thiết bị tạo hạt và thiết bị tạo màng bao siêu mỏng

THIẾT BỊ TẠO HẠT VÀ THIẾT BỊ tạo màng bao siêu mỏngI.ĐẶT VẤN ĐỀ: Như ta đã biết, để thu nhận được các sản phẩm cuối cùng trong tổng hợp vi sinh thì có rất nhiều công đoạn khác nhau.. Tro

THIẾT BỊ TẠO HẠT VÀ THIẾT BỊ tạo màng bao siêu mỏng

I.ĐẶT VẤN ĐỀ:

Như ta đã biết, để thu nhận được các sản phẩm cuối cùng trong tổng hợp

vi sinh thì có rất nhiều công đoạn khác nhau Trong đó quá trình tạo viên và tạo màng bao siêu mỏng là cần thiết để tạo hình cho sản phẩm Các chế phẩm được tạo hạt có rất nhiều ưu điểm đáng kể so với các sản phẩm được nghiền mịn làm giảm sự tạo bụi khi vận chuyển, định lượng, chia gói và đóng gói sản phẩm Trong công nghiệp vi sinh thường người ta sử dụng các thiết bị như: máy ép, máy ép đùn, máy ép khuôn tạo hạt loại vít tải, máy tạo hạt sấy nấm men gia súc và lizin, máy sấy tạo hạt tổng hợp và các thiết bị tạo màng…

II.NỘI DUNG:

1.Thiết bị tạo hạt

Ngày nay trong công nghiệp thực phẩm người ta dùng phương pháp ép đùn, tạo hạt và được xem là công nghệ mới rất hữu hiệu trong chế biến thực phẩm

1.1 Máy ép đùn và vê tròn bằng phương pháp ly tâm

Công nghệ ép đùn là một quá trình chế biến thực phẩm hiện đại hoàn toàn không sử dụng nguồn năng lượng từ bên ngoải cung cấp mà do ma sát

nó tự sinh nhiệt xử lý các nguyên liệu ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn Máy ép tác động liên tục thực hiện quá trình tạo hạt ẩm Máy ép tạo hạt dạng trục vít có loại ép thẳng theo chiều dọc và chiều ngang, kiểu hở và kiểu kín phòng nổ

a Cấu tạo

2 Con lăn định hình 6 Hộp giảm tốc

4 trục vít

b Nguyên tắc hoạt động

Trước tiên, khởi động bộ dẫn động 7, rồi truyền qua hộp giảm tốc 6 để số vòng quay của các vít và con lăn định hình được điều chỉnh từ 0,28- 1,17 vòng/ phút Sau đó khối enzim dạng bột được đưa vào phểu nạp liệu 5 rồi được đưa vào khoang sàng nhờ các vít quay 4 2 vít quay này quay ngược chiều nhau làm chuyển đảo khối bột nhào đến buồng sàng Tại đây khối bột nhào bị đúc áp lực nhờ các con lăn định hình và sau đó bị ép thẳng qua lưới 3 dọc theo chiều dài của các con lăn định hình có hướng quay ngược nhau Đường kính của các con lăn định hình được tăng lên theo hướng chuyển dịch của khối bột nhào Các hạt tạo thành có nhiều kích thước khác nhau tùy vào đường kính của lưới 1, 2, 3, 4, 5mm

c ưu điểm, nhược điểm:

ưu điểm:

- hoạt động liên tục

- cấu tạo đơn giản

- vận hành máy dễ dàng

- điều chỉnh kích thước hạt theo yêu cầu

nhược điểm:

- con lăn dễ gãy vỡ

- chất Lysine trong quá trình ép đùn bị mất nhiều hơn trong quá trình nướng do nhiệt độ tăng và độ ẩm giảm, một số vitamin A, C, E, phần nào cũng bị hao hụt (do vậy người ta thường bổ sung lượng vitamin trên bề mặt thực phẩm sau khi ép đùn)

d ứng dụng:

- tạo hạt cho khối enzim, sản xuất các dạng sản phẩm từ tinh bột hoặc

từ bột mỳ

1.2 Máy tạo hạt dạng vít

a Cấu tạo

1 động cơ điện 6 khớp bảo vệ

2 khớp trục kiểu ống dạng đàn hồi 7 bộ nạp liệu dạng roto

3 hộp giảm tốc 8 vỏ thiết bị

11 đầu làm sạch 12 lưới khuôn đúc

b Nguyên tắc hoạt động:

Máy tạo hạt dạng vít dùng để tạo hạt các sản phẩm dạng bột nhão gồm phễu nạp liệu, vỏ được chế tạo bằng thép không gỉ, bên trong có vít 10 với đầu làm sạch 11, hai bộ nạp liệu dạng roto 7, bộ dẫn động và bộ cắt Trước tiên khởi động động cơ điện 1 truyền động qua khớp trục kiểu ống dạng ống đàn hồi 2, qua hộp giảm tốc 3 để điiều chỉnh vận tốc lại cho phù hợp với quá trình tạo hạt Nguyên liệu được nạp vào liên tục qua cửa

số 7 nhờ vít tải 10 vận chuyển nguyên liệu được nén lại qua lưới khuôn kéo 12 Sản phẩm ra khỏi khuôn kéo bị dao mỏng cắt đứt ra thành các hạt

có bề dày quy định

c ưu nhược điểm:

ưu điểm:

-Cấu tạo đơn giản

-Làm việc liên tục

Nhược điềm:

-Tạo hạt không đồng đều

- Năng suất không cao

Ứng dụng

- Để tạo hạt các sản phẩm bột nhão

1.3 Máy tạo hạt dạng hai vít

a cấu tạo:

b nguyên tắc hoạt động:

Thiết bị tạo hạt dạng hai vít thường được sử dụng nhiều vì nó hoạt động liên tục Máy tạo hạt gồm hai vít song song không nối nhau với phòng nạp liệu chung.mỗi vít được đặt trong một phòng riêng có bộ khuôn kéo

và đầu làm sạch Hai bộ nạp liệu dạng roto được lắp song song với các vít trong các phòng Nguyên liệu dạng bột nhào được vít tải chuyển đến cửa nạp liệu số 5, Nhờ động cơ điện 3 quay làm cho bộ nạp liệu roto đưa nguyên liệu vào trong các vít 11, 16 Nhờ 2 vít chuyển động ngược chiều nhau làm nguyên liệu dịch chuyển đến khuôn ép 13, bị nén lại sau đó ép thẳng qua lưới khuôn kéo 15 và đi ra ngoài

c ưu nhược điểm:

ưu điểm:

- thiết bị làm việc liên tục nên năng suất cao

- tốc dộ quay lớn, thời gian tạo hạt ngắn

- kích thước hạt đồng đều vận hành máy dễ dàng

- điều chỉnh kích thước hạt theo yêu cầu

Nhược điểm:

- tốn chi phí

d.ứng dụng

để tạo các sản phẩm bột nhào dạng ligin thủy phân có độ ẩm 55- 58% 1.4 Thiết bị tạo hạt dạng tầng sôi.

Phương pháp tạo hạt tạo ra sản phẩm trong trạng thái lỏng xoáy khi phun liên tục bị liên kết lại, nó được đảo trộn, tạo hạt, sau đó được sấy khô cùng trong một thiết bị Thiết bị tạo hạt có tầng sản phẩm giả lỏng gồm

bộ định lượng, thiết bị tạo hạt, quạt cung cất không khí cần thiết để tạo tầng giả lỏng và chuyển đảo toàn bộ bột nhão, calorife để đun nóng không khí, phễu nhận và cơ cấu nâng nắp máy tạo hạt

a) Cấu tạo

1.Dung lượng 8.Phòng bốn hình đáy quạt

3.Côn nạp liệu bằng cao su 10.Lọc túi

7.Quạt 14.Dung lượng cho chất lỏng tạo hạt

b Nguyên tắc hoạt động:

Trước tiên không khí được hút vào từ cửa hút không khí, qua bộ lọc 6

để lọc cho không khí sạch hơn trước khi đưa vào thiết bị Không khí tiếp

tục đưa vào hệ thống calorife nâng đến một nhiệt độ nhất định Rồi đi vào

thiết bị nhờ van 4 điều chỉnh lượng không khí vào thiết bị với một lượng

thích hợp

Dùng bơm có áp suất cao để đẩy chất lỏng từ thùng chứa 14 vào vòi phun, nhờ đó mà

sự phun mù được dạng sương, có góc tới lớn Trị số các hạt chất lỏng phụ thuộc vào áp suất không khí và ảnh hưởng lớn đến quá trình hình thành các hạt Lúc này có sự truyền nhiệt tương tác giữa không khí nóng và các hạt sương, đến khi các hạt có một khối lượng nhất định thì được tháo ra ngoài bằng cửa 1 Nhờ tác động của xilanh khí động có thể làm nâng hạ côn cao xu Khi côn cao xu 3 hạ xuống, van bên sườn mở nhẹ và sản phẩm trong đáy nón đột lỗ được tải vào phễu chứa Khi tháo dỡ xong côn nón lại tự động nâng lên và van bên sườn được mở hết hạt từ phễu chứa được tự động đưa vào bao gói

Không khí sẻ đi lên phía trên mang theo một lượng bụi sẽ đi vào các túi lọc 10 Ở đây các hạt bụi sẽ được thu hồi lại, còn không khí sạch ra khỏi đáy đầu tiên qua van Van trong hình đáy thứ hai được mở tự động trong một khoảng thời gian nhất định, còn van ở đáy đầu được đóng lại, tháo bụi lắn ở bên trong buồng Quá trình làm sạch kéo dài 1- 2 giây.phương pháp làm sạch này sẽ làm tăng chất lượng tạo hạt

Năng suất thiết bị tạo hạt từ 0.2- 600kg/ h

C.ưu điểm, nhược điểm:

ưu điểm:

- năng suất cao, chất lượng tốt

- thiết bị gọn nhẹ dễ tháo lắp, sửa chữa

- chất lượng cao

- giảm tiếng ồn, và khói bụi do thiết bị gây ra

Nhược điểm:

- khả năng tích điện cao( 100000 v) nên dễ gây ra cháy nổ

- các túi lọc dễ bị hư

- tốn năng lượng vì dung bơm

d ứng dụng:

- Trong công nghệ chế biến sữa bột

- sấy phun cốm vi sinh

- dùng trong sản xuất dược, thuốc thú y và các hóa chất khác

1.5 Các thiết bị vê hạt:

Vê hạt được tiến hành trong các thiết bị tác động liên tục và tuần hoàn, kết hợp với các quá trình vê, sấy và phân loại hạt theo kích thước

a Nguyên tắc hoạt động: Thiết bị tạo hạt – sấy gồm thùng quay tựa

trên các đai Động cơ qua hộp giảm tốc, piton và bánh răng làm quay thùng Bên trong thùng có các rãnh dạng xoắn ốc phân tán đề tạo màng từ các hạt khô nhỏ khi quay thùng

Trên bề mặt bên trong của thành thùng có vít tải kín để vận chuyển phần bột

từ vùng tháo vào vùng nạp liệu Vòi phun tự động phun mùn vào trong môi trường của chất tải nhiệt ở dạng sương mù bao phủ các hạt bằng màng

mỏng Khi chuyền động dọc theo thùng có góc nghiêng 30 thì thể tích của hạt tăng lên và được sấy khô Sau khi phân loại trong thùng quay, phần sản phẩm loại nhỏ được vít tải chuyển vào phần trước của thiết bị, còn các hạt vào sang để phân loại Sản phẩm trên sàng được đem đi nghiền, còn sản phẩm lọt sang được đi sang tiếp để loại các hạt có kích thước 1-4 mm và tiểu phần lớn (hơn 4mm), sau khi nghiền các tiểu phần trên cùng với các tiểu phần nhỏ (nhỏ hơn 1mm) và cùng với sản phẩm sau khi nghiền búa đều nạp vào phần trên của thiết bị theo đường ống bên ngoài qua khớp nạp liệu của thùng quay

Bụi bị chất tải nhiệt cuốn vào xyclon và đi vào thiết bị ở dạng mùn

b ưu nhược điểm:

Ưu điểm:

-Thiết bị hoạt động liên tục và tuần hoàn

-Cấu tạo đơn giản

-Thao tác dễ dàng

Nhược điểm:

-Sản phẩm không đồng đều

-Tạo bụi trong nhà máy

c ứng dụng:

-Dùng trong các thiết bị tác động liên tục và tuần hoàn, kết hợp các quá trình

vê, sấy và phân loại hạt

1.6 Thiết bị tạo hạt bằng phương pháp ép

a nguyên tắc hoạt động:

Thiết bị tạo hạt bằng phương pháp ép làm việc theo nguyên tắc cán sản phẩm dưới áp suất giữa hai trục quay ngược chiều nhau Việc chọn hình dạng bề mặt các trục phụ thuộc vào dạng, tính chất của nguyên liệu, cũng

như về yêu cầu thành phẩm Bề mặt của các trục có thể phẳng,định hình hay

ở dạng bánh răng (các trục tạo hạt)

Thiết bị gồm phễu nạp liệu có vít đứng để nén sơ bộ và loại khí, hai trục vít được che kín trong vỏ thép, bộ dẫn động và cơ cấu điều chỉnh số vòng quay của trục

Các vít tải một hay nhiều hành trình dạng nón hay dạng trục - nón có bộ điều chỉnh tự động có thể là những cơ cấu nạp liệu Các cơ cấu như thế cho phép tiến hành nạp liệu ở áp suất cao

Các nguyên liệu tạo hạt phải có tính chất chống ma sát

Khi tạo hạt các chất có hoạt hóa sinh học, các thiết bị cần trang bị them hệ thống làm lạnh Chế phẩm được tạo thành hạt cho qua máy phân loại đểchọn hạt có kích thước yêu cầu Các tiểu phần không đạt yêu cầu thì quay lại tạo hạt lần hai

b ưu nhược điểm:

Ưu điểm:

Vì là quá trình khô nên quy trình tạo hạt bằng ép nén có nhiều ưu điểm: không cần năng lượng sấy, ít vấn đề về ăn mòn, chi phí bảo dưỡng thấp Mức ô nhiễm của quá trình này rất thấp vì không có chất lỏng và khí phát tán vào môi trường

Nhược điểm:

- Tốn nhiều năng lượng cho quá trình làm lạnh khi tạo hạt các chất hoạt hóa

sinh học

- Nguyên liệu cần có tính chống ma sát

c ứng dụng:

- tạo hạt cho khối enzim

1.7 Máy tạo hạt- sấy nấm men gia súc và lizin

a cấu tạo:

1 Phễu chứa natri sunfat

2 Bộ phận định lượng

3 Buồng hình trụ máy sấy 4.Bộ loc không khí

5,7,17,19 Bơm

6.Bộ phận nạp liệu

8.Bộ lọc 1hoặc 2 lưới

9.Ống thải liệu

10.Vòi phun

11 Buồng nạp khí

12.Ống cao su

13 Cửa nạp không khí nóng 14.Cửa nạp không khí lạnh

15 Buồng chứa không khí

16 Caloriphe

18 Bộ lọc không khí lạnh

20 Bộ lọc không khí nóng

b nguyên tắc hoạt động:

Dung dịch enzim nhờ bơm 7 đẩy qua bộ lọc một hay hai lưới 8 để lọc dung dịch enzim Enzim sau khi lọc được nạp đến vòi phun 10 vào buồng sấy

Nạp natri sunfat vào phễu chứa 1 có thể tích 1m3 Từ phễu chuyển natri sunfat vào máy sấy qua bộ phận định lượng 2 tác động liên tục có bộ phận nạp liệu dạng rung 6

Không khí được nạp vào buồng sấy qua hai đường Không khí lạnh được nạp vào cửa 14 từ bộ lọc 18 nhờ bơm 17 Còn không khí nóng được nạp vào cửa 13 từ bộ lọc 20 nhờ bơm 19 và qua calorife hơi nước 16 vào vòi phun Lúc này không khí nóng đưa vào sấy được nung đến 2500C trong thiết

bị tổng hợp điện- hơi Không khí được làm sạch sơ bộ trong bộ lọc và tạo thành dòng phun bên trong tầng sôi tách được lượng ẩm cơ bản 90%.Trong quá trình hoạt động của máy sấy, các hạt chất độn bao phủ lấy dung dich của sản phẩm, dính lại và tạo thành các hạt có kích thước tăng dần Ẩm còn lại được bốc hơi trong khối tầng sôi Máy tạo hạt- sấy là sự tuần hoàn đầy đủ và liên tục của tất cả các hạt trong thể tích của tầng sôi Các hạt đạt yêu cầu qua

lỗ tháo bên sườn khối hình nón và tập trung ở rãnh phân ly Các hạt chưa đạt yêu cầu qua lỗ trung tâm quay về lớp tầng sôi Các hạt từ rãnh phân ly qua máy lạnh để làm nguội Các hạt thành phẩm được tháo ra qua ống tháo liệu 9 Không khí thải từ vòi phun, máy lạnh và tầng sôi được thải ra khỏi máy sấy nhờ bơm 5 được làm sạch trong bộ lọc và đươc thải ra ngoài Tiểu phần bụi từ bộ lọc được thải ra ngoài

Ống góp không khí nén được lắp vào đáy của buồng dẫn khí và được nối với ống với ống cao su 12 có vòi phun được thải ra ngoài

c ưu nhược điểm:

Ưu điểm:

- tiến hành cùng lúc 2 công đoạn: sấy_ tạo hạt

- năng suất cao

- làm việc liên tục

Nhược điểm:

- cấu tạo phức tạp, khó vận hành

d ứng dụng:

- thiết bị tạo hạt trong tầng giả lỏng các huyền phù của lizin và nấm men

gia súc dạng lỏng không bền nhiệt

2 Thiết bị tạo màng bao siêu mỏng:

2.1 Thiết bị tạo màng siêu mỏng để bao các chế phẩm enzim:

a cấu tạo:

b nguyên tắc hoặc động:

Trước tiên phun oxanol ở nhiệt độ 700

C hay polyetylenglycon theo ống nung vào máy trộn số 7 Đồng thời chế phẩm enzim và chất màu từ phễu 1,

2 nhờ bộ nạp liệu 4 và 5 vào máy trộn với liều lượng nhất định, hỗn hợp được trộn đều với chất bổ sung và titan dioxit( hay là chất khác để tăng cường hoạt lực của enzim) Hỗn hợp nhận được theo ống nung vào phần trên của tháp 10, tai đây chúng được phun ra nhờ đĩa li tâm Dưới tác động của lực căng bề mặt các hộp thuốc hình cầu được hình thành, khi rơi xuống sẽ rắn lại Không khí (với liều lượng 80 m3 cho 1kg hộp thuốc) chi vào phần dưới đáy tháp theo chiều ngược lại Phần dưới tháp được lắp lưới để tạo ra tầng sôi và làm lớn hạt Các hộp thuốc nhỏ được tháo ra qua cửa hông

3 Thiết bị tiến hành các công đoạn cuối cùng:

a cấu tạo:

Sơ đồ của dây chuyền tự động định lượng phân chia bao gói

1 bộ định lượng sản phẩm tự động

2 cơ cấu cấp liệu màng mỏng

3 bộ tạo ống

4 máy hàn

5 cơ cấu căn ống

6 máy hàn đáy và nắp gói

7 cơ cấu cắt túi

8 cầu chuyển để tải hộp rỗng

9 cơ cấu đặt gói thành phẩm vào hộp

10, 11 Cơ cấu nén các túi vào hộp

12 máy tự động ghép nắp

13 bộ đảo hộp

14 máy gián nhãn

b nguyên tắc hoạt động:

Nhờ cơ cấu cấp liệu màng mỏng mà băng polietilen có rulo chuyển đến bộ tạo ống Vì bề rộng của băng lớn hơn chu vi của ống 20mm cho nên phần

chập được tạo thành để hàn mối dọc của gói Để làm căng màng ống, mở cơ cấu tháo dỡ rulo để đảm bảo màng không bị đứt Sau đó tiến hành hàn các mối bằng mỏ cặp dọc, khi hàn mỏ cặp ép vào màng ống Đồng thời gói bị ép lại bởi hai mỏ kẹp của cơ cấu hàn Sau đó dùng dao trên của cơ cấu cắt để cắt túi dưới Sau khi kết thúc hàn mỏ cặp dọc nhã ra Ống được hàn cùng sản phẩm hạ xuống dưới nhờ các băng tải kéo của cơ cấu hạ ống 5 xuống mộ khoảng bằng chiều dài của gói, sau đó hàn gói cắt gói dưới nặp sản phẩm cho gói tiếp theo Gói đựng đầy sản phẩm rơi xuống hộp kim loại qua phểu nhận nằm trong băng tải xung của cơ cấu xếp Từ băng tải xung của cơ cấu xếp hộp các gói được chuyển đến băng tải của máy ghép mí tự động để ghép đáy chuyển đến máy dán nhãn Hộp được dán nhãn ở vị trí nằm ngang rồi dán vòng tròn rồi tải hộp tới màng nghiên nhờ băng tải chuyển vào kho thành phẩm

c ưu nhược điểm:

Ưu điểm:

- có thể tự động phân chia và bao gói

- năng suất lớn

- thiết bị tự động hoàn toàn

- có thể bao gói nhiều sản phẩm có độ ẩm lớn

Nhược điểm:

- thiết bị cấu tạo phức tạp, nhiều chi tiết

Ứng dụng:

- Để bao gói nhiều loại thành phẩm khác nhau như: các chế phẩm enzim…

- Bảo quản các chế phẩm dễ dàng

3 Kết luận:

Tóm lại, quá trình tạo hạt và tạo màng bao siêu mỏng nhằm để chọn thiết

bị, tính chất của nguyên liệu củng như đòi hỏi về yêu cầu của thành phẩm Nhằm bảo quản được các chế phẩm trong thời gian lâu hơn