nhắc đến tương lai rơi nước mắt,nhìn về quá khử … · web view2.1.9.3 những...

Nhắc đến tương lai rơi nước mắt,nhìn về quá khử toát mồ hôi

Chương 1

MỞ ĐẦU

Một trong những nguyên liệu phục vụ sản xuất nông nghiệp không thế thiếu được là phân bón .Phân bón là vật tư cực kỳ quan trọng đảm bảo sản xuất nông nghiệp đạt hiệu quả và bền vững. Theo dự báo của Chính phủ, phải đến năm 2020, nước ta mới hoàn toàn chủ động sản xuất phân bón phục vụ sản xuất nông nghiệp. Sản xuất phân bón và sửa dụng phân bón đúng cách sẽ góp phần nâng cao năng suất và chất lượng nông sản. Dự đoán tình hình kinh tế thế giới và trong nước về khả năng cung ứng, giá cả phân bón, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chỉ đạo các địa phương hướng dẫn, khuyến cáo nông dân sử dụng phân bón hợp lý, tăng sửa dụng phân bón tổng hợp, phân NPK, phân vi sinh và phân hữu cơ, giảm sử dụng phân Đạm, phân Urê nhằm giảm chi phí sản xuất tăng hiệu quả đầu tư. Như vậy, việc sản xuất phân vi sinh, cùng các loại phân hữu cơ khác có tính cấp thiết cao.

Thế kỉ 21 - một thế kỉ của công nghệ sinh học, thế kỉ của sự phát triển nông nghiệp sạch và bền vững. Nhưng nguồn phế thải từ sản xuất và sinh hoạt thì ngày càng gia tăng đáng kể, nếu không có biện pháp xử lý đúng và kịp thời thì môi trường sẽ bị ô nhiễm, nguồn thực phẩm không sạch làm ảnh hưởng tới sức khoẻ của cộng đồng, con người và hệ thực động vật…Vì vậy áp dụng công nghệ sinh học, phân hữu cơ vi sinh đã ra đời, đây là sản phẩm quá trình lên men vi sinh của than bùn và các phế thái nông nghiệp nhằm giái quyết vấn đề ô nhiệm môi trường.

Phân vi sinh có lợi thế là an toàn, “thân thiện” với môi trường và nguồn nguyên liệu dồi dào có sẵn trong nước,trên đất nên hiện nay phân vi sinh đã được sử dụng phổ biến trong nông nghiệp; và nhu cầu thị trường lên đến hàng triệu tấn/ năm nó thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất phân vi sinh trong nước phát triển với tốc độ cao và đem lại lợi nhuận kinh tế lớn.

Phân bón vi sinh vật (gọi tắt là phân vi sinh ) là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn có mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành. Thông qua các hoạt động của chúng sau quá trình bón vào đất tạo nên các chất dinh dưỡng mà cây trồng sử dụng được ( N, P ,K,…) hay các hoạt chất sinh học, góp phần nâng cao năng xuất và chất lượng nông sản. Phân vi sinh bảo đảm không gấy ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản. Hiện nay phân vi sinh thường được chia làm 3 loại là:

1. Phân vi sinh cố định đạm là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành có khả năng cố định nitơ từ không khí cung cấp các hợp chất chứa nitơ cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năg suất và chất lượng nông sản, tăng độ màu mỡ của đất. Phân vi sinh vật cố định nitơ và các chủng vi sinh vật này không gây ảnh hưởng xấu đến người , động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản. Vi sinh vật cố định nitơ là vi sinh vật sống cộng sinh hay hồi sinh với cây trồng, hoặc vi sinh vật sống tự do trong đất, nước, không khí.

2. Phân vi sinh phân giải phosphate khó tiêu là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành có khả năng chuyển hoá hợp chất photpho khó tan thành dạng dễ tiêu cung cấp cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng suất và hoặc chất lượng nông sản. Phân lân vi sinh và các chủng vi sinh vật này không ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản.

3. Phân bón vi sinh vật phân gải xenluloza ( tên thường gọi: phân vi sinh phân giải xenluloza) là sản phẩm chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống, đã được tuyển chọn với mật độ đạt theo tiêu chuẩn hiện hành có khả năng phân giải xenluloza , để cung cấp chất dinh dưỡng cho đất và cây trồng, tạo điều kiện nâng cao năng xuất và chất lượng nông sản, tăng độ màu mỡ của đất. Phân vi sinh vật phân giải xenluloza và các chủng vi sinh vật này không ảnh hưởng xấu đến người, động thực vật, môi trường sinh thái và chất lượng nông sản.

So với phân hóa học, phân vi sinh không gây ô nhiễm môi trường đất, nước. Không gây hiện tượng chai đất, không gây hiện tượng tồn dư nitrit, nitrat trong cây trồng.

Phân vi sinh dạng viên là loại phân tổng hợp nhằm cung cấp dưỡng chất, nguồn vi sinh giúp cho sự sinh trướng và phát triển cúa cây trồng. Nhờ phân ở dạng viên, nên cây trồng sử dụng các dưỡng chất hợp lý hơn, hạn chế sự thất thoát và gây ô nhiệm cho con người trong quá trình sử dụng.

Các loại phân bón bao gồm: phân vô cơ, phân bón rễ, phân bón lá, phân đơn, phân đa yếu tố, phân hữu cơ, phân hữu cơ sinh học, phân hữu cơ truyền thống, phân trung lượng, phân vi lượng, phân đa lượng, phân phức hợp, phân trộn, phân vi sinh, phân hữu cơ vi sinh. Ngoài các quy định về khảo nghiệm, thẩm định, đăng ký kinh doanh thì các tổ chức, cá nhân sản xuất các loại phân bón phải có máy móc, thiết bị phù hợp để sản xuất phân bón đạt tiêu chuẩn chất lượng theo quy định.

Xuất phát từ yêu cầu trên việc xây dựng cơ sở vật chất kỹ thuật trong đó lựa chọn công nghệ sản xuất, dây chuyền máy móc,nhà xưởng có vai trò quan trọng trong trong tổ chức sản xuất.

Được sự cho phép của khoa cơ khí-công nghệ,dưới sự hướng dẫn của thầy TS.Nguyễn Như Nam chúng tôi thực hiện đề tài :

“Nghiên cứu dây chuyền công nghệ sản xuất phân hữu cơ vi sinh năng suất 5 tấn/h”

Mục tiêu đề tài:

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, lắp đặt dây chuyền sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh dạng viên năng suất 5 T/h để ửng dụng vào sản xuất.

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Khái niệm phân hữu cơ vi sinh

Phân bón hữu cơ vi sinh là sản phẩm được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu hữu cơ , nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, cải tạo đất chứa một hay nhiều chủng vi sinh vật sống được tuyển chọn với mật độ đạt tiêu chuẩn quy định, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng nông sản.

Phân vi sinh là tập hợp một nhóm vi sinh vật, hoặc nhiều nhóm vi sinh vật, chúng được nhân lên từ các chế phẩm vi sinh và tồn tại trong các chất mang không vô trùng.

Phân hữu cơ luôn luôn chứa các nguyên tố dinh dưỡng : đạm, lân, kali, magiê, natri,…, các nguyên tố vi lượng ( đồng, kẽm, mangan, coban, bo, môlipden,..) Nhưng ở hàm lượng không cao. Phân hữu cơ được sản xuất nhờ quá trình lên men phân giải các nguyên liệu hữu cơ.

Phân hữu cơ vi sinh là phân trộn cơ học giữa phân hữu cơ và phân vi sinh. Do hàm lượng dinh dưỡng cửa phân hữu cơ không cao, nên phân hữu cơ vi sinh chủ yếu dùng để bón lót hoặc dùng làm nguyên liệu để sản xuất phân hợp hữu cơ vi sinh. Phân vi sinh là dạng hỗn hợp ướt, độ ẩm tương đổi cao. Khối lượng riêng 500-550 Kg/m3, góc tự chảy 30-35o .

Tác dụng của phân hữu cơ vi sinh là: một mặt cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, mặt khác (quan trọng hơn nhiều) cải thiện đặc tính vật lý của đất, làm tơi xốp, thông thoáng, giữ ẩm tốt, nhờ vậy cây trồng hấp thụ chất dinh dưỡng trong đất được tốt hơn, cho năng suất cao hơn.

Phân hữu cơ hay hữu cơ vi sinh có thể chia thành 3 nhóm như sau:

· Nhóm vi sinh vật có: chế phẩm vi sinh vật, phân vi sinh

· Nhóm hữu cơ có: phân hữu cơ, phân sinh học

· Nhóm hỗn hợp có: phân hữu cơ – vi sinh, phân phức hợp hữu cơ vi sinh.

2.1.2 Nguyên liệu dùng đế sản xuất phân hữu cơ vi sinh

Than bùn, phân rác, bùn trong các nhà máy sản xuất đường mía, bã cà phê, chất thái chăn nuôi và một số chất vô cơ cần thiết cho sự sinh trướng và phát triển của cây trồng.

2.1.3 Một số tính chất cơ lý của nguyên liệu than bùn

Than bùn được tạo thành từ xác các loài thực vật khác nhau. Xác thực vật được tích tụ lại, được đất vùi lấp và chịu tác động của điều kiện ngập nước trong nhiều năm. Với điều kiện phân hủy yếm khí các xác thực vật được chuyển thành than bùn.

Trong than bùn có hàm lượng chất vô cơ là 18 – 24%, phần còn lại là các chất hữu cơ. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của than bùn được điều tra tại một số mỏ tại viết nam bao gồm như sau:

· Độ ẩm (Wpt) 4,5 ÷ 19,11 trung bình 12, 8 %.

· Độ tro (Ak) 6,4÷ 65,1 trung bình 24,8 %.

· Chất bốc (Vch) 21,7 ÷ 74,63 trung bình 51,0 %.

· Nhiệt năng (Qch) 2115 ÷ 5446 trung bình 4300 Kcal/kg.

· Các bon (Cch) 9,56 ÷ 55,14 %.

· Hydro (Hch) 1,4 ÷ 3,34 %.

· Oxy (Och) 10,2 ÷ 16,29 %.

· Ni tơ (Nch) 1,0 ÷ 1,52 %.

· Lưu Huỳnh (S) 0,25 ÷ 1,63 trung bình 0.70 %.

· Pholpho (P) 0,001 ÷ 0,92 %.

· P2O5 0,04 ÷ 0,26 trung bình 0,26 %

· K2O 0,1 ÷ 0,18 trung bình 0,30 %.

· Độ PH 3,6 ÷ 5,56 trung bình 1,5.

· Tỷ trọng ướt (d) 1,14 ÷ 1,82.

Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong than bùn thay đổi tùy thuộc vào thành phần các loài thực vật và quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Số liệu phân tích than bùn ở một số địa điểm có than bùn miền Đông Nam Bộ thu được như sau:

Bảng 2.1 Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong than bùn ở miền Đông Nam Bộ.

Đơn vị %

% chất dinh dưỡng

Địa điểm lấy than bùn

Tây Ninh

Củ Chi

Mộc Hoá

Duyên Hải

N

0,38

0,09

0,16 – 0,91

0,64

P2O5

0,03

0,1 – 0,3

0,16

0,11

K2O

0,37

0,1 – 0,5

0,31

0,42

Ph

3,4

3,5

3,2

2,6

Nguồn: Số liệu theo Phân viện khoa học Việt Nam, TP Hồ CHÍ MINH.

· Thời hạn bảo hành phân HC và HCVS : 09 tháng trong điều kiện bảo quản bình thường (nhiệt độ kho chứa).

2.1.4 Quy trình công nghệ và máy móc thiết bị sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh

2.1.4.1 Công nghệ sản xuất phân hữu cơ vi sinh dạng viên

Quá trình chế biến phân hữu cơ vi sinh thực chất là quá trình biến đổi sinh hóa các nguyên liệu hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật trong điều kiện hiếm khí. Kết quả của quá trình này là nguyên liệu ban đầu được chuyển hóa thành mùn hữu cơ vi sinh (MHCVS). Quá trình biến đổi hóa sinh nguyên liệu hữu cơ được giới thiệu hình 2.1.

Quy trình công nghệ sản xuất phân vi sinh trình bày như hình 2.2.

· Để sản xuất phân bón vi sinh cần thực hiện các bước sau:

· Bước 1: - Phân lập và tuyển chọn vi sinh vật.

· Bước 2: - Xác định đặc tính sinh ly, sinh hóa, xác định xem chủng vi sinh vật phân lập được có an toàn với người, động thực vật và môi trường sinh thái không.

· Bước 3: - Lên men thu sinh khối vi sinh vật.

· Bước 4: - Chuẩn bị chất mang: Chất mang ở đây có thể là than bùn hoặc là mùn hữu cơ của nhà máy xử lý rác thải. Chất mang được đóng bao, có thể thanh trùng hoặc không.

· Bước 5: - Phối trộn các vi sinh vật sau đó tiêm vi sinh vật vào các bao chất mang.

· Bước 6: - Ủ sinh trưởng: tùy thuộc vào đặc điểm của các chủng vi sinh vật mà có chế độ ủ khác nhau, nhưng thường là trong từ 3-5 ngày ở nhiệt độ xác định khoảng 30 độ C.

· Bước 7: - Kiểm tra mật độ vi sinh vật xem có đạt yêu cầu không rồi bán ra ngoài thị trường.

Bùn cặn hữu cơ, than bùn, phế liệu hữu cơ thực vật là các thành phần chính trong nguyên liệu sản xuất phân hữu cơ vi sinh được xử lý sơ bộ như phơi, nghiền, sàng, khử mùi (bằng chế phẩm vi sinh vật) nhằm khử bớt bitum (có trong than bùn), loại bỏ đá, thủy tinh, nhựa (có trong bùn cặn) và làm cho các nguyên liệu có độ mịn tương ứng, phù hợp cho trộn và ủ phân. Sau đó chuyển qua công đoạn phối trộn nguyên liệu, ở đây các nguyên liệu được điều chỉnh để đạt được tỷ lệ :

40

30

-

=

N

C

, độ ẩm đạt được từ 60–70%, độ PH = 6,8–7,5.

Từ quy trình công nghệ hình 2.2 cho thấy, phân vi sinh là hỗn hợp than bùn đã qua xử lý và các chế phẩm vi sinh hay thành phần vô cơ khác. Như vậy công nghệ sản xuất phân hữu cơ vi sinh không phức tạp nó bao gồm hai quá trình chủ yểu là quá trình sinh học và cơ học.Các quá trình cơ học trong sản xuất phân vi sinh gồm có nghiền, định lượng tạo hỗn hợp, tạo viên. Vấn đề chủ yếu ở mức độ cơ giới hóa (tự động hóa) và chế phẩm vi sinh vật gốc dùng ủ phân.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Hình 2.2. Quy trình sản xuất phân hữu cơ vi sinh.

2.1.4.2 Các máy móc, thiết bị dùng trong sản xuất phân vi sinh hữu cơ

Các máy móc, thiết bị chủ yếu dùng trong sản xuất phân vi sinh hữu cơ gồm:

+ Hệ thống ủ.

+ Thiết bị nghiền.

+ Thiết bị phân loại

+ Thiết bị định lượng.

+ Thiết bị trộn.

+Thiết bị tạo viên

+Thiết bị sấy khô

+ Các thiết bị phụ trợ khác như băng tải, xe nâng…

2.1.5 Hệ thống ủ

Than bùn sau khi được xử lý bao gồm tách tạp chất, khử mùi, nghiền, phơi được chuyển sang băng tải ở đây than bùn được tiến hành phun vi sinh vật tiếp theo được chất thành đống để ủ, lên men.

Trong quả trình ủ vi sinh vật giữ vai trò quyết định trong quá trình ủ phân. Không có sự tham gia của vi sinh vật, phế liệu không chuyển được thành mùn để nuôi cây và cải tạo đất. Các vi sinh vật này có khả năng phân giải chất xơ thành đường, đạm hữu cơ thành các axit min, quặng thành lân dễ tiêu...

Trong đất, trong rác có hai loại vi sinh vật: vi sinh vật yếm khí (kị khí) và vi sinh vật hiếu khí (thoáng khí). Phụ thuộc vào điều kiện ủ phân (cách ủ phân) mà vi sinh vật này hay vi sinh vật kia hoạt động.

Trong điều kiện ủ phân yếm khí là sau khi trộn các thành phần để ủ phân, đống phân được trát kín không cho không khí lọt qua. Trong điều kiện này các vi sinh vật yếm khí sẽ hoạt động. Ngược lại nếu đống phân chỉ được che đậy sơ sơ bằng rơm rạ hoặc lá chuối để chống mưa nắng, không khí sẽ dễ dàng lọt qua. Ngoài ra đống phân còn được đảo trộn để bổ sung không khí. Trong điều kiện này các vi sinh vật hiếu khí sẽ hoạt động. Trong quá trình ủ thoáng khí, nhiệt độ lên men có thể lên đến 50 - 60o C và thậm chí lên đến 70o C, tùy loại và điều kiện của chất liệu thô. Quá trình lên men thoáng khí tạo ra nhiều chất như glucô, cồn, axit min và các hợp chất khác. Phân ủ lên men thoáng khí là phân ủ chất lượng cao.

Quá trình lên men xảy ra ngay sau lúc đánh đống thường là thoáng khí, lượng ôxi trong đống ủ được sử dụng một cách nhanh chóng và khí cacbonic tích tụ dần. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ xảy ra nhanh cùng với quá trình tích tụ nhiệt. Nhưng sau một thời gian sẽ xảy ra hiện tượng thiếu ôxi và quá trình lên men sẽ chuyển từ thoáng khí sang yếm khí. Đống phân ủ cần phải được đảo để giải phóng lượng cacbonic tích tụ bên trong, đồng thời để đưa ôxi vào trong đống ủ. Ngoài ra trong quá trình đảo cũng nên chú ý cân bằng độ ẩm, để làm cho quá trình lên men được đồng nhất. Đảo đống ủ là một việc quan trọng để tạo ra phân ủ chất lượng tốt và việc này cần phải làm tùy theo đặc tính của các chất liệu thô được ủ.

Có rất nhiều cách đánh đống phân: đánh đống theo hình chóp núi, đánh đống trong hộp, đánh đống trong hố và nhiều cách khác. Điểm mấu chốt ở đây là cần phải có một lượng không khí phù hợp lưu chuyển qua đống phân ủ, đồng thời vẫn phải tích lũy được nhiệt độ lên men cần thiết.

2.1.6 Máy nghiền

2.1.6.1 Khái niệm nghiền

Nghiền là quá trình phá hủy vật thể rắn bằng lực cơ học thành các phần tử, nghĩa là bằng cách đặt vào vật thể rắn các ngoại lực mà các lực này lớn hơn lực hút phân tử của vật thể rắn đó.

Kết quả của quá trình nghiền là tạo nên nhiều phần tử cũng như hình thành nên nhiều bề mặt mới.

2.1.6.2 Nguyên tắc làm việc của máy nghiền

a - Nguyên tắc va đập tự do (máy nghiền búa)

-Cấu tạo: hình vẽ ( hình 2.3)

-Nguyên tắc hoạt động: Quá trình nghiền nhỏ vật liệu trong máy nghiền búa là do sự va đập của các búa vào vật liệu, sự chà xát của vật liệu với búa và vởi thành trong của vỏ máy. Các hạt vật liệu lọt qua các tấm lưới phân loại được quạt hút ra khói máy, còn các hạt to chưa lọt qua lưới lại được tiếp tục nghiền nhỏ. Để nghiền được động năng của búa khi quay phái lớn hơn công làm biến dạng đế phá vỡ vật liệu. Do vậy khi nghiền vật liệu to cần có trọng lượng búa lớn , còn khi nghiền vật liệu nhỏ cần búa nhẹ hơn.

Các máy nghiền búa có số búa ít , trọng lượng mỗi búa G = 200-700 N, rô to quay chậm vởi tốc độ vòng khoáng 15- 25 m/s thì thường dùng đế nghiền thô và vừa để được hạt sản phẩm có kích thước d ≥20 mm.

Các máy nghiền búa có trọng lượng mỗi búa G = 30-50 N, vận tốc vòng khoảng 25- 60 m/s dùng nghiền nhỏ để được sản phẩm có kích thước d = 1-5 mm .

Với máy nghiền có nhiều búa, trọng lượng mỗi búa G = 5- 10 N và vận tốc vòng rất lớn , tới 100 m/s dùng để nghiền mịn hạt sản phẩm.

Tùy theo cỡ vật liệu đem nghiền, cỡ sản phẩm yêu cầu và căn cứ vào độ cứng của vật liệu , vào yêu cầu thảo và vận chuyển sản phẩm …để chọn loại máy thích hợp , sao cho đạt năng suất cao nhất mà chi phí năng lượng lại thấp.

Hình 2.3 Nguyên tắc va đập tự do

1-Thân máy; 2-Rô to; 3-Chốt treo búa;

4-Má đập phụ; 5-Búa nghiền; 6- Lưới sàng.

-Ưu điểm của loại máy này là: Máy có năng suất cao, vạn năng, nghiền được nhiều loại vật liệu theo nhiều độ nghiền khác nhau. Cấu tạo đơn giản, dễ sửa dụng, dễ chăm sóc, bảo trì máy, loại máy này được sửa dụng rộng rãi.

b. Nguyên tắc cắt nghiền vỡ

- Cấu tạo: hình vẽ hinh 2.4

- Nguyên tắc làm việc: Bộ phận làm việc chính gồm hai trục rulô ,trên bề mặt trục người ta tạo ra các rãnh khía dọc theo đường sinh, hai rulô quay với vận tốc khác nhau và ngược chiều nhau. Khi quay như vậy thì nguyên liệu vào giữa khe hở của hai quả rulô, các răng khía sẽ nghiến lại để phá vỡ hạt ra.

Hình 2.4. Nguyên tắc cắt nghiền vỡ

1-Máng cấp liệu; 2-Trục nghiền; 3-Sản phẩm.

C. Nguyên tắc chà xát vỡ

-Cấu tạo: Gồm hai đĩa, một đĩa đứng yên, còn đĩa kia quay. Đĩa được làm bằng đá hoặc bằng gang. Bề mặt làm việc của thớt có gân nhằm gia tăng ma sát giữa vật liệu nghiền với đĩa (hình 2.5).

Hình 2.5. Nguyên tắc chà xát vỡ

1-Hạt nguyên; 2-Đĩa quay;3-Bột nghiền; 4-Đĩa cố định.

-Nguyên tắc hoạt động: Khi cho vật liệu vào giữa các khe đĩa được chà xát bởi sự ma sát giữa đĩa nghiền với vật liệu. Vật liệu được nghiền nhỏ dưới tác dụng đồng thời của lực ép và lực kéo.

d. Nguyên tắc ép dập vỡ

-Cấu tạo: hình vẽ (hình 2.6)

-Nguyên tắc làm việc: Gồm một hoặc nhiều cặp trục trơn, hai trục trong cùng một cặp quay ngược chiều nhau với vận tốc dài không bằng nhau.Vật nghiền từ máng cung cấp sẽ đi qua khe hở giữa các cặp trục và được ép vỡ.

Hình 2.6. Nguyên tắc nghiền ép dập vỡ

1- Máng cấp liệu; 2-Hạt chưa nghiền; 3-Trục nghiền; 4-Bột nghiền.

2.1.7 Máy phân loại sàng rung

2.1.7.1 Cấu tạo

Hình 2.7 cấu tạo sàng rung

1-Cửa ra sản phẩm lớn; 2-Lưới sàng; 3-Khung sàng

4-Cụm lệch tâm; 5-Mô tơ; 6-Khung bệ; 7-Lò xo; 8-Cửu sản phẩm nhỏ.

Máy gồm có khung sàng được đỡ bằng hệ lò xo gắn trên bệ máy . Trên khung sàng còn gắn ổ đỡ của trục lệch tâm, trên trục này có gắn hai đối trọng. Trục lệch tâm nhận truyền động quay từ động cơ vào. Trên khung sàng có thể đặt 1,2 hay nhiều lưới sàng tùy theo yêu cầu phân loại.

Khung sàng được chế tạo từ tấm thép góc và thép tấm hàn lại với nhau,các lò xo có dạng hình trụ. Bộ phận gây dao động có phần khối lượng lệch tâm của trục lệch tâm, các đối trọng gây rung.

2.1.7.2 Nguyên lí hoạt động:

Khi trục quay thì đối trọng gây rung quay theo sinh ra lực ly tâm quán tính hướng thẳng góc với chiều quay. Lực ly tâm này sinh ra hai thành phần song song và vuông góc với bề mặt sàng. Thành phần vuông góc với bề mặt sàng sẽ tác dụng theo đường trục của các lò xo đỡ và gây ra dao động rung của sàng. Còn thành phần song song với bề mặt sàng sẽ tác dụng vuông góc với trục của các lò xo đỡ và gây ra dao động ngang của khung sàng. Do độ cứng của lò xo theo hai hướng khác nhau nên kết quả khung sàng sẽ rung theo quỹ đạo hình elip.

2.1.8 Máy định lượng

2.1.8.1 Nguyên tắc làm việc của máy định lượng

Định lượng là phương pháp đo lường vật liệu với độ chính xác theo yêu cầu . Mức độ chính xác được xác định theo yêu cầu công nghệ .

Có hai phương pháp định lượng vật liệu là phương pháp thể tích và phương pháp khối lượng. Phương pháp định lượng thể tích có sai số từ 2 ÷ 3 % nên chỉ áp dụng khi đo lường sơ bộ. Phương pháp định lượng theo khối lượng có thể đạt sai số định lượng thấp khoảng 0,1 % nên được áp dụng khi cần đo lường chính xác các cấu tử của hỗn hợp.

Các máy định lượng làm việc theo nguyên tắc định lượng thể tích có cấu tạo, sử dụng hay sửa chữa đơn giản. Tuy nhiên chúng không đảm bảo độ chính xác cao.

Các máy định lượng làm việc theo nguyên tắc khối lượng (cân) tiến hành định lượng từng phần hoặc liên tục. Việc thực hiện tự động kiểm tra và điều khiển máy dễ dàng. Máy có khả năng đảm bảo mức độ định lượng chính xác cao nhưng chúng lại có cấu tạo phức tạp và có giá thành cao.

Việc lựa chọn phương pháp định lượng, dạng máy định lượng phụ thuộc vào các tính chất cơ lí và cỡ hạt của sản phẩm định lượng: sản phẩm rời, sản phẩm lỏng, sản phẩm bột nhão, kích thước cấu tử khối lượng thế tích, độ ẩm, sự dính kết , sự vón cục ,khá năng kết thành tảng lớn và tính phân tán của sản phẩm rời. Khối lượng riêng , độ nhớt , độ dính...

Các máy định lượng phải dễ điều chỉnh khi thay đổi hay bố trí lại lượng nguyên liệu cần định lượng mà vẫn đảm bảo độ tin cậy, độ chính xác theo yêu cầu công nghệ.

2.1.8.2 Các máy định lượng sản phẩm hạt rời

Để định lượng sản phẩm hạt rời, người ta dùng các máy định lượng thể tích và khối lượng, định lượng liên tục và từng phần.

Trong nhiều ngành sản xuất thực phẩm, phân bón,…, máy định lượng thể tích làm việc liên tục cũng được dùng như cơ cấu cấp liệu để cấp sản phẩm hay vật liệu vào máy. Máy định lượng thể tích làm việc liên tục cấp sản phẩm thành dòng đồng đều, trong đó thể tích sản phẩm đưa vào theo đơn vị thời gian được xác định bằng tốc độ cấp liệu hay bằng tiết diện ngang của dòng sản phẩm. Trường hợp thứ nhất thì tiết diện ngang của dòng là hằng số, trường hợp thứ hai thì tốc độ cấp liệu là hằng số.

Khi tiết diện của dòng không đổi, người ta đặt vào các trang bị định lượng những cơ cấu dẫn động đặc biệt để điều chỉnh tốc độ cấp liệu trong phạm vi rộng. Trường hợp thứ hai các trang bị định lượng cần có những cơ cấu để thay đổi tiết diện của dòng sản phẩm cung cấp vào.

Những máy định lượng cấp liệu tác dụng liên tục thường gặp là loại thùng, đĩa, vít tải, băng tải, máng lắc, piston, rung lắc và dao động cũng như loại trọng lượng làm việc tự động và bán tự động.

2.1.8.3 Phân loại máy định lượng sản phẩm hạt rời

a - Máy định lượng theo thể tích

+ Máy định lượng kiểu tang.

+ Máy định lượng kiểu đĩa.

+ Máy định lượng kiểu vít tải.

+ Máy định lượng kiểu băng tải.

b - Máy định lượng theo trọng lượng

+ Cân tự động có gàu đổ.

+ Cân tự động xả đáy.

+ Cân học bán tự động.

+ Cân tự động liên tục.

c – Băng tải định lượng

Băng tải định lượng để cung cấp và định lượng vật liệu cục nhỏ cũng như vật liệu ẩm kết dính. Với vật liệu ẩm, kết dính dùng thanh gạt làm sạch bộ phận chịu tải và băng tải bông tẩm cao su.Băng tải định lượng có thế đặt nằm ngang hay nằm nghiêng. Nhánh băng phía trên đặt bằng những con lăn , dọc theo băng có đặt thanh chắn tạo thành máng nhỏ dẫn sản phẩm cấp liệu. Vật liệu từ thùng chứa được cấp vào băng một cách đều đặn và có thế điều chính theo chiều cao của tấm chắn. Tốc độ của băng lấy từ 0,1 – 0,5 m/s .Ðể có thể tự động hoá quá trình định lượng, một hệ thống cảm biến thường được lắp để nhận biết sự thay đổi trọng lượng hoặc thể tích vật liệu trên băng. Khi trọng lượng vật liệu trên băng thay đổi, hệ thống cảm biến sẽ làm thay đổi tần số rung của một máy rung cấp liệu đặt ở cửa ra của phễu nạp liệu làm thay đổi tương ứng lượng cung cấp hoặc làm thay đổi số vòng quay của puli băng tải.

Hình 2.8 Băng định lượng

2.1.8 Máy trộn vật liệu rời

2.1.8.1 Khái niệm

Trộn là quá trình kết hợp các khối lượng của các vật liệu khác nhau với mục đích nhận được một hỗn hợp đồng nhất, nghĩa là tạo thành sự phân bố đồng nhất của các phần tử ở mỗi cấu tử trong tất cả khối lượng hỗn hợp, bằng cách sắp xếp lại chúng dưới tác dụng của ngoại lực. Hỗn hợp tạo ra như thế để tăng cường quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi năng lượng.

2.1.8.2 Phân loại máy trộn vật liệu rời

a. Phân loại theo phương pháp làm việc

Theo phương pháp làm việc các máy trộn hỗn hợp rời hoạt động theo 3 phương pháp cơ học sau:

+ Sự chuyển động của các cánh trộn.

+ Sự quay của thùng có chứa hỗn hợp trộn.

+ Cho hỗn hợp cần trộn đi qua một lỗ phun.

b. Phân loại theo nguyên tắc làm việc

Theo nguyên tắc làm việc người ta chia máy trộn làm hai loại: liên tục và gián đoạn.

Thuộc về máy trộn làm việc gián đoạn gồm những loại sau:

+ Máy trộn thùng quay.

+ Máy trộn cánh nằm ngang, thẳng đứng.

+ Máy trộn vít tải đứng.

+ Máy trộn lớp sôi có cánh đảo.

Thuộc về máy trộn làm việc liên tục gồm những loại sau:

+ Máy trộn vít tải ngang.

+ Máy trộn ly tâm.

c - Phân loại theo nguyên tắc cấu tạo

Về cấu tạo máy trộn gồm hai loại chính sau đây:

-Máy trộn có bộ phận trộn quay:

Loại này được dùng phổ biến trong nông nghiệp gồm các kiểu: vít tải, cánh gạt, hành tinh, cánh quạt…, ưu điểm chủ yếu của loại này là chất lượng cao, dễ nạp và xả liệu, dễ sử dụng, làm việc liên tục được, có thể trộn vật liệu ở trạng thái khô, ẩm, lỏng. Nhược điểm là khó làm sạch nhất khi trộn ẩm, mức tiêu thụ điện năng cao.

- Máy trộn thùng quay:

Loại này gồm kiểu trống, lập thể, côn…được dùng rộng rãi trong công nghiệp. Ưu điểm của loại này là có cấu tạo đơn giản, dễ làm sạch, công suất thấp. Nhược điểm là tốc độ trộn thấp, làm việc gián đoạn, thể tích hữu ích thấp, không thể trộn nguyên liệu dính.

+Cấu tạo máy trộn thùng quay

Máy trộn thùng quay được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Trong công nghiệp hóa học sử dụng để trộn các phối liệu, trong công nghiệp thực phẩm để trộn các loại hạt liệu rời…

Yêu cầu của vật liệu đưa vào trộn phải rời xốp, độ kết dính nhỏ và cho phép làm dập nát. Máy trộn loại này chủ yếu làm việc gián đoạn, nhưng đối với loại thùng nằm ngang cũng có thể làm việc liên tục. Cấu tạo của máy gồm: thùng trộn, bộ phận dẫn động và bộ phận đỡ.

Thùng trộn có nhiều cách bố trí và có nhiều hình dạng khác nhau để tạo ra dòng vật liệu chuyển động khác theo yêu cầu công nghệ. Thông thường là hình trụ nằm ngang (hình 2.9a) hoặc thẳng đứng (hình 2.9b). Loại này dễ chế tạo, dễ lắp ráp, dễ điều chỉnh. Để trộn sản phẩm thật mãnh liệt và khi trộn cho phép nghiền, người ta dùng thùng quay lục giác nằm ngang (hình 2.9c). Loại thùng quay hình trụ chéo (hình 2.9f) bảo đảm trộn nhanh chóng và chất lượng cao vì ở đây thực hiện đồng thời cả trộn chiều trục lẫn trộn hướng kính, cả trộn khuếch tán lẫn trộn đối lưu, va đập và nghiền.

Loại thùng hình trụ kép chữ V (hình 2.9g) dùng khi cần trộn hiệu quả cao. Máy dùng để trộn các hỗn hợp có yêu cầu độ trộn đều cao như premix, thuốc thú y dạng bột,… Ở loại máy trộn này có đầy đủ cả năm quá trình trộn đã nêu.

Máy trộn hình nón gồm hai hình nón cụt nối với ống hình trụ, trục quay thường đi qua theo đường kính ống (hình trụ), hay trong những trường hợp riêng có thể trùng với đường tâm của hình trụ. Trong loại máy trộn này, hiệu quả trộn được tăng lên nhờ trộn được vật liệu rời dọc theo bề mặt thay đổi của hình nón. Trên hình 2.9d và 2.9e trình bày cấu tạo máy trộn hình côn đứng và máy trộn hình côn ngang.

Hình 2.9: Các dạng máy trộn thùng quay

a. Kiểu trục nằm ngang, b. Kiểu hình trụ thẳng đứng, c. Kiểu lục giác nằm ngang

d. Kiểu hình côn đứng, e. Kiểu hình côn nằm ngang, f. Kiểu hình trụ chéo

g. Kiểu chữ V, h. Kiểu nồi.

Máy trộn dạng nồi quay (hình 2.9h) gồm chủ yếu có bình chứa dạng lập phương quay trên trục nằm ngang với đường tâm quay của bình chứa trùng với đường chéo chính của nó. Việc sử dụng hình dạng lập phương thay cho dạng hình trụ là do ở trong những hình trụ dài khó đảm bảo việc trộn đều và tháo sản phẩm nhanh chóng. Trộn trong nồi quay rất có hiệu quả và còn có thể tăng thêm hiệu quả mạnh hơn nhờ lắp thêm những cánh đảo quay theo hướng ngược chiều quay của nồi.

+Cấu tạo máy trộn có bộ phận trộn quay

Cấu tạo máy trộn có bộ phận trộn quay bao gồm các cơ cấu trộn, thùng trộn và bộ phận dẫn động.

Máy trộn dải băng xoắn (hình 2.10a) thuộc loại máy trộn vận chuyển. Việc trộn được tiến hành bằng băng xoắn. Băng xoắn ngoài việc trộn vật liệu còn có tác dụng làm dịch chuyển vật liệu trộn. Thùng trộn của máy trộn dải băng thường có dạng máng hay bình kín. Để chuyển chỗ sản phẩm khi trộn ở hai hướng ngược chiều nhau, trong một vài cấu tạo của máy trộn dùng băng xoắn người ta lắp hai dải băng có đường vít trái và vít phải. Dải băng được cố định trên trục. Trong trường hợp trộn sản phẩm rời rắn và đồng thời làm ẩm vật liệu thì trục máy trộn phải có những cào đặc biệt. Để làm sạch thành máng, băng phải quay với khe hở thành thùng khoảng vài milimet.

1

2

3

4

5

Hình 2.10a- Máy trộn siêu đều

Máy trộn dạng cánh đảo (hình 2.10b) cũng thuộc loại máy trộn vận chuyển . Việc khuấy trộn được tiến hành bằng cánh đảo, thông thường thì các cánh này được lắp chặt trên trục nằm ngang. Các máy trộn loại này có thể làm việc liên tục hay gián đoạn.

Máy trộn kiểu vít tải có thể làm việc gián đoạn hay liên tục. Ở máy trộn vít tải cánh đứt thực hiện trộn vật liệu bằng cả năm quá trình trộn. Nó được sử dụng khi vừa trộn vừa vận chuyển vật liệu. Để đảo trộn mãnh liệt hơn ta sử dụng máy trộn vít tải hai trục. Các bộ phận của loại máy này tương tự như ở máy trộn cánh nhưng trục trộn ở đây dài hơn và cánh phải nằm trên bề mặt vít hoặc cánh liền thành bề mặt vít. Như vậy máy trộn vít tải cánh đứt là trường hợp riêng của máy trộn cánh. Máy trộn vít tải thẳng đứng làm việc gián đoạn gồm có cơ cấu trộn dạng vít tải đứng nằm trong ống khuếch tán. Ở máy trộn này vật liệu được tuần hoàn nhiều lần và đảo trộn khá mạnh nên được dùng để trộn những sản phẩm dạng bột.

Cũng thuộc loại máy trộn vít tải làm việc gián đoạn còn có máy trộn vít xoắn nghiêng còn gọi là máy trộn hành tinh . Máy gồm thùng trộn hình nón bên trong đặt vít xoắn nghiêng, vít xoắn đặt nghiêng theo độ nghiêng của đường sinh vỏ thùng. Ngoài ra ở trên vít còn được nối với cơ cấu quay vít do động cơ quay để quay vít theo trục thẳng đứng của thùng. Vít xoắn được truyền động từ động cơ qua hộp giảm tốc tới khớp các đăng. Sau thời gian đảo trộn đạt yêu cầu, mở van chắn của ống tháo sản phẩm để thu hồi sản phẩm bột hỗn hợp.

Để trộn vật liệu dạng bột khô, người ta còn dùng máy trộn ly tâm. Cấu tạo của máy gồm vỏ cố định, rôto hình nón cụt có gắn các cánh trộn và có các lỗ vào cửa thông liệu. Quá trình cứ tiếp tục như thế cho tới khi đạt yêu cầu.

Hình 2.10b Máy trộn cảnh đảoHình 2.10c Máy trộn vít đứng

2.1.9 Máy tạo viên phân vi sinh

2.1.9.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình nén ép vật thể (Theo Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh, 2000. Máy gia công cơ học Nông sản thực phẩm. NXB Giáo dục)

a- Khái niệm

Nén ép là quá trình xích lại gần của các phần tử nguyên liệu dưới tác dụng của ngoại lực, kết quả là khối lượng riêng được tăng lên.

Nhìn từ góc độ sản phẩm thì quá trình nén ép là quá trình tạo ra khối sản phẩm phụ thuộc vào khối lượng riêng và độ sệt của nó. Khối sản phẩm tạo ra có thể giữ được hình dạng dưới ảnh hưởng của nội lực liên kết hay phản lực ngoài từ các vật giới hạn (bởi các bộ phận làm việc như thanh viền, thành bình, thành máng,…).

Mục đích của quá trình nén ép là ngoài công việc tách pha lỏng, lèn chặt sản phẩm nhằm cải tiến điều kiện vận chuyển, nó còn làm cho sản phẩm có hình dạng nhất định.

b- Các phương pháp nén ép

Quá trình nén ép tạo hình có các phương pháp sau: nén, xoắn, rung, ép trào, cán lăn.

Theo trị số áp suất nén ép mà người ta phân chia thành:

· Ép không có chất phụ gia dính kết ở áp suất nhỏ (150 ÷ 200 kG/cm2).

· Ép dưới áp suất cao (300 ÷ 350 kG/cm2).

· Ép dưới áp suất nhỏ (500 ÷ 100 kG/cm2) có chất phụ gia dính kết.

Phương pháp tạo thành viên nhỏ cho phép thu được sản phẩm có chỉ số ép cao nhất.

2.1.9.2 Quá trình hình thành sản phẩm trong rãnh hở

Khuôn 3 cùng các rãnh phân bố theo hướng kính 2 được giữ cố định. Cánh gạt 1 quay ngược chiều kim đồng hồ, gần như tiếp xúc với các đường sinh của mặt trong khuôn. Nguyên liệu được đưa vào vùng 4. Trước tiên vật liệu bị lèn chặt, kế theo đó bị nén ép trong rãnh 2 rồi bị đẩy lọt qua nó.

Như vậy giai đoạn đẩy nguyên liệu từ diện tích các vách xảy ra trước giai đoạn nén.Trong buồng ép phần vật liệu abcd nằm trên rãnh ngẫu nhiên trở thành “chày”. Khi ứng lực tác dụng từ phần vật liệu này lớn hơn phần áp lực của khối vật liệu nằm trong rãnh thì khối vật liệu trong rãnh dời chỗ - bắt đầu giai đoạn dồn đẩy và khối nguyên liệu abcd từ buồng nén chuyển xuống rãnh. Ở đây khi phản áp lực giảm xuống (ma sát tĩnh được thay thế bằng ma sát động), ứng suất trong buồng nén cũng giảm xuống và vật liệu từ khe (từ đường sinh F) “chảy tự do” xuống rãnh nén. Việc ấn nguyên liệu xuống rãnh và sự dồn đẩy nó theo rãnh được tiếp diễn cho đến khi khe hở giữa cánh gạt và mặt trong của khuôn chưa đạt tới trị số cho phép cực tiểu.

Ở các máy ép viên khe hở lấy bằng 0,3 – 0,5 mm. Khe hở lớn là điều không mong muốn vì như vậy sẽ làm cho hao phí năng lượng một cách vô ích để nén lặp lại lớp vật liệu nằm trên bề mặt trong khuôn ở các chu trình nén tiếp theo.

Hình 2.11. Sơ đồ tạo hình trong rãnh hở của cánh gạt

2.1.9.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến dạng khi ép sản phẩm

a- Những yếu tố đặc trưng cho tính chất cơ lý của sản phẩm

Môđun ép: đặc trưng cho khả năng của sản phẩm khi bị lèn chặt dưới ảnh hưởng của áp suất ngoại, bỏ qua tổn thất áp suất do ma sát, yếu tố này ở trong khoảng áp suất nào đó là đại lượng không đổi và phụ thuộc vào loại sản phẩm, cấu trúc của nó và kích thước thành phần hạt của nó.

Hệ số áp suất bên: là tỷ số áp suất bên từ mặt bên của vật liệu ép với áp suất ép tác dụng thẳng đứng.

Độ ẩm, nhiệt độ và thành phần cỡ hạt sản phẩm.

b- Những yếu tố đặc trưng cho điều kiện ép

Những yếu tố đặc trưng cho điều kiện ép bao gồm:

· Áp suất ép riêng.

· Ma sát của sản phẩm với dụng cụ ép, đại lượng đó phụ thuộc tính chất sản phẩm và trạng thái bề mặt của dụng cụ ép.

· Hình dáng viên ép và tương quan kích thước của nó.

· Chế độ ép: chu kỳ hay liên tục.

· Số bề mặt của bánh ép trực tiếp chịu áp suất ép.

· Quá trình ép viên và đóng bánh được đặc trưng bởi độ nén ép.

2.1.9.4. Các phương pháp tạo viên phân vi sinh

Tạo viên là công đoạn sản xuất các loại sản phẩm dạng hạt. Trong công nghệ sản xuất phân vi sinh, công đoạn này được thực hiện trên các thiết bị chảo quay để tạo viên dạng hình cầu vởi đường kính 3- 5 mm; hoặc dùng máy nén ép.

a-Phương pháp vo viên

Hỗn hợp phân vi sinh đưa vào vo viên có kích thước hạt đạt yêu cầu và đã được phối trộn cũng như trộn đều. Hỗn hợp được cung cấp tự động liên tục vào máy bằng băng tải hay thủ công. Khi chảo quay, nhờ ma sát mà hổn hợp được nâng lên theo chiều quay chảo tới độ cao nhất định, rồi chuyển động lăn xuống phía dưới.

Trong quá trình này, các phân tử được làm ẩm bằng phun nước, khi chuyển động lăn xuống dưới sẽ liên kết cới nhau như lăn bột, làm cho các phần tử có dạng hình cầu và tăng dần kích thước. Khi đạt đến kích thước nhất định, quá trình chảo quay sẽ giúp cho các phần tử có đủ động năng vượt qua thành chảo để rơi sang tầng khác của chảo vo viên. Nhờ thiết kế thêm tầng ngoài, nên quá trình vo viên làm việc liên tục.

Hình 2.12- Cấu tạo máy vo viên 2 tầng

b- Phương pháp ép viên phân vi sinh

Phương pháp ép tạo viên có những ưu điểm vượt trội như: Kết hợp tất cả các thành phần nguyên liệu vào viên phân bón để tạo ra sản phẩm phân bón với thành phần dinh dưỡng mong muốn. Không cần công đoạn sấy và chỉ sử dụng năng lượng ở dạng điện năng. Các thiết bị sản xuất ít bị mòn, có chi phí vận hành thấp, thân thiện với môi trường do ít tạo ra bụi. Chi phí đầu tư thấp do không cần các thiết bị sấy. Qui trình ép tạo viên có độ linh hoạt cao, dễ thay đổi công suất sản xuất. Việc thay đổi các chế độ hoạt động để sản xuất một chủng loại phân bón mới cũng được thực hiện rất nhanh, do đó việc vận hành cũng đơn giản hơn.

Hình 2.13. Cấu tạo máy ép viên

1. Máng cấp liệu

2. Vít tải

3. Cánh gạt

4. Khuôn

5. Nắp

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm:

+ Xác định các nguyên liệu dùng để sản xuất phân hữu cơ vi sinh

+ Các dữ liệu công nghệ, máy và thiết bị phục vụ thiết kế.

+ Lựa chọn công nghệ sản xuất phân hữu cơ vi sinh cho nhà máy thiết kế.

+ Tính toán quá trình và lựa chọn hệ thống ủ.

+ Tính toán thiết kế công đoạn làm nhỏ nguyên liệu bằng phương pháp nghiền.

+ Tính toán quá trình và lựa chọn thiết bị sàng rung.

+ Tính toán quá trình và lựa chọn thiết bị định lượng.

+ Tính toán quá trình và lựa chọn thiết bị trộn.

+Tính toán thiết kế công đoạn tạo viên.

+ Lựa chọn các thiết bị phụ trợ khác.

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phương pháp điều tra thu thập thông tin

+ Nghiên cứu tài liệu, sách báo từ thư viện và trên internet các thông tin liên quan đến vấn đề đang nghiên cứu.

+ Tìm hiểu, nghiên cứu và kế thừa các công nghệ sản xuất đã có.

+ Trực tiếp tham khảo ý kiến từ giáo viên, người hướng dẫn.

3.2.2 Phương pháp thiết kế, lựa chọn sơ đồ công nghệ

Phải thiết kế, lựa chọn sao cho đơn giản, ít tốn kém nhưng phải thỏa mãn các yêu cầu công nghệ, kỹ thuật, phù hợp với khả năng tại nơi lắp đặt.

3.2.3 Phương pháp xác định nghiên cửu lý thuyết

Dựa vào tài liệu nghiên cửu: cấu tạo , nguyên lý hoạt động , phân loại, chọn lựa các máy móc thiết bị phụ hợp phục vụ trong dây chuyền sản xuất phân vi sinh.

3.2.4 Phương pháp tính toán, thiết kế, lựa chọn máy móc thiết bị

Tính toán, thiết kế, lựa chọn máy móc thiết bị phải phù hợp với công nghệ, năng suất chung của toàn hệ thống và các tính chất cơ lý của nguyên liệu được gia công.

3.2.5 Phương pháp chế tạo

Các chi tiết tiêu chuấn như bu lông- đai ốc, ổ bi, các bộ truyền động cơ khí, động cơ điện được mua trên thị trường.

Các chi tiết máy và bộ phận còn lại của các máy trong dây chuyền được tiến hành chế tạo theo các họ công nghệ chế tạo điển hình như: họ chi tiết càng, họ chi tiết may ơ, họ chi tiết trục, họ chi tiết vỏ hộp.

3.2.6 Phương pháp khảo nghiệm

Dựa vào các máy móc thiết bị trong dây chuyền sản xuất phân vi sinh được chế tạo tại xưởng bộ môn máy sau thu hoạch tiến hành đo đạc, đánh giá.

Khảo nghiệm dây chuyền được tiến hành theo các qui định chung về khảo nghiệm để đánh giá được các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật này bao gồm:

-Chất lượng viên phân:

Các chỉ tiêu tiến hành khảo nghiệm đo đạc bao gồm: kích thước viên, độ bền viên.

-Năng suất:

Bằng cách xác định khối lượng phân bột hoặc phân viên sản xuất trong thời gian khảo nghiệm (máy bắt đầu và kết thúc sản xuất theo khoảng thời gian qui định) để xác định năng suất.

-Mức tiêu thụ điện năng riêng:

Mức tiêu thụ điện năng riêng để sản xuất được căn cứ vào mức tiêu thụ điện năng để sản xuất một khối lượng sản phẩm (đây chính là khối lượng phân được sản xuất trong khoảng thời gian tiến hành khảo nghiệm xác định năng suất).

3.2.7 Các thiết bị đo

Đo các thông số hình bằng thước các loại: thước mét, thước kẹp.

Đo khối lượng bằng cân.

Đo các đại lượng điện: thiết bị đo công suất kiểu hiện số điện tử.

3.2.8 Phương pháp đo đạc xác định các tính chất cơ lí của nguyên liệu than bùn dùng sản xuất phân bón vi sinh

Các tính chất cơ lí của than bùn gồm: khối lượng thể tích, khối lượng riêng, độ ẩm , thành phần.

a- Các khái niệm

Khối lượng thể tích: là khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó, bao gồm các khoảng trống và khe hở trong khối chất đó.

Khối lượng riêng: là khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó (thể tích mà chất chiếm chỗ).

Độ ẩm: là tỉ lệ phần trăm giữa lượng nước chứa trong một chất so với tổng khối lượng của chất đó.

b- Phương pháp tiến hành đo đạc

Các thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp thực nghiệm, gồm các bước chính sau:

+ Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn, các mẫu thí nghiệm cũng được lấy một cách ngẫu nhiên.

+ Tiến hành thí nghiệm: tiến hành phân tích, đo đạc các mẫu với các dụng cụ thích hợp.

+ Xử lý các số liệu đo đạc được.

Tùy từng đại lượng cần đo mà có các phương pháp cụ thể ứng với từng đại lượng đó.

Khối lượng thể tích: Dựa vào định nghĩa ban đầu, ta có phương pháp xác định khối lượng thể tích như sau:

+ Lấy mẫu.

+ Cho mẫu vào ống nghiệm.

+ Cân xác định khối lượng mẫu và ống nghiệm, trừ đi khối lượng ống được khối lượng mẫu trong ống.

+ Từ thang đo trên ống xác định được thể tích mẫu.

+ Chia khối lượng mẫu cho thể tích mẫu xác định được khối lượng thể tích.

+ Tiến hành tương tự cho các mẫu còn lại.

+ Xử lí các số liệu đo đạc được.

Khối lượng riêng: Dựa vào định nghĩa ban đầu, ta có phương pháp xác định khối lượng riêng như sau:

+ Lấy mẫu.

+ Cân xác định khối lượng mẫu và bì, trừ đi khối lượng bì xác định được khối lượng mẫu.

+ Cho một thể tích nước nhất định vào ống nghiệm.

+ Cho từ từ mẫu vào ống nghiệm, xác định thể tích nước lúc sau, trừ cho thể tích nước ban đầu xác định được thể tích nước mà mẫu chiếm chỗ.

+ Cân khối lượng bì và mẫu còn lại, trừ đi khối lượng bì xác định được khối lượng mẫu còn lại.

+ Trừ khối lượng mẫu ban đầu cho khối lượng mẫu còn lại xác định được khối lượng mẫu đã cho vào ống nghiệm.

+ Chia khối lượng mẫu đã cho vào ống nghiệm cho thể tích mà mẫu chiếm chỗ xác định được khối lượng riêng.

+ Tiến hành tượng tự cho các mẫu còn lại.

+ Xử lý các số liệu đo đạc được.

Độ ẩm : Phương pháp xác định độ ẩm như sau:

+ Lấy mẫu.

+ Cân bì và mẫu, trừ đi khối lượng bì xác định được khối lượng mẫu ban đầu.

+ Tiến hành phơi khô hoặc sấy.

+ Cân bì và mẫu sau khi phơi, trừ đi khối lượng bì xác định được khối lượng mẫu lúc sau.

+ Trừ khối lượng mẫu lúc đầu cho khối lượng mẫu lúc sau được khối lượng nước đã bay hơi.

+ Chia khối lượng nước đã bay hơi cho khối lượng mẫu ban đầu xác định được độ ẩm.

+ Tiến hành tương tự cho các mẫu còn lại.

+ Xử lý số liệu đo đạc được.

Chương 4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1 Xác định nguyên liệu dùng để sản xuất phân hữu cơ vi sinh

+Nguyên liệu dùng để sản xuất phân vi sinh đó là than bùn được phơi khô, khử mùi và tách tạp chất.

+ Các chất phụ gia (chiếm 5 %): thành phần đa, trung, vi lượng (hữu cơ hoặc vô cơ), chế phẩm lên men vi sinh khử mùi, giống vi sinh vật, các chất tạo môi trường (cao, acid...) Được thu mua từ các doanh nghiệp trong và ngoài nước.

4.2 Thiết kế dây chuyền công nghệ và lựa chọn máy móc thiết bị

4.2.1 Sơ đồ công nghệ:

Sơ đồ công nghệ trình bày như hình 4.1 và 4.2.

Hình 4.1. Trình bày sơ đồ công nghệ ủ than bùn làm phân vi sinh.

Hình 4.1. Thiết bị ủ vi sinh

1: Thùng chứa dịch lỏng (vi sinh); 2: Bơm; 3: Vòi phun; 4: Hộp che; 5: Băng tải;

6: Đống ủ

-Thuyết minh qui trình công nghệ

Quy trình công nghệ được phân thành những bước sau:

Bước 1: Thu gom, vận chuyển than bùn, bùn thải.

Quá trình thu gom bùn thải, than bùn về nhà máy phải có tính kiểm soát tại nguồn như sau: bùn thải hữu cơ, than bùn phải được kiểm tra các thành phần như: độ ẩm, ph, thành phần dinh dưỡng, thành phần nguy hại nhằm đáp ứng các yêu cầu sau:

+ Than bùn phải có hàm lượng dinh dưỡng cao đáp ứng các yêu cầu nguyên liệu sử dụng để sản xuất phân vi sinh.

+ Than bùn được thu gom phải có thành phần nguy hại nhỏ hơn ngưỡng nguy hại cho phép.

Than bùn được vận chuyển về nhà máy tái chế bằng xe chở chuyên dụng.

Bước 2: Tập kết, xử lý sơ bộ bùn thải, than bùn (tách các tạp chất, phân loại, khử mùi, đảo trộn sơ bộ).

Quá trình tập kết, xử lý sơ bộ than bùn được thực hiện trong nhà tiếp nhận. Than bùn trên xe được vận chuyển xuống nền nhà bằng phương tiện cơ giới (xe xúc), sau đó tiến hành tách tạp chất, phân loại theo độ ẩm, ph, hàm lượng dinh dưỡng.

+ Than bùn, bùn thải lấy từ các doanh nghiệp hầu như rất ít các tạp chất do đã được phân loại từ nguồn nên loại này hầu như không cần tách, còn bùn lấy từ cống rãnh thì lẫn nhiều tạp chất nên phải tiến hành tách tạp chất: rác, cát, đá… được thực hiện thủ công và có kết hợp với các phương tiện cơ giới như xe xúc lật.

+ Than bùn, bùn thải có ph cao sẽ được tập kết riêng và phối trộn hóa chất điều chỉnh môi trường để kéo về ph = 6,5 - 7,5, bùn thải, than bùn có ph thấp cũng được phân loại riêng sau đó phối trộn hóa chất điều chỉnh môi trường để đẩy lên ph = 6,5 – 7,5. Bùn thải, than bùn có ph = 6,5 – 7,5 thì không cần phối trộn hóa chất điều chỉnh môi trường.

+ Xử lý mùi của bùn thải, than bùn bằng cách phun vi sinh, tỷ lệ vi sinh đưa vào khoảng 1/50.000 và có thể tăng hay giảm tùy thuộc hàm lượng hữu cơ trong bùn thải, than bùn (vì mức độ phát sinh mùi hôi của bùn phụ thuộc vào sự phân hủy các chất hữu cơ).

Để tăng hiệu quả xử lý sơ bộ, toàn bộ quá trình trộn hóa chất, vi sinh, chất độn đều được đảo trộn bằng phương tiện cơ giới như: xe xúc, xe xúc lật.

Bước 3: Làm giảm độ ẩm than bùn, bùn thải.

Than bùn, bùn thải sau khi được xử lý sơ bộ phải có ph từ 6,5 – 7,5, sau đó được vận chuyển bằng xe chuyên dụng đến nhà làm khô, tách ẩm. Nguyên liệu được trải đều trên nền nhà dầy khoảng 0,25 – 0,35 m và được đảo định kỳ. Để tăng khả năng tách ẩm của than bùn trong nhà làm khô có lắp đặt hệ thống ống thổi khí. Khi độ ẩm của nguyên liệu còn 20 – 30 % thì đưa đi phối trộn nguyên liệu.

Bước 4: Phối trộn nguyên liệu và ủ hiếu khí được thực hiện trong nhà chế biến phân.

Than bùn từ nhà làm khô sẽ được xe xúc lật đưa lên xe chở chuyên dụng đưa vào nhà chế biến phân. Tại đây bùn sẽ được phối trộn vi sinh vật gốc sau đó tiến hành ủ hiếu khí.

Than bùn (hoặc các chất hữu cơ dùng làm nguyên liệu sản xuất phân vi sinh) được đưa đi ủ vi sinh thành đống nhờ băng tải đai 5. Quá trình vận chuyển trên băng tải, tiến hành phun vi sinh ở dạng dịch lỏng vào nguyên liệu. Băng tải đai sẽ chuyển thành đống dạng hình nón. Quá trình ủ phân vi sinh có thể thực hiện ở trong nhà hoặc ngoài trời (như ở công ty vi sinh). Vi sinh được phun vào nguyên liệu nằm trên băng tải ở dạng phun sương hoặc tưới nhờ bơm. Thiết bị phụ đi cùng gồm có thùng chứa và bơm ly tâm.

Hình 4.2. Trình bày sơ đồ dây chuyền công nghệ xưỏng chế biến phân vi sinh năng suất 5 tấn/h.

Bước 5: Bước phối trộn thành phẩm.

Sau thời gian ủ vi sinh quy định để lên men vi sinh ở dạng ủ kỵ khí (ngoại trừ một số ít nằm ở mặt ngoài đồng ủ ở dạng hiếu khí do tiếp xúc với không khí ngoài trời), được đưa đi nghiền nhỏ bằng máy nghiền búa. Quá trình nghiền được cơ giới hoá từ khâu nạp liệu đến khâu thu thành phẩm. Nguyên liệu nghiền được cấp liệu thủ công hay bằng máy vào băng tải 7 để nạp liệu vào máy nghiền 8. Máy nghiền 8 là loại máy nghiền không sàng sẽ khắc phục được hiện tượng nghẹt sàng ở các máy nghiền thông thường, và có năng suất cao và hiệu quả nghiền lớn. Sản phẩm qua máy nghiền được băng tải 9 đem đến máy phân loại bằng sàng rung 10 tách ra những phần tử có kích thước lớn để đưa đi nghiền lại bằng băng tải 11 và băng tải 12. Sản phẩm đạt độ nhỏ theo yêu cầu được băng tải 13 chuyển đi trộn hỗn hợp.

Hình 4.2. Dây chuyền chế biến phân vi sinh 5 T/h

7 ; 9 ; 11 ; 12 ; 13 ; 14 ; 16. Băng tải- 8 .Máy nghiền – 10. Sàng rung

15 . Máy trộn – 17 . Máy vo viên.

Băng tải 14 còn làm nhiệm vụ định lượng. Quá trình vận chuyển trên băng sẽ được phối liệu thêm các cấu tử (thành phần khác) nhờ băng tải định lượng 13. Dòng hỗn hợp chứa đầy đủ các thành phần sẽ được trộn đều nhờ máy trộn 15 hoạt động theo nguyên lý thùng quay. Đây là loại máy trộn có thể làm việc theo kiểu liên tục hoặc gián đoạn. Sau khi trộn xong, hỗn hợp được đưa đi đóng bao nếu là sán phẩm dạng bột. Trong dây chuyền sản xuất phân viên thì sán phẩm sẽ tiếp tục chuyến sang giai đoạn tạo viên.

Bước 6: Bước tạo viên phân vi sinh

Sản phẩm sau khi được trộn đều được băng tải 16 chuyển sang máy vo viên 17 (hoặc ép viên) ở đây phân sẽ được tạo viên và tiến hành làm khô bằng thiết bị sấy hay phơi trong bóng râm, phân khô được bao gói và xuất xưởng, cung ứng ra thị trường tiêu thụ, giúp cho bà con nông dân nâng cao năng suất cây trồng. Phân hữu cơ vi sinh dạng viên giúp cho quá trình bảo quán phân dài hơn, phân sẽ trở nên tốt hơn cho đất.

4.2.2-Tính toán lựa chọn máy móc thiết bị

4.2.2.1 Cho công đoạn ủ

Chọn phương pháp đánh đống theo hình chóp núi. Mô hình của đống phân ủ như hình 4.3:

Hình 4.3: Mô hình đống phân ủ

Nguyên liệu được đánh đống theo dạng hình chóp núi với chiều cao h, đáy là đường tròn tâm O bán kính R.

Với cách này có thể đánh đống được một khối lượng phân ủ lớn, việc đảo trộn được dễ dàng hơn, tạo điều kiện cho không khí lưu thông trong đống ủ, giúp quá trình ủ hiếu khí diễn ra thuận lợi, đạt được phân ủ đúng tiêu chuẩn.

Thiết bị cần có:

1) Băng tải đai 5

· Đặc tính kỹ thuật:

+ Năng suất: 10 tấn/h

+ Chiều dài băng tải: 12 m.

+ Bề rộng băng tải: 0,6 m.

+ Số lớp bố vải trên băng: 3 lớp.

+ Công suất động cơ: 5 HP.

+ Dạng làm việc: Di động bằng thủ công khi chuyển chỗ nhờ 4 bánh xe.

+ Số công nhân vận hành: 4 người nạp liệu.

2) Thùng chứa vi sinh 1:


+ Vật liệu chế tạo: Nhựa Polyme

+ Dung tích chứa: 0,5 m3.

3) Bơm ly tâm 2:


+ Lưu lượng: 3 m3/h

+ Cợt áp H = 30 m

+ Công suất động cơ: 0,25 kw.

4.2.2.2 Tính toán thiết kế cho công đoạn nghiền

a- Lựa chọn nguyên lí làm việc và mô hình máy nghiền thiết kế

Lựa chọn máy nghiền thiết kế dựa trên những cơ sở sau:

+ Qua phân tích 4 nguyên tắc cơ học của quá trình nghiền.

+ Máy nghiền lựa chọn phải là loại làm việc liện tục.

+ Nguyên liệu nghiền là sau khi ủ có ẩm độ khá cao từ 25 ÷ 30 %.

+ Máy nghiền lựa chọn phải đơn giản, dễ chế tạo, lắp ráp nhưng phải phù hợp với yêu cầu công nghệ và điều kiện tại nơi lắp đặt.

Từ những cơ sở trên, tôi chọn nguyên tắc làm việc của máy nghiền thiết kế là nguyên tắc va đập tự do kiểu búa, đây là loại máy nghiền được dùng phổ biến, máy hoạt động liện tục cho năng suất cao. Cấu tạo máy gồm:

+ Máng cấp liệu: được thiết kế theo kiểu hướng kính để nguyên liệu rơi thẳng xuống rôto đang quay.

+ Bộ phận nghiền: gồm đĩa nghiền, búa nghiền, chốt treo búa.

+ Do độ ẩm của phân tương đối cao, nếu dùng sàng phân loại dễ dẫn đến hiện tượng kẹt lỗ sàng. Do đó máy không có sàng phân loại và bộ phận thu hồi sản phẩm. Nguyên liệu sau khi nghiền sẽ rơi xuống sàng phân loại được bố trí phía dưới máy nghiền. Do độ ẩm nguyên liệu cao, lượng bụi sinh ra không đáng kể nên máy không cần bộ phận lọc bụi.

Mô hình máy nghiền như hình 4.4:

1

2

3

4

6

7

8

9

10

5

Hình 4.4: Mô hình máy nghiền thiết kế

1. Động cơ, 2.Ổ bi đỡ, 3. Trục truyền động, 4.Cụm truyền đai, 5.Khung đế

6.Máng cấp liệu, 7.Búa nghiền, 8. Chốt treo búa, 9.Đĩa treo búa, 10. Buồng nghiền

b- Thông số công nghệ

1)- Máy nghiền búa phân ly bằng sàng ngoài buồng nghiền 8



+ Số lượng búa nghiền: 60 cái.

+ Số vòng quay của rô to: 2.200 vg/ph

+ Bề rộng buồng nghiền: 0,3 m.


+ Dạng làm việc:cố định..

+ Số công nhân vận hành: không (sử dụng cùng băng tải 7).

2)- Băng tải đai 7







3)- Băng tải đai 9

+ Năng suất 6 tấn/h

+ Chiều dài 5 m

+ Công suất động cơ 3 HP

4) Sàng rung 10 : Lựa chọn mô hình sàng rung (hình 4.5)

Hình 4.5- Mô hình máy sàng rung phân loại phân sau khi nghiền

1. Cửa ra sản phảm lớn; 2. Lưới sàng; 3. Bệ sàng; 4. Tay biên dật; 5. Trục quay

6. Mô tơ; 7. Chân đế; 8. Lò xo; 9. Cửa ra sản phẩm nhỏ; 10. Đối trọng gây rung



+ Nguyên lý làm việc : kiểu sàng rung

+ Bề rộng sàng: 1,02 m

+ Số tầng phân loại: 2 tầng



+ Số công nhân vận hành: không (sử dụng cùng băng tải 9).

5) Băng tải 11







+ Dạng làm việc:cố định.

6) Băng tải 12







4.2.2.3 Cho công đoạn định lượng

a) Lựa chọn nguyên lý làm việc và mô hình máy định lượng thiết kế

Lựa chọn máy định lượng thiết kế dựa trên những cơ sở sau:

+ Qua phân tích các nguyên tắc làm việc và phân loại máy định lượng.

+ Máy định lượng lựa chọn phải là máy làm việc liên tục.

+ Nguyên liệu định lượng là phân vô cơ, là loại nguyên liệu dạng rời.

+ Sản phẩm cần định lượng là phân bón nên yêu cầu về độ chính xác định lượng không cần cao.

Xuất phát từ yêu cầu công nghệ và theo các dữ liệu thiết kế đã nêu, tôi chọn nguyên lý làm việc của máy định lượng là định lượng kiểu thể tích dạng băng tải. Đây là loại máy định lượng liên tục phù hợp với công nghệ chung của toàn dây chuyền.

Mô hình máy như hình 4.6:

Hình 4.6: Mô hình máy định lượng băng tải thiết kế

1. Máng cấp liệu, 2. Tấm điều chỉnh lượng cấp liệu, 3. Khung máy, 4. Băng tải

5. Động cơ – Hộp giảm tốc, 6. Bộ truyền động xích, 7. Tang chủ động

8. Bộ phận căng đai, 9. Tang bị động.

Máy định lượng gồm băng tải 4 đặt nghiêng. Chiều dài và độ dốc băng tải do kết cấu và cách bố trí máy móc thiết bị trong dây chuyền quy định. Vì băng tải ngắn, nên không cần các con lăn đỡ thành hình lòng máng ở nhánh chủ động. Phần nhánh bị động có hai trục đỡ. Độ căng băng tải được điều chỉnh bởi bộ phân căng đai 8 làm thay đổi vị trí tang bị động 9.

Nguyên liệu đuợc cấp vào máng cấp liệu 1. Lượng nguyên liệu nằm trên băng được điều chỉnh bằng tấm điều chỉnh 2. Với vận tốc băng tải giữ cố định thì chiều cao lớp vật liệu trên băng sẽ quyết định lượng phân vô cơ định lượng theo thời gian. Băng tải nhận truyền động từ bộ truyền xích 6 được dẫn động bằng động cơ có gắn hộp giảm tốc 5.


1) Băng tải định lượng 13








+ Số công nhân vận hành: 1 người điều khiển.

2) Băng tải định lượng 14


+ Năng suất: 500 kg/h






+ Số công nhân vận hành: 0.

4.2.2.4 Cho công đoạn trộn

a- Lựa chọn nguyên lí làm việc và mô hình máy trộn thiết kế

Lựa chọn máy trộn dựa trên những cơ sở sau:

+ Máy trộn lựa chọn phải là loại làm việc liên tục.

+ Nguyên liệu trộn là phân bón, yêu cầu về độ trộn đều không cao.

+ Độ ẩm của nguyên liệu khá cao, nếu dùng các loại máy trộn có bộ phận trộn quay dễ gây ra kẹt máy.

+ Máy phải dễ dàng chế tạo, lắp đặt, tiết kiệm chi phí.

Từ những cơ sở trên tôi chọn loại máy trộn thùng quay trục nghiêng. Cấu tạo của máy như hình 4.7:

2

3

4

5

6

8

7

1

9

14

13

12

11

10

Hình 4.7: Mô hình máy trộn thùng quay thiết kế

1. Cửa cấp liệu, 2, 6. Vành đai, 3. Cánh đảo trộn, 4. Cặp bánh răng

5. Thân thùng trộn, 7. Hộp tháo sản phẩm, 8. Cửa thoát liệu, 9. Con lăn đỡ

10. Động cơ, 11. Trục gắn bộ truyền xích, 12. Con lăn đỡ chặn.

Thân thùng quay là một ống trụ có đường kính từ 300 ÷ 3000 mm. Chiều dài ống trụ lớn hơn đường kính từ 3,5 ÷ 7 lần. Thân thùng được chế tạo từ thép tấm có bề dày từ 3 ÷ 6 mm, hàn lại với nhau.

Phía gần hai đầu thùng được lắp vành đai, mỗi vành đai tỳ lên hai con lăn đỡ, thùng đặt nghiêng về phía tháo sản phẩm so với mặt phẳng ngang một góc từ 10 ÷ 20o. Giữa thùng lắp vành răng ăn khớp với một bánh răng nhỏ dẫn động để làm quay thùng. Bánh răng nhỏ này nhận truyền động từ động cơ thông qua bộ truyền xích và trục truyền động. Để thùng không bị trượt thì cặp con lăn gần phía đầu thùng ngoài nhiệm vụ đỡ còn làm nhiệm vụ chặn không cho thùng trượt xuống. Phía cuối thùng theo hướng vật liệu đi xuống bố trí hộp tháo sản phẩm và cửa thoát liệu. Bên trong thùng hàn các cánh đảo để tăng cường khả năng đảo trộn.

Thùng là thiết bị lớn nặng nên không dùng trục tâm để đỡ mà phải đỡ bằng hệ thống vành đai con lăn đỡ. Vành đai lắp chặt với thùng bằng các chân đế hoặc bằng cách hàn. Đường kính vành đai thường lấy gấp 1,2 lần đường kính thùng.


1) Máy trộn thùng quay 14



+ Chiều dài máy trộn: 3.5 m.

+ Đường kính máy trộn: 0,6 m.

+ Công suất động cơ: 7,5 HP.


+ Số công nhân vận hành:0.

2) Băng tải tháo sản phẩm trộn 16








+ Số công nhân vận hành: 1 người nạp liệu.

4.2.2.5 Cho công đoạn vo viên

a ) Dữ liệu và các yêu cầu kỹ thuật

- Ẩm độ phân dạng thô ( 13 %;

- Kích thước hạt phân dạng thô ( 1 mm;

- Khối lượng thể tích của phân:

3

/

650

500

m

kg

¸

=

r

;

- Kích thước viên cần đạt đựơc từ ( 4 - ( 6.

-Năng suất máy vo viên 5 T/h;

b ) Lựa chọn mô hình máy

+ Lựa chọn nguyên lý làm việc:

Xuất phát từ yêu cầu về năng suất 5 tấn/h, nếu chọn nguyên lý vo viên 1 tầng thì đường kính máy vo viên rất lớn. Vì ở máy vo viên một tầng, quá trình làm việc của máy gián đoạn: việc cấp liệu, phun ẩm để tạo sự dính kết, tháo sản phẩm sẽ riêng biệt. Do đó, năng suất ở các máy vo viên một tầng thấp hơn nhiều so với máy vo viên hai tầng, người vận hành thao tác phức tạp, hiệu quả sản xuất thấp. Để khắc phục, cần thiết cải tiến quá trình làm việc của máy vo viên là liên tục, nên chúng tôi chọn nguyên lý làm việc của máy vo viên thiết kế kiểu 2 tầng. Ở nguyên lý làm việc này cả 3 quá trình nạp nguyên liệu, vo viên tạo hạt, tháo sản phẩm diễn ra đồng thời. Máy có sơ đồ nguyên lý trình bày như hình 4.8.

Hình 4.8. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy vo viên hai tầng.

1. Chảo thu sản phẩm; 2.Chảo vo; 3. Vòi phun; 4. Trục chảo; 5. Khung máy.

Hỗn hợp phân vi sinh đưa vào vo viên có kích thước hạt đạt yêu cầu và đã được phối trộn cũng như trộn đều. Hỗn hợp được cung cấp tự động liên tục vào máy bằng băng tải hay thủ công. Khi chảo quay, nhờ ma sát mà hỗn hợp được nâng lên theo chiều quay chảo tới độ cao nhất định, rồi chuyển động lăn xuống phía dưới. Trong quá trình này, các phân tử được làm ẩm bằng phun nước, khi chuyển động lăn xuống dưới sẽ liên kết cới nhau như lăn bột, làm cho các phần tử có dạng hình cầu và tăng dần kích thước. Khi đạt đến kích thước nhất định, quá trình chảo quay sẽ giúp cho các phần tử có đủ động năng vượt qua thành chảo để rơi sang tầng khác của chảo vo viên. Nhờ thiết kế thêm tầng ngoài, nên quá trình vo viên làm việc liên tục.

c) Đặc tính kỹ thuật

-Các thông số hình học: Kích thước hình học của chảo được xác định từ năng suất , với năng suất 5 T/h chảo có đường kính 2 m, thành chảo cao 0,4 m. Góc nghiên của chảo phái lớn hơn góc ma sát giữa vật liệu vo viên và vật liệu chế tạo chảo.Kết quả tính toán góc nghiêng của chảo nằm trong khoáng 35 - 600 ; chọn bằng 450 .

-Các thông số động học : Số vòng quay của chảo được xác định theo đường kính của chảo tao viên. Với đường kính 2 m, tốc độ quay của chảo tạo viên là 16 vg/ph.

- Các thông số động lực học:

+ Công suất chi phí cho khắc phục ma sát giữa vật liệu tạo viên và bề mặt chảo, ma sát giữa các hạt và khối nguyên liệu tạo viên; công suất chi phí đế nâng vật liệu tạo viên lên độ cao xác định so với điểm thấp nhất của chảo tạo viên. Kết quả tính toán công suất chi phí cho quá trình vo viên là 2.745 W.

+ Truyền động : Truyền động cho máy vo viên được phân phối thành 3 bộ truyền động. Tính từ động cơ điện gồm bộ truyền đai, truyền động bánh răng trụ, truyền động bánh răng côn. Trục thứ cấp của truyền động bánh răng công truyền động tới trục chảo vo viên bằng khớp nối trục.

Từ công suất chi phí cho vo viên, chi phí mất mát qua các bộ truyền, xác định được công suất động cơ 4 kW.

Máy được chế tạo như hình 4.9

Hình 4.9- Máy vo viên 2 tầng.

4.2.3 Các trang thiết bị phụ trợ

1) Máy nén khí: 1 cái;

2) Xe nâng chạy trong xưởng: 1 cái;

3) Xe rùa : 3 cái.

4) Băng tải di động: 1 cái

• Sau khi lựa chọn các máy móc thiết bị trong hệ thống nhà máy sán xuất phân hữu cơ vi sinh, tôi thiết kể sơ đồ máy thiết bị trong dây chuyền như hình 4.10:

Hình 4.10- Dây chuyền máy sản xuất phân hữu cơ vi sinh năng suất 5 T/h

1. Băng tải cấp liệu; 2. Máy nghiền búa; 3. Bang tải dẫn sản phẩm nghiền tới sàng rung; 4. Sàng rung; 5,6. Băng tải dẫn sản phẩm to đế nghiền lại; 7,8 Băng tải định lượng; 9. Máy trộn; 10. Băng tải dẫn sản phẩm tới máy vo viên; 11. Máy vo viên.

4.3 Tính toán mặt bằng, nhà xưởng

4.3.1 Tính toán mặt bằng:

a)- Mặt bằng ngoài trời:

300 m2 (Dung tích chứa 750 – 1.000 m3)

b)- Mặt bằng trong xưởng:

+ Diện tích đặt máy móc thiết bị:

F1 =

å

=

n

i

i

F

1

1

= 64 m2

Trong đó: F11 – diện tích đặt băng tải 1, F11 = 8 m2;

F12 – diện tích đặt máy nghiền 2, F12 = 2 m2;

F13 – diện tích đặt băng tải 3, F13 = 6 m2;

F14 – diện tích đặt sàng rung 4, F14 = 4 m2;



F17 – diện tích đặt băng tải định lượng 7, F17 = 8 m2;

F18 – diện tích đặt băng định lượng 8, F18 = 4 m2;

F19 – diện tích đặt máy trộn 9, F18 = 4 m2;

F19 – diện tích băng tải 10, F19 = 8 m2;

F110 – diện tích máy vo viên 11 , F110 = 6 m2;

F111 – diện tích đặt băng tải thành phẩm 12, F112 = 6 m2;

+ Diện tích cần thiết để tiến hành công việc: F2 = 64 m2.

+ Diện tích lối đi lại giữa các máy móc lấy bằng 50 % diện tích đặt máy: F3 = 32 m2.

+ Diện tích để nguyên liệu sản xuất trong xưởng: F4 = 150 m2.

+ Diện tích để thành phẩm : F5 = 50 m2.

+ Diện tích gian phụ: F6 = 48

Vậy tổng diện tích mặt bằng cần thiết là:

F =

å

=

6

1

i

i

F

= 408 m2.

Mặt bằng xưởng chế biến trình bày như hình 4.11

Hình 4.11- Mặt bằng lắp đặt dây chuyền sản xuất phân vi sinh 5 T/h.

1,3,5,6,8,10,11,12 – Băng tải đai; 2 – Máy nghiền búa;

4 – Sàng rung; 7 – Máy trộn; 9 – Máy vo viên.

Chương 5

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1 Kết luận

Công nghệ sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ than bùn là một giải pháp hữu ích, cung cấp một lượng lớn phân bón cho nông nghiệp, giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, đem lại lợi nhuận kinh tế lớn.

Công nghệ sản xuất không phức tạp, máy móc thiết bị đơn giản có thể đặt mua ở trong nước, vấn đề chủ yếu nằm ở mức độ cơ giới hóa và chế phẩm vi sinh vật gốc dùng ủ phân.

Với công nghệ này có thể đáp ứng được nhu cầu rất lớn về lượng phân bón sắp tới cho nông nghiệp và lâm nghiệp.

5.2 Kiến nghị

Do công nghệ còn mới chưa được phổ biến rộng rãi nên cần phải nghiên cứu sâu hơn để hoàn chỉnh công nghệ, máy móc thiết bị, chuyển giao cho những nơi có nhu cầu.

Nguyên liệu than bùn được lấy từ nhiều nguồn khác nhau nên thành phần và các tính chất cơ lý của mỗi loại là khác nhau. Do đó trước khi thu gom cần lấy mẫu phân tích kỹ để có được nguồn nguyên liệu chất lượng cho quá trình sản xuất.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1- Nguyễn Văn Hùng, 1999. Thiết kế máy. Tủ sách Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh.

2- Trương Văn Tiến, Bùi Thị Lý.2007.Tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy nghiền mì lát dạng giọt nước năng suất 5000 kg/h. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư cơ khí, Đại học Nông Lâm, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam.

3- Nguyễn Văn Hợp, 2000. Máy trục-vận chuyển. Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải.

4- Nguyễn Thế Cường và Mã Ngọc Vũ, 2002. Tính toán thiết kế và khảo nghiệm máy nghiền rác làm phân vi sinh năng suất 3 tấn/h. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư cơ khí, Đại học Nông Lâm, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam.

5- Nguyễn Quang Giang và Võ Văn Minh, 2005. Nghiên cứu, thiết kế và khảo nghiệm sơ bộ hệ thống chế biến phân viên vi sinh hữu cơ năng suất 2 tấn/h. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư cơ khí, Đại học Nông Lâm, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam.

6- PGS. TS. Bùi Văn Miên, 2004. Máy chế biến thức ăn gia súc. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Thành phố Hồ Chí Minh.

7- Nguyễn Như Nam và Trần Thị Thanh, 2000. Máy gia công cơ học nông sản thực phẩm. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.

8- Trần Hữu Quế, 2006. Vẽ kỹ thuật cơ khí tập 1 và 2. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.

9- Đỗ Phi Long, 2009.Nghiên cứu thiết kế dây chuyền sản xuất phân bùn hữu cơ10 T/h

Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư cơ khí, Đại học Nông Lâm, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam.

10- Huỳnh Thị Thu Hiền, 2009.Khảo nghiệm và đề xuất quy trình vận hành máy ép viên phân hữu cơ vi sinh-200 kg/h. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư cơ khí, Đại học Nông Lâm, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam.

11- TS. Trần Thị Thanh- TS. Nguyễn Như Nam.Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy vo viên phân vi sinh hai cấp và xác định các thông số tối ưu hóa bàng phương pháp quy hoạch thực nghiệm cực trị.

12- Khoa Cơ Khí Công Nghệ- Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM, 2009. Thiết kế xưởng và dây chuyền sản xuất phân bón hữu cơ công suất 5-10 T/h.

13- Phạm Thành Đạt, 2009. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo sàng rung trong dây chuyền sản xuất phân vi sinh. Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư cơ khí, Đại học Nông Lâm, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam.

14- Tài liệu trên internet: - www.hth.com.vn

- www.thuonghieuvungmien.vn.

- www.google.com

O�2, H2O

Tổng hợp MHCVS

CO�2 , H2O

Phân hủy

Chất hữu cơ (than bùn,bã bùn)

Tỏa nhiệt

Năng lượng

Vi sinh vật

Hình 2.1. Sơ đồ quy trình biến đổi hóa sinh nguyên liệu hữu cơ.

Nöôùc thaûi röûa

Nöôùc xöû lyù khí, buïi

Đóng bao

Phân bột

Xử lý khí, bụi

Nước thái rứa, nước xử lý khí

Phối trộn thành phẩm

Thổi khô (Ủ chín)

Ủ hảo khí(cưỡng bức)

đảo trộn định kỳ

Phối trộn nguyên liệu

-Giống vi sinh vật gốc

-môi trường dinh dưỡng.

-NPK, vi lượng, chất kích thích sinh trướng

Đóng bao phân viên

nhắc đến tương lai rơi nước mắt,nhìn về quá khử … · web view2.1.9.3 những...

Documents