Tính toán thiết kế và lựa chọn vít tải bột gạo thực phẩm
- Như đã phân tích ở phần vít tải bột gạo thực phẩm phía trên, các khó khăn cốt lõi vẫn xoay quanh đặc tính của bột gạo (mịn, dễ bám dính, dễ hút ẩm) và đặc tính của vật liệu chế tạo (Inox dễ cong vênh khi hàn).Tuy nhiên, nếu bạn đang muốn đi sâu hơn vào khía cạnh kỹ thuật cơ khí thuần túy và quá trình gia công tại xưởng, dưới đây là những thách thức cụ thể và thực tế nhất khi bắt tay vào chế tạo loại vít tải này
- Khó khăn khi chế tạo cánh vít xoắn (Flighting) đạt độ chính xác cao
Cánh vít xoắn là chi tiết khó gia công nhất trong toàn bộ hệ thống.
- Biến dạng bước vít: Khi kéo giãn phôi tấm inox được cắt laser hình vành khăn để tạo thành cánh xoắn, độ dày của mép ngoài cánh vít sẽ bị mỏng đi đáng kể so với mép trong. Điều này làm giảm khả năng chịu lực của cánh và tạo ra sai số về bước vít (\(p\)).
- Hở khe không đều: Bột gạo rất mịn, nếu bước vít không đều hoặc cánh vít bị méo, khoảng hở giữa cánh và thành ống sẽ chỗ rộng chỗ hẹp. Tại những nơi hở rộng, bột gạo sẽ bị luẩn quẩn trượt ngược trở lại, làm giảm sụt năng suất tải từ 30% – 50% so với tính toán lý thuyết.
- Thách thức “Hàn Inox” và hiện tượng xoắn vặn trục
Đây là “ác mộng” của các thợ hàn xưởng cơ khí:
- Ứng suất nhiệt cực lớn: Đường hàn liên tục dọc theo chiều dài trục giữa cánh vít và cốt trục sẽ tích tụ một lượng nhiệt khổng lồ. Do Inox tản nhiệt kém, trục vít sau khi nguội sẽ bị vặn vẹo, cong hình quả chuối.
- Hậu quả: Khi đưa trục cong vào lòng ống máng, cánh vít sẽ cọ xát trực tiếp vào thành ống. Hiện tượng này nhẹ thì gây ra tiếng rít chói tai và phá hủy động cơ, nặng thì mài mòn sinh ra mạt sắt làm nhiễm bẩn toàn bộ bột gạo.
- Bài toán chọn tốc độ quay và góc nghiêng (Động lực học hạt)
Bột gạo có lực ma sát nội tại lớn và độ tự chảy kém. Việc tính toán thông số vận hành đòi hỏi kinh nghiệm thực tế rất cao:
- Tải nghiêng/thẳng đứng cực kỳ khó: Nếu bạn làm vít tải bột gạo nằm ngang thì khá dễ dàng. Nhưng nếu cần tải nghiêng góc trên \(30^{\circ }\) hoặc tải thẳng đứng \(90^{\circ }\), bột gạo sẽ có xu hướng rơi tự do trở lại theo trọng lực qua các khe hở.
- Bẫy tốc độ: Để khắc phục hiện tượng rơi, nhiều xưởng tăng tốc độ vòng quay của motor lên quá cao (\(>150\) vòng/phút). Điều này phản tác dụng vì lực ly tâm quá lớn sẽ ép chặt bột gạo vào thành ống, tạo thành một “lớp vỏ cứng” bao quanh, làm kẹt cứng toàn bộ hệ thống và sinh nhiệt làm khét bột.
- Vấn đề bôi trơn tại các gối đỡ trung gian (Hanger Bearings)
Đối với các trục vít tải bột gạo dài (trên 4 – 5 mét), kỹ sư bắt buộc phải cắt đôi trục và lắp thêm gối đỡ trung gian ở giữa để tránh trục bị võng.
- Khó khăn: Gối đỡ này nằm ngập hoàn toàn trong dòng chảy của bột gạo. Bạn không thể dùng mỡ bôi trơn thông thường vì mỡ sẽ hút bột gạo tạo thành một lớp keo dính phá hủy ổ bi, hoặc mỡ rỉ ra làm bẩn thực phẩm.
- Giải pháp gia công: Phải loại bỏ hoàn toàn vòng bi kim loại tại vị trí này. Thay vào đó, xưởng phải sử dụng bạc lót tự bôi trơn bằng vật liệu Graphite (than chì), nhựa Teflon (PTFE) chịu mài mòn hoặc đồng hợp kim cao cấp.
🛠️ Gợi ý quy trình xử lý tại xưởng cho thợ cơ khí:
- Ép cánh đúc trước khi hàn: Nên mua cánh vít xoắn được cán nóng nguyên dải (Continuous cording) từ nhà máy thay vì tự cắt rời từng lá rồi hàn nối. Cánh vít cán nóng có độ đồng đều bước và độ dày mép cực tốt.
- Hàn đính đối xứng: Khi hàn cánh vào trục, bắt buộc phải dùng gá xoay đồng tâm. Hàn đính các điểm đối xứng \(180^{\circ }\), hàn từng đoạn ngắn khoảng 50mm rồi đổi bên, tuyệt đối không hàn một mạch từ đầu đến cuối trục.
- Mài bóng đường hàn: Dùng đá đánh bóng mài nhẵn mịn toàn bộ đường hàn chân cánh vít, đảm bảo bột gạo không có bất kỳ điểm gờ nào để bám lại.
Để xử lý dứt điểm các khó khăn cơ khí này cho thiết bị của bạn, bạn có thể cho tôi biết:
- Bạn định tự cắt lá hàn nối cánh hay mua cánh đúc cán nóng có sẵn?
- Tổng chiều dài hành trình tải của vít là bao nhiêu mét?
- Bạn có cần tôi hỗ trợ tính toán công suất Motor (kW) và tốc độ vòng quay tối ưu cho mẻ bột gạo của bạn không?
- Tổ hợp chiều dài : Chiều cao của trục vít tải bột thực phẩm (chiều cao đơn hàng) là khoảng cách giữa cổng cấp liệu và cổng xả, dao động từ 2,5 mét đến 15 mét, tăng dần 0,5 mét và người dùng có thể lựa chọn theo nhu cầu của mình.
- Thiết bị dẫn động : sử dụng loại dẫn động phía trên. Động cơ được lắp trên đầu máy chính, công suất được truyền tới trục chính thông qua dây đai, từ đó làm trục vít quay.
- Các mẫu 200 và 250 là các mẫu dẫn động đơn với công suất động cơ tối đa là 15Kw; Mẫu 315 có cả mẫu dẫn động đơn và mẫu dẫn động kép. Khi công suất động cơ nhỏ hơn hoặc bằng 15Kw thì sử dụng loại truyền động đơn; khi công suất động cơ lớn hơn 15Kw, người ta sử dụng loại dẫn động kép. Thiết bị cấp liệu cưỡng bức được trang bị thiết bị dẫn động và lắp đặt trên mặt đất. Nó phải được thiết kế bởi nhà sản xuất. Nếu được thiết kế bởi người dùng, người dùng sẽ phải chịu trách nhiệm về thiết kế đó.
- Công thức tính khối lượng giao hàng là:
- Q=8.007•D•3n (m3/n) Trong đó: Q=khả năng vận chuyển (m3/n); D=đường kính vít (m); n=tốc độ vít (vòng/phút).
- Công thức tính công suất động cơ: N=0,015258856Q•r•H (Kw) Trong đó: N=công suất động cơ (Kw); Q = năng lực vận chuyển (m3/n); r=mật độ khối vật liệu (t/m3); H=khoảng cách giữa cổng cấp liệu và cổng xả liệu (m).
Giá vít tải bột gạo thực phẩm
- Giá băng tải trục vít tải bột thực phẩm thay đổi tùy theo nhiều yếu tố, bao gồm thông số kỹ thuật thiết bị, lựa chọn vật liệu, quy trình sản xuất, nhà cung cấp và khu vực thị trường. Do đó, không thể đưa ra mức giá cụ thể. Nhìn chung, giá của băng tải trục vít đứng thường bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:
- Thông số kỹ thuật của thiết bị trục vít tải bột thực phẩm: Thông số kỹ thuật của băng tải trục vít đứng bao gồm chiều dài, đường kính, bước, khả năng vận chuyển, v.v. Các thiết bị có kích thước lớn hơn và công suất cao thường đắt hơn.
- Lựa chọn vật liệu: Vỏ và cánh xoắn của băng tải trục vít đứng thường được làm bằng nhiều loại vật liệu khác nhau như thép không gỉ, thép cacbon,… Việc lựa chọn vật liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành của thiết bị.
- Quy trình sản xuất và tiêu chuẩn chất lượng: trục vít tải bột thực phẩm chất lượng cao thường đòi hỏi công nghệ sản xuất tiên tiến và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt. Những yếu tố này sẽ ảnh hưởng đến giá của thiết bị.
- Nhà cung cấp và khu vực thị trường: Chiến lược giá của các nhà cung cấp khác nhau và sự cạnh tranh trong khu vực thị trường cũng sẽ tác động đến giá của băng tải trục vít đứng.
Sử dụng và bảo trì vít tải bột gạo thực phẩm
- Điều kiện làm việc của trục vít tải bột thực phẩm tương đối kém. Mỗi ổ trục đều bị bụi bao quanh và điều kiện dẫn nhiệt kém. Do đó, việc vận hành và bảo trì hợp lý đặc biệt quan trọng trong những điều kiện làm việc như vậy. Các yêu cầu như sau: Vít tải phải được khởi động mà không có tải và vật liệu phải được đưa vào đầu vào sau khi khởi động bình thường.Lượng nguyên liệu đưa vào phải phù hợp để tránh làm quá tải máy.Trước khi dừng, phải dừng quá trình cấp liệu và máy chỉ có thể dừng sau khi vật liệu trong vỏ được vận chuyển hoàn toàn.Không nên trộn lẫn các vật liệu lớn vào vật liệu cần vận chuyển để tránh vít bị kẹt và làm hỏng băng tải.Trong quá trình sử dụng, hãy kiểm tra xem các bộ phận kết nối của từng linh kiện có bị lỏng không, nguồn điện có nóng không và âm thanh có bình thường không. Nếu có bất kỳ sự bất thường nào, hãy dừng máy ngay lập tức và khắc phục.
- Động cơ điều chỉnh tốc độ khởi động, chạy và dừng. Có thể khởi động ở điện áp tối đa hoặc điện áp thấp. Sau khi động cơ khởi động, đóng công tắc nguồn của hộp điều khiển, điều chỉnh dần núm điều chỉnh tốc độ, tăng dòng điện kích từ và tăng dần tốc độ ly hợp đến tốc độ vận hành cần thiết. Khi đỗ xe, hãy điều chỉnh núm điều chỉnh tốc độ về số 0 rồi dừng động cơ.
Lắp đặt vít tải bột gạo thực phẩm
- Phần trên của trục vít tải bột thực phẩm được hỗ trợ bởi ổ trục. Hầu hết chúng đều sử dụng hai vòng bi lăn côn một dãy. Khi lắp ổ trục này, không lắp ngược xuống để tránh sự cố. Vòng bi lăn côn một dãy tương tự như vòng bi bi đẩy hướng tâm, nhưng có khả năng chịu tải lớn hơn, vòng trong và vòng ngoài có thể tách rời và khe hở dễ điều chỉnh. Thường được sử dụng trong trục bánh răng xoắn, trục giảm tốc bánh răng trục vít, trục chính máy công cụ, v.v. Vòng bi lăn côn chủ yếu thích hợp để chịu tải trọng hướng tâm và hướng trục kết hợp với tải trọng hướng tâm là tải trọng chính, trong khi vòng bi lăn côn góc côn lớn có thể được sử dụng để chịu tải trọng hướng tâm và hướng trục kết hợp với tải trọng hướng trục là tải trọng chính. Loại vòng bi này là vòng bi có thể tách rời, vòng trong (bao gồm cả con lăn côn và lồng) và vòng ngoài có thể được lắp riêng biệt. Khe hở hướng tâm và hướng trục của vòng bi có thể được điều chỉnh trong quá trình lắp đặt và sử dụng, đồng thời cũng có thể được lắp đặt sẵn.
Chế tạo vít tải bột gạo không bị nhiễm vi sinh (nấm mốc, vi khuẩn Bacillus cereus, E. coli,…) là một trong những đỉnh cao khó khăn của cơ khí thực phẩm. Bột gạo có tính hút ẩm cao; khi gặp độ ẩm trong không khí hoặc nước vệ sinh tồn đọng, nó sẽ lập tức vón cục, bám dính vào vách máy và lên men vi sinh chỉ sau vài tiếng đồng hồ.
Khi mục tiêu tối thượng là kiểm soát vi sinh tuyệt đối, kỹ sư chế tạo sẽ phải đối mặt với 5 “điểm mù” kỹ thuật cực kỳ khắt khe sau đây:
- “Bẫy vi sinh” tại các mối hàn cơ khí
- Khó khăn: Các mối hàn giữa cánh vít và trục, hoặc mối hàn nối máng vuông thông thường luôn tồn tại các vết rỗ, lỗ mọt (pinholes) siêu nhỏ mà mắt thường không thấy được. Bột gạo lọt vào các lỗ này sẽ không bao giờ được quét sạch. Khi gặp độ ẩm, đây trở thành “khách sạn” lý tưởng cho vi khuẩn sinh sôi, sau đó bong ra và nhiễm chéo vào các mẻ bột mới.
- Giải pháp chế tạo:
- Bắt buộc phải hàn bằng công nghệ hàn TIG hoặc Laser điền đầy, thổi khí Argon bảo vệ cả mặt trong lẫn mặt ngoài đường hàn để tránh hiện tượng “than hóa” (đen mối hàn).
- Toàn bộ mối hàn phải được mài phẳng và đánh bóng gương đạt độ nhám bề mặt tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm (\(R_a \le 0.4\,\mu\text{m}\)). Bề mặt mịn như kính sẽ khiến vi khuẩn không có điểm bám.
- Khu vực chết tại hai đầu cổ trục (Gối đỡ bi)
- Khó khăn: Đây là vị trí “chết chóc” nhất về mặt vi sinh. Trục vít quay xuyên qua thành máng cố định luôn có khe hở. Bột gạo len lỏi qua khe này, tích tụ lại ở khoang đệm giữa phớt và vòng bi. Khu vực này không thể vệ sinh bằng nước, bột gạo sẽ ẩm thối, lên men đen kịt và theo chu kỳ quay sẽ bị hút ngược lại vào buồng chứa thực phẩm.
- Giải pháp chế tạo:
- Thiết kế gối đỡ rời (Outboard Bearings): Đưa ổ bi ra cách xa thành máng ít nhất 100mm. Nếu bột gạo có lọt qua phớt, nó sẽ rơi tự do xuống đất chứ không thể chạm vào ổ bi hay quay ngược lại máng.
- Sử dụng phớt làm kín bằng khí chèn (Air Purge Seal) kết hợp Teflon: Thổi một luồng khí nén vô trùng (đã qua lọc vi sinh) liên tục vào cổ trục để đẩy bột gạo ngược lại, không cho tiếp cận vùng phớt.
- Khe hở đáy máng (Clearance) và bột tồn đọng
- Khó khăn: Để cánh vít không cọ sát vào thành ống gây sinh mạt sắt, kỹ sư bắt buộc phải để lại khe hở từ 3mm – 5mm. Khe hở này khiến một lớp bột gạo dày tương đương luôn nằm lại đáy máng sau khi tắt máy, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển qua đêm.
- Giải pháp chế tạo:
- Thay vì dùng ống tròn đóng kín, hãy sử dụng máng chữ U có nắp mở nhanh bằng khớp khóa (Quick-clamp).
- Đáy máng chữ U có thể thiết kế các van xả đáy (Drop-bottom) chạy dọc suốt chiều dài máng. Khi kết thúc ca làm việc, chỉ cần gạt chốt, toàn bộ đáy máng mở bung ra để xả sạch lớp bột tồn dư.
- Lắp thêm dải gạt bằng nhựa chuyên dụng (Food-grade UHMW-PE hoặc Teflon) vào mép cánh vít để quét sạch đáy máng như cần gạt mưa ô tô.
- Thách thức từ quy trình vệ sinh CIP (Clean-In-Place) hoặc sấy khô
- Khó khăn: Nếu xưởng ứng dụng phương pháp rửa nước (vệ sinh ướt), việc sấy khô hoàn toàn lòng vít tải ống tròn là cực kỳ khó. Nước đọng lại ở các góc khuất kết hợp với bụi bột gạo sót lại sẽ kích hoạt vi khuẩn phát triển với tốc độ phi mã.
- Giải pháp chế tạo:
- Nếu dùng vệ sinh ướt, hệ thống vít tải phải thiết kế độ dốc nhẹ hướng về phía van xả để nước tự động thoát hết (Free-draining).
- Tích hợp hệ thống thổi khí nóng sấy khô tự động sau chu kỳ rửa. Hoặc áp dụng giải pháp vệ sinh khô: dùng chổi polymer thực phẩm và thổi khí nén áp lực cao thay vì dùng nước.
- Lựa chọn vật liệu phi kim loại chuẩn “Food-Grade”
- Khó khăn: Nhiều xưởng chế tạo sử dụng các tấm đệm cao su hoặc phớt bằng vật liệu rẻ tiền. Dưới tác dụng của ma sát và nhiệt độ, các loại nhựa/cao su này bị mủn, nứt nẻ, tạo ra các khe nứt li ti tích tụ vi sinh và thơi nhiễm chất độc hại vào bột gạo.
- Giải pháp chế tạo: Toàn bộ các chi tiết phi kim loại (gioăng, phớt, tấm gạt) bắt buộc phải có chứng nhận FDA (Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ) hoặc chuẩn EC 1935/2004 Châu Âu. Thường sử dụng nhựa Teflon (PTFE) màu trắng hoặc Silicone chịu nhiệt màu xanh để dễ phát hiện tạp chất bằng mắt thường.
🎯 Tóm tắt thiết kế vít tải “Anti-Vi sinh” hoàn hảo:
- Khung sườn: Máng chữ U, nắp lật và đáy mở nhanh vô trùng.
- Trục cánh: Thép không gỉ Inox 316L, đánh bóng gương toàn bộ, không có góc khuất 90 độ (lượn góc R tại chân cánh).
- Làm kín: Phớt khí nén chèn cơ khí, cách ly ổ đỡ.
Để hoàn thiện phương án chống vi sinh cho nhà xưởng của bạn, bạn có thể cho tôi biết:
- Quy trình vệ sinh định kỳ của nhà máy bạn hiện tại đang áp dụng là vệ sinh khô (thổi khí, hút bụi) hay vệ sinh ướt (rửa nước, phun hóa chất diệt khuẩn)?
- Bột gạo của bạn là bột khô hoàn toàn (độ ẩm < 12%) hay bột gạo ướt (chuẩn bị làm bún, bánh phở)?
Công ty TNHH Băng tải Thành Công
-
-
- Địa chỉ: 63 N, đường HT5, Khu phố 3, Phường Tân Thới Hiệp, TPHCM
- Hotline: 0909 704 744 (Mr. Ngọc)
- Email: info@bangtaithanhcong.com
- website : www.bangtaithanhcong.com
-
){kind=icon}
