Đề tài
“Tính toán thiết kế,
chế tạo và khảo
nghiệm máy vo viên
phân vi sinh hữu cơ
hai tầng 3T/h”
1
MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ
Lời đầu tiên con xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, người đã
nuôi con khôn lớn thành người,dạy dỗ con từng bước trưởng thành.
Tôi xin cảm ơn các thầy cô khoa Cơ khí - Công nghệ trường Đại
học Nông Lâm đã truyền đạt cho tôi những kiến thức vô cùng quí báu để
tôi có thể vận dụng trong quá trình thực hiện đề tài và công việc sau này
của mình.
Đặc biệt hơn nữa xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS. Nguyễn
Như Nam, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
thực hiện luận văn tốt nghiệp.
2
Tôi chân thành cám ơn các chú, các anh công nhân đã tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi học hỏi và hoàn thành đề tài.Cảm ơn các bạn trong và
ngoài lớp đã
Mục lục
Trang tựa 1
Lời cảm tạ…………………………………………………………………………
Tóm tắt………………………………………………………………………………
Chương 1. Mở đầu…………………………………………………………………
Chương 2. Mục đích luận
văn………………………………………………………. Chương 3. Tra cứu tài
liệu sách báo phục vụ trực tiếp đề tài…………………… 3.1 Phân hữu cơ vi sinh
………………………………………………………… 3.1.1 Khái niệm phân hữu

nghiệm5.12.1 Khảo nghiệm không tải5.12.2 Khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu
kinh tế kĩ thuật tại cơ sở sản xuất5.13 Ý kiến thảo luậnChương 6. Kết luận và đề
nghị6.1 Kết luận6.2 Đề nghịChương 7. Tài liệu tham khảoChương 8. Phụ lục
4
Chương I. MỞ ĐẦU (0989693688)
Thế kỉ 21 - một thế kỉ của công nghệ sinh học, thế kỉ của sự phát triển nông
nghiệp sạch và bền vững. Nhưng nguồn phế thải từ sản xuất và sinh hoạt thì ngày
càng gia tăng đáng kể, nếu không có biện pháp xử lý đúng và kịp thời thì môi
trường sẽ bị ô nhiễm, nguồn thực phẩm không sạch làm ảnh hưởng tới sức khoẻ
của cộng đồng, con người và hệ thực động vật…Vì vậy áp dụng công nghệ sinh
học, phân hữu cơ vi sinh đã ra đời, đây là sản phẩm quá trình lên men vi sinh của
than bùn và các phế thải nông nghiệp. Phân vi sinh có lợi thế là giá thành rẻ, an
toàn, “thân thiện” với môi trườngvà nguồn nguyên liệu dồi dào có sẵn trong nước,
5
nên hiện nay phân vi sinh đã được sử dụng phổ biến trong nông nghiệp; và nhu
cầu thị trường lên đến hàng triệu tấn/ nămđã thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất
phân vi sinh dạng viên trong nước phát triển với tốc độ cao. Việc tính toán, thiết
kế, chế tạo máy vo viên phân hữu cơ vi sinh dạng chảo hai tầng trở thành một nhu
cầu cần thiết, cấp bách phục vụ cho nông nghiệp, góp phần gián tiếp xây dựng môi
trường trong sạch…
Mặt khác đây cũng là công nghệ vo viên được sử dụng trong các nghành công
nghiệp hoá chất, thực phẩm, dược phẩm….Máy vo viên dạng chảo hai tầng ngoài
việc đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật: độ tin cậy - độ cứng vững kết cấu, độ bền và
thời hạn phục vụ của máy. Máy vo viên lại rất phù hợp với nhu cầu thị trường Việt
Nam với đặc điểm: máy kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo dễ sử dụng, năng
suất cao mà giá thành lại rẻ. Sự tạo viên trải qua ba giai đoạn: cấp liệu, sinh
trưởng – phát triển, tháo liệu. Cơ chế của sự tạo thành viên từ các cấu tử dạng bột
là tạo sự chuyển động lăn cho các hạt mà bề mặt các hạt đã được phủ chất kết dính
ở dạng nước. Trong quá trình lăn bề mặt các hạt sẽ dính dần các phần tử nhỏ làm
gia tăng kích thước. Kích thước của viên không tăng khi quá trình bám của các

Khảo nghiệm và đưa vào ứng dụng máy vo viên có 2 tầng chảo dùng để tạo
viên phân vi sinh hữu cơ có năng suất 3 tấn/h nhằm trang bị cho các công ty hay
cơ sở sản xuát phân bón. Để thực hiện mục đích này, nội dung thực hiện gồm:
- Tra cứu tài liệu thực hiện đề tài.
- Lựa chọn mô hình máy thiết kế.
- Tính toán thiết kế máy vo viên 2 tầng chảo.
- Xây dựng bản vẽ lắp.
- Tham gia chế tạo.
- Khảo nghiệm máy.
Chương III. TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC TIẾP
CHỦ ĐỀ ĐỀ TÀI
3.1 Phân hữu cơ vi sinh
3.1.1 Khái niệm phân hữu cơ vi sinh
Phân vi sinh là tập hợp một nhóm vi sinh vật, hoặc nhiều nhóm vi sinh vật,
chúng được nhân lên từ các chế phẩm vi sinh và tồn tại trong các chất mang không
vô trùng.
Phân hữu cơ luôn luôn chứa các nguyên tố dinh dưỡng : đạm, lân, kali,
magie6, natri,…, các nguyên tố vi lượng ( đồng, kẽm, mangan, coban, bo,
8
mo6lipden, ) nhưng ở hàm lượng không cao. Phân hữu cơ được sản xuất nhờ quá
trình lên men phân giải các nguyên liệu hữu cơ.
Phân hữu cơ vi sinh là phân trộn cơ học giữa phân hữu cơ và phân vi sinh.
Do hàm lượng dinh dưỡng cửa phân hữu cơ không cao, nên phân hữu cơ vi sinh
chủ yếu dùng để bón lót hoặc dùng làm nguyên liệu để sản xuất phân hợp hữu cơ
vi sinh.
Tác dụng của phân hữu cơ vi sinh là: một mặt cung cấp chất dinh dưỡng
cho cây trồng, mặt khác (quan trọng hơn nhiều) cải thiện đặc tính vật lý của đất,
làm tơi xốp, thông thoáng, giữ ẩm tốt, nhờ vậy cây trồng hấp thụ chất dinh dưỡng
trong đất được tốt hơn, cho năng suất cao hơn.
Phân hữu cơ hay hữu cơ vi sinh có thể chia thành 3 nhóm như sau:

Phân hủy
CO
2
, H
2
O
Tổng hợp MHCVS
O
2
, H
2
O
Hình 3.1. Sơ đồ quy trình biến đổi hóa sinh nguyên liệu hữu cơ.
Chất lõng dạng sương mù Tạo ẩm
Tạo hạt rắn
Kết thúc tạo hạt
Hình 3.2. Sự hình thành hạt theo phương pháp tạo ẩm.
- Cấu trúc giọt, được hình thành từ những giọt muối khan nóng chảy trong
quá trình kết tinh ở chế độ không có trọng lực.
- Cấu trúc hạt có lỗ rỗng hình thành do cấu tạo chùm tinh thể từ những
tinh thể nhỏ hơn. Cấu trúc này được tạo thành chủ yếu khi lăn hỗn hợp
được tạo ẩm. (hình 3.2.)
- Cấu trúc hạt xích chặt hình thành khi nén ép bột và cả khi lăn trong
thùng quay có tỉ lệ hồi lưu cao. (hình 3.3.)
Nén thành sợi cắt đứt dạng khối cầu vo viên nhỏ
Sợi Dài
Hình 3.3. sự hình thành hạt theo phương pháp nén ép.
- Cấu trúc tạo thành lớp, thu được trong thiết bị vo viên tròn khi phun bùn
vào lớp vật liệu hạt nhỏ hoặc trong thiết bị vo viên lớp sôi. (hình 3.4.)
11

2
+ Thời gian tạo hạt từ 6
÷
12 phút.
 Cấu trúc hạt có thiết bị tạo hạt kiểu nén ép: quá trình chế biến thành hạt
qua 3 giai đoạn: giai đoạn ép thành sợi dài dùng khuôn ép (hình 3.7.),sau đó sợi
dài được cắt thành những đoạn ngắn, cuối cùng sợi ngắn được vo viên kiểu đĩa
ngang.
13
Trong lĩnh vực sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh, phương pháp tạo hạt kiểu
cấu trúc có lỗ rỗng được áp dụng nhiều hơn. Trong đó, hiện nay người ta dùng
máy vo viên kiểu đĩa nhiều hơn vì các quá trình sản xuất phân còn đơn chiếc và
thủ công
3.2.3. Cấu tạo của máy vo viên kiểu đĩa nghiêng
Hình 3.8. Cấu tạo máy vo viên 1 tầng chảo.
1, Chảo vo viên; 2, Vòi phun; 3, Trục chảo;4, Khung máy.
Bộ phận làm việc chính là chảo vo có dạng hình tròn xoay dạng cầu hoặc
trụ. Với dạng hình trụ, để khắc phục hiện tượng dính chảo, đáy có dạng hình côn.
Với máy vo viên có năng suất và kích thước nhỏ thì toàn bộ trọng lượng chảo và
hỗn hợp vo viên được đỡ trên trục. Với chảo có kích thước và năng suất lớn, chảo
được đỡ trên các con lăn. Chảo hay trục chảo được truyền qua các bộ truyền giảm
tốc. Cấp liệu vào máy bằng thủ công hay bằng băng tải. Khi chảo quay, hỗn hợp
tạo viên chuyển động cùng với thùng lên độ cao nhất định thì lăn xuống. Các phần
tử vật liệu nhờ được phủ một lớp chất lỏng bề mặt, nên có khả năng liên kết với
các phần tử khác mà chủ yếu là các phần tử dạng bột khi chuyển động lăn xuống.
Vì chuyển động lăn của các phần tử mang tính ngẫu nhiên theo mặt phẳng đã định
14
nên chúng có dạng hình cầu. Việc gia tăng kích thước các phần tử cầu này chỉ kết
thúc khi chúng đủ lớn, không còn phần tử bột, chấm dứt phun chất lỏng tạo kết
dính và hổn hợp vo viên vượt thành chảo ra ngoài. Vì vậy, quá trình làm việc ở

quy định thì lượng nước phải giảm, ngược lại khi hạt phân có xu hướng nhỏ hơn
kích thước qui định thì phải tăng lượng nước.
3.4. Lượng nước trong quá trình vo viên
3.4.1. Loại nước dùng trong quá trình vo viên
Nước có khả năng kết dính, nước có thành phần hóa học tốt cho cây trồng
và không ảnh hưởng xấu tới vi sinh vật trong phân bón
3.4.2. Lượng nước cấp vào phối liệu trên đĩa,
Lượng nước cấp vào phối liệu trên đĩa được xác định bởi công thức:
KQWWQ
lplpvn
/).(

−=
, (3.2)
- W
v
: độ ẩm vo viên; - W
p.l
: độ ẩm ban đầu của phối liệu;
- Q
p.l
: khối lượng phối liệu cấp vào đĩa;-K: hằng số.
Nước được định lượng liên tục với độ phân tán cao có ý nghĩa quan trọng
khi vo viên. Điều này cho phép tăng cường quá trình và tạo điều kiện cho những
phần tử vật liệu phân tán mịn liên kết tốt với chất lỏng làm mầm vo viên. Nang
suất của quá trình nói chung phụ thuộc vào số lượng và chất lượng của mầm như
thế.
3.5. Lý thuyết tính toán máy vo viên dạng chảo hai tầng
16
3.5.1. Tính và chọn thông số thiết kế của máy vo viên

3.5.1.2. Tính toán số vòng quay của đĩa
Khảo sát sự chuyển động của vật liệu trong đĩa:
Khi máy làm việc thì vật liệu phải quay theo đĩa. Để tìm công thức tính, ta
giả thiết rằng trong đĩa quay chỉ chứa một ít vật liệu có đường kính rất bé so với
đường kính đĩa; như vậy có thể xem bán kính quay của vật liệu bằng bán kính
trong của đĩa (hình 3.10).
17
Hình 3.10. Sơ đồ chuyển động của vật liệu theo đĩa chiếu
lên mặt phẳng nằm ngang.
Khảo sát sự chuyển động của khối lượng vật liệu có trọng lượng G theo đĩa
quay có bán kính R.
Hình chiếu trên mặt phẳng của đĩa là hình elip nhưng để dơn giãn trong
tính toán có thể xem như hình tròn.
Trọng lượng G tại điểm A chịu tác dụng của trọng lực G, lực ly tâm C và
lực ma sát T. Ta có phương trình sau:
G = P.cosθ = m.g. cosθ

2
22
2
30
.

Rn
g
G
RmC
π
ϖ
==

lên đĩa quay theo chiều mũi tên. Nếu lực T bé hơn lực S thì vật liệu sẽ tụt xuống
dưới. Còn nếu lực T bằng lực S thì vật liệu nằm ở trạng thái cân bằng và bắt đầu
rời khỏi mặt đĩa. Khi đó ta có mối quan hệ giữa số vòng quay của thùng và góc α
như sau (
)
2
g≈
π
:
f
Rn








+≈
αα
cos
30
sin
2
2
Rút ra số vòng quay của đĩa (tính bằng vòng/phút):
fR
n
αα

R
n
2115 ÷
=
, (vg/ph)
3.5.1.3 Hệ số chứa vật liệu
Hệ số chứa là tỉ số giữa phần diện tích do tải trọng vật liệu chiếm với
diện tích mặt cắt ngang của đĩa, tức là:
2
/
D
RF
πϕ
=
ψ
Hình 3.11. Hệ số chứa vật liệu.
Khi đĩa chưa quay, diện tích tiết diện tải trọng vật liệu chiếm sẽ là:
20

360/
2
ψπ
D
RF =

Trong đó:
ψ
– góc ở tâm tải trọng vật liệu chiếm được.
Từ (3.12) và (3.13), ta có :
360

liệu với bề mặt đĩa, kW;
21
N
3
- là công suất cấn thiết để khắc phục ma sát ở các bộ phận
đỡ, kW.
Công suất cần thiết để nâng vật liệu lên độ cao thích hợp được xác định
như sau:
,
10.3
sin
1000
.
4
1
απ
nRG
vP
N
v
==
(kW) (3.18)
Trong đó: G
v
- trọng lượng vật liệu nằm trong thùng, N;
P- lực vòng cần thiết, (N);
Công suất cần thiết để thắng lực ma sát T do sự chuyển động của vật liệu
trên mặt sàng là:
,
10

900
cos
10.3

2
3
2






+=
Rn
RnfG
N
v
α
π
(kW) (3.20)
Công suất cần thiết để thắng lực ma sát ở các ổ đỡ của máy vo viên được xác
định như sau:
3
3
10
'.vp
N =
(3.21)
Trong đó P’là lực tiếp tuyến cần thiết đặt trên vỏ đĩa để thắng các lực cản ở

1
3
nrfGG
N
dv
π
+
=
(kW) (3.22)
Vậy công suất động cơ điện bằng:
,
η
N
KN
dc
=
(kW) (3.23)
Trong đó: K – hệ số dự trữ, K = 1,1 – 1,2;

η
– hiệu suất bộ truyền động.
Khoảng cách từ trọng tâm của khối vật liệu đến tâm thùng quay là:
,
2
2
2
2
1
0
RR

yêu cầu.
24
4.2. Công nghệ chế tạo
Máy được chế tạo theo đơn đặt hàng của cơ sở sản xuất, do đó máy được
chế tạo theo năng suất, mẫu máy và giá thánh khác nhau. Như vậy máy được sản
xuất riêng lẻ để phù hợp với từng khách hàng và nơi chế tạo. Cho nên, những chi
tiết máy được chế tạo riêng lẻ, từng công đoạn, theo từng cỡ máy. Vì vậy, phương
phap chế tạo theo các bước sau:
- Các chi tiết tiêu chuẩn như bulong – đai ốc, ổ bi, các bộ truyền động cơ khí,
động cơ điện chọn mua trên thị trường.
- Các chi tiết máy và các bộ phận còn lại được tiến hành chế tạo theo các họ
công nghệ chế tạo điễn hình như sau: Chi tiết họ càng; chi tiết họ moay ơ; chi tiết
họ trục; chi tiết vo hộp
4.3. Khảo nghiệm
4.3.1 Các thiết bị đo
Đo các thông số hình học bằng thước các loại: Thước mét, thước kẹp,
thước đo góc.
Đo khối lượng bằng cân các loại: Đo khối lượng gia công lớn bằng cân
đồng hồ. Đo khối lượng nhỏ trong phòng thí nghiệm bằng cân điện tử.
Đo các đại lượng điện: thiết bị đo công suất kiểu hiện số điện tử của Nhật
với thang do 20kW
÷
200kW với độ chính xác 1/1000 kW.
Đo vận tốc và thời gian: đồng hồ đo số vòng quay có hiện số điện tử của
Nhật, đồng hồ bấm giây đo thời gian.
Đo độ bền viên bằng thiết bị đo kiểu quay có so sánh với phương pháp đo
thời gian tan trong nước.
4.3.2. Bố trí thí nghiệm
Ngoại trừ quá trình chạy rà máy theo quy định, còn thí nghiệm được tiến
hành trực tiếp trong quá trình sản xuất với mục đích xác định các chỉ tiêu kinh tế -