Nghiên cứu một số thông số của máy tách nước bã sắn cải tiến

Luận văn thạc sĩ phân tích vnua nghiên cứu một số thông số của máy tách nước bã sắn cải tiến, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi cho thực tiễn.

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Tuấn
• Người hướng dẫn: TS. Tống Ngọc Tuấn
• Trường học: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Một Số Thông Số Của Máy Tách Nước Bã Sắn Cải Tiến
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• 3. DANH MỤC BẢNG
• 4. DANH MỤC HÌNH
• 5. TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
• 6. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 7. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
• 8. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 9. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 10. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC HOẶC THỰC TIỄN
• 11. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 11.1. KHÁI QUÁT TÌNH HÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu máy tách nước bã sắn cải tiến tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Nghiên cứu máy tách nước bã sắn cải tiến tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam là một bước tiến quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp. Bã sắn, một sản phẩm phụ trong quá trình chế biến tinh bột, thường chứa đến 80-85% nước. Việc tách nước hiệu quả không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra nguồn thức ăn giá trị cho gia súc. Đề tài này nhằm mục đích cải tiến công nghệ tách nước bã sắn, từ đó nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất.

1.1. Tình hình sản xuất và chế biến bã sắn tại Việt Nam

Sản lượng sắn tại Việt Nam trong những năm gần đây đạt khoảng 8,5 đến 9 triệu tấn. Bã sắn thải ra trong quá trình chế biến chứa một lượng lớn nước, gây khó khăn trong việc xử lý và sử dụng. Việc nghiên cứu và cải tiến máy tách nước bã sắn là cần thiết để tận dụng nguồn nguyên liệu này.

1.2. Ý nghĩa của việc cải tiến máy tách nước bã sắn

Cải tiến máy tách nước bã sắn không chỉ giúp giảm độ ẩm của bã mà còn tăng năng suất và giảm chi phí năng lượng. Điều này có ý nghĩa lớn trong việc nâng cao hiệu quả kinh tế cho các doanh nghiệp chế biến sắn.

II. Vấn đề và thách thức trong việc tách nước bã sắn

Mặc dù đã có nhiều thiết bị tách nước bã sắn được phát triển, nhưng vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề cần giải quyết. Các máy tách nước hiện tại thường có độ ẩm sau khi ép còn cao, khoảng 60-70%, và chi phí năng lượng cũng rất lớn. Điều này gây khó khăn cho các nhà máy trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.

2.1. Độ ẩm cao sau khi tách nước

Độ ẩm cao sau khi tách nước bã sắn là một trong những vấn đề lớn nhất hiện nay. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà còn làm tăng chi phí vận chuyển và lưu trữ.

2.2. Chi phí năng lượng trong quá trình tách nước

Chi phí năng lượng cho quá trình tách nước bã sắn hiện tại còn cao, làm giảm tính cạnh tranh của sản phẩm. Việc tìm kiếm các giải pháp tiết kiệm năng lượng là rất cần thiết.

III. Phương pháp nghiên cứu máy tách nước bã sắn cải tiến

Đề tài nghiên cứu sử dụng phương pháp lý thuyết và thực nghiệm để xác định các thông số ảnh hưởng đến quá trình tách nước. Mô hình máy tách nước bã sắn cải tiến được thiết kế với dàn con lăn ép sơ bộ nhằm giảm độ ẩm trước khi vào các lô ép chính.

3.1. Thiết kế mô hình máy tách nước bã sắn

Mô hình máy tách nước bã sắn cải tiến được thiết kế theo nguyên lý băng tải ép, với dàn con lăn ép sơ bộ giúp giảm độ ẩm của bã sắn trước khi vào ép chính.

3.2. Phương pháp thí nghiệm và thu thập dữ liệu

Phương pháp thí nghiệm được thực hiện để thu thập dữ liệu về các thông số ảnh hưởng đến quá trình tách nước, từ đó xây dựng mô hình toán mô tả quá trình này.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình máy tách nước bã sắn cải tiến có thể giảm độ ẩm xuống còn 60% và tăng năng suất lên đến 7,378 tấn/h. Những thông số tối ưu đã được xác định, giúp cải thiện hiệu quả sản xuất.

4.1. Các thông số tối ưu của máy tách nước

Các thông số tối ưu cho máy tách nước bã sắn cải tiến bao gồm vận tốc băng tải, độ dày lớp bã và lực ép. Những thông số này đã được xác định thông qua các thí nghiệm thực nghiệm.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất thực tế

Mô hình máy tách nước bã sắn cải tiến có thể được ứng dụng trong các nhà máy chế biến sắn, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu máy tách nước bã sắn cải tiến tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã mở ra hướng đi mới cho ngành chế biến sắn. Việc áp dụng công nghệ mới không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong ngành nông nghiệp

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển công nghệ chế biến nông sản, giúp nâng cao giá trị gia tăng cho sản phẩm nông nghiệp.

5.2. Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và cải tiến công nghệ tách nước bã sắn, mở rộng ứng dụng cho các sản phẩm nông nghiệp khác nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN NGỌC TUẤN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CỦA MÁY TÁCH NƯỚC BÃ SẮN CẢI TIẾN Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ khí Mã số: 60.03 Người hướng dẫn khoa học: 1. Tống Ngọc Tuấn 2. Đỗ Hữu Quyết NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Ngọc Tuấn i LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Tống Ngọc Tuấn - Bộ môn Công nghệ cơ khí – Khoa cơ điện - Học viện Nông nghiệp Việt Nam và PGS.

Đỗ Hữu Quyết – Viện Khoa học Công nghệ cơ khí, Tự động hóa và Môi trường đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Công nghệ cơ khí – Khoa cơ điện - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn.

Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Ngọc Tuấn ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục. iii Danh mục các chữ viết tắt. v Danh mục bảng.

vii Danh mục hình. viii Trích yếu luận văn. Tính cấp thiết của đề tài. Giả thuyết khoa học.

Mục tiêu nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học hoặc thực tiễn. Tổng quan tài liệu.

Khái quát tình hình sản xuất tinh bột sắn trong nước và thế giới. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tách nước bã sắn trong nước và trên thế giới. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tách nước bã sắn trên thế giới. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tách nước bã sắn trong nước.

Vật liệu và phương pháp nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu. Đối tượng, vật liệu nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu. Vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết. 23 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. Phương pháp đo đạc, cách xác định các thông số, chỉ tiêu nghiên cứu.

Dụng cụ thiết bị đo đạc dùng trong thực nghiệm. Kết quả và thảo luận. Xây dựng mô hình máy tách nước bã sắn cải tiến. Cơ sở lý thuyết quá trình tách nước.

Xác định mô hình nguyên lý máy. Nghiên cứu thực nghiệm. Các chỉ tiêu và các thông số đầu vào trong nghiên cứu thực nghiệm. Thực nghiệm đơn yếu tố.

Thực nghiệm đa yếu tố theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm. Giải bài toán tối ưu bằng phương pháp thương lượng có điều kiện. Kết luận và kiến nghị. 68 Tài liệu tham khảo.

71 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa Tiếng Việt Đơn vị b Bề rộng lớp bã trên băng tải trong mô hình thí nghiệm m bo Bề rộng lớp bã cung cấp vào ép m bs Bề rộng lớp bã sau ép m B Bề rộng băng tải m e Độ rỗng sản phẩm ép eo Độ rỗng ban đầu của sản phẩm ép f Hệ số ma sát G Khối lượng sản phẩm ép kg Ga Khối lượng nước trong bã sắn kg Gk Khối lượng bã sắn khô kg h Độ dày lớp bã ép m ho Độ dày lớp bã của bã vào ép m N Công suất kW n Số vòng quay Vg/ph ptb Áp suất trung bình kG/cm2 p Áp suất ép kG/cm2 po Áp suất ép ban đầu kG/cm2 pt Tuyến áp N/m pa Áp suất thủy tĩnh của nước trong khối bã ép kG/cm2 pb Áp suất tác dụng lên bã trong khối bã kG/cm2 p Áp suất tổng tác dụng lên phân tố bã kG/cm2 P Lực ép N Fo Lực ép của dàn con lăn kN q Năng suất tính theo thể tích m3/h Q Năng suất tính theo khối lượng Tấn/h P Tổn thất áp suất qua lớp hạt trong quá trình lọc N/m2 S Diện tích bề mặt lọc m2  Hệ số lèn chặt v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] o Hệ số lèn chặt ban đầu v Vận tốc băng tải m/s u Vận tốc lọc m/s  Hiệu suất sử dụng công suất b Hệ số trở lục lọc của bã 1/m2 v Hệ số trở lực lọc của băng tải 1/m2  Độ nhớt nước Ns/m2 n Khối lượng riêng của nước kg/m3 b Khối lượng riêng của bã kg/m3 u Khối lượng riêng của bã ướt kg/m3 l Khối lượng riêng của chất lỏng kg/m3 o Khối lượng riêng của môi trường lỏng khi lọc kg/m3  Biến dạng tương đối b Biến dạng tương đối theo bề rộng băng tải o Độ xốp của lớp hạt p Mức độ nén ép  Mô đun ép W Độ ẩm % Wo Độ ẩm ban đầu % Ws Độ ẩm bã sau khi ép % Wtb Độ ẩm trung bình của bã ép % Z Độ dãn ngang của bã mm z Độ dầy lớp bã biến thiên trong quá trình ép mm vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn thế giới từ 2000 – 2012. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam giai đoạn 2002 - 2014. Diện tích, năng suất và sản lượng của các vùng trồng sắn chủ yếu của Việt Nam, năm 2014.

Các nhà máy chế biến tinh bột sắn có công nghệ và thiết bị hiện đại ở Việt Nam đến năm 2015. Mức và khoảng biến thiên của các thông số. Ma trận thí nghiệm. 59 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC HÌNH Hình 1.

Sơ đồ phổ biến về chế biến tinh bột và bã sắn. Biểu đồ diện tích và sản lượng sắn năm 2014 tại một số quốc gia. Biểu đồ diễn biến diện tích và sản lượng sắn tại Việt Nam giai đoạn 2001-2011. Biểu đồ cơ cấu sử dụng sắn Việt nam.

Máy ly tâm hình côn tháo vật lắng bằng sức ly tâm (Máy ly tâm liên tục). Hệ thống máy ép bã sắn kiểu trục vít lưới lọc côn của Thái Lan tại An Giang. Máy vắt bã sắn kiểu ép trục vít lưới lọc trụ. Máy ép lọc băng tải BFP hiệu DYPR-06-EC.

Kết cấu tổng thể thiết bị ép bã sắn theo nguyên lý ép xy lanh. Sơ đồ nguyên lý máy ép bã sắn theo nguyên lý ép xy lanh. Sơ đồ cấu tạo máy vắt bã sắn dạng ép trục băng tải lọc VBS-3. Máy vắt bã sắn VBS-14.

Quá trình ép của vật liệu khi vào trống ép. Sơ đồ xác định độ dày lớp bã ho. Sơ đồ các pha của sản phẩm ép. Mô hình quá trình ép bã.

Đồ thị ảnh hưởng của vận tốc ép cực đại tới áp suất ép ở thời điểm cuối. Đồ thị ảnh hưởng của hệ số ép ở thời điểm cuối (độ ẩm) tới áp suất ép. Đồ thị ảnh hưởng của chiều cao ban đầu lớp bã tới áp suất ép ở thời điểm cuối. Sơ đồ mô hình thí nghiệm nguyên lý ép.

Sơ đồ mô hình thí nghiệm nguyên lý ép có dàn con lăn. Sơ đồ nguyên lý máy tách nước bã sắn cải tiến. Tổng thể máy tách nước bã sắn cải tiến. Đồ thị sự ảnh hưởng của vận tốc băng tải lọc v tới độ dãn ngang Z của bã sau ép.

Đồ thị sự ảnh hưởng của vận tốc băng tải lọc v tới độ ẩm Ws của bã sau ép. Đồ thị sự ảnh hưởng chiều cao lớp bã ho vào ép tới độ dãn ngang Z của bã sau ép. 55 viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Đồ thị sự ảnh hưởng chiều cao lớp bã ho vào ép tới độ ẩm Ws của bã sau ép.

Đồ thị sự ảnh hưởng của lực ép của dàn con lăn Fo tới độ dãn ngang Z của bã sau ép. Đồ thị sự ảnh hưởng của lực ép của dàn con lăn Fo tới độ ẩm Ws của bã sau ép. 57 ix LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Mục đích nghiên cứu - Xác định mô hình máy tách nước bã sắn cải tiến có dàn con lăn ép sơ bộ; - Xác định một số thông số ảnh hưởng tới quá trình ép của máy tách nước bã sắn cải tiến; - Xác định các thông số tối ưu của máy tách nước bã sắn cải tiến. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết.

- Phương pháp nghiên cứu thực ngiệm. + Phương pháp thu thập và xử lý số liệu thí nghiệm; + Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố; + Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố. - Phương pháp đo đạc, cách xác định các thông số, chỉ tiêu nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu - Đề tài đã xây dựng được mô hình máy tách nước bã sắn cải tiến có dàn con lăn ép sơ bộ, theo nguyên lý băng tải ép.

- Đã xác định được các thông số và chỉ tiêu nghiên cứu của đề tài, từ đó xác định được sự ảnh hưởng của của các thông số đầu vào tới các chỉ tiêu nghiên cứu. - Đã xác định được các thông số tối ưu của máy tách nước bã sắn cải tiến.