Máy ép củi dạng trục vít Ø60–Ø90 mm

1. GIỚI THIỆU MÁY ÉP CỦI DẠNG TRỤC VÍT

Máy ép củi dạng trục vít là thiết bị nén liên tục nguyên liệu sinh khối đã được nghiền và sấy khô thành thanh củi có mật độ cao. Trục vít quay liên tục vừa vận chuyển vừa tạo áp lực nén, đưa nguyên liệu qua khuôn tạo hình để hình thành thanh củi.

Khác với máy ép củi piston làm việc theo chu kỳ, máy trục vít tạo dòng vật liệu liên tục và có thể thiết kế nhiều đường kính củi khác nhau. Ngọc Thành thiết kế máy theo nguyên liệu, năng suất và kích thước sản phẩm thực tế của khách hàng.

2. NGUYÊN LIỆU ÉP PHÙ HỢP

• Trấu.
• Mùn cưa.
• Dăm bào, phoi bào sau khi nghiền phù hợp.
• Bã đậu đã tách nước và sấy khô.
• Bã mía đã nghiền và sấy khô.
• Vỏ hạt và phụ phẩm nông nghiệp phù hợp.
• Phụ phẩm lâm nghiệp đã nghiền, sàng và sấy khô.
• Các loại sinh khối sạch khác có tính chất phù hợp với quá trình ép trục vít.

Nguyên liệu đầu vào phải được loại bỏ kim loại, đá, cát và tạp chất cứng để bảo vệ trục vít và khuôn ép.

3. ĐỘ ẨM NGUYÊN LIỆU

Độ ẩm nguyên liệu sau sấy phù hợp cho máy ép củi trục vít thường khoảng 10–15%. Đây là thông số quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, độ cứng, độ bền và bề mặt thanh củi.

• Nguyên liệu quá ẩm: dễ gây trượt, bí khuôn, củi mềm hoặc nứt.
• Nguyên liệu quá khô: liên kết kém, tăng bụi, có thể làm củi dễ gãy.
• Độ ẩm tối ưu cần hiệu chỉnh theo từng loại nguyên liệu và đường kính sản phẩm.

4. ĐƯỜNG KÍNH CỦI ÉP Ø60–Ø90 MM

Máy có thể được thiết kế cho nhiều đường kính sản phẩm trong dải khoảng Ø60–Ø90 mm theo yêu cầu đặt hàng.

• Ø60 mm: phù hợp các ứng dụng cần thanh củi nhỏ, cháy đều và dễ cấp vào lò.
• Ø70–Ø80 mm: lựa chọn trung gian giữa năng suất, độ bền và kích thước nhiên liệu.
• Ø90 mm: phù hợp các hệ thống đốt cần thanh củi đường kính lớn.

Kích thước thực tế được quyết định bởi bộ khuôn, trục vít, cơ cấu gia nhiệt và tải truyền động; không nên chỉ thay khuôn mà bỏ qua việc tính lại trục vít và công suất máy.

5. HÌNH DẠNG SẢN PHẨM

Tùy thiết kế khuôn, củi ép có thể là dạng đặc hoặc có lỗ tâm. Với một số cấu hình trục vít, lỗ tâm giúp hơi ẩm và khí thoát tốt hơn, đồng thời tăng diện tích cháy của nhiên liệu.

Hình dạng ngoài, độ nhẵn và màu sắc sản phẩm phụ thuộc nguyên liệu, nhiệt độ khuôn, áp lực nén, độ ẩm và chế độ vận hành.

6. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Nguyên liệu khô được đưa vào phễu cấp. Trục vít quay liên tục kéo nguyên liệu vào vùng nén. Tiết diện buồng ép giảm dần và lực cản của khuôn làm áp suất tăng cao. Ma sát và hệ gia nhiệt làm nhiệt độ vùng khuôn tăng, giúp vật liệu liên kết thành thanh củi.

Thanh củi sau khi ra khuôn được dẫn hướng, làm nguội và có thể cắt theo chiều dài yêu cầu trước khi thu gom hoặc đóng kiện.

7. CỤM TRỤC VÍT ÉP

Trục vít là chi tiết chịu tải và mài mòn lớn nhất của máy. Hình dạng bước vít, đường kính lõi, chiều dày cánh và vùng nén phải được thiết kế phù hợp với nguyên liệu.

• Vật liệu chế tạo trục vít chịu mài mòn và chịu nhiệt.
• Vùng đầu vít có thể được đắp hợp kim hoặc xử lý bề mặt tùy cấu hình.
• Trục vít phải đồng tâm với buồng ép và khuôn.
• Có phương án tháo lắp thuận tiện để phục hồi hoặc thay thế.

Với trấu có hàm lượng silica cao, mức mài mòn thường lớn hơn mùn cưa, vì vậy vật liệu và chế độ bảo trì trục vít phải được tính riêng.

8. KHUÔN ÉP

Khuôn tạo hình quyết định đường kính, lực cản và mật độ thanh củi. Khuôn cần chịu nhiệt, chịu mài mòn và đảm bảo ổn định kích thước trong quá trình làm việc.

• Khuôn Ø60–Ø90 mm theo đơn đặt hàng.
• Chiều dài vùng nén được tính theo nguyên liệu.
• Có thể thay bộ khuôn khi chuyển sang quy cách khác nếu cấu hình máy cho phép.
• Bề mặt trong khuôn cần được gia công chính xác để hạn chế kẹt liệu.

9. HỆ THỐNG GIA NHIỆT KHUÔN

Máy ép củi trục vít thường cần hệ gia nhiệt tại vùng khuôn để ổn định quá trình tạo hình. Nhiệt độ vận hành phải được điều chỉnh phù hợp với loại sinh khối.

• Điện trở gia nhiệt bố trí quanh vùng khuôn.
• Cảm biến nhiệt độ và bộ điều khiển nhiệt.
• Tủ điện bảo vệ quá nhiệt.
• Gia nhiệt ban đầu trước khi cấp liệu vào máy.

Không nên đặt một mức nhiệt cố định cho tất cả nguyên liệu; thông số được hiệu chỉnh trong quá trình chạy thử.

10. HỆ TRUYỀN ĐỘNG

Hệ truyền động phải tạo mô-men lớn và ổn định cho trục vít. Ngọc Thành ưu tiên cấu hình motor kết hợp hộp giảm tốc tải nặng cho các máy công nghiệp.

• Motor điện 3 pha.
• Hộp giảm tốc tải nặng.
• Khớp nối hoặc bộ truyền phù hợp.
• Ổ đỡ chịu tải hướng kính và dọc trục.
• Biến tần nếu yêu cầu điều chỉnh tốc độ.

Công suất motor được lựa chọn theo đường kính củi, loại nguyên liệu, năng suất và tỷ số nén; không dùng một công suất cố định cho mọi cấu hình Ø60–Ø90 mm.

11. HỆ THỐNG CẤP LIỆU

Để máy ép làm việc ổn định, nguyên liệu phải được cấp đều vào phễu. Dây chuyền có thể sử dụng vít tải chữ U hoặc vít tải ống, điều khiển bằng biến tần.

• Phễu chứa trung gian.
• Vít tải định lượng.
• Motor giảm tốc.
• Biến tần điều chỉnh lưu lượng.
• Cảm biến mức nguyên liệu khi cần.

Trong phương án nhiều máy, mỗi máy có thể dùng một bin riêng khoảng 6–8 m³ và một vít tải định lượng riêng để kiểm soát cấp liệu.

12. CẤU HÌNH DÂY CHUYỀN 8 MÁY THAM KHẢO

Đối với nhà máy cần công suất lớn, có thể bố trí nhiều máy ép chạy song song. Một cấu hình tham khảo đã được Ngọc Thành tính toán gồm:

• 8 bin chứa nguyên liệu, khoảng 6–8 m³/bin tùy mặt bằng.
• 8 vít tải định lượng cấp xuống 8 máy ép.
• 8 máy ép củi trục vít.
• Băng tải ngang thu củi sau ép.
• Cụm cắt củi theo chiều dài yêu cầu nếu cần.
• Tủ điện điều khiển và liên động toàn hệ thống.

Cấu hình cuối cùng được tính theo tổng năng suất nhà máy, số giờ vận hành và nguyên liệu thực tế.

13. NĂNG SUẤT MÁY

Năng suất không thể xác định chỉ bằng đường kính củi. Nó phụ thuộc vào nguyên liệu, độ ẩm, khối lượng riêng, độ mịn, tỷ số nén và công suất truyền động.

Với cấu hình ép củi trấu Ø60 mm đã từng tính toán, năng suất tham khảo khoảng 250–300 kg/giờ/máy. Khi chuyển sang mùn cưa, dăm bào, bã mía hoặc tăng đường kính Ø70–Ø90 mm, Ngọc Thành sẽ tính lại năng suất và công suất motor theo dữ liệu thực tế.

14. TIỀN XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU

Chất lượng tiền xử lý quyết định rất lớn đến độ ổn định của máy ép. Dây chuyền trước máy ép có thể gồm:

• Băm hoặc nghiền thô.
• Nghiền tinh đạt kích thước phù hợp.
• Máy vắt nước đối với bã ướt.
• Dây chuyền sấy đưa độ ẩm về khoảng 10–15%.
• Sàng loại phần quá cỡ.
• Nam châm tách kim loại.
• Silo hoặc bin chứa trung gian.

15. XỬ LÝ THEO TỪNG LOẠI NGUYÊN LIỆU

• Trấu: có thể cấp trực tiếp sau khi đảm bảo độ ẩm và loại tạp chất; cần chú ý mài mòn trục vít và khuôn.
• Mùn cưa: cần sàng loại mảnh gỗ lớn, duy trì độ ẩm đồng đều.
• Dăm bào: nên nghiền nhỏ nếu dăm dài hoặc cuộn, tránh quấn và cấp liệu không đều.
• Bã đậu: phải tách nước, sấy khô và nghiền/sàng trước khi ép.
• Bã mía: cần nghiền cắt ngắn, sấy khô và làm tơi để cấp ổn định.
• Phụ phẩm nông lâm nghiệp: cần đánh giá thành phần xơ, tro, độ mài mòn và khả năng kết dính trước khi chốt cấu hình.

16. LÀM NGUỘI VÀ CẮT CỦI

Củi vừa ra khỏi khuôn có nhiệt độ cao và cần thời gian làm nguội để đạt độ cứng ổn định. Có thể bố trí máng dẫn hoặc băng tải để đưa củi ra khu vực làm nguội.

Nếu khách hàng yêu cầu chiều dài cố định, Ngọc Thành có thể tích hợp cụm cắt tự động. Với một cấu hình Ø60 mm trước đây, hệ cắt nhiều lưỡi được tính để cắt các thanh dài thành đoạn khoảng 55 mm. Với Ø70–Ø90 mm, cơ cấu cắt phải được tính lại theo đường kính và chiều dài sản phẩm.

17. HỆ THỐNG ĐIỆN – PLC – HMI

• Tủ điện trung tâm.
• Khởi động và bảo vệ motor.
• Biến tần cho vít tải cấp liệu và các cơ cấu cần điều tốc.
• Bộ điều khiển nhiệt độ khuôn.
• Cảnh báo quá tải và quá nhiệt.
• Nút dừng khẩn.
• PLC/HMI cho dây chuyền nhiều máy.
• Liên động cấp liệu – máy ép – băng tải – máy cắt.

Hệ thống tự động giúp hạn chế dồn liệu và bảo vệ máy khi một thiết bị phía sau bị dừng.

18. VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ KẾT CẤU

Khung máy được chế tạo từ thép hình và thép tấm chịu lực. Các vị trí chịu mài mòn và nhiệt như trục vít, khuôn, buồng ép sử dụng vật liệu phù hợp hơn và có thể xử lý nhiệt hoặc đắp chống mài mòn.

Các cacte và vị trí nguy hiểm được che chắn để bảo đảm an toàn vận hành. Màu sắc máy có thể sản xuất theo nhận diện Ngọc Thành: trắng – xanh đậm, cacte đỏ.

19. ƯU ĐIỂM CỦA MÁY ÉP CỦI TRỤC VÍT

• Ép liên tục, phù hợp dây chuyền công nghiệp.
• Sử dụng được nhiều loại sinh khối sau tiền xử lý.
• Sản phẩm Ø60–Ø90 mm theo yêu cầu.
• Mật độ sản phẩm cao, thuận tiện vận chuyển và lưu kho.
• Có thể bố trí nhiều máy song song để nâng công suất.
• Dễ tích hợp nghiền, sấy, silo, cấp liệu, cắt và tự động hóa.
• Chủ động chế tạo khuôn, trục vít và phụ tùng thay thế.

20. SỰ KHÁC NHAU GIỮA MÁY TRỤC VÍT VÀ MÁY PISTON

Máy ép củi trục vít sử dụng trục vít quay liên tục để nén vật liệu qua khuôn. Máy ép củi piston dùng piston tịnh tiến nén vật liệu theo từng chu kỳ.

Máy trục vít phù hợp với các ứng dụng cần thanh củi liên tục và có thể tạo lỗ tâm; máy piston phù hợp thanh củi đường kính lớn và cơ chế nén theo nhịp. Việc lựa chọn cần dựa trên nguyên liệu, kích thước củi, năng suất và yêu cầu vận hành.

21. AN TOÀN VẬN HÀNH

• Không cấp kim loại, đá hoặc vật cứng vào máy.
• Phải gia nhiệt khuôn đúng trình tự trước khi khởi động ép.
• Không mở cacte khi máy đang vận hành.
• Theo dõi dòng điện motor và nhiệt độ khuôn.
• Vệ sinh bụi sinh khối thường xuyên.
• Dừng máy và khóa nguồn trước khi tháo trục vít hoặc khuôn.
• Bố trí phương án phòng cháy phù hợp cho khu vực sinh khối khô.

22. BẢO TRÌ TRỤC VÍT VÀ KHUÔN

Tuổi thọ trục vít và khuôn phụ thuộc rất lớn vào loại nguyên liệu. Trấu thường gây mài mòn mạnh hơn do hàm lượng khoáng/silica, trong khi mùn cưa sạch có thể ít mài mòn hơn.

• Kiểm tra đầu vít định kỳ.
• Theo dõi độ mòn cánh vít.
• Kiểm tra bề mặt trong khuôn.
• Đắp phục hồi hoặc thay trục vít khi vượt giới hạn.
• Kiểm tra ổ đỡ và hộp giảm tốc.
• Bôi trơn đúng định kỳ.

23. THÔNG TIN KHÁCH HÀNG CẦN CUNG CẤP KHI YÊU CẦU BÁO GIÁ

• Loại nguyên liệu chính.
• Độ ẩm sau sấy.
• Kích thước hạt sau nghiền.
• Khối lượng riêng nếu có.
• Năng suất yêu cầu.
• Đường kính củi yêu cầu: Ø60, Ø70, Ø80 hoặc Ø90 mm.
• Củi đặc hay có lỗ tâm.
• Chiều dài sản phẩm sau cắt.
• Số giờ vận hành/ngày.
• Mặt bằng và nguồn điện nhà máy.
• Yêu cầu tự động hóa và số lượng máy.

24. PHẠM VI CUNG CẤP CỦA NGỌC THÀNH

• Khảo sát nguyên liệu và tư vấn công nghệ.
• Thiết kế máy ép củi trục vít Ø60–Ø90 mm.
• Thiết kế trục vít, khuôn và hệ gia nhiệt.
• Thiết kế bin và vít tải định lượng.
• Thiết kế băng tải thu củi.
• Thiết kế máy cắt theo chiều dài yêu cầu.
• Thiết kế tủ điện, biến tần, PLC/HMI.
• Tích hợp với nghiền – vắt – sấy – sàng – hút bụi.
• Lắp đặt, chạy thử, hướng dẫn vận hành và chuyển giao.

25. CÂU HỎI THƯỜNG GẶP

Máy trục vít có chỉ ép được trấu không?

Không. Máy có thể thiết kế cho trấu, mùn cưa, dăm bào, bã đậu, bã mía và nhiều phụ phẩm nông lâm nghiệp đã được xử lý phù hợp.

Độ ẩm nguyên liệu bao nhiêu?

Khoảng 10–15% là dải làm việc tham khảo. Mức tối ưu được hiệu chỉnh theo nguyên liệu.

Có thể làm củi Ø90 mm không?

Có. Máy có thể thiết kế trong dải Ø60–Ø90 mm theo yêu cầu, nhưng trục vít, khuôn và truyền động phải được tính đồng bộ.

Máy có ép bã đậu và bã mía được không?

Có thể sau khi vật liệu được tách nước, sấy khô, nghiền và sàng đến trạng thái phù hợp.

Có thể làm dây chuyền nhiều máy không?

Có. Có thể bố trí nhiều máy chạy song song với bin và vít tải cấp liệu riêng, băng tải thu chung và PLC điều khiển.

26. KẾT LUẬN

Máy ép củi dạng trục vít Ø60–Ø90 mm là giải pháp sản xuất nhiên liệu sinh khối từ trấu, mùn cưa, dăm bào, bã đậu, bã mía và nhiều phụ phẩm nông lâm nghiệp sau khi được sấy khô về khoảng 10–15% ẩm.

Ngọc Thành thiết kế máy theo đúng nguyên liệu, đường kính củi, năng suất và mặt bằng của từng khách hàng; có thể cung cấp máy đơn hoặc dây chuyền hoàn chỉnh từ tiền xử lý, sấy, cấp liệu, ép, làm nguội, cắt đến tự động hóa.

NGỌC THÀNH – TƯ VẤN | THIẾT KẾ | CHẾ TẠO | LẮP ĐẶT | TỰ ĐỘNG HÓA DÂY CHUYỀN CÔNG NGHIỆP