Chương I VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU RỜI ppt

Chương I VẬN CHUYỂN VẬT LIỆU RỜI Trong trình sản xuất thực phẩm, thông thường nguyên vật liệu phải qua công đoạn gia công chế biến nhiều máy móc thiết bị khác nhau, nguyên vật liệu cần phải chuyển từ công đoạn nầy sang cơng đoạn khác Q trình nầy thực nhờ máy vận chuyển phù hợp với tính chất nguyên vật liệu Thông thường, máy vận chuyển làm việc liên tục, chuyên chở vật liệu theo hướng định, làm việc thời gian khơng giới hạn, không dừng lại nạp tháo liệu Các máy thiết bị vận chuyển liên tục bao gồm loại như: gàu tải, băng tải, xích tải, cào tải thuộc nhóm máy có phận kéo vít tải, vận chuyển khơng khí thủy lực thuộc nhóm máy khơng có phận kéo VÍT TẢI Vít tải máy vận chuyển vật liệu rời chủ yếu theo phương nằm ngang Ngồi vít tải dùng để vận chuyển lên cao với góc nghiêng lên tới 90o, nhiên góc nghiêng lớn hiệu suất vận chuyển thấp Vít tải gồm có trục vít xoắn ốc quay lịng máng hình nửa trụ Trường hợp góc nghiêng lớn, vít tải quay ống trụ thay cho máng Máng vít tải gồm nhiều đoạn dài từ m đến m, đuờng kính lớn đường kính cánh vít khoảng vài mm, ghép với bích bulơng Trục vít làm thép ống có cánh vít Cánh vít làm từ thép hàn lên trục theo đường xoắn ốc tạo thành đường xoắn vơ tận Trục vít cánh quay nhờ ổ đỡ hai đầu máng Nếu vít dài phải lắp ổ trục trung gian, thường ổ treo, cách khoảng 3-4 m Khi trục vít quay đẩy vật liệu chuyển động tịnh tiến máng nhờ cánh vít, tương tự chuyển động bulông đai ốc Vật liệu trượt dọc theo đáy máng trượt theo cánh vít quay Vít tải đẩy vật liệu di chuyển vật liệu rời, khô Nếu vật liệu ẩm, bám dính vào trục quay theo trục, nên khơng có chuyển động tương đối trục vật liệu, trình vận chuyển khơng xảy Để chuyển ngun liệu dạng cục có tính dính bám, cần chọn loại cánh vít có dạng băng xoắn dạng bơi chèo, nhiên suất vận chuyển bị giảm đáng kể Hình I - Cấu tạo vít tải -1- Chiều di chuyển vật liệu phụ thuộc vào chiều xoắn cánh vít chiều quay trục vít Nếu đảo chiều quay trục vít làm đổi chiều chuyển động vật liệu Hai trục vít có chiều xoắn cánh vít ngược đẩy vật liệu theo hai hướng ngược quay chiều Vít tải thường truyền động nhờ động điện thơng qua hộp giảm tốc Số vịng quay trục vít khoảng từ 50-250 vịng/phút Chiều dài vận chuyển vít tải thường khơng dài q 15-20 m Năng suất vận chuyển vít tải tính theo cơng thức: π (D − d ) Q = 60 Sn ρ * ψ C , kg/h đó: Q: suất vận chuyển, kg/h D: đường kính ngồi cánh vít, m n: số vịng quay trục vít, v/phút ρ: khối lượng riêng xốp vật liệu, kg/m3 ψ: hệ số nạp đầy Đối với vật liệu dạng hạt chọn ψ= (0,3-0,45); vật liệu nghiền nhỏ ψ= 0,45-0,55 S: bước vít, m để vận chuyển hạt rời, thơng thường S = (0,8-1) D C1: hệ số xét tới độ dốc vít tải so với mặt phẳng ngang (bảng 1.1) Bảng 1.1 Độ dốc vít tải, độ Hệ số C1 15 0,9 Hệ số C1 20 45 0,8 0,7 60 0,6 75 0,5 Hình I - Vít tải nghiêng vận chuyển sàn phẩm dạng bột Vít tải có ưu điểm sau: − Chúng chiếm chỗ ít, với suất diện tích tiết diện ngang vít tải nhỏ nhiều so với tiết diện ngang máy vận chuyển khác − Bộ phận cơng tác vít nằm máng kín, nên hạn chế bụi làm việc với nguyên liệu sinh nhiều bụi − Giá thành thấp so với nhiều loại máy vận chuyển khác -2- Những nhược điểm vít tải: − Chiều dài suất bị giới hạn, thông thường không dài 30 m với suất tối đa khoảng 100 tấn/giờ − Chỉ vận chuyển vật liệu rời, không vận chuyển vật liệu có tính dính bám lớn dạng sợi bị bám vào trục − Trong trình vận chuyển vật liệu bị đảo trộn mạnh phần bị nghiền nát khe hở cánh vít máng Ngồi qng đường vận chuyển dài, vật liệu bị phân lớp theo khối lượng riêng − Năng lượng tiêu tốn đơn vị nguyên liệu vận chuyển lớn so với máy khác BĂNG TẢI Băng tải máy vận chuyển vật liệu rời theo phương ngang cách cho vật liệu nằm mặt băng chuyển động Vật liệu mang từ đầu nầy tới đầu băng tháo cuối băng Băng tải gồm băng cao su vải kim loại mắc vào hai puli hai đầu Bên băng lăn đỡ giúp cho băng không bị chùng mang tải Một hai puli nối với động điện puli puli căng băng Tất đặt khung thép vững Khi puli dẫn động quay kéo băng di chuyển theo Vật liệu cần chuyển đặt lên đầu băng băng tải mang đến đầu Trong nhiều trường hợp cần phải tháo liệu chừng dùng gạt xe tháo di động Thông thường puli căng puli vị trí nạp liệu, cịn puli dẫn động phía tháo liệu với cách bố trí nhánh băng phía nhánh thẳng giúp mang vật liệu dễ dàng Để tránh tượng trượt, puli băng cần có lực ma sát đủ lớn, băng cần phải căng thẳng nhờ puli căng đặt khung riêng kéo phía sau Hình I - Cấu tạo nguyên lý hoạt động băng tải -3- Hình I - Con lăn đỡ nghiêng Băng tải có đặc điểm sau: − Không làm hư hỏng vật liệu vật liệu khơng có chuyển động tương mặt băng − Có thể áp dụng cho nhiều loại sản phẩm khác loại vật liệu rời, vật liệu đơn loại vật liệu không đồng − Có khả vận chuyển tương đối xa − Chiếm nhiều diện tích khơng gian lắp đặt − Tiêu tốn lượng đơn vị khối lượng vận chuyển tương đối cao Năng suất băng tải tính theo cơng thức Q = 60 vA ρ * = 60 π DnA ρ * , kg/h Q: suất vận chuyển băng tải, kg/h v: vận tốc chuyển động băng, m/phút A: diện tích mặt cắt ngang trung bình lớp vật liệu băng, m2 ρ*: khối lượng riêng xốp vật liệu, kg/m3 D: đường kính puli truyền động, m n: số vịng puli truyền động, v/phút Hình I - Băng tải thép không rỉ lưới -4- GÀU TẢI Gàu tải thiết bị vận chuyển vật liệu rời theo phương thẳng đứng Cấu tạo gàu tải gồm có hai puli đặt thân làm thép mỏng Một đai dẹt có bắt gàu múc mắc vào hai puli Puli cao truyền động quay nhờ động điện thông qua hộp giảm tốc, puli nối với phận căng đai có nhiệm vụ giữ cho đai có đủ độ căng cần thiết bảo đảm đủ lực ma sát đai puli Vật liệu mang lên cao nhờ gàu múc di chuyển từ lên Gàu múc vật liệu từ phía chân gàu lên phía đổ ngồi theo hai phương pháp chủ yếu đổ nhờ lực ly tâm nhờ trọng lực Ở phương pháp ly tâm, gàu chứa đầy vật liệu vào phần bán kính cong puli xuất lực ly tâm, có phương thay đổi liên tục theo vị trí gàu Hợp lực lực lực ly tâm làm cho vật liệu văng khỏi gàu rơi xuống vào miệng ống dẫn vật liệu Lực ly tâm sinh phụ thuộc vào vân tốc quay puli, số vòng quay puli lớn, lực ly tâm lớn làm vật liệu văng sớm hơn, rơi trở lại chân gàu Nếu quay chậm, lực ly tâm nhỏ vật liệu khỏi gàu chậm không văng xa được, vật liệu khơng rơi vào miệng ống dẫn vật liệu Số vòng quay puli phải phù hợp đổ vật liệu vào miệng ống dẫn vật liệu Hình I - Cấu tạo gàu tải đổ theo phương pháp ly tâm phương pháp trọng lực - Cách bắt gàu lên đai gàu -5- Hình I - Puli căng dạng cánh chống nghiền nát vật liệu Hình I - Hình dạng bên ngồi gàu Năng suất vận chuyển gàu tính cơng thức: Q = 60vmVρ *ψ = 60πDnmVρ *ψ , kg/h Q: suất vận chuyển gàu, kg/h v: vận tốc chuyển động đai gàu, m/phút n: số vòng quay puli, v/phút V: thể tích chứa gàu, m3 ρ*: khối lượng riêng xốp vật liệu, kg/m3 D: đường kính puli truyền động, m ψ: hệ số nạp đầy HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN BẰNG KHÍ ĐỘNG Vận chuyển vật liệu khơng khí ứng dụng vào vận chuyển vật liệu dạng sợi hạt Nhờ có nhiều uu điểm nên hình thức vận chuyển nầy ứng dụng rộng rãi nhiều trường hợp thay hoàn toàn cho phương pháp vận chuyển khí Vận chuyển vật liệu khơng khí dựa ngun lý sử dụng dịng khí chuyển động ống dẫn với tốc độ đủ lớn để mang vật liệu từ chỗ nầy đến chỗ khác trạng thái lơ lửng Theo lý thuyết, dịng khí có vận tốc đủ lớn vận chuyển vật liệu có khối lượng riêng kích thước Nhưng lượng để vận chuyển tiêu tốn tăng nhanh nhiều lần so với trọng lực hạt vật liệu, phạm vi thực tế ứng dụng phương pháp vận chuyển khơng khí thường sử dụng cho loại vật liệu hạt có kích thước tương đối nhỏ, nhẹ Vận chuyển khơng khí dùng nhiều ngành cơng nghiệp khác Hiện suất hệ thống vận chuyển khơng khí dao động giới hạn lớn, đạt tới 800 t/h, độ dài vận chuyển tới 1800 m độ cao đạt tới 100m Trong nhà máy chế biến lương thực thực phẩm, hệ thống áp suất thấp trung bình (chênh áp đầu hút đẩy kg/kg - Trường hợp vận chuyển hạt ống dẫn nằm ngang µ = 1- kg/kg v≥ 18 - 22 m/s -7- Chương II MÁY RỬA BAO BÌ- NGUYÊN LIỆU THỰC PHẨM NGUYÊN TẮC CHUNG KHI RỬA BAO BÌ, NGUN LIỆU Bao bì thực phẩm thường sử dụng hộp sắt, chai thủy tinh loại bao bì nhựa Các loại hộp sắt cần phải rửa trước sử dụng q trình gia cơng bảo quản không bảo đảm độ cần thiết Ðối với chai lọ thủy tinh, phần lớn chai quay vòng sử dụng nhiều lần nên chai thường chứa nhiều loại cặn bẩn, rác, v.v Bao bì thủy tinh khơng bảo đảm Vì chai quay vòng chai cần phải rửa trước sử dụng Các hệ thống máy rửa thiết kế chủ yếu cho hai loại bao bì Các loại bao bì nhựa bao bì thường cần qua súc tráng sơ trước đưa sản phẩm thực phẩm vào Nguyên liệu sử dụng sản xuất thực phẩm cần rửa phải xử lý sơ trước chế biến Có thể áp dụng máy rửa số loại nguyên liệu sử dụng trình chế biến quy mơ lớn Tuy nhiên, ngun liệu có hình dạng phức tạp dễ hư hỏng, xây xát nên khó áp dụng giới cho tất loại nguyên liệu Quá trình rửa nguyên liệu bao bì chia làm giai đoạn: - Giai đoạn ngâm: ngâm nước, nước nóng, nước có pha hóa chất Mục đích giai đoạn nầy làm trương nuớc, giảm liên kết cặn bẩn, bị bở tơi Thời gian ngâm tùy thuộc vào loại bao bì, ngun liệu đặc tính cặn bẩn - Giai đoạn rửa: Làm sau ngâm cách dùng lực học tia nước mạnh chổi, bàn chải ma sát làm trôi cặn bẩn Tuỳ theo cấu trúc nguyên liệu, cần phải có phương pháp rửa thích hợp nhằm tránh làm xây xát hư hỏng nguyên liệu đạt hiệu tối đa Đối với nguyên liệu, kích thước, hình dạng thường khơng đồng nên q trình rửa khó đồng đều, phải rửa lại tay Với bao bì thủy tinh hộp sắt, thường cần suất lớn nên hầu hết nhà máy sản xuất thực phẩm sử dụng hệ thống rửa máy TÁC DỤNG CỦA MÔI TRƯỜNG RỬA Nguyên tắc làm việc máy để rửa bao bì thực phẩm dựa sở gia công dung dịch nóng hố chất tẩy rửa Phổ biến để rửa chai lọ dung dịch NaOH có nồng độ 1,53%.Tác dụng dung dịch NaOH : - hịa tan chất bẩn, dung dịch có tác dụng hóa học lên cặn bẩn, ví dụ xà phịng hóa chất béo thành chai - làm nở cặn khô đến trạng thái mềm, bở - sát trùng Nhiệt độ có tác dụng làm cho phản ứng hoá lý xảy nhanh hơn, tốc độ thấm ướt nhanh Chai hay lọ rửa nhờ tác dụng hóa học tác dụng nhiệt dung dịch Đối với nguyên liệu thực phẩm, việc sử dụng nhiệt hố chất tẩy rửa có nhiều hạn chế làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm, dư lượng hố chất gây nguy ảnh hưởng tới điều -8- kiện an toàn vệ sinh thực phẩm Vì rửa nguyên liệu thực phẩm, sử dụng nhiệt độ ngâm không cao lắm, sử dụng loại hố chất an tồn mức độ cho phép MÁY RỬA BAO BÌ 3.1 Máy rửa hộp sắt Hộp sắt thường bám dầu, bụi q trình gia cơng bảo quản, cần rửa trước sử dụng Do hộp trước rửa hoàn toàn hộp nên loại cặn bẩn khơng nhiều tương đối dễ rửa Ðặc tính cuả loại bao bì sắt khơng chịu loại hố chất mạnh, nhiên có khả chịu nhiệt tốt, thơng thường máy rửa hộp sử dụng nước nóng nước bão hồ để làm hộp Quá trình rửa nhiệt độ cao cịn có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật có sẵn hộp, làm giảm tượng hư hỏng sản phẩm sau nầy Nguyên tắc làm việc máy rửa hộp sắt phun nước nóng có nhiệt độ 90 -95 oC vào hộp, làm cho hạt bụi trương nở nhanh, bong khỏi bề mặt hộp mang nhờ dịng nước Sau rửa nước nóng, có nhiệt độ cao 105-120 oC phun vào bên hộp Mục đích việc phun tiêu diệt tất vi sinh vật cịn sót lại hộp trước cho thực phẩm vào, nhờ tăng khả bảo quản đồ hộp Ở cuối trình rửa, hộp sấy khơ khơng khí nóng Máy rửa hộp sắt kiểu băng chuyền Máy rửa hộp sắt kiểu băng chuyền gồm hệ thống băng tải thép không rỉ buồng phun nước lạnh, buồng phun nước nóng, buồng phun nước, buồng sấy hộp Băng tải mang hộp nằm ngang di chuyển qua buồng Bên buồng có vịi phun nước nước bố trí dọc hai bên thành băng chuyền Các vòi phun bố trí thành hàng liên tiếp nhờ hộp phun nhiều lần suốt thời gian di chuyển buồng Hộp phun nước lạnh, nước nóng, nước sau sấy khơ khơng khí nóng Bụi bẩn mang theo dịng nước Trong buồng sấy khô, hệ thống quạt thổi khơng khí nóng làm khơ hộp di chuyển Ðể tiết kiệm nước, thơng thường máy rửa có hệ thống lọc nước sử dụng, bổ sung thêm phần hao hụt Hình II- Máy rửa hộp sắt kiểu băng chuyền -9- Hình II- Phun rửa bên hộp băng tải 3.2 Máy rửa chai thủy tinh-chai nhựa Ðặc tính bao bì thủy tinh không chịu thay đổi nhiệt độ đột ngột chịu hóa chất mạnh Do đó, bao bì thủy tinh rửa cách ngâm dung dịch kiềm nóng Máy rửa chai thủy tinh gồm có sợi xích thép chạy song song Các giá giữ chai thép nối sợi xích làm cho hệ thống xích-giá giữ chai di chuyển Xích chạy vịng máy qua thùng chứa nước dung dịch hoá chất theo hai cách: di chuyển nấc: di chuyển-dừng-di chuyển di chuyển liên tục với vận tốc không đổi Trong máy rửa chuyển động theo phương pháp thứ nhất, chu kỳ dừng, vị trí nhận, chai hệ thống tay gạt xếp thẳng hàng đưa vào giá giữ chai Sau nhận, chai chuyển dần xuống bên ngâm bể chứa nước ấm Tại phần lớn loại cặn bẩn thô rơi lắng xuống đáy bể ngâm Nhãn chai giấy trôi dễ dàng giai đoạn nầy Kế tiếp chai đưa sang bể ngâm dung dịch kiềm nóng, chất bẩn bám bề mặt bở tơi nhanh chóng Thời gian ngâm dung dich kiềm phải đủ để tất chất bẩn mềm dễ dàng tách ra, kể nhãn cịn sót lại Sau ngâm dung dịch kiềm, chai đưa lên trên, dốc ngược phun dung dịch rửa phía bên nhờ vịi phun vận tốc cao bố trí tâm chai giai đoạn dừng băng chuyền Bên chai phun rửa Sau đó, chai tráng lại nhiều lần nước nóng nước lạnh Dịng nước mạnh trôi tất bụi bẩn bên chai Chai giữ tư dốc ngược thời gian để bớt nước trước đẩy khỏi giá giữ chai ngồi Đối với máy có chuyển động liên tục, xích di chuyển với vận tốc không đổi, không dừng lại nhận chai vào lấy chai khỏi máy Bộ phận đưa chai vào lấy có chuyển động tốc độ với xích, chai thao tác êm Ở giai đoạn phun nước, vòi phun tự động di chuyển theo chai bảo đảm tia nước luôn phun vào miệng chai, nhờ chai rửa hồn tồn Máy nầy cần phải có độ xác chế tạo làm việc cao nhiều so với máy chạy nấc Nước dung dịch sút máy lọc để tái sử dụng nhằm tiết kiệm nước hoá chất Nhiệt độ trì nhờ ống gia nhiệt nước lắp phía đáy - 10 - c g Độ chặt 207.5 - 401 (60 - 99) 404 - 603 (105 - 153) 202 - 211 (52 - 65) 300 - 401 (74 - 99) 404 - 603 (105 - 153) 202 (52) 207.5 - 303 (60 - 78) 307 - 404 (83 - 105) 502 - 603 (127 - 153) 202 - 401 (52 - 99) 404 -502 (105 - 127) 603 (153) - 46 - 2,03 ± 0.20 2,08 ± 0.25 1,65 1,78 1,90 0,89 1,02 1,14 1,27 70 - 100% 80 - 100% 90 - 100% Chương VI MÁY ÐỊNH LƯỢNG - CHIẾT RÓT SẢN PHẨM LỎNG I Q TRÌNH ĐỊNH LUỢNG-CHIẾT RĨT SẢN PHẨM LỎNG Định lượng sản phẩm lỏng chiết thể tích định sản phẩm lỏng rót vào chai, bình, lọ, v.v Định lượng sản phẩm lỏng máy sử dụng rộng rãi nhiều ngành sản xuất thực phẩm Khi định lượng máy cải thiện điều kiện vệ sinh, đảm bảo suất cao định lượng sản phẩm cách xác Máy định lượng chiết rót sản phẩm lỏng thường áp dụng cho trường hợp yêu cầu suất cao, yêu cầu nghiêm ngặt vệ sinh thực phẩm Tùy theo tính chất chất lỏng, máy chiết rót khác phận làm việc chính, cấu rót Trong cơng nghiệp thực phẩm, máy định lượng-chiết rót sản phẩm lỏng đựơc áp dụng cho nước giải khát, nuớc trái cây, bia, rượu, nước giải khát có ga, sữa, mứt, loại dung dịch thực phẩm cô đặc, v.v Các phương pháp định lượng chủ yếu gồm có: - Định lượng bình định mức: chất lỏng định lượng xác nhờ bình định mức trước rót vào chai - Định lượng chiết tới mức cố định: chất lỏng chiết tới mức cố định chai cách chiết đầy, sau lấy khối thể tích bù trừ khỏi chai; mức lỏng chai sụt xuống khoảng thể tích chai có hay khơng Ngồi cịn sử dụng ống thông hơi, chất lỏng đựoc chiết tới ngập miệng ống thông dứng lại Phương pháp nầy có độ xác khơng cao, tuỳ thuộc độ đồng chai - Định lượng cách chiết theo thời gian: cho chất lỏng chảy vào chai khoảng thời gian xác định, xem thể tích chất lỏng chảy khơng đổi phương pháp nầy áp dụng cho sản phẩm có giá tri thấp, khơng u cầu độ xác định lượng Trong ba phương pháp định lượng bản: theo bình định mức, định lượng theo mức định lượng theo thời gian chảy phổ biến sản phẩm lỏng hai phương pháp đầu Có phương pháp chiết sản phẩm: - Phương pháp rót áp suất thường: chất lỏng tự chảy vào chai chênh lệch độ cao thủy tĩnh Tốc độ chảy chậm nên thích hợp với chất lỏng nhớt - Phương pháp rót chân khơng: Nối chai với hệ thống hút chân không, chất lỏng chảy vào chai chênh áp thùng chứa áp suất chai Lượng chất lỏng chảy vào chai thông thường áp dụng phương pháp bù trừ chiết đầy chai - Phương pháp rót đẳng áp: Phương pháp áp dụng cho sản phẩm có gas bia, nước ngọt.Trong rót, áp suất chai lớn áp suất khí nhằm tránh khơng cho ga (khí CO2) khỏi chất lỏng Với phương pháp rót đẳng áp thơng thường, người ta nạp khí CO2 vào chai áp suất chai áp suất bình chứa, sau cho sản phẩm từ bình chứa chảy vào chai nhờ chênh lệch độ cao - 48 - Máy định lượng-chiết rót sản phẩm lỏng gồm nhiều cấu rót, cấu rót bố trí chiết cho chai Các cấu rót bố trí thẳng hàng, làm việc lúc (máy chiết có cấu chiết thẳng) bố trí bàn quay, làm việc (máy chiết bàn quay) II CÁC CƠ CẤU CỦA MÁY CHIẾT RĨT II.1 Cơ cấu rót kiểu van Cơ cấu rót kiểu van cấu đơn giản nhất, gồm có bình lường có chia vạch, van ba ngã, ống thơng dịch chuyển lên xuống được, ống nối để nạp đầy bình lường ống để rót thể tích đinh lượng vào bao bì chứa Thể tích chất lỏng vào bình lường phụ thuộc vào vị trí đầu bên ống thơng Hình VI - Cơ cấu rót kiểu van Ở vị trí nạp, nút van ba ngã xoay nối ống dẫn chất lỏng bình chứa chảy vào bình lường, đẩy khơng khí bình qua ống thông Khi đầu ống ngập mực chất lỏng khơng khí khơng nữa, chất lỏng dâng lên cao miệng ống đoạn nhỏ, dừng lại Khoảng dâng cao miệng ống thông phụ thuộc vào mực chất lỏng thùng chứa Khi áp suất khơng khí bình bị nén tới áp suất với áp suất chất lỏng có độ sâu tính từ mặt thống thùng chứa mặt thống bình lường, chất lỏng khơng chảy vào bình lường nũa Chất lỏng ống thông dâng lên theo quy tắc bình thơng đến mực chất lỏng thùng chứa Ðể tháo chất lỏng vào bao bì chứa, xoay van ba ngã tới vị trí tháo Chất lỏng bình định lượng theo ống dẫn chảy xuống bao bì chứa bên Thể tích chất lỏng bình điều chỉnh cách nâng hạ ống thông xuống.Tùy theo cách quay van mà máy dùng cấu rót thuộc loại quay tay, bán tự động tự động Chất lỏng chảy nhanh suất máy lớn - 49 - II.2 Cơ cấu rót tới mức định trước Hình VI - Cơ cấu rót tới mức định trước: giai đoạn chuẩn bị, rót hồn tất rót II.3 Cơ cấu rót có bình lường van trượt Cơ cấu rót có bình lường van trượt dùng ngành sữa, rượu, rượu vang, nhiều lãnh vực công nghiêp thực phẩm khác để rót sản phẩm thực phẩm lỏng nhớt Trong thùng rót có bình lường, đáy bình vặn chặt với van trượt Phần bên van trượt rỗng phần bên đặc Bên phần rỗng van trượt có lỗ Van trượt di chuyển lên xuống bên ống lót lắp cố định đáy thùng Ống lót có lỗ nối với ống dẫn sản phẩm vào bao bì Một lị xo lắp đáy bình chứa ln ln giữ cho van trượt vị trí thấp Khi miệng bình lường nằm bên mặt thống chât lỏng bình chứa Khi nâng van trượt lên khoảng (chu kỳ rót) bình lường chứa chất lỏng đưa lên cao mặt thoáng bình chứa, đồng thời xảy trùng khít lỗ van trượt ống lót, nhờ chất lỏng bình lường chảy vào vào bao bì chứa Sau chảy hết chất lỏng bình lường hạ xuống, chất lỏng lại chảy vào đầy bình lường chu trình làm việc lặp lại Lượng chất lỏng chảy vào bao bì thể tích bình lường, cần thay đổi định lượng phải thay đổi bình lường khác tích thích hợp - 50 - Hình VI - Cơ cấu rót xác có bình lường-van trượt II.4 Cơ cấu rót đẳng áp để rót chất lỏng có nạp khí Ðể tránh tổn thất rót chất lỏng có nạp ga CO2 người ta sử dụng loại cấu rót đẳng áp Chu trình làm việc cấu rót đẳng áp gồm: − nạp đầy khí vào bao bì, áp suất khí áp suất chất lỏng nạp khí; − mở lỗ nạp chất lỏng; − chất lỏng chảy vào bao bì chứa khơng có chênh lệch áp suất mặt thống, chảy nhờ chênh lệch cột áp; − nạp vào đầy bao bì đến mức chất lỏng định trước theo thời gian (thơng thường khơng có thiết bị định lượng ); − đóng lỗ nạp chất lỏng Hình VI - Cơ cấu rót đẳng áp Với qui trình nạp vậy, sản phẩm chai giữ hàm lượng khí CO2 cần thiết Thơng thường q trình rót đẳng áp tiến hành nhiệt độ thấp để giảm thiểu thoát CO2 khỏi sản phẩm lỏng - 51 - II.5 Cơ cấu rót chân khơng Trong cấu rót chân khơng dùng van bi van trượt Trong thân cấu rót có hai rãnh Một hai rãnh nối với bơm chân khơng, rãnh cịn lại nối với bình chứa sản phẩm Ở vị trí đóng, van trượt (hoặc van bi) đóng hai đường thơng với bơm chân khơng sản phẩm Khi có chai đưa vào, van nâng lên q trình rót bắt đầu Khơng khí chai bơm chân không hút làm áp suất giảm Khi sản phẩm từ bình chứa chảy vào chai Quá trình diễn liên tục đến chai nạp đầy sản phẩm Khi đường ống hút khí bị ngắt khỏi bơm chân khơng, bên chai thông áp sản phẩm ngừng chảy vào chai Tuy nhiên có lượng nhỏ sản phẩm bị hút theo khơng khí, phần sản phẩm nầy tách bình tách lỏng đặt trước máy hút chân không Thông thường người ta điều chỉnh lượng sản phẩm chai cách sử dụng ống thơng áp dịch chuyển thay đổi thời gian hút chân khơng Cơ cấu rót chân khơng dùng để rót sản phẩm dễ hư hỏng giảm chất lượng tiếp xúc với khơng khí, sử dụng trường hợp sản phẩm dễ rót yêu cầu suất rót lớn, thời gian rót cho chai nhanh Hình VI - Máy chiết dạng băng chuyền thẳng - 52 - Hình VI - Máy chiết chai kiểu bàn quay Chương VII MÁY LY TÂM - PHÂN LY I QUÁ TRÌNH LỌC LY TÂM - LẮNG LY TÂM Quá trình phân ly dựa vào trường lực ly tâm để phân riêng hỗn hợp hai pha rắn- lỏng lỏnglỏng thành cấu tử riêng biệt gọi trình ly tâm Máy để thực q trình gọi máy ly tâm Trong trình ly tâm lắng lọc, nguyên liệu chuyển động quay với rôto máy Lực ly tâm làm cho cấu tử có khối lượng riêng khác phân lớp theo hướng gia tốc trường lực Thành phần có khối lượng riêng lớn tập trung vùng xa tâm nhất, cịn phần có khối lượng riêng nhỏ tập trung tâm rôto Tùy theo cấu tạo bề mặt rơto mà q trình ly tâm tiến hành theo nguyên tắc lọc ly tâm hay lắng ly tâm Do có hai loại máy ly tâm: máy ly tâm lắng máy ly tâm lọc I.1 Lắng ly tâm Hình VII- Nguyên lý làm việc máy ly tâm lắng - 53 - Hình VII- Quá trình lắng ly tâm: Lắng huyền phù phân riêng nhũ tương Rôto máy ly tâm lắng có dạng hình trụ, kín, thành rơto khơng có đục lỗ Khi rơto quay tác dụng lực ly tâm, huyền phù hay nhũ tương phân thành lớp riêng biệt tùy theo khối lượng riêng Lớp khối lượng riêng lớn sát thành rơto, lớp có khối lượng riêng nhỏ phía trongLy tâm lắng gồm hai trình: trình lắng pha rắn tiến hành theo quy luật thủy động lực học; trình nén bã tiến hành theo qui luật học Quá trình lắng máy ly tâm khác trình lắng trường trọng lực Lắng trường trọng lực, vận tốc lắng coi vị trí khác gia tốc trọng trường không phụ thuộc vào tọa độ rơi - hạt lắng theo phương song song với Trong trường lực ly tâm vận tốc lắng gia tốc ly tâm thay đổi phụ thuộc vào vận tốc gốc ω bán kính quay r (a= ω2r), hạt lắng theo phương đường kính rơto I.2 Lọc ly tâm Máy ly tâm lọc dùng để phân riêng huyền phù có kích thước pha rắn tương đối lớn Trên thành rôto máy ly tâm học khoan nhiều lỗ làm lưới Ðường kính lỗ thành rơto thường giới hạn 3-8 mm Bên thành rơto có lưới có kích thước nhỏ để lọc hạt huyền phù Nếu đường kính hạt rắn 1-2 mm, vách ngăn làm thép mỏng khoan lỗ nhỏ có đường kính khoảng 1- 1,5 mm Nếu hạt rắn nhỏ phải dùng lưới kim loại có lỗ hình vng với kích thước lỗ lưới 0,1-0,5 mm Nếu kích thước hạt rắn nhỏ dùng lớp vải sợi bông, sợi gai len v.v Hình VII- Quá trình lọc ly tâm lưới lọc (vách ngăn lọc) II PHÂN LOẠI MÁY LY TÂM Có thể phân loại máy ly tâm theo dấu hiệu khác nhau: − Theo trình phân ly: máy ly tâm lắng; máy ly tâm lọc − Theo phương thức làm việc: máy ly tâm làm việc gián đoạn, máy ly tâm làm việc liên tục máy ly tâm tự động − Theo kết cấu phận tháo bã: máy ly tâm tháo bã dao; máy ly tâm tháo bã vít xoắn; máy ly tâm tháo bã pittông − Theo giá trị yếu tố phân ly phân máy ly tâm thường máy ly tâm siêu tốc - 54 - − Theo kết cấu trục ổ đỡ phân ra: máy ly tâm ba chân máy ly tâm treo III MÁY LY TÂM LỌC III.1 Các máy ly tâm làm việc gián đoạn III.1.1 Máy ly tâm ba chân Ðây loại máy làm việc gián đoạn, tháo bã tay, dao khí động, thường dùng để ly tâm huyền phù chứa hạt rắn nhỏ, trung bình làm khơ bã lọc Máy gồm có rơto bao bọc vỏ Thân máy gắn với vỏ đặt lò xo cánh 120O Ðộng lắp trân thân máy nối với bánh đai phía truyền sang trục máy làm quay rơto Ưu điểm máy làm việc với tải trọng lệch tâm tương đối lớn nhờ có lò xo giảm chấn Ðiểm treo kết cấu nằm trọng tâm phần treo nên làm việc máy ổn định Trục máy ngắn nên máy gọn, chắn, tiện lợi cho việc tháo bã tay Nhược diểm máy ổ trục phận truyền động đặt nên dễ bị ăn mịn hố học Hình VII- Máy ly tâm làm việc gián đoạn tháo bã dao III.1.2 Máy ly tâm kiểu treo Loại máy dùng để phân riêng huyền phù mịn trung bình, thường dùng nhà máy đường, nhà máy hoá chất, thực phẩm v.v Máy gồm có rơto ghép với đầu trục quay Khe hở nan hoa lỗ tháo bã Khi máy làm việc chóp đậy kín đáy rơto Khi tháo bã dừng máy nâng chóp lên, đồng thời dùng dao để cạo bã xuống qua lỗ nan hoa Ưu điểm loại máy ổ trục phận truyền động không bị chất lỏng ăn mòn, việc tháo bã tương đối nhẹ nhàng nhanh loại Vì máy ly tâm làm việc với số vòng quay lớn nên dù ngắt điện, trục quay quay quán tính lâu Ðể nhanh chóng dừng máy ta phải dùng cấu phanh hãm Ðối với máy - 55 - ly tâm treo, ổ trục đảo xung quanh phương thẳng đứng phanh, cấu phanh phải cấu tạo cho phanh áp lực gây hai phía phanh phải Ðể khắc phục nhược điểm tháo bã tay nặng nhọc, suất thấp người ta chế tạo loại máy ly tâm treo tháo bã tự động Loại máy khác máy ly tâm treo bình thường phần có dạng hình nón với góc nghiêng lớn góc rơi tự nhiên bã Khi rơto dừng lại bã tự trượt xuống theo thành nón khỏi rôto III.1.3 Máy ly tâm nằm ngang tháo bã dao Các loại máy ly tâm đây, lúc tháo bã phải hãm máy, thời gian tiêu hao lượng vơ ích Loại máy ly tâm nằm ngang tháo bã dao làm việc gián đoạn tất giai đoạn tự động hoá nên thời gian chu kỳ ngắn loại tháo bã tay Hình VII- Máy ly tâm tháo bã dao có cửa tháo đáy Sau mở máy cho rôto quay cho huyền phù vào rơtơ theo ống tiếp liệu (trên ống có lắp van đặc biệt) Sau huyền phù vào đủ lượng yêu cầu van đóng lại xảy q trình ly tâm Lớp bã rôto ngày dày lên đảm bảo chiều dày quy định xy lanh lực hạ pittông xuống kéo theo dao cạo bã, cạo thành lớp mỏng rơi xuồng máng hứng phía Như dao lấy bã cách gián đoạn chuyển động xoay dao nhờ chuyển động tịnh tiến pittông III.2 Các máy ly tâm làm việc liên tục Trong máy ly tâm làm việc liên tục, huyền phù (hay nhũ tương) liên tục cho vào, nước bã liên tục lấy Loại gồm có loại máy ly tâm khác III.2.1 Máy ly tâm nằm ngang làm việc liên tục, tháo bã pittông Ưu điểm chủ yếu loại máy làm việc liên tục nên suất cao So với máy ly tâm tháo dao có kết cấu gọn, hơn, lượng tiêu thụ đơn vị sản phẩm nhỏ Tuy nhiên máy cịn có số nhược điểm kết cấu phức tạp, tiêu tốn lượng không theo thời gian, lưới lọc chóng mịn bị ma sát với pittông đẩy bã Loại máy ly tâm dùng để ly tâm huyền phù đặc (50% pha rắn trở lên), kích thước hạt khoảng 0,04-0,12mm Thường dùng để ly tâm huyền phù mà pha rắn dạng tinh thể (NH4)2SO4, NaCl, CaSO4 ,v.v - 56 - Máy gồm có pittơng lắp chặt lên đầu cần đẩy, cịn đầu cần đẩy lắp pittơng xylanh lực điều khiển dầu khí nén Cần đẩy nằm trục rỗng, đầu trục rỗng lắp chặt rôto, đầu lắp bánh đai chuyển động Cần đẩy quay với trục rỗng để phân phối huyền phù, đồng thời chuyển động tịnh tiến qua lại 12-16 lần/giờ để đẩy bã khỏi roto Hình VII- Sơ đồ nguyên lý máy ly tâm lọc làm việc liên tục có piston đẩy pha rắn III.2.2 Máy ly tâm tháo bã lực ly tâm Máy ly tâm tháo bã lực ly tâm gồm có roto lọc hình cơn, lắp cơng-xơn trục thẳng đứng, trục quay ổ đỡ Ổ đỡ đặt giảm chấn cao su Rôto quay nhờ động qua phận truyền động đai Nguyên liệu liên tục chảy thành dòng vào rơto hình Do tác dụng lực ly tâm, huyền phù di chuyển dọc theo lưới lọc roto Chất lỏng tách qua lỗ lưới rơto, cịn bã rửa làm khơ Thành phần lỏng vào phận chứa hình vành khăn, phần bã rắn chuyển động lên văng khỏi rôto đưa vào thùng chứa - 57 - Hình VII- Máy ly tâm liên tục rơ to hình nón tự tháo bã Góc nghiêng rơto lọc phải bảo đảm cho huyền phù chuyển động lên phía trên, tác động áp suất phần nguyên liệu đưa vào Lỗ lưới lọc roto lọc hình dạng khe có chiều rộng khoảng 0,04-0,15mm Vì mà sức cản lưới lọc lớn, tương đương với sức cản bã (có chiều dày khoảng vài milimet) IV MÁY LY TÂM LẮNG IV.1 Máy ly tâm lắng nằm ngang tháo bã vít xoắn Loại dùng để phân ly huyền phù mịn có nồng độ trung bình lớn Trong cơng nghiệp thực phẩm loại máy dùng để tách tinh bột khỏi nước quả, ngành công nghiệp khác dùng để phân riêng pha rắn pha lỏng Máy gồm có hai rơto Rơto ngồi có dạng hình nón hoăc trụ-nón, rơto có dạng hình trụ mà mặt ngồi có gắn vít tải Rơto rơto ngồi quay chiều rôto quay chậm rôto 1,5-2 % (khoảng 20-100vg/ph) nhờ hộp giảm tốc vi sai Rơto có đục lỗ để dẫn huyền phù nhập liệu Góc nghiêng phần hình nón rơto khoảng 9-10O Quá trình lắng xảy khoảng không gian hai rôto, bã bám vào mặt rơto ngồi vít tải đẩy phía cửa tháo bã Nước phía ngược lại, chảy qua cửa đáy ngồi Trong phần rơto khơng bị ngập nước, bã vừa đưa khỏi rơto vừa làm khơ Hình VII- Máy ly tâm lắng liên tục tháo bã vít xoắn - 58 - Có thể điều chỉnh chế độ làm việc máy cách thay đổ số vòng quay thay đổ chiều dài lắng ta xoay cửa chảy tràn Lỗ chảy tràn gần trục quay lớp nước sâu, chiều dài lắng dài, lắng hạt có kích thước nhỏ Ưu điểm máy phân ly huyền phù mịn, suất lớn Nhược điểm tốn nhiều lượng để tháo bã, tổn thất hộp giảm tốc vi sai lớn, bã bị vụn nát, nước lẫn nhiều hạt rắn; máy làm việc nặng nề, ồn IV.2 Máy phân ly siêu tốc loại dĩa Máy phân ly siêu tốc loại dĩa có nhiều loại: loại hở, loại kín, loại nửa kín, loại tháo bã tay ly tâm Ðây nhóm có nhiều máy loại máy ly tâm siêu tốc Máy ly tâm siêu tốc loại dĩa dùng để phân li huyền phù có hàm lượng pha rắn nhỏ phân ly nhũ tương khó phân ly Máy ly tâm siêu tốc loại dĩa dùng để tách bơ sữa, tinh luyện dầu thực vật lắng chất béo Bộ phận chủ yếu máy rôto gồm dĩa chồng lên với khoảng cách thích hợp Nếu phân li nhũ tương dĩa có khoan lỗ, dĩa lỗ phải nằm đường thơng thẳng đứng, qua sản phẩm ban đầu vào khe hở dĩa Khoảng cách dĩa 0,41,5mm Dĩa giữ nhờ gân mặt dĩa Ðộ nghiêng dĩa nón cần đủ đảm bảo để hạt vật liệu trượt xuống tự (thường góc nửa đỉnh nón từ 30-500) Hình VII- Máy ly tâm lắng phân ly nhũ tương kiểu dĩa Máy làm việc gián đoạn liên tục Máy làm việc gián đoạn trường hợp tháo bã tay Do dung tích khoảng khơng gian lớp bùn phân li khơng lớn nên máy ly tâm tháo bã tay sử dụng hiệu thành phần hạt lơ lửng đến 0,05% thể tích Ưu điểm loại mức độ phân ly cao, thể tích roto lớn Nhược điểm cấu tạo lắp ráp khó, với mơi trường ăn mịn - 59 - Hình VII- 10 Máy ly tâm lắng làm huyền phù IV.3 Máy ly tâm siêu tốc loại ngăn Máy ly tâm siêu tốc loại ngăn thường dùng phân riêng huyền phù có hàm lượng pha rắn ít, kích thước pha rắn nhỏ, nhẹ Không dùng để phân li nhũ tương Trong công nghiệp thực phẩm, máy phân li siêu tốc loại ngăn thường dùng làm nước quả, làm rượu, bia, tách tạp chất dầu thực vật, xăng, sơn dầu bơi trơn Máy gồm có roto lắp trục quay thẳng đứng Phía roto đặt vách ngăn hình trụ đồng tâm.Huyền phù cho vào ống nhập liệu qua không gian ngăn roto Dưới tác dụng lực ly tâm, pha rắn lắng thành ngăn tháo dừng máy Nước dẫn ngồi qua rãnh bố trí ngăn Loại dùng phân riêng huyền phù mịn (khơng phân riêng nhũ tương), thí dụ tách tạp chất dầu, xăng, loại sơn, nước v.v Máy thường quay với số vòng quay 5000-10000 vg/ph, với số ngăn từ 5-10 Máy đảm bảo hai nguyên tắc: tăng chiều dài lắng giảm chiều dày lớp chất lỏng nên giảm lượng hạt rắn theo nước Máy làm việc liên tục vách ngăn chứa đầy bã dừng máy tháo bã tay IV.4 Máy ly tâm siêu tốc loại ống Ðây loại máy có roto nhỏ dài để phân riêng huyền phù nhũ tương Ðường kính roto vào khoảng 200 mm, tỉ lệ chiều dài roto với đường kính khoảng 5-7 Nếu máy dùng để phân riêng huyền phù đầu roto (nắp roto) có lỗ để nước ra, bã giữ lại thành roto tháo tay Nếu máy dùng phân riêng nhũ tương nắp rơto có hai lỗ thốt: lỗ gần trục để thoát pha nhẹ, lỗ để thoát pha nặng Nhũ tương đưa vào rôto áp suất 0,25-0,3 at qua dĩa phân phối khoảng không gian roto chắn (được gắn dọc theo chiều dài roto, gồm ba cách 120o) - 60 - Khi phân ly nhũ tương cho pha nặng pha nhẹ không trộn lẫn dùng tách cho bán kính lớp phân chia phải nằm vành khăn tách Hình VII- 11 Máy ly tâm siêu tốc loại ống - 61 - ... l? ?i sàng lâu, nguyên liệu rửa Hình II - Máy rửa kiểu sàng - 14 - Chương III MÁY PHÂN LO? ?I - LÀM SẠCH VẬT LIỆU R? ?I I KH? ?I NIỆM CHUNG VỀ PHÂN LO? ?I - LÀM SẠCH Vật liệu r? ?i vật liệu dạng hạt đường,... Ngo? ?i quãng đường vận chuyển d? ?i, vật liệu bị phân lớp theo kh? ?i lượng riêng − Năng lượng tiêu tốn đơn vị nguyên liệu vận chuyển lớn so v? ?i máy khác BĂNG T? ?I Băng t? ?i máy vận chuyển vật liệu r? ?i. .. vật liệu r? ?i bao gồm nhiều thành phần khác thường khơng hồn tồn đồng Sự phân chia kh? ?i vật liệu r? ?i theo tính chất vật lý g? ?i chung trình phân lo? ?i- làm vật liệu r? ?i Tuy nhiên tùy theo công việc