Tìm hiểu về Công nghệ thuốc lá

ơ hế, lên men, thuốc khi cháy. - Các chất mang mùi thơm ở dạng nguyên liệu khô thường có mùi thơm ong, mùi đường cháy, mùi thơm ngọt. - Mùi thơm gián tiếp: Được nhận thấy rõ sau khi cảm quan thuốc lá sản phẩm, nghĩa là thuốc lá đã sấy khô ở nhiệt độ cao. b. Thành phần các chất thơm và sự hình thành. - Thành phần các chất thơm bao gồm hầu hết các muối Malic, Comforic được hình thành trong quá trình phân giải Gluxit ở quá trình sấy. - Chất thơm là sản phẩm của quá trình oxi hoá chất nhựa, sáp, dầu thơm và một số các hidrocacbon có trong cây thuốc lá. Các quá trình này xảy ra trong điều kiện lên men bình thường. - Các chất do bản thân nhựa tạo thành trong khi cháy, chứng tỏ mùi thơm của thuốc lá là do dầu thơm, hương thơm của thuốc lá là do chất nhựa tạo thành. - Ngoài ra trong khói thuốc lá người ta còn tách được một chất có tính thơm đó là điaxetyl, nó là chất lỏng màu vàng rất thơm. - Trong thời gian ủ, sấy, lên men hầu hết các chất dầu thơm tự tạo thành trong các cây thực vật cũng như cây thuốc lá. Dầu thơm cũng như nhựa là các chất Têpn có mối tương quan nhất định, chúng đều ở trạng thái hoà tan, chúng có thể hỗ trợ lẫn nhau, tác dụng lẫn nhau. c. Nhựa. - Cấu tạo hoá học là những hợp chất nhiều vòng đại biểu cho những loại khác nhau của các hợp chất như: axit, rượu, phenol, este. - Trong thành phần nhựa bao gồm các axit nhựa, phenol nhựa.. mang đặc tính chát. - Tính chất hoá lý: Là chất lỏng khi nóng thì mềm, dính và không tan trong nước, phần hoà tan trong este dầu hoả là phần mềm, hoà tan trong ete etylic là phần nhựa cứng, phần hoà tan trong rượu là phần axit nhựa, trong thuốc lá tồn tại cả 3 dạng này. Trong thuốc lá chứa 1 lượng nhỏ rượu Metylic vì nó có trong thành phần của pectin. Hàm lượng metylic chiếm 30 - 40%. Khi gia công chế biến các rượu này được tách ra ở dạng tự do làm cho tính độc của thuốc lá giảm. - Ngoài ra thuốc lá còn chứa các chất nhựa ở dạng chất béo thực vật no và không no như: axit oleic, lioleic, panmitic, glixerin, các rượu nhựa, các este có mùi thơm hơn tất cả, những axit nhựa có ảnh hưởng ít đến mùi thơm. - Sự biến đổi nhựa trong quá trình chế biến: Trong quá trình sấy, sơ chế và lên men rượu etylic được tách ra khỏi dạng este của nó và tồn tại ở dạng tự do, do đó dễ dàng bị loại ra khỏi thuốc lá. Các chất gluxit phân huỷ trong giai đoạn sấy khô tạo nên các dạng nhựa thơm. - Cách xác định các chất nhựa: Dùng các dung môi hữu cơ để tách như este dầu hỏa, este etylic, rượu. d. Dầu thơm - Là một hỗn hợp phức tạp của các nhóm hữu cơ khác nhau như: Topen, ferol, anđêhit, xêtôn… - Đặc tính hoá lý: Dễ chưng cất cùng với hơi nước ở trạng thái mới tách là một chất loãng màu nhạt, linh động, khúc xạ ánh sáng và giữ được mùi lâu, khi để lâu ngoài không khí màu xẫm lại và tạo kết tủa lắng xuống, mùi dễ chịu, tan trong ete dầu hoả và hầu hết các dung môi hữu cơ khác. - Sự tích luỹ dầu thơm: Được tích luỹ nhiều theo sự phát triển của cây trong lá tươI xanh, mùi thơm của nó khác với mùi thơm của thuốc lá đã chế biến, chứng tỏ quá trình chế biến ảnh hưởng mạnh đến dầu thơm. - Cách xác định: Dầu thơm trong thuốc lá là chất rất khó tách, người ta có thể sử dụng phương pháp chưng cất bằng hơi nước và cho vận tốc tách chậm. - Xác định qua các hệ số hoá học quan trọng của dầu: như chỉ số axit, xà phòng, este và chỉ số este sau khi đã axetyl hóa. - Sự biến đổi của dầu thơm trong quá trình chế biến: thuốc lá còn tươi dầu thơm ở dạng phức tạp, mùi thơm không tinh khiết, qua sơ chế và lên men mùi thơm tăng dần, hàm lượng dầu thơm tăng rất rõ, thuốc có chất lượng càng cao tăng càng rõ vì chứa nhiều dầu thơm và ngược lại, điều này liên quan trực tiếp đến quá trình sản xuất, phân cấp càng chính xác cho chất lượng càng đúng. 4. Nhóm chất Gluxit. a. Tác dụng của thuốc lá. - Gluxit trong thuốc lá tích luỹ một lượng lớn. Nó là thành phần chủ yếu tạo nên phẩm chất của thuốc lá. Trong thuốc lá phương Đông ( Orieltal ) thì thuốc lá vàng chứa nhiều Gluxit, trong thuốc lá Xì gà chứa ít. - Trong thuốc lá Gluxit tồn tại ở dạng monosacarit, đisacarit, polisacarit: Đisacarit: Manto, sacaroza. - Polisacarit: Tinh bột, dextin, xenluloza, pentoza và các glucozit. - Nhóm đisacarit chứa rất ít mà chủ yếu là chứa nhóm polisacarit. - Trong quá trình chế biến chủ yếu nhóm polisacarit bị thay đổi. b. Sự tích luỹ trong thuốc lá. - Sự tích lũy Glucozit tăng dần theo sự trưởng thành của cây. Các lớp lá phía trên tích luỹ nhiều hơn lớp lá phía dưới, ở giai đoạn chín, lá cây chứa nhiều Glucozit nhất. c. Sự thay đổi trong quá trình chế biến. - Từ khi lá thuốc còn xanh cho đến khi lá thuốc trưởng thành ( chín kĩ thuật ), thì sự tíchluỹ glucozit là thuận lợi nhất cho quá trình chế biến. Nếu hái lá thuốc không đủ độ chín thì rất khó cho quá trình sơ chế nghĩa là rất khó để chuyển thành màu vàng. Khi hái lá đúng độ chín kĩ thuật và tiến hành sơ chế lên men thì 90% tinh bột có dạng phức tạp bị biến đổi trở thành dạng dễ hấp phụ. quá trình thay đổi dưới tác dụng của các men thuỷ phân tạo thành các đường sacarozo. Hầu hết khi có quá trình chuyển thành sacarozo thì có quá trình thuỷ phân bởi các men thành đường gluco. Cuối quá trình chế biến ( giai đoạn lên men ), trong thuốc lá không còn dạng tinh bột mà chỉ còn dạng đường hoà tan glucoza. Sản phẩm thuỷ phân của các glucozit tạo thành đường có tác động đến vị thuốc lá và hương thơm đặc trưng của chúng. - Thuốc lá càng cấp cao thì hàm lượng glucozit hoà tan trong thuốc lá càng lớn và ngược lại. Thứ tự tích luỹ gluxit của các lớp lá trên cây là tăng dần. Lớp lá giữa tích luỹ nhiều nhất sau đó đến lớp lá ngọn. - Hàm lượng Gluxit trong 1g chất khô: Lớp lá Lượng đường chung tính theo chất lượng( mg ) Sacaroza Các lá gốc 8 3 Các lá giữa 25 10 Các lá ngọn 16 8 d. Glucozit trong thuốc lá. - Hàm lượng chất này phổ biến trong cây thuốc lá còn xanh, trong quá trình chế biến nó thuỷ phân thành gluco và algluco. Gluco có lợi cho thành phần thuốc lá. e. Polyphenol. - Tồn tại trong thuốc lá có bản chất, cấu tạo giống gluxit, nhưng lại không có khả năng khử chất lỏng phenil trong cùng điều kiện. - Hàm lượng polyphenol trong thuốc lá chênh lệch nhau rất nhiều, lá không ảnh hưởng rõ rệt đến phẩm chất của thuốc lá mà chủ yếu góp phần tạo nên hương thơm màu sắc. Trong quá trình chế biến polyphenol tham gia vào các quá trình oxi hoá dưới tác dụng của men oxi hóa khử trong giai đoạn lên men để tạo quinol là chất mang màu. 5. Nhóm chất Nitơ. - Là nhóm chất có ảnh hưởng lớn đến phẩm chất của thuốc lá, nó tham gi mạnh vào quá trình sinh hóa và góp phần tạo ra phẩm vị của thuốc lá, ngoài Nicotin trong thuốc lá còn chứa các protit, các hợp chất amit, amin, các hợp chất nitrat, amoniac và các bazơ nitơ khác, đặc biệt là protit. - Thuốc lá càng chứa nhiều hợp chất nitơ thì dạng càng kém thể hiện ở vị nặng, đắng, mùi khó chịu, vì vậy nhóm chất nitơ thuộc nhóm có ảnh hưởng xấu. - Ngoài ra các hợp chất Nitrat có ảnh hưởng tốt. - Nhóm chất amoniac ảnh hưởng đến phẩm vị của thuốc lá. - Sự tích luỹ, quá trình phát triển của cây thuốc. - Nhóm chất nitơ được tích luỹ tăng dần trong quá trình sinh trưởng. - Nhưng khi lá chín kỹ thuật thì hàm lượng nitơ có chiều hướng giảm, ví du: Protit. - Các chất amoniac trong thuốc lá tươi được tích luỹ đến giai đoạn chín kỹ thuật chứa hàm lượng rất nhỏ từ 0,01 - 0,02%. Trong quá trình chế biến nhóm chất này được tăng lên. - Sự biến đổi trong quá trình chế biến. - Trong quá trình chế biến nhóm nitơ bị biến đổi sâu sắc chủ yếu trong quá trình sơ chế, các chất protit cùng với các hợp chất amino bị biến đổi rất nhiều giảm từ 60 - 70% so với lượng ban đầu, tổng lượng nitơ chung cũng giảm xuống một lượng lớn, sản phẩm phân ly tạo thành các axitamin, đây là những chất góp phần tạo nên hương và vị của thuốc lá. - Tiếp theo quá trình lên men lá thuốc, sự biến đổi các nhóm chất nitơ diễn ra tiếp tục để cho sản phẩm cuối cùng tạo ra mùi thơm và vị thô. 6. Các axit hữu cơ. - Trong thuốc lá phần lớn các axit hữu cơ có 2 nhóm: + Axit hữu cơ không bay hơi gồm malic, sucxinic, fumalic, oxalic, xitric. Phần lớn các axit này có tác dụng trực tiếp đến chất lượng thuốc lá. Hàm lượng của chúng chiếm từ 12 - 16% trọng lượng chất khô, chúng có ảnh hưởng đến độ cháy âm ỉ của thuốc lá. - Quá trình hình thành của nhóm axit hữu cơ được tích luỹ không ngừng cùng với sự lớn lên của thuốc lá, cây thuốc càng phát triển hàm lượng của axit này càng lớn, tuy nhiên sự tích luỹ này chỉ nằm trong giới hạn cho phép. Trong quá trình chế biến hàm lượng của các chất này biến đổi tạo nên phẩm chất của thuốc lá nguyên liệu. + Axit hữu cơ bay hơi gồm: axit focmic, axetic, butyric, quinic vì vậy tất cả các axit này có tác dụng như những axit không bay hơI, chúng đều có ảnh hưởng tốt đến thuốc lá. 7. Thành phần thuốc lá. - Khi nghiên cứu thành phần khói thuốc chủ yếu ta nghiên cứu tác hại của nó, những kết quả nghiên cứu cho thấy trong thành phần khói thuốc có những chất sau: - Dầu thơm có tác dụng làm cho khói thuốc có mùi thơm khi cháy. - Các axit béo tham gia vào quá trình chưng cất khô (quá trình hút thuốc) axit. - Các chất nhựa tan trong kiềm. - Các chất không tan trong kiềm và axit. - Các bazơ. - Sau này còn phát hiện trong thành phần của khói thuốc có axit butyric, axit cacbonic, amoniac, axit axetic, ngoài ra còn có nhiều tạp chất mạch thẳng, vòng, no, không no, lượng Nicotin bị phân huỷ thành các chất nhỏ khi cháy, còn phần lớn được giữ nguyên không bị phân huỷ, không biến đổi đi vào khói. Hàm lượng Nicotin đi vào khói phụ thuộc vào quá trình cháy, sự cháy hoàn toàn của điếu thuốc chứng tỏ lượng Nicotin càng nhiều. - Quá trình xác định các thành phần này thông qua máy hút thuốc lá. NgoàI Nicotin trong khói thuốc còn có nhiều hợp chất vòng rất độc, các vòng này có chứa nguyên tố nitơ. Hầu hết các chất độc này được loại bỏ qua đầu lọc, và được loại bỏ trong quá trình chế biến, thuốc lá tốt lượng Nicotin vào lá ít hơn, thuốc lá có tỷ phần điếu thuốc càng cao thì Nicotin và các chất hữu cơ khác vào khói thuốc càng nhiều. Do tính hoà tan của Nicotin trong nước. - Đường kính của điếu thuốc có ảnh hưởng đến thành phần của khói thuốc, đường kính càng to lượng Nicotin và các chất vào khói thuốc càng nhiều, khi hút thuốc xảy ra 2 hiện tượng có hại: Do xuất phát có hai luồng khói: - Luồng khói chính: Mang theo các chất đi vào cơ thể, luồng khói này thường ở đầu điếu thuốc, sau đó lan dọc theo điếu thuốc, trung bình luồng khói chính đưa vào cơ thể 40 - 50% lượng Nicotin nếu không qua đầu lọc, khi có đầu lọc giảm tới 90% lượng Nicotin. - Luồng khói phụ: Đi vào không khí, nó xuất hiện ở đầu điếu thuốc, nhiệt độ luồng khói phụ cao hơn luồng khói chính, thành phần hoá học của 2 luồng khói khác nhau. - Đặc tính của luồng khói chính ảnh hưởng đến sự biến đổi Nicotin ở vùng cháy. Khói thuốc lá mà ta hấp phụ là luồng khói chính và các chất độc cùng nằm trong luồng khói chính. Để hạn chế các chất độc chúng ta sử dụng các biện pháp kỹ thuật để loại trừ các chất độc trong luồng khói chính bằng cách dùng tia lagis chiếu qua điếu thuốc để phân huỷ chất độc hoặc dùng các loại đầu lọc có tính chọn lọc cao. 8. Đánh giá và kiểm tra phẩm vị của thuốc lá. a. Sự tương quan giữảnh hưởng thành phần hoá học của thuốc lá và chất lượng của chúng. - Thành phần hoá học của thuốc lá liên quan đến việc đánh giá chất lượng và kiểm tra phẩm vị. Nhiệm vụ cơ bản căn cứ vào thành phần hoá học của các chất cùng với quá trình đánh giá cảm quan, từ đó khẳng định chất lượng thuốc lá tốt hay xấu. Quá trình đánh giá dựa trên chỉ tiêu hàm lượng các chất: - Nicotin gây nên độ nặng sinh lý, hàm lượng Nicotin càng cao gây nên độ nặng hoá lý lớn 0,5 - 0,9% thì thấp, 1,0 - 1,2% thì trung bình, 1,2 - 1,5 thì khá, lớn hơn 1,5 thì cao, lớn hơn 2,5 rất nặng, lớn hơn 1,5 thì cao, lớn hơn 2,5 là rất nặng. - Độ nặng sinh lý có ảnh hưởng rất rõ đến khói thuốc, thông thường độ nặng trung bình ở mức 1,2 - 1,5 là ở mức trung bình, nhưng khi độ nặng vượt quá 1,5% thì độ ảnh hưởng của các bazơ tự do rất rõ. NgoàI ra còn sự ảnh hưởng của các axit hữu cơ và NH3, do đó độ nặng thuốc lá được đánh giá bởi Nicotin, bazơ tự do, axit hữu cơ. b. Dầu thơm. - Có quan hệ ảnh hưởng đến hương thơm của thuốc lá, trong thuốc lá chưảnh hưởng lên men chứa 1 - 1,5%, quá ngưỡng này thì thuốc lá có mùi khó chịu, dưới mức này thuốc lá không thơm ( mất mùi ). * Nhựa: - Là các hợp chất hữu cơ phức tạp nó cũng góp phần tạo nên hương thơm trong quá trình sơ chế và cháy. * Gluxit: - Là thành phần chính và được coi là chỉ tiêu đánh giá của thuốc lá, thuốc lá càng cao cấp hàm lượng Gluxit hoà tan càng cao và ngược lại. Hàm lượng Gluxit tổng số cho phép từ 26 - 32%, Gluxit hoà tan cho phép 16 - 18%. * Polyphenol: - Là hợp chất không ảnh hưởng trực tiếp đến phẩm vị thuốc lá, trong thuốc lá nếu hàm lượng polyphenol càng cao thì chất lượng thuốc lá càng thấp. - Hàm lượng cho phép của polyphenol cho phép 23,9 - 58%, với thuốc lá cao cấp hàm lượng gluxit hoà tan cao, polyphenol thấp và ngược lại. Thuốc lá cang sẫm màu thì hàm lượng polyphenol càng cao. * Axit hữu cơ: Nhóm axit này có ảnh hưởng không tích cực đến phẩm vị của thuốc lá. - Gián tiếp ảnh hưởng đến độ cháy, độ ngon. Thuốc lá cấp cao chứa nhiều axit hữu cơ và ngược lại. Hàm lượng cho phép 0,6 - 0,7%. * Tro: - Có ảnh hưởng xấu đến chất lượng thuốc lá tuy nhiên một vài nguyên tố K, Ca có ảnh hưởng tốt đến độ cháy của thuốc. * Protit: - Nhóm này ảnh hưởng xấu đến phẩm vị thuốc lá. Thuốc lá chất lượng càng kém hàm lượng protit cang cao. Nó gây vị đắng, chát, cay, gây mùi khó chịu. hàm lượng cho phép nhỏ hơn 8%. Thường các nhóm protit tồn tại trong thuốc lá dưới dạng amino axit sau khi đã được phân huỷ. * Các chất Nitơ khác: - Gồm amin, amit, Clo không có đặc tính của Alkaloit, protit, các nhóm chất này đều ảnh hưởng xấu đến thuốc lá. Thuốc lá chất lượng càng cao nhóm chất này càng ít. - Vì vậy để đánh giá phẩm vị của thuốc lá cần căn cứ tuyệt đối vào đánh giá cảm quan và phân tích hoá học. - Đánh giá cảm quan bao gôm 5 chỉ tiêu: Màu sắc - Hương vị - Tạp khí - Độ cháy. - Nếu cảm quan qua sản phẩm: Cho điểm, mô tả, đánh giá song song, mô tả, cho điểm, nếu sản phẩm mới: Mô tả, cho điểm. c. Sự tương quan giữa phẩm vị của thuốc lá với phản ứng của khói thuốc. - Sự tương quan này có ảnh hưởng tích cực đến trạng tháI của người hút, vì khói thuốc có phẩm chất trung bình thường mang tính kiềm, khói có vị tinh khiết dễ chịu thường mang phản ứng axit độ nặng của khói thuốc liên quan đến hàm lượng Nicotin và được coi là chỉ số lớn nhất, phản ứng của khói thuốc được coi là chỉ số thứ hai. Khi khói thuốc có phản ứng axit xuất hiện vị sốc và độ nặng nhẹ, phản ứng càng mạnh thì phản ứng khói thuốc càng tăng. Hầu hết các thuốc nhẹ đều sốc và đối với nguyên liệu nếu để riêng từng cấu tử chưa hẳn đã được đánh giá cao, nhưng nếu trộn với nhiều loại nguyên liệu khác nhau sẽ được đánh giá cao. - Để biểu hiện mối tương quan này cần phân đặc tính thuốc lá làm 2 nhóm: * Nhóm có ảnh hưởng tốt: - Nicotin có ảnh hưởng tốt đến phản ứng của khói, hàm lượng tốt từ 1 - 1,5% ngoàI khoảng này có ảnh hưởng xấu đến khói thuốc. - Dầu thơm: Tính chất thơm càng cao nếu hàm lượng các cấu tử có độ sôI thấp càng cao. - Rượu nhựa: - Góp phần làm tăng tính tốt của khói: Các Gluxit hoà tan các gluco trừ đextin. - Các chất có đặc tính polyphenol đặc biệt thuốc có chứa nhiều gluxit * Nhóm có ảnh hưởng xấu. - Các chất nitoproin thuộc nhóm protit, các chất có chứa nitơ khác trừ Nicotin. - Amoniac, các axit hữu cơ có ảnh hưởng gián tiếp, đặc biệt là nhóm axit hữu cơ không bay hơI trong đó có axit citric là có ảnh hưởng xấu nhất. - Rượu metylic, chất tro chung. - Một số các thành phần của nhựa gây kích thích niêm mạc khi hàm lượng Nicotin cao > 2,5%. - Hiện nay đặc trưng cho phẩm vị của thuốc lá thường phảI xác định tất cả các hàm lượng các chất thông qua phân tích hoá học và đánh giá cảm quan đồng thời kết hợp các phản ứng với khói thuốc để đánh giá. Để đánh giá dựa vào các chỉ số qui định cho ngành thuốc lá, chỉ số phẩm chất, chỉ số độ cháy. VI. Cây thuốc lá. 1. Sự phân chia thuốc lá trong công nghệ sản xuất. - Trên thế giới ta sử dụng các chủng thuốc lá để sản xuất là Nicotinana, Tabacum và Rustica. - Phân chia 2 chủng theo các giống chính sau: 2. Giống thuốc lá phương Đông( Orieltal ) - Giống này được trồng và phát triển ở các nước trên bán đảo Ban Căng, vùng Địa Trung Hải, Malayxia. - Đặc điểm: Là một nhóm thuốc lá nổi tiếng thế giới còn gọi là nhóm thuốc lá có hương liệu, thích hợp ở điều kiện khí hậu mùa đông nhiệt độ từ: 0 - 100C, hè thu: 25 - 300C, lượng mưa trung bình từ 500 - 700mm. - Đất trồng: Thích hợp với đất có độ sương cao, đất sỏi, đất nâu, đồi núi, độ sương trong đất từ 30 - 40%, không chịu được độ mùn. - Lá thuốc có hương thơm độc đáo, kích thước lá vừa phải, lá có hình hơi nhọn và dài, mô lá mịn. - Loại thuốc lá này chủ yếu để sản xuất gout phương Đông, ngoài ra còn nằm trong thành phần nguyên liệu để sản xuất gout Mỹ. 3. Giống thuốc Mỹ lá to: - Bao gồm Virnigia, Burley, Mariland. - Đặc trưng của nhóm này là loại thuốc lá không còn hương liệu, dễ trồng ở tất cả các loại đất trên khắp thế giới gồm đất thịt có độ sương cao, các chất hữu cơ trong đất ít, đất thoáng nước, độ sương trong đất từ 30 - 40%, kị đất mùn, đất sét, cát. - Nhiệt độ mùa đông: 10 - 200C - Nhiệt độ mùa hè: 25 - 350C - Các giống thuốc lá này thường cho nhiều lá, lá to, mô lá mịn, hệ thống gân nhánh nhiều chiếm 20 - 25%. Những giống này khi sấy bằng không khí nóng qua gián tiếp cho màu vàng đẹp. Chất lượng cho độ nặng từ thấp đến cao. - Trong quá trình chế biến giống thuốc lá này thường cho thêm hương vị, ngoài 3 giống trên còn có thuốc Xì gà, có chất lượng đặc biệt về hương vị, độ dẻo do đó được dùng để làm ruột thuốc Xì gà. Loại này thường được trồng ở Cuba, Iđônêxia, Nam Mỹ… - Ngoài ra Xì gà còn được trồng ở Trung Quốc, ấn Độ. 4. Đặc tính thực vật của cây thuốc lá. a. Bộ rễ. - Tất cả thuốc lá dùng để sản xuất đều có chung đặc tính là bộ rễ - thuộc loại rễ chùm, có một rễ cái, các rễ ăn nông trên mặt đất 20 - 25cm. Nếu nhiều nước bộ rễ phân làm hai tầng với nhiều lớp rễ con vì vậy cây sẽ yếu, nếu thiếu nước bộ rễ tầng không phát triển cây còn lại một rễ cái vì vậy hấp thụ chất dinh dưỡng rất khó, lá thô và dầy, bề mặt lá sù sì. Vì vậy, trước khi nhổ trồng từ vườn ươm ra ruộng cần phải huấn luyện cho cây thuốc chịu hạn, chịu nước để tránh xảy ra hiện tượng trên. - Chịu hạn: Một tuần không tưới 2 - 3 ngày, mỗi ngày bình thường không tưới 1 - 2h. - Chịu nước: Có thể tưới đậm nước nhằm kích thích bộ rễ phát triển sao cho khi cây thuốc nhổ trồng có chiều dài bộ rễ là 15 - 20cm. b. Thân . - Cao 1,2 - 1,6m, xốp, rỗng, trên bề mặt có nhiều lông tơ, mỗi thân chứa 18 - 25 lá, trên thân có nhiều lông, tuỳ từng giống mà lông có thể dàI hay ngắn. c. Lá. - Lá to, dàI 45 - 55cm, sau khi sấy khô kích thước lá giảm từ 30 - 40%, chiều ngang 20 - 25cm, trên mặt lá có hệ thống gân nhánh bao phủ, tỉ lệ gân trong lá 25 - 28%, cấu tạo gân lá mịn, phiến lá có màu xanh nhạt, xanh sẫm. d. Hoa. - Màu hồng đến màu đỏ, hình tròn, dài 5 - 6cm, thuốc lá là loại cây tự thụ phấn, một chùm hoa luân bắt đầu từ hoa trung tâm sau đó sinh ra nhiều lứa hoa, mỗi lứa cách nhau 2 - 3 ngày và kéo dài khá lâu thời gian từ 25 - 30 ngày, nếu cây thuốc cho hoa sớm sẽ cho sản lượng thấp, muốn thu hoạch thêm lá khi cây ra hoa ta tiến hành ngắt ngọn và nuôI chồi sau đó có thể thu thêm được 10 lá. e. Quả. - Quả to có màu nâu đen, mỗi cây cho 200 - 300 quả, mỗi quả có hai múi cho từ 2000 - 4000 hạt, hạt rất nhỏ, dàI 600 - 800pm, rộng 450 - 600mm. - Vỏ hạt sần, sủi có dạng tổ ong, nếu quả tốt sau 5 - 6 năm vẫn nảy mầm. Trong hạt chứa các chất dự trữ: Chất béo 36 - 39% có thể sử dụng làm dầu, xà phòng, thậm chí có thể tách làm dầu ăn. - Prôtêin: 24 - 26% lợi dụng làm thức ăn cho gia súc. - Gluxit; 3,3 - 4%. - Hạt thuốc khi chưa chín chứa rất nhiều Nicotin, khi hạt chín hàm lượng Nicotin bị phân huỷ hết. - Để đạt được các đặc tính như trên sự tích luỹ các thành phần hoá học trong lá phụ thuộc vào điều kiện kỹ thuật chăm sóc, đất đai. - Sự hình thành cây thuốc chia làm 4 thời kỳ. (1) Vườn ươm: 40 - 50 ngày chủ yếu chăm nom cho cây thuốc phát triển, t0 = 25 - 280C, độ ẩm thấp 80 - 90%, vườn ươm được tiệt trùng đất. (2) Nhổ trồng: Khi cây ở vườn ươm có từ 2 - 3 lá non, lá trên cây có hình chữ thập, rễ cây dài 10 - 15m thì tiến hành nhổ trồng. - Chỉ nhổ trồng những cây mập, thẳng, hiện nay đang áp dụng làm bầu cây con. - Sau khi lá thuốc được trồng ra ruộng sẽ bắt đầu ăn sâu xuống đất, lúc này cây phát triển chậm, cây thuốc chủ yếu phát triển bộ rễ do đó cần phải bón phân tốt: Tỉ lệ phân đạm, lân, kali là: 1:1. Trong đó, chú trọng bón phân lân và kali, đạm có thể thấp hơn một chút, sau 10 - 15 ngày cây thuốc trở lại khoẻ mạnh lúc đó mới bắt đầu bón phân. - Giai đoạn đầu có chế độ tưới nước hợp lí để cho bộ rễ cây phát triển, sau 15 ngày cây thuốc bắt đầu phát triển mạnh. (3) Thời kỳ cây thuốc phát triển. Trung bình mỗi ngày cây thuốc ra một lá lúc này cần phải bón phân, tưới nước. Thời gian cây thuốc phát triển kéo dài từ 40 - 45 ngày. Trong thời gian cây thuốc không ngừng tích luỹ các hợp chất trong lá. Đến cuối thời kỳ sinh trưởng nhu cầu về phân bón phải tăng cường, t0 thích hợp = 28 - 330C, jk= 75 - 85%, miền nhiệt độ này rơi vào cuối xuân và giữa hè. Cuối tháng 4 đầu tháng 5 là vụ thu hoạch cây thuốc ngừng phát triển. (4) Cây thuốc nở hoa. Kéo dài từ 20 - 35 ngày, vào thời kỳ này các hạt thuốc dần dần chín, toàn bộ thời kỳ sinh trưởng của cây thuốc từ giai đoạn 1 đến giai đoạn 4 là 115 - 140 ngày ( giống dài ngày), 80 - 120 ngày ( giống ngắn ngày ). 5. Cấu tạo giải phẫu của thuốc lá. - Biểu bì của lá thuốc chứa các lông nhỏ, tiểu bì có một lớp nhựa mỏng cấu tạo dạng sáp gọi là tầng cutin, đối với từng dạng thuốc đặc biệt là những vùng bị hạn tầng này rất dày. Mô bao phủ bề mặt trên và dưới lá có tác dụng làm giảm nhẹ ảnh hưởng của môi trường, bảo vệ lá quá khô hoặc quá héo. Để trao đổi khí với môi trường bên ngoài làm bay hơi nước trong biểu bì có 1 cơ quan đặc biệt là khí khổng. Lỗ hơi tạo thành 2 tế bào mặt cong có thể thay đổi trạng thái của mình khi điều kiện môi trường thay đổi có thể phồng ra hoặc co lại hoặc có thể khép kín hoàn toàn, khi đó lá thuốc được bảo vệ hoàn toàn để biểu bì khỏi mất nước. - Do phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài và trạng thái cân bằng ẩm của lá mà các tế bào khí khổng có thể biến đổi được trạng thái của mình có thể phồng ra khép lại hoặc khép kín. Khi nó khép kín lá thuốc sẽ được bảo vệ khỏi ảnh hưởng của môi trường, ở phía mặt dưới lá, số lượng khí khổng sẽ nhiều hơn mặt trên lá. Phần trên lá có các tế bào hình cột xếp sít lại nhau. Khi lá thuốc phát triển bình thường hàm lượng clofin trong lá đầy đủ, do đó bề mặt trên của lá có màu sáng hơn phía dưới. Mô xốp có cấu tạo tròn hơn mô cột và phân bố không trật tự tạo nên khoang gian bào. Nhờ có cấu tạo như vậy quá trình làm ẩm hay khô lá thuốc xảy ra dễ dàng. Tuỳ theo điều kiện trồng trọt hay canh tác mà cấu tạo các mô này sẽ dày hay mỏng hay có thể biến dạng trong quá trình chế biến, ngoài ra sự kích thích của các tế bào phụ thuộcvào các lớp lá trên cây, các lá cao cấp kích thích tế bào nhỏ và nhiều do vậy mô lá mịn đặc, lá to, xốp, mô lá ít, lá kém bền khi gia công. 6. Kỹ thuật canh tác. - Để thu được thuốc lá có chất lượng cao thì kỹ thuật canh tác phải đặc biệt. Canh tác liên quan tới chế độ chọn giống, chọn đất, chăm sóc lá và luân canh. - Đối với thuốc lá vàng: đất trồng phải là đất có độ thoáng khí cao, tỷ lệ sương trong đất chiếm từ 20 - 30%, các loại đất mùn không thích hợp với loại lá vàng vì loại đất này thường cho lá thuốc có vị khô và nặng đôi khi có vị đắng do trong đất có chứa nhiều nitơ. - Đối với thuốc lá nâu: đất trồng giống thuốc lá vàng, nhưng không ngặt nghèo như vậy, loại đất này có độ mùn không quá 2,5%, loại đất này có ở miền Nam tới miền Bắc cho chất lượng thuốc lá có độ nặng trung bình. - Khí hậu thuận lợi cho thuốc lá này ở nhiệt độ 25 - 300C, jk =75 - 85%. - Đối với thuốc phương Đông (oriental): đất trồng không yêu cầu khắt khe như 2 loại trên nhưng loại thuốc này thích hợp với miền đất gọi là đặc sản, địa trung hải, đất thuộc đất nước trên bán đảo Ban căng, miền sinh trưởng của thuốc thuộc vùng nhiệt độ thấp, đến giai đoạn phát triền mới cần nhiệt độ cao, t0=150 - 280C, jk =60% - 65%. - Lượng mưa trung bình từ 600 - 650mm, đây là loại thuốc lá hương liệu được sấy bằng phương pháp sấy khô hoặc phơi nắng đều cho màu vàng da cam rất đẹp, thuốc này có vị ngọt hương thơm mạnh và đặc trưng: khói thuốc có phản ứng axit, do đó là thành phần không thể thiếu trong gout hỗn hợp Mỹ. - Mỗi một giống thuốc lá đòi hỏi chế độ canh tác riêng, phù hợp với việc sinh trưởng. - Với Virnigia và nâu chọn chế độ luân canh với các cây họ đậu, nếu đất có bạc màu thì là do thức ăn của các cây họ đậu là thức ăn của thuốc lá. - Luân canh với lúa nước vì thức ăn của lúa cũng là thức ăn của cây thuốc lá, trong quá trình trồng lúa thường gặp nước dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời sẽ ngâm đất diệt khuẩn tránh cho cây khỏi bệnh. - Cho nghỉ đất trồng thuốc lá từ 2 - 3 năm lại trồng lúa ngô 1 năm. - Tất cả các nước trên thế giới và Việt Nam đều phải áp dụng biện pháp này. - Biện pháp ngắt ngọn tỉa chồi là biện pháp không thể thiếu được trong quá trình trồng trọt ở mức độ nhất định, biện pháp này sẽ san bằng được sự thiếu hụt các chất trong đất, sự tích luỹ các thành phần hỗn hợp trong lá. * Đối với đất xấu khi quan sát cây gần đến giai đoạn nở hoa thì bắt đầu ngắt ngọn tỉa chồi. * Đối với đất trung bình khi thấy hoa phát triển được 1/3 chiều dài của nó thì bắt đầu ngắt ngọn tỉa chồi. * Đối với đất tốt khi cây đã ra hoa thì mới bắt đầu ngắt ngọn tỉa chồi. - Thực hiện phương pháp ngắt ngọn tỉa chồi: Dùng dao để tách hoặc dùng hoá chất diệt chồi hiện nay được áp dụng có hiệu quả. - Diệt sâu bệnh: Trong quá trình trồng cây, sâu bệnh phát triển khi cây còn non, mốc trắng bắt đầu xuất hiện khi cây sinh trưởng, đốm mắt cua khi lá bắt đầu sinh trưởng mạnh, bệnh xoăn lá. - Để chống các loại sâu bệnh này cần sát trùng kĩ đất vườn ươm, đất trồng, phun thuốc trừ sâu. - Với hạt phải dùng thuốc sơ bộ sát trùng hạt trước khi gieo, hiện nay chú ý đến khâu chuẩn bị hạt giống. 7. Đặc tính hình thái học của lá thuốc lá. - Là một bản mỏng, mô lá mịn, tỷ lệ sương trong lá lớn, tuỳ từng giống thuốc khác nhau mà kích thước lá khác nhau, dựa trên cấu tạo của lá mà ta chọn biện pháp sao cho phù hợp. Lá tròn: Tỷ lệ dài : rộng = 1,1 Lá hình tim: Tỷ lệ dài : rộng = 1,8 Lá hình lưỡi mác: Tỷ lệ dài : rộng = 3,1. - Tất cả các loại lá có cuống dính trực tiếp góc 30 - 450 , loại lá có tai không có lợi trong quá trình chế biến, loại có tai ôm trực tiếp lên thân cây. 8. Các giai đoạn hình thành lá thuốc. - Lá thuốc được hình thành ngay khi cây được trồng ra ruộng từ 15 - 20 ngày. - Sự lớn lên của lá thuốc cùng với sự phát triển của cây thuốc, sau 20 - 25 ngày lá thuốc bắt đầu tích luỹ vật chất. Trong quá trình lớn, sự lớn lên của lá chủ yếu là sự lớn lên của các tế bào, sau khi phân chia tế bào song lá thuốc bắt đầu tích luỹ vật chất lúc đó lá ngừng lớn và tiếp tục sống thêm từ 20 - 30 ngày, hết thời kỳ này lá thuốc tiến dần đến giai đoạn chết tự nhiên. - Tất cả các chất dinh dưỡng chỉ tập trung đi nuôi các chồi non và chồi lách, do đó muốn thu được lá thuốc có chất lượng cao thì cuối giai đoạn phát triển lá phải tiến hành ngắt chồi, nếu cây thuốc cho ít lá thì tiến hành nuôi chồi, đến khi lá già quá trình tổng hợp các chất dinh dưỡng nhỏ hơn quá trình vận chuyển, thứ tự các lớp lá trên cây tích luỹ các chất dinh dưỡng khác nhau. Lớp giữa > Lớp ngọn > Lớp gốc. + Lá gốc được hình thành trong điều kiện của không khí thấp, nó phải vận chuyển các chất dinh dưỡng để nuôi các lớp lá trên do vậy tế bào lá xốp, số tế bào trên một đơn vị diện tích ít, lá hấp thụ nước mạnh, vì vậy trong quá trình chế biến thuộc cấp thấp nhất cần được làm ẩm ở nhiệt độ cao, áp suất cao. + Lá giữa hình thành trong điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao, nhận các dung dịch từ đất và lớp lá dưới vận chuyển nên khả năng quang hợp rất tốt, mặt khác được lớp lá trên che chắn do đó có chất lượng tốt nhất: Lá dẻo, mô lá mịn, số lượng tế bào trên một đơn vị diện tích lá lớn, hàm lượng các chất hữu cơ trong lá rất cao, trong chế biến lớp thuốc lá cấp 1,2 quá trình làm ẩm ở nhiệt độ trung bình đến thấp ( 55 - 600C ) và áp suất thấp. + Lá ngọn hình thành trong điều kiện nhiệt độ cao, j cao, được quang hợp đầy đủ và nhận chất dinh dưỡng từ lớp dưới chuyển lên, nhưng nó lại chịu các điều kiện khắc nghiệt của môi trường do đó nó có kích thước nhỏ hơn lá giữa, chứa nhiều tế bào, mô lá mịn, dày, hương thơm và chỉ tiêu khác kém lá giữa, lớp lá này chứa nhiều tạp khí do vậy trong quá trình chế biến cần phải có nhiệt độ cao và áp suất cao tuỳ thuộc nguyên liệu ban đầu. 9. Tích luỹ vật chất trong lá thuốc. a. Sự tích luỹ chất khô. Cùng với sự lớn lên của lá chất khô liên tục được tích luỹ khi thuốc lá chín kỹ thuật hàm lượng chất khô trong lá là lớn nhất, khi nở hoa sự tích luỹ chất khô trong lá bắt đầu giảm. Nếu không cần lấy giống để đảm bảo vận chuyển trong lá cần ngắt bỏ chùm hoa, tỉa bỏ chồi nách, nhánh, với cây thuốc ngắt ngọn tỉa nhánh chất lượng tốt hơn cây không cắt tỉa ngọn nhánh. b. Sự tích luỹ Gluxit. Quá trình này bắt đầu từ khi cây có lá non, sự tích luỹ Gluxit tăng dần theo sự lớn lên của lá, khi lá chín kỹ thuật hàm lượng Gluxit là lớn nhất, các dạng riêng của Gluxit cũng tăng lên theo sự chín dần của lá. Khi lá quá chín hàm lượng đường và gluxit bị giảm, các lớp giữa tích luỹ Gluxit > ngọn > gốc. Ngắt ngọn tỉa nhánh làm cho hàm lượng Gluxit tăng. c. Sự tích luỹ nitơ. Tương tự như tích luỹ gluxit nhưng riêng nitơ protein chỉ tăng đến một giới hạn nhất định mặc dù hàm lượng Gluxit vẫn tăng. Khi lá chín kỹ thuật nitơ protein là nhỏ nhất. Các hợp chất có chứa nitơ khác giảm xuống, riên hàm lượng Nicotin được giữ cho đến khi lá chín. d. Axit hữu cơ. Được tích luỹ song song như các chất khác, nó có ảnh hưởng gián tiếp đến chất lượng, thông thường các nhóm axit hữu cơ không bay hơi gây ra ảnh hưởng xấu, trong thời gian lá phát triển môi trường dịch tế bào thường nghiêng về phía axit, hàm lượng axit citric, manic tăng lên và đạt hàm lượng tối đảnh hưởng khi lá chín. 10. Sự tích luỹ các chất khác. - Đextin, nhựa, các chất mang mùi thơm, các glucozit, các polyphenol, khi lá chín kỹ thuật các chất này được tích luỹ khá nhiều, khi lá quá chín thì hàm lượng giảm xuống. - Những biến đổi sinh lý, sinh hóa của điếu thuốc liên quan đến cấu tạo giải phẫu của lá, nó có ảnh hưởng đến quá trình chế biến. - Khi lá thuốc chín do vật chất giảm lá thuốc thường bị giòn, kém bền, mỗi lá chín kỹ thuật hàm lượng các chất biến đổi và phù hợp với quá trình chế biến. Với lá chưa chín sự tích luỹ vật chất chưa đủ, sự biến đổi sinh hoá xảy ra không có lợi cho quá trình chế biến. 11. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự tích luỹ của lá thuốc. a. Nhiệt độ. t0= 22 - 280C, ở nhiệt độ này cây thuốc phát triển rất tốt, sự tích luỹ các chất khô và các chất khác trong lá xảy ra mãnh liệt. Với thuốc lá vàng và nâu là hai loại thuốc lá thích hợp nhất, nhiệt độ càng cao thời gian sinh trưởng càng ngắn. t0 = 28 - 300C T = 100 - 110 ngày t0 = 180C T = 170 - 175 ngày. b. Độ ẩm. Thuốc lá là loại cây ưa nước, hàm lượng nước càng cao chất lượng thuốc lá càng tốt nhưng độ ẩm không vượt quá giới hạn cho phép, độ ẩm này chỉ được quan niệm là đủ nước nếu bị úng cây thuốc lá sẽ sinh bệnh, nếu độ ẩm quá thấp sẽ kéo dài thời gian sinh trưởng. jkk Số ngày đến khi nở hoa 80% 68 - 70 ngày 40 - 50% 100 ngày c. Đất trồng. Với thuốc vàng, nâu, Orieltal, Maryland: Yêu cầu độ thoáng khí và độ thoát nước cao, tỷ lệ sương trong đất từ 25 - 30% bao gồm đất đồi, tỷ lệ thịt và sét rất ít gần như không có. Nguồn đất phải ít sâu bệnh, độ pH = 5 - 6 - Xì gà: Bao gồm các đất nham thạch chứa nhiều chất hữu cơ, chất phù sa pha cát, ngoài ra để trồng thuốc làm ruột Xì gà thì phải là đất có màu sôcôla, đất phù sa pha cát, những loại đất này thường có ở vùng đặc biệt. - Riêng với Oriental thoả mãn tính chất như trồng thuốc lá vàng nhưng vẫn kén đất hơn một chút, đó là những miền đất đồi núi có nhiều cát sỏi ít mùn thường ở những nước trên bán đảo Ban Căng. Mỗi một loại đất cho chất lượng thuốc khác nhau. ở Việt Nam, từ miền Trung trở ra Bắc thích hợp với thuốc vàng và nâu, từ miền Trung trở vào Nam thích hợp với Orieltal, nâu. ở Cao Bằng, Lạng Sơn cho chất lượng thuốc tốt, ở Bắc Giang, Hoà Bình, Vĩnh Phúc cho chất lượng trung bình khá, xung quanh Hà Nội cho chất lượng thuốc trung bình. 12. Thời vụ trồng thuốc lá ở Việt Nam. - Vụ xuân: Thường trồng từ 15 tháng 10 đến hết tháng 12, thu hoạch vào cuối tháng 2, đầu tháng 3. - Vụ xuân - hè: Bắt đầu từ 15 tháng 10 đến cuối tháng 4, đầu tháng 5. Phần II: Tính cơ khí. 1. Tính tỉ số truyền - chọn hộp giảm tốc: IS = IS = Iđ . Ihgt . Ix . Ibr Ibr == 8 Ix = 1 Ihgt = Iđ chọn Iđ = 2 Ihgt = - Với tỉ số truyền Ihgt= 9, chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ nằm ngang, răng là răng nghiêng. 2. Tính công suất động cơ. - Thùng được đỡ bởi 4 con lăn, toàn bộ các con lăn chịu tác dụng của lực Q. - Lực tác dụng lên 2 con lăn ở 2 đầu thùng là Q' được phân tích thành các lực như hình vẽ. - Mô men lực tác dụng lên con lăn: M = P . R (1) - Chiếu lực lên phương thẳng đứng ta có: 2.T.cos a = Q, (2) Q, = mà: Q = mT.g (3) Trong đó: Q: Là lực tác dụng lên con lăn (N) mT: Là khối lượng thùng (kg) mT = 700 kg g: Là gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2 Thay số vào (3) ta được: Q = 700 . 9,8 = 6860 N Q, = Từ công thức: Q, = 2.T.cosa thì T = 2238 N 3. Lực tác dụng lên con lăn: Pcl = T.f Trong đó: f : hệ số ma sát, f = 0,3 T = 2238 N Vậy: Pcl = 2238 . 0,3 = 671,4 N - Công suất con lăn: Ncl = Trong đó Pcl : Lực quay con lăn, Pcl = 671,4 N v: Vận tốc dài của con lăn. v = Trong đó: ncl: số vòng quay của thùng. rcl: bán kính con lăn. ncl = nth.i i = = = 6,36 ncl = 10 . 6,36 = 63,6 v/ph rcl = 100 = 0,1 mm Vậy: vcl = = 0,67 (m/s) Ncl = = = 0,45 (kw) - Công suất thùng: Nth = = = 0,49 - Trong đó: h : Là hiệu suất truyền động bánh răng, h = 0,92 - Công suất trục dẫn xích: Ntdx = = = 0,5 (kw) - Công suất hộp giảm tốc: Nhgt = = = 0,6 (kw) h : hiệu suất truyền động xích, h = 0,85 - Công suất cần thiết: Nct = = = 0,7(kw) - Công suất động cơ: Nđc = K.Nct = 2. 0,7 = 1,4(kw) Trong đó: K: Hệ số an toàn, K =2 Chọn động cơ 2,2kw ; n = 1450v/ph. 4. Tính bộ truyền động đai. - Mô men quán tính của trục quay nhanh: M1 = 9550. Thay số vào, ta có: M1 = 9550.= 9,8 (N/m) - Dựa vào trị số M1 tra bảng (13.5) ta có thể chọn tuỳ loại đai thang sau: - Đai hình thang có kí hiệu tiết diện O - Đai hình thang O có: b = 10 h = 6 F = 47 (mm2) L0 = 900 Trong đó: b: chiều rộng đai h: chiều cao đai F: diện tích tiết diện đai. 4.1. Đường kính bánh đai. - Bánh nhỏ: D1 - Lấy theo tiêu chuẩn: D1 = 100(mm) - Bánh lớn: D2 D2 = Lđ.D1 = 2. 100 = 200(mm) - Lấy theo tiêu chuẩn: D2 = 2(mm) - Vận tốc dài m/s v = Ê (30 á 35) (m/s) v = = 7,6(m/s) - Số vòng quay thực của trục bị dẫn. Lấy hệ số trượt: x = 0,02 n, = nđc(1 - x) (v/ph) n, = 1450.(1 - 0,02) = 710,5 (v/ph) - Tỉ số truyền thực: i, = = = 2,04 4.2. Tính sơ bộ khoảng cách trục A(mm). A = 1,2.D2 = 1,2.200 = 240,0 (mm) 4.3. Tính chiều dài đai theo khoảng cách trục A đã tính sơ bộ. L = 2A + (mm) L = 2.240 + = 961,417 (mm) - Lấy theo tiêu chuẩn L = 1000(mm) 4.4. Xác định chính xác khoảng cách trục A. A= = A = 260(mm) thoả mãn điều kiện: 0,55(D2 + D1) + h Ê 2(D2 + D1) 0,55(200 + 100) + 6 Ê A Ê 2(200 + 100) 71 Ê A Ê 600 thoả mãn điều kiện. - Khoảng cách trục Amin nhỏ nhất cần thiết để mắc đai: Amin = A - 0,015L = 260 - 0,015.961,417 = 246,0 (mm) - Khoảng cách trục Amax = A Amax = A + 0,03L = 260 + 0,03.961,417 = 289 (mm) 4.5. Góc ôm của đai. a1 = 180 - .57 (điều kiện a1³ 120) a1 = 158 a2 = 180 + .57 a2 = 202 4.6. Các định số đai cần thiết. - Dựa vào các thông số đã tính toán ở trên kết hợp tra bảng (13.13) Chi tiết Máy . - Số gia mômen xoắn DT (Nm) DT = 0,4 (Nm) - Hệ số xét đến sự ảnh hưởng của góc ôm: Ca = 0,95 - Hệ số xét đến sự ảnh hưởng của chiều dài đai đến tuổi thọ của đai: CL = 0,89 - Công suất truyền bởi 1 đai: N0 = 1(kw) - Công suất cho phép bởi 1 đai: [N] = (N0.Ca.C1 + ) (kw) [N] = (1.0,95.0,89 + ) = 0,85 (kw) Hệ số tải trọng động Kđ xét đến sự ảnh hưởng của tải trọng động và chế độ làm việc của bộ truyền. Kđ = 1,25 Số đai cần thiết: x ³ x ³ = 2,2 Chọn x = 3 4.7. Chiều rộng của bánh đai. Dựa vào loại đai tra bảng 13.6 Chi tiết Máy, ta tìm được các thông số: t = 12 (mm) S = 8 (mm) C = 2,5 (mm) Chiều rộng của bánh đai: B = (x-1)t + 2.8 = (3-1).12 + 2.8 = 40 Đường kính ngoài của bánh đai: Bánh dẫn: Dn1 = D1 + 2C (mm) Dn1 = 100 + 2.2,5 = 105 (mm) Bánh bị dẫn: Dn2 = D2 + 2C Dn2 = 200 + 2.2,5 = 205 (mm) 4.8. Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục. Lực căng ban đầu: S0 = d0 . F (N) Trong đó: d0: ứng suất căng ban đầu(N/mm2) F: Lực tác dụng lên đai (N) d0 = 1,2 (N/mm2) F = 47 (N) S0 = 1,2.47 = 56,4 (N) Lực tác dụng lên trục: R = 3.S0.x.sin (N) R = 3.46,4.3.sin158/2 = 498 (N) 5. Tính toán bộ truyền xích. Chọn loại xích răng vì tính thông dụng và kinh tế. 5.1. Theo bảng 6.3 Thiết kế chi tiết Máy. Với tỉ số truyền: Tx = 1 Chọn số răng trên đĩa răng: Z1 = 36 Số răng đĩa bị dẫn: Z2 = i.Z1 = 1.36 = 36 5.2. Tính bước xích t. Tính hệ số được sử dụng: K = Kđ.Ka.K0.Kđc.Kb Trong đó: Kđ = 1,2 - Tải trọng va đập (xích tải) Ka = 1 - Chọn khoảng cách trục A = (30:50)t K0 = 1 - Góc nghiêng nhỏ hơn 600 Kđc =1,2 - Trục không điều chỉnh được Kb =1,25 - Bôi trơn định kỳ. K = 1,2.1.1.1,25 = 2,25 Hệ số răng đĩa dẫn: K2 = = = 0,7 Hệ số vòng quay đĩa dẫn: Kn = = = 1,1 (lấy n01 = 1600 v/ph) Công suất tính toán: Nt = N.K.K2.Kn = 1,5.2,25.0,7.1,1 = 2,6 (kw) Tra bảng (6.4) với n01 = 1600 chọn được xích răng dãy có bước t = 19,05(mm) diện tích bề mặt: F = 37,2(mm2) chiều rộng của xích b = 10(mm) 5.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục A. A = 40.t = 40.19,05 = 762 (mm) 5.4. Xác định khoảng cách trục A. X = X = Kiểm nghiệm số lần va đập trong một giây: u = Ê [u] - Z và n3 là số răng và số vòng quay trong một phút của đĩa xích (đĩa dẫn hoặc đĩa bị dẫn) u = = 1,6 - Trong bảng 6.7 Thiết kế chi tíêt máy, số lần va đập cho phép trong 1s. - [u] = 35, cho nên điều kiện u Ê [u] được thoả mãn. - Tính chính xác khoảng cách trục A theo số mắt xích đã chọn: A = A = A = 762 (mm) - Để đảm bảo độ vững bình thường tránh cho xích khỏi bị căng quá, giảm khoảng cách trục A một khoảng. DA = 0,003.762 = 2 (mm) - Vậy lấy giá trị của A = 760 (mm) 5.5. Tính đường kính vòng chia của đĩa xích, đĩa dẫn. - Đường kính vòng chia của đĩa xích: dc1 = == 219 (mm) - Đường kính vòng chia của đĩa bị dẫn: dc2 = dc1 = 219 (mm) 5.6. Tính lực tác dụng lên trục. R = Ktp = Trong đó: Kt: Là hệ số xét đến tác dụng của trọng lượng xích lên trục. - Khi bộ truyền nằm ngang hoặc nghiêng 1 góc nhỏ hơn 400 so với phương nằm ngang thì Kt = 1,15. - Khi bộ truyền thẳng đứng hoặc nghiêng 1 góc lớn hơn 400 so với phương nằm ngang thì Kt = 1,05. - Trong công thức lực R tính bằng Niutơn, công suất tính bằng kw, bước xích tính bằng mm: R = = 1800 (N) trong đó Kt = 1,05. Phần III: Tính toán nhiệt cho thùng sấy. - Ta có các thông số cho trước như sau: - Năng suất: G1 = 500 (kg/h). - Độ ẩm của thuốc: w1 = 20%; w2= 10%. - Khối lượng riêng của vật liệu sấy: Pv = 140(kg/m3) - Thời gian sấy: t = 20 phút. - Không khí ngoài trời có áp suất: B = 745 mmHg và xác định bởi cặp thông số nhiệt độ và độ ẩm tương đối: t0 = 250C; j0 =85%. - Vỏ thùng được đốt nóng bằng khói lò đảm bảo nhiệt độ bề mặt trong là 800C. - Với các thông số đã cho ta tính toán như sau: I. Tính toán các kích thước cơ bản của thùng sấy. 1. Xác định thể tích thùng sấy V. - Theo kinh nghiệm, chọn hệ số chứa đầy b = 0,3. - Khi đó áp dụng công thức: Vt = [III - 208] - Vậy ta có thể tích của thùng sấy: Vt = = 4 m3 2. Xác định đường kính và chiều dài thùng sấy. - Chọn tỷ số L / D = 5,5 - Đường kính thùng sấy được xác định bởi đẳng thức: Vt = = 0,97 (m) - Lấy tròn D = 1m - Do đó chiều dài thùng sấy L bằng: L = 5,5.D = 5,5 .1 = 5,5 (m) II. Tính toán quá trình sấy lý thuyết. 1. Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ. W = = = 62,5 (kg/h) [III - 216] 2. Lượng tác nhân sấy cần thiết. - Ta lấy thông số không khí ngoài trời ở nước ta là: t0 = 250C, j0 = 85% . - Tra đồ thị I - d, ta tìm được lượng chứa ẩm d0 và entanpi I0 của không khí ở trạng thái này là: d0 = 17,7 (g/kgkk) = 0,0177 (kg/kgkk) và I0 = 70(kJ/kg). - Theo kinh nghiệm, ta chọn nhiệt độ tác nhân trước khi vào thùng sấy t1= 800C, d1 = d0 = 17,7 (g/kgkk). Tra trên đồ thị I - d, ta được entanpi I1 = 126,5(kJ/kg), j1 = 6%. - Để tìm trạng thái tác nhân sau quá trình sấy lý thuyết ta chọn nhiệt độ ra của không khí là t2 = 400C. Nếu quá trình sấy không có tổn thất nhiệt thì sẽ được quy trình sấy lý thuyết và tra đồ thị ta được d20 = 37,7 (g/kgkk). - Vậy lượng không khí lý thuyết cần là: l0 = = = 50 (kgkk/kg ẩm) L = l0.W = 50.62,5 = 3125 (kgkk/h). 3. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi. Qv = G2.Cv(q2 - q0) - Lấy q2 = t1 - 50C = 800- 50 = 750C: Nhiệt độ của vật liệu sấy khi ra khỏi thiết bị sấy. Cv: Nhiệt dung riêng của vật liệu sấy, Cv = 1,5 q0: Nhiệt độ của vật liệu sấy khi đi vào thiết bị sấy. G2: Khối lượng vật liệu sấy trong 1h (kg/h) Cv = Ck (Ca - Ck).w Ck: Nhiệt dung riêng của VLK: Ck = 1,32 (kJ/kgk) Ca: Nhiệt dung riêng của H20: Ca = 4,8 w: Độ ẩm tương đối của vật liệu. ị Cv = 1,32.(4,18 - 1,32).0,1 = 0,378 ị Qv = 500 . 0,378 .(75 - 25) = 9450 (kJ/h) ị qv = 151,2 (kJ/kgẩm) - Vậy tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi là: qv = 151,2 (kJ/kgẩm) III. Tính toán quá trình sấy thực. - Giả thiết tốc độ tác nhân trong quá trình sấy thực bằng 2 m/s. 1. Xây dựng quá trình thực. a. Xác định D. - Trạng thái của không khí ngoài trời được biểu diễn bằng điểm A ( t0 = 250C, j0 = 85%, d0 = 0,0177(kg/kgkk). D = Cn . tv1 - qS qS: Tổng tổn thất nhiệt, ở đây qS = qv = 151,2 ị D = Cn . tv1 - qS = 4,18.25 - 151,2 = - 46,7 Ta thấy: D < 0 khi đó I2 < I1 áp suất bão hoà pb2 = exp (12 - ) = 0.03 (bar). b. Lượng chứa ẩm d2. d2 = d1 + Trong đó: i2: Entanpi tại điểm 2. i2 = r + Cpa . t2 = 2500 + 1,842.40 = 2573,68 r: Nhiệt ẩn hoá hơi (r = 2500 kJ/kg). Cpa: Nhiệt dung riêng của hơi nước (Cpa = 1,842 kJ/kgk) Cdx(d1) = Cpk + Cpa.d1 = 1,004 + 1,842 . 0,0177 = 1,0366 Cpk: Nhiệt dung riêng của không khí khô (Cpk= 1,004). ị d2 = 0,0177 + = 0,033 (kgẩm/kgkk). c. Xác định entanpi I2. - Entanpi sau quá trình sấy thực được xác định theo: I2 = Cpk . t2 + d2 . i2 = 1,004 . 40 + 0,032 . 2572,68 I2 = 1225,51 (kJ/kgkk) d. Tính độ ẩm tương đối j2. pb2 = exp = exp = 0,0371 (bar). ị Độ ẩm tuyệt đối: j2 = = = 70% 2. Xác định lượng không khí khô thực tế. - Lượng không khí khô thực tế cần thiết để bốc hơi 1 kgẩm được xác định: l = = = 65,359 (kgkk/kgẩm) L = l . W = 65,359 . 62,5 = 4084,93 (kgkk/h) - Lượng tác nhân sấy đi vào thùng là: Lb = (1 + d0) . L = (1 + 0,0177) . 4084,93 = 4157,23 (kgkk/h) - Lượng tác nhân đi vào thùng ra: Lc = (1 + d2). L = (1 + 0,033). 4084,93 = 4219 (kJ/h) - Thể tích tác nhân sấy tại các điểm A, B, C là: VA = LA . vA = 4084,93 . 0,9 = 3676 (m3/h) vA với các thông số: t0 = 250C, j0 = 85%. VB = LB . vB = 4219 . 1,07 = 4370,87 (m3/h) vB với các thông số: t0 = 800C, j0 = 6%. VC = LC . vC = 4219 . 0,954 = 4024,9 (m3/h) vC với các thông số: t0 = 400C, j0 = 70%. - Thể tích trung bình của tác nhân sấy trước và sau quá trình sấy thực bằng: Vtb = = = 4197,8 (m3/h) hay Vtb = = 1,166 (m3/s). - Cân bằng nhiệt và hiệu suất: - Nhiệt lượng tiêu hao: q = l .(I1 - I0) = 65,359 . (126,5 - 70) = 3692,78 (kJ/kgẩm) - Nhiệt lượng có ích: q1 = i2 - Ca . tv1 = 2573,68 - 4,1825 = 2569,4 (kJ/kgẩm) - Nhiệt tổn thất do tác nhân mang đi: q2 = l . Cdx(d0)(t2 - t0) = 65,359 . 1,0366 . (40 - 25) = 1016,26 (kJ/kgẩm) - Tổng nhiệt có ích và các tổn thất: q' = q1 + q2 + Stổnthất = 2596,4 + 1016,26 + 151,6 = 3736,86 (kJ/kgẩm) Vậy nhiệt lượng Caloriphe cần cung cấp là: Qcaloriphe = 3736,86 = 9 (kw) - Kiểm tra sai số giữa q và q' : Sai số tuyệt đối: Dq = q - q' = 3962,78 - 3736,86 = 225,92 S = = 0,05 (<10%, thoả mãn) - Kiểm tra tốc độ tác nhân chuyển động trong thùng sấy: - Tốc độ tác nhân sấy trong quá trình sấy thực bằng: w = [III - 222] Ftd của thùng sấy bằng: Ftd = (1 - b).Fts = = 0,55 (m2) [III - 219] Vậy hoàn toàn hợp lý với giả thiết. IV. Tính Caloriphe - chọn quạt. 1. Tính Caloriphe. - Với các thông số: - Imax của dây mai xo là: 100 A (Tra bảng nhiệt lượng dây mai xo). - Q = 9 kw = 9000 v: Theo tính tóan nhiệt cung cấp. - U = 220 v: Hiệu điện thế của lưới điện. - z = 1,792 . 10-8 Wm: Điện trở suất của dây mai xo. * Theo thiết kế và tính toán ta tính được điện trở của lò xo trong Caloriphe theo công thức: Q = 5,38 (W) * Vậy chiều dài của dây mai xo trong toàn bộ Caloriphe được tính theo công thức sau: R = z . = 235,67 (m) Vậy chiều dài của một cuộn Caloriphe là: l = * Cường độ dòng điện cần thiết để sử dụng trong Caloriphe tính theo công thức sau: Q = RI2 = 40,9 (W) - Với chiều dài của dây mai xo rất lớn, nên khi quấn vào dàn nhiệt trong Caloriphe sẽ có một trở lực lớn và rất khó cho việc chọn quạt, vì vậy để giảm trở lực trong Caloriphe và việc chọn quạt được dễ dàng, thuận tiện hơn mà vẫn đảm bảo được công suất đốt nhiệt, ta giảm bớt độ dài của dây xuống 2,5 lần. Vậy tổng chiều dài của dây mai xo trong Caloriphe là: l = 94,268 (m) Và chiều dài của một cuộn là: l = * Điện trở của dây mai xo cũng giảm, độ giảm được tính theo công thức: R = - Vậy R giảm lần. - Và cường độ dòng điện khi giảm chiều dài dây mai xo là: - Theo công thức: Q = RI2 - Vậy I tăng lần. - Ta có Caloriphe của hệ thống sấy như sau: U = 220 V Q = 9 kw I = 64,69 A R = 2,15 W ltổng Caloriphe = 94,268(m) ị l1cuộn = - Trong đó 6 là số cuộn có trong Caloriphe. 2. Tính chọn quạt cho hệ thống. - Ta chọn quạt cho hệ thống là dạng quạt đẩy. - áp suất do quạt sinh ra cần phải thắng tổng trở lực trong toàn bộ hệ thống sấy.0 - Trở lực của hệ thống được tính toán cụ thể cho từng bộ phận: Trở lực hệ thống sấy gồm trở lực ma sát SDPms, tổng trở lực cục bộ SDPcb, trở lực trong Caloriphe DPc. 2.1. Tính trở lực cục bộ. SDPcb = x . Pd x: Hệ số trở kháng cục bộ. Pd: áp suất động tra theo tốc độ. Tốc độ miệng thổi: w = 10m/s, tra bảng (III - 378) DPd = 0,620 .10 = = 39,68 (Pa) Tại điểm 1 (Cửa thổi tự do) w = 8 m/s; Pd = 60 x = 1,05 ị DPcb = 1,05 . 60 = (Pa) Điểm 2 (đột mở) w = 10 m/s; Pd=60,2 DPcb = 0,25 . 60 = = 9,92 (Pa) Điểm 3 (cửa thổi tự do tại Caloriphe) w = 7 m/s x = 1,05 ị DPcb = 1,05 .60 = 63 + 12,6 = 75,6(Pa) 12,6 tương đương với 20% trở lực dây mai xo. DPcb = 1,05 . 39,68 = 41,6 + 8,32 = 49,9 (Pa) SDPcb = 41,6 + 9,92 + 49,9 = 101,4 2.2. Tính trở lực ma sát. DPms = l .DPl (Pa hoặc N/m2) l: Chiều dài ống (m) DPl: Trở lực ma sát trên 1 mét chiều dài ống. Đoạn 1: a = 160 (mm) b = 180 (mm) dtd = 185,44 (mm) w = 8 (m/s) l= 0,2 (m) DPl = 4,3 (N) DPms = 0,2 . 4,3 = 0,86 (N/m2) Đoạn 2: a = 160 (mm) b = 300 (mm) dtd = 218,46 (mm) w = 8 (m/s) l= 0,3 (m) DPl = 5,7 (N) DPms = 0,3 . 5,7 = 1,71 (N/m2) Đoạn 3: a = 330 (mm) b = 300 (mm) dtd = 343,95 (mm) Tra bảng: w = 10 (m/s) l= 0,72 (m) DPl = 0,9 (N) DPms = 0,9 . 0,72 = 0,648 (N/m2) SDPms = 0,86 + 1,71 + 0,648 = 3,218 (N/m2) 2.3. Trở lực Caloriphe. - Trở lực qua Caloriphe bằng trở lực dạng ống thẳng + 20% (20% trở lực của dây mai xo, theo kinh nghiệm). DPc = DP0 + 20% = 75,6 (Bar) = 49,9 (Pa) = 4,99 (mmH2o) lấy gấp 2 lần trở lực ma sát tại đoạn 3 DPc = 1,22 . 2 = 2,44 Trở lực tại thiết bị Trở lực ma sát: DPms = l . DPl =585 Trở lực cục bộ: DPcb = x.Pd DPtb = DPms + DPcb = 585 + 31 = 616 SDP = DPms + DPcb + DPc + DPtb = 3,218 + 101,4 + 2,44 + 616 = 723 (Pa) = 72,3 (mmH2O) Căn cứ vào cột áp DP = 72 mmH2O và lưu lượng Vtb = 4197 m3/h. Theo biểu đồ chọn quạt ta chọn quạt:ỳỷ 9 - 57, N05,5 và A = 4500. Do đó số vòng quay của quạt là: n = = 900 (v/phút). Tài liệu tham khảo 1. Bơm quạt máy nén,Nxb Khoa học kỹ thuật, Nguyễn Văn May. 2. Nhóm tác giả Trường ĐHBKHN: Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm. 3. Trần Văn Phú: Hướng dẫn thiết kế thiết bị sấy. 4.PGS-TS Khoa học Trần Văn Phú, Tính toán và thiết kế hệ thống sấy Nxb Giáo dục 5. Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy Nxb Giáo dục. 6. Thiết kế chi tiết máy Mục lục Lời nói đầu Trang Chọn phương án Phần I: Tổng quan về công nghệ thuốc lá Phần II: Tính cơ khí 1.Tính tỉ số truyền - chọn hộp giảm tốc 2. Chọn động cơ 3. Tính lực tác dụng lên con lăn 4. Tính toán bộ truyền động đai 4.1. Đường kính bánh đai 4.2. Tính khoảng cách trục A mm 4.3. Tính chiều dài đai theo khoảng cách trục A đã tính sơ bộ 4.4. Xác định khoảng cách trục A 4.5. Góc ôm của bánh đai 4.6. Xác định số đai cần thiết 4.7. Chiều rộng của bánh đai 4.8. Lực căng ban đầu và lực tác dụng Chọn loại xích răng vì tính thông dụng và kinh tế. 5.1. Theo bảng 6.3 Thiết kế chi tiết Máy. 5.2. Tính bước xích t. 5.3. Xác định sơ bộ khoảng cách trục A. 5.4. Xác định khoảng cách trục A. 5.5. Tính đường kính vòng chia của đĩa xích, đĩa dẫn. 5.6. Tính lực tác dụng lên trục Phần III: Tính toán nhiệt cho thùng sấy. I. Tính toán các kích thước cơ bản của thùng sấy. 1. Xác định thể tích thùng sấy V. 2. Xác định đường kính và chiều dài thùng sấy. L = 5,5.D = 5,5 .1 = 5,5 (m) II. Tính toán quá trình sấy lý thuyết. 1. Lượng ẩm cần bốc hơi trong một giờ. 2. Lượng tác nhân sấy cần thiết. 3. Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi. III. Tính toán quá trình sấy thực. 1. Xây dựng quá trình thực. a. Xác định D. b. Lượng chứa ẩm d2. c. Xác định entanpi I2. d. Tính độ ẩm tương đối j2. 2. Xác định lượng không khí khô thực tế. IV. Tính Caloriphe - chọn quạt. 1. Tính Caloriphe. 2. Tính chọn quạt cho hệ thống. 2.1. Tính trở lực cục bộ. 2.2. Tính trở lực ma sát. 2.3. Trở lực Caloriphe. Kết luận Tài liệu tham khảo