Nghiên cứu thiết kế và chế tạo module xử lý bề mặt bằng công nghệ plasma ứng dụng vào sản xuất vỏ hộp sữa và nước ép trái cây

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Hải
• Người hướng dẫn: ThS. Thái Văn Phước
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo Máy
• Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo module xử lý bề mặt bằng công nghệ plasma ứng dụng vào quy trình sản xuất vỏ hộp sữa và nước ép trái cây
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỒ ÁN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5.1. Cơ sở phương pháp luận
• 1.5.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 1.6. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
• 2.1. Giới thiệu về Plasma
• 2.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển
• 2.2. Giới thiệu về chung về bao bì
• 2.2.1. Khái niệm về bao bì
• 2.2.2. Vai trò, chức năng của bao bì
• 2.2.3. Vỏ hộp sữa và nước ép trái cây
• 2.3. Đặc tính của mô hình
• 2.4. Những nghiên cứu liên quan đến đề tài
• 2.5. Nghiên cứu về Phương pháp xử lý bề mặt bằng Công nghệ Plasma
• 2.5.1. Nguyên lý của Phương pháp xử lý bề mặt bằng Công nghệ Plasma
• 2.5.2. Khả năng xử lý bề mặt của Công nghệ Plasma
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Các định nghĩa cơ bản
• 3.1.1. Ion hóa và năng lượng ion hóa
• 3.1.2. Bậc Ion hóa và phân loại Plasma
• 3.1.3. Bán kính nguyên tử
• 3.2. Sự tương tác giữa các hạt trong Plasma
• 3.2.1. Tiết diện hiệu dụng
• 3.2.2. Khoảng cách đường tự do trung bình
• 3.2.3. Tần số va chạm
• 3.2.4. Va chạm đàn hồi và không đàn hồi
• 3.2.5. Sự tạo H2O2 và gốc –OH
• 3.3. Các phản ứng trong xử lý Plasma
• 3.4. Năng lượng hấp thu bề mặt
• 3.4.1. Năng lượng hấp thu bề mặt trước khi xử lý
• 3.4.2. Năng lượng hấp thu bề mặt sau khi xử lý
• 4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ
• 4.1. Những yêu cầu cơ bản của đề tài
• 4.2. Phương án và giải pháp thực hiện
• 4.2.1. Phương án thiết kế
• 4.2.2. Thiết kế mô hình
• 4.2.3. Kết cấu bộ phận xử lý Plasma
• 4.2.3.1. Mô hình thiết kế
• 4.2.3.2. Thuyết minh sơ đồ thực nghiệm
• 4.2.3.3. Mô hình thực tế
• 4.2.4. Trình tự công việc tiến hành
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN
• 5.1. Cơ cấu định vị ống thạch anh
• 5.1.1. Số liệu ban đầu
• 5.1.2. Cơ cấu trượt cụm ống thạch anh vào hệ thống
• 5.1.2.1. Số liệu ban đầu
• 5.1.3. Tính toán chọn động cơ cho rulo chính
• 5.1.4. Tính toán bộ truyền đai
• 5.1.4.1. Chọn loại đai
• 5.1.4.2. Xác định số đai z
• 5.1.4.3. Xác định lực căn ban đầu và lực căn tác dụng lên trục
• 5.1.5. Thiết kế trục rulo chính
• 5.1.5.1. Chọn vật liệu
• 5.1.5.2. Xác định sơ bộ đường kính trục
• 5.1.5.3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
• 5.1.5.4. Biểu đồ nội lực trục rulo chính
• 6. CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM
• 6.1. Bộ định vị ống thạch anh
• 6.2. Cơ cấu rãnh trượt
• 6.3. Rulo chính và khung hệ thống
• 6.3.1. Làm thí nghiệm
• 6.3.1.1. Tiến hành lắp hệ thống
• 6.3.1.2. Bố trí thí nghiệm
• 6.3.1.3. Thí nghiệm với mẫu giấy
• 6.3.1.4. Thí nghiệm với mẫu nhôm
• 6.4. Kết luận và kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Thiết kế module

Thiết kế module là bước đầu tiên trong quá trình nghiên cứu và phát triển hệ thống xử lý bề mặt bằng công nghệ plasma. Module này được thiết kế để xử lý bề mặt của các vật liệu như giấy và nhôm, nhằm tăng khả năng kết dính giữa các lớp vật liệu trong quy trình sản xuất vỏ hộp sữa và nước ép trái cây. Module bao gồm các thành phần chính như bộ tạo nguồn điện, cụm xử lý, trục rulo chính và khung đỡ. Quá trình thiết kế tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu suất xử lý, tiết kiệm năng lượng và đảm bảo tính kinh tế.

1.1. Phương án thiết kế

Các phương án thiết kế được đưa ra dựa trên việc phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp. Phương án tối ưu được lựa chọn dựa trên tiêu chí hiệu suất xử lý, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Module được thiết kế để xử lý liên tục, đảm bảo tính ổn định và hiệu quả trong quy trình sản xuất.

1.2. Kết cấu module

Kết cấu của module bao gồm các ống thạch anh, điện cực và hệ thống điều khiển. Các ống thạch anh được sử dụng để tạo ra plasma, trong khi điện cực được thiết kế để điều chỉnh năng lượng plasma. Hệ thống điều khiển giúp điều chỉnh các thông số như điện áp, dòng điện và tần số để đạt hiệu quả xử lý tối ưu.

II. Chế tạo module

Chế tạo module là quá trình biến các thiết kế thành sản phẩm thực tế. Module được chế tạo với các vật liệu bền vững và có khả năng chịu nhiệt cao, đảm bảo độ bền và hiệu suất trong quá trình vận hành. Quá trình chế tạo bao gồm việc lắp ráp các thành phần như ống thạch anh, điện cực và hệ thống điều khiển. Sau khi lắp ráp, module được kiểm tra và hiệu chỉnh để đảm bảo hoạt động ổn định.

2.1. Lắp ráp module

Các thành phần của module được lắp ráp theo đúng thiết kế, đảm bảo độ chính xác và độ bền. Quá trình lắp ráp bao gồm việc định vị các ống thạch anh, lắp đặt điện cực và kết nối hệ thống điều khiển. Sau khi lắp ráp, module được kiểm tra để đảm bảo các thành phần hoạt động đồng bộ.

2.2. Hiệu chỉnh module

Sau khi lắp ráp, module được hiệu chỉnh để đảm bảo hoạt động ổn định. Các thông số như điện áp, dòng điện và tần số được điều chỉnh để đạt hiệu quả xử lý tối ưu. Quá trình hiệu chỉnh bao gồm việc thử nghiệm với các vật liệu khác nhau như giấy và nhôm để đánh giá hiệu suất xử lý.

III. Xử lý bề mặt bằng plasma

Xử lý bề mặt bằng plasma là quá trình sử dụng năng lượng plasma để làm sạch và tăng năng lượng bề mặt của vật liệu. Quá trình này giúp tăng khả năng kết dính giữa các lớp vật liệu trong quy trình sản xuất vỏ hộp sữa và nước ép trái cây. Plasma được tạo ra bằng cách ion hóa không khí, tạo ra các hạt mang điện tích có khả năng tương tác với bề mặt vật liệu. Quá trình xử lý được thực hiện liên tục, đảm bảo tính ổn định và hiệu quả.

3.1. Nguyên lý xử lý

Nguyên lý xử lý bề mặt bằng plasma dựa trên việc ion hóa không khí để tạo ra các hạt mang điện tích. Các hạt này tương tác với bề mặt vật liệu, làm sạch và tăng năng lượng bề mặt. Quá trình này giúp tăng khả năng kết dính giữa các lớp vật liệu, đảm bảo chất lượng sản phẩm.

3.2. Ứng dụng trong sản xuất

Xử lý bề mặt bằng plasma được ứng dụng trong quy trình sản xuất vỏ hộp sữa và nước ép trái cây. Quá trình này giúp tăng khả năng kết dính giữa các lớp vật liệu, đảm bảo chất lượng và độ bền của sản phẩm. Ngoài ra, công nghệ plasma còn giúp giảm thiểu sử dụng hóa chất, bảo vệ môi trường và tiết kiệm chi phí sản xuất.

IV. Ứng dụng trong sản xuất thực phẩm

Ứng dụng trong sản xuất thực phẩm của công nghệ plasma mang lại nhiều lợi ích về chất lượng và hiệu quả kinh tế. Công nghệ này được sử dụng để xử lý bề mặt của bao bì thực phẩm, đảm bảo an toàn vệ sinh và kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm. Quy trình sản xuất vỏ hộp sữa và nước ép trái cây được cải thiện đáng kể nhờ việc áp dụng công nghệ plasma, giúp tăng khả năng kết dính giữa các lớp vật liệu và giảm thiểu sử dụng hóa chất.

4.1. Cải thiện chất lượng bao bì

Công nghệ plasma giúp cải thiện chất lượng bao bì thực phẩm bằng cách tăng khả năng kết dính giữa các lớp vật liệu. Quá trình xử lý bề mặt bằng plasma làm sạch và tăng năng lượng bề mặt, đảm bảo độ bền và an toàn vệ sinh của sản phẩm.

4.2. Tiết kiệm chi phí sản xuất

Việc áp dụng công nghệ plasma trong sản xuất bao bì thực phẩm giúp tiết kiệm chi phí sản xuất. Công nghệ này không sử dụng hóa chất, giảm thiểu chi phí mua và xử lý hóa chất. Ngoài ra, quá trình xử lý liên tục giúp tăng hiệu suất sản xuất, giảm thời gian và chi phí vận hành.