Đặt vấn đề Trong những năm gần đây nhờ đầu tư vào việc đổi mới công nghệ, các doanh nghiệp sản xuất đã có những thay đổi từ sản xuất bằng thủ công năng suất và chất lượng thấp, đã chuyển sang sản xuất bằng cơ giới hóa và tự động hóa, đem lại năng suất, chất lượng, hiệu quả cao trong sản xuất và kinh doanh. Trong công nghiệp thực phẩm cũng như các ngành công nghiệp khác, các máy và thiết bị vận chuyển đóng vai trò rất quan trọng. Chúng đảm bảo sự ổn định làm việc bình thường cho các nhà máy, xí nghiệp bằng cách cung cấp liên tục nguyên vật liệu để thực hiện các quá trình sản xuất. Thiết bị vận chuyển là cầu nối giữa các công đoạn, sao cho quá trình sản xuất được tiến hành liên tục, đều đặn.
Nhờ các phương tiện vận chuyển nên đã giảm bớt được sức lao động nặng nhọc của con người và tạo ra năng suất cao và dễ dàng thực hiện. Tùy theo tính chất nguyên liệu, vật liệu, bán thành phẩm, sản phẩm cũng như các yêu cầu kỹ thuật mà chọn phương tiện vận chuyển nào thích hợp nhất. Khi chọn máy và thiết bị vận chuyển ta cần lưu ý các nguyên tắc chung như sau: đảm bảo các yêu cầu về công nghệ và tính chất của nguyên vật liệu, phù hợp với các đặc tính kỹ thuật và dây chuyền sản xuất, khả năng vận chuyển, thiết bị tinh gọn giảm diện tích, có thể bố trí hợp lý trong dây chuyền sản xuất, thiết bị có thể dùng để vận chuyển nhiều loại nguyên liệu, thiết bị dễ thay thế và sửa chữa, sao cho giá thành thấp. Hiện nay, các nhà máy chế biến mì nói riêng và một số nhà máy chế biến thực phẩm nói chung, trong quá trình sản xuất thông thường thì các nguyên liệu phải qua các công đoạn sơ chế và chế biến như trộn, nghiền….
Do đó nguyên liệu phải được vận chuyển từ nơi này đến nơi khác để tiến hành các công đoạn sơ chế trên. Thực tế các nhà máy chế biến thực phẩm ở Việt Nam chủ yếu dùng một số loại máy vận chuyển trong thực phẩm như: Băng tải, vít tải, gàu tải, xích tải……., dẫn đến quá trính vận chuyển nguyên liệu bám và đọng trên thiết bị làm cho thực phẩm nhiễm vi sinh do nguyên liệu bám trong thiết bị lâu ngày không được vệ sinh gây ra và nếu có vệ sinh thiết bị hằng ngày lại mất rất nhiều thời gian để làm sạch thiết bị LUẬN VĂN THẠC SĨ vận chuyển sau khi hoạt động bên cạnh đó có một số trường hợp trong lúc vận chuyển làm khuếch tán bụi ra môi trường bên ngoài. Không gian để các loại máy vận chuyển nguyên liệu như: Băng tải, vít tải, gàu tải, xích tải……. hoạt động khá rộng và đi thẳng theo một phương chiếm nhiều diện tích mặt bằng.
Các chi tiết tiếp xúc với nguyên liệu chuyển động liên tục. Cần bảo trì các chi tiết chuyển động và động cơ điện liên quan ở mức độ cao. Vậy làm thế nào để vận chuyển nguyên liệu với tốc độ nhanh mà không bị đọng nguyên liệu trên thiết bị, dễ dàng vệ sinh khi thiết bị có bám nguyên liệu, tránh bụi khếch tán từ nguyên liệu ra môi trường xung quanh, giảm mức độ bảo trì chỉ sử dụng nguồn khí nén trong quá trình hoạt động, giảm bớt các thiết bị điện cũng như động cơ điện tránh trường hợp tai nạn điện, đảm bảo độ an toàn khi hoạt động. Cụ thể đó chính là ‘Hệ thống vận chuyển khí động học sử dụng Ejector’ sử dụng lực khí để vận chuyển nguyên liệu từ nơi này sang nơi khác mà vẫn đáp ứng đủ các tiêu chí nêu ra trên.2 Tình hình vận chuyển nguyên liệu dạng hạt và dạng bột hiện nay Hiện nay ở một số nhà máy thường sử dụng phương pháp vận chuyển nguyên vật liệu dạng hạt và dạng bột chủ yếu sử dụng các phương pháp và máy móc sử dụng động cơ điện để tạo ra sự chuyển động như vít tải, gàu tải, băng tải, xích tải… Để đưa nguyên liệu từ công đoạn này sang công đoạn khác.
Sơ chế Sản xuất Đóng gói Nguyên Trộn, Sản Thành phẩm liệu nghiền phẩm Hình 1.2-1: Sơ đồ vận chuyển nguyên liệu Vít tải: LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 1.2-2: Hình ảnh vít tải để vận chuyển nguyên vật liệu Vít tải là máy vận chuyển vật liệu rời chủ yếu theo phương nằm ngang. Ngoài ra vít tải có thể dùng để vận chuyển lên cao với góc nghiêng có thể lên tới 90 độ tuy nhiên góc nghiêng càng lớn hiệu suất vận chuyển càng thấp. • Ưu điểm: - Ít bụi - Giá thành thấp - Năng suất ổn định • Nhược điểm: - Nguyên liệu bám trên thiết bị khi kết thúc quá trình hoạt động. - Khó vệ sinh thiết bị.
Gàu tải: Gàu tải là một thiết bị được sử dụng nhằm mục đích vận chuyển các loại hạt, các loại bột hoặc các nguyên vật liệu từ dưới lên cao theo phương thẳng đứng. Đặc trưng của thiết bị gầu tải là có trọng lượng vận chuyển lớn, nhỏ gọn, chiếm không gian ít. • Ưu điểm: - Trọng lượng vận chuyển lớn. - Năng suất ổn định.
• Nhược điểm: LUẬN VĂN THẠC SĨ - Nguyên liệu bám trên thiết bị khi kết thúc quá trình hoạt động. - Khó vệ sinh thiết bị. - Mức độ bảo trì cao. Băng tải: Đối với băng tải để vận chuyển nguyên liệu dạng hạt và bột thường sử dụng loại băng tải beo còn gọi là băng tải có gân để giữ nguyên liệu không bị trược trên băng tải.2-3: Băng tải vận chuyển • Ưu điểm: - Không làm thay đổi tính chất của nguyên liệu khi vận chuyển.
- Năng suất ổn định. - Giá thành thiết bị thấp. • Nhược điểm: - Bụi khuếch tán ra môi trường bên ngoài. - Chiếm nhiều diện tích và không gian lắp đặt.
- Khó vệ sinh thiết bị.3 Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài Một số nghiên cứu trong nước gần đây: LUẬN VĂN THẠC SĨ - Lê Văn Hưng. Nghiên cứu thiết kế hệ thống vận chuyển vật liệu rời bằng dòng khí. - Bùi Trung Thành. Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển lúa bằng phương pháp khí động.
Luận văn Thạc sĩ khoa học kĩ thuật 2003. - Nguyễn Trung Kiên. Nghiên cứu tích hợp Ejector vận hành bằng các nguồn nhiệt có nhiệt thế thấp vào máy lạnh có máy nén hơi để đáp ứng các nhu cầu về điều hòa không khí. - A new prescription for the design of supersonic jet-pump: the constant rate of momentum change method - B.
“1-D analysis of ejector performance” - Salman Hassan*, KjellstroÈm BjoÈrn, “Pneumatic conveying of wood powder by using a steam-jet ejector” 1.4 Tính cấp thiết của đề tài 1.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài - Tập trung vào nghiên cứu phân tích các thông số của quá trình vận chuyển nguyên liệu bằng lực khí sử dụng Ejector. - Nghiên cứu phân tích chuyển động của các phần tử rắn trong dòng khí trong quá trình vận chuyển. - Nghiên cứu các thông số tính toán Ejector áp dụng trong phương pháp vận chuyển này. - Thực nghiệm với thiết bị Ejector để kiểm tra các thông số do Ejector tạo ra so với các thiết bị động cơ hiện nay.
- Trình bày sơ đồ công nghệ vận chuyển nguyên liệu bằng khí động học sử dụng Ejector.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài. - Kết quả nghiên cứu sẽ đưa ra phương pháp chỉ sử dụng nguồn khí nén để vận chuyển nguyên liệu từ nơi này đến nơi khác. LUẬN VĂN THẠC SĨ - Giảm mức nguyên liệu bám trên thiết bị trong thời gian lâu gây ra tình trạng nhiễm vi sinh. - Hạn chế mức độ bảo trì so với các phương pháp vận chuyển hiện nay sử dụng động cơ điện hoạt động.
- Lắp đặt hệ thống linh hoạt với từng không gian, điều khiển đơn giản. - Tránh các trường hợp tai nạn điện xảy ra. Đảm bảo mức độ an toàn cho người vận hành. - Sử dụng nguồn khí nén có thể dùng cho nhiều loại máy khác, tiết kiệm năng lượng cho nhà máy.
Chỉ sử dụng máy nén khí để hoạt động cho hệ thống vận chuyển nguyên liệu và một số máy có thiết bị liên quan đến khí nén.5 Mục tiêu nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu.1 Mục tiêu nghiên cứu. Trên cơ sở phân tích của các ứng dụng thực tiễn hiện nay đang sử dụng các thiết bị vận chuyển nguyên liệu như băng tải, vít tải, gàu tải…chưa đáp ứng đủ trong môi trường sản xuất và yêu cầu sản xuất như: chống bụi, nguyên liệu còn trên thiết bị, không gian hạn chế để lắp đặt, mức độ an toàn và bảo trì thiết bị cao.… Từ đó cho thấy ‘‘Phương pháp vận chuyển nguyên liệu bằng khí động học sử dụng Ejector’’ Được thực hiện với các mục đích sau: - Khảo nghiệm phương pháp vận chuyển nguyên liệu dạng hạt và bột bằng khí động học hiện nay. - Tập trung vào việc phân tích quá trình chuyển động của các phần tử rắn trong quá trình vận chuyển. - Tập trung vào các thông số để tính toán Ejector để đáp ứng đủ năng lượng để vận chuyển các phần tử rắn trong dòng khí do Ejector tạo ra.
- Thực nghiệm với thiết bị Ejector để kiểm tra các thông số do Ejector tạo ra so với các thiết bị động cơ hiện nay. - Đưa ra phương pháp vận chuyển nguyên liệu bằng khí động học sử dụng Ejector để đạt yêu cầu sản xuất tốt hơn.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. - Hệ thống vận chuyển nguyên liệu bằng khí động học sử dụng Ejector chủ yếu dành cho các loại nguyên liệu rời như dạng hạt và dạng bột như (hạt nêm, muối, đường, Bột…) - Phạm vi nghiên cứu bao gồm khảo sát, tính toán các thông số trong phương pháp vận chuyển nguyên liệu bằng khí động học sử dụng Ejector và chế tạo thực nghiệm đối với thiết bị ejector.6 Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn của đề tài. Trình bày và phân tích phương pháp vận chuyển nguyên liệu bằng khí động học sử dụng Ejector từ đó đưa ra các ưu điểm của phương pháp này so với các phương pháp hiện nay.
Nghiên cứu chỉ giới hạn trong phạm vi tính toán phân tích và thực nghiệm đối với thiết bị Ejector để đưa ra các thông số và so sánh với các loại động cơ, thiết bị đã được sử dụng trong phương pháp vận chuyển nguyên liệu bằng khí động học.7 Nội dung và phương pháp nghiên cứu.1 Nội dung nghiên cứu. - Nghiên cứu các đặc tính của các loại nguyên liệu dạng hạt và dạng bột. Sử dụng trong phương pháp này. - Nghiên cứu phân tích quá trình chuyển động của các phần tử rắn trong dòng khí.
- Nghiên cứu tính toán và phân tích các thông số của thiết bị Ejector.