HỒN THIỆN TÍNH TỐN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM MÁY LÀM SẠCH MẪU CA CAO NĂNG SUẤT Kg/h Tác giả Hấu Đức Hòa Khóa luận đệ trình để dáp ứng yêu cầu cấp kỹ sư ngành Cơ Khí Nơng Lâm Giáo viên hướng dẫn Kỹ sư: Phạm Duy Lam Tháng 06-2011   ii CẢM TẠ Chân thành cảm tạ: Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Ban Chủ Nhiệm quý thầy Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường Đại Học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Chân thành biết ơn thầy kỹ sư Phạm Duy Lam hết lòng giúp đỡ tơi hồn thành đề tài tốt nghiệp Tồn thể cán bộ, cơng nhân viên Trung Tâm Năng Lượng Máy Nông Nghiệp tạo điều kiện, phương tiện giúp đỡ thực đề tài này, gởi lời cám ơn tới lớp DH07CK, bạn bè thân thiết gần xa giúp đỡ thực đề tài   iii Đề Tài: HỒN THIỆN TÍNH TỐN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢONGHIỆM MÁY LÀM SẠCH MẪU CA CAO NĂNG SUẤT Kg/h Thời gian thực đề tài: từ ngày 08/03/2011 đến ngày 17/04/2011 Địa điểm: Trung Tâm Năng Lượng Và Máy Nơng Nghiệp TĨM TẮT Việc làm mẫu ca cao nhằm xác định xác tính chất hỗn hợp hạt, thơng qua xác định tính chất đầu vào q trình thí nghiệm, chế biến Mặt khác, việc xử lý làm mẫu cần phải tiến hành nhanh gọn, thao tác dễ dàng để giảm chi phí làm Tránh việc tồn trữ hạt lâu làm hư hỏng hạt hạt có độ ẩm cao, dễ bị sâu mọt Hiện phòng thí nghiệm lớn thường trang bị loại máy ngoại nhập , giá thành cao mà sở nhỏ không đủ khả trang bị Do cần có máy làm mẫu đáp ứng yêu cầu độ sạch, gọn nhẹ,dễ vận hành, suất đặc biệt giá phải để trang bị cho phòng thí nghiệm vừa nhỏ cở sở kinh doanh chế biến ca cao Đặc tính kỹ thuật máy: Năng suất:  2kg/giờ Độ sạch:  98% Năng lượng tiêu thụ: 115 W/giờ Trọng lượng máy: 20 kg Số người vận hành:   iv MỤC LỤC Trang CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU, SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỤC TIẾP ĐỀ TÀI .2 2.1 Tìm hiểu ca cao .2 2.1.1 Nguồn gốc ca cao / TL6/ 2.2 Tình hình sản xuất ca cao giới nước .5 2.3 Tính chất lý hạt ca cao 2.4 Độ ẩm 2.5 Độ /TL 7/ 10 2.6 Tính chất khí động hạt /TL1/ .10 2.6.1 vận tốc tới hạn 10 2.7 Đặc tính luồng khơng khí 11 2.7.1 Áp suất luồng khơng khí ống dẫn /8/ .11 2.7.2 Tổn thất áp suất đường ống: 12 2.8 Các phương pháp làm hạt /TL1/ 13 2.8.1 Làm sàng .13 2.8.2 Làm khí động .15 2.8.3 Làm trọng lượng riêng 17 2.8.4 Làm dựa vào độ bền học 17 2.9 Giới thiệu quạt 18 2.9.1 Quạt ly tâm .18 2.9.2 Quạt hướng trục 19 2.9.3 Các thông số quạt /TL7/ .20 CHƯƠNG 21 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 21 3.1 Phương pháp .21   v 3.1.1 Phương pháp thiết kế 21 3.1.2 Phương pháp chế tạo 21 3.1.3 Phương pháp khảo nghiệm .22 3.1.4 Bố trí thí nghiệm sử lý số liệu 24 3.2 Phương tiện 25 CHƯƠNG 26 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 4.1 Hoàn thiện thiết kế 28 4.1.1 Hoàn thiện vỏ máy 28 4.1.2 Hoàn thiện trục 28 4.1.3 Hoàn thiện kết cấu máy 30 4.1.4 Điều chỉnh lưu lượng gió .32 4.1.5 Thiết kế chân đế .33 4.2 Chế tạo 35 4.2.4 Chế tạo chân đế 35 4.2.5 Chế tạo phận che chắn quạt .36 4.3 Khảo nghiệm 36 4.3.1 Mục đích khảo nghiệm 36 4.3.2 Các tiêu cần xác định khảo nghiệm 36 4.3.3 Đối tượng khảo nghiệm 36 CHƯƠNG 47 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47 5.1 Kết luận 47 5.2 Đề nghị .47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48            vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1: Thành phần hóa học hạt ca cao /TL 11/ Bảng 1: Tần số ứng với số vòng quay quạt .33 Bảng 2: Độ ẩm ban đầu (%) 37 Bảng 3: Năng suất máy làm (kg/giờ) 38 Bảng 4: Độ hạt độ tổn thất (%) .39 Bảng 5: Năng suất máy làm ( kg/giờ) .41 Bảng 6: Độ độ tổn thất (%) 42 Bảng 7: Năng suất máy (kg/giờ) 43 Bảng 4.8: Độ độ tổn thất (%) 43 Bảng 8: Năng suất máy làm (kg/giờ) 45 Bảng 10: Độ máy (%) 45   vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1: Cây ca cao rừng Hình 2: Cây ca cao trái Hình 3: Mơ hình trồng xen ca cao tán dừa Hình 4: Quả ca cao bổ đơi Hình 5: Lên men ca cao .5 Hình 6: Vườn ươm ca cao Hình 7: Hạt ca cao sau lên men phơi khơ Hình 8: Sơ đồ cấu tạo máy tách đá 14 Hình 9: Sơ đồ cấu tạo sàng kép mở 15 Hình 10:Sơ đồ cấu tao máy hút trấu 16 Hình 11: Quạt ly tâm 18 Hình 12: Quạt hướng trục 19 Hình 1: Dụng cụ chia mẫu 22 Hình 2: Sơ đồ độ đóng cụm chỉnh gió .23 Hình 1:Sơ đồ máy làm mẫu ca cao 27 Hinh 2: Cấu tạo trục 29 Hình 3: Sơ đồ mạch điện tủ điện 32 Hình 4: Máy biến tần 33 Hình 5: Cấu tạo chân đế máy làm mẫu ca cao 34 Hình 6: Cấu tạo bên tủ điện .34 Hình 7: Một cơng đoạn q trình chế tạo 35 Hình 8: Cấu tạo Bộ phận che chắn quạt 36 Hình 9: Rang hạt ca cao trước chà vỏ 40   viii Hình 10: Máy chà vỡ hạt ca cao 41 Hình 11: Hạt ca cao sau làm 42 Hình 12: Trước xuất xưởng máy đơn vị nghiệm thu kiểm tra kỹ thuật .46   ix CHƯƠNG MỞ ĐẦU     Cây ca cao có nguồn gốc loại hoang dại rừng Amazôn (Nam Mỹ) hóa từ kỷ XVI từ trồng nhiều nơi giới Cây ca cao theo chân nhà truyền giáo phương tây du nhập vào Việt Nam từ cuối thập kỷ 50 kỷ XX Hiện ca cao trồng phổ biến tỉnh đồng sông Cửu Long, Tây Nguyên số tỉnh miền Trung mang lại thu nhập cao cho bà nông dân Từ hạt ca cao chế biến nhiều loại thực phẩm thơm ngon, bổ dưỡng nhiều sở kinh doanh nhà máy chế biến Ca Cao mọc lên Ở sở lớn họ trang bị cho phòng thí nghiệm thiết bị máy móc ngoại nhập đắt tiền, sở vừa nhỏ nguồn vốn eo hẹp nên viêc trang bị cho phòng thí nghiệm họ máy làm vấn đề lớn Đề tài: Hoàn thiện thiết kế, chế tạo khảo nghiệm máy làm mẫu Ca Cao suất kg/giờ thực nhằm phục vụ cho phòng thí nghiệm sở kinh doanh chế biến ca cao để xác định tính chất hỗn hợp hạt qua xác định yếu tố đầu vào, với giá phải chăng, tiết kiệm chi phí cho phòng thí nghiệm mà đem lại hiệu cao không thua loại máy ngoại nhập đắt tiền   CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Tìm hiểu ca cao 2.1.1 Nguồn gốc ca cao / TL6/ Cây ca cao có nguồn gốc loại hoang dại rừng Amazôn (Nam Mỹ) hóa từ kỷ XVI Hình 1: Cây ca cao rừng b Đặc điểm hình thái ca cao: Cây ca cao loài thân gỗ, trạng thái hoang dã trưởng thành có   Hình 5: Cấu tạo chân đế máy làm mẫu ca cao Hình 6: Cấu tạo bên tủ điện   34 4.2 Chế tạo Sau hoàn thành vẽ chi tiết vẽ lắp, tiến hành gia công chế tạo chi tiết theo cụm lắp ghép lại với phương pháp mối ghép thíc hợp Do điều kiện máy móc khơng đủ nên số chi tiết máy vỏ máy, trục cuốn, máng cấp liệu… Được đặt gia công xưởng khí bên ngồi thơng qua vẽ thiết kế trình bày Hình 7: Một cơng đoạn trình chế tạo 4.2.4 Chế tạo chân đế Chế tạo theo vẽ phần thiết kế   35 4.2.5 Chế tạo phận che chắn quạt Hình 8: Cấu tạo Bộ phận che chắn quạt Chuẩn bị thép khơng rỉ SUS 304 có kích thước (dài x rộng x cao) 165x165x1 có kích thước 130 x130 x1 Cắt phơi theo vẽ phần thiết kế 4.3 Khảo nghiệm 4.3.1 Mục đích khảo nghiệm Khảo nghiệm nhằm mục đích kiểm nghiệm lại thông số máy so với thiết kế, xác định tiêu kỹ thuật có phù hợp với u cầu đặt hay khơng, tìm hiểu sai xót để khắc phục mẫu máy, cải tiến hồn thiện mẫu máy 4.3.2 Các tiêu cần xác định khảo nghiệm Độ máy Độ tổn thất máy Năng suất làm việc máy 4.3.3 Đối tượng khảo nghiệm A Khảo nghiệm sơ hạt lúa:  Thời gian khảo nghiệm: Ngày 29 - - 2011   36  Địa điểm: Trung tâm Năng Lượng Máy Nông Nghiệp – Đại Học Nông Lâm TPHCM  Người khảo nghiệm: Hấu Đức Hòa  Mục đích: Nhằm kiểm tra tính làm việc ổn định máy sau chế tạo, xem xét chỗ rò rỉ để khắc phục điều chỉnh  Tiến hành: Hạt lúa sau làm sơ sấy khô đưa vào làm Tiến hành khảo nghiệm hạt lúa Thực chế độ cung cấp gió, chế độ cung cấp vật liệu, thí nghiệm lặp lại lần, tổng cộng có 27 thí nghiệm  Kết quả: Bảng 2: Độ ẩm ban đầu (%) Khối lượng Stt vỏ lon (g) 17.68 17.23 17.67   Khối lượng mẫu ban Khối lượng đầu (g) mẫu lúc sau (g) 82.08 72.28 77.9 68.59 73.04 64.3 37 Độ ẩm TB độ (%) ẩm (%) 11.94 11.95 11.95 11.97 Bảng 3: Năng suất máy làm (kg/giờ) cấp liệu (%) 50 75 100   Mức quạt (%) 50 50 50 75 75 75 85 85 85 50 50 50 75 75 75 85 85 85 50 50 50 75 75 75 85 85 85 Thời gian (s) 82 65 65 67 70 74 60 61 64 47 48 51 47 46 46 48 47 49 45 44 45 45 46 44 42 45 43 Năng suất TB suất máy (Kg/giờ) máy (Kg/giờ) 21.95 27.69 27.69 26.87 26.9 25.71 24.32 30 29.51 28.13 38.3 37.5 35.29 38.3 37.8 39.13 39.13 37.5 38.3 36.73 40 40.91 40 40 40.6 39.13 40.91 42.86 40 41.86 38 Bảng 4: Độ hạt độ tổn thất (%) Cấp liệu (%) 50 75 100 Quạt (%) 50 50 50 75 75 75 85 85 85 50 50 50 75 75 75 85 85 85 50 50 50 75 75 75 85 85 85 Độ (%) 99.77 100 99.75 97.12 98.81 99.06 98.39 97.52 96.13 98.12 99.75 99.66 99.3 98.87 98.16 96.65 97.3 96.74 99.87 99.87 99.94 97.03 97.28 97.67 85.75 96.75 97.44 TB độ (%) 99.84 98.33 97.35 99.18 98.78 96.9 99.89 97.33 93.31 Độ tổn thất (g) 9.45 3.33 1.17 0 0 0 0.95 1.03 0.75 0 0 0 1.56 4.68 0.82 0.11 0 0 TB độ tổn thất (g) 4.65 0 0.91 0 2.35 0.04  Nhận xét: - Qua q trình khảo nghiệm tơi thấy suất máy cao đáp ứng được yêu cầu đề - Qua kết khảo nghiệm nhận thấy với mức cấp liệu 75% cửa mở mức đóng quạt 75% máy cho hiệu làm việc cao tiêu chí: Năng suất, độ sạch, độ tổn thất   39 - Tuy nhiên trình làm việc máy vài lỗi nhỏ: Hạt vương vãi qua khe hở máng cấp liệu thân máy qua khe hở nhỏ vỏ máy ống làm - Cụm chỉnh gió vận hành khó khăn, gió vào khơng Sau phát lỗi máy tiến hành chỉnh sửa khắc phục - Làm kín khe hở máng cấp liệu thân máy - Chế tạo thép gài chặt vào thân máy yếm gài để che bớt khe hở ống làm vỏ máy - Lắp thêm biến tần để điều chỉnh tốc độ động qua điều chỉnh lưu lượng quạt B Khảo nghiệm cacao Hình 9: Rang hạt ca cao trước chà vỏ a) Nhóm có kích thước lớn Là phần sàng máy chà vỡ hạt ca cao   40 Hình 10: Máy chà vỡ hạt ca cao Khảo nghiệm lần ca cao  Thời gian khảo nghiệm: Ngày 07- - 2011  Địa điểm: Trung tâm Năng Lượng Máy Nông Nghiệp – Đại Học Nông Lâm TPHCM  Người Khảo nghiệm: Hấu Đức Hòa  Mục đích: Xác định độ sạch, độ tổn thất suất máy ứng với mức điều chỉnh tần số qua tìm mức tần số quạt tốt  Thực hiện: Thực chế độ cấp liệu, chế độ cung cấp gió, chế độ lặp lại lần, tổng cộng có thí nghiệm  Kết quả: Bảng 5: Năng suất máy làm ( kg/giờ)   41 cấp liệu (%) Tần số (Hz) 20 75% 25 30 Thời gian (s) 72 66 68 69 68 66 71 72 74 Năng suất máy (Kg/ giờ) 25 27.3 26.5 26.1 26.5 27.3 25.4 25 24.3 TB suất máy (Kg/giờ) 26.3 26.6 24.9 Bảng 6: Độ độ tổn thất (%) Cấp liệu (%) Tần số (Hz) 20 75% 25 30 Độ (%) 89.03 94.77 99.96 99.84 99.72 99.85 99.95 99.6 TB Độ (%) 91.9 99.84 99.8 Độ tổn thất (%) 4.44 1.28 3.12 1.79 3.43 9.18 9.89 11.69 Hình 11: Hạt ca cao sau làm   42 TB độ tổn thất (g) 2.86 2.78 10.25  Nhận xét: - Năng suất máy đạt yêu cầu so với thiết kế - Độ mức tần số 20 Hz khơng đạt gió q yếu - Độ tổn thất mức tần số 30 Hz khơng đạt gió mạnh - Mức tần số 25 Hz tốt độ  98%, Độ tổn thất  3% Khảo nghiệm lần ca cao: Sau khảo nghiệm ca cao lần tìm mức tần số quạt tốt tiến hành khảo nghiệm lần để xác định mức cấp liệu tốt  Thời gian khảo nghiệm: Ngày 13 - - 2011  Địa điểm: Trung tâm Năng Lượng Máy Nông Nghiệp – Đại Học Nông Lâm TPHCM  Người Khảo nghiệm: Hấu Đức Hòa  Mục đích: Xác định độ sạch, độ tổn thất suất máy ứng với mức điều chỉnh cấp liệu qua tìm mức cấp liệu tốt  Thực hiện: Thực chế độ cấp liệu, chế độ gió, chế độ lặp lại lần, tổng cộng có thí nghiệm  Kết quả: Bảng 7: Năng suất máy (kg/giờ) Tần số (Hz) Cấp liệu (%) 50 25 75 100 Thời gian (s) 84 111 102 74 84 59 60 65 68 Năng suất máy (kg/giờ) 14.6 12.2 13.3 17.3 16 20.5 20 20.1 19.2 Bảng 4.8: Độ độ tổn thất (%)   43 TB suất máy (kg/giờ) 13.3 17.9 19.8 Tần số (Hz) Cấp liệu (%) 50 25 75 100  độ TB độ (%) (%) 98.34 98.26 97.91 98.54 98.61 98.33 98.01 98.47 98.59 98.79 98.51 Độ tổn thất TB độ tổn (%) thất (%) 1.52 0.89 0.1 1.11 2.78 2.29 1.74 2.37 3.41 3.48 4.29 Nhận xét: Mức cấp liệu 75% cửa mở tốt b) Nhóm có kích thước nhỏ < mm Là phần sàng máy chà sát hạt cacao  Thời gian khảo nghiệm: Ngày 13 - - 2011.5  Địa điểm: Trung tâm Năng Lượng Máy Nông Nghiệp – Đại Học Nông Lâm TPHCM  Người Khảo nghiệm: Hấu Đức Hòa  Mục đích: Kiểm tra xem máy có làm việc tốt với loại ca cao vụn không, xác định độ sạch, độ tổn thất suất máy ứng với mức điều chỉnh qua tìm cách điều chỉnh tốt  Thực hiện:Thực chế độ cấp liệu, chế độ gió, chế độ lặp lại lần, tổng cộng thí nghiệm    Kết 44 Bảng 8: Năng suất máy làm (kg/giờ) Cấp liệu (%) Tần số (Hz) 18 50 20 22 Thời gian (s) 12 13 14 13 17 16 14 12 17 Năng suất (Kg/giờ) 14 12.4 14.8 14.4 14.2 16.4 12.1 11.1 14.5 TB suất (Kg/giờ) 13.8 15.1 12.9 Bảng 10: Độ máy (%) Cấp liệu (%) Tần số (Hz) 18 20 50 22 Thời gian (s) 12 13 14 13 17 16 14 12 Độ (%) 94.07 94.11 94.85 97.81 97.84 97.5 97.06 97.17 17 97.01 TB độ (%) 94.4 97.7 97.1  Nhận xét: - Nhóm ca cao loại kích thước nhỏ khó phân biệt đâu vỏ đâu nhân khó đánh giá cách khách quan độ nhân theo vỏ theo đánh giá chủ quan tơi dộ tổn thất tương đối thấp - Khó làm độ không đạt 98% - Nếu tăng thêm lượng gió thất nhiều Sau nhiều lần khảo nghiệm lúa ca cao thất máy hoạt động tốt đạt yêu cầu kỹ thuật đề Với nhóm ca cao có kích thước lớn mức cấp liệu 75% cửa mở mức tần số quạt 25 Hz cho kết tốt độ suất Riêng nhóm ca cao kích thước nhỏ làm khơng đạt ta làm lần độ   45 98%, không nên tăng tần số quạt, tốt nên để mức cấp liệu 50% cửa mở mức tần số quạt 20Hz Hình 12: Trước xuất xưởng máy đơn vị nghiệm thu kiểm tra kỹ thuật               46         CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Sau hồn thiện máy, tơi tiến hành khảo nghiệm máy đưa bảng đặc tính kỹ thuật máy làm nhân ca cao sau: Kết luận sau cho thấy:  Năng suất làm việc máy  18 kg/h  Độ cao  98 %  Độ tổn thất  2.54 %  Quạt làm việc êm điều chỉnh dễ dàng  Trục làm viêc ổn định, không ồn, cung cấp vật liệu đặn  Máy có kết cấu gọn nhẹ, dễ tháo lắp, dễ vận hành  Phù hợp với mơi trường làm việc phòng thí nghiệm 5.2 Đề nghị Nếu có điều kiện nên khảo nghi ệm nhiều     47   TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hay,2003 Máy Sau Thu Hoạch NXB DHQG-HCM, trang 5-36 Nguyễn Văn May, 2007 Bơm Quạt Máy Nén Nhà suất khoa học kỹ thuật trang 43 Ngyễn Văn Tính, 2005 Tính tốn, thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm máy làm nhân ca cao suất 25 Kg/giờ Luận văn tốt nghiệp Đại học Nơng Lâm TP HCM, Việt Nam Hồng Thiên Ân, 2005 Tính tốn, thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm máy làm hạt lúa phòng thí nghiệm Luận văn tốt nghiệp Đại hoc Nông Lâm TP HCM, Việt Nam Trần Hữu Quế Vẽ kỹ thuật khí tập (1,2) Nhà xuất giáo dục Tập 1:163 trang, tập 2: 184 trang Trung tâm Khuyến Nông Giống Cây Trồng Đăklak, 2000 Kỹ thuật trồng chăm sóc ca cao Sở Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn Đăklăk, trang 1-7 Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nơng Thơn, Ủy Ban Nhân Dân Tỉnh Bình Định, 2011 Hội thi máy gặt đập liên hợp lúa tỉnh phía Nam năm 2011 Bình Định, trang 44-45 Đoàn Văn Điện, Nguyễn Văn Bảng, 1986 Lý thuyết tính tốn máy nơng nghiệp Tái lần Trường Đại Học Nông lâm TP HCM, trang 256-267 Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, 2004.Thiết kế chi tiết máy NXB giáo dục, trang 25-32 10 Trung Tâm Năng Lượng & Máy Nông Nghiệp,2008 Tài liệu hướng dẫn thực công nghệ sấy Đại học Nông Lâm TP HCM, 15 trang 11 Thành phần hóa học cacao, vinacacao, 24 Tháng 2009       48 ... Cây ca cao có nguồn gốc loại hoang dại rừng Amazơn (Nam Mỹ) hóa từ kỷ XVI Hình 1: Cây ca cao rừng b Đặc điểm hình thái ca cao: Cây ca cao loài thân gỗ, trạng thái hoang dã trưởng thành có   thể... máy đơn vị nghiệm thu kiểm tra kỹ thuật .46   ix CHƯƠNG MỞ ĐẦU     Cây ca cao có nguồn gốc loại hoang dại rừng Amazôn (Nam Mỹ) hóa từ kỷ XVI từ trồng nhiều nơi giới Cây ca cao theo chân nhà truyền... TẠ Chân thành cảm tạ: Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Ban Chủ Nhiệm q thầy Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ Trường Đại Học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Chân thành biết ơn thầy kỹ sư Phạm