Chuyên đề Thiết bị nghiền trong chế biến nông sản - thực phẩm

on người mới tồn tại và hoạt động sản xuất để phát triển xã hội. Còn cung cấp đủ lương thực, thức ăn cho gia súc thì mới tạo điều kiện để phát triển ngành chăn nuôi gia súc tạo tiền đề mở rộng sản xuất kinh tế trang trại .Giúp cho việc phát triển kinh tế vùng, địa phương hộ gia đình và đất nước. Hiện nay việc sản xuất lương thực, thực phẩm chủ yếu được thực hiện từ các nhà máy chế biến thức ăn, với quy mô lớn, qua nhiều công đoạn và quá trình phức tạp, với đặc điểm hiện nay đó là có áp dụng nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật. Trong các dây chuyền sản xuất của nhiều nhà máy, thì phải cân có nguồn nguyên liệu ở dạng hạt nhỏ để cung cáp cho các giai đoạn chế biến. Máy nghiền chính là bộ phận làm nhiệm vụ đó, nó sẽ giúp làm nhỏ kích thướt của các hạt nhiên liệu ban đầu, theo yêu của nhà sản xuất và đối tượng được cung cấp .Mục đích của nghiền chính là tạo ra sự đồng nhất về kích thướt của các hạt vật liệu ban đầu, để thuận tiện cho công đoạn sản xuất tiếp theo. Trong quá trình nghiền, sẽ có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đế năng suất, chất lượng, cũng như chi phí nhiên liệu riêng. Do vậy để nâng cao hiệu quả sử dụng của máy nghiện, thì con người mới đi nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đó mục đích là phục vụ cho sản xuất, nhằm đạt hiậu quả kinh tế cao mà vẫn đảm bảo về chất lượng và chi phí bỏ ra. 2.Đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu : 2.1.Đối tượng nghiên cứu : 2.1.1.Khái niệm về nghiền : Nghiền là quá trình phân chia vật thể ban đầu, tạo thành các mảnh vụn bằng các lực cơ học, trong đó các bộ phận của máy phải khắc phục được lực liên kết phân tử, của các phần tử vật thể. Kết quả là tạo ra bề mặt mới, có kích thướt vật rắn nhỏ nhằm làm tăng quá trình hoà tan, quá trình háo học….để tạo ra sản phẩm đồng nhất về kích thướt. Phân loại : Dựa vào đặc điểm phá vỡ hạt người ta phân chia thành các nguyên tắc nghiền sau: + Nguyên tắc chà xát + Nguyên tắc cắt nghiến + Nguyên tắc ép dập + Nguyên tắc va đập(đập vỡ tự do và đập vỡ có tấm bản kê) Từ các nguyên tắc trên mà chia ra các loại máy nghiền sau; + Theo nguyên lý cấu tạo : máy nghiền kiểu búa, máy nghiền kiểu thớt, máy nghiền kiểu trục cuốn. + Theo nhiệm vụ : máy nghiền vạn năng, máy nghiền chuyên dùng (máy nghiền hạt, máy nghiền bánh dầu,…). + Theo kết cấu máy có : máy nghiền có quạt, máy nghiền trống quạt, máy nghiền trục ngang, máy nghiền trục đứng. + Theo kích thướt nghiền vỡ có 5 nhpms máy sau : TT Dạng máy nghiền D(mm) D(mm) Z 1 Máy nghiền thô 1500 – 150 250 - 40 3 – 5 2 Máy nghiền trung bình 250 - 40 40 - 6 4 - 5 3 Máy nghiền nhỏ 25 - 3 6 - 1 5 - 6 4 Máy nghiền tinh 10 - 1 1 – 0.075 6 – 100 5 Máy nghiền keo 12 – 0.1 0.075 – 10-4 100-1000 2.1.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiên trong các nguyên tắc nghiền: Hiện nay việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền còn chua đầy đủ và toàn diện, còn nhiều phức tạp.Nhưng trong phậm vi của bài chuyên đề, để tiện cho việc đánh giá, em xin phân ra các nhóm ảnh hưởng sau: - Nhóm tính chất của vật nghiền. - Nhóm tính chất của máy nghiền. - Các yếu tố ảnh hưởng năng suất, chất lượng và chi phí nhiên liệu riêng. 2.2.Phương pháp nghiên cứu: Em dùng ba phương pháp chủ yếu đó là : Phương pháp thu thập số liệu: từ sách báo, internet, và các giáo trình. Phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia : chủ yếu là thầy cô. Phương pháp lý thuyết hoá : Ví bài chuyên đề này chỉ trình bày trên lý thuyết chứ không có tính toán. 3.Nội dung nghiên cứu: 3.1.Cơ sở lý thuyết của quá trình nghiền: Một vật thể được nghiền vỡ tức là chịu tác động của ngoại lực có trị số vượt các ứng suất bền của vật thể (ứng suất nén). Khi đó vật thể sẽ chịu những biến dạng đàn hồi, bién dạng dẻo và cuối sùng bị phá vỡ. Các nhà nghiên cứu cơ học phá vỡ vật thể đã phát hiện ra rằng ứng suất tác động phá vỡ vật thể theo một hướng lại gây cho vật thể chịu tác động nén ở tất cả mọi hướng. Khi vật thể chịu một lực va đập tự do để phá vỡ, thì lực đó sẽ gây ra những chấn động lan truyền trong vật thể theo chiều lực va đập, với vân tốc bằng vận tốc truyền âm trong vật thể đó. Chỉ khi lực va đập đủ lớn để các sóng chấn động lan đó truyền hết chiều của vật thể theo chiều tác động của lực, thì vật thể mới có khả năng bị phá vỡ. Nói chung, trong quá trình bị phá vỡ, vật thể nếu chưa cũng đã chịu những biến dạng đàn hồi, nghĩa là đã tốn phần năng lượng nghiền để làm biến dạng vật thể, khi vật thể vỡ ra sẽ có thêm diện tích mới ở những chỗ nứt. Đây là lúc cần tiêu thụ năng lượng để phá vỡ, để tạo ra những diện tích mới ấy. Tuy nhiên, có khi ngoại lực tác động chưa làm vỡ hẳn vật thể mà chỉ bị nứt ngầm với những khe, những diện tích mới ở bên trong. Có thể những vết nứt ngầm đó được khép liền lại do lực liên kết của vật thể. Như vậy, quá trình nghiền sẽ bị tốn một phần năng lượng vô ích. Như vậy ta có thể rút ra được những kết luận sau : Muốn phá vỡ vật thể phải dùng ngoại lực tác dụng sao cho thắng được ứng suất bền của vật thể (ứng suất nén). Khi đó vật thể chịu biến dạng đàng hồi, biến dạng dẻo có thể từ từ hoặc đột ngột, và cuối cùng bị phá vỡ. Mặc dù ứng suất phá vỡ có thể theo một hướng nhưng lại gây cho vật thể hiện tượng nén theo nhiều hướng. Khi có ngoại lực tác dụng gay nên sóng chấn động làm rạn nứt vật thể. Để vật thể vỡ phải tạo cho sóng chấn động lan truyền qua hết vật thể theo chiều tác động của lực và tốc độ truyền sóng bằng tốc độ âm thanh. Khi vật thể không phá vỡ mà chỉ bị nứt do lực hút của các phan tử thì các veet nứt sẽ khép lại. Muốn tiếp tục phá vỡ vật thể phải tốn thêm năng lượng khắc phục.Cho nên có thể noi nghiền là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng nhất 3.2.Các nhóm yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền trong các nguyên tắc nghiền: 3.2.1. Nhóm tính chất vật nghiền : a) Độ bền và độ cứng: Như ta đã biết nghiền là một quá trình dùng các lực cơ học tác dụng lên vật liệu để chia nhỏ chúng ra. Như vậy vật liệu chỉ được chia nhỏ, khi mà lực tác dụng cơ học đủ lớn đẻ thắng độ bền, cũng như độ cứng của các hạt. Cho thấy độ bền và độ cứng ảnh hưởng đến khả năng chịu nén của hạt. Các nhà nghiên cứu cơ học phá vỡ đã phát hiện ra rằng ứng suất tác động phá vỡ hạt theo một hướng lại gây cho vật thể chịu hiện tượng nén theo theo mọi hướng trong lòng vật thể đó. Như vậy với những vật liệu có độ bền khác nhau, sẽ gây ra những độ nén khác nhau. Với vật có độ bền độ cứng cao thì sự phân chia các hạt trong quá trình nghiền sẽ khó khăn hơn và tốn nhiều năng lượng hơn. Còn các hạt có độ bền độ cứng thấp thì dễ gây ra bụi trong quá trình nghiền. Như vậy, tuỳ vào từng vật liệu với độ bền, độ cứng khác nhau mà quá trình nghiền sẽ khác nhau, với năng suất và chất lượng cũng khác nhau. Cũng tuỳ vào từng vật liệu có độ bền độ cứng khác nhau mà ta có phương pháp nghiền khác nhau. b) Độ nhớt: Nếu như độ bền, độ cứng tạo nên khả năng chịu nén và mức đọ phân chia vật liệu, thì độ nhớt(đối với những vật liệu có độ nhớt) sẽ tạo nên khả năng chịu biến dạng(biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo) cho vật liệu. Độ nhớt chính là sự kết dính trong vật liệu hay khả năng liên kết các phần tử trong vật liệu. Như vậy, ta có thể tưởng tượng độ bền, độ cứng chính là phần chịu lực hay là cốt thép, còn độ nhớt chính là phần chịu biến dạng hay phần bêtông như cấu tạo của bêtông cốt thép. Khi chịu lực tác động, phần chịu lực sẽ biến dạng, nhưng phần kết dính lại gây ra lực nhớt cản trở sự di chuyển của các phần tử cốt, làm tăng độ bền và độ cứng của vật. Khi chịu tĩnh tại, giới hạn của phần cốt không phụ thuộc vào thời gian tác động, còn phần liên kết sẽ xuất hiện lực cản có giá trị biến đổi theo thưòi gian. Nếu tải trọng tác động lâu, phần kết dính hầu như không giúp được cho phần kết, độ bền của vật liệu chủ yếu là phần cốt. Ngược lại nếu tải tác động nhanh, lực cản của phần liên kết sẽ lớn giúp cho phần kết thêm bền. Ví vậy để phá vỡ thể thường cần lực tác độnh lớn hơn lực tĩnh. Quá trình biến dạng dẻo có thẻ coi như là xuất hiện những vết nứt sơ bộ, phá vỡ cục bộ phần cốt. Với vận tốc phá vỡ lớn có thể làm cho biến dạng dẻo không kịp phát triển chỉ còn là biến dạng đàn hồi tức thời và biến dạng dòn phá vỡ. Như vậy lực nhớt sẽ làm cho quá trính nghiền tốn thêm năng lượng, cản trở sự phá vỡ của cật thể. Độ ẩm: Độ ẩm của vật liệu có ảnh hưởng rất lớn đến cơ tính của nó. Độ ẩm ảnh hưởng tới hoạt động của các phân tử trong vật liệu. Với những vật có độ ẩm cao sẽ làm cho các phân tửu của nó hoạt động mạnh, do đó lực liên kết của các phần tử sẽ phải tốn nhiều năng lượng do được giải phóng nhiều thông qua hiện tượng thoát nhiệt, do đó làm giảm độ bền cũng, độ cứng nên khả năng phân chia sẽ dễ dàng. Cồn với những hật có độ ẩm thấp sẽ làm cho các phần tử ít hoạt động , lực liên kết sẽ tăng nên độ bền cao việc phá vỡ đòi hỏi phải tốn nhiều năng lượng. Vậy với vật liệu có độ ẩm cao hay thấp đều không tốt đối với quá trình nghiền. Vật liệu có độ ẩm cao sẽ làm cho sản phẩm dễ bị nhão, đặt quệt do có chứa một hàm lượng nước nhất định, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Còn vật liệu có độ ẩm cao sẽ làm cho quá trình nghiền nhỏ không đều, tạo ra nhiều bụi và tốn nhiều năng lượng, ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng. Cho nên độ ẩm của vật liệu vào khoảng 40% – 60% là phù hợp nhất cho quá trính nghiền. Kích thướt và hình dạng của vật liệu : Đây là hai yếu tố ảnh hưởng rõ nét đến quá trình nghiền. Kích thướt vật nghiền lớn hay nhỏ sẽ xác định phương pháp nghiền và cấu tạo của bộ phận nghiền, cũng như chất lượng của quá trình nghiền. Những vật liệu có kích thướt lớn sẽ đòi hỏi cấu tạo của bộ phận nghiền phức tạp nếu như yêu cầu sản phẩm có hạt nhỏ, ngoài ra kích thướt lớn còn làm cho quá trình nghiền vỡ tồn nhiều năng lượng và sản phẩm nghiền ít đồng bộ. Còn kích thướt qua nhỏ sẽ gây ra nhiều bụi trong quá trình nghiền làm năng suất nghiền bị giảm. Hình dạng hạt ảnh hưởng đến khả năng phaan chia của vật liệu. Vì khi lực cơ học phá vỡ tác động sẽ gây ra hiện tượng nến theo mọi phương, mà với mỗi hình dạng khác nhau của bề mặt nén sẽ cho các các kết quả phá vỡ khác nhau : + Hình tròn do đạc điểm chịu lực của nó là như nhau theo mọi phương, nên khi phá vỡ sẽ tạo ra đọ đồng đều về kích thướt cao hơn các dạng khác. + Còn các hình khác vì khả năng chịu lượng không như nhau nên kết quả phá vỡ là khác nhau, độ đồng đều cũng khác tạo nên những sản phẩm có chất lượng không giống nhau. Theo kết quả nghiên cứu thì những hình dạng có trục đối xứng sẽ cho độ đồng đều cao hơn. Đối với quá trình nghiền thì vật liệu hình tròn sẽ chp chất lượng cao nhất. Trạng thái bề mặt và hệ số ma sát của vật liệu: Với những trạng thái bề mặt khác nhau của vật nghiền sẽ quyết định đến phương pháp nghiền sao cho có hiệu quả kinh tế nhất. Với những vật liệu có bề mặt gồ ghề và hệ số ma sát cao thì thích hợp với phương pháp nghiền theo kiểu chà xát và ép dập do vật liệu có độ bám lớn nên dễ dàng bị ép vỡ hay chà xát mà vỡ hơn so với cách va đập hay cắt nghiến. Do đó sẽ tốn ít năng lượng hơn, tiết kiệm nhiên liệu và đạt hiệu quả kinh tế cao. Với những bề mặt nhẵn bóng và bằng phẵng, thì có hệ số ma sát thấp nên dễ trơn trượt khi ép hay chà xát, mà chỉ thích hợp với phương pháp va đập do vật liệu sẽ không bị bám dính vào bộ phận nghiền. Ngoài các yếu tố trên thì quá trình nghiền còn phụ thuộc vào độ đồng đều của vật liệu. 3.2.2. Nhóm yếu tố của máy nghiền: 3.2.2.1. Các yếu tố động học : Các yếu tố động học ảnh hưởng đến quá trình nghiền là : Công suất động cơ. Vận tốc bộ phận nghiền Cách cung cấp động lực. Có thể nói quá trình nghiền diễn ra gắn chặt với sự làm việc của động cơ . Quá trình nghiền có tốt không ? Sự hoạt động của bộ phận nghiền và năng suất của quá trình nghiền đều liên quan trực tiếp với động cơ. Trong đó việc chọn động cơ,cũng công suất động cơ được quyết định bởi tính chất vật liệu nghiền, tuỳ theo yêu cầu về năng suất và chất lượng sản phẩm. Công suất động cơ quyết định năng suất quá trình nghiền, và cả chi phí nhiên liệu riêng cũng như hiệu quả kinh tế của quá trình.Ngoài ra công suất động cơ còn quyết định tíc độ của bộ phận nghiền. Vì vai trò quan trọng như vậy nên việc chọn động cơ và công suất động cơ là rất khó khăn. Vận tốc bộ phận nghiền tạo nên độn lớn của lực cơ học phá vỡ vật thể. Nó ảnh hưởng rõ nét đến năng suất, chất lượng sản phẩm, cũng như quá trình nghiền. Khi vận tốc bộ phận nghiền quá nhỏ thì quá trình nghiền vỡ hật rất khó xảy ra, vì khi đó lực cơ học tạo ra là rất nhỏ không đủ để tạo ra những sóng chấn động lan toả trong hạt, mà chỉ tạo ra những độ nén nhỏ hơn ứng suất của hạt .Nhưng vận tốc nghièn quá lớn cũng không phải là tốt vì nó sẽ ảnh hưởng nhiều đến các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của quá trình nghiền. Khi vân tốc quá lớn sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của bột nghiền ví sinh ra nghiều bụi, ảnh hưởng đến chi phí nhiên liệu riêng vì phải tốn nhiều năng lượng hơn để thu và lắng bụi, vận tốc quá lớn còn gây khó khăn cho qua trình chế tạo máy, ảnh hưởng đến giá thành máy. Cách cung cấp động học (dùng động cơ loại gì chạy bằng xăng hay diezel, động cơ hơi nước hay động cơ đốt trong) chủ yếu ảnh hưởng đến yếu tố kinh tế, kĩ thuật của máy. Thông thường thì ta hay chọn động cơ diezel để tiết kiệm nhiên liệu và cho hiệu quả kinh tế cao. 3.2.2.2.Cấu tạo của bộ phận nghiền: a)Đối với nguyên lý va đập vỡ tự do : thì cấu tạo bộ phận nghièn chủ yếu là theo kiểu búa. 6 1 2 3 4 5 7 hình: máy nghiền kiểu búa Cấu tạo và hình dạng, số lượng của búa là những yếu tố ảnh hưởng chính. Đặc biệt với các búa nghiền ở máy nghiền thức ăn chăn nuôi, người ta thiết kế theo kiểu bản lề, áp dụng hiện tượng lệch tâm. Đặc biệt là búa được lắp theo bản lề tại lỗ có tâm quay, gọi là tâm vận tốc tức thời, sẽ phát huy được hiện tượng va đập lệch tâm, khiến lực va đập không dội vào chỗ lắp búa, không gây vỡ chốt lắp búa, không gây những tải độc ngột cho trục máy, tạo điều kiện cho búa chuyển động ổn định. Hình dạng của búa cũng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nghiền, thông thường người ta lam đầu búa có dạng bậc để sự va đập tập trung vào một điểm làm cho các sóng chấn động lan toả mạnh hơn, giúp cho qua trính nghiền vỡ hạt được nhanh hơn. Một búa có thể thay đổi được 4 góc đập để làm tăng khả năng tiếp xúc với hạt, ngoài ra khối lượng búa phải được tính toán phù hợp với quá trình nghiền, phù hợp với vận tốc nghiền, chẳng hạn khi nghiền thô thì cần làm khối lượng búa lớn hơn khi nghiền mịn, nhưng lúc đó vận tốc nghiền phải nhỏ. a b c d Hình 2.4. Các dạng búa nghiền Bên cạng đó cấu tạo của sàng và khe hở giữa đầu búa và sàng cũng ảng hưởng đến quá trình nghiền. Sàng lắp trong máy nghiền bao quanh các đầu búa nghiền có nhiệm vụ lọc cho các bột có kích thướt theo chế tạo chui ra ngoài, giữu lại các hạt bột có kích thướt to lai và tiếp tục gia công đập vỡ. Như vậy kích thướt lỗ sàng ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhỏ của bột. Khe hở giữa đầu búa và sàng cũng là yếu tố ảnh hưởng rõ rệt đến năng suất và chất lượng. Qua thực nghiệm ta thấy khe hở này càng lớn thì mức tiêu thụ năng lượng riêng càng giảm do lúc đó sự va đập của búa với các hạt sẽ không nhiều, độ nhỏ của bọt kém đi. Ta thường thiết kế khe hở nay váo trong khoảng 5 – 20 mm. b) Đối với nguyên lý chá xát hay dùng bộ phận nghiền kiểu thớt Cấu tạo gồm một thớt cố định và một thớt quay với vận tốc 15 – 20 m/s, hai thớt úp mặt chà xát vào nhau. 1 3 2 3 2 1 Hình 2.14 Máy nghiền kiểu chà xát Điều chỉnh độ to nhỏ của bột nghiền bằng cách điều chỉnh khe hở giữa hai mặt say xát của hai thớt. Ngoài ra hình dạng hai mặt thớt cũng ảnh hưởng năng suất và chất lượng nghiền. Với những bề mặt gồ ghề sẽ cho chất lượng hậy bột nhỏ và độ đồng đều cao hơn do kho đó bà mặt chà xát có hệ số ma sát cao, gây ra ít hạt thưa hơn. Hiện nay người ta hay làm hai mặt thớt kiểu răng cưa để tăng động nghiến . Vật liệu làm thpwts cũng phải đảm bảo về độ cứng, ít mài mòn, không bị nứt và tránh khả năng bị mài nhẵn bề mặt và hai mặt thớt phải được làm từ vật liệu có độ đồng đều cao, đồng nhất về cấu trúc. c) Với nguyên tắc nghiến thường là các bộ phận kiểu trục cuốn có răng. Hình 2.15. Máy nghiền kiểu cắt nghiến 1. Trục nghiền; 2. Phễu cấp liệu Bộ phận nghiền gồm hai trục cuốn có những mấu hay rãnh khía(hình múi khế, dọc đường sinh của mặt trục) quay với tốc độ khác nhau, để các rãnh khía kẹp hạt và nghền vỡ hạt. Chất lượng bột nghiền được quyết định bởi khe hở giữa các bánh răng và tốc độ trục quay. Khi khe hỡ giữa các báng răng lớn sẽ làm cho kích thướt hạt bột lớn, gây không đồng đều, độ mịn không cao. Còn khi khe hở quá nhỏ sẽ làm cho có nhiều bụi ảnh hưởng năng suất nghiền. cho nên việc điều chỉnh khe hở giữa hai trục cuốn là rất quan trọng. d) Theo nguyên lý ép dập vỡ thì cấu tạo của bộ phận nghiền thường là kiểu trục cuốn nhẵn. 1 Hình 2.16 Máy nghền kiểu ép dập 1. Trục nghiền ; 2.Phễu cấp liệu. Cấu tạo gồm hai trục cuốn nhẵn (không có răng ) quay ngược chiều nhau với vận tốc khác nhau , hạt được kéo vào khe hở giữa hai trục cuốn (do ma sát giữa hạt và hai mặt trục) rồi được ép dập, gây cỡ hạt. Đối với loại máy này có thể điều chỉnh khe hở giữa hai trục bằng cách dich chuyển bulông giữ ổ trục với bệ máy trước khi nghiền, còn trong quá trình nghiền thì khe hở không đổi.Việc chỉnh khe hở đó ảnh hưởng tới quá trình nghiền, vì vậy với từng loại vật liệu và tuỳ theo yêu cầu nghiền nhỏ mà ta điều chỉnh khe hở cho phù hợp. Bộ phận sàng thu và lưới lọc : Bộ phận này chủ yếu ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm thu được. Nếu sàng có bề dày lớn à kích thướt lỗ sàng nhỏ sẽ tạo ra nhiều bụi, tuy nhiên tạo ra độ mịn cho sản phẩm. Còn với sang mỏng và kích thướt lỗ sàng lớn sẽ lam cho vật liệu nghiền bị thô. Ngoài ra hình dàng lỗ sàng sẽ giúp cho việc thu sản phẩm dễ dàng không bị tắc. Ngày nay người ta thường dựa vào từng yêu cầu và đặc điểm của vật liệu nghiền mà chế tạo bộ phận nghiền cho hợp lý. 3.3. Các yếu tố ảnh hưởng năng suất, chất lượng và chi phí nhiên liệu riêng: Việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền thường tập trung vào vấn đề năng cao chất lượng nghiền và vấn đề giảm chi phí năng lượng riêng, vì quá trình nghiền vỡ vật thể là một quá trình kĩ thuật tốn nhiều năng lượng. Nguyên lý chung là không nên nghiền thừa, nhỏ qua mức cần thiết, có như vậy mới giảm đượ mức tiêu thụ năng lượng riêng và tăng năng suất máy giảm hao mòn.Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng của máy nghiền. Nhưng tôi xin nghiên cứu các nhóm yếu tố sau: 3.3.1. Các đặc tính nghiền: Các đặc tính của quá trình nghiền là độ nghiền và độ nhỏ. Hai yếu tố dùng để đánh giá chất lượng của quá trình nghiền. Độ nghiền: Độ nghiền là chỉ số kích thướt trung bình giữa kích thướt ban đầu của vật thể chưa nghiền (hạt, cục,…) và kích thướt trung bình của bột đã nghiền. Nếu coi các hạt nguyên và kích thướt hạt bột tương đương với những hình cầu, có đường kính trung bình lần lượt là D và d, hoặc tương đương với những hình lập phương có các cạnh trung bình của các lỗ mà các hạt bột lọt qua theo mặt cắt ngang của chúng là L và l thì ta có độ nghiền bằng: Z = hay Z = Như vậy khi độ nghiền Z cầng lớn thì số lượng hạt được phân chia ra càng nhiều (từ một hạt) và càng nhỏ, làm cho sản phẩm càng mịn và càng đồng đều hơn. Như vậy độ nghiền càng lớn thì chất lượng của quá trình nghiền càng cao, do khả năng phân chia hạt tốt, lượng thừa sẽ giảm. Tuy nhiên nếu độ nghiền quá lớn sẽ dễ gây ra bụi trong quá trình nghiền do các hạt được phân chia quá nhỏ, làm giảm mức chi phí nhiên liệu riêng và chất lượng sản phẩm thu được không cao. Cho nên khi chế tạo máy nghiền, phải chú ý đến độ nghiền của máy phải phù hợp theo công suất động cơ và yêu cầu . Độ nhỏ: Độ nhỏ của hạt hay bột là kích thướt trung bình của chúng, là đường kính trung bình của các hạt bột được coi như tương đương với các hình cầu, hoặc được coi là đường kính trung bình của các lỗ mà các hạt bột lọt qua được theo mặt cắt ngang. Như vậy độ nhỏ M là tỉ số độ nhỏ của hạt ban đầu Mh và độ nhỏ của các hạt bột đã được nghiền Mb: M = Ta thấy độ nhỏ của hạt phụ thuộc vào bộ phận nghiền và cấu tạo của các lỗ sàng, cũng như độ dày của sàng. Độ nhỏ của bột quy định chất lượng của sản phẩm nghièn cho nên , nên khi thiết kế phải chú ý đến các cấu tạo sàng cho phù hợp. Ta có một số sàng theo kích thướt quy định sau + Bộ sàng chuẩn Tyler Ro-Tab hay ASTME- 11- 61 của Mỹ gồm 13 sàng mà kích thướt các lỗ sang thể hiện bằng số lỗ trên 1in dài từ 4 – 270 lỗ: sàng cỡ 4 lỗ có đường kính lỗ là 0.2in = 5mm, cỡ 5 lỗ có đường kính 0.157 = 4mm, cỡ 10 lỗ có đươnh kính là 0.0787 in = 2mm,cỡ 200 lỗ là 0.074 mm + Bộ sàng phân loại ZZD (Trung Quốc) gồm 11 sàng từ 0.136 mm đến 1.65 mm. Ta thấy rằng càng dùng nhiều sàng (với kích thướt trung bình các cỡ lỗ trong khoảng 0 – 5 mm) thì kết quả phân tích càng chính xác hơn. Bên cạnh đó việc nguyên cứu các thuyết nghiền cũng cho ta thấy sự ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng và chi phí nhiên liệu riêng cúa các yếu tố : diện tích bề mặt và thể tích của vật liệu Thuyết bề mặt của nhà khoa học Đức Rittinger đã nêu”Công dùng cho quá trình nghiền tỷ lệ thuận với bề mặt mới tạo thành của vật liệu đem nghiền”, thông qua biểu thức: As = f(∆S) Với: - As là công nghiền vỡ vật thể ∆S diện tích bề mặt mới tạo thành Thuyết thể tích do hai nhà khoa học V.L.Kiecpitrov(Nga) và Ph.Kick(Đức) tìm ra : ‘Công cần thiết để nghiền vật liệu tỷ lệ thuận với mức độ biến đổi thể tích của vật thể ’  Av = f(∆V) Thuyết dung hoà của Ph.c. Boond :”Công nghiền tỷ lệ với trung bình nhân giữa thể tích (V) và bề mặt (S) của vật liệu đem nghiền ” Adh = k = k. . = kdh .D2.5 Trong âoï: kv vaì kv , laì caïc hãû säú tyí lãû troüng caïc cäng thæïc theo thuyãút thãø têch kdh laì hãû säú tyí lãû trong thuyãút dung hoa D laì âæåìng kênh váût liãûu nghiãön. - Thuyết tổng hợp ‘Công nghiền vật liệu bao gồm công tiêu hao để tạo bầ mặt mới và công làm biến dạng vật liệu’ Ath = f(∆V) + f(∆S) Như vậy ta có thể thấy năng lượng tiêu thụ liên quan chặc chẽ với độ nghiền Z hay độ nhỏ M của bột. 3.3.2.Các yếu tố về cấu tạo máy: a) Cấu tạo máy và vận tốc của bộ phận nghiền: Ta thấy rằng nếu máy có kết cấu nhỏ gọn thì năng suất nghiền sẽ cao và chi phí nhiên liệu riêng sẽ thấp. Vì kết cấu nhỏ gọn sẽ giúp khồi lượng của động cơ giảm đáng kể, do đó các lực quán tính sinh ra khi máy làm việc sẽ giảm rất nhiều do đó tuổi thọ động cơ sẽ tăng. Khối lượng máy nhỏ cũng sẽ giúp cho chi phí giá thành của máy cũng sẽ không cao, bbooj truyền công suất cũng sẽ nhỏ gọn hơn, dễ chế tạo do đó tiêu tốn ít năng lượng, tiết kiệm được nhiên liệu. Cùng với kết cấu máy thì vận tốc của bộ phận nghiền cũng rất quan trọng. Khi tốc độ phù hợp thì năng suất và chất lượng sản phẩm sẽ cao, đồng thời chi phì nhiên liệu sẽ thấp. Diện tích mặt sàng : Diện tích mặt sàng kích thướt lỗ sàng cũng là một yếu tố có ảnh hưởng quyết định đến năng suất, chất lượng và chi phí nhiên liệu riêng của quá trình nghiền. Trong đó kích thướt lỗ sàng phải được tính toán sao sản phẩm nghiền dễ dàng lọ qua nhưng vẫn đảm bảo độ nhỏ theo yêu cầu Vid dụ khi muốn nghiền sản phẩm có kích thướt khoảng 0.5- 1 mm thì kích thướt lỗ sàng phải là 3mm. Có sự chênh lệch về kích thướt lớn như vậy là do quá trình vật nghiền sẽ nhận được động năng từ búa nghiền và chuyển động với vận tóc rất lớn, sản phẩm nghiền sẽ không rơi theo hướng vuông góc với lỗ sàng mà sẽ trượt trên mặt sàng, khi vận tốc nghiền rất , lớn thì sự chênh lệch này phải lớn để thu được sản phẩm theo yêu cầu và tiết kiệm được nhiên liệu riêng, cũng như năng lượng riêng. Khe hở giữa đầu búa và sàng cũng là một yếu tố ảnh hưởng dến quá trình nghiền, khi khe hở này tăng lên bột nghiền sẽ dẽ dàng lọ qua các lỗ sang do đó sẽ tiết kiệm được chi phí nhiên liệu riêng. Vận tốc gió trong buồng nghiền: Trong quá trình nghiền vận tốc gió trong buồng nghiền ảnh hưởng rất lớn đến năng suất chất lượng chi phí nhiên liệu riêng. Khi búa chuyển đọng vói vận tốc lớn sau cú va đập thứ nhất, sẽ sinh ra dòng hồi lưu cuốn theo các hạt vật liệu, lúc này búa phải chạy theo vật liệu để va đập làm cho động năng ở các lầm va đập liên tiếp sau đó sẽ giảm đi rõ rệt. Dòng khí hồi lưu sẽ tăng khi vận tốc búa tăng, do đó khi tính toán tính toán vận tốc cho búa nghiền phải nằm trong giới hạn không được vượt quá một giới hạn nhất định. Lượng cung cấp nhiên liệu nhiều hay ít cũng ảnh hưởng tới năng suất cũng như chất lượng của quá trình nghiền, cung cấp nguyên liệu nhiều sẽ làm cho năng suất tăng nhưng chất lượng của quá trình nghiền sẽ giảm do hình thành nhiều bụi bột, còn cung cấp ít làm giảm năng suất và làm hao hụt nhiều năng lượng nghiền. 4. Kết luận và kiền nghị: Hiện nay thì việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền còn, nhiều phức tạp khó khăn và chua hoàn thiện. Trong phạm vi của bài tiểu luận này chỉ nêu lên một số yếu tố chung nhất có thể sẽ phục vụ quá trình sản xuất nhỏ ở địa phương, hay hộ gia đình. Do thời gian không cho phép và tai liệu còn thiếu, mặc khác do kiến thức còn thiếu nên bài tiểu luận này chỉ mang tính nghuyên cứu cá nhân còn nhiều thiếu sót mong thày và các ban đống góp thêm để thêm hoàn chỉnh. Tài liệu tham khảo: Giá