Đồ án Thiết kế dây chuyền tự động sản xuất sợi chỉ xơ dừa từ vỏ dừa khô dùng trong chế tạo chỉ xơ dừa (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế dây chuyền tự động sản xuất sợi chỉ xơ dừa từ vỏ dừa khô dùng trong chế tạo chỉ xơ dừa (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG SẢN XUẤT SỢI CHỈ XƠ DỪA TỪ VỎ DỪA KHÔ DÙNG TRONG CHẾ TẠO CHỈ XƠ DỪA GVHD: KS. NGUYỄN TẤT TOẢN SVTH: NGUYỄN VĂN KỲ MSSV: 11243030 SVTH: NGUYỄN CÔNG CHIẾN MSSV: 11243005 SVTH: HUỲNH HỮU TRANG MSSV: 11243054 S K L 0 0 3 8 5 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Bộ môn công nghệ chế tạo máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Kỳ MSSV: 11243030 Lớp: 112430A Khoá: 2011 Ngành đào tạo: Công Nghệ Chế Tạo Máy Hệ: Đại học chính qui (Khối K- 3/7). Họ tên sinh viên: Nguyễn Công Chiến MSSV: 11243005 Lớp: 112430B Khoá: 2011 Ngành đào tạo: Công Nghệ Chế Tạo Máy Hệ: Đại học chính qui (Khối K- 3/7) Họ tên sinh viên: Huỳnh Hữu Trang MSSV: 11243054 Lớp: 112430B Khoá: 2011 Ngành đào tạo: Công Nghệ Chế Tạo Máy Hệ: Đại học chính qui (Khối K- 3/7) 1.Tên đề tài: Thiết kế dây chuyền tự động sản xuất sợi chỉ xơ dừa từ vỏ dừa khô dùng trong chế tạo chỉ xơ dừa. 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Năng suất: 2 tấn/giờ - Độ ẩm sau khi sấy 10% 3. Nội dung chính của đồ án: - Phân tích các phƣơng pháp tách sợi chỉ xơ dừa. - Thiết kế dây chuyền tự động sản xuất chỉ xơ dừa từ vỏ dừa. - Chế tạo máy sấy sợi chỉ xơ dừa - Tập thuyết minh, hệ thống các bản vẽ: lắp, tổng thể, chi tiết. 4. Ngày giao đồ án: 23/03/2015 5. Ngày nộp đồ án: 22/07/2015 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN ( ký, ghi rõ họ tên) ( ký, ghi rõ họ tên) i
3. LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thiết kế dây chuyền tự động sản xuất sợi chỉ xơ dừa từ vỏ dừa khô dùng trong chế tạo chỉ xơ dừa - GVHD: KS.Nguyễn Tất Toản. - Họ tên sinh viên: Huỳnh hữu trang. - MSSV: 11243054 Lớp: 112430B - Địa chỉ sinh viên: 11/4 Trịnh Hoài Đức_P. Hiệp Phú_Quận 9_TP. HCM - Số điện thoại liên lạc: 0932694123 - Email: Huutrang20@gmail.com - Họ tên sinh viên: Nguyễn Công Chiến. - MSSV: 11243005 Lớp: 112430B - Địa chỉ sinh viên: 11/4 Trịnh Hoài Đức_P. Hiệp Phú_Quận 9_TP. HCM - Số điện thoại liên lạc: 0982820849 - Email: Congchien11243@gmail.com - Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Kỳ - MSSV: 11243030 Lớp: 112430A - Địa chỉ sinh viên: 11/4 Trịnh Hoài Đức_P. Hiệp Phú_Quận 9_TP. HCM - Số điện thoại liên lạc: 0909161921 - Email: Kynguyen1203@gmail.com - Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp( ĐATN): 17/01/2015 - Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp( ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bât kỳ một sự vi phạm nào, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 07 năm 2015 Ký tên Nguyễn Công Chiến Nguyễn Văn Kỳ Huỳnh Hữu Trang ii
4. LỜI CẢM ƠN Đề tài “Thiết kế dây chuyền tự động sản xuất sợi chỉ xơ dừa từ vỏ dừa khô dùng trong chế tạo chỉ xơ dừa” đã đƣợc hoàn thành dƣới sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô và các bạn sinh viên của ngành công nghệ chế tạo máy. Chúng em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến thầy NGUYỄN TẤT TOẢN đã trực tiếp chỉ bảo và hƣớng dẫn cho chúng em thực hiện suốt thời gian thực hiện đồ án. Qua đây, chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Cơ Khí Máy đã truyền đạt những kiến thức về các môn học khác giúp chúng em có kiến thức để thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp. Đặt biệt chúng em xin chân thành cảm ơn Anh Tú đã tạo điều kiện cho chúng em mƣợn xƣởng để hoàn thành đề tài tốt nghiệp đúng thời hạn. Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện iii
5. TÓM TẮT ĐỒ ÁN Nhƣ chúng ta đã biết ở Bến Tre đã chế tạo thành công máy sấy chỉ xơ dừa bằng phƣơng pháp khí động. Và đề tài “Thiết kế dây chuyền tự động sản xuất sợi chỉ xơ dừa từ vỏ dừa khô dùng trong chế tạo chỉ xơ dừa” đã đƣa ra quá trình sản xuất sợi chỉ xơ dừa theo dây chuyền tự động đó là sự kết hợp giữa Phƣơng pháp tách chỉ và phƣơng pháp sấy sợi chỉ bằng hệ thống sấy đối lƣu để cho ra sản phẩm sợi chỉ xơ dừa đạt độ ẩm 10% và năng suất đạt 2 tấn/giờ Xơ dừa là một loại sợi composit tự nhiên, để tách đƣợc sợi chỉ xơ dừa từ vỏ dừa thì có nhiều phƣơng pháp tách sợi, và phƣơng pháp tách sợi hiện đại cơ khí hóa hoàn toàn đƣợc áp dụng vào đề tài. Áp dụng máy đập tƣớc chỉ xơ dừa liên hoàn của anh Nguyễn Ngọc Sơn nhà sáng chế “Nông Dân” vào đề hệ thống sản xuất. Trong ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm, vật liệu xây dựng thì sấy là một công đoạn quan trọng,là quá trình tách nƣớc và hơi nƣớc ra khỏi nguyên liệu và sản phẩm. Hệ thống sấy thùng quay là một trong những hệ thống sấy đối lƣu đã đƣợc lựa chọn để sấy sợi chỉ xơ dừa. iv
6. MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ x CHƢƠNG I: LỜI MỞ ĐẦU 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài: 1 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: 1 1.3 Mục tiêu nguyên cứu đề tài 1 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nguyên cứu 2 1.5 Phƣơng pháp nguyên cứu 2 1.6 giới hạn đề tài 2 1.7 Kết cấu đồ án tốt nghiệp Error! Bookmark not defined. CHƢƠNG II: GIỚI THIỆU CHỈ XƠ DỪA 3 2.1 XƠ DỪA 3 2.2. Các phƣơng pháp tách sợi xơ dừa 5 2.2.1. Phƣơng pháp thủ công 5 2.2.2. phƣơng pháp bán cơ khí 6 2.2.3. Phƣơng pháp hiện đại cơ khí hóa đồng bộ 6 2.2.4. Phƣơng pháp hiện nay 6 2.3. Một số ứng dụng của xơ dừa 7 2.3.1. Xử lý nƣớc thải bằng xơ dừa 7 2.3.2. Gối xơ dừa 7 CHƢƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ SẤY 10 3.1. QUÁ TRÌNH SẤY 10 3.2. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY 10 v
7. 3.2.1. Giới thiệu chung về hệ thống sấy thùng quay 10 3.2.2. Nguyên lý hoạt động 12 3.3 Một số hệ thống sấy khác 13 Hệ thống sấy buồng 13 Hệ thống sấy hầm 14 Hệ thống sấy tháp 15 Hệ thống sấy tiếp xúc 16 Hệ thồng sấy thăng hoa 16 Hệ thống sấy bức xạ 17 Hệ thống sấy dùng dòng điện cao tần 17 Hệ thống sấy khí động 17 Hệ thống sấy tầng sôi 18 Hệ thống sấy phun 19 CHƢƠNG IV: TÍNH TOÁN NHIỆT THIẾT BỊ SẤY 20 4.1. Phƣơng pháp, tác nhân và chế độ sấy 20 4.1.1. phƣơng pháp sấy: 20 4.1.2. Tác nhân sấy 20 4.1.3. Chọn chế độ sấy 21 4.2. Tính toán kích thƣớc thùng sấy 21 4.3. Tính toán quá trình sấy lý thuyết 23 4.3.1. Thông số không khí ngoài trời: 23 4.3.2. thông số không khí sau khi nhận nhiệt ở calorife 24 4.3.3. Thông số không khí sau buồng sấy 25 4.3.4 Tính toán nhiệt thùng sấy 26 4.4. xây dựng quá trình sấy thực 28 4.5. Tính trở lực và chọn quạt 30 4.6. Tính toán đƣờng ống dẫn tác nhân sấy 33 CHƢƠNG V: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THÙNG QUAY 35 5.1. Tính con lăn: 35 vi
8. 5.2. Tính con lăn chặn 39 5.3. Tính toán hộp giảm tốc: 40 5.3.1 Tính công suất,chọn động cơ và hộp giảm tốc: 40 5.3.2. Tính toán số vòng quay, mô men xoắn trên từng trục. 41 5.3.3. Tính toán bộ truyền trục vít_bánh vít 42 5.3.4. Tính bộ truyền bánh răng cho thùng quay 46 5.3.5. Thiết kế bộ truyền xích 51 5.4. Thiết kế trục và tính then 53 5.4.1. Tính toán và thiết kế trục 53 CHƢƠNG VI: HỆ THỐNG NẠP LIỆU 65 6.1. Giới thiệu chung 65 6.2. Phân loại máy chuyển liên tục 65 6.3. Lựa chọn thiết bị vận chuyển liên tục 65 6.4. Băng tải đai 66 6.4.1. phạm vi sử dụng và các chủng loại. 66 6.4.2. Những bộ phận chính của băng tải đai 67 6.4.3. Tính toán băng tải đai 67 6.4.3.1.Các thông số ban đầu 67 6.4.3.2.Vận tốc và góc nghiêng của băng tải 67 6.4.3.3.Xác định bề rộng băng tải B 69 6.4.4. Tính toán con lăn đỡ 71 6.4.5. Tính toán tang 72 6.4.6. Xác định lực theo chu tuyến của băng tải 73 6.4.7. Kiểm tra độ bền và độ võng của băng 76 6.4.8. Xác định lực kéo 77 6.4.9. Tính toán bộ phận dẫn động: 77 6.4.10. Tính toán trạm kéo căng 78 6.4.11. Thiết bị làm sạch băng và bộ phận an toàn 79 6.5. Thiết kế hộp giảm tốc cho băng tải 80 vii
9. 6.5.1. Tính toán động học hệ dẫn động cơ khí 80 Thông số ban đầu 80 6.5.2. Thiết kế bộ truyền xích 81 6.5.3. Thiết kế trong hộp giảm tốc 85 CHƢƠNG VII: TÍNH THÙNG SÀNG CỦA MÁY 100 7.1 Thông số thùng sàng của máy 100 7.2 Bộ truyền xích 101 CHƢƠNG VIII: TÍNH TOÁN MÁY ĐẬP TƢỚC 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 viii
10. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2. 1: thành phần hóa học của sợi xơ dừa 4 Bảng 2. 2: Cơ tính của một số loại thực vật 4 Bảng 4. 1: bảng cân bằng nhiệt: .30 Bảng 5. 1: Thông số bộ truyền hộp giảm tốc thùng quay 42 Bảng 6. 1: Góc nghiêng β của băng tải 68 Bảng 6. 2: Giá trị vận tốc cho băng tải có băng là vải cao xu 69 Bảng 6. 3: số lƣợng các lớp đệm trong băng phụ thuộc vàoc hiều rộng của nó 71 Bảng 6. 4: Khoảng cách lớn nhất giữa các con lăn tựa dùng cho vật liệu rời 72 Bảng 6. 5: biểu thức gàn đúng xác định trọng lƣợng phần quay của con lăn 73 Bảng 6. 6: Hệ số dự trù 76 ix
11. DANH MỤC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ Hình 3. 1: Hệ thống sấy thùng quay theo mẻ .11 Hình 3. 2: Hệ thống sấy mùn cƣa 11 Hình 3. 3: cấu tạo hệ thống thùng quay 11 Hình 3. 4: nguyên lý hoạt động hệ thống thùng quay 12 Hình 3. 5: Cách bố trí các loại cánh 13 Hình 3. 6: Một số hình ảnh thực tế 13 Hình 3. 7: hệ thống sấy buồng 13 Hình 3. 8: Hệ thống sấy hầm 14 Hình 3. 9: hệ thống sấy tháp 15 Hình 3. 10: 16 Hình 3. 11: Hệ thống sấy khí động 17 Hình 3. 12: Hệ thống sấy tầng sôi 18 Hình 3. 13: hệ thống sấy phun 19 Sơ đồ 2. 1: phƣơng pháp tách chỉ xơ dừa thủ công 5 Sơ đồ 2. 2: phƣơng pháp tách chỉ xơ dừa bán cơ khí 6 Sơ đồ 2. 3:Phƣơng pháp cơ khí hóa hoàn toàn 6 Sơ đồ 2. 4:Phƣơng pháp hiện nay 6 x
12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN TẤT TOẢN CHƢƠNG I: LỜI MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài: Nƣớc ta nằm ở phía Đông Nam Châu Á thuộc vùng nhiệt đới gió mùa,có bờ biển dài trên 3000 km, cây dừa phát triển rất mạnh, tập trung ở Nan Trung Bộ và Nam Bộ,diện tích hơn 161000 ha. Sản lƣợng hang năm khoảng 884800 tấn. Dừa là cây lâu năm, sản phẩm từ quả dừa rất đa dạng: nƣớc dừa, cơm dừa, gáo dừa và xơ dừa. Mỗi loại đều có thể chế biến sữ dụng phục vụ cho công nghiệp và đời sống: Nƣớc giải khát, nguyên liệu sản xuất bánh kẹo, xà phòng, dầu thực vật than hoạt tính, xơ dừa dùng để làm thừng đệm thảm vv. Trong những năm gần đây. Nhà nƣớc đã quan tâm đến việc chế biến xơ dừa thành sản phẩm hàng hóa sử dụng trong nƣớc và xuất khẩu. Các địa phƣơng nhƣ Bến Tre,Vĩnh Long đã có một số cơ sở chế biến tập trung qui mô nhỏ và vừa. Quy trình sản xuất theo kiểu truyền thống khá đơn giản. Vỏ dừa sau khi qua máy tƣớt sẽ cho ra chỉ xơ dừa. Chỉ đƣợc tiếp tục cho qua máy sàng để lọc bớt mụn dừa. Sau đó, chỉ đƣợc chuyển ra sân phơi, đảo trộn để tiếp tục tách mụn. Làm theo cách này sẽ tốn nhiều diện tích sân phơi, công lao động và còn phụ thuộc vào thời tiết. Khối lƣợng thành phẩm hao hụt nhiều. Độ ẩm thành phẩm không đều. Hơn nữa, việc phơi chỉ gây ô nhiễm môi trƣờng xung quanh Yêu cầu đặt ra là phải cơ giới hóa hoạt động sản xuất chỉ xơ dừa. Thời gian qua, một số doanh nghiệp cũng có bƣớc nghiên cứu cải tiến quy trình sản xuất nhƣng chủ yếu là giai đoạn tƣớc chỉ và các công đoạn sau khi phơi chỉ. Vì thế chúng tôi chọn đề tài: “Thiết kế dây chuyền tự động sản xuất sợi chỉ xơ dừa từ võ dừa khô dùng trong chế tạo chỉ xơ dừa” để góp phần thúc đẩy kinh tế nông thôn những vùng trồng dừa 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: - Thắc phục đƣợc nhiều hạn chế của phƣơng pháp phơi chỉ truyền thống - Thu đƣợc thành phẩm theo yêu cầu - Chi phí này không cao hơn so với phƣơng pháp phơi chỉ truyền thống - Tăng năng suất dễ dàng 1.3 Mục tiêu nguyên cứu đề tài - Năng suất đạt 2 tấn /giờ - Độ ẩm sau khi sấy 10% - Phƣơng pháp tách sợi chỉ xơ dừa từ vỏ dừa 1
13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN TẤT TOẢN - Thiết kế dây chuyền tự động sản xuất chỉ xơ dừa - Chế tạo máy sấy sợi chỉ xơ dừa 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nguyên cứu Đối tƣợng nguyên cứu: - Thiết kế dây chuyền tự động sản xuất sợi chỉ xơ dừa từ võ dừa Phạm vi nguyên cứu: - Tính toán,thiết kế máy sấy sợi chỉ xơ dừa - Chế tạo mô hình máy sấy 1.5 Phƣơng pháp nguyên cứu - Dựa vào máy đập tƣớc chỉ xơ dừa - Dựa vào máy sấy chỉ xơ dừa - Dựa vào internet 1.6 giới hạn đề tài chế tạo dạng mô hình,đảm bảo nguyên lý hoạt động và đạt hiệu quả 2
14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN TẤT TOẢN CHƢƠNG II: GIỚI THIỆU CHỈ XƠ DỪA 2.1 XƠ DỪA Hình 2. 1: Cấu tạo quả dừa Xơ dừa là thớ vỏ quả giữa nằm ở lớp vỏ ngoài dai hay tầng cutin ngoài (cũng là một phần của xơ) và gáo cứng bao bọc lớp phôi nhũ có trọng lƣợng khoảng 35% trọng lƣợng của cả quả dừa già. Lớp xơ này khác nhau tùy theo từng giống dừa. Hình 2. 2: vỏ dừa Hình 2. 3: chỉ xơ dừa Các loại xơ dừa: loại dài nhất và mãnh nhất gọi là xơ chiếu ( có thể kéo để làm chiếu hoặc dây thừng), loại xơ thô hơn dùng làm sợi bàn chải và loại ngắn nhất dùng để nhồi nệm. Xơ xoắn là loại xơ pha trộn giữa hai loại xơ thô và xơ ngắn chủ yếu dùng làm nệm. Chiều dài cơ bản của sợi xơ dừa từ 15 đến 35cm. đƣờng kính khoảng 0.1 đến 1.5mm. 3
15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN TẤT TOẢN Bảng 2. 1: thành phần hóa học của sợi xơ dừa. Thành phần Hàm lƣợng( % khối lƣợng) Ligin 45.84 Cellulose 43.44 Hemicellulose 0.25 Pectin và những hợp chất liên quan 0.3 Tro 2.22 Bảng 2. 2: Cơ tính của một số loại thực vật Khối lƣợng Mô đun đàn hồi Độ bền Biến dạng Loại sợi 3 riêng (g/cm ) (GPa) (GPa) phá hủy(%) Xơ dừa 1.25 3 – 6 0.17 – 0.25 15 – 25 Lanh 1.54 40 – 70 0.8 – 1.5 1.2 – 1.6 Đay 1.5 10 – 30 0.4 – 0.8 1.8 Tre 0.9 20.6 0.193 1 Gai dầu 1.48 70 0.55 – 0.9 1.6 Thủy tinh 2.54 73.5 3.5 4.5 Module riêng Độ bền riêng Hút ẩm Giá Loại sợi (MN.m/kg) (MN.m/kg) (%) (USD/kg) Xơ dừa 2.5 – 5 0.14 – 0.2 10 0.25 – 0.5 Lanh 26 – 46 0.52 – 0.97 7 0.5 – 1.5 Đay 7 – 21 0.27 – 0.53 12 0.35 4
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN TẤT TOẢN Tre 23 0.21 - - Gai dầu 47 0.37 – 0.6 8 0.6 – 1.8 Thủy tinh 29 1.4 0 1.3 Nguồn: Ensait 1994 – Lâm Thành Mỹ,seminar tại Đại Học Cần Thơ,2001;Summary note of 3rd Eupoco seminar,2000) 2.2. Các phƣơng pháp tách sợi xơ dừa Có 3 phƣơng pháp tách sợi sơ dừa: - Phƣơng pháp thủ công. - Phƣơng pháp bán cơ khí - Phƣơng pháp hiện đại cơ khí hóa hoàn toàn. Các phƣờng phƣơng pháp thủ công ,ít cơ khí hóa vẫn còn đƣợc dùng để kéo sợi,còn làm sợi bàn chải và nhồi niệm thì hiện nay thƣờng sử dụng phƣơng pháp cơ khí hóa từng phần hay toàn bộ. 2.2.1. Phƣơng pháp thủ công Phƣơng pháp này đòi hỏi nhiều công nhân và cần đến những quá trình vi khuẩn học tự nhiển nhƣ ngâm. Vì khi ngâm vỏ dừa trong nƣớc, các nhu mô sẽ bị phân hủy. múc độ cơ khí hóa rất thấp. Quy trình tách sợi bằng phƣơng pháp này đƣợc tóm tắt qua sơ đồ 2.1 Sơ đồ 2. 1: phƣơng pháp tách chỉ xơ dừa thủ công 5
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN TẤT TOẢN 2.2.2. phƣơng pháp bán cơ khí Đây là phƣơng pháp ngâm ủ vỏ ngắn ngày kết hợp với sử dụng thiết bị đập và chải tƣớc chỉ. Quy trình tách sợi bằng phƣơng pháp này đƣợc tóm tắt qua sơ đồ Sơ đồ 2. 2: phƣơng pháp tách chỉ xơ dừa bán cơ khí 2.2.3. Phƣơng pháp hiện đại cơ khí hóa đồng bộ Máy bóc vỏ Downs ra đời năm 1950 tạo ra phƣơng pháp sản xuất sợi nhồi nệm có hiệu quả hơn. Đây là phƣơng pháp sử dụng các băng tải cung cấp nguyên liệu trong quá trình sản xuất để nâng cao nâng suất lao động. Quy trình tách sợi bằng phƣơng pháp này đƣợc tóm tắt qua sơ đồ 2.3 Sơ đồ 2. 3:Phƣơng pháp cơ khí hóa hoàn toàn 2.2.4. Phƣơng pháp hiện nay Sơ đồ 2. 4:Phƣơng pháp hiện nay 6
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN TẤT TOẢN 2.3. Một số ứng dụng của xơ dừa 2.3.1. Xử lý nƣớc thải bằng xơ dừa Tại Ấn Độ, một sáng chế mới về ứng dụng của xơ dừa đƣợc công bố vào ngày 25/9/1973 “Thiết bị và tiến trình tách chỉ xơ dừa đồng thời ứng dụng vào việc sản xuất thảm xơ dừa”. Tiếp theo là 1 sáng chế đƣợc đăng ký tại Nhật Bản vào ngày 11/5/1981 về việc ứng dụng xơ dừa trong xử lý nƣớc thải. Trƣớc đây, những vật liệu đƣợc sử dụng làm giá thể thƣờng là các vật liệu trơ nhƣ cát sỏi, gốm, xỉ quặng, hoặc chất dẻo. Tuy nhiên, các vật liệu trên thƣờng là đắt tiền (với chất dẻo, đầu tƣ 75-200 USD cho mỗi mét khối thể tích bể xử lý), trọng lƣợng lớn, chiếm chỗ và dễ gây tắc nghẽn dòng chảy của nƣớc thải qua bể xử lý. Xơ dừa là một vật liệu có thể tránh đƣợc những bất lợi đó. Các sợi xơ dừa đƣợc kết thành chuỗi tiết diện tròn, không phủ cao su, đƣờng kính 20cm và dài 200cm. Sau đó, các chuỗi này đƣợc buộc song song với nhau trên một khung hình khối chữ nhật. Nƣớc thải từ một xƣởng chế biến cao su đƣợc cho qua bể phân hủy kỵ khí có xơ dừa thô làm giá thể, thời gian lƣu nƣớc là hai ngày. Kết quả, 90% COD và BOD bị loại ra khỏi nƣớc thải. Qua kiểm nghiệm chất lƣợng trên 22 mẫu nƣớc thải, hiệu suất xử lý đối với chất ô nhiễm hữu cơ vẫn ổn định, đạt khoảng 90% đối với cả COD và BOD, hiện tƣợng cuốn trôi vi sinh vật ra khỏi bể xử lý không đáng kể, thuận lợi cho những quá trình xử lý kế tiếp.Sau hơn một năm vận hành, bể kỵ khí dùng xơ dừa không có hiện tƣợng tắc nghẽn dòng chảy nƣớc thải. Vì thành phần chủ yếu của xơ dừa là cellulose (khoảng 80%) và lignin (khoảng 18%), nên rất khó bị vi sinh vật phân hủy. Theo ƣớc tính của các nhà nghiên cứu, tuổi thọ của xơ dừa trong bể kỵ khí là khoảng 5 năm. 2.3.2. Gối xơ dừa Mãi đến ngày 8/10/1992 mới có 1 sáng chế đƣợc đăng ký tại Hàn Quốc và tác giả cũng là ngƣời Hàn Quốc – Lee Jae-Min với sáng chế: Sản xuất gối bằng xơ dừa. Công nghệ làm gối bằng xơ dừa cũng khá đơn giản và tƣơng đối giống với cách làm thảm xơ dừa. Sợi xơ dừa đƣợc xe lại và bệnthành dây thừng làm thành cuộn. Sau đó, đập dây thừng cho mềm và dát thành các tấm bảng mỏng. Tấm (xơ dừa) này đƣợc phun phủ một vật liệunhựa phản ứng nhiệt có tính đàn hồi và đƣợc cắt xén thành khối hình chữnhật, sau đó, các khối hình chữ nhật đƣợc nấu chảy tan ra với nhau để làm thành chiếc gối có tính đàn hồi tốt. Công nghệ làm nệm xe, nệm ngủ bằng xơ dừa cũng tƣơng tự nhƣ làm gối xơ dừa. Tuy Hàn Quốc là nƣớc phát triển các sáng chế về xơ dừa sau các nƣớc Anh, Nhật, Ấn Độ nhƣng lại là 7
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN TẤT TOẢN nƣớc đƣợc đăng ký nhiều sáng chế nhất. Trong tổng số 82 sáng chế liên quan đến việc ứng dụng của xơ dừa thì hết 25 sáng chế đƣợc đăng ký tại Hàn Quốc chiếm 30%. Tiếp theo là Nhật Bản chiếm 22% trong tổng số sáng chế đƣợc đăng ký. Điều này giải thíchcho việc các nƣớc trong khu vực nhƣTrung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan, Nhật Bản là các thị trƣờng nhập khẩu chính các sản phẩm của dừa: chỉ xơ dừa, dừa khô, mụn dừa của tỉnh Bến Tre - ViệtNam. 8
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN TẤT TOẢN Hình 2. 4: một số ứng dụng của chỉ xơ dừa 9
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN TẤT TOẢN CHƢƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ SẤY 3.1. QUÁ TRÌNH SẤY Sấy là quá trình làm bốc hơi nƣớc ra khỏi vật liệu sấy bằng nhiệt, là quá trình khếch tán ẩm gồm: khếch tán ẩm từ lớp vật liệu bên trong ra lớp vật liệu bên ngoài và từ bề mặt vật liệu ra môi trƣờng xung quanh. Sự khếch tán này chỉ xãy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp suất hơi trong môi trƣờng. Theo tính chất nguồn cấp nhiệt ngƣời ta chía sấy làm 2 loại : Sấy tự nhiên: không có nguồn đốt nóng nhân tạo, phƣơng pháp này là phƣơng pháp truyền thống,thời gian sấy dài, không chủ động, độ ẩm vật liệu sau khi sấy còn cao. Sấy nhân tạo: có sử dụng nguồn nhiệt nhân tạo, phƣơng pháp này thời gian sấy ngắn ,chủ động đƣợc quá trình sấy, độ ẩm vật liệu cuối quá trình có thể linh động tùy theo yêu cầu của quá trình sấy. Công nghệ sấy là một quá trình lấy hơi ẩm trong vật liệu, làm giảm độ ẩm trong vật liệu đến độ ẩm mong muốn. Việc lựa chọn công nghệ sấy thích hợp phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nhƣ là: tính chất vật liệu, kinh nghiệm, tính toán lý thuyết, thực nghiệm. Quá trình sấy đòi hỏi sau khi sấy vật liệu đòi hỏi chất lƣợng cao, tiêu tốn năng lƣợng ít và chi phí vận hành thấp. để đáp ứng đƣợc điều này , khi tính toán hệ thống thiết kế hệ thống sấy cần phải chú ý đến sự thoát ẩm đồng đều trên bề mặt vật liệu, nhiệt độ sấy tối đa cho phép 3.2. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY 3.2.1. Giới thiệu chung về hệ thống sấy thùng quay Hệ thống sấy thùng quay là một hệ thống sấy đối lƣu. Sấy thùng quay đƣợc áp dụng rộng rải để sấy các vật ẩm dạng hạt,mảnh vụn, có kích thƣớc nhỏ nhƣ đậu đỗ, cà phê , quả và củ cắt nhỏ, gỗ mảnh, mùn cƣa,cát 10