Chương 1: Giới thiệu chung về đề tài: Tính cấp thiết của đề tài, mục đích đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. Chương 2: Tổng quan: Nêu lên đặc điểm của hạt cacao đã qua dập thô cần phân loại và tách vỏ. Đặc điểm các loại máy tách vỏ và phân loại các loại hạt hiện tại trên thị trường và những máy tương tự trên thế giới. Chương 3: Cơ sở lý thuyết: Nêu lên các phương pháp thực hiện, phương hướng thiết kế máy.
Chương 4: Tính toán và lựa chọn thiết bị: Nêu lên công thức tính toán, phương hướng thiết kế máy. Chương 5: Thiết kế thi công phần cơ khí và phần điện: Đưa ra bản vẽ thiết kế và quá trình thi công phần cơ khí của máy, trình bày về những tính toán thiết kế mạch điều khiển và tủ điện. Chương 6: Thực nghiệm và hiệu chỉnh: Trình bày thực trạng của máy khi đưa vào chạy thử, những vấn đề nảy sinh và hướng giải quyết hiệu chỉnh máy. Chương 7 Kết luận: Kết quả đạt được, chưa được và hướng phát triển cải tiến.S ĐỒNG SĨ LINH Page 4 do an CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Đặc điểm của hạt cacao đã qua dập thô.
1 Hạt cacao đã qua dập thô Loại hạt cacao đã qua dập thô công ty đưa ra Đặc điểm chung và kích thước hạt. - Hạt đã qua dập thô gồm hạt và vỏ lụa gồm nhiều kích thước khác nhau. - Vỏ lụa được hút khỏi hạt bằng máy hút ly tâm. - Đường kính hạt: từ 1 đến 4 mm.
- Đường kính vỏ hạt: từ 1 đến 4 mm .2 Phân loại hạt cacao đã qua dập thô Theo yêu cầu của công ty cần phân ra ba loại hạt có kích thước từ nhỏ đến lớn: - Loại 1: đường kính hạt: từ 3 đến 4 mm. - Loại 2: đường kính hạt: từ 2 đến nhỏ hơn 3 mm. - Loại 3: đường kính hạt: từ 1 đến nhỏ hơn 2 mm.S ĐỒNG SĨ LINH Page 5 do an 2.3 Đặc điểm máy phân loại và tách vỏ các loại hạt trên thị trƣờng Hiện nay trên thị trường Việt Nam có rất nhiều loại máy tự động và bán tự động tách vỏ các loại hạt như: Máy tách vỏ hạt cà phê, máy tách vỏ lạc, hạt điều. 2 Máy tách vỏ cà phê Hình 2.
3 Hệ thống máy tách vỏ hạt điều GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 6 do an Hình 2. 4 Máy tách vỏ hạt macadamia. Sơ lược chung đa phần những máy trên là máy tách vỏ hạt cứng bán tự động: máy gồm 2 bộ phận chính là bộ phận sàng và bộ phận hút vỏ hạt, cả 2 được truyền động bởi động cơ, và các bộ phận gá đặt, che chắn phụ. Trong quá trình thực hiện ở giai đoạn bắt đầu: người công nhân sẽ phải khởi động máy đổ phần hạt chưa tách vỏ vào phiễu.S ĐỒNG SĨ LINH Page 7 do an Ưu điểm của máy.
Ưu điểm nổi bật của máy là tách vỏ không làm bể hạt, số lượng vỏ lẫn trong hạt rất thấp tốc độ làm viêc nhanh, chính xác. Nhược điểm của máy. Máy chưa được tự động hoàn toàn, tiếng ồn lớn.4 Đặc điểm máy phân loại và tách vỏ cần nghiên cứu chế tạo Nhằm thực hiện đúng yêu cầu của doanh nghiệp hiện tại và chế tao một thiết bị mới nhưng cũng dựa vào nguyên lý hoạt động của một số máy đã có trên thị trường. Yêu cầu cần phải nghiên cứu chế tạo một thiết bị có khả năng: Phân loại ra ba loại hạt có kích thước tư nhỏ đến lớn Đảm bảo năng suất đúng theo yêu cầu.S ĐỒNG SĨ LINH Page 8 do an CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Khái niệm và các phƣơng pháp phân loại a.
Khái niệm Bất kỳ một hỗn hợp nào cũng có thể phân chia một cách cơ học thành các thành phần khác nhau theo tính chất cơ lý của chúng. Những tính chất cơ lý quan trọng nhất để phân loại hạt là hệ số thổi bay, kích thước hạt, dạng hạt, đặc tính (trạng thái) bề mặt, khối lượng riêng và tính đàn hồi. Nguyên liệu của các xí nghiệp xay xát, xí nghiệp bột, xí nghiệp chế biến thức ăn gia súc,… là hỗn hợp các hạt hoặc sản phẩm từ hạt, chúng không giống nhau về độ lớn. Tất cả các hỗn hợp này đều ở dạng xốp.
Trong hỗn hợp này thường lẫn tạp chất. Độ tạp chất cao sẽ làm giảm phẩm chất cũng như giá trị của nguyên liệu. Quá trình phân loại hỗn hợp được chia làm hai quá trình nhỏ là làm sạch và phân loại theo cỡ hạt. Làm sạch hỗn hợp nguyên liệu tức là phân chia hỗn hợp sao cho loại bỏ tối đa các tạp chất lẫn trong hỗn hợp để thu được khối nguyên liệu có cùng tính chất sử dụng với những tính chất công nghệ tương tự nhau.
Phân loại là phân chia hỗn hợp nguyên liệu hoặc sản phẩm thành các phần đồng nhất. Các phƣơng pháp phân loại Thiết bị phân loại được phân thành hai nhóm sau: Thiết bị làm sạch và phân loại kiểu đơn giản. Các máy này có nhiệm vụ phân loại hỗn hợp thành hai thành phần theo một dấu hiệu riêng. Ví dụ: Mặt sang với một lỗ (cùng kích thước và hình dạng lỗ), máy chọn hạt có lỗ thống nhất nam châm tác dụng một lần.
Thiết bị làm sạch và phân loại kiểu phức tạp. Nhóm này sẽ bao gồm nhiều thiết bị làm việc đơn giản được tổ hợp lại thành một máy hoàn chỉnh và chia khối hạt ra thành 3 hay 4 thành phần trở lên theo những dấu hiệu riêng. Ví dụ máy sàng quạt để tách tạp chất nhẹ bằng khí động và phân hỗn hợp thành các thành phần theo kích thước.S ĐỒNG SĨ LINH Page 9 do an 3. Các chỉ tiêu đánh giá quá trình phân loại – làm sạch Cơ sở để chọn phương pháp làm việc cho máy phân loại, làm sạch là dựa vào tính chất vật lý của cấu tử trong hỗn hợp.
Kết quả nghiên cứu tính chất cơ lý cho phép lựa chọn được cách tách hỗn hợp đã cho theo một trong những thông số vật lý đã nêu sao cho cấu tử được tách ra đảm bảo tính đồng nhất, nghĩa là xác định khả năng phân chia của hỗn hợp. Cơ sở của quá trình sàng a. Bề mặt làm việc của sàng: Bề mặt làm việc của sàng là bộ phận chính để phân loại các vật liệu xốp rời. Hiện nay, người ta thường sử dụng là lưới đan, tấm đục lỗ, và thanh ghi.
+ Lưới đan: được sử dụng để sàng mịn và sàng nhỏ các vật liệu xốp, rời, khô. Lưới đan có các lỗ dạng hình vuông, hình chữ nhật, hình lục giác. + Tấm đục lỗ: chế tạo từ tấm thép, đồng. Lỗ sàng có thể là lỗ tròn, hình vuông, hình chữ nhật, hoặc hình bầu dục.
Thường dùng để phân loại đến kích thước lớn nhỏ hơn 5mm. + Thanh ghi: dùng để phân loại bằng sàng vật liệu có kích thước lớn hơn 5mm Hình 3. 1 Hình dạng các thanh ghi của sàng Do hình dạng và kích thước đa dạng từ 1 đến 4 mm của hạt và vỏ cacao đã qua dập thô nên nhóm sử dụng tấm đục lỗ có hình dạng lỗ tròn.S ĐỒNG SĨ LINH Page 10 do an b. Chiều dày lớp vật liệu và kích thƣớc sàng Chiều dày lớp vật liệu trên sàng có ảnh hưởng đến hiệu suất phân loại.
Nếu lớp vật liệu quá dày thì những cục vật liệu nằm ở trên mặt sẽ khó lọt qua, mặc dù kích thước đủ nhỏ. Như vậy, lớp vật liệu càng mỏng thì hiệu suất càng cao, nhưng năng suất giảm đi. Trong thực tế thường sử dụng như sau: + d < 5mm; h = (10 - 15).d Trong đó: h là chiều dày lớp vật liệu d là chiều dày của tấm sàng Nhóm chọn chiều dày của tấm sàng d = 5 mm vì chiều dày của lớp hạt và vỏ hạt cacao trên mặt sàng từ 25mm đến 50mm c. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sàng Độ ẩm của vật liệu Hạt cacao sau khi dập thô nếu bảo quản không tốt bị ẩm ướt sẽ ảnh hưởng đến quá trình sàng.
Hạt cacao bám dính trên mặt sàng làm cho lỗ tròn trên sàng bị kín lại dẫn tới hạt cacao bị ứ đọng trên mặt sàng. Hình dạng và kích thước lỗ lưới. Nếu hình dạng và kích thước của lỗ lưới và hạt cacao khác nhau sẽ làm cho hạt cacao không lọt qua lỗ lưới được.2 Các phƣơng pháp tách vỏ hạt 3.1 Phƣơng pháp tách vỏ thủ công Trong thời gian thu hoạch, do cây quá cao và mảnh dẻ nên không thể trèo lên hái được, do vậy những người công nhân phải trang bị một con dao với tay cầm dài để cắt quả từ những cành cao nhất mà không làm xây xước vỏ cây. Còn ở những cành thấp thì người ta chỉ cần một con dao ngắn và khá to.
Dùng dao chặt một vài nhát thật mạnh là có thể bổ đôi quả cacao ra và sau đó những người công nhân có thể xúc múi ra và bỏ đi vỏ quả. Rất nhanh sau khi người ta bổ những quả cacao ra, màu của hạt nhanh chóng chuyển từ màu ngà sang màu tím sẫm.S ĐỒNG SĨ LINH Page 11 do an Hình 3. 2 Cây cacao Sau đó hạt cacao được lên men và phơi khô để nâng cao chất lượng hạt cacao Màu của chúng chuyển từ tím sang nâu và bắt đầu có mùi chocolate. Mùi hương tăng còn độ đắng thì giảm và hạt chuyển sang màu nâu đỏ sẫm.S ĐỒNG SĨ LINH Page 12 do an Hình 3.
3 Hạt cacao phơi khô Sau đó hạt cacao sẽ dược rang thủ công. Quá trình rang làm tăng cả mùi vị cũng như hương thơm của hạt, làm chúng sậm mầu hơn cũng như làm khô vỏ hạt. Sau đó hạt sẽ được dập thô. 4 Hạt cacao đã qua dập thô GVHD: Th.S ĐỒNG SĨ LINH Page 13 do an Sau đó hạt đã qua dập thô được sàng lọc thủ công loại bỏ đi phần vỏ vốn nhẹ hơn hạt rất nhiều.
5 Hạt cacao đã tách vỏ lụa Phƣơng pháp tách bỏ bán tự động Phương pháp tách vỏ bán tự động sử dụng các loại máy sàng phân loại. Mục đích việc sàng phân loại là tăng khả năng phân ly vỏ ra khỏi hạt. Nếu hạt nhỏ lẫn với vỏ lớn thì khi thổi vỏ, thì cả vỏ lớn và hạt nhỏ đều bay. Thường người ta phân làm 4 đến 5 cỡ hạt.
Nhiều cỡ hơn thì quá phức tạp, ít cỡ hơn thì việc phân ly hiệu suất thấp. Sàng phân loại thường dùng loại sàn lắc bằng bánh cam hay sàng rung.