh bề mặt hộp xả sạn sau khi đƣợc cắt bỏ các phần ảnh không cần thiết (480 X 640 pixel) 89

Hình 3.26: Hình ảnh bề mặt hộp xả sạn đã đƣợc chuyển sang ảnh xám 90

Hình 3.27: Giải thuật thresholding đơn……… 92

Hình 3.28: Dùng giải thuật thresholding để phân biệt gạo và sạn 92

Hình 3.29: Giải thuật thresholding kép 92

Hình 3.30: Xác định phần trăm số pixel đen so với pixel trắng 93

Hình 4.1: Hình ảnh mặt bên máy tách sạn cải tiến 93

Hình 4.2: Hình ảnh phía ra sản phẩm máy tách sạn cải tiến 94

Hình 4.3: Hình phía hộp xả sạn của máy tách sạn cải tiến 95

Hình 4.4: Hình ảnh hộp xả sạn cải tiến 95

DANH SÁCH BẢNG SỐ LIỆU

Trang Bảng 2.1: Giá trị của vận tốc cân bằng và giá trị của hệ số cản khí động k đối với

một số nguyên liệu dạng hạt 41 Bảng 2.2: Bảng liệt kê các thông số ảnh hưởng đến quá trình tách sạn của máy

tách sạn tại Công ty Lamico 46 Bảng 2.3: Bảng liệt kê các phương pháp điều chỉnh các thông số ảnh hưởng đến

máy tách sạn của Công ty Lamico 60 Bảng 4.1: Bảng kiểm nghiệm phần trăm khối lượng của sạn 98 Bảng 4.2: Bảng kiểm nghiệm khoảng thời gian mở van xả sạn 99 Bảng 4.3: Bảng đánh giá hiệu suất tách sạn của máy tách sạn cải tiến khi vận

hành ở năng suất 4 tấn/h 100 Bảng 4.4: Bảng đánh giá hiệu suất tách sạn của máy tách sạncải tiến khi vận

hành ở năng suất 5 tấn/h 101 Bảng 4.5: Bảng đánh giá lượng gạo thất thoát của máy tách sạn cải tiến so với

máy tách sạn chưa cải tiến khi máy vận hành ở năng suất 4 tấn/h 102 Bảng 4.6: Bảng đánh giá lượng gạo thất thoát của máy tách sạn cải tiến so với

máy tách sạn chưa cải tiến khi máy vận hành ở năng suất 5 tấn/h 103

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Chương này trình bày tổng quan về tình hình sản xuất và chế biến lúa gạo tại Việt Nam Tổng quan về công nghệ và thiết bị chế biến lúa gạo Giới thiệu vai trò của máy tách sạn trong dây chuyền chế biến lúa gạo, tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy tách sạn ở Việt Nam và trên thế giới

1.1 Tình hình chế biến lúa gạo ở Việt Nam

Lương thực là nhu cầu thiết yếu cho mọi người trên thế giới Các hạt lương thực chính baogồmlúa mì, gạo, bắp, ngoài ra còn có một số loại khác như cao lương, lúa

mạch, kê, Cây lúađứng vị trí thứ hai sau lúa mì về diện tích trên thế giới

Việt Nam là quốc gia xuất khẩu gạo lớn thứ 2 trên thế giới Theo FAO, sản lượng gạo của Việt Nam năm 2008 là 37,6 triệu tấn so với sản lượng gạo toàn cầu là 667 triệu tấn Với sản lượng suất khẩu là 6 triệu tấn năm 2009, mang lại giá trị kim ngạch khoảng 2.8 tỉ USD (Nguồn từ Bộ Công Thương) [1]

Tuy nhiên vấn đề gặp phải đối với lúa gạo ở Việt Nam hiện nay là tổn thất sau thu hoạch vào loại cao nhất châu Á Dù được mệnh danh là cường quốc xuất khẩu gạo lớn thứ hai thế giới, nhưng giá gạo xuất khẩu Việt Nam vẫn thường thấp hơn gạo cùng loại trên thị trường thế giới (thấp hơn gạo Thái Lan 10 – 50USD/tấn) Những thị trường nhập khẩu gạo cao cấp trên thế giới vẫn do Thái Lan nắm giữ

Theo Tiến Sĩ Bạch Quốc Khang, Cục trưởng Cục Chế biến Nông lâm sản và nghề muối (Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn) [1] cho biết, tổn thất sau thu hoạch đối với lúa gạo của Việt Nam vào loại cao nhất tại châu Á, dao động trong khoảng 9 – 17%, thậm chí 20 – 30% tùy theo khu vực và mùa vụ Với tỷ lệ tổn thất này, chúng ta mất khoảng 3.000 tỷ đồng mỗi năm, tổn thất sau thu hoạch không chỉ làm giảm sản lượng mà còn ảnh hưởng lớn đến thu nhập của nông dân Chỉ riêng đối với việc sản xuất lúa tại đồng bằng sông Cửu Long, mỗi 1% tổn thất sau thu hoạch đã làm thiệt hại

tới 7 triệu USD Với tỷ lệ tổn thất 20 – 30% mỗi năm đối với lúa gạo, Việt Nam đã mất tới 150 – 200 triệu USD tương đương với khoảng 2300 – 3000 tỷ đồng

Hiện nay, lúa có thể được chế biến thủ công với một số công đoạn được cơ khí hóa với tỷ lệ thu hồi khoảng 65 – 70% Một số Công ty chế biến lúa gạo chất lượng cao

và xuất khẩu hiện đang dùng những dây chuyền thiết bị đồng bộ chế biến lúa gạo với tỷ

lệ tổng thu hồi là 70%, thường thu được loại gạo 15% tấm

Tuy nhiên các thiết bị trong dây chuyền chế biến lúa gạo nêu trên có tỉ lệ thu hồi gạo còn thấp, tiêu hao năng lượng còn lớn và chất lượng gạo chưa cao, còn nhiều tấm

do gạo bị gãy vỡ, nguyên nhân là do các thiết bị được điều khiển thủ công, các thông số ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất của các thiết bị này chưa được kiểm soát và giám sát Năng suất và chất lượng sản phẩm còn phụ thuộc nhiều vào tay nghề và kinh nghiệm của người vận hành

Do vậy việc áp dụng khoa học và công nghệ vào hoạt động sau thu hoạch mà cụ thể là vào quy trình chế biến lúa gạo sẽ làm cho giảm tỉ lệ gãy vỡ, tăng tỉ lệ gạo thu hồi của toàn bộ dây chuyền, tăng lợi nhuận cho nhà sản xuất và tăng khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường xuất khẩu Chất lượng gạo được cải thiện, giá thành nâng cao, tăng thu nhập cho người dân và quốc gia, đồng thời tăng khả năng cạnh tranh của gạo Việt Nam trên thị trường thế giới

Trước tiên cần tìm hiểu về quy trình công nghệ chế biến lúa gạo tại Việt Nam hiện

nay, chủ yếu tại Đồng bằng Sông Cửu Long

1.2 Tổng quan về công nghệ và thiết bị chế biến lúa gạo

Hình 1.1:Quy trình công nghệ chế biến lúa gạo

Nguyênliệuđầuvàocủaquitrìnhchếbiếnlàlúa(thóc)đượcthumuatrênthịtrườngvà đầuralàgạođãđượcđóngbao

hạtnguyênliệuđượcphânlyqualỗsàng.Đầura của côngđoạnnàylà thócđãđượclàm sạchthô

d) Côngđoạn4:Bócvỏthóc(Máybócvỏ)

Thócnguyênliệusaukhiđượclàmsạchthôsẽđượcchovàomáybócvỏnhằm táchđi

lớpvỏ (trấu)bênngoài.Hỗnhợpthuđƣợcsaukhibócvỏbaogồm:gạo,thóc,trấu, tấm,cám,sạn

e) Côngđoạn5:Táchtrấu(Máytáchtrấu)

Hỗnhợpgồm:gạo,thóc,trấu,tấm,cám,sạnsaukhiquacôngđoạnbócvỏ sẽ đƣợcđƣaquamáytáchtrấunhằmloạibỏtrấutronghỗnhợp.Hỗnhợpthuđƣợcởngõracủa máytáchtrấubaogồm:gạo,thóc,tấm,sạn

j) Côngđoạn10:Đánhbónglần1(Máyđánhbóng1)

Gạosaukhiđƣợcxáttrắngđƣợcđƣaquamáyđánhbóng1đểlàmbónggạo

k) Côngđoạn11:Đánhbónglần2(Máyđánhbóng2)

p) Côngđoạn16:Cân(Hệthốngcân–đóngbao)

Ởcôngđoạnnàygạosaukhitrộnsẽđượccânvàđóngbaolại

Trong dây chuyền chế biến lúa gạo máy tách sạn có vai trò quan trọng và nhiệm vụ tương đối phức tạp, cần được quan tâm nghiên cứu và cải tiến theo yêu cầu của nhà sản xuất và nhà chế tạo máy

1.3 Vai trò của máy tách sạn trong dây chuyền chế biến lúa gạo

Máy tách sạn có vai trò quan trọng trong dây chuyền chế biến lúa gạo, nó phân

loại sạn và các tạp chất kim loại nặng khác ra khỏi hỗn hợp gồm: gạo,thóc,trấu,tấm,cám,sạn, saukhiquacôngđoạntáchtrấu Ngoài ra máy tách sạn có thể phân loại các tạp chất có kích thước lớn còn sót lại trong các công đoạn trước khi hỗn hợp gạo đi qua lưới sàng thô của máy tách sạn

Tỉ lệ sạn lẫn trong gạo ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng và giá trị của gạo trên thị trường Vì vậy hiệu suất tách sạn của máy tách sạn là thông số rất quan trọng, cần được chú trọng nghiên cứu để đảm bảo thông số này đạt đến giá trị cao nhất và luôn luôn ổn định trong suốt quá trình sản suất

Lượng gạo thất thoát do lẫn với sạn và các tạp chất khác ở ngõ ra của cửa xả sạn của máy tách sạn cũng ảnh hưởng rất lớn đến tổng lượng gạo thất thoát trong cả dây chuyền chế biến lúa gạo Gía trị lượng gạo thất thoát này cần được nghiên cứu nhằm tìm cách hạn chế đến mức thấp nhất

Ngoài ra năng suất của máy tách sạn cũng ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất của

cả dây chuyền chế biến lúa gạo Việc nâng cao năng suất của máy sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất tách sạn của máy Vì vậy mối liên hệ giữa hai thông số này cần được nghiên cứu để đạt được giá trị năng suất và hiệu suất tối ưu

1.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy tách sạn trên thế giới

1.4.1 Tình hình nghiên cứu máy tách sạn trên thế giới

Trên thế giới có rất nhiều công trình nghiên cứu về máy tách sạn Tiêu biểu trong

đó có thể nêu ra một số công trình nghiên cứu như sau:

 Công trình nghiên cứu “Grain classification using aerodynamic principles”của nhóm

tác giả B.A.Adewomi, B.V.Sathyendra Rao, N.L.Kirakuma, V.M.Pratape &A.Srinivas thuộc Học viện Nghiên cứu Công nghệ thực phẩm Mysore, Ấn Độ [2] Công trình nghiên cứu này trình bày về ứng dụng nguyên lý khí động học trong việc phân loại các loại tạp chất trong các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa gạo, ngô, lúa mạch, đậu nành,…Tác giả đã đưa ra các giá trị thực nghiệm thể hiện mối liên hệ giữa các

thông số: tốc độ dòng khí thổi, góc nghiêng sàng rung, lượng nguyên liệu cấp vào,…trong quá trình phân loại các tạp chất của vật liệu dạng hạt

 Công trình nghiên cứu “Apparatus for the separation of grain material and the sorting out of heavy inclusions from grain material” của tác giả Roman Mueller

thuộcCông ty Buhler, Thụy Sĩ[3] Công trình nghiên cứu này đã mô tả kết cấu cơ bản của một số loại máy tách sạn điển hình Tác giả đã phân tích phạm vi sử dụng và ưu nhược điểm của từng loại kết cấu máy tách sạn

 Công trình nghiên cứu “Automatic control apparatus for grain separator” của tác giả

Toshihiko Satake thuộc Công tyShatake engineering, Tokyo, Nhật Bản[4] Tác giả đã đưa ra giải pháp sử dụng cảm biến quang học kết hợp với cơ cấu tác động xy lanh khí nén nhằm tự động hóa quá trình đóng mở van xả sạn của máy tách sạn Qua đó đảm bảo lượng gạo lẫn trong hỗn hợp sạn bị xả bỏ ra là nhỏ nhất

 Công trình nghiên cứu “Shaking table sorter operating by specific gravity” của tác giả

Toyojiro Masumoto thuộc Công tyMitaka,Iony, Nhật Bản[5] Tác giả đã phân tích kết cấu của sàng rung của máy tách sạn cũng như quá trình phân loại sạn và gạo diễn ra trên sàng khi có dòng khí thổi từ dưới sàng lên trên và chuyển động rung của sàng

 Công trình nghiên cứu “Apparatus and method for separating heavy material, more particularly stones or the like, from cereals and other bulk material”của tác giả

Roman Mueller, Biielhofstrasse 22, CH-9244 Niederuzwil, Thụy Sĩ [6].Tác giả đã đưa

ra một sơ đồ nguyên lý hoàn chỉnh của máy tách sạn sử dụng cho các sản phẩm dạng hạt và dạng bột Trong công trình nghiên cứu này tác giả đã nhấn mạnh vai trò của lưu lượng khí sử dụng trong quá trình phân loại cũng như đưa ra các giải pháp hiệu quả để điều chỉnh lưu lượng khí này Đó là sử dụng các van cánh bướm để điều chỉnh lưu lượng khí đồng thời tạo ra khoang trung gian phía dưới sàng rung để duy trì áp lực khí luôn đồng đều

 Công trình nghiên cứu “Method and means for gravity separator automation”của tác

giả Manjit K Misra; Yuh-Yuan Shyy thuộc Iowa State University Research Foundation, Inc., Ames, Iowa, Mỹ[7].Tác giả đã đưa giải pháp giám sát quá trình chuyển động của các hạt trên sàng để từ đó điều chỉnh chuyển động rung của sàng nhằm đảm bảo cho các hạt trên sàng luôn chuyển động theo một qui đạo mong muốn Trong công trình nghiên cứu này tác giả đã nêu ra tất cả các thông số cần thiết cần phải điều chỉnh trong quá trình tách sạn nhằm đảm bảo quá trình tách sạn đạt hiệu suất cao nhất

 Ngoài ra còn có nhiều patent trên thế giới nghiên cứu về máy tách sạn, trong đó có thể nêu ra một số patent tiêu biểu như sau:

 Patent số 2,759,605 (United States Patent) của tác giả O.W.STEELE [8] trình bày

về kết cấu chi tiết của một loại máy tách sạn (Gravity separator) cải tiến sử dụng

ba buồn thổi khác nhau để điều chỉnh lưu lượng gió vào sàng rung

 Patent số 5,860,531 (United States Patent) của tác giả Satake Satoru, Akihiko Katou, Yasushi Hisamitsu, Koji Arishige [9] trình bày về thiết bị phân loại hạt dựa vào kích thước và trọng lượng riêng của hạt

 Patent số 3,406,824 (United States Patent) của tác giả R.Forsberg [10] trình bày về kết cấu cải tiến của hộp xả sạn của máy tách sạn nhằm hạn chế thấp nhất lượng gạo thất thoát ở cửa xả

1.4.2 Tình hình ứng dụng máy tách sạn trên thế giới

Trên thế giới hiện có rất nhiều hãng chế tạo máy tách sạn cho dây chuyền chế biến lúa gạo, chẳng hạn như các hãng Re Pietro (Ý); Alvan Blanch (Anh); Zhejiang QiLi Machinery Co., Ltd, Hunan Changde Rice Milling Machinery Co., Ltd (Trung Quốc); Millmore Engineering Private Ltd, Annapurna Foundry Works (Ấn Độ); Rice

Engineering Supply Co., Ltd (Thái Lan); Hyundai High Tech Co Ltd, Bio Resource International Co., Ltd (Hàn Quốc); Agro-Industrial Supplies Sdn Bhd (Malaysia) và

nổi tiếng ở Châu Á là hãng Satake (Nhật Bản) Dựa vào nguyên lý và kết cấu có thể phân loại ra một số loại máy tách sạn chủ yếu như sau:

1.4.2.1 Máy tách sạn sử dụng sàng phân loạiđơn kết hợp lực hútcủa quạt gió

 Nguyên lý hoạt động

Hình1.2 : Sơ đồ nguyên lý máy tách sạn sử dụng sàng phân

loại đơn kết hợp lực hút của quạt gió [3]

Hỗn hợp gạo và sạn đi vào cửa cấp liệu 2 của máy tách sạn 1 để vào sàng phân loại

3 Sàng phân loại 3 nghiêng một góc α theo phương ngang thực hiện chuyển động rung

45 Cửa xả sạn

dưới tác động của cơ cấu tạo rung 8, trong thực tế quá trình tạo rung động của sàng phân loại có thể thực hiện bằng cơ cấu cam lệch tâm hoặc động cơ rung.Trên sàngphân loại có các lỗ nhỏ để không khí từ dưới sàng có thể đi qua được mà gạo không bị rơi xuống phía dưới sàng, ngoài ra trên bề mặt sàngcòn được tạo các rãnh nghiêng.Khi vào sàngphân loại hỗn hợp gạo và sạn sẽ chịu tác động của lực đẩy của không khítừ dưới sàng đi lên Sự chuyển động của dòng không khí này là do lực hút của quạt hút đặt tại cửa hút không khí 13 của máy tách sạn Dưới tác dụng của lực đẩy của không khí, gạo

và tấm có khối lượng nhỏ nên bị đẩy lên khỏi bề mặt của sàng và chuyển động theo hướng xuống phía dưới thấp của sàng, sạn có khối lương lớn nên vẫn nằm lại trên sàng Dưới tác dụng của lực quán tính sinh ra cho chuyển động rung của sàng phân loại, sạn

bị đẩy về phía trên cao của sàng Phía trên cao của sàng có đặt cửa xả sạn 45 để dẫn sạn và các tạp chất nặng khác ra ngoài, phía dưới thấp của sàng có đặt cửa ra sản phẩm

4 để lấy sản phẩm gồm hỗn hợp gạo và tấm ra ngoài

( 1.3a ) (1.3b)

Hình 1.3: (1.3a)Quá trình tách sạn của máy tách sạn sử

dụng sàng phân loại đơn kết hợp lực hút của quạt gió

[3]

(1.3b) Hình máy tách sạn sử dụng sàng phân loại đơn

kết hợp lực hút của quạt gió trong thực tế của hãng

Zhejiang QiLi Machinery Co., Ltd, Trung Quốc

Loại máy tách sạn này có một số ưu nhược điểm như

sau:

 Ưu điểm

 Kết cấu máy đơn giản, gọn nhẹ

 Vận hành êm, không gây tiếng ồn

 Nhược điểm

 Máy chỉ có một sàng phân loại nên chỉ tách

sạn được từ hỗn hợp gạo đã được làm sạch không còn lẫn nhiều tạp chất có kích lớn nhưng khối lượng nhỏ

 Hiệu suất tách sạn của máy không cao trong trường hợp gạo lẫn nhiều tạp chất có kích thước khác nhau

1.4.2.2 Máy tách sạn sử dụng sàngphân loại kép kết hợp kết hợp lực hút của

quạt gió

 Nguyên lý hoạt động

Các bộ phận cơ bản:

2 Cửa cấp liệu 3a Sàng phân loại a 3b Sàng phân loại b

45 Cửa xả sạn

Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý máy tách sạn sàngphân loại kép kết hợp lực hút của quạt gió

[3]

Về nguyên lý hoạt động vẫn giống với máy tách sạn sàng đơn kết hợp lực hút của quạt gió như đã mô tả như trên nhưng máy tách sạn loại này được thiết kế thêm một sàng rung thứ hai Sàng rung thứ hai này có tác dụng phân loại tinh những loại tạp chất nặng khác vẫn còn lẫn trong sản phẩm đầu ra của sàng rung thứ nhất

Ngoài ra đối với loại máy tách sạn này, trong thực tế một số hãng chế tạo máy trên thế giới sử dụng quá trình tuần hoàn của dòng khí để duy trì lưu lượng khí được ổn định và hạn chế bụi phát sinh trong quá trình sản xuất nhờ gắn thêm thiết bị lọc bụi 60 trên đường ống khí tuần hoàn

Hình 1.5: Máy tách sạn sàng phân loại kép kết hợp lực hút và đẩy của dòng không khí

60 Thiết bị lọc bụi

62 Quạt hút

64 Ống xả cặn bụi

65 Van giảm áp đường đẩy

(1.6a) (1.6b)

Hình 1.6: (1.6a)Máy tách sạn sàng phân loại kép sử dụng lực hút quạt gió không tuần

hoàn của hãng OLIVER (Mỹ)

(1.6b) Máy tách sạn sàng phân loại kép sử dụng lựchút quạt gió tuần hoàn của hãng

Hình 1.7: Máy tách sạn sử dụng sàng phân loại đơn kết

hợp lực đẩy của quạt gió [4]

Hình 1.8: Hình minh họa quá trình phân chia gạo và sạn trên sàng phân loại máy tách sạn

sử dụng sàng phân loại đơn kết hợp lực đẩy của quạt gió [4]

Các bộ phận cơ bản:

1 Sàng phân loại

2 Thành sàng phân loại 3,4 Lò xo giảm chấn

Các thành phần cơ bản:

p Phương trọng lực của gạo

w Phương rung động của sàng phân loại

a, a’ Gạo

b Sạn

(1.9a)(1.9b) Hình 1.9: (1.9a)Máy tách sạn sử dụng sàng phân loại đơn kết hợp lực đẩy của quạt

gió của hãng Padsons(Ấn Độ)

(1.9b)Máy tách sạn sử dụng sàng phân loại đơn kết hợp lực đẩy của quạt gió của

hãngGanga Agro Foods Industries(Ấn Độ)

Dưới tác dụng của lực đẩy của quạt gió sạn và gạo phân chia thành hai lớp riêng biệt, sạn có khối lương lớn vẫn còn nằm lại trên mặt sàng, gạo có khối lượng nhỏ bị đẩy lên khỏi mặt sàng Chuyển động rung của sàng kết hợp lực đẩy của không khí làm cho sạn và gạo đi về hai hướng khác nhau, sạn có khối lượng lớn đi lên phía trên cao cùa sàng, gạo có khối lượng nhỏ đi xuống phía dưới của sàng Trong thực tế chuyển động rung của sàng và chuyển động quay của quạt gió thường được thực hiện bởi một động cơ truyền động chung thông qua bộ truyền đai

Loại máy tách sạn này có một số ưu khuyết điểm như sau:

 Ƣu điểm

 Hiệu suất phân loại sạn và các tạp chất nặng khá tốt

 Kết cấu máy đơn giản và cứng vững

 Dễ dàng vận hành và bảo trì

 Sử dụng đƣợc cho nhiều sản phẩm khác nhau

 Nhƣợc điểm

 Phát sinh bụi trong quá trình sản xuất

 Áp suất không khí trên bề mặt sàng phân loại khó duy trì ổn định

1.4.2.4 Máy tách sạn sử dụng sàng phân loại kép kết hợp lực đẩy của quạt gió

 Nguyên lý hoạt động

(1.10a) (1.10b)

Hình1.10: (1.10a)Nguyên lý máy tách sạn sử dụng sàng phân loại kép kết hợp lực đẩy của

quạt gió [4]

(1.10b)Máy tách sạn của hãng Satake (Nhật Bản) sử dụng cùng nguyên lý

Về nguyên lý hoạt động loại máy tách sạn này vẫn giống với máy tách sạn sàng đơn

kết hợp lực đẩy của quạt gió Tuy nhiên loại máy tách sạn này còn được thiết kế thêm một

số sàng phân loại khác nhằm phân loại các thành có kích thước nhỏ khác trong hỗn hợp gạo như tấm lớn, tấm nhỏ…Tại mỗi sàngphân loại người ta còn thiết kế thêm các quạt thổi phụ để hiệu suất đẩy của không khí được đảm bảo

Loại máy tách sạn này có một số ưu nhược điểm như sau:

 Giá thành máy cao

 Kết cấu máy phức tạp, khó bảo trì

1.5 Tình hình nghiên cứu vàứng dụng máy tách sạn tại Việt Nam

1.5.1 Tình hình nghiên cứu máy tách sạn tại Việt Nam

Ở Việt Nam hiện nay vẫn chưa có công trình nghiên cứu nào được công bố về máy tách sạn Việc nghiên cứu cải tiến máy tách sạn chủ yếu là do các Công ty chế tạo máy thực hiện

1.5.2 Tình hình ứng dụng máy tách sạn tại Việt Nam

Cho đến thời điểm hiện tại, có khá nhiều doanh nghiệp cơ khí trong nước đã chế tạo được máy tách sạn cho dây chuyền chế biến lúa gạo, trong đó có 4Công ty lớn chuyên sản xuất các thiết bị cho dây chuyền chế biến lúa gạo là: Công ty Bùi Văn Ngọ, Công ty Sinco, Công ty Nhân Phong Thái và Công ty Cổ phần Cơ khí Chế tạo máy Long An (Lamico) Riêng Công ty Lamico, trong cuộc bình chọn 350 doanh nghiệp đạt danh hiệu “Hàng Việt Nam chất lượng cao năm 2009” do báo Sài Gòn Tiếp thị tổ

chức, Công ty Cổ phần Cơ khí Chế tạo máy Long An đã được bầu chọn đứng đầu trong số 7 doanh nghiệp cơ khí chế tạo máy móc nông ngư nghiệp Các thiết bị và dây chuyền chế biến lúa gạo của Công ty Lamico hiện chiếm 60% thị phần và hiện đang được sử dụng phổ biến trong nước và xuất khẩu ra các nước trong khu vực ASEAN như: Thái Lan, Campuchia, Phillippines, Indonesia, v.v…

Ở đây có thể kể ra một số máy tách sạn do các công ty trong nước chế tạo như sau:

1.5.2.1 Máy tách sạn của Công ty Bùi Văn Ngọ

(1.11a) (1.11b) Hình 1.11: (1.11a)Máy tách sạn của Công ty Bùi Văn Ngọ 2-2.5 tấn/h

(1.11b) Máy tách sạn của Công ty Bùi Văn Ngọ4-5 tấn/h

Loại máy tách sạn này có một số ưu nhược điểm như sau:

 Lưới làm bằng thép không rỉ chịu được mài mòn cao

 Nhược điểm

 Xả sạn theo thời gian cài đặt nên lượng gạo thất thoát lớn

 Hiệu suất tách sạn khoảng 90%

1.5.2.2 Máy tách sạn của Công ty Sinco

(1.12a) (1.12b)

Hình 1.12: Máy tách sạn của Công ty Sinco năng suất từ 1-4 tấn/h

Loại máy tách sạn này có một số ưu nhược điểm như sau:

 Ưu điểm

 Không gây ra tiếng ồn bụi bặm

 Kết cấu máy gọn nhẹ, dễ bảo trì

 Nhược điểm

 Hiệu suất tách sạn của máy thấp khoảng 85-90%

 Xả sạn bằng tay nên mất nhiều thời gian của người công vận hành máy

 Lượng gạo thất thoát trong quá trình xả sạn cao

1.5.2.3 Máy tách sạn của Công tyTân Phong Thái

(1.13a) (1.13b)

Hình 1.13: Máy tách sạn của Công ty Tân Phong Thái năng suất 2-6 tấn/giờ Loại máy tách sạn này có một số ưu nhược điểm như sau:

 Ưu điểm

 Hiệu suất tách sạn của máy tương đối cao khoảng 95%

 Sử dụng nguyên lý sàng phân loại đơn kết hợp lực đẩy của quạt gió

1.5.2.4 Máy tách sạn của Công ty Lamico

(1.14a) (1.14b)

Hình 1.14: (1.14a)Sơ đồ nguyên lý máy tách sạn Công ty Lamico

(1.14b)Máy tách sạn thực tế của Công ty Lamico

Loại máy tách sạn này có một số ưu nhược điểm như sau:

 Ưu điểm

 Không gây ra tiếng ồn, bụi bặm

 Sử dụng nguyên lý sàng phân loại đơn kết hợp lực đẩy của quạt gió nên kết cấu máy gọn nhẹ, dễ bảo trì

 Sử dụng sàng phân loại kép nên năng suất máy cao khoảng 4 – 5 tấn/h

 Sử dụng cho nhiều loại gạo khác nhau

 Nhược điểm

 Hiệu suất tách sạn của máy còn thấp khoảng 85 -90%

 Xả sạn bằng tay phụ thuộc tay nghề công nhân

 Lương gạo thất thoát lớn trên 1.2%

1.6 Tính cấp thiết của đề tài

Qua phân tíchưu nhược điểm của các loại máy tách sạn trên thế giới và ở Việt Nam

mà đặc biệt là máy tách sạn ở Công ty Lamico, có thể thấy rằng quá trình xả sạn còn phụ

thuộc nhiều vào kinh nghiệm của người công nhân vận hành Hiệu suất tách sạn của các máy còn thấp và lượng gạo thất thoát trong mỗi lần xả sạn còn cao Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế cải tiến máy tách sạn theo hướng tích hợp với một hệ thống giám sát và điều khiển các hoạt động của máy trong quá trình làm việc là cần thiết nhằm khắc phục một

số nhược điểm nêu trên Thông qua đó sẽ nâng cao được chất lượng gạo ở đầu ra của dây chuyền chế biến lúa gạo, góp phần nâng cao khả năng cạnh tranh của các doanh nghiệp chế biến và xuất khẩugạo của Việt Nam trên thị trường thế giới

1.7 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu cải tiến máy tách sạn nhằm giảm lượng gạo thất thoát, nâng cao hiệu suất tách sạn của máy,hạn chế thời gian vận hành máy của người công nhân

1.8 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Luận văn này giới hạn nghiên cứu trong các phạm vi sau:

 Nghiên cứu cải tiến máy tách sạn năng suất 4 – 5 tấn/giờ, hiện đang được chế tạo tại Công ty Lamico

 Vật liệu nghiên cứu: gạo, thóc, tấm, cám, thóc lép và trấu

 Thiết kế, cải tiến, chế tạo máy tách sạn

1.9 Nội dung đề tài

Để đạt được các mục tiêu trên cần thực hiện những nội dung sau đây:

 Tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy tách sạn

 Tìm hiểu cơ sở lý thuyết của quá trình tách sạn

 Phân tích hiện trạng máy tách sạn tại Công ty Lamico

 Thiết kế cải tiến, chế tạo máy tách sạn

 Phương hướng phát triển đề tài

1.10 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nội dung nêu trên có thể sử dụng các phương pháp nghiên cứu và các phần mềm sau đây:

 Phương pháp nghiên cứu cơ sở lý thuyết để giải thích bản chất quá trình tách sạn

 Áp dụng lý thuyết kỹ thuật điều khiển tự động và phương pháp luận thiết kế hệ thống cơ điện tử để thiết kế hệ thống điều khiển máy tách sạn

 Ứng dụng các phần mềm: Autocad để thiết kế cơ khí cho máy tách sạn

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG CỦA

MÁY TÁCH SẠN TẠI CÔNG TY LAMICO

Chương này sẽ phân tích,xác định các thông số ảnh hưởng đến quá trình tách sạn của máy tách sạn tại Công ty Lamico, mức độ ảnh hưởng của chúng đối với các yếu tố mục tiêu Để từ đó lựa chọn những thông số quan trọng nhất làm cơ sở cho việc nghiên cứu và cải tiến máy tách sạn

2.1 Nguyên lý hoạt động của máy tách sạn tại Công ty Lamico

Qua quá trình khảo sát thực trạng của các thiết bị trong dây chuyền chế biến lúa gạo tại Công ty Lamico hiện nay, nguyên lý làm việc của máy tách sạn được trình bày trong hình 3.1

Hình2.1: Nguyên lý hoạt động của máy tách sạn tại

Côngty Lamico

Các bộ phận cơ bản: 2.1 Đế máy

2.2 Động cơ chính 2.3 Quạt gió 2.4 Bánh đai truyền động cam lệch tâm 2.5 Vít tải sản phẩm 2.6 Sàng phân loại chính

2.7 Sàng phân loại thô 2.8 Ống cấp liệu 2.9 Ống khí thải 2.10 Xy lanh đóng mở van xả sạn

4.11 Cửa xả sạn

Máy tách sạn tại Công ty Lamico sử dụng nguyên lý sàng phân loại kép kết hợp lực đẩy của quạt gió Động cơ chính (2.2) truyền động cho quạt gió (2.3) và sàng phân loại (2.6) thông qua bộ truyền đai Chuyển động rung của sàng phân loại (2.6) được thực hiện bởi cơ cấu bánh đai lệch tâm (2.4) Nguyên liệu gồm hỗn hợp: gạo, sạn, tấm, cám cùng một số tạp chất khác đi vào máy qua ống cấp liệu (2.8) Trước tiên nguyên liệu sẽ vào sàng phân loại thô (2.7), sàng phân loại này có dạng lưới chỉ cho gạo, tấm, cám và các tạp chất có kích thước nhỏ đi qua lưới sàng, các tạp chất có kích thước lớn khác không thể đi qua lưới sàng sẽ được dẫn đến ống xả sạn Hỗn hợp gạo, sạn, tấm, cám…có kích nhỏ sao khi đi qua lưới sàng sẽ vào sàng phân loại chính (2.6) Tại đây hỗn hợp gạo

sẽ bị phân lớp do tác dụng của lực đẩy quạt gió (2.3) Gạo, tấm có khối lượng nhỏ sẽ bị đẩy lên khỏi bề mặt của sàng và bị trơi xuống phía thấp của sàng phân loại và được vít tải gạo (2.5) đưa ra ngoài, sạn và các tạp chất nặng khác có khối lượng lớn nên vẫn lại nằm trên sàng Chuyển động rung của sàng phân loại sẽ làm cho sạn và các tạp chất năng khác

di chuyển lên phía trên cao của sàng vào hộp xả sạn Sau một khoảng thời gian vận hành máy người công nhân quan sát vào hộp xả sạn thấy sạn đã đầy thì mở van xả sạn thông qua xy lanh đóng mở van xả sạn (2.10) Ngoài ra có thể cài đặt thời gian đóng mở van xả sạn thông qua rờ le thời gian

Hình 2.2: Hộp xả sạn máy tách sạnHình 2.3: Bên trong hộp xả sạn

Ngoài ra có thể đóng mở tự động van xả sạn bằng cách thiết đặt thời gian mở van

xả sạn thông qua rờ le thời gian, sau một khoảng thời gian cài đặt van xả sạn sẽ tự động

mở

Hình 2.4: Bảng điều khiển máy tách sạn Ngoài ra tại ống hút khí thải (2.9) có gắn thêm quạt hút phụ để điều chỉnh áp lực của không khí trong quá trình tách sạn Khí thải sau khi ra ngoài đƣợc đi qua thiết bị lọc bụi để loại bỏ bụi tránh gây ô nhiễm không khí

Hình 2.5: Hình thực tế máy tách sạn tại Công ty Lamico

RỜ LE THỜI GIAN

QUẠT HÚT PHỤ