các loại máy phân loại và làm sạch

Máy phân loại và máy làm sạch có thể được phân biệt như sau: Máy làm sạch tách phần vật liệu được xem là tạp chất ra khỏi khối hạt nguyên liệu ban đầu để thu được khối hạt có tính chất c

1: ĐẶT VẤN ĐỀ

Vật liệu rời là các vật liệu dạng hạt như đường, bột, hạt ngũ cốc, v.v Thông thường vật liệu rời bao gồm nhiều thành phần khác nhau và thường không hoàn toàn đồng nhất Sự phân chia khối vật liệu rời theo một tính chất vật lý nào đó được gọi chung là quá trình phân loại-làm sạch vật liệu rời Tuy nhiên tùy theo công việc cụ thể, các máy phân loại-làm sạch có thể được gọi là máy phân loại hay máy làm sạch Máy phân loại và máy làm sạch có thể được phân biệt như sau:

Máy làm sạch tách phần vật liệu được xem là tạp chất ra khỏi khối hạt nguyên liệu ban đầu để thu được khối hạt có tính chất công nghệ như nhau Thí dụ như tách các loại tạp chất rơm rạ ra khỏi khối hạt thóc lúa Máy phân loại chia khối vật liệu ban đầu thành nhiều loại khác nhau dựa trên một số đặc điểm, tính chất nào đó, thí dụ như phân chia hạt thóc thành loại hạt dài và hạt ngắn Trong công nghệ thực phẩm, các máy phân loại được chia thành hai nhóm:

Nhóm đơn giản: Các máy phân loại thuộc nhóm nầy có nhiệm vụ phân loại hỗn hợp thành hai thành phần theo một dấu hiệu riêng, thí dụ mặt sàng với một loại lỗ (cùng kích thước và hình dạng lỗ), máy chọn theo

cỡ hạt, ống phân loại,

Nhóm phức tạp: Các máy phân loại theo nhóm nầy có cấu tạo gồm hai hoặc nhiều máy đơn giản trong một hệ thống hoàn chỉnh và có thể tách một hỗn hợp thành ba hoặc bốn thành phần

trở lên theo những tính chất riêng Thí dụ sàng quạt có thể phân loại hỗn hợp thành nhiều thành phần theo kích thước khối lượng riêng và tính chất khí dộng của các cấu tử (các loại tạp chất như rác, bụi, hạt lép được tách riêng ra khỏi khối hạt chính

Hiện nay trong sản suất, quá trình phân lọai có thể thực hiện trên một số máy theo các nguyên lý sau:

Phân loại theo kích thước hình học của hạt: dùng các loại máy sàng, máy rây và ống phân loại hạt kiểu ống trụ

Phân loại theo trạng thái bề mặt của hạt: máy gằn thóc khỏi gạo lức (máy sàng Pakis, máy sàng kiểu khay)

Phân lọai theo khối lượng riêng: dùng băng tải nghiêng, mặt xoắn ốc, các lọai máy gằn đá, sàng Pakis, sàng kiểu khay,

Phân loại theo tính chất khí động của hạt: dùng quạt thổi hoặc hút

Phân lọai theo từ tính: dùng nam châm vĩnh cửu và nam châm điện để tách các tạp chất sắt

Phân loại theo màu sắc: dùng các máy phân loại bằng điện tử và quang điện

2: NỘI DUNG 2.1: Máy tách tạp chất sắt

Tạp chất sắt như bulông, đinh, thép, mạt sắt thường lẫn trong các vật liệu rời, hạt ngũ cốc Sắt thể làm hư hỏng máy móc sản xuất gia công chế biến, do đó cần chú ý tách sắt ra nhằm

hạn chế hư hỏng

Ðể tách tạp chất sắt thường sử dụng nam châm vĩnh cữu hoặc nam châm điện Nam chân được lắp trên đường đi của nguyên liệu, tạp chất sắt sẽ được giữ lại còn các vật liệu khác đi qua Phần tạp chất nầy được lấy ra định kỳ để bảo đảm khả năng làm việc của nam châm

Hình 1: Máy tách tạp chất sắt

Hình 2: Trống quay tách tạp chất sắt từ

2.2:Máy tách hạt màu

Hạt ngũ cốc có màu khác không đặc trưng thường là các hạt không tốt hoặc hư hỏng Để tách các hạt có màu khác thường ra khỏi khối hạt, có thể dùng máy tách hạt màu Máy tách hạt màu làm việc dựa theo nguyên tắc phân biệt hạt màu bằng cảm biến màu của dòng hạt đang trượt trên rãnh Nếu phát hiện hạt có màu khác lạ, một ống thổi khí sẽ thổi hạt màu

ra khỏi rãnh và rơi xuống máng hứng bên dưới Máy có thể tách hầu hết các hạt có màu sẫm ra khỏi khối hạt có màu sáng

Đối với gạo, năng suất máy có thể đạt tới 200 kg/h/rãnh Thông thường mỗi máy có thể có từ 60- 80 rãnh làm việc đồng thời

Hình 3: Nguyên lý tách hạt màu Trong một số trường hợp có thể dựa vào sự khác nhau về màu sắc để phân loại Trên hình 1.10 là sơ đồ thiết bị phân loại theo màu sắc Sortex Junsơn Nguyên liệu đầu được đưa vào phễu nạp liệu 1 Sau khi qua máng rung 2 và băng tải 3, hạt được rải đều thành lớp rồi đưa vào phòng quang học 4 Do tác dụng của các tế bào quang điện 8 mà hỗn hợp được phân chia thành 2 loại: hạt có màu đặc trưng và hạt có màu bình thường Hạt có màu đặc trưng được nạp điện và sau khi ra khỏi phòng quang học thì được hút lệch về một phía Mỗi lần lựa chọn chỉ phân loại được 2 màu Muốn phân loại được nhiều màu ta phải dùng nhiều kính chuẩn và làm lại nhiều lần hoặc dùng nhiều máy.Yêu cầu hạt phải được dải thành lớp mỏng, sao cho hạt nọ không che lấp quả kia thì việc phân loại mới không bị bỏ sót

Hình 1.10 Sơ đồ thiết bị phân loại theo màu sắc Sortex Junsơn

1- phễu nạp liệu- 2- máng rung; 3- băng tải; 4-buồng quang học; 5– tế bào quang điện; 6- tấm ngăn; 7- bộ phận tích điện; 8, 9- các điện cực;

10-các tấm ngăn; 11- bộ khuyếch đại

2.3: Máy tách thực phẩm

Để tách nước ra khỏi thực phẩm người ta dùng phương pháp ép nước

2.3.1: Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo

- Nguyên tắc chà là tạo ra cho nguyên liệu một lực cơ học cần thiết làm cho nó văng ra rồi ép mạnh vào mặt sàng có đục lỗ nhỏ Phần qua sàng là bột chà, phần trên sàng là bã thải ra Nguyên tắc này được dùng trong sản xuất cà chua cô đặc và nhiều loại nước quả có thịt quả Theo nguyên lý này thì bộ phận chà được cấu tạo bởi các cánh đập hoặc roi thép lắp trên trục quay, bao quanh cánh đập hoặc roi thép là sàng có kích thước lỗ phù hợp

- Nguyên tắc ép là tạo ra cho nguyên liệu một lực cơ học cần thiết để phá vỡ màng nguyên sinh chất làm cho dịch bào tiết ra Nguyên tắc này

được ứng dụng để sản xuất nước quả không dịch quả hoặc ép dầu trong hạt có dầu Như vậy, về cấu tạo máy ép gồm có: bộ phận ép kiểu bàn ép với vít ép quay, bàn ép với truyền động thuỷ lực hoặc khí nén, pít tông với cơ cấu tay quay thanh truyền hoặc bánh lệch tâm,

Do dịch bào trong không bào bị bao bọc bởi nguyên sinh chất Đối với rau quả chất nguyên sinh có tính bán thấm, ngăn cản sự tiết dịch bào Muốn nâng cao hiệu suất ép phải làm giảm tính bán thấm của nguyên sinh chất bằng cách làm biến tính chất nguyên sinh hay làm chết tế bào bằng các phương pháp phá vỡ cấu trúc tế bào, đun nóng, sử dụng nấm men chứa hỗn hợp pectinaza, proteaza, dùng tác dụng của dòng điện Ngoài ra trong khối nguyên liệu ép, các thành tế bào tạo ra bộ khung là những ống mao dẫn chứa đầy dịch bào Khi ép, dịch bào sẽ theo các ống mao dẫn mà chảy ra Nếu nguyên liệu quá mềm, khi ép nó sẽ thành một khối đặc, các ống mao dẫn bị phá huỷ và dịch bào không chảy ra được Chiều dày lớp nguyên liệu ép lớn thì ống mao dẫn cũng bị tắc Khi ép, cần phải tiêu hao năng lượng để phá vỡ các tế bào, thắng lực liên kết giữa dịch bào và bã, khắc phục sức cản thuỷ lực của các ống mao dẫn và của vật liệu ép Muốn thu được nhiều nước ép, người ta tăng áp suất ép từ từ,

vì nếu tăng đột ngột thì ống mao dẫn bị thắt lại và bịt kín Người ta chỉ dùng áp suất cao ở giai đoạn cuối để ép kiệt

Khi ép lấy pha lỏng áp lực ép phải đạt tới trị số giới hạn nhất định tùy theo từng loại vật liệu để phá rách màng tế bào làm cho chất lỏng chảy ra

Ví dụ khi ép các loại quả, do màng tế bào chứa chất lỏng không dai nên lực ép chỉ cần 7 - 10 at, nhưng khi ép mía áp lực cần đạt 300 - 400 at

2.3.2: Cấu tạo và cách sử dụng một số máy chà ép

a) Máy chà quả kiểu cánh đập KPD

Máy chà quả kiểu cánh đập DKP được dùng chủ yếu trong dây chuyền sản xuất cà chua cô đặc (hình 5) Cấu tạo máy gồm có trục quay làm bằng thép không rỉ, trên đó có gắn các cánh đập bằng gỗ, thép hoặc các roi thép Các cánh đập lắp nghiêng so với đường sinh của trục quay một góc 1,5÷2o Do có góc nghiêng này mà nguyên liệu di chuyển theo đường xoắn ốc và bã được đùn ra ngoài ở cuối máy Sàng được làm bằng đồng hay thép không rỉ có dạng nửa hình trụ bao quanh bộ phận chà Trên sàng có đục nhiều lỗ nhỏ, kích thước lỗ của mỗi sàng: 0,5; 0,75; 1,0; 1,5 tuỳ thuộc vào loại nguyên liệu và yêu cầu công nghệ Ví dụ: để sản

xuất nước quả đục, người ta dùng lỗ sàng: 0,5÷0,75mm; để sản xuất cà chua cô đặc, mứt chuối mứt dứa người ta dùng sàng có lỗ 1,0÷1,5mm Chú ý: để sản phẩm chà không bị đen, ít tổn thất vitamin, các bộ phận tiếp xúc với nguyên liệu không nên làm bằng đồng hay đồng thau mà tốt nhất là làm bằng thép không rỉ Vận tốc trục quay khoảng 700vg/ph Khi sử dụng máy, trước hết cần phải xem xét loại nguyên liệu đưa vào chà Nếu nguyên liệu hơi cứng như cà rốt, mơ có thể chần hay hấp cho mềm Nếu nguyên liệu có nhiều xơ như: dứa phải xay, nghiền nhỏ Trong khi chà phải thường xuyên kiểm tra bã chà Nếu bã quá ướt tức là còn lại nhiều thịt quả, nếu bã quá khô tức là có phần xơ theo bột chà, khi đó cần phải thực hiện điều chỉnh máy để đảm bảo năng suất, hiệu suất và chất lượng bột chà:

- Điều chỉnh số vòng quay của bộ phận chà Khi tăng số vòng quay thì tăng năng suất, tuy nhiên do tăng số vòng quay thì thời gian nguyên liệu nằm ở trong máy ngắn, tỷ lệ bột chà thoát ra theo bã nhiều

- Điều chỉnh góc nghiêng của cánh chà, nếu bã quá khô thì tăng góc nghiêng cánh chà để bã thoát ra nhanh hơn, bã ướt thì làm ngược lại

- Điều chỉnh khe hở giữa cánh chà và mặt sàng, nếu bã quá khô thì tăng khe hở, bã quá ướt thì giảm khe hở Ví dụ: Chế độ làm việc của máy chà đối với cà chua được ghi trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Chế độ làm việc của máy chà khi chà cà chua

Dạng nguyên

liệu

Số vòng quay (vg/ph)

Khe hở (mm)

Góc nghiêng (độ)

Cà chua nóng

Cà chua nguội

600 700

3 5

1,5 2,0

Đặc tính kỹ thuật: năng suất máy 2,0 tấn/h; công suất động cơ điện 4,5kW; đường kính sàng 300mm; chiều dài sàng 544mm; đường kính lỗ sàng 0,6÷1,5mm

b) Máy ép dịch quả H-5

Máy ép dịch quả H-5 là loại máy ép kiểu vít, được dùng để tách dịch bào ra khỏi nguyên liệu rau quả (hình 6)

Máy gồm vít 1 quay trong vỏ máy Nửa dưới vỏ máy được thay bằng sàng để phân ly dịch bào Phần cuối của vỏ máy có đoạn ống hình nón và mặt mút có lắp sàng nhằm làm giảm tiết diện của lỗ tách bã , tăng được

áp suất ép

Nguyên liệu sau khi đã được xay nghiền hoặc rau quả mềm được cho vào phễu cấp liệu 3 Nhờ vít 1 đẩy nguyên liệu di chuyển theo chiều dọc trục Do tiết diện cửa ra nhỏ nên tạo ra lực nén ép nguyên liệu, làm cho dịch bào trong rau quả tiết ra, chảy qua lỗ sàng xuống máng 4, qua cửa xã

ra ngoài Bã thoát ra qua lỗ sàng ra cửa 5

Để nâng cao hiệu suất ép, nghĩa là thu được nhiều dịch bào, áp suất ép cần được tăng dần dần Nếu tăng đột ngột thì ống mao dẫn dễ bị thắt lại

và bịt kín Vì vậy, chỉ cần tăng áp suất ở giai đoạn cuối, để ép kiệt trước khi đẩy bã ra ngoài cửa thoát

Đặc tính kỹ thuật: năng suất máy 5tấn/h; công suất động cơ điện 10 kW

Hình 6: Máy ép dịch quả H-51.vít xoắn; 2.đoạn ống thu hẹp hình nón;

3 phễu cấp liệu; 4 máng hứng nước ép;5 cửa thoát bã;

c) Máy ép dầu EP

Máy ép dầu EP (hình 7) là loại máy ép kiểu vít, dùng để ép dầu lạc, đỗ tương, hướng dương,

Nguyên liệu (dạng bột) trước khi đưa vào máy ép được gia nhiệt trong thùng hấp 1 Thùng này có 3 tầng, đáy của mỗi tầng được đốt nóng bằng hơi, có các cửa 5 để lưu thông nguyên liệu từ tầng trên xuống tầng dưới Tầng trên cùng được đốt nóng bổ xung nhờ lắp thêm buồng đốt phụ 2

Hình 7: Máy ép dầu EP

1- thùng hấp; 2- buồng đốt phụ; 3- trục khuấy; 4- dao khuấy; 5- cửa thông bột tự động; 6- cửa ra bột hấp; 7- puli thùng hấp; 8- bánh răng côn; 9- puli trục khuấy; 10- puli trục vít xoắn cấp liệu; 11- con lăn căng; 12- tải trọng căng; 13- trục vít xoắn cấp liệu; 14- vít xoắn cấp liệu; 15- van quay; 16- thùng chứa liệu; 17- bệ máy ép; 18- thân hộp giảm tốc; 19- puli dẫn động của thùng hấp; 20- puli dẫn động máy ép; 21- trục vào hộp giảm tốc; 22- cặp bánh răng côn; 23- cặp bánh răng trụ; 24- trục ra của hộp giảm tốc; 25- nối trục; 26- trục ép; 27-vít xoắn ép; 28- đai ốc xiết chặt; 29- ổ bi đũa chặn; 30- lòng ép; 31-giá đỡ lòng ép; 32- bạc lót có ren; 33- đai ốc đặc biệt; 34, 35, 36-bánh răng của cơ cấu bạc côn; 37- tay gạt của cơ cấu dịch chuyển bạc côn; 38- khớp vấu; 39- nửa khớp vấu quay; 40- nửa khớp vấu cố định; 41- bạc côn; 42- dao cắt; 43- ống dẫn nước làm nguội; 44-dụng cụ để tháo lòng ép

Dao khuấy 4 dược lắp trên trục khuấy 3 quay trong thùng hấp có tác dụng làm tơi bột và gạt bột thoát qua các cửa 5 để đưa xuống gia nhiệt ở tầng dưới Sau khi gia nhiệt ở tầng dưới cùng, nguyên liệu được dao khuấy gạt qua cửa 6 vào thùng chứa 16 và được vít xoắn 14 cung cấp vào cho trục ép 26 Lượng cung cấp được điều chỉnh nhờ van quay hình cầu

15 Trục ép 26 dạng vít, quay trong lòng ép có khe 30 sẽ tiếp nhận nguyên liệu do vít xoắn 14 cung cấp vào và tiếp tục đẩy chúng di chuyển theo trục ngang Do ma sát giữa nguyên liệu với mặt trong của lòng ép và gân vít, đồng thời ở cửa ra khô dầu phía cuối trục ép có tiết diện thu hẹp nhất so với tiết diện của lòng ép nên nguyên liệu bị nén ép và dầu được thoát ra Bã (khô dầu) chui qua khe vòng của bạc côn di động 41 ra ngoài

và được nghiền vụn nhờ dao 42 gắn trên trục ép Dầu ép chảy qua các khe của lòng ép vào tấm đáy rồi chảy vào thùng chứa dầu chung

Trên hình 8 là sơ đồ cấu tạo trục ép Nó được cấu tạo bởi một trục 1, trên đó lồng nhiều đoạn vít xoắn Đoạn vít xoắn nhận liệu 2 lắp ở phía thùng cấp liệu có gân vít kép và bước vít lớn nhất, tiếp theo đó là các đoạn vít xoắn 3, 4, 5, 6, 7, 8 có gân vít đơn và bước vít ngắn dần để tăng dần áp lực ép ở giai đoạn cuối Giữa các đoạn vít xoắn được lồng thêm các bạc lót trung gian hình côn 9, 10, 11, 12, 13 và các bạc lót phụ hình trụ 14, 15, 16, 17, 18 làm cho đường kính trục thay đổi, tạo cho bột có chuyển động rối để tăng khả năng đảo trộn khi ép Các đai ốc 19, 20 dùng

để xiết chặt và ép toàn bộ các đoạn vít xoắn và ống lót vào gờ đặc biệt trên trục 1 Trên hình 7 là sơ đồ cấu tạo lòng ép Lòng ép 1 gồm hai nửa giống nhau đặt úp vào nhau, trên ranh giới giữa hai nửa người ta đặt hai dao gạt 4 nhô ra khỏi mặt trong của lòng ép tạo thành hai đường gân góp phần làm cho nguyên liệu chuyển động tịnh tiến dọc trục mà không chuyển động quay tròn tại chỗ Theo chiều dài, lòng ép được chia thành 4 đoạn có đường kính khác nhau Mỗi đoạn lòng ép được tạo nên do nhiều thanh ghi hay tấm có rãnh 5 xếp sát nhau, sao cho giữa chúng có khe hở thích hợp để thoát dầu Lòng ép được đặt trong một giá đỡ, được kết cấu bởi những đai thép 2 và thanh suốt giằng lại với nhau Nửa trên và dưới của lòng ép được ghép chặt với nhau nhờ các bu lông và đai ốc 3 Trục vít được đặt vào trong lòng ép, khi máy làm việc thì trục vít quay còn lòng ép cố định

Khả năng ép kiệt dầu và chất lượng dầu ép phụ thuộc vào áp lực ép,

độ ẩm của nguyên liệu và nhiệt độ trong buồng ép

Áp lực ép là thông số quan trọng nhất của quá trình ép, nó được tạo nên do sự nén và sự phản kháng của nguyên liệu Trị số của áp lực phụ thuộc chủ yếu vào các thông số về cấu tạo của lòng ép, trục ép và đặc tính

cơ lý của nguyên liệu Thông thường người ta kết cấu trục ép có bước vít

và đường kính thay đổi, sao cho bước vít giảm dần từ cửa vào đến cửa ra còn đường kính thì ở đoạn đầu và cuối lớn hơn ở những đoạn giữa Như vậy, ở đoạn đầu sẽ có bước vít và đường kính lớn để nguyên liệu vào nhanh còn ở đoạn cuối sẽ có bước vít nhỏ và đường kính lớn để nguyên liệu ra chậm, nhờ đó mà áp lực trong buồng ép được tăng dần lên Đặc biệt là tại cửa ra khô dầu có tiết diện nhỏ hơn tất cả các điểm trên lòng ép

đã tạo nên sự tăng đột ngột áp lực đảm bảo cho việc ép kiệt dầu trước khi đẩy bã ra ngoài