Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu một số thông số của máy tách nước bã sắn cải tiến

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN NGỌC TUẤN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CỦA
MÁY TÁCH NƯỚC BÃ SẮN CẢI TIẾN

Chuyên ngành :

Kỹ thuật cơ khí

Mã số:

60.52.01.03

Người hướng dẫn khoa học:

1. TS. Tống Ngọc Tuấn
2. PGS. TS. Đỗ Hữu Quyết

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016



LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào
khác.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Ngọc Tuấn

i


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận
được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của
bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết
ơn sâu sắc tới TS. Tống Ngọc Tuấn - Bộ môn Công nghệ cơ khí – Khoa cơ điện - Học viện
Nông nghiệp Việt Nam và PGS. TS. Đỗ Hữu Quyết – Viện Khoa học Công nghệ cơ khí,
Tự động hóa và Môi trường đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và
tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ
môn Công nghệ cơ khí – Khoa cơ điện - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình
giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Viện Cơ điện Nông
nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá
trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều


kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận
văn./.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Ngọc Tuấn

ii


MỤC LỤC

Lời cam đoan .....................................................................................................................
i Lời cảm ơn ........................................................................................................................
ii Mục lục ...........................................................................................................................
iii

Danh

mục

các

chữ

viết

tắt................................................................................................. v Danh mục bảng
............................................................................................................... vii Danh mục hình
............................................................................................................... viii Trích yếu luận
văn

............................................................................................................

x

Thesis

abstract................................................................................................................. xii Phần
1. Mở đầu ............................................................................................................... 1
1.1.
1

Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................

1.2.
2

Giả thuyết khoa học ............................................................................................

1.3.
3

Mục tiêu nghiên cứu ...........................................................................................

1.4.
3

Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................

1.5.
Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học hoặc thực
tiễn.......................................... 3
Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 4
2.1.
4

Khái quát tình hình sản xuất tinh bột sắn trong nước và thế giới .......................

2.2.


Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tách nước bã sắn trong nước
trên thế giới ...................................................................................................................
9

2.2.1.
Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tách nước bã sắn trên thế giới
..................... 9
2.2.2.
Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tách nước bã sắn trong nước
..................... 14
Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ............................................................
23
3


3.1.

Địa điểm nghiên cứu......................................................................................... 23

3.2.
23

Thời gian nghiên cứu ........................................................................................

3.3.
23

Đối tượng, vật liệu nghiên cứu .........................................................................

3.3.1.
23

Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................

3.3.2.
23

Vật liệu nghiên cứu ....................................................................................................

3.4.

Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 23

3.5.
23

Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................

3.5.1.
23

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ...........................................................................

4


3.5.2.
23

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ....................................................................

3.5.3.
31

Phương pháp đo đạc, cách xác định các thông số, chỉ tiêu nghiên cứu..................

3.5.4.
34

Dụng cụ thiết bị đo đạc dùng trong thực nghiệm.....................................................

Phần 4. Kết quả và thảo luận....................................................................................... 35
4.1.

Xây dựng mô hình máy tách nước bã sắn cải tiến ............................................ 35

4.1.1.
35

Cơ sở lý thuyết quá trình tách nước ..........................................................................

4.1.2.
45

Xác định mô hình nguyên lý máy .............................................................................

4.2.

Nghiên cứu thực nghiệm .................................................................................. 51

4.2.1.
51

Các chỉ tiêu và các thông số đầu vào trong nghiên cứu thực nghiệm.....................

4.2.2.
53

Thực nghiệm đơn yếu tố. ...........................................................................................

4.2.3. Thực nghiệm đa yếu tố theo phương pháp quy hoạch thực
nghiệm....................... 58
4.2.4.
63

Giải bài toán tối ưu bằng phương pháp thương lượng có điều kiện .......................

Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 67
5.1.

Kết luận............................................................................................................. 67

5.2.

Kiến nghị .......................................................................................................... 68

Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 69
Phụ lục .......................................................................................................................... 71

4


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa Tiếng Việt

Đơn vị

b

Bề rộng lớp bã trên băng tải trong mô hình thí nghiệm

m

bo

Bề rộng lớp bã cung cấp vào ép

m

bs

Bề rộng lớp bã sau ép

m

B

Bề rộng băng tải

m

e

Độ rỗng sản phẩm ép

eo

Độ rỗng ban đầu của sản phẩm ép

f

Hệ số ma sát

G

Khối lượng sản phẩm ép

kg

Ga

Khối lượng nước trong bã sắn

kg

Gk

Khối lượng bã sắn khô

kg

h

Độ dày lớp bã ép

m

ho

Độ dày lớp bã của bã vào ép

m

N

Công suất

n

Số vòng quay

Vg/ph

ptb

Áp suất trung bình

kG/cm

2

p

Áp suất ép

kG/cm

2

po

Áp suất ép ban đầu

kG/cm

2

pt

Tuyến áp

pa

Áp suất thủy tĩnh của nước trong khối bã ép

kG/cm

pb

Áp suất tác dụng lên bã trong khối bã

p

Áp suất tổng tác dụng lên phân tố bã

kG/cm
2
kG/cm

P

Lực ép

N

Fo

Lực ép của dàn con lăn

kN

q

Năng suất tính theo thể tch

m /h

Q

Năng suất tnh theo khối lượng

Tấn/h

P

Tổn thất áp suất qua lớp hạt trong quá trình lọc

N/m

S

Diện tch bề mặt lọc



Hệ số lèn chặt

kW

N/m

2

3

m

5

2

2

2


o

Hệ số lèn chặt ban đầu

v

Vận tốc băng tải

m/s

u


Vận tốc lọc

m/s

b

Hệ số trở lục lọc của bã

1/m

2

v

Hệ số trở lực lọc của băng tải

1/m

2



Độ nhớt nước

Ns/m

n

Khối lượng riêng của nước

kg/m

3

b

Khối lượng riêng của bã

kg/m

3

u

Khối lượng riêng của bã ướt

kg/m

3

l

Khối lượng riêng của chất lỏng

kg/m

3

o

Khối lượng riêng của môi trường lỏng khi lọc

kg/m

3



Biến dạng tương đối

b

Biến dạng tương đối theo bề rộng băng tải

o

Độ xốp của lớp hạt

p

Mức độ nén ép



Mô đun ép

W

Độ ẩm

%

Wo

Độ ẩm ban đầu

%

Ws

Độ ẩm bã sau khi ép

%

Wtb

Độ ẩm trung bình của bã ép

%

Hiệu suất sử dụng công suất

Z

Độ dãn ngang của bã

mm

z

Độ dầy lớp bã biến thiên trong quá trình ép

mm

6

2


DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1. Diện tch, năng suất và sản lượng sắn thế giới từ 2000 – 2012 ..................... 5
Bảng 2.2. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam giai đoạn 2002 - 2014 ...........
7
Bảng 2.3. Diện tch, năng suất và sản lượng của các vùng trồng sắn chủ yếu của
Việt Nam, năm 2014 ..................................................................................... 8
Bảng 2.4. Các nhà máy chế biến tinh bột sắn có công nghệ và thiết bị hiện đại ở
Việt Nam đến năm 2015 ................................................................................ 8
Bảng 4.1. Mức và khoảng biến thiên của các thông số ................................................ 58
Bảng 4.2. Ma trận thí nghiệm ....................................................................................... 59

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ phổ biến về chế biến tinh bột và bã sắn ................................................
1
Hình 2.1. Biểu đồ diện tch và sản lượng sắn năm 2014 tại một số quốc gia ................. 5
Hình 2.2. Biểu đồ diễn biến diện tích và sản lượng sắn tại Việt Nam giai đoạn
2001-2011 ....................................................................................................... 7
Hình 2.3. Biểu đồ cơ cấu sử dụng sắn Việt nam ............................................................ 9
Hình 2.4. Máy ly tâm hình côn tháo vật lắng bằng sức ly tâm (Máy ly tâm liên tục) ........
10
Hình 2.5. Hệ thống máy ép bã sắn kiểu trục vít lưới lọc côn của Thái Lan tại An
Giang...... 11
Hình 2.6. Máy vắt bã sắn kiểu ép trục vít lưới lọc trụ .................................................. 11
Hình 2.7. Máy ép lọc băng tải BFP hiệu DYPR-06-EC ............................................... 13
Hình 2.8. Kết cấu tổng thể thiết bị ép bã sắn theo nguyên lý ép xy lanh...................... 15
Hình 2.9. Sơ đồ nguyên lý máy ép bã sắn theo nguyên lý ép xy lanh .......................... 16
Hình 2.10. Sơ đồ cấu tạo máy vắt bã sắn dạng ép trục băng tải lọc VBS-3 ................... 18
Hình 2.11. Máy vắt bã sắn VBS-14 ................................................................................ 19
Hình 2.12. Quá trình ép của vật liệu khi vào trống ép .................................................... 20
Hình 3.1. Sơ đồ xác định độ dày lớp bã ho ................................................................... 32
Hình 4.1. Sơ đồ các pha của sản phẩm ép .................................................................... 35
Hình 4.2. Sơ đồ bã lọc .................................................................................................. 37
Hình 4.3. Mô hình quá trình ép bã ................................................................................ 39
Hình 4.4. Đồ thị ảnh hưởng của vận tốc ép cực đại tới áp suất ép ở thời điểm cuối
........... 43
Hình 4.5. Đồ thị ảnh hưởng của hệ số ép ở thời điểm cuối (độ ẩm) tới áp suất ép ......
44
Hình 4.6. Đồ thị ảnh hưởng của chiều cao ban đầu lớp bã tới áp suất ép ở thời
điểm cuối....................................................................................................... 44
Hình 4.7. Sơ đồ mô hình thí nghiệm nguyên lý ép ....................................................... 46
Hình 4.8. Sơ đồ mô hình thí nghiệm nguyên lý ép có dàn con lăn ............................... 47
Hình 4.9. Sơ đồ nguyên lý máy tách nước bã sắn cải tiến ............................................ 48
Hình 4.10. Tổng thể máy tách nước bã sắn cải tiến ........................................................ 50
Hình 4.11. Đồ thị sự ảnh hưởng của vận tốc băng tải lọc v tới độ dãn ngang Z của
bã sau ép........................................................................................................
54
Hình 4.12. Đồ thị sự ảnh hưởng của vận tốc băng tải lọc v tới độ ẩm Ws của bã
8


sau ép. ...........................................................................................................
54
Hình 4.13. Đồ thị sự ảnh hưởng chiều cao lớp bã ho vào ép tới độ dãn ngang Z của
bã sau ép........................................................................................................
55

9


Hình 4.14. Đồ thị sự ảnh hưởng chiều cao lớp bã ho vào ép tới độ ẩm Ws của bã
sau ép. ...........................................................................................................
56
Hình 4.15. Đồ thị sự ảnh hưởng của lực ép của dàn con lăn Fo tới độ dãn ngang Z
của bã sau ép. ................................................................................................
57
Hình 4.16. Đồ thị sự ảnh hưởng của lực ép của dàn con lăn Fo tới độ ẩm Ws của bã
sau ép. ...........................................................................................................
57

9


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Mục đích nghiên cứu
- Xác định mô hình máy tách nước bã sắn cải tiến có dàn con lăn ép sơ bộ;
- Xác định một số thông số ảnh hưởng tới quá trình ép của máy tách nước bã
sắn cải tiến;
- Xác định các thông số tối ưu của máy tách nước bã sắn cải tiến.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết.
- Phương pháp nghiên cứu thực ngiệm.
+ Phương pháp thu thập và xử lý số liệu thí nghiệm;
+ Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố;
+ Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố.
- Phương pháp đo đạc, cách xác định các thông số, chỉ tiêu nghiên cứu.
Kết quả nghiên cứu
- Đề tài đã xây dựng được mô hình máy tách nước bã sắn cải tiến có dàn con
lăn ép sơ bộ, theo nguyên lý băng tải ép.
- Đã xác định được các thông số và chỉ tiêu nghiên cứu của đề tài, từ đó xác
định được sự ảnh hưởng của của các thông số đầu vào tới các chỉ tiêu nghiên cứu.
- Đã xác định được các thông số tối ưu của máy tách nước bã sắn cải
tiến.
Kết luận
- Máy tách nước bã sắn cải tiến, theo nguyên lý ép băng tải đáp ứng được
các yêu cầu của việc tách nước bã sắn bằng máy gọn nhẹ, chi phí đầu tư phù hợp, đáp
ứng được việc ứng dụng cho các công ty cỡ vừa và lớn hiện nay.
- Đã xây dựng được mô hình toán mô tả quá trình tách nước bã sắn của máy
tách nước bã sắn cải tiến theo nguyên lý băng tải ép, qua khảo sát các mô hình trên đã
xác định được các thông số cơ bản ảnh hưởng tới quá trình ép lọc bã sắn, đồng thời
xác định được mức cơ sở của các thông số đó cho nghiên cứu thực nghiệm.
- Trên cơ sở kết quả nghiên cứu lý thuyết đã quy hoạch thực nghiệm xác
định được các mô hình thống kê mô tả hai quá trình cơ bản của của việc ép lọc bã sắn
là quá trình giảm ẩm và quá trình dãn ngang của bã ép.
10


+ Phương trình hồi quy dạng thực của độ ẩm là:
2

Yw = 155,7 – 1166,08v + 1008v – 3,151h0 -5,6vh0 + 0,0536h0

2

– 78,74F + 48vF

2

+0,48h0F + 5,8F

+ Phương trình hồi quy dạng thực của độ dãn ngang là:
2

YZ = 543,2 – 1177,47v + 216vF – 912v + 1,146h0 + 14,4vh0 + 0,064h0
2
0,552h0F +19,08h0

2

– 203,52F –

Từ các mô hình trên, qua giải tối ưu thương lượng có điều kiện đã xác định được
các giá trị tối ưu của các thông số vào của máy tách nước bã sắn cải tiến: v = 0,094 m/s;
ho = 19,9 mm; Fo = 5,365 kN. Giá trị của các chỉ tiêu nghiên cứu tại điểm tối ưu: Ws =
60 %; Z = 30 mm. Năng suất theo khối lượng bã nguyên liệu vào ép (với độ ẩm 80%): Q
= 7,378 tấn/h.

11


THESIS ABSTRACT
Objective
- To determine model of improvement cassava pulp’s dehydration machine with
preliminary pressing roller rig.
- To identify some parameters effecting on the pressing process improving
cassava pulp’s dehydration machine.
- To identify the optimal parameters improving cassava’s dehydration machine.
Methodology
- Theoretical research methods.
- Experimental research methods.
+ Methods of collecting and processing experimental data.
+ Experimental research methodology of single element.
+ Experimental project methodology of multi-element
- Methods of measurement, the determination of parameters and research
targets.
Results
- Determination of model improvement cassava pulp’s dehydration
machine with preliminary pressing roller rig, followed by forced conveyor principle.
- Identify the parameters and indicators of research theme, thereby
determining the impact of the input parameters to the research targets.
-

Identify

the

optimal

parameters

of

improvement

cassava

pulp’s

dehydration machine.
Conclusion
- Improvement Cassava pulp’s dehydration machine with force conveyor principle
responded requirement of compactness, suitable investment and the application
for medium or large companies.
- Developing mathematical model describing the process of improvement cassava
pulp’s dehydration machine with force conveyor principle, the survey on the model has
identified basic parameters, which effected to process filter and pressing of
cassava pulp, simultaneously determine the basis of the parameters for empirical
research.

xii


- On the basis of the theoretical research results were planning empirically, that
identified the statistical

model describes

pressing

xii

two basic processes

of filter and


cassava pulp filter press. Which are the process of reducing moisture and the
horizontal stretch of pressing cassava pulp.
+ The moisture’s equation of regression:
2

Yw = 155,7 – 1166,08v + 1008v – 3,151h0 -5,6vh0 + 0,0536h

2
0

– 78,74F + 48vF

2

+0,48h0F + 5,8F

+ The horizontal stretch’s equation of regression
2

2

YZ = 543,2 – 1177,47v + 216vF – 912v + 1,146h0 + 14,4vh0 + 0,064h0 –
203,52F – 0,552h0F +19,08h0

2

From the above models, through the negotiation of the optimal conditions were
determined to be the optimal values of the parameters in the cassava pulp dewatering
machine enhancements: v = 0.094 m/s; ho = 19.9 mm; Fo = 5,365 kN. The value of the
research targets at the optimal point: Ws = 60%; Z = 30 mm. The yield by weight of the
ingredients in the pressed pulp (80% moisture): Q = 7.378 t/h.

xiii


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới có khí hậu nhiệt đới, sắn là cây
lương thực quan trọng. Là cây dễ trồng, ít cần chăm sóc, chịu hạn tốt, năng suất
ổn định và ít bị sâu bệnh nên sắn thường được trồng ở những nơi mà các cây
lương thực khác khó phát triển tốt được. Sản lượng sắn nước ta vài năm gần
đây dao động từ 8,5 đến 9 triệu tấn.
Bã sắn tươi thải ra trong chế biến tinh bột sắn chứa trên 80% - 85%
nước, và tương đương khoảng 85% khối lượng củ đưa vào chế biến nên ở
những nơi chế biến tập trung mỗi ngày chế biến hàng trăm tấn sắn củ tươi
đồng thời thải ra gần trăm tấn bã sắn ướt. Bã thải ra nhiều và tập trung không
thể phơi khô, sử dụng tươi hết đã sinh ra chua, mốc bốc mùi hôi không những
gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng mà còn lãng phí một nguồn thức ăn dồi
dào và khá tốt cho gia súc. Quy trình chế biến tinh bột sắn và xử lí bã sắn ở
các nhà máy hiện nay
như Hình 1.1.
Sắn củ

Rửa nước

Xóc bỏ vỏ gỗ
Mài nghiền
Lọc ly tâm côn liên tục
Nước bột

Băm nhỏ
Bã 80-85% ẩm
Phơi khô thủ công

Ly tâm vắt
Sấy khô

Bã sắn 15% ẩm

Thành phẩm bột 13% ẩm
Hình 1.1. Sơ đồ phổ biến về chế biến tinh bột và bã sắn
Trong bã sắn khô có một lượng lớn tinh bột và xenlulo (có khoảng 6163% tinh bột; 13- 15% xenlulo; 1,5- 2,0% protein thô), nên việc tận dụng nguồn
nguyên liệu này sẽ cung cấp một nguồn thức ăn dồi dào và khá tốt cho gia súc.
Bên cạnh đó, nguồn nguyên liệu này còn được ứng dụng nhiều trong các ngành
như Vi sinh,
1


Hóa học kỹ thuật trong việc lên men thu enzyme để nuôi trồng nấm ăn và
nấm dược liệu, hay trong sản xuất cồn sinh học…
Hiện nay ngành chăn nuôi đang trong tình trạng thiếu nguyên liệu
đầu vào, phải nhập khẩu với lượng lớn. Song việc sử dụng bã sắn làm thức ăn
chăn nuôi vẫn còn hạn chế. Thực tế hiện nay đã có công ty nước ngoài đến mua
bã sắn. Do vậy bã sắn được làm khô không chỉ đáp ứng được yêu cầu của sản
xuất tại các nhà máy chế biến trong nước mà còn là sản phẩm hướng tới xuất
khẩu ra nước ngoài. Do vậy việc tận chế biến bã sắn đồng thời giải quyết được
vấn đề về môi trường cũng như tạo thêm lợi nhuận góp phần nâng cao hiệu quả
kinh tế.
Ở nước ta hiện nay, các thiết bị tách nước bã sắn chủ yếu được nhập từ
nước ngoài, các máy này hoạt động đều được thực hiện theo nguyên lý vắt ly
tâm liên tục tháo liệu bằng sức ly tâm và sau đó là máy ép trục vít lưới lọc côn
hoặc trụ, máy có năng suất cao nhưng độ ẩm sau khi ép còn cao (khoảng 70%),
chi phí năng lượng cao. Bên cạnh đó, nước ta cũng đã sản xuất được một số
thiết bị tách nước bã sắn chủ yếu theo nguyên lý băng tải ép, chi phí đầu tư
thấp, chi phí năng lượng riêng thấp, nhưng năng suất chưa cao, độ ẩm của bã
sau khi ép còn cao (lớn hơn 60%).
Để giải quyết các vấn đề còn tồn tại của thiết bị tách nước bã sắn
trước đây, cụ thể là các máy tách nước bã sắn theo nguyên lý băng tải ép,
chúng tôi đã nghiên cứu, thiết kế chế tạo mô hình máy tách nước bã sắn theo
nguyên lý băng tải ép, có bổ sung dàn con lăn ép trước khi vào các lô ép nhằm
làm giảm độ ẩm sơ bộ và hạn chế việc dãn ngang của bã hai bên mép băng tải,
tăng năng suất máy và giảm chi phí năng lượng riêng.
Trên cơ sở đó, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu một số thông số của
máy tách nước bã sắn cải tiến” nhằm xây dựng cơ sở thiết kế, chế tạo mô hình
máy, xác định một số thông số của máy tách nước bã sắn cải tiến, góp phần ứng
dụng vào sản xuất, đáp ứng nhu cầu cấp thiết hiện nay.
1.2. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Dựa trên những công trình đã nghiên cứu và các tài liệu đã công bố, đề
tài tiến hành nghiên cứu, thiết kế chế tạo mô hình máy tách nước bã sắn có cải


tiến nhằm giảm độ ẩm của bã sắn, tăng năng suất máy và giảm chi phí năng
lượng riêng phù hợp với nhu cầu hiện nay của thị trường trong nước.


Để xác định sự ảnh hưởng của các thông số cơ bản ảnh hưởng tới
quá trình tách nước, đề tài tiến hành thí nghiệm trên mô hình máy tách nước
bã sắn cải tiến, xác định các thông số ảnh hưởng, xây dựng mô hình toán mô tả
quá trình tách nước, đồng thời xác định được mức cơ sở của các thông số đó
cho nghiên cứu thực nghiệm.
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu lý thuyết, quy hoạch thực nghiệm xác định
các mô hình thống kê mô tả hai quá trình cơ bản của của việc ép lọc bã sắn là
quá trình giảm ẩm và quá trình dãn ngang của bã ép. Từ các mô hình trên, qua
giải tối ưu thương lượng có điều kiện xác định các giá trị tối ưu của các thông số
vào của máy tách nước bã sắn cải tiến.
1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Để góp phần xây dựng cơ sơ thiết kế, chế tạo máy tách nước bã sắn cải
tiến theo nguyên lý ép băng tải, đề tài tiến hành:
- Xác định mô hình máy tách nước bã sắn cải tiến có dàn con lăn ép sơ bộ;
- Xác định một số thông số ảnh hưởng tới quá trình ép của máy tách nước
bã sắn cải tiến;
- Xác định các thông số tối ưu của máy tách nước bã sắn cải tiến.
1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu: nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng của máy
tách nước bã sắn cải tiến theo nguyên lý băng tải ép.
- Địa điểm tiến hành: tại Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu
hoạch.
- Thời gian tiến hành nghiên cứu: từ tháng 6/2015 đến tháng 6 năm
2016.
1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC HOẶC THỰC TIỄN
Xây dựng mô hình toán mô tả quá trình tách nước, đồng thời xác
định được mức cơ sở của các thông số đó cho nghiên cứu thực nghiệm.
Xác định các mô hình thống kê mô tả hai quá trình cơ bản của của việc ép
lọc bã sắn là quá trình giảm ẩm và quá trình dãn ngang của bã ép của máy tách
nước bã sắn cải tiến. Từ các mô hình trên, qua giải tối ưu thương lượng có điều
kiện đã xác định được các giá trị tối ưu của các thông số vào của máy tách nước


bã sắn cải tiến, góp phần xây dựng cơ sơ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy tách
nước bã sắn cải tiến, ứng dụng vào thực tiễn sản xuất.


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. KHÁI QUÁT TÌNH HÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN TRONG NƯỚC VÀ
THẾ GIỚI
Hiện nay, sắn được trồng tại trên dưới 100 quốc gia trên toàn thế giới với
các quy mô canh tác rất khác nhau. Sản lượng sắn toàn thế giới trong nhiều năm
trở lại đây duy trì tương đối ổn định ở mức sản lượng 230 triệu tấn sắn.
Năm 2014 [1], tổng sản lượng sắn thế giới đạt 250,2 triệu tấn củ
tươi, tăng 6% so với năm trước. Sự gia tăng sản lượng mạnh mẽ này bởi
ngành chế biến công nghiệp nhiên liệu sinh học ethanol sử dụng sắn làm
nguyên liệu đầu vào tại các quốc gia Đông Nam Á cùng với nhu cầu lương thực
tăng tại châu Phi. Trong đó, Nigeria là quốc gia sản xuất sắn hàng đầu thế giới
với sản lượng hai năm gần đây (2013-2014) có xu hướng giảm xuống đạt
khoảng 37 triệu tấn so với giai đoạn 2006-2008 liên tục đạt trên dưới 45 triệu
tấn. Năm 2014 sản lượng sắn của Nigeria cũng đã hồi phục lên xấp xỉ 40 triệu
tấn, tăng 4% so với năm trước. Quốc gia có sản lượng sắn lớn thứ hai thế giới là
Brazil với sản lượng thường niên trong giai đoạn 2013-2014 vào khoảng 24 triệu
tấn sắn củ tươi, giảm khoảng 8% so với giai đoạn 2 năm trước đó. Năm 2011,
sản lượng sắn của quốc gia này cũng đã hồi phục trở lại lên mức trên 26 triệu
tấn, tăng 8% so với năm trước đó. Indonesia, Cộng hòa Công gô và Thái Lan là
ba quốc gia có sản lượng sắn lớn tiếp theo trên thế giới, với sản lượng hàng
năm trong giai đoạn 20132014 vào khoảng 22 triệu tấn củ. Các nước còn lại trong nhóm 10 quốc gia có
sản lượng sắn hàng đầu thế giới bao gồm Angola, Ghana, Việt Nam, Ấn Độ,
Mozambic. 10 quốc gia sản xuất sắn hàng đầu chiếm 75% tổng sảnlượng sắn
toàn thế giới. Tại Thái Lan, Việt Nam và Indonesia, sắn trở thành một loại cây
công nghiệp hàng năm quan trọng và được thu mua để chế biến thành các sản
phẩm xuất khẩu (Hình 2.1).


Hình 2.1. Biểu đồ diện tch và sản lượng sắn năm 2014 tại một số quốc gia
Diện tch, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới có chiều hướng gia
tăng từ năm 2002 đến nay (xem Bảng 2.1). Năm 2014, sản lượng sắn thế
giới đạt
269,12 triệu tấn củ tươi, tăng 51% so với năm 2000. Diện tch trồng sắn trong
cùng thời gian cũng tăng 20%. Nước sản xuất sắn nhiều nhất hiện nay là Nigeria
(54 triệu tấn), kế đến là Thái Lan (29,94 triệu tấn) và Indonesia (24,17 triệu tấn).
Nước có năng suất sắn cao nhất là Ấn Độ (31,43 tấn/ha), kế đến là Thái Lan
(21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của thế giới là 12,92 tấn/ha (FAO,
2012). Việt Nam đứng thứ 9 về sản lượng sắn trên thế giới với 9,74 triệu tấn
năm 2014.
Bảng 2.1. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn thế giới từ 2000 – 2012
Diện tích

Năng suất

Sản lượng

2002

(triệu ha)
16,86

(tấn/ha)
10,70

(triệu tấn)
177,89

2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013

17,17
17,31
17,59
18,51
18,69
20,50
18,39
21,94
19,32
19,55
20,46

10,73
10,61
10,79
10,94
10,87
10,90
11,94
12,22
12,29
12,43
12,79

184,36
183,82
189,99
202,64
203,34
223,20
227,79
233,50
237,43
243,05
261,77

Năm


2014

20,82

12,92

269,12


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×