Luận Văn Thạc Sĩ: Tính Toán và Thiết Kế Máy Tách Hạt Ca Cao

• Tác giả: Nguyễn Thoại Khanh
• Người hướng dẫn: GVC. Văn Hữu Thịnh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM
• Chuyên ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy
• Đề tài: Tính Toán, Thiết Kế, Chế Tạo Máy Tách Hạt Ca Cao
• Loại tài liệu: luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• MỤC LỤC
• XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
• LÝ LỊCH KHOA HỌC
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC BIỂU ĐỒ
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.2.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
• 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu 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. Phương pháp phân tích lý thuyết
• 1.5.2. Phương pháp thực nghiệm
• 1.6. Kết cấu của luận văn tốt nghiệp
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Giới thiệu chung về cây ca cao
• 2.1.1. Nguồn gốc cây Ca cao
• 2.1.2. Đặc điểm thực vật học của cây ca cao
• 2.1.3. Các giống ca cao
• 2.2. Tình hình tiêu thụ
• 2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ca cao ở Việt Nam
• 2.4. Quy trình sản xuất ca cao thô
• 2.4.1. Thu hoạch ca cao
• 2.4.2. Lưu trữ quả ca cao
• 2.4.3. Ủ hạt ca cao (lên men)
• 2.4.4. Phơi, sấy hạt ca cao
• 2.5. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2.5.1. Các nghiên cứu của nước ngoài
• 2.5.1.1. Máy tách hạt ca cao hiệu Pinhalense
• 2.5.1.2. Máy tách hạt ca cao hiệu Cobre - PI20071690
• 2.5.1.3. Máy tách hạt ca cao hiệu NACDA
• 2.5.1.4. Các bài báo của nước ngoài
• 2.5.2. Các nghiên cứu trong nước
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Đặc điểm của quả ca cao
• 3.2. Khảo sát đặc tính của quả ca cao
• 3.2.1. Loại ca cao được khảo sát
• 3.2.2. Khảo sát kích thước cơ bản của quả ca cao
• 3.2.3. Xử lý số liệu khảo sát
• 3.2.3.1. Xử lý số liệu đo chiều dài L của quả ca cao
• 3.2.3.2. Xử lý số liệu đo chiều rộng B của quả ca cao
• 3.2.3.3. Xử lý số liệu đo chiều dày T của quả ca cao
• 3.2.4. Kết quả khảo sát
• 3.3. Thí nghiệm xác định lực cắt quả ca cao
• 3.3.1. Mục đích thí nghiệm
• 3.3.2. Mẫu thí nghiệm
• 3.3.3. Số lần thí nghiệm
• 3.3.4. Thiết bị thí nghiệm
• 3.3.5. Tiến hành thí nghiệm
• 3.4. Thí nghiệm xác định lực đẩy quả ca cao
• 3.4.1. Mục đích thí nghiệm
• 3.4.2. Số lần thí nghiệm
• 3.4.3. Thiết bị thí nghiệm
• 3.4.4. Tiến hành thí nghiệm
• 3.5. Cơ sở vật lý, tính năng suất và công suất máy thái
• 3.5.1. Cơ sở vật lý của quá trình cắt thái bằng lưỡi dao
• 3.5.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt thái
• 3.5.2.1. Áp suất cắt thái riêng
• 3.5.2.2. Độ bền và chất lượng vật thái
• 3.5.2.3. Độ sắc lưỡi dao y
• 3.5.2.4. Độ bền của vật liệu làm dao
• 3.5.2.5. Vận tốc dao thái
• 3.5.2.6. Khe hở giữa cạnh sắc lưỡi dao và cạnh sắc tấm kê
• 3.5.2.7. Điều kiện kẹp vật thái giữa lưỡi dao và tấm kê thái
• 3.5.2.8. Góc trượt và điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật thái
• 3.5.3. Xác định công suất cho máy thái củ
• 4. CHƯƠNG 4: Ý TƯỞNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP
• 4.1. Các yêu cầu thiết kế
• 4.2. Các phương án thiết kế máy tách hạt ca cao
• 4.2.1. Phương án tách hạt ca cao bằng máy đập búa
• 4.2.2. Nguyên lý hoạt động
• 4.2.3. Ưu và nhược điểm
• 4.3. Phương án tách hạt Ca cao bằng dao có bước xoắn
• 4.3.2. Nguyên lý hoạt động
• 4.3.3. Ưu và nhược điểm
• 4.4. Phương án tách hạt ca cao bằng dao đĩa tròn
• 4.4.2. Nguyên lý hoạt động
• 4.4.3. Ưu và nhược điểm
• 4.5. Chọn phương án thiết kế hợp lí
• 4.6. Các phương án thiết kế dao cắt vỏ ca cao
• 4.7. Các phương án thiết kế bộ phận sàng
• 4.7.1. Sàng thùng quay
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY TÁCH HẠT CA CAO
• 5.1. Xây dựng sơ đồ nguyên lý
• 5.1.1. Quy trình tách hạt ca cao thủ công
• 5.1.2. Quy trình tách hạt ca cao bằng máy
• 5.1.3. Sơ đồ nguyên lý máy tách hạt ca cao
• 5.1.4. Nguyên lý hoạt động của máy tách hạt ca cao
• 5.2. Tính toán thiết kế bộ phận bánh đẩy ca cao
• 5.2.1. Xác định công suất động cơ
• 5.2.2. Tính toán bộ truyền xích
• 5.2.2.1. Chọn loại xích
• 5.2.2.2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích
• 5.2.3. Kiểm nghiệm xích về độ bền
• 5.2.4. Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục
• 5.3. Tính toán thiết kế trục
• 5.3.1. Xác định sơ bộ đường kính trục
• 5.3.2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực
• 5.3.3. Xác định trị số và chiều của các lực tác dụng lên trục
• 5.3.4. Xác định đường kính trục
• 5.4. Tính toán thiết kế bộ phận dao cắt vỏ quả ca cao
• 5.4.1. Xác định công suất động cơ
• 5.4.2. Tính toán bộ truyền xích
• 5.4.2.1. Chọn loại xích
• 5.4.2.2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích
• 5.4.3. Kiểm nghiệm xích về độ bền
• 5.4.4. Xác định các thông số của đĩa xích và lực tác dụng lên trục
• 5.5. Tính toán thiết kế trục
• 5.5.1. Xác định sơ bộ đường kính trục
• 5.5.2. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt lực
• 5.5.3. Xác định trị số và chiều của các lực tác dụng lên trục
• 5.5.4. Xác định đường kính trục
• 5.6. Tính toán thiết kế bộ phận sàng
• 6. CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM MÁY TÁCH HẠT CA CAO
• 6.1. Chế tạo các bộ phận của máy tách hạt ca cao
• 6.1.1. Chế tạo bộ phận dao cắt vỏ quả ca cao
• 6.1.2. Chế tạo bộ phận sàng
• 6.1.3. Chế tạo bộ phận bánh đẩy ca cao
• 6.1.4. Chế tạo khung cho máy tách hạt ca cao
• 6.2. Thực nghiệm xác định lực kéo cần thiết của lò xo
• 6.2.1. Mục đích thực nghiệm
• 6.2.2. Phương pháp đánh giá
• 6.2.3. Dụng cụ và nguyên liệu
• 6.2.4. Chọn mẫu lò xo
• 6.2.5. Tiến hành thực nghiệm
• 6.3. Thực nghiệm xác định góc nghiêng và tốc độ quay ảnh hưởng đến tỉ lệ tách hạt
• 6.3.1. Mục đích thực nghiệm
• 6.3.2. Phương pháp đánh giá
• 6.3.3. Dụng cụ và nguyên liệu
• 6.3.4. Phương pháp tổ chức thí nghiệm
• 6.3.5. Kết quả thí nghiệm
• 6.4. Xử lý kết quả thực nghiệm
• 6.4.1. Tiến hành lập ma trận thí nghiệm
• 6.4.2. Xác định các tham số trong phương trình hồi quy bằng quy hoạch trực giao
• 6.4.3. Kiểm định ý nghĩa của các hệ số hồi quy
• 6.4.4. Kiểm định sự tương thích của phương trình hồi quy theo tiêu chuẩn Fisher
• 6.4.5. Tính hệ số xác định R2 để đánh giá độ chính xác của phương trình hồi quy
• 6.5. Hoàn chỉnh thiết kế
• 7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về thiết kế và chế tạo máy tách hạt ca cao hiệu quả

Máy tách hạt ca cao là một thiết bị quan trọng trong quy trình chế biến ca cao. Việc thiết kế và chế tạo máy tách hạt ca cao không chỉ giúp tăng năng suất mà còn giảm thiểu chi phí lao động. Trong bối cảnh ngành ca cao đang phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam, việc áp dụng công nghệ hiện đại vào sản xuất là rất cần thiết.

1.1. Tầm quan trọng của máy tách hạt ca cao trong sản xuất

Máy tách hạt ca cao giúp tối ưu hóa quy trình chế biến, giảm thời gian và công sức lao động. Việc sử dụng máy móc hiện đại không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm.

1.2. Các loại máy tách hạt ca cao phổ biến hiện nay

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại máy tách hạt ca cao, từ máy tách hạt thủ công đến máy tách hạt tự động. Mỗi loại máy có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với từng quy mô sản xuất.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế máy tách hạt ca cao

Mặc dù máy tách hạt ca cao mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc thiết kế và chế tạo chúng cũng gặp không ít thách thức. Các vấn đề như chi phí đầu tư, hiệu suất và độ bền của máy cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Chi phí đầu tư và hiệu quả kinh tế

Chi phí đầu tư cho máy tách hạt ca cao có thể cao, nhưng nếu tính toán hợp lý, hiệu quả kinh tế mang lại sẽ rất lớn. Việc giảm thiểu chi phí sản xuất và tăng năng suất là mục tiêu hàng đầu.

2.2. Độ bền và bảo trì máy tách hạt

Độ bền của máy tách hạt ca cao phụ thuộc vào chất liệu và thiết kế. Việc bảo trì định kỳ là cần thiết để đảm bảo máy hoạt động hiệu quả và kéo dài tuổi thọ.

III. Phương pháp thiết kế máy tách hạt ca cao hiệu quả

Để thiết kế máy tách hạt ca cao hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Việc tính toán chính xác các thông số kỹ thuật là rất quan trọng.

3.1. Quy trình thiết kế máy tách hạt ca cao

Quy trình thiết kế bao gồm việc khảo sát, tính toán và mô phỏng trên phần mềm. Điều này giúp giảm thiểu sai sót trong quá trình chế tạo.

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất máy

Các yếu tố như kích thước hạt, lực cắt và tốc độ quay của máy đều ảnh hưởng đến hiệu suất tách hạt. Cần nghiên cứu kỹ lưỡng để tối ưu hóa các thông số này.

IV. Ứng dụng thực tiễn của máy tách hạt ca cao

Máy tách hạt ca cao không chỉ được sử dụng trong các cơ sở sản xuất lớn mà còn phù hợp với các hộ gia đình. Việc áp dụng máy tách hạt giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và tiết kiệm thời gian.

4.1. Lợi ích khi sử dụng máy tách hạt ca cao

Sử dụng máy tách hạt ca cao giúp giảm thiểu công sức lao động, tăng năng suất và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh cạnh tranh hiện nay.

4.2. Kết quả nghiên cứu và thực nghiệm

Các nghiên cứu cho thấy máy tách hạt ca cao có thể đạt năng suất lên đến 2400 quả/giờ, giúp các cơ sở sản xuất nhỏ có thể hoạt động hiệu quả hơn.

V. Kết luận và tương lai của máy tách hạt ca cao

Máy tách hạt ca cao là một phần không thể thiếu trong quy trình chế biến ca cao hiện đại. Tương lai của ngành sản xuất ca cao tại Việt Nam sẽ phụ thuộc vào việc áp dụng công nghệ mới và cải tiến quy trình sản xuất.

5.1. Triển vọng phát triển ngành ca cao

Ngành ca cao tại Việt Nam có nhiều tiềm năng phát triển. Việc đầu tư vào công nghệ chế biến sẽ giúp nâng cao giá trị sản phẩm và tăng cường khả năng cạnh tranh.

5.2. Định hướng nghiên cứu và phát triển

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp công nghệ mới để cải thiện hiệu suất và chất lượng của máy tách hạt ca cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.