Giáo trình Máy nông nghiệp - Chương 1: Kho và thiết bị bảo quản nông sản
Kho bảo quản có nhiệm vụ bảo quản và tồn trữ các sản phẩm
nông nghiệp trước và sau khi chế biến.
Kho đóng vai trò quan trọng trong bảo quản nông sản. Vì
vậy, việc xây dựng kho nhằm chủ yếu phục vụ bảo quản chứ
không đơn thuần chỉ là nơi chứa đựng. Nói một cách khác, nhà
kho là cơ sở vật chất kỹ thuật để tiến hành các quá trình bảo quản
nông sản, là yếu tố đầu tiên và quan trọng quyết định tới chất
lượng bảo quản nông sản. Đối với mỗi loại sản phẩm khác nhau,
cần phải có loại kho tương ứng thích hợp, nhất là các trang bị cần
thiết phục vụ cho việc sơ chế, kiểm tra theo dõi, phát hiện và xử lý
kịp thời các sự cố không bình thường trong kho. Tuy nhiên để giữ
cho sản phẩm ở trạng thái an toàn được lâu dài, ngoài việc xây
dựng kho theo đúng tiêu chuẩn, thì cũng cần phải quản lý tốt các
tiêu chuẩn về chất lượng từ khi thu hoạch cho tới khi nhập kho.
Muốn đảm bảo yêu cầu chất lượng, nông sản phải được thu hoạch
đúng lúc (độ chín), lựa chọn, phân loại đúng tiêu chuẩn quy định,
kiểm tra phẩm chất ban đầu trước khi nhập kho về các chỉ tiêu: độ
sạch, độ ẩm, mức độ nhiễm sâu bệnh, thành phần dinh dưỡng.
Trong vận chuyển phải lưu ý ngăn ngừa những tác động cơ học
bên ngoài làm hư hỏng hạt: gẫy vỡ, dập nát, .
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Máy nông nghiệp - Chương 1: Kho và thiết bị bảo quản nông sản
- 1 - Chương I KHO VÀ THIẾT BỊ BẢO QUẢN NÔNG SẢN 1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và phân loại 1.1.1. Nhiệm vụ Kho bảo quản có nhiệm vụ bảo quản và tồn trữ các sản phẩm nông nghiệp trước và sau khi chế biến. Kho đóng vai trò quan trọng trong bảo quản nông sản. Vì vậy, việc xây dựng kho nhằm chủ yếu phục vụ bảo quản chứ không đơn thuần chỉ là nơi chứa đựng. Nói một cách khác, nhà kho là cơ sở vật chất kỹ thuật để tiến hành các quá trình bảo quản nông sản, là yếu tố đầu tiên và quan trọng quyết định tới chất lượng bảo quản nông sản. Đối với mỗi loại sản phẩm khác nhau, cần phải có loại kho tương ứng thích hợp, nhất là các trang bị cần thiết phục vụ cho việc sơ chế, kiểm tra theo dõi, phát hiện và xử lý kịp thời các sự cố không bình thường trong kho. Tuy nhiên để giữ cho sản phẩm ở trạng thái an toàn được lâu dài, ngoài việc xây dựng kho theo đúng tiêu chuẩn, thì cũng cần phải quản lý tốt các tiêu chuẩn về chất lượng từ khi thu hoạch cho tới khi nhập kho. Muốn đảm bảo yêu cầu chất lượng, nông sản phải được thu hoạch đúng lúc (độ chín), lựa chọn, phân loại đúng tiêu chuẩn quy định, kiểm tra phẩm chất ban đầu trước khi nhập kho về các chỉ tiêu: độ sạch, độ ẩm, mức độ nhiễm sâu bệnh, thành phần dinh dưỡng. Trong vận chuyển phải lưu ý ngăn ngừa những tác động cơ học bên ngoài làm hư hỏng hạt: gẫy vỡ, dập nát, ... 1.1.2. Yêu cầu kỹ thuật Để bảo quản nông sản được lâu với tỷ lệ hao hụt thấp nhất, khi xây dựng kho cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau: - 2 - - Có đủ dung tích để chứa hết khối lượng sản phẩm cần lưu trữ. - Kho phải được xây dựng dựa trên địa hình cao ráo, dễ thoát nước, không ngập úng khi trời mưa kéo dài. - Hướng bố trí trục dọc của kho là hướng Đông - Tây, giảm đáng kể ảnh hưởng của bức xạ mặt trời. - Kết cấu kho phải đáp ứng được các yêu cầu trong bảo quản như: cách nhiệt, cách ẩm, tránh tạo điều kiện cho côn trùng phát triển và loài gặm nhấm (chuột) đục khoét, đồng thời phải tạo điều kiện thuận lợi cho công tác kiểm tra và xử lý sự cố, tiện lợi cho tiêu diệt vi sinh vật có hại và côn trùng. - Phải có trang thiết bị để sơ chế trước khi nhập kho hoặc xử lý các sự cố không bình thường xảy ra trong kho: thiết bị làm sạch, sấy, thông gió, ... Đặc biệt là phải có các phương tiện vận chuyển để cơ khí hoá việc bốc dỡ, xuất nhập kho. 1.1.3. Phân loại Dựa trên cơ sở loại nông sản cần bảo quản ta chia ra: kho bảo quản hạt, kho bảo quản củ, kho bảo quản rau quả, kho bảo quản sữa, thịt, cá, ... Dựa trên mức độ cơ khí hoá có: kho đơn giản, kho cơ giới, kho silô. Kho đơn giản là loại kho hầu như không có trang thiết bị kèm theo, mọi công việc trong kho chủ yếu dùng sức lao động của con người. Kho cơ giới có trang bị các phương tiện vận chuyển để cơ khí hoá toàn bộ công việc xuất nhập kho. Việc thông gió, điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm đều giải quyết bằng cơ khí hoạc tự động hoá. Kho silô là loại kho hiện đại, tiên tiến nhất hiện nay. Ngoài - 3 - những tính chất như kho cơ giới, nó còn được trang bị các phương tiện để thực hiện các phương pháp bảo quản lạnh, thoáng, kín, ... 1.2. Nguyên lý xây dựng kho và cách bố trí nguyên liệu trong kho 1.2.1. Nguyên lý xây dựng kho ¾ Móng kho Móng kho được làm băng bêtông cốt thép, cao hơn bề mặt đất ngoài công trình 30 ÷ 40 cm, thường có gờ úp xuống tránh chuột khỏi trèo lên. Móng phải được xây trên nền đất cứng, để khỏi bị lún. ¾ Sàn kho Cấu trúc của sàn kho có ảnh hưởng lớn tới độ bền của kho và điều kiện áp dụng cơ khí hoá. Sàn kho phải đáp ứng một số yêu cầu kỹ thuật sau: + Bền vững, chịu được tải trọng riêng lớn (Trọng lượng sản phẩm trên 1m2sàn). + Cách ẩm tốt, ngăn được mạch nước ngầm và khí ẩm ở bên ngoài vào. + Bảo đảm không cho côn trùng và sâu bọ xâm nhập vào kho. Kho chứa ngũ cốc, sàn kho thường hơi nghiêng để dễ dàng cho việc cơ khí hoá xuất hạt. Sàn kho đựng rau quả thường làm phẳng, chia thành các ngăn dọc ngang kho. Giữa các ngăn có lối đi đủ lớn để tạo thông thoáng và để các phương tiện vận chuyển đi lại trong kho để bốc dỡ hàng. Sàn kho hiện nay thường có ba loại: sàn gỗ, sàn gạch và sàn bêtông cốt thép. Sàn có thể có gầm thông thoáng phía dưới, tránh ẩm từ dưới theo mạch nước ngầm ngấm vào. Sàn bêtông thường dày và có lớp chống thấm bằng bitum. - 4 - ¾ Tường kho Tường kho thường có một lớp hoặc hai lớp. Giữa hai lớp có lớp chống thấm và cách nhiệt. Tường kho phải đảm bảo vững chắc, không bị nứt nẻ, ... ¾ Mái kho Mái kho thường làm bằng tôn, phibrô ximăng hoặc đổ bêtông. Yêu cầu đối với mái kho phải cách nhiệt tốt (giảm bức xạ mặt trời). Để đảm bảo cách nhiệt người ta có thể sử dụng bông thuỷ tinh. Đối với mái ngói thường phải có trần bằng vôi rơm. Trần loại này rẻ tiền, nhưng hiệu quả cũng tốt, nhưng có nhược điểm là độ bền kém. ¾ Cửa kho Các cửa ra vào phải bố trí hợp lý để công việc kiểm tra, xuất nhập, xử lý sự cố được thuận tiện và nhanh chóng. Cửa sổ phía trên phải có máng hất, tránh mưa hắt vào. Cửa thông gió phải có hai lớp, lớp trong bằng lưới, phía ngoài bằng kính hoặc chớp, tránh chim chuột xâm nhập và khi thông gió có thể mở cửa dễ dàng. Kích thước cửa phổ biến 2,5×2,5m đóng kín. 1.2.2. Bố trí nguyên liệu trong kho Ta không thể sắp xếp các bao hạt đầy kín trong kho. Cần phải có lối vào, ra đủ rộng để các phương tiện vận chuyển đi lại để chất hàng vào kho và lấy hàng ra khỏi kho. Khoảng trống ở trần và xung quanh các đống bao cần thiết cho việc thông gió, làm vệ sinh và phun thuốc phòng trừ, ... Người ta qui định với kho chứa 500 tấn thì thể tích sử dụng có thể ít hơn 50% tổng thể tích bên trong tính tới dưới chỗ bắt đầu mái chìa. khi kích thước của kho tăng lên thì thể tích sử dụng cũng tăng lên (tối đa 80% với kho chứa 10.000tấn). - 5 - Đối với mỗi thể tích nhà kho nhất định, thể tích sử dụng cũng giảm do số loại sản phẩm lưu kho gia tăng, bị sâu bệnh, quản lý không tốt, ... Chăm sóc nông sản trong kho với những nội dung sau: - Khi xây dựng, tấm sàn có bố trí nhiều lớp trong đó có lớp ngăn ẩm xâm nhập từ dưới đất lên bằng lớp nhựa bitum. Đồng thời bao sản phẩm không đặt trực tiếp lên sàn mà thông qua giá đỡ. - Ngăn nước ẩm từ tường thấm vào nông sản: khối nông sản không được xếp tiếp xúc trực tiếp với tường mà cần có khoảng cách thích hợp. Hình 1.1. Giá đỡ và giá lót. - Xếp các bao đúng quy cách: Điều này có nghĩa là phải đảm bảo sử dụng tối đa không gian kho, làm vệ sinh mặt sàn dễ dàng, kiểm tra nông sản, kiểm tra số lượng dễ dàng. Tạo khoảng cách để thông gió cho các bao. - 6 - - Phòng trừ chuột và sâu bệnh: Phải bịt kín các lỗ nơi ẩn náu của chuột. Bảo đảm kho sạch tuyệt đối, dọn và huỷ các phế phẩm bị nhiễm bệnh. Hình 1.2. Khoảng cách giữa nông sản và tường. Giá lót là một vật liệu đặt giữa sàn kho và bao đựng hạt, nhằm ngăn không cho ẩm thấm vào nông sản từ sàn, dẫn tới mốc và hư hỏng hạt. Giá lót đơn giản nhất là tấm nilông dày không bị thủng đặt trực tiếp xuống sàn và trên các bao hạt. Giá lót gỗ (thường gọi là palet nâng hàng) cấu tạo gồm các thanh gỗ ngang và dọc, bao nông sản đặt trên đó cách ly với sàn. Cần lưu ý trước khi dùng cần tẩy trùng sạch, tránh nhiễm sâu bệnh. Cách xếp bao như hình vẽ dưới, tránh cho bao bị đổ và làm cho việc kiểm kê kho dễ dàng. Lớp lẻ Lớp chẵn Số bao của mỗi lớp - 7 - Mỗi lớp 3 bao Mỗi lớp 5 bao Mỗi lớp 8 bao Hình 1.3. Phương pháp xếp các bao nông sản. 1.3. Cấu tạo hoạt động của một số loại kho thường dụng 1.3.1. Bảo quản hạt nông sản a/ Kho đơn giản Kho bảo quản hạt trong gia đình là đơn giản nhất (người ta thường gọi là cót thóc). Hiện nay loại kho này không còn vì quá - 8 - đơn giản và không đảm bảo chất lượng bảo quản, khả năng chống chuột và sâu bọ. Kho dùng dự trữ lương thực quốc gia hiện nay tồn tại dưới ba dạng: Kho A1, kho A2 và kho cuốn. + Kho A1, A2: Loại kho dùng phổ biến trong ngành lương thực những năm 60 của thế kỷ trước. Kết cấu của kho A1 gồm: Mái gói, dầm gỗ và nhiều kèo gỗ chịu lực. Dưới lớp mái có lớp trần bằng vôi rơm để cách nhiệt. Tường xây bằng gạch, có lớp ván gỗ ghép (chiều cao tường gỗ 3 ÷ 3,5m) sàn bằng xi măng, hoặc lát gỗ. Sàn thường là loại sàn trệt (thấp và cách ẩm không tốt) hoặc sàn có vòm cuốn, có lớp không khí đệm, chống ẩm. Mỗi ngăn kho A1 thường có sức chứa 130 ÷ 250 tấn hạt. Kích thước phổ biến: dài 23 ÷ 46m, rộng 8 ÷ 12m, cao từ 4 ÷ 6m. Ưu điểm của kho A1: kiên cố, có khả năng chống được mưa bão, khả năng thoát nhiệt tốt, tường không có máng ở phía trên, tường trước và sau có mái hiên nên chống được mưa hắt. Kho A1 thích hợp để bảo quản thóc, gạo và cả bột. Nhược điểm của loại kho này là tốn nhiều gỗ (lát tường và sàn). Tuy nhiên hiện nay vì kèo gỗ đã được thay bằng kim loại. Khả năng chống xâm nhập ẩm vào kho kém. Khả năng làm kín chưa tốt, do đó cần khử trùng kho bằng hơi sát trùng gặp nhiều khó khăn. Sâu mọt và chuột dễ xâm nhập và hoạt động (đặc biệt kho A1 thông thoáng) và lan từ khoang này sang khoang khác. Đặc điểm của kho A2 là mái gói, cột, dầm chịu lực bằng gỗ, sàn và tường cũng bằng gỗ. Sàn cách nền kho từ 50 ÷ 80 cm. Loại kho này có nhiều ở trung du và miền núi. Gần đây các loại kho này bị loại bỏ. + Kho cuốn: Kho cuốn là loại kho phổ biến nhất ở ta hiện - 9 - nay. Nguyên liệu chính để xây dựng là gạch, vôi, cát, ximăng, cần rất ít gỗ. Kết cấu chịu lực là tường chịu lực (đồng thời cũng là tường ngăn giữa hai khoang) và vòm cuốn mái. Kích thước cơ bản của một khoang khô: dài (8 ÷ 15m), rộng (4 ÷ 6,5m) cao (4 ÷ 6m). Mỗi ngăn kho cuốn chứa từ 50 ÷ 140 tấn thóc. Kho có nền cao và dưới có vòm cuốn, dùng lớp không khí đệm để chống thấm ở nền. Trên vòm cuốn mái có gắn một lớp ngói lợp ngoài. Về phương diện bảo quản kho cuốn có một số ưu nhược điểm chính sau: Ưu điểm: - Nhà kho chắc chắn, có khả năng chống mưa bão và hoả hoạn. - Mái có khả năng cản nhiệt do bức xạ mặt trời tốt. - Kho khá kín (khi cần kín), chim, chuột rất khó xâm nhập. - Nếu chất lượng thóc ban đầu tốt, bảo quản trong kho cuốn sẽ an toàn. Nhược điểm: - Ngăn kho có tiết diện chữ nhật nên sự phân bố nhiệt và ẩm trong đống hạt không đều; càng vào giữa gian kho, nhiệt độ đống hạt càng cao; gần tường và cửa nhiệt độ thấp hơn. - Khả năng thoát nhiệt của kho cuốn kém hơn kho A1 và kho A2. Trường hợp hạt nhập kho không đạt chất lượng bảo quản, hạt dễ bị bốc nóng. Nhiệt độ đống hạt trong mùa hè từ 38 ÷ 420C. Chính vì thế để tránh đọng sương và men mốc ở lớp mặt, yêu cầu quan trọng là đống hạt phải được cào đảo thường xuyên. - 10 - - Lớp ximăng chống thấm ở máng trên tường ngăn giữa hai gian kho thì bị rạn nứt. Vào mùa mưa kéo dài trong hai tháng 2, 3, các máng đều bị thấm ướt, làm ẩm tường ngăn. Thóc gần sát tường ngăn dễ bị mốc. - Do chia nhiều ngăn, diện tích kho hẹp, cửa thấp nên rất khó cơ khí hoá xuất nhập kho. Trong bảo quản cũng gặp nhiều khó khăn. Nhìn chung các loại kho phổ biến hiện nay còn tồn tại nhiều vấn đề: - Các kho chưa đáp ứng được yêu cầu bảo quản là chống ẩm và chống thấm, do đó lương thực bảo quản thường hay bị mốc (sát tường và nền). Khắc phục hiện tượng này thường phải dùng khung đóng, kê lót ở tường và nền gây lãng phí và tốn kém bảo dưỡng, thay thế hàng năm. - Mức độ chứa hạt (đổ đống, không đóng bao) còn thấp, chiều cao đống hạt chỉ từ 3 ÷ 3,5m. Mức độ chứa hạt mới chỉ 50 ÷ 60% thể tích nhà kho, còn 40% là khoảng không vô ích. Chính khoảng không này là môi trường thuận lợi để không khí ẩm bên ngoài xâm nhập và tác động vào lương thực, làm cho sâu mọt và vi sinh vật có hại phát triển, phá hoại lương thực. - Những nhà kho để bảo quản lương thực còn thủ công. Để bảo quản tốt lương thực cần thiết phải cơ khí hoá các khâu như xuất, nhập, xử lý lương thực trước khi nhập, xử lý trong quá trình bảo quản. b/ Kho cơ giới: Kho cơ giới không có thiết bị sơ chế dùng để bảo quản hạt. - 11 - Hình 1.4. Sơ đồ cấu tạo kho cơ giới không có thiết bị sơ chế. 1 - Băng tải 2 - ống thổi không khí 3 - Quạt 4 - Băng tải nhập 5 - Tấm chắn. Trong kho trang bị bộ phận vận chuyển kiểu gầu tải, đưa nguyên liệu từ dưới lên cao và đổ vào băng chuyền 4 đặt trên nóc, chạy suốt chiều dài kho. Trên từng đoạn băng tải có thiết bị gạt hạt xuống từng ô kho một. Hạt được lấy ra dưới đáy nghiêng cũng là một băng tải 1 chạy dọc kho. Khối hạt trong kho theo từng giai đoạn được thông gió cưỡng bức khi cần thiết nhờ hệ thống ống thổi không khí 2 đặt trên mặt nền theo hướng ngang. Ống phân phối khí bằng thép, phía trên bố trí lỗ. Trên miệng lỗ lắp tấm chắn 5 để hạt không rơi vào ống và không khí tràn ra hai bên. Hệ thống thổi không khí cưỡng bức vào ống gồm quạt cao áp 3. Đối với kho cơ giới có thiết bị sơ chế (Hình 1.5). Thiết bị sơ chế gồm buồng sấy, sàng làm sạch hạt và một số thiết bị khác để thực hiện việc bốc dỡ, vận chuyển, xuất nhập kho hoặc xử lý - 12 - những sự cố nguy hiểm (bốc nóng, côn trùng phá hoại, ...). Loại kho này có thể hoàn thành các quá trình cần thiết trong quá trình bảo quản. Hình 1.5. Sơ đồ cấu tạo kho cơ giới có thiết bị sơ chế. 1 - Xe vận chuyển 2 - Thùng tiếp nhận 3, 8 - Băng tải 4 - Gầu tải 5 - Thùng phân phối 6 - Sàng làm sạch tạp chất 7 - Buồng sấy 9 - Cơ cấu tháo liệu 10 - Băng tải xuất. c/ Kho silô Kho silô thường được dùng để bảo quản hạt. Đây là phương pháp bảo quản hạt tiên tiến nhất hiện nay. Hầu hết các nước phát triển đều sử dụng phương pháp này. Cấu tạo kho gồm một số tháp hình trụ (silô) bằng thép hoặc bằng bêtông cốt thép, đáy dạng hình chóp. Hình 1.6 sơ đồ cấu tạo kho silô nói chung. Hạt được đưa lên cao nhờ gầu tải 1 và phân phối xuống các silô bằng băng tải 2. Hạt được lấy ra ở đáy silô và vận chuyển bằng băng tải 5. - 13 - Trên từng silô, theo chiều cao có các ống dẫn không khí 4 thổi gió ngoài trời vào hạt nhằm điều chỉnh nhiệt độ và ẩm độ của khối hạt. Việc theo dõi được tự động hoá nhờ các cảm biến đặt trong silô ở các độ cao khác nhau của silô (5 ÷ 7m đặt một chiếc). Các tín hiệu nhận được qua bộ chuyển đổi đo, bộ khuếch đại tới chỉ thị đo, ... Ngoài hệ thống điều khiển, điều chỉnh kể trên, người ta còn trang bị buồng sấy hạt, quạt gió, hệ thống vận chuyển xuất nhập kho, đảo hạt, ... Nhờ thiết bị điện tử và hệ thống máy tính chương trình, công việc của kho được tự động hoá hoàn toàn. Kho có sức chứa 20.000 tấn chỉ cần 1 ÷ 2 người phục vụ. Kho silô vốn đầu tư lớn, nhưng hiệu quả kinh tế lại rất cao, do giảm được hư hỏng sản phẩm và giảm chi phí lao động. Hình 1.6. Sơ đồ cấu tạo kho silô. 1 - gầu tải 2, 5 - Băng tải 3 - Bộ phận tháo liệu 4 - ống dẫn không khí 6 - Silô. - 14 - Hình 1.7. Kho silô bằng thép, dạng lục giác ở Pháp, sức chứa mỗi silô 200 tấn hạt - 15 - Hình 1.8. Silô bằng thép, tiết diện tròn. Hình 1.9. Kho silô bằng bêtông 1.3.2. Kho tồn trữ rau quả tươi Đã có nhiều phương pháp tồn trữ rau quả tươi: vùi trong cát, để trong hầm, đựng trong bao kín, ... những cách này chỉ tồn trữ tạm thời, chất lượng rau quả phụ thuộc nhiều vào khí hậu, thời tiết bên ngoài. Ngày nay đã có kho tồn trữ hàn ... huyển lên cao Gầu tải là thiết bị để vận chuyển hạt tơi rời lên cao. Độ cao chuyển tải có thể tới 70-80 m, do đó gầu tải được dùng rộng rãi trong các kho bảo quản hạt. Hình 1.16 trình bày sơ đồ cấu tạo gầu tải vận chuyển sản phẩm lên cao. Thiết bị bao gồm phễu cấp liệu 1 đặt cao hơn trục ngang của tang dưới, thân gầu tải 2 bằng tôn bọc kín hệ thống gầu tải, bộ phận chuyển động 3 (xích ống bạc con lăn hoặc đai dẹt), gầu 4 được chế tạo bằng tôn và lắp ghép vào bộ phận chuyển động bằng bulông, để dễ dàng tháo lắp khi sửa chữa, thay thế; động cơ điện 5, tang chủ động 6 (đĩa xích 7 hoặc bánh đai); cửa ra hạt 8, tang căng hoặc tang bị động 9, gối đỡ tang căng 10 và cơ cấu điều chỉnh 11. Nguyên tắc làm việc như sau: Hạt từ phễu cấp liệu đổ vào các gầu tải đang chuyển động lên trên. Khi gầu tới trên cùng, hạt - 28 - đổ vào ống rót của cửa ra nhờ hợp lực R giữa trọng lực P và lực ly tâm F tác dụng lên hạt (hình 1.16b) Tốc độ chuyển động của gầu tải lựa chọn tuỳ thuộc vào phương pháp cung cấp hạt vào gầu. Trường hợp hạt rót vào gầu, tốc độ từ 0,4-0,8 m/s, khi gầu xúc hạt thì tốc độ từ 0,8-2 m/s. Muốn đảm bảo hạt đổ đúng ống rót thì giữa tốc độ chuyển động của xích kéo (hoặc băng) và đường kính tang chủ động phải phù hợp theo công thức: V=(1,87 : 2,2) D (m/s) Trong đó: V - vận tốc bộ phận kéo (m/s) D - đường kính tang chủ động (m) Hình 1.16. Máy vận chuyển lên cao 1. phễu cấp liệu; 2. Thân gầu tải; 3. Bộ phận chuyển động; 4. - 29 - Gầu; 5. Động cơ điện; 6. Tang chủ động; 7. Đĩa xích hoặc bánh đai; 8. Cửa xả; 9. Tang căng; 10. gối đỡ; 11. Bộ phận điều chỉnh b) Máy vận chuyển ngang Băng tải Băng tải ngang là thiết bị vận tải thông dụng trong các kho bảo quản, đặc biệt là kho bảo quản hạt. Người ta thường dùng hai loại: Loại có vị trí tháo cố định (hình 1.17a) và loại có vi trí tháo di động (hình 1.17b). Cả hai loại đều dùng để chuyển tải hạt vào kho và rót hạt vào các ô khác nhau, hoặc chuyển hạt từ kho ra ngoài. Đối với băng tải có vị trí tháo hạt cố định, bộ phận tháo liệu lắp cố định. Hạt từ phễu cấp liệu đổ vào băng tải và được nó chuyển đổi vị trí tháo. Tại đây nhờ hợp lực của lực ly tâm và trọng lực, hạt được đổ vào máng bộ phận tháo; sau đó rơi vào nơi cần chứa. Đối với băng tải thay đổi vị trí tháo, máy tháo có miệng tháo 1 bên. Hạt rơi vào máng tháo nhờ hai tang quay làm thay đổi chiều băng. Toàn bộ hai tang quay và phễu tạo thành một khối di động trên khung của băng nhờ 4 bánh xe (gọi là xe tháo liệu). Nhờ vậy có thể thay đổi được vị trí tháo hạt trên suốt chiều dọc tháo hạt của băng. Phía dưới băng có các con lăn đỡ, giữ cho băng ổn định. Khoảng cách các trục lăn đỡ băng có tải từ 0,9 - 1,8 m. Ở nhánh không tải khoảng cách này có thể gấp đôi. - 30 - Hình 1.17. Băng tải. 1-Phễu cấp liệu 2-băng tải 3-Con lăn 4-Bộ phận tháo liệu 5-Tang chủ động 6-Động cơ điện 7-Khung 8-Tang bị động 9-Xe tháo liệu Vít tải Vít tải ngang thường dùng vận chuyển hạt ở cự ly ngắn. Trong các kho bảo quản vít tải thường đặt ngang hoặc nghiêng với góc nghiêng nhỏ hơn 150. Bộ phận vận chuyển kiểu này thường không được nạp đầy hạt. Năng suất vận chuyển phụ thuộc vào độ nạp đầy tiết diện ngang ống bao. - 31 - Hình 1.18. Sơ đồ vít tải 1. phễu cấp liệu; 2. Vít xoắn; 3. Trục vít xoắn; 4. Gối đỡ trung gian; 5. Mặt bích; 6. Gối đỡ; 7. Khớp nối; 8. Hộp giảm tốc; 9. Động cơ; 10. Cửa xả; 11. Ống bao; 12. Nắp ống bao; Cấu tạo vít tải gồm vít xoắn 2 quay trong ống bao 11. Vít xoắn 2 được cấu tạo bởi cánh xoắn hàn trên trục 3 bằng thép ống. Khi vận chuyển ở khoảng cách lớn, vít xoắn được chia làm nhiều đoạn, mỗi đoạn 3 - 4 m và nối với nhau bằng các mặt bích 5. Giữa hai đoạn được định vị bằng ổ treo 4. Trục vít quay nhờ động cơ điện thông qua hộp giảm tốc. Nguyên lý làm việc như sau: Hạt đổ vào phễu cấp liệu 1, hạt bị vít xoắn đẩy dọc theo ống bao 11 và thoát ra ở cửa 10. Khi hạt không thoát kịp qua cửa 10, hạt sẽ đẩy cửa tràn 14 thoát ra ngoài. Vận chuyển bằng vít tải có ưu điểm không bị rơi vãi do vận chuyển trong máng kín. Tuy nhiên vận chuyển hạt dễ tróc vỏ thì không lợi vì dễ làm hạt bị tổn thương. c) Máy vận chuyển hỗn hợp Băng tải nâng Băng tải nâng là loại thiết bị vận chuyển đơn giản dùng đưa vật liệu từ mặt đất lên xe, từ sân phơi hay từ xe vào kho...và có thể di động tới vị trí cần làm việc. Kết cấu băng tải gồm: phễu cấp liệu 1, băng tải vải tẩm cao su 2, các con lăn đỡ 3, động cơ điện 4, khung 5, bánh xe 6 và cơ cấu điều chỉnh độ căng băng 7. - 32 - Hình 1.19. Sơ đồ băng tải nâng 1. phễu cấp liệu; 2. Băng tải; 3. Con lăn đỡ; 4. Động cơ điện; 5. Khung; 6. Bánh xe; 7. Cơ cấu căng băng. Máy xúc hạt tự cào APP-125 Máy dùng để xúc hạt trong kho, tên sân...vào một phương tiện khác vận chuyển rất tiện lợi. Máy gồm ba bộ phận chính: xe di động 1, guồng tải nâng 2, guồng ngang 3 ở hai bên để cào vào guồng nâng ở giữa. Nhờ động cơ 5, guồng nâng chuyển động. Động cơ có công suất 7KW. Phía dưới guồng bố trí quạt 4 công suất 2,8KW thổi không khí lên phía trên để tách các tạp chất nhẹ. Thiết bị di động nhờ động cơ có 1KW làm quay hai bánh xe 6 qua hộp giảm tốc trục vít có khớp ly hợp tự động. Guồng cào 3 chuyển động nhờ động cơ 5 thông qua bộ truyền bánh răng côn và xích. Nó có thể nâng lên hạ xuống. Tốc độ di - 33 - chuyển của thiết bị đạt 0,7km/h. Vận chuyển đi xa phải có xe kéo. Hình 1.20. Máy xúc hạt tự cào APP-125 1. Xe di động; 2. Guồng tải nâng; 3. Guồng tải ngang; 4. Quạt thổi; 5. Động cơ điện; 6. Bánh xe; d) Máy vận chuyển kiểu khí động Hiện nay thiết bị vận chuyển kiểu khí động được sử dụng trong nhiều lĩnh vực: công nghiệp thực phẩm, xây dựng và các kho bảo quản để xuất nhập nhanh. Đặc điểm quan trọng của thiết bị này là vừa vận chuyển sản phẩm vừa có thể làm sạch nó. - 34 - Tuỳ theo công dụng khác nhau, máy có thể có cấu tạo khác nhau, nhưng những bộ phận chung là phải có quạt, ống dẫn, cơ cấu chất tải vào hệ thống và cơ cấu tách không khí khỏi sản phẩm, cơ cấu đo và kiểm tra. Nguyên lý chung của máy vận chuyển kiểu khí động được thiết lập trên cơ sở trộn vật liệu cần vận chuyển ở trạng thái lơ lửng với không khí và di chuyển nó trong ống. Ở bộ phận tách (xyclôn) sản phẩm được tách khỏi không khí rơi xuống bộ phận thu. Không khí qua lọc thoát ra môi trường. Trong sơ đồ 1.21a vật liệu hút qua miệng hút 1 vào ống 2 sau đó qua xyclôn 3, hạt được tách qua cửa 5, còn không khí lẫn bụi được đưa vào bộ phận lọc 4, hút qua bơm chân không 6 và thổi ra ngoài môi trường. Sơ đồ 1.21b không khí đi qua máy thổi 1, vật liệu từ bộ phận cung cấp 2 rơi vào ống gió 3. Hạt được tách ở xyclôn 4, rơi qua cửa 6; còn không khí tiếp tục qua bộ tách bụi 5 và phần tử lọc 7 thải ra ngoài môi trường. Sơ đồ hỗn hợp (sơ đồ 1.21c) là sự phối hợp của cả nguyên tắc hút và đẩy bao gồm: miệng hút 1, ống dẫn 2, bộ phận tách 3, cửa xả 4,5 , bộ phận thổi 6 và cơ cấu thoát tải 7. Trị số áp suất sẽ khác nhau với các kiểu thiết bị khác nhau. Loại áp suất thấp (dưới 8 KPa) người ta dùng quạt. Loại áp suất trong bình dùng bộ phận thổi không khí (30-50 KPa) và loại áp lực cao (200-300 KPa) dùng máy nén. Các loại máy vận chuyển kiểu khí động hiện đại được xếp loại theo mật độ hỗn hợp thấp, trung bình và cao. Mật độ là số kg vật liệu trên 1kg không khí (0,4 - 4, 4 - 20, 100 và lớn hơn ). - 35 - 1 1 2 3 5 7 6 4 B ụi a) b) c) - 36 - Hình 1.21. Thiết bị vận chuyển kiểu khí động. a/ Loại hút b/ Loại đẩy c/ Loại hỗn hợp (hút - đẩy). Đặc điểm bộ phận vận chuyển áp lực thấp như sau: sản phẩm vận chuyển thường là hạt, mật độ thấp (0,4 - 4kg/kg), lượng chi phí không khí lớn, tốc độ 20m/s và lớn hơn khi đường kính ống dẫn 100 - 200mm và lớn hơn, bề mặt lọc lớn. Đặc điểm bộ phận vận chuyển áp lực cao như sau: chỉ di chuyển vật liệu dạng bụi, mật độ hỗn hợp cao (20 - 100kg/kg), tốc độ gió nhỏ (4 - 7m/s) khi dùng ống dẫn có đường kính nhỏ (33 - 76mm). 1.5. Tính toán thiết bị vận chuyển 1.5.1. Tính toán nhu cầu vận chuyển a) Vòng quay vật tải Vòng quay vật tải q là tổng khối lượng vật tải cần vận chuyển trong một khoảng thời gian xác định (ngày, giờ, năm). Đối với vận chuyển và phân phát thức ăn, trị số vòng quay vật tải trong một ngày được xác định theo công thức Q=∑= n i iq 1 tấn/ngày Trong đó: qi khối lượng vật tải từng loại trong ngày b) Công vận chuyển 1 n i i i W q l = = ∑ tấn km/ngày Trong đó : li quãng đường vận chuyển từng loại vật tải qi Đây là 2 chỉ tiêu cơ bản, dựa vào đó ta tính toán, lựa chọn số lượng và kiểu phương tiện, công cụ vận chuyển cần thiết.. 1.5.2. Năng suất một số máy vận chuyển - 37 - a) Năng suất, công suất băng tải Năng suất - Khi vận chuyển vật liệu tơi rời, năng suất băng tải được xác định theo công thức: Q = 3600Fγv = 0,36qv (t/h) (*) Q- năng suất băng tải, t/h ; F- diện tích mặt cắt ngang của lớp vật liệu trên băng khi chuyển động, m2 ; γ- khối lượng thể tích của vật liệu vận chuyển, t/m3; v- vận tốc chuyển động của băng tải, m/s; q- trọng lượng vật liệu phân bố trên 1m chiều dài, N/m. Hình 1.22. Mặt cắt ngang của lớp vật liệu trên băng a) Phẳng; b) Lòng máng. - Với băng phẳng thì tiết diện ngang của lớp vật liệu rời trên băng được giới hạn bởi hình parabon (H. 1.22a) và được tính theo công thức: 2 3 bhF = Trong đó: h - chiều dày lớp vật liệu trên băng: 12 bh = b a - 38 - b- chiều rộng của lớp vật liệu trên băng: b = (0,9B - 0,05), m B- chiều rộng băng, m. Từ đó ta có : ( )20,9 0,05 18 B F −= (**) Thay giá trị của F từ (**) vào (*) ta xác định được năng suất của băng tải phẳng: Q ≈ 250B2γv, t/h - Với băng lòng máng thì năng suất phụ thuộc chủ yếu vào độ dốc của các trục lăn nằm nghiêng, sự tương quan của các trục lăn nghiêng với các trục lăn cạnh sườn. Thường chiều dài trục lăn nằm ngang lấy bằng nửa chiều rộng băng và góc nghiêng của các trục lăn nghiêng là 300. Nếu giả thiết băng nằm áp sát vào các bề mặt của trục lăn thì tiết diện của lớp vật liệu trên băng có thể bằng tổng diện tích hình thang có chiều cao h1 và hình parabôn có chiều cao h: 2 1 1 12 18 a b bF h+= + Trong đó: a = 0,5B; b1 = 0,75B; 11 30 0,072 ob ah tg B−= = ( )2 20,750,5 0,75 0,07 0,075 2 18 BB BF B B+= + = Vậy năng suất lý thuyết của băng tải lòng máng được xác định theo công thức: Q = 3600Fγv ≈ 270B2γv Trong thực tế băng không áp sát vào bề mặt trục lăn, mặt khác tại quãng giữa các giá đỡ trục lăn hình dạng tiết diện vật liệu phần nào có bị thay đổi và khi băng đến gần vị trí tháo liệu được nắn thẳng để thành dạng phẳng. Do đó năng suất thực tế của băng lòng máng được tính theo công thức: Q ≈ 200B2γv - 39 - - Khi vận chuyển vật liệu đơn chiếc năng suất băng tải được xác định theo công thức: a Gv63Q ,= G- khối lượng vật liệu đơn chiếc, kg ; a- khoảng cách giữa hai vật liệu kề nhau, m . Công suất Công suất trên trục tang dẫn của băng tải được xác định theo công thức: N = 0 1000 W v η , kW Wo- tổng lực cản tác dụng lên băng tải, N ; v- vận tốc băng tải, m/s ; η- hiệu suất truyền động, có kể đến mất mát công suất do ma sát trong các gối đỡ và cơ cấu truyền động. b) Năng suất, công suất gầu tải Năng suất Xác định năng suất của gầu tải theo công thức sau: 3600 . . . .Q a v Z ϕ ρ= , kg/h Trong đó: a- thể tích thực của gầu, dm3 (lít); ρ - khối lượng thể tích của vật liệu, kg/dm3; Z- số gầu trên một mét chiều dài vận chuyển, 1Z t = ; t- khoảng cách giữa hai gầu, m. Thường chọn t = (2,5-3,0)h, với h là chiều cao gầu, m. ϕ - hệ số nạp đầy vật liệu trong gầu, chọn như sau: - Vật liệu dạng bột: ϕ = 0,75 – 0,90 - Vật liệu dạng hạt: ϕ = 0,6 – 0,8, - 40 - - Vật liệu cục vừa (d = 50 – 100mm): ϕ = 0,5 – 0,7, - Vật liệu cục lớn (d > 100mm): ϕ = 0,4 – 0,6; v- vận tốc gầu tải, m/s. Vận tốc gầu tải được lựa chọn trong khoảng 1-3 m/s. Đối với gầu tải vận tốc cao, dỡ tải nhờ lực ly tâm, vận tốc và đường kính tang có quan hệ mất thiết với nhau, khi vận tốc tăng thì đường kính tang cũng phải tăng theo. Nếu chọn vận tốc quá lớn khi đường kính tang nhỏ, dưới tác dụng của lực ly tâm, vật liệu sẽ bị dỡ sớm, làm giảm năng suất máy. Vận tốc gầu tải được lựa chọn như sau: - Vật liệu dạng bột lấy v = 1,2 – 1,4 m/s; - Vật liệu dạng hạt lấy v = 1,5 – 3 m/s. Công suất Công suất tiêu hao cho máy chủ yếu là để khắc phục các trở lực ở bộ phận kéo, ở các gầu và ở vị trí xúc vật liệu và xác định như sau: 2 0 367 qQH vN A B v C Q H ⎛ ⎞= + +⎜ ⎟⎝ ⎠ , kW Trong đó: Q- năng suất, tấn/h; H- chiều cao nâng vật liệu, m; v- vận tốc chuyển động của gầu, m/s; q0- khối lượng 1 mét chiều dài bộ phận kéo, kg/m; A, B, C- các hệ số phụ thuộc vào bộ phận kéo và vào trạng thái tháo liệu, chọn nó như sau: - Băng, tháo liệu ly tâm: A = 1,14; B = 1,6; C = 0,25 - Băng, tháo liệu trọng lực: A = 1,14; B = 1,3; C = 0,70 - Xích, tháo liệu ly tâm: A = 1,12; B = 1,1; C = - 41 - 0,25 - Xích, tháo liệu trọng lực: A = 1,3; B = 0,8; C = 0,70 Tỉ số q0/Q phụ thuộc vào dạng bộ phận léo và được chọn như sau: - Bộ phận kéo là băng thì q0/Q = 0,6; - Bộ phận kéo là xích 1 dãy thì qo/Q = 1,1; - Bộ phận kéo là xích hai dãy thì q0/Q – 1,2; Công suất của động cơ điện để dẫn động máy: 1 2dc NN K K η= , kW Trong đó: η- hiệu suất bộ truyền động; K1- hệ số kể đến lực cản khi gầu xúc vật liệu, K1 = 1,15 – 1,2; K2 - hệ số an toàn, K2 = 1,15 – 1,2. c) Năng suất, công suất vít tải Đối với vít quay chậm 9 Năng suất 3600 . .Q F v ρ= , kg/h Trong đó : F- diện tích tiết diện ngang do vật liệu chiếm ở trong thành máy: 2 . 4 DF Kπ μ= ; m2 μ- hệ số chứa vật liệu trong thành máy: - Đối với vật liệu dạng hạt thì μ= 0,4 - Đối với vật liệu dạng bột thì μ= 0,35 K- hệ số chỉ sự giảm tiết diện do góc nghiêng đặt vít tải, chọn - 42 - giá trị K theo bảng. 9 Công suất Công suất tiêu hao chủ yếu dùng để nâng vật liệu, để thắng ma sát của vật liệu với thành máy và với cánh vít, và để thắng ma sát ở các gối đỡ trục vít. Xác định nó theo công thức sau: )( HLC 367 QN += , kW Trong đó: Q- năng suất của máy; tấn/h L - chiều dài vận chuyển theo phương ngang; m H- chiều cao vận chuyển vật liệu; m C- hệ số trở lực của máy, chọn C = 1,8- 2,5. Đối với vít quay nhanh Năng suất của máy sẽ là: 2 2 1 ( )3600 4 D dQ vπ μρ−= , kg/h Trong đó: d- đường kính trong của cánh vít; m D- đường kính ngoài của cánh vít, m; ρ - khối lượng thể tích của vật liệu, kg/m3 v1- vận tốc đi lên của vật liệu; m/s μ -hệ số chứa vật liệu trong thành máy, lấy μ = 0,3- 0,5 Công suất tiêu hao của máy dùng để khắc phục ma sát với thành máy, ma sát của vật liệu với cánh vít và ma sát ở các gối đỡ, được xác định như sau: 1 2 o o N NN Kη += , kW N1- công suất tiêu hao khắc phục ma sát của vật liệu với thành máy; kW N2- công suất tiêu hao để khắc phục ma sát của vật liệu với cánh vít, kW; - 43 - Ko- hệ số kể đến sự dịch chuyển và làm vỡ vụn vật liệu; Ko= 1,2; ηo- hiệu suất ở các ổ đỡ trục vít.
File đính kèm:
- giao_trinh_may_nong_nghiep_chuong_1_kho_va_thiet_bi_bao_quan.pdf