Gíao trình Thiết bị thực phẩm pdf

Theo tính chất tác dụng lên sản phẩm gia công: - Máy: là trang bị trong ñó sản phẩm chịu tác ñộng cơ học, khi gia công trên máy ấy, sản phẩm không thay ñổi tính chất của nó, mà chỉ thay

ðẠI HỌC ðÀ NẴNG TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA- BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lâm Chí, Nguyễn Như Thung, ðoàn Dụ, Hồ Lê Viên (dịch), Những quá trình và thiết bị sản xuất thực phẩm, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1989

2 ðoàn Dụ (chủ biên), Bùi ðức Hợi, Mai văn Lề, Nguyễn Như Thung, Công nghệ và các máy chế biến lương thực, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1983

3 GS Trần Thanh Kỳ, Máy lạnh, Trường ðại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, 1992

4 Bùi Hài, Dương Quốc Hùng, Hà Mạnh Thư, Các thiết bị trao ñổi nhiệt, Trường ðại học Bách khoa Hà Nôị, 1996

5 PGS.TS Lê văn Hoàng, Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học trong công nghiệp, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2004

6 Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Cơ học vật liệu rời, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật ,1998

7 Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh, Máy gia công cơ học nông sản - thực phẩm, Nhà xuất bản giáo dục, 2000

8 Nguyễn Trọng Thể ( dịch), Cơ sở thiết kế máy thực phẩm, A.I.A- Xokolov, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1976

9 Các quá trình cơ bản trong sản xuất thực phẩm, Nhà xuất bản giáo dục,

2000

NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH

MỞ ðẦU

PHẦN 1: Các máy vận chuyển

Chương 1: Các máy và thiết bị vận chuyển

PHẦN 2: Các máy cơ học Chương 2: Các máy phân loại và làm sạch Chương 3: Các máy làm nhỏ Chương 4: Các máy ép

Chương 5: Các máy ñịnh lượng

Chương 6: Các máy rửa chai

PHẦN 3: Các thiết bị nhiệt

Chương 7: Các thiết bị nhiệt

MỞ ðẦU

1 Cấu tạo và phân loại máy sản xuất thực phẩm

1.1 Cấu tạo máy

Máy hiện ñại chủ yếu gồm:

- Thiết bị nạp liệu

- Các cơ cấu thừa hành có bộ phận làm việc

- Các cơ cấu truyền dẫn (ñộng cơ) [nguồn ñộng lực]

- Các máy hiện ñại thường có thêm hàng loạt các bộ phận phụ ñể:

+ ðiều chỉnh và hiệu chỉnh sự làm việc của máy

+ ðiều chỉnh máy, khởi ñộng, dừng máy, kiểm tra

+ Bảo vệ và chuyển ñổi

1.2 Phân loại máy sản xuất thực phẩm

1.2.1 Theo tính chất tác dụng lên sản phẩm gia công:

- Máy: là trang bị trong ñó sản phẩm chịu tác ñộng cơ học, khi gia công trên máy ấy, sản phẩm không thay ñổi tính chất của nó, mà chỉ thay ñổi hình dạng, kích thước hoặc các thông số tương tự khác chịu tác ñộng cơ học

- Thiết bị: là trang bị như máy công tác ñặc biệt, trong ñó sản phẩm bị thay ñổi tính chất vật lí hay hóa học hoặc trạng thái tổ hợp dưới các tác dụng như: cơ lí, sinh hóa, nhiệt ñiện ðặc ñiểm: + Máy: có các bộ phận làm việc chuyển ñộng trực tiếp tác dụng cơ học lên sản phẩm gia công

+ Thiết bị: Có một khoảng không gian nhất ñịnh (buồng làm việc) trong ñó tiến hành tác dụng lên sản phẩm với mục ñích thay ñổi tính chất của nó

1.2.2 Theo cấu tạo của quá trình

- Máy làm việc gián ñoạn: Sản phẩm gia công chịu tác dụng trong suốt thời gian của một chu kì nhất ñịnh Sau ñó quá trình lại tiếp diễn lặp lại có tính chất chu kì Thành phẩm ñược lấy ra ở cuối chu kì

- Máy làm việc liên tục: Thời gian của quá trình làm việc ổn ñịnh, nạp sản phẩm ban ñầu

và lấy sản phẩm ñược tiến hành ñồng thời Các bộ phận làm việc trong những ñiều kiện

ổn ñịnh

1.2.3 Theo mức ñộ cơ khí hóa và tự ñộng hóa

1.2.5 Theo ñặc ñiểm chức năng

- Các máy và thiết bị vận chuyển: Băng tải, gàu tải, vít tải

- Các thiết bị cơ học: Máy phân loại, máy nghiền, máy xay xát, máy cắt thái, máy chà, máy ép,

- Các thiết bị lên men

- Các thiết bị hóa lí: Chưng cất, tinh luyện, trích li,

2 Yêu cầu cơ bản ñối với máy sản xuất thực phẩm

ðối với máy sản xuất thực phẩm, khi thiết kế, chế tạo và sử dụng chúng, ngoài những yêu cầu chung (ñộ cứng, sức bền, ñộ bền rung ñộng) còn phải ñáp ứng những yêu cầu sau:

- Khả năng thực hiện quá trình công nghệ tiên tiến

- Hiệu quả kinh tế kĩ thuật cao

3 Những vật liệu chính ñể chế tạo thiết bị sản xuất thực phẩm

3.1 Kim loại và hợp kim

a Gang: Phổ biến nhất, chiếm 50% kim loại trong máy chế biến thực phẩm Là hợp kim của Fe-C: 2-4%

Ưu ñiểm: Có tính ñúc cao, dùng ñúc các chi tiết phức tạp như thân máy, bệ máy, sống trượt, Khả năng chịu nén gấp 4 lần khả năng chịu uốn

Phân loại:

- Gang rè: %C thấp, dễ gia công

- Gang hợp kim: Thêm vào các loại gang trên các kim loại Cr, Mn, Ni, Si Dùng chế tạo guồng bơm, vỏ bơm chịu axit, ống dẫn chịu các môi trường khác nhau

b Thép: Có cơ tắnh, khả năng gia công cơ cao Tùy theo phương pháp nhiệt luyện cho những thép có cơ tắnh khác nhau, rất cao Có 3 nhóm:

- Thanh Hợp kim Al, Si, Sn

d Nhôm: Chịu các môi trường HNO3 ựậm ựặc,CH3COOH

3.2 Phi kim loại

a Nguồn gốc vô cơ:

- đá granit: đá granit + ựá andezit + thủy tinh lỏng gọi là matit: chịu axit

- Amian: Dùng làm ựệm chịu nhiệt, làm bả chống cháy, ựể bảo ôn

- Thủy tinh

- Gốm

b Nguồn gốc hữu cơ:

- Cao su: 2-4%S: Cao su mềm, dùng làm ựệm, các khúc nối trục

20-40%S: Cao su ebonit

- Faolit: Là hỗn hợp của phenol formuldehyt + amian độ bền cao, làm các ựường ống dẫn, thùng chứa, máy bơm

CHƯƠNG 1 CÁC MÁY VÀ THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN

1 Khái niệm

Máy và các thiết bị vân chuyển ñóng vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất các sản phẩm thực phẩm, liên kết các hệ thống công nghệ trong dây chuyền sản xuất, vận chuyển nguyên liệu từ kho chứa ñến dây chuyền sản xuất và vận chuyển sản phẩm về kho chứa

Phân loại: Theo phương thức làm việc có hai loại:

- Loại vận chuyển liên tục: Băng tải, vít tải, gàu tải, các thiết bị vận chuyển vật liệu bằng không khí, bằng thủy lực,

- Loại vận chuyển gián ñoạn: Cẩu, palăng, cầu trục, thang máy,

Trong các nhà máy sản xuất và chế biến lương thực thực phẩm, ñể vận chuyển những vật liệu rời, vật liệu ñóng túi, những kiện hàng hoặc những vật liệu ñơn chiếc theo phương nằm ngang, thẳng ñứng hoặc nghiêng, chủ yếu dùng máy và thiết bị vận chuyển liên tục Khác với loại làm việc gián ñoạn, những máy và thiết bị vận chuyển liên tục có thể làm việc trong một thời gian không giới hạn, chuyên chở vật liệu theo một hướng ñã ñịnh không dừng lại khi nạp liệu và tháo liệu Nhờ vậy năng suất của chúng tương ñối lớn hơn so với các máy và thiết bi vận chuyển gián ñoạn

Các máy và thiết bị vận chuyển liên tục hiện nay có thể chia ra hai nhóm chính:

- Máy có bộ phận kéo: Băng tải, xích tải, cào tải, gàu tải,nội tải, giá tải

- Máy không có bộ phận kéo: Các loại vít tải, các máy vận chuyển quán tính, các hệ thống vận chuyển bằng không khí và thủy lực

Ở chương nầy chúng ta sẽ khảo sát một số máy và thiết bị vận chuyển liên tục ñược dùng phổ biến trong các nhà máy sản xuất và chế biến lương thực thực phẩm ở trong và ngoài nước

2 Các thiết bị vận chuyển cơ học

2.1 Băng tải

2.1.1 Công dụng

Trong các máy vận chuyển liên tục thì băng tải là loại ñược dùng nhiều nhất

Ưu ñiểm: An toàn cao, cấu tạo ñơn giản, bền

Có khả năng vận chuyển vật liệu rời và ñơn chiếc theo các hướng nằm ngang, nằm ngang và kết hợp cả hai

Vốn ñầu tư và chế tạo không lớn

Có thể tự ñộng hóa

Vận hành ñơn giản, bảo dưỡng dễ dàng

Làm việc không ồn

Năng suất cao, tiêu hao năng lượng ít

Nhược ñiểm: Phạm vi sử dụng của băng tải bị hạn chế vì:

- Chúng có ñộ dốc cho phép không cao, thường từ 16-240 tùy theo vật liệu

- Không thể vận chuyển theo ñường cong

- Không vận chuyển ñược vật liệu dẻo, dính kết

2.1.2 Cấu tạo và phân loại băng tải:

Hình 1.1 Băng tải cố ñịnh

Băng tải gồm có tấm băng (3) kín uốn cong trên tang dẫn (5) và tang căng (1) Tấm băng vừa là bộ phận kéo, vừa là bộ phận tải liệu Chuyển ñộng ñược nhờ lực ma sát xuất hiện khi tang dẫn quay ðộng cơ (9) cùng với hộp giảm tốc (8) và các nối trục là các cơ cấu truyền ñộng của máy Phểu (2) ñể nạp vật liệu, phểu (6) ñể tháo vật liệu Bộ phận cạo (7) ñể làm sạch tấm băng

Tấm băng ñược căng sơ bộ nhờ bộ phận căng (10) lắp ở tang cuối máy hoặc lắp ở nhánh không tải Tất cả các cụm máy nêu ở trên ñều ñược lắp trên một khung ñở

Khi máy làm việc, tấm băng dịch chuyển trên các giá ñở trục lăn (4), (11) mang theo vật liệu từ phểu nạp liệu ñến phểu tháo Quá trình tháo liệu tiến hành ở tang ñầu máy

Sau ñây là sơ ñồ phân loại các băng tải dùng trong các nhà máy lương thực thực phẩm

Hình 1.2.Sơ ñồ các băng tải cố ñịnh

a) nằm ngang; b,c, d) có ñường vận chuyển phối hợp; ñ) có xe tháo liệu; c) lưu ñộng Vận tốc chuyển ñộng của băng tải khi vận chuyển các hạt ñược cho ở bảng 1.1 và bảng 1.2

Bảng 1: Vận tốc chuyển ñộng của tấm băng ñối với băng tải nằm ngang

Thóc, gạo, ñậu, lúa mì

Ngô, ñại mạch, kiều mạch

Bảng 2: Vận tốc và năng suất của các băng tải cố ñịnh khi vận chuyển các loại hạt có

khối lượng thể tích 0,75l/m3

400 500 600-650 759-800 900-1000 1100- 1200 Vận tốc tấm băng m/s

2.2.1 Khái niệm: ðể vận chuyển những vật liệu rời ( dạng bột, hạt, cục nhỏ) ñi theo phương thẳng ñứng hoặc nghiêng trên 500 người ta dùng gàu tải

2.2.2 Cấu tạo và nguyên tắc làm việc

a Cấu tạo: Gàu tải gồm những bộ phận sau:

- Bộ phận kéo dài vô tận mang nhiều gàu và uốn vòng qua tang (hoặc ñĩa xích) trên và dưới của máy

- Chân máy gồm có tang (hoặc ñĩa xích), trục lắp tang, vỏ và hộp nạp liệu

- ðầu máy gồm có trục dẫn ñộng, tang (hoặc ñĩa xích), bộ phận truyền ñộng và bộ phận tháo liệu

- Thân máy gồm nhiều ñoạn ống có tiết diện tròn hoặc chữ nhật nối với nhau bằng bích, nằm vào khoảng giữa ñầu và chân gàu tải, bao kín bộ phận kéo

Hình 1.3 Hình dạng chung của gàu tải

1) Băng; 2) gàu; 3) tang ñầu máy; 4) tang chân máy; 5) bệ gàu tải 6) phễu nạp liệu 7) bộ phận căng 8) cửa quan sát 9) trục ñầu máy 10) ñầu gàu tải 11) cửa tháo liệu

b Nguyên tắc làm việc: Khi máy làm việc thì gàu xúc vật liệu ở khu vực chân máy và vận chuyển lên phía ñầu máy Ở ñây, dưới tác dụng của trọng lực và lực quán tính, vật liệu ñược ñổ từ gàu vào bộ phận tháo liệu rồi từ ñó chuyển tới nơi sử dụng

Vật liệu rời ñược vận chuyển bằng gàu tải gồm nhiều dạng: dạng bột (hoặc bụi), dạng hạt, dạng cục

Ưu ñiểm: - Cấu tạo ñơn giản, kích thước chiếm chỗ nhỏ

- Có khả năng vận chuyển vật liệu lên một ñộ cao khá lớn (50-70m),

- Năng suất cao (700m3/h)

Nhược ñiểm: - Nếu vật liệu vận chuyển lớn gây va ñập, dễ sinh tiếng ồn

- Dễ bị quá tải nếu tiếp liệu không ñều, nên cần nạp liệu một cách ñều ñặn

- Không tháo liêu ñược giữa chừng, nạp liệu ở vị trí tùy thích

2.2.3 Phân loại:

- Theo cấu tạo của bộ phận kéo: có 2 loại:

● Gàu tải dùng băng: ñược dùng phổ biến ñể vận chuyển những vật liệu rời trong các kho lương thực, các nhà máy xay bột, nhà máy xát gạo, nhà máy chế biến thức ăn gia súc, nhà máy bánh mì, nhà máy ép dầu, nhà máy sản xuất tinh bột, nhà máy bánh kẹo, nhà máy sản xuất mì sợi và các nhà máy thực phẩm khác

● Gàu tải dùng xích: (một hoặc 2 dây xích): chủ yếu dùng ñể vận chuyển những vật liệu dạng cục và những vật liệu gây tác hại cho tấm băng ( như vật liệu nóng)

- Theo phương pháp tháo liệu: có 3 loại gàu tải:

● Gàu tải tháo liệu dưới tác dụng của trọng lực

● Gàu tải tháo liệu dưới tác dụng của lực li tâm

● Gàu tải tháo liệu dưới tác dụng của lực kết hợp ( lực li tâm và trọng lực)

Ưu ñiểm :

- Chiếm chỗ ít: Với cùng năng suất thì diện tích tiết diện ngang của vít tải nhỏ hơn nhiều

so với các máy vận chuyển khác

- Số lượng ổ bi và các chi tiết chịu mài mòn không nhiều nên dễ vận hành thao tác

- Bộ phận công tác nằm trong màng kín nên có thể nối màng vào vị trí nào ñó của hệ thống thông gió

- Tốc ñộ quay của trục vít tương ñối lớn

- Giá thành thấp

Nhược ñiểm :

- Chiều dài vận chuyển và năng suất bị giới hạn Chiều dài lớn nhất của vít tải thường không quá 30m với năng suất tối ña là 100T/h

- Chỉ vận chuyển ñược những vật liệu tương ñối ñồng nhất

- Vật liệu bị ñảo trộn mạnh, một phần bị nghiền nát hoặc bị phân loại theo khối lượng riêng Vì vậy người ta không thể dùng ñể vận chuyển thức ăn gia súcñã chế biến

- Tiêu tốn nhiều năng lượng hơn băng tải

2.3.2 Các loại vít tải

2.3.2.1 Vít tải nằm ngang

Hình 1.4 Các vít tải

a) sơ ñồ vít tải nằm ngang:

1 máng; 2 gối trục treo; 3 trục; 4 cánh vít; 5 thành mặt ñầu; 6.ống nạp liệu;

7,8 ống tháo liệu; 9 Van an toàn; 10 Cơ cấu truyền ñộng

b) hình dạng trục vít

c) các loại cánh vít khác nhau và chiều quay của chúng

a Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:

Trong máng cố ñịnh 1 tại phần trên có lắp những gối trục treo 2 làm chỗ ñỡ cho trục 3 Trục ñặc hoặc rỗng và trên suốt chiều dài của nó có gắn cánh vít 4 Ở vị trí gối trục treo, cánh vít bị gián ñoạn 1 khoảng bằng chiều dài gối trục Mặt ñầu 5 của máng ñược bịt kín Vật liệu vào phễu nạp liệu 6, ñi ra ống tháo liệu 7 và 8 dọc theo vít tải Ở ñây (6,7 và 8) có các van chắn ñể có thể thay ñổi kích thước cửa nạp và tháo Cuối vít tải có van an toàn 9 ñể tháo vật liệu khi quá ñầy Có thể thay bằng ống chảy tràn lắp gần cửa tháo liệu

a)

b)

c)

Tùy theo cách bố trí cánh vít trên trục mà vít tải có thể là phải hoặc trái ( hình 1.4.c)

Có những vít tải gồm 2 phần trong ñó có 1 phần là phải, 1 phần là trái

Các vít tải này dùng ñể vận chuyển hai dòng vật liệu theo hướng ngược chiều nhau Những vít tải có cánh ñặc làm bằng thép là chỉ dùng ñể vận chuyển vật liệu khô và tơi Muốn vận chuyển những vật liệu cục hoặc dính phải dùng vít tải dạng băng (hinh 1.5) ðể vận chuyển những vật liệu vón cục (hạt ẩm, tinh bột, hợp chất thức ăn gia súc) thì dùng cánh vít dạng bơi chèo ( hình 1.6)

Hình 1.5 Cánh vít dạng băng

1.6 Vít tải dạng bơi chèo

Máng của vít tải gồm nhiều ñoạn từ 2m ñến 4m, nối ghép với nhau bằng bích và bulông Nếu vít tải dài quá 3,5 m thì phải lắp những gối trục trung gian (thường là gối trục treo) cái này cách cái kia 3m Trong các nhà máy lương thực thực phẩm chỉ nên dùng vít tải có chiều dài không quá 15m Nếu cần vận chuyển theo ñộ dài lớn (30m) thì nên lắp ñồng trục hai vít tải có hai bộ phận truyền ñộng ñối ñầu nhau

2.3.2.1 Vít tải thẳng ñứng

Khái niệm: Vít tải thẳng ñứng dùng ñể vận chuyển vật liệu rời và vật liệu dạng cục nhỏ (hạt, bột, thức ăn gia súc, các loại củ) Cũng có thể dùng loại vít tải này ñể vận

chuyển các vật liệu ñơn chiếc Chiều cao không quá 12-15cm năng suất 80-100 m3/h (với

D cánh vít ≈ 300mm)

Ưu:

- Tiết kiệm diện tích

- Tháo liệu theo hướng tùy ý, ở vị trí trung gian theo chiều cao thân máy

Nguyên tắc làm việc:

Vật liệu ñược ñưa vào trục vít thẳng ñứng trong vỏ trụ kín, nhờ ma sát với cánh vít mà thực hiện chuyển ñộng quay Dưới tác dụng của lực li tâm vật liệu ñược ép sát vào bề mặt trong của máng

Ma sát giữa vật liệu với máng làm cho quá trình quay của vật liệu bị hãm bớt nên tốc ñộ vòng của nó giảm Kết quả vật liệu trượt theo bề mặt xoắn ốc và ñược nâng dần lên phía trên

3 Vận chuyển vật liệu bằng không khí

3.1 Khái niệm:

Vận chuyển vật liệu bằng không khí dựa trên nguyên lí lợi dụng khả năng chuyển ñộng của dòng khí trong các ống dẫn, với tốc ñộ nhất ñịnh ñể mang vật liệu từ chỗ này tới chỗ khác dưới trạng thái lơ lửng Về lí thuyết thì có thể dùng không khí ñể vận chuyển vật liệu rời có khối lượng và kích thước hạt bất kì Nhưng năng lượng ñể vận chuyển và tiêu tốn tăng nhanh rất nhiều lần so với trọng lực của hạt vật liệu, nên thực tế phạm vi ứng dụng của phương pháp này bị hạn chế

Muốn làm cho hỗn hợp không khí và các hạt vật liệu chuyển ñộng ñược trong các ống dẫn thì cần phải tạo ñược chênh lệch áp suất ở 2 ñầu ống, nói cách khác là phải tạo ra áp lực Áp lực ñược tạo thành bằng cách giảm áp suất của không khí hoặc tăng áp suất của không khí

3.2 Phân loại:

Theo trị số áp suất tạo thành có thể chia ra:

Hình 1.7 Vít tải thẳng ñứng

- Các hệ thống áp suất thấp, trong ñó tổn thất áp suất không vượt quá 5.103N/m2

- Các hệ thống áp suất trung bình, trong ñó tổn thất áp suất không vượt quá 104N/m2

- Các hệ thống áp suất cao trong ñó tổn thất áp suất lớn hơn 104N/m2

Hình 1.8 Các sơ ñồ nguyên lý:

a) của hệ thống hút với áp suất trung bình ñể vận chuyển bột

b) của hệ thống hút với áp suất cao

c) của hệ thống ñẩy với áp suất cao

3.2.1 Các hệ thống vận chuyển bằng không khí với áp suất thấp và trung bình: Trong các nhà máy lương thực thực phẩm ở các nước, hệ thống áp suất thấp và trung

và giữa các phân xưởng với nhau, cho phép kết hợp với 1 vài quá trình công nghệ như làm lạnh, phân loại, sấy v v

Ở hình 1.8a là sơ ñồ nguyên lí của một hệ thống hút và áp suất trung bình dùng ñể vận chuyển bột từ thùng chứa tới kho chứa Bột do ô tô 1 chở ñến ñược tháo vào thùng chứa

2, từ ñây bột ñi theo ống dẫn 3 vào bộ phận tháo liệu 4 ñặt phía trên máng 5, máng này sẽ phân bố bột xuống các kho chứa 6 nhờ quạt 7

Từ bộ phận tháo liệu không khí ñược dẫn vào xyclôn 8 rồi vào máy lọc túi 9 ñể làm sạch Từ máy lọc không khí sạch vào quạt 10 và ra ngoài trời Hệ thống này làm việc với nồng ñộ hỗn hợp µ= 4,5 – 5,0 kg/kg và vận tốc không khí 18-20 m/s

3.2.2 Hệ thống vận chuyển bằng khí với áp suất cao:

Ở hình 1.8b là sơ ñồ một hệ thống vận chuyển với áp suất cao bằng phương pháp hút Chân không trong mạng ñược tạo thành bởi máy thổi khí 1 Khi nhúng vòi hút 2 vào trong khối hạt thì không khí ñược hút vào, kéo theo hạt và vận chuyển nó trong ống dẫn 3 Muốn xê dịch ñược ống dẫn dễ dàng cần có những ñoạn ống mềm 4 Qua ống dẫn hạt ñi vào bộ phận tháo liệu 5 Hạt ñược tách ra khỏi bộ phận tháo liệu nhờ van cống 6 Không khí theo ống dẫn 7 ñưa ñi làm sạch bụi ở xyclôn 8 và máy lọc túi 9 rồi vào máy thổi khí

và thoát ra ngoài

PHẦN 2 CÁC THIẾT BỊ CƠ HỌC

2.1 Khái niệm chung :

- Trong Công nghệ sản xuất thực phẩm thực phẩm, nguyên liệu ña dạng về chủng loại, kích cỡ, thành phần khác nhau Trong quá trình thu hoạch bị lẫn nhiều tạp chất Do ñó, ñể ñảm bảo các ñiều kiện công nghệ chế biến ñảm bảo chất lượng thành phẩm, giá trị cảm quan v v, nguyên liệu trước khi chế biến cần phải qua khâu làm sạch và phân loại

Mục ñích của quá trình phân loại :

* ðảm bảo chất lượng nguyên liệu : ðồng nhất về kích cỡ, thành phần

* Tăng thời gian bảo quản

* Thích hợp cho các công ñoạn chế biến tiếp theo

Cơ sở phân loại: Cơ sở của quá trình phân loại dựa vào hình dáng, kích thước, chiều dài, tính chất khí ñộng, tương tác bề mặt, tính chất từ tính v vv, mỗi loại một máy riêng

Ví dụ : Phân loại màu sắc: có tế bào quang ñiện

Phân loại kích thước: sàng, máy chọn hạt

Phân loại theo tương tác bề mặt Phân loại theo khối lượng riêng : máy gằn ñá Tách tạp chất lạ : Nam châm ñiện, nam châm vĩnh cửu 2.2 Phân loại theo ñặc tính hình học:

2.2.1 Khái niệm: Phân loại theo ñặc tính hình học ñược sử dụng rất phổ biến trong các xí nghiệp lương thực ñể tách tạp chất hoặc xếp loại nguyên liệu, bán thành phẩm

và thành phẩm Cơ sở phương pháp này là dựa vào sự khác nhau về chiều dày, chiều rộng, chiều dài, hình dáng và tiết diện của các phân tử trong khối hạt lương thực, thành phẩm ñể phân loại ðối với dạng này người ta dùng máy phân loại theo kiểu sàng

2.2.2 Sàng:

Sàng là phương pháp phổ biến và ñơn giản nhất ñể phân loại nguyên liệu và sản phẩm trong các nhà máy chế biến bột gạo và xí nghiệp chế biến thức ăn hỗn hợp cho gia súc

Từ "sàng " dùng trong trường hợp lỗ phân loại có kích thước lớn và "rây" dùng trong trường hợp lỗ phân loại có kích thước nhỏ

Việc phân loại hạt có thể tiến hành theo 2 cách:

- Phân loại kích thước từ nhỏ ñến lớn (hình 2.1): Tại ñậy các mặt sàng ñược xếp nối tiếp nhau Mặt sàng có kích thước lỗ nhỏ ñược ñặt trước, kích thước lỗ lớn ñặt sau Khi hỗn hợp vật liệu chuyển ñộng từ trái sang phải ta sẽ thu ñược sự phân loại như mong muốn

- Phân loại kích thước từ lớn ñến nhỏ (hình 2.2): Tại ñậy mặt sàng ñược xếp song song và chồng lên nhau Mặt sàng có kích thước lỗ lớn dặt lên trên, kích thước lỗ nhỏ ñặt dưới Khi hỗn hợp vật liệu chuyển ñộng từ trên xuống ta sẽ thu nhận ñược sự phân loại như mong muốn

Hình 2.1.Phân loại theo kích thước từ nhỏ ñến lớn Hình 2.2.Phân loại theo kích thước từ lớn ñến nhỏ

Các bộ phận chính của sàng

Mặt sàng là bộ phận làm việc chính Các vật liệu trên mặt sàng phải có chuyển ñộng tương ñối trên mặt sàng Những vật liệu phải có kích thước nhỏ hơn kích thước

lỗ sàng ñể có thể lọt xuống lỗ thì sàng quá trình phân loại mới ñược tiến hành

Cấu tạo: Có 2 loại tấm ñục lỗ, lưới ñan và thanh ghi

- Mặt sàng ñục lỗ: Là các tấm kim loại: thép hay ñồng, trên ñó ñục các lỗ có diện tích khác nhau: tròn, thuôn dài (vuông), tam giác Diện tích các bề mặt tự do phải có tỉ lệ hợp lí so với tổng diện tích mặt sàng, do ñó mới ñảm bảo ñộ bền cơ khí

φ lỗ

δ chiều dày

≤ 1,5

Tuy nhiên chiều dày tối ña của mặt sàng không vượt quá 12mm Mặt sàng dùng

ñể phân loại các vật liệu có kích thước > 5mm Các lỗ trên mặt sàng có kích thước từ 5-80mm ñược bố trí song song hay xen kẽ nhau Các lỗ hình chữ nhật có chiều dài gấp 3 lần chiều rộng

Ưu ñiểm của mặt sàng này là bền, thời gian sử dụng dài nhưng nó có nhược ñiểm là

bề mặt tự do nhỏ

Mặt sàng ñục lổ với hình dạng và kích thước khác nhau

Trong quá trình phân loại, hỗn hợp ñược chia làm 2 phần :

- Phần lọt qua sàng gọi là cấu tử lọt sàng (CTLS)

- Phần nằm lại trên sàng gọi là cấu tử trên sàng (CTTS) Tấm sàng ñục lổ ñược chế tạo từ là kim loại dày khoảng 0,8-1,0 mm

Tùy theo kích thước lổ sàng người ta chia sàng thành nhiều số Số hiệu của sàng

lỗ ñột là số tương ứng với kích thước lỗ sàng ( tính bằng mm) nhân với 10

Thí dụ: Sàng ñột lỗ thuôn dài, chiều rộng lỗ 1,75mm thì mang số hiệu 17,5 (No

17,5)

- Mặt sàng ñan( hình 2.3): Dùng các sợi vải, sợi kim loại, sợi lụa hoặc sợi nhựa tổng

hợp ñan lại với nhau theo một kích thước nhất ñịnh Mặt sàng bằng sợi kim loại ñược

ñan thành các lỗ dạng vuông hoặc chữ nhật kích thước cạnh lỗ từ 5mm ñến

0,4mm Ưu ñiểm của loại mặt sàng này là có bề mặt tự do lớn nhưng nhược ñiểm là

ðối với sàng ñan nếu kích thước lỗ > 0,2mm gọi là mặt sàng ñan

ðối với sàng ñan nếu kích thước lỗ < 0,2 mm gọi là rây

Ở Liên Xô mặt rây lụa ñược chia làm 2 loại: Rây nhẹ và rây nặng tùy theo

khối lượng 1m2 mặt rây

Rây nặng: Có 20 con số ( từ số hiệu No 71 ñến No 280 )

Rây nhẹ có 25 con số ( từ số hiệu No 7 ñến số hiệu 76)

ðối với rây nặng số hiệu ví dụ No71 nghĩa là trong 10cm có 71 hàng lổ

ðối với rây nhẹ số hiệu No 76 nghĩa là 1cm có 76 hàng lỗ Rây nhẹ ñể phân

loại bột, rây nặng ñể phân hạt lớn hơn ví dụ : Gạo, Cám

Gần ñây rây lụa ñược thay bằng rây ñan từ sợi kapron hoặc nylon, rây ñan

bằng sợi nhân tạo bền gấp 3 lần, ít hút ẩm và hầu như không làm tắc lổ rây

- Thanh ghi ( hình 2.4):

Loại này dùng ñể phân loại các loại vật liệu có kích thước lớn hơn hơn 80mm Cấu tạo mặt sàng gồm các thanh ghi ñược ñặc theo chiều dọc sang, khe hở giữa chúng bằng kích thước vật liệu lọt qua sàng

Hình 2.3 Các dạng mặt sàng lưới ñan

Kích thước của thanh ghi ñược chọn phụ thuộc kích thước của sản phẩm chưa sàng Với H = d và B = (0,2-0,3) d Các cạnh nghiêng có góc nghiêng khoảng 6-100 Chú ý lắp ñặt phần chiều rộng thanh ghi có kích thước nhỏ hơn luôn luôn quay xuống dưới

2.2.3 Phân loại các máy sàng

a.Theo cấu tạo của bộ phận làm việc : Máy sàng chia làm 2 nhóm

- Mặt sàng phẳng: ðược dùng phổ biến nhất vì có hệ số sử dụng bề mặt làm việc của lưới cao nhất Có 3 loại : Máy sàng có lưới chuyển ñộng tịnh tiến qua lại, máy sàng có lưới chuyển ñộng tròn, máy sàng có máy chuyển ñộng rung (hình 2.5)

Hình 2.5 Sơ ñồ cấu tạo các loại sàng phẳng

- Mặt sàng hình trụ: ðể kiểm tra phế liệu của hạt

Hình 2.4 Hình dạng các thanh ghi của sàng

b Theo ñiều kiện sử dụng : Sàng cố ñịnh

Máy sàng tạp: Dùng ñể tách tạp chất

Máy sàng phân loại: ðể phân riêng các thành phần hạt

có kích thước và chất lượng khác nhau

2.2.4 Máy sàng có mặt sàng phẳng chuyển ñộng tính tiến qua lại :

ðược dùng phổ biến nhất ñiển hình là máy sàng phân loại bằng lưới sàng và không khí

Cấu tạo: Hình 2.6 là cấu tạo của một máy sàng phân loại bằng lưới sàng và không khí dùng ñể làm sạch và phần riêng hạt Theo chiều cao của máy có thể chia thành 3 phần:

- Vùng phân loại bằng không khí làm sạch hạt

- Thùng sàng ñể phân hạt theo ñộ lớn thành 3 phần hạt riêng biệt

-Vùng phân loại bằng không khí chia từng hạt theo ñộ lớn thành các phần riêng theo tính chất khí ñộng học

Nguyên tắc làm việc: Hạt ñể vào buồng 1, quạt 2 hút không khí kéo sản phẩm vào ống 3 và cuốn theo các hỗn hợp nhẹ ñối với khí ñộng lực Những hỗn hợp này ñược lắng vào buồng 4 và từ ñấy chúng ñược tách ra khỏi máy Không khí sạch ở buồng 4 ñược quạt thổi vào lần thứ 2 ñể làm sạch hạt Như vậy quạt làm việc theo nguyên tắc tuần hoàn kín của dòng không khí

Ở thùng sàng 5 khối hạt ñược phân ra một số thành phần hạt khác nhau theo chiều rộng và chiều dày của hạt Tất cả ñể vào những ngăn khác nhau của vùng phân loại bằng không khí ở phía dưới Quạt 6 hút không khí qua lớp sản phẩm ñang trượt theo mặt phẳng nghiêng 7 Tương ứng với các vận tốc của không khí khác nhau tại

những ngăn riêng của buồng lạnh, có các hỗn hợp khoang, hạt bẩn, hạt sạch và hỗn hợp nhẹ ñược lắng xuống

Hình 2.6 Cấu tạo máy phân loại bằng lưới sàng và không khí

2.2.5 Máy sàng rung

Mục ñích sử dụng : - Phân loại nguyên liệu

- Vận chuyển vật liệu

- Làm tơi và nguội vật liệu

Phân loại: Có 2 cơ cấu gây rung ñộng cho máy sàng rung

- ðĩa có gắn ñối trong

- Cơ cấu lệch tâm

* ðĩa có gắn ñối trong: ðược gắn trên trục dẫn ñộng của máy Khi trục quay các ñĩa này gây nên các lực quán tính làm cho thùng sàng chuyển ñộng theo các hướng khác nhau

Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:

1- thùng sàng 2,3- lò xo xoắn 4- trục dẫn ñộng

5- ñối trong Hình 2.6 Sơ ñồ của một máy sàng rung

Hình 2.6 là sơ ñồ của một máy sàng rung Cơ cấu gây rung ñộng là ñĩa có gắn ñối

trọng.Ở lưới trên, các tập chất lớn ñược tách ra, còn ở lưới dưới là các tạp chất nhỏ Thùng sàng 1 có gắn lưới sàng tựạ trên bốn lò xo xoắn thẳng ñứng 2,3 Các chi tiết ñể

lắp ghép các lò xo với thùng sàng, cho phép ñiều chỉnh mức ñộ kéo căng của chúng

Tại trọng tâm của thùng sàng có trục 4 trên ñó có gắn ñối trong 5 Khi trục mang ñối

trọng quay thì trọng tâm của thùng sàng chuyển dịch tương ñối với trọng tâm của

toàn hệ, còn trọng tâm của toàn hệ thì ñứng yên

* Cơ cấu lệch tâm: Trục lệch tâm của máy ñược tựa trên các gối ñỡ Các gối ñỡ này

lại ñược gắn vào thùng sàng Khi máy làm việc thùng sàng sẽ thực hiện chuyển ñộng

rung nhờ sự quay của trục lệch tâm

Sơ ñồ cấu tạo máy sàng rung cơ cấu lệch tâm ñược trình bày trên hình 2.7

Hình 2.7 Sơ ñồ cấu tạo máy sàng rung cơ cấu lệch tâm

1 Bệ máy; 2 Lò xo; 3 Khung sàng; 4 ðối trọng gây rung; 5 ðĩa quay

6 trục lệch tâm 7 Bánh ñai dẫn ñộng; 8 lưới sàng

Máy gồm có khung sàng 3 ñược ñỡ bằng hệ thống lò xo gắn trên bệ máy 1

Trên khung sàng 3 còn gắn ổ ñỡ của trục lệch tâm 6 Phía ngoài trục lệch tâm 6,

người ta bố trí hai ñĩa 5 mà vành của nó có gắn hai ñối trọng Với cách lắp này, có thể

ñiều chỉnh biên ñộ dao ñộng của sàng Trục lệch tâm nhận truyền ñộng quay qua

bánh ựai dẫn ựộng 7 từ ựộng cơ vào Trên khung sàng có thể ựặt 1,2 hay nhiều lưới sàng 8 tùy theo yêu cầu phân loại

Tắnh toán :

Năng suất của máy sàng rung

Xác ựịnh theo công thức

Q = Bq, kg/h Trong ựó : B - Chiều rộng của mặt sàng, cm

q - Tải lượng riêng của mặt sàng kg/cm giờ

Chiều dài của mặt sàng :

L =

b t

pv

q

36 , m Trong ựó: p : Khối lượng riêng của vật liệu ựem sàng kg/m3

vtb: Vận tốc trung bình của các phần tử vật liệu có thể lấy bằng 0,003 - 0,004m/s

2.3 Phân loại theo những tắnh chất khắ ựộng học

Trong các xắ nghiệp chế biến bột, gạo và thức ăn hỗn hợp cho gia súc thường dùng khá phổ biến các thiết bị phân loại hỗn hợp bằng dòng không khắ đó là phân loại bằng sức gió, dựa vào tắnh chất khắ ựộng học của các cấu tử ựể phân chia thành các phần khác nhau

Những tắnh chất khắ ựộng học của phân tử phụ thuộc vào hình dạng, kắch thước, khối lượng, trạng thái bề mặt của phân tử, vị trắ của phân tử trong dòng không khắ và cuối cùng là trạng thái của không khắ

Khả năng chống lại sức ựẩy của dòng không khắ gọi là ựộ cản gió của phân tử Nếu các phân tử có ựộ cản gió khác nhau thì vận tốc của chúng khác nhau Dựa vào

sự khác nhau ựó có thể phân loại hỗn hợp

Ở nước ta, Trung Quốc, Nhật Bản v v còn dùng quạt hòm ựể tách các tạp chất nhẹ và nặng trong khối lương thực dựa vào nguyên tắc phân loại theo tắnh chất khắ ựọng học trên (hình 2.8)

Hình 2.8 Sơ ñồ tổ hợp 3 quạt hòm ñể tách tạp chất nặng và nhẹ

a trường hợp trong thóc có ít ñá sỏi

b trường hợp trong thóc có nhiều ñá sỏi

2.4 Phân loại theo tỉ trọng

Ở các nhà máy chế biến gạo, bột và thức ăn gia súc thì quá trình làm sạch và các tạp chất nặng như: ñá, sỏi, ñất viên, mảnh thủy tinh v v rất quan trọng Chúng

có kích thước gần bằng kích thước của hạt nên không thể phân loại bằng sàng Do ñó phải phân loại về sự khác nhau về tỉ trọng

Nếu các cấu tử trong hỗn hợp cần phân loại có sự khác nhau rõ rệt về tỉ trọng thì càng dể dàng phân riêng ra

Máy tách tạp chất ñá sỏi dựa trên nguyên tắc phân loại theo tỉ trọng Sơ ñồ quá trình công tác của máy tách ñã ñược giới thiệu ở hình 2.9

Ở một số nhà máy, còn dùng phổ biến loại máy tách ñá kiểu Grigorovic Bộ phận công tác chính của máy tách ñá này là những ñĩa trộn hình côn Khi máy chuyển

ñộng lắc tròn, dưới tác dụng của lực li tâm quán tính, hạt chuyển ñộng lên phía trên của ñĩa hình chóp, còn ñá sỏi chuyển ñộng xuống dưới ( hình 2.10)

Hình 2.9 Sơ ñồ máy phân ly ñá sỏi 2.10 Sơ ñồ công tác của một máy tách ñá

1 Phễu nạp liệu 1.Phễu nạp liệu 2 Mặt sàng;

2 Máy lắng 3 Bộ phận ñiều chỉnh góc nghiêng

3 Sàng 4 Phòng không khí; 5 Quạt

2.5 Phân loại theo từ tính

2.5.1 Khái niệm: Các nguyên liệu thành phẩm ñưa vào nhà máy thường có lẩn tạp chất kim loại, nhất là sắt, do quá trình thu hái, vận chuyển hoặc lúc làm sạch

Tạp chất sắt có thể làm hỏng bộ phận công tác của máy (cọ bề mặt trục nghiền, máy xay,v v ) và có thể bật tia lửa - gây hỏa hoạn Do ñó làm sạch tạp chất sắt là một khâu có ý nghĩa quan trọng của quá trình sản xuất Các loại tạp chất sắt, gang, niken ñều có thể dùng nam châm ñể tách ra ñược

ðối với nam châm vĩnh cửu phải ñảm bảo lực hút khoảng 12 kG Lớp nguyên liệu chảy qua nam châm không ñược quá dày

Hình 2.11 Sơ ñồ thiết bị nam châm vĩnh cửu Hình 2.12 Máy phân loại bằng nam châm ñiện

2.6 Phân loại theo tính chất bề mặt nguyên liệu

2.6.1 Khái niệm: Các cấu tử khác nhau trong khối hạt có trạng thái là bề mặt không giống nhau Bề mặt của chúng có thể xù xì, rỗ, nhẵn, có vỏ, không vỏ v v Những trạng thái bề mặt khác nhau ấy có thể áp dụng ñể phân loại trên bề mặt phẳng nghiêng

2.6.2 Nguyên tắc của các thiết bị phân loại theo tính chất bề mặt nguyên liệu (hình 2.13):

Khi các phân từ bề mặt trạng thái không giống nhau chuyển ñộng trên bề mặt phẳng nghiêng thì chịu tác dụng của lực ma sát khác nhau Do ñó, các phần tử ấy dịch chuyển với những vận tốc khác nhau Vì vậy, ở cuối mặt phẳng nghiêng, chúng sẽ rơi

ở các vị trí khác nhau Nếu ñặt trên quĩ ñạo rơi những tâm chấn thì có thể phân loại hỗn hợp ra làm nhiều phần khác nhau theo hệ số ma sát

Phương pháp phân loại dựa vào sự khác nhau về hệ số ma sát có ý nghĩa rất lớn trong trường hợp phân loại hỗn hợp gồm 2 hoặc nhiều dạng hạt có kích thước gần nhau

Hình 2.13 Sơ dồ nguyên lý phân loại theo tính chất bề mặt nguyên liệu

2.7 Các máy phân loại khác :

Máy phân loại dựa theo chiều dài hạt: (Máy chọn hạt)

có 2 loại - Máy chọn hạt kiểu trụ

- Máy chọn hạt kiểu ñĩa

2.7.3 Máy chọn hạt kiểu hình trụ(hình 2.13a, hình 2.14)

Cấu tạo : Máy gồm ống trụ bằng thép 1 (vỏ thùng), bề mặt bên trong của vỏ thùng có những lỗ tổ ong 2 và vít tải 3, ñặt trong máng 4

Ống trụ ñược chế tạo bằng thép tấm, những lỗ tổ ong có ñường kính > 3mm thực hiện bằng phay các tấm thép hoặc kẽm

Nguyên tắc làm việc: Khi ống trụ quay thì những hạt riêng lẻ rơi vào các tổ ong, những hạt này cùng quay với ống trụ 1 góc nào ñó rồi rơi xuống Hạt ngắn ñược lọt vào trong lỗ tổ ong sâu hơn hạt dài Vì vậy khi ống trụ quay, các hạt ngắn rơi xuống muộn hơn rơi vào máng và ñược tháo ra bằng vít tải Những hạt dài trược theo

bề mặt bên trong của vỏ thùng dọc theo chiều dài của thùng Mức ñộ phân riêng hỗn hợp hạt trên phụ thuộc vào tâm ñất mặt cạnh trên 5 của máng 4

2.7.4.Máy chọn hạt kiểu ñĩa (hình 2.13.b):

Cấu tạo và nguyên tắc làm việc: Các lỗ tổ ong 7 nằm trên bề mặt ñĩa gang quay 8 Khi ñĩa quay các hạt ngắn rơi vào bên trong các lỗ tổ, sau ñó rơi xuống máng

6 và ñược tháo ra khỏi máy Còn hạt dài trượt theo chiều nghiêng của máy

Hình 2.13 Nguyên tắc làm việc của máy lựa chọn cỡ hạt

a Kiểu hình trụ

b Kiểu ñĩa

Hình 2.14 Máy chọn hạt kiểu trụ

CHƯƠNG 3 CÁC THIẾT BỊ LÀM NHỎ

CN thức ăn gia súc: nghiền hạt, cỏ khô và các chất bổ sung khác (muối, nguyên

tố vi lượng, vitamin, kháng sinh), thành bột, nghiền thô khô dầu, lõi ngô v.v

CN bánh kẹo : nghiền bán TP: Cacao vụn, bột nhão sôcola, nghiền bột, nghiền ñường

CN thịt cá : Nghiền xương, nghiền bột cá

CN SX dầu béo : Nghiền hạt có dầu, nghiền khô dầu

CN lên men : Nghiền ñại mạch, mầm hạt tươi, mầm hạt khô v.v

Quá trình nghiền nhỏ vật liệu trong các máy nghiền là nhờ các lực cơ học Có thể phân loại các dạng tác dụng cơ học nhằm phá vỡ vật liệu ñem nghiền nhỏ (hình 3.1) Tùy theo kết cấu của từng loại máy nghiền mà lực phá vỡ vật liệu ñem nghiền có thể là lực nén, ép, chẻ, bẻ, cắt, xẻ, ép trượt, va ñập hoặc do một vài lực trên cùng tác dụng ñồng thời Công nghiền phụ thuộc:

- Lực tác dụng kết cấu máy các cơ cấu truyền ñộng

- Tính chất cơ lí của vật liệu ñem nghiền như ñộ cứng ñộ ẩm, tính chất của vỏ hạt

Hình 3.1 Các lực nghiền

a )nén ép; b)chẻ; c) bẻ; d)cắt ñ) xẻ; e) ép trượt; g) ñập

3.1.2 Các loại máy nghiền

Các loại máy nghiền ñể nghiền nhỏ bằng một hoặc vài dạng tác dụng cơ học như

ñã mô tả ở hình 3.1 Các loại máy nghiền gồm có: Máy nghiền ñĩa, máy nghiền trục, máy nghiền chậu con lăn, máy nghiền búa, máy nghiền bi v.v Tùy theotính chất cơ

lí hình dạng, ñộ ẩm của nguyên liệu ñem nghiền, yêu cầu của sản phẩm, năng xuất, công suất, tính chất công nghệ của công ñoạn tiếp theo (khô ướt ) mà chon máy nghiền phù hợp và kinh tế nhất

3.1.3 Máy nghiền ñĩa

Trong CNLTTP dùng máy nghiền ñĩa ñể nghiền bột vừa và mịn Hiện nay ít dùng do năng suất thấp

Phân loại có 4 dạng máy nghiền ñĩa :

- Máy có trục thẳng ñứng làm quay ñĩa trên

- Máy có trục thẳng ñứng làm quay ñĩa dưới

- Máy có trục nằm ngang làm quay 1 ñĩa

- Máy có trục nằm ngang làm quay 2 ñĩa

Cấu tạo: Bộ phận chính của máy nghiền ñĩa là ñĩa nghiền chế tạo bằng kim loại hoặc bằng ñá nhân tạo

Bằng kim loại có thể bằng thép ñúc hoặc bằng gang

ðĩa bằng ñá nhân tạo gồm các thành phần ñược trình bày ở bảng 3.1

Bảng 1: Thành phần ñĩa nghiền bằng ñá

Thành phần % Loại mặt ñá Bột

nhám Silic Thạch anh Manhêdit

Magiê Clorua Bột nhám 70 15 15 Bột ít nhám 40 30 15 15 Silic 70 15 15 Thạch anh 70 15 15 Chế tạo ñĩa nghiền cần ñảm bảo các yêu cầu

- Bề mặt nghiền cần có ñộ cứng cao, ñộ nhám lớn

- Có tính ñồng ñều trên toàn bộ bề mặt ñĩa nghiền, khi làm việc thì mòn ñều không bị sứt mẻ

Do lực liên kết của ñĩa ñá kém hơn ñĩa kim loại nên phải làm thêm ñai thép ðĩa

ñá có vận tốc vòng 10m/s ðối với trục quay thẳng ñứng 18m/s ñối với trục quay nằm ngang ñĩa gang thì 28m/s còn ñĩa thép ñúc ñạt 68m/s

ðể tăng khả năng nghiền của ñĩa tăng bột ra khỏi khe nghiền và tăng khoảng cách thông gió người ta gia công mặt ñĩa thành các vành, các rãnh chìm có profin hình tam giác trên 2 mặt ñĩa (Hình 3.2 và 3.3)

Năng suất của máy nghiền ñĩa :

Tính theo công thức thực nghiệm:

Q = 0,9 q0 = 3

2

2

) 1 ( k

k v

Trong ñó :

q0 : Năng suất riêng trên 1m2 bề mặt ñĩa làm việc trong 1 giờ T/m2 h

Với thóc q0 = 1,6 T/m2 h

D : ðường kính lớn nhất của mặt làm việc của ñĩa m

K = D/d = 1,3 ÷ 1,7, tỉ số giữa ñường kính lớn và nhỏ của ñĩa nghiền

V: Vận tốc vòng của ñĩa quay, thường lấy v =12,5 ÷ 15m/s

Công suất máy nghiền ñĩa :

Hình 3.2

Hình 3.3

Sơ ñồ nguyên lý của các loại máy nghiền ñược mô tả ở hình 3.4

Với sơ ñồ này, các loại máy nghiền có chung 1 nguyên lý làm việc là nghiền nát vật liệu khi nó ñi qua khe hẹp giữa 2 trục nghiền Vật liệu bị nghiền nát 1 lần như các máy loại I, II, III, IV, V và VI, bị nghiền ép 2 lần ở các máy VII, VIII, ba lần ở các máy loại X, XI, 4 lần ở loại IX và 5 lần ở loại máy XII Với những loại máy nghiền mà một trục thực hiện ñược hai lần nghiền như trục 2 loại VII, trục 2, 3, 4 loại IX thì vật liệu ñem nghiền phải có tính chất dính và dai, sau khi nghiền ñược cán thành dải mỏng Còn với các loại hạt thì thường dùng máy nghiền hai hoặc 4 trục

Ở hình 3.5a, là máy nghiền có 2 trục cố ñịnh dùng ñể nghiền ép, cán các loại vật liệu dẻo, nhão, không xuất hiện hiện tượng quá tải do lực ép tăng ñột ngột Máy loại này có cấu tạo ñơn giản nhất và cũng thay ñổi ñược khoảng cách khe nghiền bằng cách xẻ rãnh trên bệ máy ñể dịch chuyển bu lông giữ ổ trục với bệ máy trước khi nghiền Nhưng khi máy làm việc thì chiều rộng khe nghiền (δ) là không ñổi

Ở hình 3.5b, là máy nghiền có trục di ñộng ñược khi làm việc, nhờ có lắp hai lò

xo chịu nén giữa ổ ñỡ trục và bệ máy cố ñịnh Loại này dùng thích hợp ñể nghiền vật liệu dạng hạt cục nhỏ Khi quá tải, lực ép tăng ñột ngột nén 2 lò xo giữ trục di ñộng, lò

xo bị nén lại làm tăng khoảng cách giữa 2 trục ñể thoát lớp vật liệu ñang gây ra quá tải Khi hết hiện tượng quá tải, lực ép trở lại bình thường, 2 lò xo lại ñẩy trục di ñộng trở

về vị trí cũ với khe hở (δ) làm việc Loại này ñược dùng rất rộng rãi

Ở hình 3.5.c, là máy nghiền 2 trục, nhưng cả 2 trục ñều có lắp lò xo chịu nén ñể cùng di ñộng ñược khi có quá tải Máy này dùng thích hợp với vật liệu ñem nghiền, cũng có kích thước không ñều, dễ gây quá tải do lực ép tăng ñột ngột Do kết cấu phức tạp nên ít dùng

Dưới ñây là sơ ñồ làm việc của máy nghiền 4 trục (hình 3.6) :

Máy có hộp chứa liệu chung phân thành 2 ngăn, trong mỗi ngăn có hình chóp

6 Gắn với cơ cấu thủy lực tự ñộng ñiều chỉnh khe hở giữa 2 trục nghiền Hạt từ hộp chứa liệu xuống, quay van chắn ñiều chỉnh 3 ñến cặp trục rãi liệu 4 ñể rãi hạt thành lớp mỏng trên trục nghiền quay chậm 9 Mỗi cặp trục nghiền 8 và 9, nếu là cặp trục nhẵn

thì lắp dao cạo sạch, nếu cặp trục nghiền xẻ rãnh thì lắp bàn chải 1 cạo sạch bề mặt 2 trục Ở máy này còn lắp ống thông áp 7, và tay quay 10 ñể ñiều chỉnh bằng tay khoảng cách khe nghiền

Bằng cơ cấu dẫn ñộng kiểu xích mà thực hiện ñược nhiệm vụ truyền ñộng cho trục nghiền quay nhanh và trục nghiền quay chậm theo chiều ngược nhau, vừa ñảm bảo sự ñiều chỉnh khoảng cách giữa hai trục nghiền một cách dễ dàng

Hình 3.4 Sơ ñồ nguyên lý các máy nghiền trục Hình 3.5 Máy nghiền 2 trục

Tính toán năng suất nghiền lý thuyết của máy nghiền trục:

Hình 3.6 Cấu tạo của máy 4 trục nghiền dùng ñể nghiền hạt

3.1.5 Máy nghiền búa:

Nguyên lý: Quá trình nghiền nhỏ vật liệu trong máy nghiền búa là do va ñập của các búa vào vật liệu, sự chà xát vật liệu với búa và với thanh trong của vỏ máy Các hạt vật liệu nhỏ lọt qua tấm lưới phân loại và ñược ñưa ra khỏi máy Còn vật liệu hạt to chưa ñúng yêu cầu thì ñược các ñĩa búa tiếp tục nghiền nhỏ

Ở hình 3.7 là máy nghiền búa nghiền thô và trung bình có má nghiền phụ: máy nghiền có lắp thêm má nghiền 7 trên thành trong vỏ máy làm tăng khả năng phá

vỡ vật liệu dưới tác dụng va ñập của búa và tác dụng chà xát của má nghiền

Má nghiền phụ ñược ñặt ngay dưới ghi 2 ở vị trí cửa nạp liệu 1 Ghi 2 có nhiệm

vụ phân phối ñều theo chiều rộng máy, hạn chế bớt khả năng văng liệu lên khi búa ñập Trên trục quay 3 có lắp các ñĩa treo búa 8 cách ñều và lệch ñều một góc Trên mỗi

ựĩa 8 có treo hai búa 4, các hàng búa này ựập trên các mặt phẳng qua các khe ghi 2 theo suốt bề rộng của máy Vật liệu sau khi ựược nghiền ựủ nhỏ sẽ lọt qua lưới 6 ra khỏi máy, còn các cục to chưa lọt ựược sẽ bị ựập tiếp cho tới khi ựủ nhỏ chui qua lưới

6 mới thôi Nắp búa 5 tháo mở ựược ựể thay lưới hoặc thay búa

Hình 3.8 mô tả máy nghiền búa nghiền thô và trung bình có lưới thay ựổi ựược: đó là một kiểu máy nghiền khác cùng loại máy hình 3.7, cũng nạp liệu tiếp tuyến theo chiều quay của búa, nhưng lưới sàng 2 thay ựổi ựể vừa dùng nghiền thô (lỗ lưới sàng to) vừa dùng ựể nghiền trung bình khi ựã thay ựối lưới sàng có cỡ lỗ nhỏ đĩa treo búa 1 có bốn chốt treo búa và các búa nghiền ựược treo gần nhau suốt chiều rộng của máy nghiền Số vòng quay của rôtô trong khoảng 400- 1000 vòng/ph, vận tốc vòng của rôto ựạt tới 40m/s và mức ựộ nghiền bằng 10 -15

Hình 3.7 Máy nghiền búa nghiền thô và Hình 3.8 Máy nghiền búa nghiền

trung bình có má nghiền phụ thô và trung bình có lưới thay ựổi 1.phễu nạp liệu; 2.ghi; 3 trục; 4.búa ựược

5 nắp máy; 6.lưới sàng; 7 má nghiền phụ 1 ựĩa treo búa; 2 lưới sàng

Máy nghiền mịn loại búa ựúc nạp liệu chiều trục ựược giới thiệu ở hình 3.9 Vật liệu ựem nghiền ựược ựổ qua phễu 1 có tay quay 8 ựể ựiều chỉnh việc nạp liệu theo năng suất thắch hợp Vật liệu ựem nghiền ựược chảy thành lớp qua nam châm 2

ựể tách vụn sắt trước khi chảy vào khoang nghiền Búa nghiền 4 ựược ựúc thành dạng sáu hoặc tám cánh, trên hai ựầu cánh ựối xứng ựược uốn cong về hai vách trong của khoang nghiền ựể vừa thực hiện quá trình ựập của ựầu cánh, vừa thực hiện quá trình chà xát vật liệu nằm giữa ựầu cánh với vách 6 trong khoang nghiền Các vách này ựược tạo gân ựể tăng hiệu quả chà xát Trong khoang nghiền còn lắp thêm tấm ựập 3

và lưới tháo sản phẩm 5 Trục lắp búa nghiền ựược truyền chuyển ựộng quay từ môtơ

qua puly 7 Kích thước vật liệu ñem nghiền tới 40mm và bột nghiền ñạt 0,25mm Trục lắp búa quay 1800 - 2700 vg/ph, cần công suất 10 kW Máy nghiền loại búa ñúc này dùng thích hợp ñể nghiền hạt, các loại củ, rễ, các loại xương và các hoá chất

Hình 3.9 Máy nghiền mịn loại búa nạp liệu chiều trục

3.1.6 Máy nghiền răng:

Nguyên lý: Quá trình nghiền trong máy nghiền răng cũng là do tác dụng va ñập của các răng với vật liệu ñem nghiền như ở máy nghiền búa Do ñó máy này thường ñược xếp cùng loại với máy nghiền búa, dùng ñể nghiền mịn hoặc rất mịn như ở máy nghiền răng không có lưới sàng Máy nghiền răng không những ñược dùng nhiều trong ngành lương thực, thực phẩm mà còn ñược dùng cả trong ngành chế biến thức ăn gia súc (nghiền xương, vỏ sò, muối khoáng v.v ), nghiền hoá chất và luyện kim Trong sản xuất thường dùng hai loại máy nghiền răng :

1 Loại có một roto quay

2 Loại có hai roto quay

Ở cả hai loại này gồm cấu tạo loại có lưới sàng và không có lưới sàng

Máy nghiền răng loại một roto và có lưới sàng: ñược giới thiệu ở hình 3.10 Trên trục quay 5 của máy có lắp roto 4, trên roto này có lắp các dãy răng nghiền 6 thành các vòng tròn ñồng tâm Các răng này càng xa tâm quay thì bước răng càng giảm ðối diện với roto 4 là ñĩa răng cố ñịnh 2 lắp với vỏ máy 3 Trên ñĩa răng cố ñịnh cũng lắp các răng 6 thành các vòng tròn ñồng tâm có bước không ñổi Các vòng răng

trên ñĩa cố ñịnh nằm xen giữa các vòng răng trên roto quay 4 Số răng và số vòng răng thay ñổi tuỳ theo từng loại máy với các yêu cầu công nghệ cụ thể khác nhau Vật liệu ñem nghiền nạp vào qua miệng nạp liệu theo chiều trục, khi rơi vào vòng răng thứ nhất ñược ñập văng sang vòng răng thứ hai của ñĩa ñối diện, rồi lại bị văng tiếp sang vòng răng thứ 3 v.v qua các lần va ñập, vật liệu văng từ trong ra ngoài và ñược ñập nhỏ tới khi lọt ñược lưới sàng 1 ñể sang bộ phận thu hồi bột thành phẩm

Hình 3.10 Máy nghiền răng loại một roto và có lưới sàng

1 lưới sàng; 2 ñĩa răng cố ñịnh; 3 vỏ máy; 4 roto

5 trục quay; 6 răng nghiền

3.1.7.Một số máy nghiền trong CN ñồ hộp

a Bơm nghiền

Bơm nghiền thường dùng ñể gia công các nguyên liệu mà trong ñó có chứa nước nhiều như nghiền cà chua

Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:Hình 3.11

Trên thân bơm bằng gang 1 có gắn trục quay 2

Trên trục quay gắn các lưỡi dao 3 Dao 3 ñược gắn sao cho chúng tạo thành 1 ñường xoắn ốc Do ñó phải gắn dao nọ lệch với dao kia một góc 120 Xen kẽ giữa các

lưỡi dao trên trục, người ta ñặt các lưỡi dao cố ñịnh 4 gắn vào thân máy Nguyên liệu qua phểu 5 vào máy Do tác dụng của dao quay, nguyên liệu ñược nghiền nhỏ và do có tạo xoắn ốc, nguyên liệu nghiền ñược chuyển dần về phía cuối ñược cánh quạt 6 ñẩy qua khe hở 7 vào buồng 8

Ở ñây cánh quạt 9 ñẩy sản phẩm nghiền theo ống 10 ra ngoài Cả 2 cánh quạt ñều gắn trên trục quay 2 Kích thước khe hở có thể ñiều chỉnh tuỳ theo yêu cầu nghiền nhỏ Khoảng cách giữa dao trên trục và dao cố ñịnh là 2,5mm

Năng suất máy khoảng 800 kg/ h