MÁY KHUẤY TRỘN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM

MÁY KHUẤY TRỘN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM

PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Chế biến nông sản là một ngành sản xuất được nhiều nước trên thế giới quan tâm. Hiện nay nhiều nước trên thế giưới đã không ngừng đầu tư công sức cho lĩnh vực nghiên cứu, chế tạo ra các công nghệ thiết bị phục vụ vho việc bảo quản và chế biến nông sản. Đây không chỉ là ngành sản xuất mang lại nhiều lợi nhuận cho nhà đầu tư mà nó góp phần tạo việc làm, tăng thu nhập cho người nông dân, cải thiện đời sống góp phần xoá đói gảm nghèo, giải guyết một số vấn đề xã hội. Chế biến, bảo quản nông sản là một ngành sản xuất đã có từ lâu đời. Ngay từ khi mới thu hoạch về con người đã nghĩ ngay tới việc bảo quản chúng để dữ trữ sử dụng được trong một thời gian lâu dài. Không những sản xuất nông sản ngày càng tăng mà nhu cầu của xã hội về những sản phẩm mới có chất lượng tốt ngày càng cao nó đã thúc đẩy ngành công nghiệp chế biến, bảo quản nông sản ngày càng phát triển. Nó không chỉ đơn thuần là ngành sản xuất, bảo quản nông sản thuần túy như trước đây, ứng dụng những tiến bộ khoa học vào sản xuất, sử dụng công nghệ mới nó làm cho sản phẩm nông sản ngày càng phong phú đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Nhận thức được vai trò quan trọng của việc sản xuất chế biến nông sản ở nước ta trong những năm gần đây Nhà Nước quan tâm đầu tư cho việc nghiên cứu chế biến nông sản phẩm. Nó không chỉ tạo ra nguồn lợi nhuận lớn mà nó còn góp phần giải quyết việc làm cho người nông dân, đây là một vấn đề rất cấp bách của nước ta hiện nay, nhờ có những chính sách đún đắn mà ngành chế biến nông sản ở nước ta đã đạt được niều thành tựu đáng kể. Hiện nay phục vụ cho việc bảo quản chế biến nông sản người ta sủ dụng nhiều công nghệ khác nhau như: Máy sấy,máy nghiền, máy trộn, máy định hình, máy làm sạch, máy cắt thái,… và người ta sử dụng nhiều loại máy kết hợp với nhau để sản xuất ra được mọtt sản phẩm. Thực phẩm đơn thuần không thể đáp ứng được nhu cầu của thị trường do đó thục phẩm tổng hợp ngày càng được phát triển và tỏ ra có ưu thế hơn hẳn so với sản phẩm gốc, để chế biến ra được các thực phẩm tổng hợp đó thì máy trộn có một vai trò quan trọng trong việc khuấy trộn làm đều hỗn hợp “ Trộn là một quá trình kết hợp khối lượng các vật liệu lại với nhau tạo thành một hỗn hợp đồng nhất”. Hiện nay máy trộn được phổ biến trong các dây chuyền công nghệ chế biến 1 PHẦN II NHIỆM VỤ, YÊU CẦU ĐỐI KỸ THUẬT VỚI MÁY KHUẤY TRỘN 2.1 Nhiệm vụ: - Khuấy trộn các thành phần nguyên liệu đã được định sẵn thành 1 hỗn hợp đồng đều - Tăng cường các quá trình hóa học, sinhh học trong quá trình chế biến thực phẩm - Tăng cường quá trình trao đổi nhiệt khi chế biến thực phẩm - Hòa tan chất này vào chất khác ( hoà tan muối, đường với các chất khác) 2.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với máy quay trộn - Đảm bảo chất lượng trộn cao (đặc trưng là độ đồng đều), nhất là khi trộn hỗn hợp có những thành phần với tỉ lệ rất ít. Độ trộn đồng đều có 1 ý nghĩa rất lớn trong việc bảo đảm phẩm chất, giá trị của sản phẩm đầu ra. - Có khả năng trộn được ccác hỗn hợp khô, ẩm - Có năng suất cao và chi phí năng lượng dùng thấp. Hiện nay, hầu hết các máy khuấy trộn đều có mức chi phí năng lượng riêng còn cao, trên 1,5 Kh/T 2.3 Phân loại - Có nhiều cách để phân loại máy khuấy trộn như phân loại theo nguyên lý cấu tạo, theo bố trí bộ phận trộn, theo số bộ phận trộn, theo cách làm việc, theo tính chất của sản phẩm đầu ra…v.v 2.3.1 Phân loại theo nguyên lý cấu tạo - Máy trộn có bộ phận trộn quay: + Máy trộn kiểu vít + Máy trộn kiểu cánh quạt + Máy trộn kiểu hành tinh + Máy trộn kiểu cánh gạt - Máy trộn thùng quay: + Máy trộn kiểu trống + Máy trộn kiểu côn - Máy trộn - định mức phối hợp 2.3.2 Phân loại theo cách bố trí bộ phận trộn + Máy trộn kiểu vít hay cánh gạt ngang + Máy trộn kiểu vít hay cánh gạt đứng + Máy trộn kiểu vít nghiêng 2.3.3 Phân loại theo số bộ phận trộn + Máy trộn kiểu đơn, kép + Máy trộn kiểu thùng , đơn, kép 2 2.3.4 Phân loại theo cách làm việc + Máy trộn liên tục + Máy trộn gián đoạn 2.3.5 Phân loại theo tính chất sản phẩn + Máy trộn khô + Máy trộn nước + Máy trộn ướt 3. Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo của máy khuấy sản phẩm rời, dẻo 3.1 Nguyên lý làm việc Hầu hết các máy khuấy trộn đựơc dùng trong công nghệ chế biến thực phẩm hiện nay đều làm việc theo nguyên lý khuấy trộn hỗn hợp nguyên liệu bằng các cơ cấu quay. Cơ cấu quay có thể là thùng ( Trống ) quay hoặc là bộ phận trộn quay như vít quay, cánh gạt, cánh quạt, hành tinh ( hay là máy trộn vít xoắn nghiêng )…v.v 3.2 Nguyên lý cấu tạo 3.2.1 Máy có bộ phận quay Đây là loại máy phổ biến trong nông nghiệp. Cấu tạo của máy gồm có thùng chứa cố định và bộ phận khuấy trộn. Bộ phận khuấy trộn có thể là các dạng sau: Một vít đứng quay trong thùng chứa có dạng nón cụt ( Cũng có thể là phần trên hình trụ phẩn dưới nón cụt ). Ngoài ra còn có phễu cấp liệu, ống xã liệu, bộ phận động lực va truyền động thường được bố trí trên nóc máy. Hỗn hợp nguyên liệu đổ vào máy qua phễu cấp liệu được vít chuyển lên sau rơi tự do xuống. Khi vít trộn quay hỗn hợp nguyên liệu tiếp tục được xáo trộn. Sau thời gian vài phút hỗn hợp được trộn đều va thoát qua ống xã. Máy trộn kiểu này chỉ làm việc gián đoạn, từng mẻ một. Điều chỉnh độ trộn đều bằng cách chỉnh thời gian trộn nhanh hay chậm trong giới hạn cho phép. Chất lượng trộn tốt đối với nguyên liệu khô còn đối với nguyên liệu ẩm ướt chất lương trộn tương đối kém . Một ( hay hai ) vít ngang quay trong thùng chứa để trộn được liên tục, phải có chiều dài đủ lớn để vít chuyền và xáo trộn hỗn hợp từ của nạp liệu tới của xã, bảo đảm độ trộn đều. Máy trộn vít ngang có thể làm việc liên tục, trộn hỗn hợp khô hoặc ẩm. Nhưng hệ số chứa hạn chế 40%-50% thề tích thùng chứa loại vít trộn còn có loại dãi xoắn kép, loại vít khuyết. 3.2.2 Máy trộn có thùng quay - Loại cánh gạt: Cấu tạo của máy có thể có một hay hai trục cánh gạt trên đó được lắp nhiều cánh gạt ( các cánh gạt thông thường được bố chí so le nhau 3 dạng xoán ), có thể có trục ngang hay trục đứng, làm việc như bộ phận vít ngang. Loại máy này phù hợp với khi trộn các hỗn hợp ẩm và nhão - Loại cánh quạt: Máy gồm thùng quay trong đó có bộ phận trộn là cánh quạt - Máy trộn thùng quay có trống nằm ngang: Máy gồm trống nằm ngang quay với tốc độ chậm, bên trong trống có đặt vít nằm ngang theo trống để xáo trộn hỗn hợp khi trống quay, bộ phận dẫn động và bộ phận đỡ. Nguyên liệu được đổ vào trống qua của nạp. Máy có thể bố trí một vít để xã hỗn hợp qua của thoát. Máy có thể trộn được hỗn hợp khô va ướt, làm việc gián đoạn. So sánh hai loại máy trộn ta thấy: Loại máy trộn có bộ phận trộn quay có chất lượng, dễ nạp va xã liệu, dễ sử dụng , làm việc liên tục được, có thể trộn được hỗn hợp o nhiều trạng thái khác nhau: Khô, ẫm lõng nhưng máy có nhược điểm lá khó làm sạch và tiêu thụ điện năng lớn. Còn loại máy trộn có thùng quay về cấu tạo đơn giản, dễ làm sạch hơn nhưng có nhược điểm là tốc độ trộn thấp, chỉ trộn gián đoạn, thể tích hữu ích thấp dùng để trộn vật liệu rời xốp, độ kết dính nhỏ, cho phép làm dập nát, công suất máy thấp 3.3 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo các loại máy trộn 3.4 So sánh máy trộn sản phẩm rời, dẻo với máy trộn hỗn hợp lõng Máy trộn sản phẩm rời, dẻo có tỉ lệ trộn đều cao hơn vì nó chịu ảnh hưởng của chênh lệch khối lượng riêng ít hơn. Nhưng máy có cấu tạo phức tạp hơn so với máy trộn sản phẩm lõng. Máy trộn hỗn hợp lõng có tính vạn năng cao hơn: Có thể dùng để trộn, cũng có thể sử dụng như máy rủa…, ngoài ra có cấu tạo đơn gian, vận hành tốt hơn 4. Tính toán một số chỉ tiêu về máy trộn 4.1 Cơ sở vật lý của quá trình trộn đều Hiện nay quy trình công nghệ chế biến lương thực, thực phẩm để tạo ra được một sản phẩm với các thành phần nguyên liệu khác nhau hầu hết người ta cách trộn cơ khí với nguyên lý chung là khuấy trộn các thành phần thức ăn bằng các cơ cấu quay Trong thực tế cách trộn cơ khí không đạt đến lý tưởng vì đó là một quá trình ngẫu nhiên chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Thực tế cho thấy khi trộn hỗn hợp thành phần bột khô với những thành phần ẩm ( có độ ẩm tới 14%-15% ) lại tạo ra được hỗn hợp đều hơn. Người ta phân tích cơ sở vật lý của quá trình trộn như sau: Khi làm việc trong máy trộn diễn ra hai quá trình thuận ngịch. Quá trình thuận góp phần tăng độ trộn đều. Quá trình nghịch gây ra hiện tượng phân lớp làm giảm độ trộn đều. Hai quá trình đó diễn ra theo thời gian trộn, tới lúc hỗn hợp đạt trạng thái “ cân bằng động lực” thì tỉ lệ thành phần mà ta xét trong mẫu 4 đo thực tế xẽ không thay đổi nũa nhưng ta vẫn tiếp tục trộn thì sau một thời gian độ trộn đều sẽ giảm đi 4.2 Độ trộn đều K. Độ trộn đều K là chỉ tiêu đánh giá chất lượng trộn hỗn hợp. Độ trộn đều thường biểu diễn dưới dạng % hay chữ số thập phân. So sánh giữa tỷ lệ Ci của một thành phần hỗ hợp sau khi trộn trong mẫu hỗn hợp thứ I với tỷ lệ Co của thành phần đó được quy định trong hỗn hợp. Thành phần được trộn để xác định độ trộn đều phải có tỷ lệ nhỏ nhất trong hỗn hợp. 4.2.1. Xác định độ trộn đều theo công thức Kafaro như sau: + Với những mẫu đo ni có Ci < Co 1 Ci K 1 = x 100% N 1 Co Với những mẫu đo có Ci > Co 1 100 - Ci K 2 = x 100% N 2 100 – Co + Độ trộn đều K của hỗn hợp được xác định theo công thức: K 1 + K 2 K = 2 Như vậy độ trộn đều K thay đổi trong khoảng từ 0 – 100%. Với K = 100% được gọi là độ trộn đều lý tưởng, nhưng trong thực tế đạt được độ trộn đều lý tưởnglà rất khó khăn và hầu như không thể trộn được hồn hợp có độ trộn đều lý tưởng. 4.2.2. Xác định độ trộn đều theo công thức lapsin A.A. Cách tính này dựa vào nhận xét là khi độ chênh lệch của tỷ lệ thành phần Bi trong từng mẫu với tỷ lệ thành phần Bo trong từng mẫu hỗn hợp mà bằng nhau. Dù B1> Bo hay B1 < Bo thì độ trộn đều K tính ra giá trị tương tự nhau: 1 B i - Với B1 < Bo và B1 = Bo - thì : K = N B o 1 2B o - B i - Với B 1 > B o và B 1 = B o + thì: K = N B o Ta có thể thấy rằng: B i B o - + Nếu B 1 < B o sẽ có: Kn = = B o B o Theo công thức lapSin: Nếu 2 thành phần A,B trong hốn hợp có tỷ lệ bằng nhau 5 A o = = 1 nghĩa là B o = 50% B o Thì trị số độ trộn đều K thay đổi, trong khoảng 0 – 1 hay 0 – 100% Nếu 1 thì khi B o rất nhỏ hoặc rất lớn, K sẽ biến đổi từ 0 - , như vậy sử dụng K để đánh giá độ trộn đều là không thuận tiện. 4.3 Phân tích một số yếu tố ảnh hưởng đến đọ trộn đều Có nhiểu nguyên nhân khác nhau ảnh hưởng đến độ trộn đều của hỗn hợp: Thời gian trộn khối lượng riêng các chất đưa vào trộn, cấu tạo máy trộn, vận tốc máy trộn, nhiệt độ, độ ẩm của nguyên liệu đầu vào, khối lượng nguyên liệu đem vào trộn…, ta chỉ xét một số nguyên nhân chủ yếu sau 4.3.1 Thời gian trộn :t Yếu tố thời gian ảnh hưởng rất lớn đến độ trộn đều K. Nói chung khi tăng thời gian trộn thì độ trộn đều K tăng. Tuy nhiên K chỉ tăng đến một giá trị giới hạn Kgh gần với K lý tưởng. Hiện nay có nhiều loại máy trộn có thể đạt được độ trộn đều K lớn hơn 90% với thời gian chỉ mất từ t=3-5 phút. Nhưng khi tăng thời gian trộn quá lâu cũng không tốt làm cho hỗn hợp bị phân lớp, làm giảm độ trộn đều K của hỗn hợp tăng công tiêu tốn vô ích do đó làm tăng chi phí năng lượng riêng của máy. 4.3.2 Khối lượng riêng của các thành phần trong hỗn hợp đưa vào trộn Các thành phần đưa vào trộn có khối lương riêng càng xấp xĩ nhau thì càng dễ trộn đều và thời gian trộn đều được rút ngắn. nếu các thành phần đưa vào trộn có khối lượng có khối lượng riêng chênh lệch nhiều thì càng khó trộn đều và các chi phí cho khuấy trộn hỗn hợp đó tăng lên làm tăng giá trị thành sản phẩm. Có thể nói rằng khối lượng riêng của các thành phần trong hỗn hợp có ành rất lớn đến độ trộn đều. 4.3.3 Cấu tạo và vận tốc của bộ phận trộn Yếu tố này biểu thị bằng đồ thị độ trộn đều K với vận tốc dài V của loại máy trộn vít ngang va cánh gạt ngang (cùng trong một thời gian trộn). Nói chung vận tốc V càng tăng thì càng tác động tích cực đến độ trộn K. Riêng đến với độ trộn vít ngang khi V lớn hơn 2m/s thì độ trộn đều giảm chút ít. Đối với máy trộn kiểu vít V=1-1,5m/s la thích hợp, máy trộn tay gạt V=2-2,5m/s. Góc nghiêng … của cánh gạt cùng ảnh hưởng đến độ trộn đều K. Góc nghiêng … =3,5 độ-50 độ cho độ trộn đều tốt. -Hệ số chứa … của …chứa cũng ảnh hưởng rõ rệt đến độ trộn đều K. Nghiên cứu cho thấy… càng lớn thì độ trộn đều K càng giảm và càng khó trộn đều. 6 4.4 Một số chuối khi vận hành và phạm vi sử dụng của các bộ phận trộn:- Chú ý khi vận hành Đối với các máy khi mới mua về tiến hành chạy thử trước khi đổ nguyên liệu vào cho máy làm việc. Đọc kĩ hướng dẫn sử dụng và phải nắm được nguyên lý làm việc và cấu tạo của máy. Dùng máy đúng mục đích, công dụng của máy, không sử dụng sai chức năng của máy vì có thể làm hư hỏng đáng tiếc các chi tiết máy. Khi chop nguyên liệu vào máy để trộn phải đảm bảo yêu cầu về kích thước. Cũng như không dược cho vào quá nhiều gây ảnh hưởng đến chất lượng trộn đều do đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Hầu hết các máy trộn hiện nay đều được truyền động nhờ động cơ điện do đó trước khi cho máy hoạt động cần phải kiểm tra an toàn kĩ thuật điện đảm bảo không để rò điện gây cháy nổ và có thể gây nguy hiểm cho người vận hành. -Phạm vi sử dụng các nguyên lý của các bộ phận trộn. Tùy vào nguyên lý, cấu tạo của các bộ phận trộn mà phạm vi sử dụng của các bộ phận trộn cũng khác nhau: +Máy trộn vít đứng quay: làm việc từng mé; dùng chủ yếu để trộn nguyên liệu bột khô. +Máy trộn vít ngang quay: có thể làm việc liên tục, dùng để trộn nguyên liệu khô hoặc ẩm. +Máy trộn có thùng quay loại cánh gạt: dùng để trộn hổn hợp ẩm, nhão, lỏng, hòa tan. +Máy trộn thùng quay có tròng nằm ngang: làm việc dán đoạn,có thể trộn hỗn hợp khô, ướt. 7 PHẦN III KẾT LUẬN Trên đây là phần trình bày nguyên lý làm việc và cấu tạo của máy khuấy trộn sản phẩm rời dẻo và đã tính toán được một số chỉ tiêu về máy trộn từ đó đã nêu ra được một số chú ý khi sử dụng, vận hành máy trộn và phạm vi sử dụng của một số loại máy trộn. Do thời gian và điều kiện còn nhiều hạn chế nên phần nghiên cứu còn mang tình chất lý thiết dựa vào tài liệu là chủ yếu, chưa có điều kiện để đi sâu, tìm hiểu thực tế quá trình vận hành của một số loại máy trộn. Cũng trình độ, kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế do đó phần trình bày ở trên không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự động viên, góp ý của thầy, cô giáo và các bạn để bài chuyên đề được tốt hơn. 8 . hỗ hợp sau khi trộn trong mẫu hỗn hợp thứ I với tỷ lệ Co của thành phần đó được quy định trong hỗn hợp. Thành phần được trộn để xác định độ trộn đều phải có tỷ lệ nhỏ nhất trong hỗn hợp. 4.2.1 quay Đây là loại máy phổ biến trong nông nghiệp. Cấu tạo của máy gồm có thùng chứa cố định và bộ phận khuấy trộn. Bộ phận khuấy trộn có thể là các dạng sau: Một vít đứng quay trong thùng chứa có dạng. nhanh hay chậm trong giới hạn cho phép. Chất lượng trộn tốt đối với nguyên liệu khô còn đối với nguyên liệu ẩm ướt chất lương trộn tương đối kém . Một ( hay hai ) vít ngang quay trong thùng chứa