Đề tài Thiết kế chế tạo máy nông nghiệp RIAM

PHẦN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Từ cây lương thực “chống đói”, cây sắn Việt Nam đã có khối lượng xuất khẩu đứng hàng thứ 2 Thế giới và trở thành cây xóa đói giảm nghèo cho bà con nông dân. Nhờ áp dụng nhiều giống mới có năng xuất cao và có hàm lượng bột lớn như giống KM60, KM94, ... Năng xuất sắn bình quân cả nước từ 79,9 tạ/ha năm 1999 đã tăng lên 106,4 tạ/ha năm 2001 và tăng thêm 20 tạ cho mỗi ha vào năm 2002, năm 2006 năng suất đạt 162,5 tạ/ha. Diện tích trồng sắn cũng không ngừng mở rộng, từ 220.000 ha năm 1999 lên 263.900 ha năm 2001 và đến tháng 9 năm 2002 đã có 270.000 ha, diện tích năm 2006 là 474.800 ha. Hiện nay, khối lượng xuất khẩu sắn của Việt Nam đạt khoảng 200.000 tấn năm, đứng hàng thứ 2 Thế giới, chỉ sau Thái Lan. Nhu cầu của Thế giới đối với tinh bột sắn ngày càng tăng, nhất là tại các thị trường Trung Quốc, Đài Loan, Hàn Quốc và Nhật Bản. Bên cạnh các thị trường tiêu thụ sắn khô truyền thống là EU và Mỹ. Trong đó, sắn khô chủ yếu làm lương thực (59%) và thức ăn gia súc (28%). Tinh bột sắn nhiều công dụng hơn, ngoài việc làm thực phẩm trực tiếp còn là nguyên liệu không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp lớn như để làm hồ in, định hình và hoàn tất trong công nghiệp dệt. Đồng thời tinh bột sắn còn dùng trong sản xuất cồn, bột nêm, mì chính,... Nhận rõ hiệu quả vấn đề do cây sắn đem lại, một số tỉnh ở miền núi phía Bắc đã xây dựng nhà máy chế biến, cùng một số tỉnh miền Trung như Thanh Hoá, Nghệ An, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế. Các thiết bị trong dây chuyền sản xuất tinh bột sắn hiện nay của chúng ta chủ yếu nhập khẩu từ Thái Lan, Trung Quốc. Đặc biệt, hiện nay ở Việt Nam Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp RIAM đã thiết kế, chế tạo thành công dây chuyền thiết bị sản xuất tinh bột sắn và đang áp dụng ở Phú Thọ, Thái Nguyên. Do đó, việc nắm vững cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, cũng như xác định được nguyên nhân gây hư hỏng để có biện pháp khắc phục, là rất cần thiết với mỗi nhà máy để đảm bảo hoạt động sản xuất. Vì thế, dưới sự hướng dẫn của ThS.Võ Văn Quốc Bảo, tôi thực hiện đề tài: “Tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, các dạng hư hỏng và đề xuất các biện pháp khắc phục của một số thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất tinh bột sắn tại nhà máy FOCOCEV Thừa Thiên Huế”. PHẦN 2. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY TINH BỘT SẮNFOCOCEV THỪA THIÊN HUẾ 2.1. Hoàn cảnh ra đời của nhà máy Nhà máy tinh bột sắn FOCOCEV Thừa Thiên Huế đóng tại Km 802, quốc lộ 1A, xã Phong An, huyện Phong Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế, diện tích mặt bằng sản xuất 2592m2. Được thành lập theo quyết định số 520/CT-HC ngày 30/04/2004 của tổng giám đốc công ty Thực phẩm và Đầu tư Công nghệ. Máy móc thiết bị của nhà máy được trang bị hiện đại, dây chuyền được nhập từ Thái Lan. Công suất thiết kế giai đoạn một của nhà máy là 60 tấn sản phẩm tinh bột /ngày. Đội ngũ cán bộ, công nhân có trình độ cao, trong đó 30% là trình độ đại học, 60% là trình độ cao đẳng-trung cấp và 10% là lao phổ thông. Những năm đầu thành lập, nhà máy đã chú trọng xây dựng và quy hoạch vùng nguyên liệu trên 7 huyện (Nam Đông, Phú Lộc, Hương Trà, Phong Điền, Hương thuỷ, A Lưới, Phú Vang) với diện tích hàng nghìn hecta. Hiện nay, với việc nâng cấp công suất nhà máy giai đoạn hai với công suất 120 tấn tinh bột/ngày, vùng nguyên liệu ngày càng được mở rộng trên các địa bàng trong tỉnh và các vùng lân cận. Ngoài ra, nhà máy cũng tiếp nhận một phần nguyên liệu nhập từ các tỉnh như Quảng Trị, Quảng Bình... Với sự ra đời của nhà máy tinh bột sắn FOCOCEV trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế đã tạo điều kiện thuận lợi về mặt kinh tế và xã hội. Nhà máy cũng đã giải quyết việc làm cho một bộ phận người dân, góp phần vào sự chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên những vùng đất khô hạn. 2.2. Vùng nguyên liệu của nhà máy Hiện nay, vùng nguyên liệu chủ yếu của nhà máy là từ nguồn cung cấp ở các huyện trong tỉnh. Đặc biệt, các huyện có sản lượng sắn cao nhất là Phong Điền, Hương Trà, A Lưới. Và ngoài ra, nhà máy còn nhập nguyên liệu từ các tỉnh khác như Quảng Trị, Quảng Bình với số lượng không nhiều. Bảng 1. Lượng sắn nhập cho nhà máy của các huyện trong tỉnh ơ Năm 2006 2007 2008 Đơn vị Diện tích (ha) Sản lượng (tấn) Diện tích (ha) Sản lượng (tấn) Diện tích (ha) Sản lượng (tấn) Phong Điền 942,3 12.250 1.130,7 14.700 1.346,2 17.500 Hương Trà 538,5 7.000 646,2 8.400 769,2 10.000 Phú Lộc 269,2 3.500 323,1 4.200 384,6 5.000 Nam Đông 269,2 3500 323,1 4200 384,6 5000 A Lưới 538,5 7.000 646,2 8.400 769,2 10.000 Phú vang, HươngThủy, Quảng Điền 134,6 1.750 161,5 2.100 192,3 2.500 Tổng cộng 2.692 35.000 3.231 42.000 3.846 50.000 (Nguồn thống kê của nhà máy) Tuỳ giống, điều kiện trồng trọt, đất đai, khí hậu... mà hàm lượng tinh bột của nguyên liệu ở các vùng có sự khác nhau. Bảng 2. Hàm lượng tinh bột của các vùng nguyên liệu trong tỉnh STT ĐƠN VỊ HÀM LƯỢNG TINH BỘT( %) 1 Phú Lộc 25-27 2 Nam Đông 26-30 3 Hương Thuỷ 24-27 4 Phú Vang 23- 25 5 Hương Trà 24-28 6 A Lưới 25-27 7 Phong Điền 25-28 (Nguồn thống kê của nhà máy) Trong những năm qua nhà máy không ngừng cải tiến kỹ thuật và cung cấp các giống sắn mới như KM 95, KM 95-3... có sản lượng và hàm lượng tinh bột cao để tăng năng suất nhà máy. Hiệu suất thu hồi cao, tỷ lệ giữa nguyên liệu tươi và thành phẩm là 4:1. 2.3. Cơ cấu tổ chức nhà máy Nhà máy tinh bột sắn FOCOCEV là một thành viên của Tổng công ty thực phẩm và đầu tư công nghệ. Điều hành nhà máy là giám đốc với sự giúp đỡ của một phó giám đốc. Nhà máy gồm 4 phòng: - Phòng tổng hợp. - Phòng tài chính- kế toán. - Phòng sản xuất kỹ thuật. - Phòng quản lý chất lượng - môi trường. Mỗi phòng có chức năng và nhiệm vụ cụ thể, chịu sự chỉ đạo trực tiếp của giám đốc. Giữa các phòng có sự tương tác qua lại với nhau để đảm bảo cho quá trình sản xuất được nhanh chóng và thuận lợi. Để dễ dàng hình dung tổ chức hoạt động của nhà máy, tôi xin trình bày dưới dạng sơ đồ sau. PHẦN 3. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3.1. Tổng quan về cây sắn 3.1.1. Nguồn gốc cây sắn Cây sắn thuộc chi Manihot loài Manihot Esculenta, còn có tên khác: khoai mì, cassava, tapioca, singkong... là cây lương thực ăn củ, thuộc họ thầu dầu Euphrbiaceae. Cây sắn có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới của châu Mỹ La tinh và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm. Trung tâm phát sinh cây sắn được giả thiết tại vùng đông bắc Braxin, thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại. Hiện nay, sắn được trồng trên 100 nước ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, tập trung nhiều ở châu Phi, châu Á và Nam Mỹ. Cây sắn du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỉ XVIII. Sắn được canh tác ở hầu hết ở các tỉnh của nước ta từ Bắc đến Nam. 3.1.2. Một số giống sắn được trồng tại Việt Nam Giống sắn KM-60: Có tên gốc là Rayong – 60, được nhập từ Thái Lan. Giống sắn này có thân xanh, tán gọn, phân nhánh hẹp. Thời gian thu hoạch ở các tỉnh phía Nam là 6-9 tháng và năng suất 27,5 tấn/ha, ở các tỉnh phía Bắc là 9-10 tháng và năng suất thấp hơn khoảng 35 tấn/ha. Giống sắn KM 94: Có tên gốc là MKUC 28-77-3, được nhập từ trung tâm cây có củ của Thái Lan. Giống có thân cây màu xanh, hơi cong, không phân nhánh. Ngọn cây có màu tím. Năng suất củ tươi ở các tỉnh phía Nam khoảng 40,6 tấn/ha, các tỉnh phía Bắc khoảng 25-43 tấn/ha. Hàm lượng chất khô là 38,6%. Hàm lượng tinh bột khá cao 27,4%. Giống sắn KM 95: Tên gốc là OMR 33-17-15. Giống có thân cây thẳng, màu xám vàng, phân nhánh đến cấp 3. Năng suất củ tươi 40 tấn/ha. Tỉ lệ chất khô 36,3%. Hàm lượng tinh bột 25,5%. Thời gian thu hoạch 5-7 tháng. Giống sắn SM 937-26: Giống được nhập từ Thái Lan. Giống có thân cây màu đỏ, thẳng, gọn, không phân nhánh. Năng suất củ tươi đạt 40,5 tấn/ha, hàm lượng tinh bột là 27,1%. Thời gian thu hoạch 6-10 tháng. Giống HL-23: Giống được tạo từ Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp Hưng Lộc (Đồng Nai). Giống có thân cây cao 2,0-2,4m, không phân nhánh, tán gọn. Thân non có màu xanh vàng, già có màu trắng mốc. Củ thuôn, màu vỏ ngoài nâu nhạt, thịt củ trắng. Thời gian thu hoạch 7-9 tháng, năng suất khoảng 18-20 tấn/ha. Giống KM 95-3: Tên gốc là SM-1157-3. Giống do Trung tâm cây có củ viện khoa học nông nghiệp Việt Nam chọn lọc. Giống có thời gian từ trồng đến thu hoạch là 8-10 tháng. Cây cao vừa phải, khỏe, không phân cành. Lf loại sắn ngọt, hàm lượng tinh bột 22%, năng suất 25-43 tấn/ha. 3.1.3. Cấu tạo giải phẩu của củ sắn Sắn là loại củ có lõi (tim củ) nối từ thân cây chạy dọc theo củ đến đuôi củ. Cấu tạo: Vỏ gỗ, vỏ cùi, thịt sắn và lõi sắn. Hình 1: Củ sắn - Vỏ gỗ: Chiếm 0,5 - 3% khối lượng củ. Gồm các tế bào cấu tạo từ cellulose và hemicellulose, hầu như không có tinh bột. Vỏ gỗ là lớp ngoài cùng, sần sùi, màu nâu thẫm, chưa các sắn tố đặc trưng. Có tác dụng giữ cho củ rất bền, không bị tác động cơ học bên ngoài. So với các loại củ khác thì vỏ củ sắn thuộc loại dễ phân biệt và dễ tách nhất. - Vỏ cùi: Dày hơn vỏ gỗ, chiếm khoảng 8 - 20% trọng lượng củ. Gồm các tế bào được cấu tạo bởi cellulose và tinh bột (5 – 8%). Giữa các lớp vỏ là mạng lưới ống dẫn nhựa củ, trong mủ có nhiều tanin, enzyme và sắc tố. - Thịt sắn: Là thành phần chiếm chủ yếu của củ sắn, bao gồm các tế bào có cấu tạo từ cellulose và pentozan, bên trong là các hạt tinh bột và nguyên sinh chất. Hàm lượng tinh bột trong ruột sắn không đều. Kích thước hạt tinh bột sắn khoảng 15 - 80m. Sắn để càng già càng có nhiều xơ. - Lõi sắn: Thường nằm ở trung tâm dọc theo thân củ. Lõi chiếm từ 0,3 – 1% khối lượng củ. Thành phần cấu tạo chính là cellulose và hemicellulose. 3.1.4. Thành phần hoá học của củ sắn Thành phần hoá học Hàm lượng % Nước 70,25 Tinh bột 21,45 Đường 5,14 Protein 1,12 Lipit 0,40 Cellulose 1,10 Tro 0,54 3.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trên Thế giới Năm 2006 toàn Thế giới có 100 nước trồng sắn (FAO 2008) với tổng diện tích 18,61 triệu ha, năng suất 12,16 tấn/ha, sản lượng 226,33 triệu tấn. Sắn được trồng nhiều nhất tại Châu Phi 11,82 triệu ha (57% diện tích toàn cầu), kế đến là châu Á 3,78 triệu ha (25%), và châu Mỹ La Tinh 2,7 triệu ha (18%). Nước có sản lượng sắn nhiều nhất Thế giới là Nigieria (45,72 triệu tấn), kế đến là Indonesia (19,92 triệu tấn) và Thái Lan (22,58 triệu tấn). Nước có năng suất sắn cao nhất hiện nay là Ấn Độ (31,43 tấn/ha), Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của Thế giới là 12,16 tấn/ha (FAO 2008). Mức tiêu thụ sắn bình quân toàn Thế giới khoảng 18 kg/người/năm. Sản lượng sắn của Thế giới được tiêu dùng trong nước khoảng 85% (lương thực 58%, thức ăn gia súc 28%, chế biến công nghiệp 3%, hao hụt 11%), còn lại 15% (gần 30 triệu tấn) được xuất khẩu dưới dạng sắn lát khô, sắn viên và tinh bột. Buôn bán sắn trên Thế giới năm 2006 ước đạt 6,9 triệu tấn sản phẩm, tăng 11% so với năm 2005 (6,2 triệu tấn). Trong đó, tinh bột sắn và bột sắn chiếm khoảng 3,5 triệu tấn, sắn lát và sắn viên 3,4 triệu tấn. Trung Quốc hiện là nước nhập khẩu sắn nhiều nhất Thế giới để làm cồn sinh học, tinh bột biến tính, thức ăn gia súc và dùng trong công nghiệp thực phẩm dược liệu. Năm 2006 Trung Quốc nhập khẩu 1,15 triệu tấn tinh bột, bột sắn và 3,40 triệu tấn sắn lát và sắn viên. Thái Lan là nước suất khẩu sắn lớn nhất Thế giới, chiếm koảng 85% lượng suất khẩu toàn cầu, kế đến là Indonesia và Việt Nam. Thị trường xuất khẩu chủ yếu của Thái Lan là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản và cộng đồng châu Âu với tỷ trọng xuất khẩu sắn khoảng 40% bột và tinh bột sắn, 25% là sắn lát và sắn viên (TTTA 2006, FAO 2007 ). Viện Nghiên cứu Chính sách lương thực Thế giới (IFRRI) đã tính toán và dự báo tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn toàn cầu với tầm nhìn đến năm 2020, thì sản lượng sắn toàn cầu ước đạt 275,10 triệu tấn, trong đó chủ yếu sản xuất ở các nước đang phát triển là 274,7 triệu tấn, các nước đã phát triển 0,04 triệu tấn. Mức tiêu thụ sắn ở các nước đang phát triển dự báo đạt 254,60 triệu tấn so với các nước đã phát triển 20,5 triệu tấn. Và châu Phi được dự báo vẫn là khu vực dẫn đầu sản lượng sắn toàn cầu, năm 2020 sẽ đạt 168,6 triệu tấn. 3.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sắn trong nước Những năm gần đây, Việt Nam đứng thứ 10 trên Thế giới về sản lượng sắn (7,71 triệu tấn), là nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ 2 trên Thế giới sau Thái Lan. Điều này chứng tỏ cây sắn đang chuyển đổi nhanh chóng từ vai trò là cây lương thực truyền thống sang cây công nghiệp. Sự hội nhập đang mở rộng thị trường sắn, tạo nên những cơ hội chế biến tinh bột, tinh bột biến tính, sản xuất sắn lát, sắn viên để xuất khẩu, góp phần vào sự phát triển của đất nước. Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của công nghệ sản xuất tinh bột thì cây sắn được trồng ngày càng nhiều, đặc biệt là các tỉnh ở Đông Nam Bộ, Duyên Hải Nam Trung Bộ, Bắc Trung Bộ... làm nguyên liệu cho các nhà máy chế biến, thức ăn gia súc ... Bảng 3. Diện tích, năng suất và sản lượng của Việt Nam.(2000 - 2006) Năm 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Diện tích (1000 ha) 235 250 337 372 384 426 475 Năng suất (Tấn/ha) 8,6 8,3 13,2 14,3 14,5 15,8 16,2 Sản lượng (Triệu tấn) 2,0 2,0 4,4 5,3 5,6 6,7 7,7 (Nguồn FAO 2007) Tinh bột sắn Việt Nam đã trở thành một trong bảy mặt hàng xuất khẩu mới có triển vọng, được Chính phủ và các địa phương quan tâm phát triển. Cả nước hiện có 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn đã đi vào hoạt động với tổng công suất chế biến 3,8 triệu tấn sắn củ tươi/ năm và nhiều cơ sở chế biến sắn thủ công rải rác hầu hết các tỉnh trồng sắn. Việt Nam hiện sản xuất mỗi năm khoảng 800.000 – 1.200.000 tấn tinh bột sắn, trong đó trên 70% xuất khẩu và gần 30% tiêu thụ trong nước. Sản phẩm xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu là tinh bột, sắn lát và bột sắn. Thị trường chính là Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Singapo, Hàn Quốc. Tầm nhìn đến năm 2020, diện tích sắn của Việt Nam dự kiến ổn định khoảng 450 nghìn ha, nhưng sẽ tăng năng suất và sản lượng sắn bằng cách chọn tạo và phát triển các giống sắn tốt có năng suất củ tươi và hàm lượng tinh bột cao. 3.4. Một số phương pháp chế biến sắn 3.4.1. Chế biến sắn khô Nguyên liệu Rửa Phơi khô Bóc vỏ Cắt thành miếng Sắn sau khi làm sạch được cắt thành các lát mỏng. Sau đó tiến hành phơi khô. Phần lớn các trường hợp người ta sử dụng năng lượng mặt trời để làm khô sắn. Các lát sắn được rải đều trên sân ximăng hoặc sân gạch để phơi. Quá trình phơi khô lát sắn được tiến hành trong 2-4 ngày, tuỳ theo kích thước lát sắn, bề dày lớp phơi, cường độ nắng... Dùng các dạng năng lượng để sấy khô lát sắn thường ít được áp dụng bởi vì trong lát sắn hàm lượng nước rất cao, nếu dùng năng lượng sấy sẽ rất tốn kém. Sắn lát thường được phơi khô cho đến khi đạt độ ẩm dưới 14% thì có thể đem bảo quản. 3.4.2. Chế biến sắn hạt Sắn khô Nghiền Làm sạch Ép tạo hạt Làm nguội Đóng bao Sắn sau khi phơi khô sẽ được tách các chất lẫn tạp như đất cát ra khỏi các lát sắn. Các lát sắn có kích thước lớn được đưa vào máy nghiền cho nhỏ lại. Tuỳ thuộc vào hàm lượng nước trong sắn, người ta tiến hành phun nước để đưa khối sắn vào bảo quản ở hàm lượng nước 14%. Người ta tiến hành tạo hạt bằng cách ép các khối sắn trong các rỗ sắt và có lỗ đường kính khoảng 8-10mm. Trong quá trình ép làm nhiệt trong khối sắn tăng lên và có thể đạt 820C và gây ra gen hoá từng phần tinh bột. Điều này cho phép các hạt kết dính tốt. Sau đó cho các hạt sắn đi qua ống khí thẳng đứng hoặc nằm ngang và được thổi gió qua làm nguội để đóng bao. PHẦN 4. NỘI DUNG CHÍNH 4.1. Quy trình chế biến tinh bột sắn từ củ sắn Nguyên liệu Tiếp nhận Cân Kiểm tra độ bột Phễu nạp liệu Bóc vỏ Tạp chất Nước Rửa NƯỚC SẠCH RỬA CỦ Chặt Mài Nước Sữa loãng Trích ly thô Trích ly tinh 2-40 Be Phân ly 1&2 10-120Be Nước thai Nước sạch Phân ly 3 18-200Be Ly tâm 32-35% Sấy 210-2200C Làm nguội Đóng bao * Sơ đồ hình vẽ quy trình công nghệ 4.2. Thuyết minh quy trình sản xuất Quy trình sản xuất bao gồm các công đoạn chính sau: - Nạp liệu - mài. - Trích ly. - Phân ly. - Ly tâm tách nước. - Sấy. - Đóng bao. 4.2.1. Nạp liệu - Mài Nguyên liệu sau khi thu hoạch sẽ được thu mua về nhà máy. Đầu tiên, xe qua bộ phận cân để xác định khối lượng trước khi vào bãi tập trung nguyên liệu. Sau khi nhập nguyên liệu, người ta tiến hành cân xe lần hai để xác định khối lượng thực của nguyên liệu. Sau đó, phòng KCS lấy mẫu nguyên liệu để xác định hàm lượng tinh bột, đồng thời xác định hàm lượng tạp chất như đất, đá ... và tỉ lệ sắn bị hư hỏng. Tại bãi xe xúc lật đưa sắn vào phễu nạp liệu, với mỗi lần xúc khoảng 4,5m3. Thời gian bảo quản sắn nguyên liệu phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó yếu tố thời tiết là rất quan trọng. Trường hợp thời tiết khô ráo, mát mẽ sắn có thể bảo quản khoảng 7-10 ngày. Nếu thời tiết không thuận lợi sắn có thể hư hỏng rất nhanh. Vì vậy theo nguyên tắc nguyên liệu nhập trước đưa vào sản xuất trước. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, lượng sắn nhập về quá nhiều, không kịp đưa vào sản xuất, cần phải điều tiết, có thể trộn nguyên liệu mới và củ để đảm bảo các chỉ tiêu công nghệ của sản phẩm. Từ phễu nạp liệu, sắn được đổ xuống băng tải 1 theo nguyên tắc tự chảy và đưa lên lồng bóc vỏ. Để khắc phục hiện tượng bị nghẽn sắn, tại phễu cấp liệu có bố trí búa rung. Trên đường đi của băng tải 1 có công nhân nhặt đá, tạp chất và chặt các gốc sắn còn sót khi thu hoạch. Ở lồng bóc vỏ dưới tác dụng của lực ma sát giữa nguyên liệu với nguyên liệu, nguyên liệu với thành thiết bị, đồng thời có nước từ máy phân ly phun vào để tăng cường khả năng làm sạch thì vỏ lụa được tách ra khoảng 40-45%. Trong quá trình nguyên liệu bị xáo trộn và di chuyển liên tục trong lồng bóc vỏ thì các tạp chất khác như đất, đá, cát ... bám trên củ sắn cũng được tách ra. Ra khỏi lồng, sắn được xả xuống bể rửa nước tiếp tục tách vỏ. Còn nước và tạp chất theo máng chảy ra ngoài đến lồng tách vỏ. Bể rửa nước được chia làm 4 ngăn, ngăn số 1 và 3 chứa nước, ngăn số 2, ngăn số 4 khô. Nước rửa cũng được lấy từ nước thải của máy phân ly. Tại đây dưới tác dụng của cánh khuấy làm cho sắn bị đảo trộn, tăng ma sát giữa sắn với sắn, sắn với cánh khuấy và thân thiết bị. Nên vỏ gỗ tiếp tục bị tách ra. Cuối công đoạn rữa có phun nước sạch để rửa trước khi vào máy chặt. Tạp chất theo ống dẫn ra ngoài hệ thống sử lý nước thải. Sau đó, sắn được băng tải 2 đưa lên máy băm. Trên đường đi có bố trí công nhân làm sạch một lần nữa, nhằm loại bỏ các tạp chất như kim loại, đá sót lại tạo điều kiện cho máy băm và máy mài hoạt động tốt. Sắn được đổ vào họng của máy băm, tại đây sắn được băm nhỏ với kích thước khoảng 1-2cm bởi hệ thống các dao động và dao tĩnh. Băm xong, sắn được đưa xuống thùng phân phối. Thùng này có nhiệm vụ đều tiết lượng sắn xuống máy mài, thông qua các cánh gạt và vít định lượng được đều chỉnh bằng bộ biến tần. Khi vào máy mài, các lưỡi dao hình răng cưa gắn trên một rôto và có bổ sung thêm dịch sữa từ máy trích ly thô có tác dụng bào làm mịn sắn, giúp cho tinh bột trong sắn thoát ra triệt để. 4.2.2. Trích ly Hỗn hợp sau khi mài sẽ được bơm hút qua bộ phận trích ly thô gồm 6 máy trích ly chia làm 3 cụm. Ban đầu, hỗn hợp sẽ được đưa vào máy trích ly 1 và 2, với kích thước lỗ lưới 125m. Máy trích ly hoạt động theo nguyên tắc ly tâm. Dịch sữa dưới tác dụng của lực ly tâm, phần dịch có kích thước nhỏ hơn lỗ lưới sẽ lọt qua lưới theo đường ống xuống các thùng chứa sữa. Dịch sữa của máy trích ly 1 được chứa ở thùng sữa 3, của máy trích ly 2 chứa ở thùng sữa 1. Phần bã có kích thước lớn nằm trên lưới và thoát ra ngoài theo máng xuống thùng chứa bã 1. Phần bã này có hàm lượng tinh bột tương đối lớn, lại làm dịch sữa bơm lên cho máy trích ly 3 và 4 có kích thước lỗ lưới 400m. Với nguyên tắc trích ly như trên dịch sữa của 2 máy sẽ được chứa ở thùng sữa 2. Bã sẽ được chứa ở thùng chứa bã 2, rồi cấp cho trích ly 5 và 6 có kích thước lỗ lưới 800m. Phần dịch sữa của trích ly 5 và 6 chứa ở thùng sữa 2, còn bã đưa ra ngoài. Dịch sữa ở thùng 2 được bơm cấp cho máy mài và một phần cho các máy trích ly tinh 7, 8. Dịch sữa ở thùng sữa 1 được bơm qua máy trích ly tinh. Trước hết, dịch sữa sẽ qua máy trích ly tinh 7 và 8 với kích thước lỗ lưới 100m. Phần dịch sữa nhỏ lọt qua lưới của máy trích ly 7 được chứa ở thùng sữa 3, dịch sữa lọt qua lưới của máy 8 sẽ chứa ở thùng sữa 4. Phần bã không lọt lưới của máy 7 và 8 sẽ đưa về thùng chứa bã 1 làm dịch sữa cho máy trích ly 3, 4. Dịch sữa ở thùng sữa 3 nhờ bơm đưa vào máy trích ly tinh 9 và 10 có kích thước lỗ lưới 75m. Dịch sữa của máy trích ly 9 và 10 có nồng độ Bolme từ 2 - 40 được chứa ở thùng sữa 4. Còn phần bã không lọt qua lưới sẽ trở về thùng sữa 1. Sữa ở thùng 4 được máy bơm đưa đến máy phân ly thực hiện tách các chất còn sót lại. Tốc độ quay của máy trích ly thô là 1200 vòng/phút, 980 vòng/phút đối với máy trích ly tinh. Như vậy quá trình trích ly là nhằm loại bỏ hầu hết các tạp chất có kích thước lớn, thu được dịch sữa bột có Bolme từ 2 – 40. Tuy nhiên, các chất có kích thước bằng và nhỏ hơn tinh bột như dịch bào, protein vẫn chưa được loại ra, do đó mà độ tinh khiết của tinh bột giai đoạn này vẫn còn thấp. Quá trình trích ly đạt hiệu quả cao bao nhiêu càng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân ly được tốt bấy nhiêu. 4.2.3. Phân ly Mục đích của quá trình phân ly là tách các thành phần như protein, dịch bào, xơ... không thể tách ở quá trình trích ly, nâng cao độ tinh khiết của bột sắn. Đầu tiên dịch sữa ở thùng 4 được bơm cấp vào máy phân ly 1 và 2. Trước khi vào máy phân ly 1 và 2 thì dịch sữa được đi qua hệ thống lắng bằng cyclone để tách các tạp chất như cát, sỏi... Rồi tiếp tục qua bình lọc để loại bỏ các thành phần xơ còn sót trong quá trình trích ly. Khi dịch sữa vào máy phân ly, dưới tốc độ quay rất lớn của hệ thống đĩa vào khoảng 4.500 - 5.000 vòng/phút. Thì do sự chênh lệch về khối lượng, các hạt tinh bột có khối lượng lớn hơn nhận lực ly tâm văng ra thành máy và theo các pét phun ra ngoài. Các thành phần có khối lượng nhỏ như dịch bào, protein di chuyển vào trong trục theo đường ống đi ra ngoài. Để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân ly, người ta có bổ sung thêm nước và đồng thời giúp cho máy được mát trong trường hợp hụt sữa cấp vào máy. Nồng độ dịch sữa của quá trình phân ly ở máy 1 và 2 đạt khoảng 10 -120 Bolme. Sản phẩm này được chứa ở thùng sữa 5 để đưa qua máy phân ly 3. Cũng với nguyên tắc hoạt động như trên, dịch sữa sau khi qua máy phân ly 3 sẽ được chứa ở thùng 6, có nồng độ khoảng 18-200 Bolme. Thành phần chủ yếu của dịch sữa cuối này là tinh bột, nước và một phần rất nhỏ là dịch bào, protein còn sót lại. Hiệu quả của quá trình phân ly thể hiện ở các chỉ tiêu như: Độ trắng, sơ, độ sót bột qua nước thải. 4.2.4. Ly tâm tách nước Sản phẩm của quá trình phân ly là sữa bột có nồng độ từ 18-200 Bolme, được bơm cấp cho hệ thống máy ly tâm nhằm tách một phần nước tự do, hạn chế năng lượng cho quá trình sấy. Do nồng độ dịch sữa có lượng tinh bột lớn nên rất dễ lắng. Do đó, bơm cấp sữa cho máy ly tâm phải hoạt động liên tục để tránh hiện tượng sa lắng bột gây tắt đường ống. Hệ thống ống dẫn dịch sữa của bơm là hệ thống ống tuần hoàn. Sữa cấp vào máy ly tâm qua vòi phun. Dịch sữa vào máy sẽ được tách nước qua hai giai đoạn. Giai đoạn đầu, khi lớp tinh bột còn mỏng dưới tác dụng của lực ly tâm, nước sẽ vang ra thoát qua lưới lọc, còn bột được giữ lại trên vải. Giai đoạn hai, khi mà lớp tinh bột trên lưới đã dày, nước không thể xuyên qua được. Lúc này nước sẽ dâng lên trên mặt tinh bột và tràn ra ngoài. Nước được tách ra có Bolme thấp sẽ chứa ở thùng 7 và được bơm về thùng sữa 4 và 5. Độ ẩm của bột sau khi tách nước khoảng 32-35%. Quá trình tách nước càng tốt, độ ẩm càng thấp thì quá trình sấy càng nhanh và tiết kiệm năng lượng. 4.2.5. Sấy Bột sau khi cào ở máy ly tâm có độ ẩm 32-35% được băng tải chuyển đến thùng phân phối bột ẩm. Thùng này có nhiệm vụ chứa và phân phối định lượng bột ẩm cho quá trình sấy. Mặc dù đã được tách một lượng nước khá lớn nhưng bột vẫn có độ ẩm lớn. Nếu ở trạng thái tĩnh sẽ rất dễ vón cục. Vì thế để chống hiện tượng trên, ở thùng phân phối có lắp một vít đánh tơi bột hoạt động liên tục. Và một vít định lượng: Xác định lượng bột đưa vào sấy. Vít được điều chỉnh bằng thiết bị biến tần. Sau khi được vít định lượng cấp vào, vít phân tán bột sẽ đánh tơi bột thành các hạt nhỏ, giúp cho quá trình sấy khô diễn ra hiệu quả và tránh sự vón cục các hạt bột. Không khí được quạt hút qua máy lọc không khí, không khí sạch qua hệ thống gia nhiệt caloriphe, tại đây không khí lấy nhiệt của dầu truyền nhiệt. Dầu này được đốt nóng bằng than đá, nhiệt độ của dầu khoảng 2600C, qua hệ thống caloriphe nâng từ nhiệt độ không khí từ nhiệt độ môi trường lên khoảng từ 210-220 0C. Lúc này không khí nóng trên đường đi cuốn theo lượng bột ẩm đã được đánh nhỏ. Tại đây diễn ra quá trình trao đổi nhiệt, các phần tử nước có trong bột ẩm sẽ thu nhiệt rồi bốc hơi, lượng nước còn lại trong bột chỉ còn là nước liên kết. Quá trình trao đổi nhiệt diễn ra suốt chiều cao của tháp sấy. Bột càng đi lên càng khô và được làm nguội. Bột sau khi sấy đi vào 2 cyclone mắc song song. Dưới tác dụng của lực ly tâm, các phần tử bột nặng sẽ lắng trên thành rồi rơi xuống đáy nón của cyclone. Phần không khí sau khi sấy bao gồm một số cấu tử nhẹ như xơ, bột mịn với khối lượng không đáng kể và hơi nước đi qua ống tâm cyclone ra ngoài. Bột sau khi sấy có độ ẩm khoảng 12-13%. Trên đường ống qua bộ phận đóng bao có công nhân kiểm tra độ ẩm bột bằng cảm quan. Người công nhân cho tay vào ống để kiểm tra độ ẩm của bột. Bằng kinh nghiệm về giác quan cảm nhận nhiệt độ và lượng bột tải xuống. Nếu lượng bột xuống nhiều và độ ẩm lớn, công nhân sẽ điều chỉnh giảm tốc độ quay của vít định lượng cấp bột vào máy sấy bằng bộ biến tần và ngược lại. 4.2.6. Đóng bao Bột sau khi sấy được quạt nguội hút qua hệ thống cyclone gồm 3 chiếc, mắc thành 2 bước. Bước 1, gồm 2 cái mắc song song có tác dụng như nhau. Các phần tử bột nặng hơn dưới tác dụng của lực ly tâm đi theo hình xoắn ốc rơi xuống đáy. Rồi được 2 khoá khí tải xuống máy rây. Tại đây máy rây sẽ loại bỏ các hạt thô, các hạt không đúng kích thước đưa ra ngoài. Bước 2, gồm 1 cái mắc nối tiếp với đầu ra của cyclone 2 ở bước 1. Các phần tử bột nhẹ, chủ yếu là dịch bào, xơ theo ống tâm của cyclone bước 1 qua cyclone bước 2. Ở đây, chúng được tách một lần nữa. Sau đó được khoá khí tải xuống đóng bao. Phần bột này có giá trị tinh bột thấp, khoảng từ 60 - 65% hàm lượng tinh bột. Bột sau khi qua máy rây ở bước 1 rơi xuống thùng chứa. Dưới thùng có lắp vít phân phối để cung cấp cho các máy đóng bao khác nhau. Có hai máy đóng bao. Máy đóng bao tự động với khối lượng mỗi bao là 50Kg. Và máy đóng bao thủ công với khối lượng mỗi bao là 100Kg. 4.3. Một số thiết bị chính trong quy trình sản xuất 4.3.1. Lồng bóc vỏ * Cấu tạo Hình 2: Cấu tạo của lồng bóc vỏ Môtơ 2. Lồng bóc vỏ 3. Vỏ máy 4. Thanh thép 5. Cánh xoắn 6. Bánh chủ động 7. Bể chất thải Thân: Hình trụ, hai đầu được làm bằng thép tấm, phần công tác ở giữa làm bằng thép trơn, d = 12mm, xoắn từ đầu đến cuối với khe hở giữa các thanh là 12mm. Khe hở này có tác dụng để đất, cát rơi xuống và tăng ma sát khi xáo trộn. Nếu hiệu quả bóc không cao, có thể hàn tăng thêm các thanh bằng sắt rằn để tăng ma sát. Cánh dẫn hướng: Hai cánh xoắn ốc chạy bên trong từ đầu đến cuối lồng, có tác dụng dẫn hướng để đưa nguyên liệu di chuyển từ đầu đến cuối lồng. Bước xoắn đã được tính toán để thời gian lưu củ sắn trong lồng không quá lâu gây nên quá tải, cũng không lưu củ sắn quá nhanh để chưa kịp bóc. Căn cứ tốc độ quay của lồng, kích thước lồng để tính chọn bước xoắn. Toàn bộ lồng được đặt trên 4 con lăn là 4 bánh cao su có kích thước giống nhau. Những bánh cao su này để giữ cân bằng và khử những rung động khi quay. Để không cho lồng trượt dọc, dùng hai bánh cao su chặn để lắp trên khung tựa vào gân của lồng để hãm 2 hướng tới và lui. Trong 4 con lăn, chỉ có 2 bánh cao su đầu là có tác dụng truyền động quay cho lồng. Khi bánh cao su chủ động quay, truyền chuyển động quay cho lồng. Khi 2 bánh cao su truyền động đồng thời, yêu cầu vận tốc truyền phải đồng bộ, nếu vận tốc truyền không đồng bộ, 2 bánh cao su sẽ kìm hãm lẫn nhau, sẽ tạo nên trượt ở bánh cao su nào có lực ma sát bề mặt nhỏ hơn. Để giải quyết vấn đề này, người ta chế tạo bộ truyền động với yêu cầu: Cả 2 bánh cao su nhận lực từ 2 động cơ môtơ nhưng có số công suất giống nhau, đảm bảo không có sự lệch vận tốc. Bánh cao su, bánh răng, xích dẫn động về 2 phía chế tạo giống nhau, đảm bảo sai số vận tốc do 2 bên phải giống nhau. Các điều kiện về ma sát, mài mòn của 2 phía phải như nhau để đảm bảo sai số tạo ra theo thời gian phải đều cho 2 phía. Ngoài ra, trong lồng có bố trí ống nước phun vào để tăng cường khả năng bóc vỏ, đồng thời có tác dụng rửa một phần các tạp chất bám trên nguyên liệu. * Nguyên tắc hoạt động Lồng được dẫn động bởi 2 môtơ, mỗi môtơ 4kW, qua hệ thống truyền động trục và khớp nối, sẽ tạo nên sự xáo trộn trong lồng, sự xáo trộn này sẽ tạo nên sự mài xát và va đập giữa củ - củ, củ - lồng làm cho đất, cát và vỏ lụa từ củ được tróc ra và theo khe hở của lồng để rơi xuống máng hứng bên dưới. Có bổ sung thêm nước, sẽ tăng cường làm sạch sơ bộ cho củ, tăng hiệu quả bóc vỏ, tất cả đất, cát và vỏ lụa đều theo khe hở của lồng rơi xuống máng hứng, theo nước đến lồng tách rác và đi đến hệ thống xử lý nước thải. Trong quá trình mài xát và va đập đó một phần vỏ được tách ra khoảng 40-45%, phần vỏ còn lại sẽ được sẽ được tách ra ở công đoạn sau. * Sự cố và cách khắc phục - Lồng bóc vỏ không quay được do lượng nguyên vào quá nhiều, do môtơ không quay được. Khắc phục bằng cách điều chỉnh lại lượng nguyên liệu vào, kiểm tra lại môtơ và các ổ bi ở trục. - Vỏ lụa giữ lại trong máy nhiều, nước rửa không đủ, lồng bị rác quá nhiều làm cản trở quá trình bóc vỏ. Khắc phục bằng cách kiểm tra van nước và nếu rác quá nhiều thì tiến hành dừng máy để làm vệ sinh hoặc gia cố thêm các thanh ở phía trong để tăng cường khả năng bóc vỏ. - Lồng không quay hay bị rung, do các cơ cấu giữ bị mòn: Ổ bi, bánh cao su. Khắc phục bằng cách kiểm tra lại hệ thống các bánh cao su, nếu bị hỏng hoặc bị mòn thì phải thay thế. - Gãy trục dẫn động do không đồng tâm giữa các khớp nối. Khắc phục bằng cách điều chỉnh lại vị trí khớp nối và hàn lại trục. - Gãy cánh xoắn dẫn hướng do quá tải, lâu ngày bị mòn, các vít bị rơ... Khắc phục: Điều chỉnh lượng nguyên liệu vào, gia công lại: hàn, bắt vít 4.3.2. Bể rửa nước * Cấu tạo Hình 3 : Cấu tạo của bể rửa 1. Môtơ 2. Vỏ máy 3. Cánh chèo 4. Trục máy 5. Ổ bi Bể rửa được chia làm 4 ngăn riêng biệt, gồm 2 ngăn ướt và 2 ngăn khô. Cấu tạo của các ngăn giống nhau. Mỗi ngăn gồm nửa hình trụ ngăn cách bộ phận công tác phía trên và khoang chứa phía dưới. Toàn bộ máy được chế tạo bằng thép không gỉ và đặt trên khung thép. Thân trụ được xẻ rãnh để thoát nước bẩn và chất rắn nhỏ. Đáy hầm nghiêng ra bên ngoài thông với cửa xả có thể điều chỉnh được. Cửa xả được điều chỉnh bằng trục vít me, tay quay. Cánh chèo: Được làm bằng thép không gỉ, dập tiết diện có hình ô van. Cánh được lắp trên trục thép cứng hình vuông, 2 cánh chèo sát nhau được đặt lệch nhau 450 theo phương đứng để khi quay, các cánh chèo đẩy sắn đi từ đầu máy đến cuối máy. Tại cửa ra của mỗi ngăn, cánh chèo không dập ô van mà hàn với tấm gạt hướng theo chiều ra của sắn. Trục máy được dẫn động bởi 4 môtơ, công suất mỗi máy là 5,5kW. Mỗi trục được dẫn động bởi 1 môtơ. * Nguyên tắc hoạt động Môtơ truyền động làm cho trục quay, các cánh chèo bố trí theo dạng cánh xoắn có tác dụng vừa vận chuyển củ sắn từ đầu đến cuối máy, vừa có tác dụng xáo trộn để bóc vỏ và rửa củ. Ma sát tạo trong quá trình di chuyển giữa củ sắn - củ sắn, củ sắn - mái chèo và củ sắn - thân máy sẽ làm sạch củ sắn. Để tăng khả năng tách vỏ, ở các ngăn ướt người ta cấp thêm nước. Nước rửa cho quá trình này chính là nước thải từ hệ thống phân ly, nước này mang theo dịch bào và bột sót. Do đó ở ngăn cuối, có bố trí nước sạch để rửa không cho dịch bào đã được tách không đi vào lại dây chuyền, làm giảm hiệu quả công nghệ. Vỏ, đất cát mịn, lọt xuống hầm máy, theo nước ra ngoài. Công đoạn này yêu cầu củ sắn phải được bóc sạch hầu hết vỏ gỗ, đất cát và các tạp chất thô nhỏ. Hiệu suất bóc vỏ cuối công đoạn đạt khoảng 95-98%. * Sự cố và cách khắc phục - Các mái chèo bị gãy do lượng nguyên liệu vào quá nhiều hoặc do bị tạp chất nặng vào như đá to hoặc kim loại lớn, do bị mài mòn. Khắc phục bằng cách ngừng chạy để kiểm tra và thay thế hoặc gia công. - Nước rửa không thoát ra được do các khe bị tạp chất làm kín và nước thoát ra khó khăn. Khắc phục bằng cách ngừng máy để làm vệ sinh. - Trục bị rung do các ổ đở bị mòn. Khắc phục: Thay các ổ đở. 4.3.3. Máy chặt * Cấu tạo Gồm có 2 phần Thân trên: Có tiết diện hình chữ nhật, có tác dụng là một ống dẫn để định hướng cho củ sắn từ băng tải, hướng dòng nguyên liệu xuống phần công tác phía dưới và ngăn những mẩu sắn bắn ra ngoài trong lúc chặt. Phía dưới tiếp với đầu thân dưới bằng bản lề, có thể mở thân trên theo chiều quay bản lề để lộ ra thân dưới và bộ phận công tác để vệ sinh, sửa chữa. Thân dưới: Là một khung đỡ các ổ bi và toàn bộ trọng lượng của máy. Bộ phận công tác: Bao gồm dao tĩnh và dao động được đặt xen kẽ nhau, làm bằng thép chịu kéo cao, cạnh của các lưỡi dao được mạ bằng Crôm - coban để tăng cường khả năng chịu mài mòn. Dao tĩnh được làm từ thanh thép tấm thẳng, dày 10mm, đặt cách nhau 30mm, hai đầu được hàn tăng vào khung. Hình 4 : Cấu tạo máy chặt 1. Thân trên 2. Trục máy 3. Thùng phân phối 4. Cánh gạt phân phối 5. Vít định lượng 6. Môtơ cánh gạt 7. Họng máy băm Dao động được hàn trực tiếp vào trục, dao có hình hoa 3 cạnh đối xứng, đường kính 500mm, chiều dài dao 750mm, các lưỡi dao động được tổ hợp theo hướng xoắn. Dao động được dẫn động bởi môtơ 22kW và qua hệ thống puly và dây đai, tốc độ của dao động khoảng 400 vòng/phút. Hình 5 : Cấu tạo thân dưới máy băm 1. Vỏ máy 2. Trục máy 3. Dao động 4. Dao tĩnh 5. Pully * Nguyên tắc hoạt động Củ sắn sau khi được làm sạch, cấp vào máy chặt bằng băng tải. Lúc này dao tĩnh đóng vai trò như là tấm kê, dao động quay băm nhỏ củ sắn thành những mẫu nhỏ khoảng 1-2cm, các mẩu sắn nhỏ rơi xuống thùng phân phối. Dao chặt có tác dụng làm giảm kích thước mẫu sắn, giảm tải cho máy mài. * Sự cố và cách khắc phục - Dao mòn, công vênh hoặc gãy do bị kim loại, đá cứng vào. Khắc phục bằng cách dừng máy để kiểm tra, nếu bị gãy hay công vênh tiến hành hàn lại và gia công lại. - Ổ bi bị mòn và hỏng, khắc phục bằng cách bôi trơn thêm dầu hoặc thay thế. - Dao không quay được do quá tải, lượng sắn vào quá nhiều. Khắc phục bằng cách dừng máy, mở thân trên lấy bớt sắn ra và để dây chuyền hoạt động liên tục, ổn định người ta lắp hệ thống cảnh báo quá tải ở tủ vận hành giúp công nhân nhận biết để điều chỉnh lượng sắn vào máy băm. 4.3.4. Máy mài * Cấu tạo Hình 6 : Cấu tạo máy mài 1. Đế máy 2. Rôto 3. Vỏ máy 4. Môtơ 5. Hộp che dây đai 6. Trục máy 7. Khe lắp dao 8. Tấm kê 9. Tấm sàng Toàn bộ vỏ bọc và khung được làm bằng thép không gỉ AISI 304. Rôto được làm từ một khối Inox đồng nhất đã qua tôi luyện, đường kính 810mm, chiều rộng 400mm. Rôto được tạo 100 rãnh côn để lắp dao. Lưỡi dao mài có răng 2 phía, được tôi luyện chống mòn, được lắp vào rôto trong khe hẹp và được kẹp chặt giữa 2 thanh có chốt giữ. Sau khi một phía bị mòn sẽ trở lại sử dụng phía kia. Ở dưới rôto có lắp một chiếc rây bằng thép không gỉ, không cho phần thô lọt xuống. Vỏ máy có các nắp đậy để dễ dàng tháo - lắp. Rôto được dẫn động bởi môtơ 150HP qua hệ thống dây đai. Hình 7 : Cấu tạo dao và thanh dao Tấm kê: Có tác dụng giữ cho nguyên liệu nằm trên bề mặt công tác để có thể mài. Để tăng khả năng mài, trên bề mặt tấm kê có các rãnh ngang tăng ma sát. Tốc độ quay của rôto: 2100 vòng/phút. Có thể đảo chiều quay của rôto thông qua mạch khởi động từ kép để tăng tuổi thọ của dao mài. * Nguyên tắc hoạt động Sắn sau khi được chặt nhỏ nhằm giảm tải cho mài thì được các cánh gạt của thùng phân phối đưa xuống các họng của vít tải định lượng. Lượng nguyên liệu xuống máy nhiều hay ít tuỳ thuộc vào tốc độ của vít tải. Tốc độ của vít tải được điều chỉnh bằng bộ biến tần. Phía trên họng máy có bố trí vòi nước vào, nước này chính là dịch sữa của máy trích ly 3, 4, 5, 6. Khi rôto quay thì làm cho các lưỡi cưa gắn trên trục quay, sắn sẽ bị chà sát giữa dao và tấm kê. Khi sắn được bào ra thì nhờ nước rửa trôi tinh bột thành một hỗn hợp. Những mẫu sắn có kích thước nhỏ hơn khoảng cách giữa rôto và tấm kê thì lọt xuống phía dưới và nhờ sàng cong bên dưới giữ lại và bị bào mòn tiếp. Khi nào nhỏ hơn sàng cong thì xuống máng để qua trích ly. * Sự cố và cách khắc phục - Dao bị mòn, gãy do đá hoặc kim loại lọt vào. Khắc phục bằng cách trở lại bề mặt của dao hoặc thay dao mới. - Thanh nẹp bị văng ra khỏi rãnh do rãnh bị mòn hoặc chốt giữa hai thanh nẹp bị gãy. Khắc phục bằng cách ngừng máy để lấy ra thay thế thanh nẹp khác hoặc hàn định vị lại chốt . - Trục và các ổ bi bị mòn do hoạt động lâu ngày và thiếu dầu bôi trơn. Khắc phục bằng cách bôi trơn thường xuyên các ổ bi nếu bị hỏng thì phải thay thế. - Sàng lọc cong bị thủng hoặc bị hở. Do khi nẹp văng làm thủng, kim loại vào do quá trình làm sạch không triệt để hoặc do hoạt động lâu ngày làm cho lưới lọc bị hở ra khỏi thành. Khắc phục bằng cách hàn lại những lỗ thủng và kiểm tra vị trí của lưới lọc. 4.3.5. Máy trích ly * Cấu tạo Hình 8 : Cấu tạo máy trích ly 1. Ống cấp dịch sữa 2. Thân máy 3. Ống cấp nước 4. Môtơ 5. Hộp che dây đai 6. Trục máy 7. Ống thoát dịch sữa 8. Ống thoát bã 9. Đế máy 10. Van đều chỉnh Thiết bị gồm thân cố định 2, bên trong là lồng ly tâm. Lồng có cấu tạo hình nón để có thể tách bã ra theo cửa tràn 8. Ống cấp nước 3 có tác dụng làm loãng nguyên liệu để tăng khả năng tách tinh bột trong bã và làm vệ sinh máy khi cần thiết. Đĩa phân phối được gắn vào đầu một chóp nón khác, trên đó có gắn hệ thống pét phun. Các pét này nghiên một gốc 450 so với đường sinh của rổ, có tác dụng rửa và bổ sung thêm nước trong quá trình tách. Còn đĩa phân phối có tác dụng cung cấp nguyên liệu một cách đồng đều trên lồng ly tâm. Ngoài ra còn có nắp đậy, cơ cấu kẹp nắp, bích đỡ động cơ, bánh đai. Tất cả các bộ phận đều được làm bằng thép không gỉ, lồng ly tâm nằm ngang, hình nón, có đường kính 850mm, tốc độ quay 1200 vòng/phút đối với máy trích ly thô và 980 vòng/phút đối với trích ly tinh. Các máy được dẫn động bởi môtơ 22kW qua hệ thống truyền động puly, dây đai. Hình 9 : Cấu tạo của lồng ly tâm Lưới: Được đính trên rỗ ly tâm, tuỳ từng vị trí của máy để bố trí kích cỡ lưới thích hợp như trên. Lưới làm bằng vật liệu Inocx, có thể dệt hoặc dập. * Nguyên tắc hoạt động Dịch sữa bao gồm: Nước, tinh bột tự do, xơ, dịch bào... được bơm cấp vào họng chính, sau đó đầu phân phối sẽ phun đều lên rỗ lưới. Dịch sữa trượt trên rỗ lưới từ trong ra ngoài theo hình xoắn ốc. Trong quá trình di chuyển những phần tử có kích cỡ nhỏ hơn lỗ lưới sẽ lọt qua và theo đường ống xuống thùng chứa sữa. Phần bã có kích thước lớn không lọt qua lưới sẽ trược trên bề mặt lưới rơi xuống cửa tháo bã ra ngoài. Để tăng hiệu quả của quá trình trích ly, người ta bố trí nước hay dịch sữa loãng phun qua hệ thống pét, làm cho dịch sữa loãng ra, trích ly sẽ dễ hơn. * Sự cố và cánh khắc phục. - Các lỗ pét bị trít do sơ, hạn chế lượng sữa cấp cho máy. Khắc phục: Dùng thanh nhỏ làm thông lỗ. - Lưới của giỏ quay bị rách làm cho bột thành phẩm có độ xơ cao. Khắc phục bằng cách dừng máy để thay lưới khác hoặc nếu bị rách ít thì dừng máy để hàn trực tiếp. - Các ổ bi bị mòn do sử dụng lâu ngày hoặc trục máy rung động trong quá trình hoạt động. Khắc phục bằng cách thay thế, cân bằng trục. 4.3.6. Máy phân ly * Cấu tạo Hình 10: Cấu tạo của máy phân ly Thùng chứa sữa 2. Ống thoát sữa 3. Thân máy 4. Môtơ Đế máy 6. Ống dẫn sữa 7. Ống hồi lưu Là máy phân ly chất lỏng loại đĩa, hiện nhà máy đang dùng máy phân ly của Westfalia chế tạo với model 4500 vòng/phút và 5000 vòng/phút. Gồm có các đĩa gắn trên trục quay, các đĩa có dạng hình nón cụt, xếp chồng lên nhau. Trên các đĩa có khoét các lỗ, khi xếp các đĩa sao cho các lỗ trùng nhau và tạo thành ống rỗng song song với trục. Khi tinh bột đi từ dưới đi lên theo ống rổng này, phân phối thành các lớp mỏng trên đĩa. Tinh bột nặng theo các đĩa xuống dưới tập trung ở ngoài thành thùng rồi theo các pét ra ngoài. Tuỳ từng trường hợp để tính chọn kích cỡ pét phù hợp, mỗi máy có 8 pét. Phía trên có bơm gắn đồng trục với trục chính của máy, quay đồng tốc với trục. Đây là bơm hướng trục, dùng để bơm phần chất lỏng nhẹ sau khi đã phân pha để thải ra ngoài. Toàn bộ bộ phận tiếp xúc làm bằng thép không gỉ, khung được làm bằng gang. * Nguyên tắc hoạt động Hình 11: Mô tả nguyên tắc hoạt động của máy phân ly 1. Ống hổn hợp sữa 2. Cửa tháo pha nhẹ 3. Đĩa côn 4. Pét 5. Cửa tháo pha nặng Dịch sữa và nước vào ở phía trên theo ống phía trong trục chính đi xuống và phân phối vào các đĩa. Khi đĩa quay với vận tốc lớn thì tinh bột nặng hơn sẽ nhận lực ly tâm di chuyển theo thành đĩa ra xung quanh và theo các pét ra ngoài. Còn các thành phần khác như protein, dịch bào... nhẹ hơn sẽ di chuyển ngược trở lại, theo hướng tâm rồi ra ngoài. Thành phần này được bơm hướng tâm gắn trên trục hút ra để cung cấp cho hệ thống máy bóc vỏ và máy rữa củ, một phần thải ra ngoài. Cứ 15 phút theo dõi độ Bolme của dịch sữa một lần sao cho nồng độ Bolme của các máy như sau, máy phân ly 1 và 2 Be = 10 - 12; máy phân ly 3 là Be = 18 - 20, nếu không đạt phải chạy hồi lưu và khống chế bột sót ra nước thải ở mức thấp nhất. Điều chỉnh lượng nước, lưu lượng bột cấp cho máy để đảm bảo máy hoạt động tốt và tách nhiều tạp chất nhất. * Sự cố và cách khắc phục - Dịch sữa ra không đạt yêu cầu do các chất cặn bã bám phía trong đĩa. Khắc phục bằng cách làm vệ sinh bằng bơm cao áp. - Các lỗ pét bị bít làm dịch sữa không thoát ra kịp, khắc phục bằng cách ngừng máy làm vệ sinh. - Các đầu pét bị toe do áp lực phun sữa lớn, khắc phục bằng cách gia công hoặc thay mới. - Trường hợp hụt sữa, van tự động khí nén solenoid mở nước để cho máy chạy có tác dụng làm mát, tránh truờng hợp máy chạy không tải gây nóng máy, có thể cháy và nổ động cơ. Van solenoid hoạt động dựa vào đồng hồ đo lưu lượng sữa vào máy. Tuy nhiên có trường hợp lượng sữa vào máy đủ nhưng do không đủ áp lực khí van sẽ không đóng. Lúc này sữa sẽ bị bơm ngược lên tháp nước. Do vậy phải luôn đảm bảo lượng khí nén cần thiết. 4.3.7. Máy ly tâm tách nước * Cấu tạo Là kiểu máy trục nằm một phía, cả 2 gối đỡ nằm về cùng một phía so với rổ. Khung máy được làm bằng thép cacbon, phần tiếp xúc với bột làm bằng thép không gỉ. Vỏ ngoài có dạng hình trụ, đặt nằm ngang. Rổ lưới là một lớp vách ngăn hình trụ đặt song song với vỏ. Trên vách ngăn này có các lỗ để thoát phần sữa loãng. Mặt trong của lớp vách ngăn này là một lớp lưới vải. Trục máy: Được đỡ bằng 2 ổ bi nằm cùng phía với rổ, phía trước trục gắn rổ để truyền chuyển động cho rổ. Nắp máy: Bên ngoài làm bằng thép cacbon, mặt trong bọc một lớp thép không gỉ, liên kết thân máy bằng bản lề, có thể đóng, mở dễ dàng theo chiều xoay bản lề. Trên nắp gắn các ống dẫn, họng cấp sữa, dao cào bột và các cơ cấu truyền động dao gạt. Hình 12: Cấu tạo máy ly tâm Vỏ máy 2. Dao cào bột 3. Rỗ lưới 4. Trục máy 5. Pully Vòi phun 7. Piston thuỷ lực Bộ ly hợp thuỷ lực là một cơ cấu truyền động hợp lý trong trường hợp này. Do vận tốc của máy ly tâm lớn, tốc độ quay của rổ là 1480 vòng/phút, khối lượng lớn. Ngoại lực tác động đến rổ thay đổi liên tục và lớn (nạp sữa, cào bột), do đó không thể truyền động bình thường mà phải qua cơ cấu ly hợp thuỷ lực để tránh trường hợp sốc máy. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu truyền động ly hợp thuỷ lực: Vỏ ngoài gồm 2 nửa hình cầu dẹt, liên kết với nhau băng bulon, có lắp roăn chịu được nhiệt độ, dầu để chống rò rỉ dầu thuỷ lực. Nửa vỏ phía sau gắn với pully bằng bulon. Pully này đóng vai trò là khớp nối để truyền động từ vỏ ly hợp cho trục máy ly tâm. Bên trong là cánh được lắp như chiếc đĩa, đồng tâm với vỏ, lắp cố định với trục ly hợp. Trục ly hợp lắp với pully ngoài. Trên vỏ có các ốc để thay, châm dầu. Dầu thuỷ lực được châm vào bộ ly hợp ở mức từ 300 đến 600 (là góc giữa tâm bộ ly hợp đến mép ngoài mặt thoáng dầu và trục đứng của bộ ly hợp). Hình 13: Mô tả cấu tạo của ly hợp thủy lực 1. Trục môtơ truyền động 2. Vỏ chứa dầu thuỷ lực 3. Đĩa truyền động 4. Trục truyền động cho máy li tâm 5. Roăn 6. Cánh quạt 7. Lỗ trục - Nguyên lý hoạt động của ly hợp thủy lực Khi môtơ truyền động cho pully ngoài (qua hệ thống pully, dây curoa), đĩa truyền động bên trong được cố định với trục ly hợp sẽ chuyển động quay. Đĩa này sẽ truyền chuyển động cho dầu thủy lực, sau đó dầu sẽ truyền chuyển động cho vỏ ngoài của ly hợp. Như vậy, vỏ ngoài sẽ quay đồng tốc với trục máy ly tâm. Đĩa truyền động bên trong và trục ly hợp sẽ quay đồng tốc với pully ngoài. Nếu không có ngoại lực tác động vào rổ hoặc sự thay đổi tốc độ của môtơ, vận tốc quay của trục máy và trục ly hợp sẽ gần bằng nhau. Dao gạt bột: Được làm bằng thép không gỉ, lưỡi dao đặt song song với đường sinh của rổ, cố định vào cánh tay đòn và cánh tay đòn gắn vào trục, trục chuyển động quay quanh ổ đỡ đứng yên. Như vậy, khi truyền chuyển động quay cho trục dao, lưỡi dao sẽ chuyển động lên để ăn sâu vào lớp bột trên rổ máy. Phía ngoài của trục, gắn một tay đòn là một piston, được truyền động bằng thuỷ lực. Tốc độ cào bột điều chỉnh bằng cách thay đổi tốc độ chuyển động của dao nhờ thay đổi áp lực dầu truyền động. Sau một thời gian hoạt động, lưỡi dao sẽ bị mòn, lúc này mặt vát của dao sẽ tiếp xúc phần lớn với mặt bột, sẽ làm cho máy nặng tải, thậm chí gây sốc máy, lúc này cần phải thay đổi góc lưỡi dao hoặc mài lại mặt vát của dao. Van cấp sữa: Việc cấp sữa sẽ thực hiện bằng van bi, điều khiển bằng tay. Vải lọc: Vải lọc được làm bằng các loại sợi bền và dai, có thể là lưới kim loại hoặc lưới vải, một số vải lọc thông thường là: Vải sợi bông, sợi len, sợi lụa, sợi polyetylen, sợi bece, sợi nylon, sợi orlon, sợi dedelon, sợi ferylen... * Nguyên tắc hoạt động của máy ly tâm Đầu tiên, dịch sữa được cấp vào máy qua họng nạp. Rổ máy nhận lực từ môtơ 55kW truyền động qua hệ thống ly hợp thủy lực. Lúc này rổ máy quay gần 1480 vòng/phút, nhận lực ly tâm, dịch sữa sẽ văng ra ngoài thành rổ. Ở đây xảy ra các quá trình sau: Phần tinh bột sẽ được nén lại thành khối dưới tác dụng của lực ly tâm, nước và các cấu tử nhỏ hơn mao quản của vải lọc sẽ lọt qua vải lọc. Khi lớp tinh bột đủ dày thì nó tạo thành một vách ngăn. Các hạt bột có tỷ trọng nặng hơn sẽ nhận lực ly tâm mạnh hơn và tiếp tục làm cho vách ngăn này dày hơn. Lớp bột này ngăn không cho nước qua. Nước, dịch bào và một phần sữa sẽ được đẩy dần vào phía trong. Nếu tiếp tục cấp sữa, lớp sữa dày lên đẩy nước dâng lên và tràn ra ngoài. Khi lớp bột bằng chiều dày của tang trống thì ngừng cấp sữa. Sau một thời gian nhất định, bột sẽ trở nên khô hơn, thông thường độ ẩm khống chế từ 32 đến 35%. Quá trình cào bột bắt đầu diễn ra. Van solenoid điều khiển cấp dầu thuỷ lực được tác động, cấp dầu truyền động để kéo piston xuống, qua cánh tay đòn nâng lưỡi dao lên, lưỡi dao sẽ chuyển động song phẳng với đường sinh rổ máy, cào từ từ lớp bột. Đến một lúc, bộ phận cánh tay đòn sẽ gạt một công tắc hành trình đã được xác định vị trí sẵn, đưa tín hiệu để đóng van solenoid cấp dầu, dao gạt sẽ trở về vị trí ban đầu. Sau một vài giây, máy sẽ được nạp sữa lại, bắt đầu một hành trình mới. * Sự cố và cách khắc phục. - Độ ẩm của tinh bột quá cao là do thời gian ly tâm ngắn hoặc lượng dịch vào quá nhiều nên thiết bị làm việc không hiệu quả. Khắc phục bằng cách điều chỉnh dịch tinh bột vào ổn định, thời gian ly tâm và vệ sinh lưới lọc. - Nước xả mang theo hàm lượng tinh bột quá lớn do lượng dịch sữa vào quá nhiều làm tràn giỏ ly tâm hoặc vải lọc bị sự cố. Khắc phục bằng cách điều chỉnh lượng vào, nếu không có hiệu quả thì phải dừng máy để kiểm tra vải lọc và làm vệ sinh. - Máy có tiếng kêu lạ do các ổ bi thiếu dầu bôi trơn hoặc bị hỏng, dây curoa bị mòn, bơm thủy hoạt động không ổn định. Khắc phục bằng cách trước khi khởi động cần kiểm tra các hệ thống ổ bi, trục, mức dầu ở bộ ly hợp và bơm thủy lực. -Tốc độ quay của máy không đạt làm sữa bị chảy, thời gian vát lâu do thiếu dầu truyền lực. Khắc phục bằng cách chêm dầu vào ly hợp thủy lực. - Dầu thủy lực bị chảy do mòn phớt, khắc phục bằng cách thay thế. - Dao cào bột bị mòn làmg tăng tải trọng máy khi cào bột. Khắc phục bằng cánh mài lại dao. 4.3.8. Máy sấy khí động * Cấu tạo - Thùng phân phối bột ẩm (số 9,10,11, trong hình 13) Toàn bộ phần tiếp xúc với bột ẩm làm bằng thép không gỉ, đế làm bằng thép cacbon, có tiết diện phần thân hình chữ nhật, đáy có dạng nữa hình trụ, tiết diện hình ôvan. Gồm những phần sau: + Vít nhào bột: Trục làm bằng thép không gỉ, trên trục có gắn các cánh và được truyền động bằng môtơ - hộp giảm tốc. Bột có độ ẩm từ 32-35% nên dễ kết dính, do đó vít nhào bột có nhiệm vụ khấy đảo để ngăn chặn quá trình này. + Vít định lượng: Cấu tạo là vít tải xoắn. Khi hoạt động, vít sẽ quay cung cấp một lượng bột vào đường ống sấy. Được truyền động bằng môtơ - hộp giảm tốc. Để nạp bột một cách định lượng, người ta dùng bộ biến tần để điều chỉnh tốc độ quay của vít tải. Bộ biến tần có tác dụng thay đổi dòng điện cấp vào môtơ vít định lượng qua đó thay đổi tốc độ quay của vít. Hình 14 : Cấu tạo máy sấy khí động 1. Caloriphe 2. Ống sấy 3. Cyclone nóng 4. Ống thoát khí sấy 5. Quạt nóng 6. Ống dẫn bột 7. Khoá van khí 8. Máy lọc không khí 9. Thùng chứa bột ẩm 10. Vít nhào bột 11. Vít định lượng 12. Vít vung bột - Vít vung bột ( số 12 trong hình 13) Bột sau khi định lượng vào hệ thống sấy vẫn chưa mịn. Để tránh hiện tượng vón cục gây khó khăn cho quá trình sấy nên cần phân tán kỹ. Phần thân và máy chèo làm bằng thép không gỉ. Được truyền động trực tiếp bằng môtơ, tốc độ quay 1450 vòng/phút. - Máy lọc không khí ( số 8 trong hình 13) Gồm những tấm vải lọc ghép lại với nhau để lọc các bụi bẩn và các hạt rắn trước khi đưa vào làm nóng. Khung làm bằng thép mạ kẽm, bề mặt lọc 11m2. - Máy trao đổi nhiệt (số 1 trong hình 13) Bề mặt của máy trao đổi nhiệt làm bằng tôn kẽm chịu nhiệt độ cao, diện tích trao đổi nhiệt lớn. Phần đỡ và khung bọc làm bằng thép. Dầu trao đổi nhiệt sau khi được đốt nóng được bơm ly tâm cấp vào giàn trao đổi nhiệt. Giàn trao đổi nhiệt là hệ thống các ống nhỏ, bên trong chưa dầu truyền nhiệt. Dầu tuần hoàn trong ống nhờ bơm. - Ống sấy bột (số 2 trong hình 13) Tất cả các ống sấy làm bằng thép không gỉ dày 2mm, bíc nối bằng kẽm, cách nhiệt bằng sợi thuỷ tinh và được bọc tôn bên ngoài. Ống cao 30.000mm, đường kính ống 750mm. - Cyclone nóng (số 3 trong hình 13) Được làm bằng thép không gỉ, cấu tạo là một cyclone khí, gồm hai cái mắc song song. Thân hình trụ nối với đáy hình nón. Ống dẫn khí vào nối tiếp tuyến với thân, để đưa khí lẫn bột có vận tốc lớn vào với phương tiếp tuyến với thân hình trụ. Vì vậy khí trong ống chuyển động tròn quanh ống tâm làm suất hiện lực ly tâm. Các hạt bột có khối lượng lớn sẽ văng ra bám trên thanh ống rồi rơi xuống đáy hình nón. Dòng khí được giải phóng khỏi bột qua tâm ống ra ngoài. - Khoá khí van quay (số 7 trong hình 13) Bột lắng xuống đáy hình nón của cyclone được tải xuống liên tục nhờ van quay. Các van quay làm bằng thép không gỉ, có tiết diện hình tròn, bên trong có các cánh quay như một quả khế có 4 cạnh. Cả 2 van quay cho cyclone được truyền động từ một môtơ, hộp giảm tốc thông qua bánh răng, xích và trục truyền động. - Quạt hút nóng (số 5 trong hình 13) Công suất truyền động của môtơ là 75kW. Là loại quạt ly tâm. Gồm một cái vỏ hình xoắn ốc, bên trong là guồng gồm các cánh được uốn cong lại. Không khí được hút vào qua cửa ở tâm của guồng rồi bị các cánh guồng cuốn theo, nhờ lực ly tâm văng ra thành vỏ và được đẩy ra khỏi quạt qua cửa ra với áp suất lớn hơn áp suất hút một chút. - Lò đốt than Thân có cấu tạo hình trụ làm bằng thép không gỉ, chụi được nhiệt độ cao. Bên trong có bố trí các vách ống làm bằng thép chụi nhiệt và áp suất cao, trong ống chứa dầu truyền nhiệt. Nhiên liệu đốt lò là than đá. * Nguyên lý hoạt động của máy sấy Không khí ngoài môi trường có nhiệt độ khoảng 25-300C, chứa nhiều bụi bẩn. Sau khi qua máy lọc bụi, bụi bẩn sẽ bị giữ lại trên các tấm vải. Không khí sạch vào máy gia nhiệt. Tại đây diễn ra quá trình trao đổi nhiệt giữa không khí sạch và dầu truyền nhiệt qua thành ống. Dầu sau khi được đốt nóng ở lò than, có nhiệt độ khoảng 2600C được bơm tuần hoàn đưa đến máy gia nhiệt. Không khí được quạt nóng hút qua máy gia nhiệt, nó sẽ thu nhiệt của dầu và nóng lên khoảng 210-2200C rồi vào ống sấy. Không khí nóng sẽ cuốn bột ẩm sau khi được phân tán lên cao. Trong quá trình đó diễn ra sự bốc hơi nước của bột ẩm, bột trở nên khô hơn. Càng lên cao bột càng khô và được làm nguội, rồi rơi xuống hai cyclone nhờ lực ly tâm, không khí nóng qua tâm ống ra ngoài. * Sự cố và cách khắc phục - Máy hút bụi bị bẩn làm giảm lượng không khí vào sấy, khắc phục bằng cách tháo các tấm vải rửa sạch. - Các ổ đở của máy định lượng, máy phân tán, máy nhào bột bị mòn, khắc phục bằng cách thay thế. - Dầu gia nhiệt bị vón cục trong đường ống do nhiệt độ nung quá lớn, gây tắc nghẽn, vỡ đường ống. Vì vậy để tránh hiện tượng này cần khống chế nhiệt độ của lò than luôn ổn định. Nếu hiện tượng này sảy ra cần nhanh chóng phát hiện, ngừng cấp nhiệt và tiến hành cưa ống để thông. 4.3.9. Máy đóng bao * Cấu tạo Quạt hút nguội: Là loại quạt ly tâm như quạt nóng, công suất 22kW. Cyclone khí: Gồm hai cyclone cùng cấp để thu tinh bột thành phẩm và một cyclone bố trí cao hơn để thu bột phế phẩm. Rây bột: Kích thước lưới rây 70 mesh, tất cả làm bằng thép không gỉ, là kiểu sàng xoay tròn. Hình15: Cấu tạo máy đóng bao 1. Băng tải 2. Thùng đóng bao 3. Phiểu cân 4. Thùng hứng 5. Cyclone nguội 6. Khoá khí 7. Ống thoát khí làm mát 8. Quạt nguội 9. Rây bột Gồm có vỏ bọc bên ngoài có tiết diện hình chữ nhật, vừa ngăn không cho bột phân tán ra bên ngoài, vừa là nơi gá đỡ các bộ phận công tác. Phần bên trong là một rỗ lưới dạng hình trụ, đặt nằm ngang gồm hai lớp. Bao ngoài là một lớp lưới thưa, dẹt, gá đỡ cho lưới bên trong, lưới bên trong là lưới tấm kim loại đục lỗ, 70 mesh. Có một ống dẫn bột sau khoá khí đến lòng trong của rỗ lưới. Bộ phận công tác: Gồm có trục quay nằm ở giữa gắn bốn cánh là bốn thanh đặt gần sát mép lưới, gá song song với trục. Khi trục chuyển động quay, cánh quay trong sẽ quay, phân tán các hạt bột mịn ra ngoài rỗ lưới, phần thô sẽ đùn về lỗ thoát để ra ngoài. Môtơ truyền động 5,5kW, cùng với pully và dây đai. Thùng hứng: Được làm bằng thép không gỉ, tiết diện hình tam giác, phía dưới là vít tải để đùn bột đến vít phân phối. Vít được truyền động bằng môtơ 2,2kW. - Vít tải phân phối: Là một ống hình trụ, bên trong đặt một vít xoắn, toàn bộ làm bằng thép không gỉ. Đặt vuông gốc với vít tải trên. Có thể chuyển động đảo chiều quay để chuyển bột về hai phía. Truyền động bởi môtơ 2,2kW. Máy đóng bao tự động - Vít tải bột: Gồm 2 cái, để tải bột định lượng cho phểu cân phía dưới. Tuỳ điều chỉnh, tuy nhiên vẫn đảm bảo chức năng sau: Ban đầu 2 vít vẫn hoạt động, đến một lúc nào đó (chỉnh định), vít tải lớn sẽ dần, vít tải nhỏ vẫn hoạt động với tần số nhỏ để cấp từ từ lượng bột còn lại, cho đến khi đạt lượng bột cần thiết. - Phểu cân: Được gắn trên 2 loadcel, dùng để nhận biết lượng bột đang chứa. Trọng lượng lúc không có mặc định là 0kG. Phía dưới là một nắp lật, truyền động bằng piston khí nén. Khi có tín hiệu, khí nén sẽ tác động làm cho nắp lật xuống, trút bột vào bao. - Cần hút chân không: Khi nhận được tín hiệu, cần sẽ thọc xuống nhờ truyền động khí nén, phía trên gắn liền với van ba ngã và thông với quạt hút để hút chân không cho bao bột. Phía dưới là hai ống lọc, kích thước ống lọc 14micron. - Kẹp bao: Được truyền động bằng piston khí nén. Lúc bình thường kẹp bao mở. Khi nhận được tín hiệu, kẹp đóng lại. Biên dạng kẹp bao sát ngoài họng cấp bột, bên trong đệm một lớp cao su, do đó có thể ôm và giữ chặt bao. Ngoài ra còn có các bộ phận khác như bộ điều khiển lập trình PLC, hệ thống van chia khí nén, môtơ rung, thiết bị điều khiển và hiển thị... * Nguyên tắc hoạt động Khi thùng bột chứa một lượng bột ngập cánh xoay cảm ứng mức bột (khoảng 350kG), có thể đóng bao. Khi tác động vào cần gạt, công tắc hành trình đóng tiếp điểm, đưa tín hiệu về bộ xử lý. Van khí sẽ tác động, đẩy piston của kẹp bao xuống, kẹp bao đóng, giữ chặt bao. Cần hút chân không ngay sau đó nhận tín hiệu, thọc xuống. Cả hai vít tải bắt đầu hoạt động, tải bột xuống phểu cân. Đến một lúc trọng lượng bột đạt trọng lượng của quá trình nạp thô, vít tải lớn dừng lại, bộ biến tần thay đổi tần số của dòng điện cấp cho vít nhỏ. Vít tải nhỏ cấp từ từ một lượng bột cho phểu cân, cho đến khi đủ trọng lượng bột cài đặt thì dừng lại. Lập tức hệ thống van chia khí sẽ tác động, mở nắp lật của phểu cân, trút bột xuống bao. Khi loadcel nhận tín hiệu trọng lượng còn lại trong phểu là 0 thì nắp lật đóng lại, tiếp tục hành trình nạp bột mới. Môtơ rung hoạt động để làm rơi bột bám trên họng cấp. Lúc này cần hút chân không đang ở vị trí thọc xuống, dưới áp lực hút của quạt hút, không khí trong bao bột sẽ hút ra. Sau thời gian chỉ định, van ba ngã sẽ chuyển vị trí, không hút không khí ở cần hút mà chuyển qua hút không khí ở miệng bao, đồng thời một lượng khí nhỏ sẽ thổi vào ống hút chân không, đẩy các hạt bột bám trên ống hút rơi ra. Sau một thời gian cần hút sẽ rút lên. Khi lên đến vị trí cao nhất, đưa tín hiệu cho một cơ cấu cảm ứng vị trí, truyền tín hiệu cho bộ xử lý, kẹp bao sẽ bung ra. Kết thúc một chu trình đóng bao. * Các hư hỏng và biện pháp khắc phục - Phần mềm điều khiển đóng bao bị lỗi, khắc phục bằng cách cài lại chương trình. - Rây bị nghẽn do sơ, khắc phục bằng cách rung cho rơi ra hoặc tháo ra làm vệ sinh. PHẦN 5. CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH TRUNG GIAN Ðể vận hành hiệu quả và ổn định, tạo sự thống nhất trong chế độ vận hành bình thường, chất lượng sản phẩm sau cùng của quá trình chế biến ổn định, cần phải có hệ thống thông số trung gian để khống chế ở các công đoạn sản xuất. Việc không ổn định của các một công đoạn nào đó sẽ gây khó khăn cho công đoạn sản xuất tiếp theo. Ngoài ra, việc đo và xác định các thông số trung gian sẽ giúp việc điều tiết, đồng thời kiểm tra được tình trạng của máy móc, thiết bị của dây chuyền. 5.1. pH nước cấp Phụ thuộc chất lượng nước nguồn và hoá chất (vôi, phèn đơn...) bổ sung trong quá trình xử lý. Trong một khoảng thời gian nào đó, chất lượng nước nguồn (trước khi xử lý) ổn định, pH sẽ thay đổi phụ thuộc vào các nguồn nước đột biến như mưa giông. Ngoài ra, có thay đổi phụ thuộc thời điểm trong ngày do sự quang hợp của rong, tảo có trong nước. Dùng máy đo pH hoặc bút đo pH, chỉ thị quỳ tím để xác định. Ðiều chỉnh lượng vôi để duy trì pH từ 6,5 - 7,5 là tốt nhất. 5.2. Ðộ cứng của nước Ðược xác định bằng tổng hàm lượng calci, magnes và được biểu thị bằng CaCO3/l. 5.3. Hàm lượng Fe2O3 Việc đo đạc chỉ mang tính kiểm soát. Việc có mặt của sắt trong nước cấp có ảnh hưởng sau: HCN sinh ra trong quá trình phân huỷ một số Glucozit có trong các thành phần của sắn nguyên liệu sẽ tác dụng với sắt có trong nước cấp tạo ra perro/ferrixyanat có màu xám, ảnh hưởng đến màu của tinh bột. Ngoài ra, tăng hàm lượng tro có trong thành phẩm (không nhiều). 5.4. Dịch sữa bột Đo ở đầu ra của trích ly lần cuối để điều chỉnh lượng nước sử dụng trong các quá trình trước. Nếu Bolme quá thấp sẽ gây mất cân bằng ở quá trình đó. Nếu Bolme cao quá có thể cho phép bổ sung thêm nước để nâng cao hiệu quả chiết tách tinh bột ở quá trình trích ly. Trong quá trình phân ly, cần kiểm tra Bolme dịch sữa bột ở đầu vào và đầu ra của các máy, để điều chỉnh lưu lượng hoặc tiếp tục chạy hồi lưu hoặc pha thêm nước sạch. 5.5. Bột ẩm Để xác định hàm lượng ẩm có trong bột, việc xác định độ ẩm này giúp cho việc điều chỉnh thời gian vắt nước hoặc kiểm tra vải của quá trình ly tâm. Độ ẩm này càng ổn định thì quá trình sấy điều chỉnh dễ dàng hơn. 5.6. Nước thải Đây là nước thải trong quá trình phân ly, cần phải xác định lượng bột sót trong nước thải, giúp cho quá trình điều chỉnh lưu lượng trong quá trình phân ly. 5.7. Bột sót trong bã Là tỷ lệ lượng tinh bột tự do trong bã ứng với độ ẩm đó. Dùng nước sạch để tách chiết toàn bộ lượng tinh bột tự do trong bã, xác định tỷ lệ để biết được hiệu quả của công đoạn chiết, qua đó bổ sung thêm nước hoặc bố trí kích cỡ lưới, bước chạy hợp lý. Dùng mẫu bã sau khi tách như trên, tiếp tục nghiền để thu tinh bột tự do có trong các mô củ chưa được phá vỡ trong quá trình nghiền. Việc này giúp xác định hiệu quả của công đoạn chặt, nghiền, qua đó kiểm tra lại dao mài, khe hở dao mài và búa... 5.8. Các thông số thành phẩm 5.8.1. Độ pH Tiến hành 8 lần/ ca lấy mẫu tại khâu đóng bao. Dùng máy đo pH để đo. Phương pháp: Cân 25g tinh bột cho vào cốc đong cho nước cất vào đến vạch 100ml khuấy trộn đều rồi tiến hành đo. 5.8.2. Độ trắng Phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng nguyên liệu, để tăng độ trắng của thành phẩm với nguyên liệu có sẵn, có thể tác động vào quá trình tách dịch bào, việc tách dịch bào càng kỹ càng nâng cao được độ trắng, việc có mặt của xơ, tro cũng làm giảm độ trắng. Vì vậy trong quá trình sản xuất người ta tiến hành kiểm tra rất nhiều lần. Tiến hành 16 lần/1ca sản xuất, 1giờ/2 lần, tại khâu đóng bao. Dùng máy đo độ trắng Minolta cầm tay CR/14 để xác định độ trắng, sau 3 lần kiểm tra mẫu, lấy kết quả trung bình. 5.8.3. Độ ẩm Chính là lượng nước liên kết có trong bột thành phẩm. Độ ẩm càng cao thì càng khó bảo quản, nếu độ ẩm lớn hơn 13% thì nấm mốc có điều kiện phát triển. Việc xác định độ ẩm bằng cách hoá hơi toàn bộ lượng nước có trong tinh bột cho đến khi nhiệt độ không đổi, kết hợp với việc cân xác định trọng lượng trước và sau khi sấy khô hoàn toàn để xác định hàm lượng ẩm. 5.8.4. Độ nhớt Phụ thuộc nhiều vào chất lượng sắn nguyên liệu, các tạp chất có thành phẩm. Việc có mặt các tạp chất làm giảm độ nhớt của tinh bột như xơ, dịch bào... Ngoài ra, nhiệt độ cao trong quá trình sấy cũng là yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của tinh bột. Trong một ca sản xuất người ta tiến hành lấy mẩu đo một lần. 5.8.5. Độ mịn Độ mịn chính là lượng còn lại trên rây có kích thước 150μm bằng phương pháp sàn khô. Để giảm tỷ lệ hạt có kích thước không đạt người ta lắp rây ở khâu đóng bao và máy đánh tơi bột ẩm ở hệ thống sấy. Các hạt bột không đạt độ mịn được gây ra chủ yếu ở quá trình sấy. Khi bột ẩm đưa vào đường ống để sấy, chúng dễ vón cục và nhiệt độ trong quá trình sấy làm khô lớp bột bao bọc bên ngoài, chúng liên kết với nhau tạo thành hạt bột lớn, ngoài ra còn do hồ hoá trông quá trình sấy. 5.8.6. Xơ Xơ chính là lượng lọt qua lỗ lưới trong quá trình trích ly. Người ta tiến hành lấy mẫu thành phẩm cho vào sàn có kích thước lỗ lưới 200 Mesh, dùng nước rữa sạch tinh bột. Chất không tan còn lại trên lưới sàng, cho vào phểu lọc và lọc qua giấy lọc (giấy lọc đã sấy khô ở 1050C và cân được trọng lượng A gram). Đem giấy lọc có xơ sấy khô ở 105 oC, cân được trọng lượng B gram. Xơ % = B-A. 5.8.7. Độ tro Tro là phần còn lại khi đốt cháy hoàn toàn tinh bột thành phẩm. Bằng phương pháp cân xác định tỷ lệ trọng lượng trước và sau khi đốt để xác định độ tro. Có nhiều yếu tố liên quan đến độ tro, trong đó các tạp chất, xơ là chủ yếu. Hàm lượng tro toàn phần được tính theo công thức sau: Độ tro = G2 x 100% G1 Trong đó: G1: mẫu trước khi nung (g) G2: mẫu sau khi nung (g)` 5.8.8. Hàm lượng tinh bột Chủ yếu là do quá trình công nghệ quyết định, việc có mặt của xơ, tạp chất thô, dịch bào và nước liên kết làm giảm hàm lượng tinh bột. Chính là tỷ lệ tinh bột nguyên chất có trong một đơn vị trọng lượng thành phẩm. PHẦN 6. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA TINH BỘT SẮN 6.1. Trong công nghiệp sản xuất xà bông và chất tẩy rửa Tinh bột được dùng như chất độn trong xà bông và chất tẩy rửa với nồng độ tối đa 15%. Tinh bột phải có độ bóng cao, độ trắng tốt, không có chlorine và acid, độ ẩm tối đa phải nhỏ hơn 20%. Mục đích tạo độ nhớt và màu sắc đồng đều. 6.2. Trong ngành sản xuất dược phẩm Tinh bột được sử dụng rộng rải trong sản xuất thuốc viên. Nó đóng vai trò vừa là chất bọc bên ngoài vừa là chất liên kết các hoạt chất bên trong thuốc. Khi viên thuốc được nuốt vào, tinh bột nhanh chóng hấp thụ nước nên trương nở, gây ra sức ép bên trong làm phân huỷ viên thuốc và giải phóng hoạt chất. 6.3. Trong ngành sản xuất chất nổ Tinh bột được sử dụng như một chất độn có khả năng cháy. Nó cũng được sử dụng như chất liên kết ở đầu diêm và pháo bông. Ngoài vai trò thay thế cho keo dán đắt tiền hơn, tinh bột sắn còn đóng vai trò là chất đặc biệt và chất liên kết dễ bị ôxi hoá để dẫn tới hiện tượng cháy. 6.4. Nhựa từ tinh bột Việc sử dụng ngày càng nhiều các loại nhựa plastic đã hướng các nhà khoa học nghĩ đến các nguyên liệu mới không có nguồn gốc dầu mỏ. Nhựa plastic gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, do nó phân huỷ rất chậm. Nhựa dùng tinh bột làm chất độn chụi kéo, trong suốt... lại có khả năng phân huỷ bởi vi sinh. 6.5. Trong công nghệ thực phẩm Tinh bột sắn cũng giống như các loại tinh bột khác đóng vai trò quan trọng trong việc tạo cấu trúc cho nhiều loại thực phẩm. Nó là thành phần chính, là chất tạo cô đặc, độ chắc cho nhiều loại sản phẩm. Tinh bột có thể sử dụng ở dạng tự nhiên hoặc dạng hồ hóa. Nó là chất kết tinh trong các sản phẩm thịt chế biến và thực phẩm ép đùn. Tinh bột tạo độ đục cho nhân bánh dạng kem, tạo độ bóng cho các loại hạt. Tinh bột sử dụng làm bánh, mì sợi, tương, hương liệu, chất màu thực phẩm. Ngoài ra tinh bột được dùng trong sản xuất các loại đường ngọt dùng phổ biến trong công nghệ chế biến thực phẩm như đường maltose, xiro giàu glucose, mì chính... 6.6. Trong công nghệ bảo quản Người ta dựa vào khả năng tạo màng của tinh bột sắn để bảo quản một số loại quả. Mặc dù, từ dung dịch tinh sắn có khả năng tạo màng một cách dễ dàng nhưng màng này có nhược điểm giòn, dễ rách, bị nứt nhiều. Do vậy, màng tạo thành có chất lượng thấp. Để khắc phục nhược điểm trên, người ta đã bổ sung thêm các chất phụ gia thực phẩm vào dung dịch tinh bột sắn, nhằm tăng tính dẻo dai, đàn hồi và độ kết dính linh hoạt cần thiết cho màng như: glycerin, sorbitol, ethylenglycol. Ngoài các ứng dụng trên, tinh bột còn được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp khác: Công nghiệp vải, công nghiệp giấy... PHẦN 7. AN TOÀN VÀ VỆ SINH 7.1. Xử lý nước 7.1.1. Quy trình cấp nước sạch Nguồn nước Trạm bơm Bể lắng xương cá Lọc áp lực Quá trình keo tụ Hoà trộn hoá chất Lắng sơ bộ Bể lọc cát Khử trùng Mỗi ngày nhà máy dùng khoảng 2000m3 nước sạch. Nước này lấy từ nguồn nước tự nhiên. Sau khi lấy về nước được hoà trộn một số hoá chất, ở đây dùng phèn nhôm dạng hoà tan, tạo thành các sản phẩm mang điện tích dương có khả năng kết hợp với các điện tích âm trong nước tạo thành bông cặn. Có thể đẩy nhanh quá trình keo tụ người ta có thể cho thêm các chất trợ keo tụ. Dưới tác dụng của dòng chảy các bông cặn không lắng trên kênh dẫn. Bể lắng gồm các tấm lưới ngăn đặt nghiên so với dòng chảy. Diện tích bể lớn nên vận tốc dòng chảy nhỏ, các hạt bông cặn đập vào thành lưới rơi xuống đáy. Các tạp chất nhẹ tiếp tục lắng ở bể lắng xương cá. Sau đó sử dụng Clo và các hợp chất của Clo để diệt các vi sinh vật. Bể lọc cát gồm một lớp thạch anh và một lớp cát có khả năng sàng, lắng, hấp phụ và hoạt hoá để làm nước sạch hơn. Bể lọc áp lực có chức năng giống bể lọc tuy nhiên nước được bơm vào với một áp suất nhất định. 7.1.2. Quy trình xử lý nước thải Nước thải Bể lắng Chất rắn Bột mũ Men vi sinh Bể lắng protein Hệ thống hồ sinh học Thải ra môi trường Toàn bộ lượng nước của quá trình sản xuất bao gồm: Nước vệ sinh và nước thải công nghệ được gom chung vào một mương và đi qua bể lắng để tách bớt đất cát trôi theo nước thải. Tiếp theo nước được đi qua các bể protein để lắng bùn đất và bột mũ. Sau đó, nước thải nhà máy được lưu trong hệ thống 7 hồ sinh học trước khi thải ra môi trường. Trong quá trình lưu nước ở hồ sinh học, thường xuyên bổ sung chế phẩm vi sinh Biogas để tăng cường khả năng phân huỷ hữu cơ và giảm mùi hôi. Ở các hồ 5, 6, 7 đã tiến hành trồng các loại thực vật thuỷ sinh để tăng chất lượng xử lý nước trước khi thải ra bên ngoài. 7.2. Chất rắn và các chất nguy hại khác - Chất thải rắn của quá trình sản xuất tinh bột sắn chủ yếu là vỏ lụa từ củ sắn và đất cát dính theo củ sắn. - Đa phần toàn bộ đất cát trong nước thải được tách tại 2 bể lắng. Bùn đất ở bể lắng thứ nhất được xe xúc gom về một khu vực riêng đẻ ủ. Bùn đất ở bể lắng thứ hai thường xuyên được bơm lên sân phơi bùn, vào đầu và cuối mỗi ngày đều tiến hành bổ sung chế phẩm sinh học phân huỷ và khử mùi. - Vỏ lụa: Tách riêng được đưa về một khu vực tập kết riêng để ủ bằng chế phẩm EM vào cuối vụ sẽ tiến hành đốt để làm phân. - Bã sắn: Dùng làm thức ăn gia súc. 7.3. Tiếng ồn và khí thải - Nguồn phát sinh tiếng ồn chủ yếu do hoạt động của các môtơ. Các biện pháp giảm thiều tiếng ồn: Thường xuyên cân chỉnh, bảo dưỡng, tra dầu mỡ cho các ổ bi. - Nguồn phát sinh khí thải chủ yếu từ các hồ sinh học. Khắc phục bằng cách trồng nhiều cây xanh xung quanh khuôn viên nhà máy. PHẦN 8. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1. Kết luận Trong thời gian thực tập nhà máy tinh bột sắn FOCOCEV Thừa Thiên Huế, tôi đã tìm hiều được các vấn đề sau: - Qui trình sản xuất tinh bột sắn, các thông số ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. - Các thông số vận hành trung gian. - Các thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất tinh bột sắn, bao gồm: + Cấu tạo. + Nguyên tắc hoạt động. + Hư hỏng - Đề xuất một số biện pháp khắc phục. 8.2. Kiến nghị Qua thời gian và quá trình thực tập, để nâng cao chất lượng sản phẩm và tăng năng suất thiết bị, tôi xin đưa ra một số kiến nghị sau: * Qui trình công nghệ - Qui hoạch vùng nguyên liệu, có kế hoạch thu mua hợp lý để đảm bảo chất lượng nguyên liệu sắn nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm. - Đầu tư thêm dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc, để tận dụng phế phẩm. - Nâng cấp hệ thống xử lý nước thải, đảm vệ sinh môi trường. * Thiết bị - Thường xuyên vệ sinh và bảo dưỡng. - Tận dụng tối đa công suất thiết bị. - Nghiên cứu tự động hoá một số thiết bị. - Bồi dưỡng, nâng cao trình độ tay nghề cho công nhân. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Sương, Nguyễn Xích Liên. Tinh bột sắn và các sản phẩm từ tinh bột sắn. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật 2. Phạm Văn Biên, Hoàng Kim. Cây sắn. NXB Nông nghiệp-Thành phố Hồ Chí Minh. 1995. 3.Gs.Ts Đường Hồng Dật. Cây sắn từ cây lương thực chuyền thành cây công nghiệp. NXB Lao động-xã hội 2004. 4. Cao Văn Hùng. Bảo quản và chế biến sắn. NXB Nông nghiệp 2001 5. Các tài liệu của nhà máy tinh bột sắn FOCOCEV Thừa Thiên Huế. 6. 7. . MỤC LỤC