luận văn đề tài thiết bị lắng dùng trong thực phẩm

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Bộ môn: KĨ THUẬT THỰC PHẨM 1 Tên đề tài: TP.HCM - Tháng 4/2012 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH Lớp: 01DHTP1_Thứ 4, Tiết 10-11-12 GVHD: Đào Thanh Khê Kĩ thuật thực phẩm NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM    Đề tài: THIẾT BỊ LẮNG DÙNG TRONG THỰC PHẨM Danh sách thành viên thực hiện: 1. Mai Thị Ngọc Bích 2005100096 2. Phan Thùy Dương 2005100123 3. Trần Nguyễn Yến linh 2005100037 4. Phạm Trần Quỳnh như 2005100066 5. Ngô Thị Huyền Trang 2005100155 Ngày nộp tiểu luận: 30/5/2012 2 Kĩ thuật thực phẩm Người nhận báo cáo: Đào Thanh Khê PHỤ LỤC LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………………………. NỘI DUNG: I. Giới thiệu chung 1. Quá trình ly tâm 2. Phân loại máy ly tâm 3. Cơ sở khoa học của quá trình ly tâm 4. Thiết bị ly tâm II. Các thiết bị lắng dùng trong ngành thực phẩm 1. Thiết bị ly tâm lắng 2. Thiết Bị Lắng Liên Tục 3. Thiết bị Ly Tâm Lắng Nằm Ngang Tháo Bã Bằng Vít Xoắn 4. Thiết bị Ly Tâm Lắng Phân Ly Dạng Đĩa 5. Thiết bị Ly Tâm Siêu Tốc Loại Ống 6. Thiết bị Ly Tâm Lắng Tự Động Có Dao Tháo Cặn 3 Kĩ thuật thực phẩm BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC Stt Tên Công việc 1 Mai Thị Ngọc Bích Tìm tài liệu phần I, tồng word, vẽ 2 Phan Thùy Dương Tìm tài liệu phần I 3 Trần Nguyễn Yến linh Tìm tài liệu phần II 4 Phạm Trần Quỳnh như Tìm tài liệu phần II 5 Ngô Thị Huyền Trang Làm lời mở đầu 4 Kĩ thuật thực phẩm LỜI MỞ ĐẦU Ở Việt Nam, các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, mặc dù mới được hình thành được khoảng vài chục năm nay nhưng đang nhận được sự đầu tư rất lớn cả về mặt trí tuệ lẫn tài chính từ các nguồn trong nước hay nước ngoài. Các sản phẩm được sản xuất ra ngày càng nhiều và ngày càng đa dạng về chủng loại, và phong phú về chất lượng. Do vậy, các quy trình chế biến sản xuất cũng như các máy móc thiết bị ngày càng được cơ giới hoá tự động hoá, nhằm tạo ra những sản phẩm tốt nhất cho người tiêu dùng và phục vụ xuất khẩu. Trong quá trình học môn “kĩ thuật thực phẩm” chúng em đã được tìm hiểu về các thiết bị lắng, nhưng với đề tài là “thiết bị lắng dùng trong thực phẩm” trong bài báo cáo này chúng em xin được trình bài về thiết bị lắng dùng trong thực phẩm theo những kiến thức đã học và tìm hiểu qua sách. Trong đó, thiết bị lắng dùng trong thực phẩm thường ở dạng ly tâm, nên chúng em sẽ tìm hiểu về các thiết bị ly tâm lắng dùng trong quá trình chế biến thực phẩm. I. Giới thiệu chung 5 Kĩ thuật thực phẩm 1. Quá trình ly tâm Ly tâm (centrifugation) là một quá trình phần riêng các cấu tử có khối lượng riêng khác nhau trong một hỗn hợp lỏng không đồng nhất dưới tác dụng của lực ly tâm. Mẫu đem vào ly tâm thường có dạng nhũ tương hoặc huyền phù. Trong quá trình ly tâm lắng và lọc, nguyên liệu chuyển động quay cùng với rôto của máy. Lực ly tâm sẽ làm cho các cấu tử có khối lượng riêng khác nhau phân lớp theo hướng của gia tốc trường lực. Thành phần có khối lượng riêng lớn nhất sẽ tập trung ở vùng xa tâm nhất, còn phần có khối lượng riêng nhỏ nhất tập trung ở tâm của rôto. Tùy theo cấu tạo bề mặt rôto mà quá trình ly tâm tiến hành theo nguyên tắc lọc ly tâm hay lắng ly tâm. Do đó cũng có hai loại máy ly tâm: máy ly tâm lắng và máy ly tâm lọc. Quá trình lắng trong máy ly tâm khác quá trình lắng trong trường trọng lực. Lắng trong trường trọng lực, vận tốc lắng coi như bằng nhau ở các vị trí khác nhau vì gia tốc trọng trường không phụ thuộc vào tọa độ rơi - hạt lắng theo phương song song với nhau. Trong trường lực ly tâm vận tốc lắng và gia tốc ly tâm thay đổi phụ thuộc vào vận tốc gốc ω và bán kính quay r (a= ω 2 r), hạt lắng theo phương đường kính rôto. Các máy dùng để phân chia các hệ không đồng nhất trong trường ly tâm được gọi là máy ly tâm. 2. Phân loại máy ly tâm Có thể phân loại máy ly tâm theo dấu hiệu khác nhau:  Theo quá 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 và máy ly tâm tự động  Theo kết cấu của bộ phận tháo bã: máy ly tâm tháo bã bằng dao; máy ly tâm tháo bã bằng vít xoắn; máy ly tâm tháo bã bằng pittông  Theo giá trị yếu tố phân ly phân ra máy ly tâm thường và máy ly tâm siêu tốc Chúng ta chỉ tìm hiểu về máy ly tâm lắng. 3. Cơ sở khoa học của quá trình ly tâm _ Nguồn gốc : quá trình ly tâm có nguồn gốc từ quá trình lắng. Dựa vào sự khác nhau của hạt rắn trong huyền phù dưới tác dụng của trọng lực được xác định bằng định luật Stock: 6 Kĩ thuật thực phẩm V g = µ ρρ 18 )( 2 lp d − g Trong đó: V g - tốc độ lắng của hạt trong pha lỏng dưới tác dụng của trọng lực (m/s) d - đường kính hạt rắn (m) ρ p - khối lượng riêng của hạt rắn (kg/m 3 ) ρ l - khối lượng riêng của pha lỏng (kg/m 3 ) µ - độ nhớt của pha lỏng (kg/m.s) g - gia tốc trọng trường ( g=9,81m/s 2 ) _Quá trình tách béo bằng ra khỏi sữa tươi được thực hiện bằng phương pháp lắng, nên các chất béo trong sữa còn được gọi là váng sữa. Dưới tác dụng của lực ly tâm quá trình ly tâm sẻ nhanh hơn rất nhiều. Tốc độ chuyển động của hạt dưới tác dụng của ly tâm được xác định theo công thức: V c = µ ρρ 18 )( 2 lp d − r 2 ω Trong đó: V c - tốc độ lắng của hạt trong pha lỏng dưới tác dụng của trọng lực(m/s) r - bán kính quay (m) ω - tốc độ vòng (rad/s) Tốc độ vòng được tính như sau: ω = 60 .2 n π = 30 2 π ( Với n là số vòng quay trong một phút) Bán kính quy r Gia tốc ly tâm của hạt 7 Kĩ thuật thực phẩm a = r. 2 ω Tốc độ vòng o Hình 1 : Ảnh hưởng của bán kính quay đến gia tốc ly tâm Gia tốc ly tâm a (m/s 2 ) không phải là một hằng số. Giá trị này phụ thuộc vào bán kính quay r: a = r. 2 ω So sánh tốc độ lắng dưới tác dụng của lực trọng lực và lực ly tâm Xét ví dụ: Giọt cầu béo trong sữa có d = 3 m µ . Nếu khối lượng riêng của chất béo ρ p = 980 kg/m 3 , khối lượng riêng của pha lỏng ρ l =1028 kg/m 3 , độ nhớt của pha lỏng µ =1,42 10 3 − kg/m.s Theo định luật Stok tốc độ chuyển động của giọt cầu béo trong sữa: V g = µ ρρ 18 )( 2 lp d − g = 10 × 1,42×18 9,81 × 1028)- (980× ) 10× (3 3- -3 = -1,66 × 10 9 − m/s = -0,166 ( m µ /s) 8 Kĩ thuật thực phẩm Như vậy các giọt béo trong sữa chuyển động theo phương thẳng đứng, theo hướng nổi lên bề mặt sữa với tốc độ rất chậm là 0,166 ( m µ /s). Khi ta thay đổi vào lực ly tâm với bán kính quay là r = 0,2 m, số vòng quay là n = 5400 vòng/phút. Tốc độ độ chuyển động của các hạt cầu béo dưới tác dụng của lực ly tâm là: 60 400.514,32 60 2 ×× == n π ω = 565,2 rad/s V c = µ ρρ 18 )( 2 lp d − r 2 ω = 3 26 1042,118 )1028980()103( − − ×× −×× × 0,2 × (562,2) 2 = -1,08 × 10 3 − (m/s) = -1080 ( m µ /s) Như vậy dưới tác dụng của lực ly tâm, tốc độ chuyển động của các giọt béo trong sữa sẽ nhanh hơn 1080/0,166 ≈ 6.506 lần so với lắng dưới tác dụng của trọng lực. 4. Thiết bị ly tâm • Có nhiều loại thiết bị ly tâm để phân riêng nhũ tương • Máy phân ly siêu tốc loại dĩa có nhiều loại: loại hở, loại kín, loại nửa kín, loại tháo bã bằng tay và bằng ly tâm. Ðây là nhóm có nhiều máy nhất trong các loại máy ly tâm siêu tốc • Máy ly Tâm Lắng Làm Trong Huyền Phù. • Máy ly Tâm Siêu Tốc Loại Ống.  Máy Ly Tâm Lắng Nằm Ngang Tháo Bã Bằng Vít Xoắn  Máy Ly Tâm Lắng Phân Ly Dạng Đĩa  Máy Ly Tâm Lắng Tự Động Có Dao Tháo Cặn  II. Các thiết bị lắng dùng trong ngành thực phẩm 1. Thiết bị ly tâm lắng a. Cấu tạo Rôto của máy ly tâm lắng có dạng hình trụ, kín, thành của rôto không có đục lỗ. 9 Kĩ thuật thực phẩm Hình 2: Quá trình lắng ly tâm: Lắng trong huyền phù và phân riêng nhũ b. Nguyên tắc hoạt động Khi rôto quay dưới tác dụng của lực ly tâm, huyền phù hay nhũ tương được phân thành các lớp riêng biệt tùy theo khối lượng riêng của nó. Lớp khối lượng riêng lớn ở sát thành rôto, lớp có khối lượng riêng nhỏ ở phía trong. Ly tâm lắng gồm hai quá trình: quá trình lắng pha rắn tiến hành theo những quy luật của thủy động lực học và quá trình nén bã tiến hành theo những quy luật cơ học. 10 [...]... 0,1 20 90 90±30 3 2850 1160×700×765 420 2 Thiết Bị Lắng Liên Tục a Cấu tạo: 11 Kĩ thuật thực phẩm Thiết bị có cấu tạo thân trụ đáy hình nón cụt, bên trong chia nhiều ngăn trên cùng là ngăn tiếp nhận 1 Thân thiết bị, 2 Ngăn tiếp nhận, 3 Ngăn lắng, 4 Trục rõng trung tâm, 5 Cách gạt cặn bã, 6 Cửa phân phối huyền phù, 7 Cánh gạt bọt, 8 Hộp chảy tròn( tháo sản phẩm) , 9 Ống tháo cặn bã, 10 Cữa huyền phù... dưới cứ 2 ngăn tạo thành những đơn vị lắng, ở giữa thiết bị là 1 ống trung tâm rộng quay rất chậm (5 phút 1 vòng) mang theo các 12 Kĩ thuật thực phẩm cánh gạt bọt để gom cặn bã vào trung tâm, ngoài ra trục rõng con có nhiệm vụ phân phối trục phụ từ ngăn tiếp nhận xuống ngăn lắng Thiết bị làm việt liên tục huyền phù được nạp theo những đường ống ở trên thiết bị nước trong được tháo ra liên tục ở hợp chảy... lớp nước càng sâu, chiều dài lắng càng dài, lắng được các hạt có kích thước nhỏ 13 Kĩ thuật thực phẩm c Đặt tính kỹ thuật của các máy ly tâm lắng nằm ngang 14 Kĩ thuật thực phẩm 15 Kĩ thuật thực phẩm Hình minh họa: Máy ly tâm vít xoắn nằm ngang d Ưu điểm và nhược điểm o Ưu điểm: Năng suất cao, tiện lợi dùng để phân riêng huyền phù đƣờng kính nhỏ và nồng độ cao, có thể dùng phân loại các hạt rắn theo... siêu tốc loại đĩa dùng đễ tách bơ trong sữa Tinh luyện dầu thực vật và lắng trong các chất béo d Ưu điểm, nhược điểm • Ưu điểm: - Mức độ phân ly cao - Thế tích thùng lớn • Nhược điểm: - Cấu tạo phức tap - Gia công khó khi cần chế tạo bằng vật liệu chống ăn mòn Một số các thiết bị ly tâm khác sử dụng để phân riêng hệ nhũ tương như là: máy ly tâm lắng, máy ly tâm siêu tốc loại ống 5 Thiết bị Ly Tâm Siêu... thúc sự phân chia, máy được dừng lại ở bộ hãm, tháo rôto cùng cặn, thiết lặp sự an toàn và lặp lại chu kì hoạt động 21 Kĩ thuật thực phẩm c Đặt tính kỹ thuật của máy ly tâm siêu tốc loại ống d Ứng dụng của thiết bị trong công nghệ thực phẩm: • • • • • • • • Đây là máy có rôto nhỏ và dài để phân riêng các huyền phù và nhủ tương Để làm trong các huyền phù có chứa 1 lượng không đáng kể các tạp chất rắn... các huyền phù 22 Kĩ thuật thực phẩm 6 Thiết bị Ly Tâm Lắng Tự Động Có Dao Tháo Cặn a Cấu tạo: Máy ly tâm dạng lắng tự động có rôto ngang được lắp cố định trong các ổ bi lắc Trên nắp ly tâm được lắp ống nạp liệu, cơ cấu cắt chất cặn, phễu tháo liệu, bộ điều chỉnh mức lớp chất liệu và chuyển hành trình của dao Máy ly tâm được trang bị thêm các cơ cấu tháo chất lỏng đã được làm trong, gồm ống tháo có xi... nhiều máy nhất trong các 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 hoặc phân ly nhũ tương khó phân ly Máy ly tâm siêu tốc loại dĩa dùng để tách bơ trong sữa, tinh luyện dầu thực vật và lắng trong các chất béo Bộ phận chủ yếu của máy là rôto gồm các dĩa chồng lên nhau với một khoảng cách thích hợp Nếu phân li nhũ tương trên các dĩa đều có khoan... đứng khoảng cách giữa hai đĩa ly tâm liên tiếp là 0.4 – 1.5 mm 16 Kĩ thuật thực phẩm 1 Thân thiết bị, 2 Thùng quay, 3 Trục dẫn, 4 Đĩa quay, 5 Cửa vào cho nguyên liệu, 6 Cửa ra cho sản phẩm tỷ trọng thấp, 7 Cửa ra cho sản phẩm tỷ trọng cao 1 2 3 4 1- Dĩa ly tâm 2- Cửa ra cho cream 3- Lỗ 4- Cửa vào cho nguyên liệu 17 Kĩ thuật thực phẩm 1 2 3 123- Cream Sữa gầy Dĩa ly tâm b Nguyên lý hoạt động: Máy phân... khỏi rôto Khi phân chia các sản phẩm dễ nổ cần phải nạp khí trơ vào vỏ máy ly tâm 25 Kĩ thuật thực phẩm c Đặt Tính kỹ Thuật Của Máy Ly Tâm Lắng Tự Động d Ứng dụng: Để tách các huyền phù khó lọc có pha rắn gồm những hạt nhỏ với kích thước 5 ÷ 40 μm không hoà tan và có nồng độ thể tích 10% thường sử dụng các máy ly tâm lắng dạng kín có dao tháo cặn 26 Kĩ thuật thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 http://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/5208331... Quá trình lắng xảy ra trong khoảng không gian giữa hai rôto, bã bám vào mặt trong của rôto ngoài và được vít tải đẩy về phía cửa tháo bã Nước trong đi về phía ngược lại, chảy qua các cửa ở trên đáy rồi đi ra ngoài Trong phần rôto không bị ngập nước, bã vừa được đưa ra khỏi rôto vừa được làm khô Có thể điều chỉnh chế độ làm việc của máy bằng cách thay đổ số vòng quay hoặc thay đổ chiều dài lắng khi ta . tâm 4. Thiết bị ly tâm II. Các thiết bị lắng dùng trong ngành thực phẩm 1. Thiết bị ly tâm lắng 2. Thiết Bị Lắng Liên Tục 3. Thiết bị Ly Tâm Lắng Nằm Ngang Tháo Bã Bằng Vít Xoắn 4. Thiết bị Ly. tìm hiểu về các thiết bị lắng, nhưng với đề tài là thiết bị lắng dùng trong thực phẩm trong bài báo cáo này chúng em xin được trình bài về thiết bị lắng dùng trong thực phẩm theo những kiến. tìm hiểu qua sách. Trong đó, thiết bị lắng dùng trong thực phẩm thường ở dạng ly tâm, nên chúng em sẽ tìm hiểu về các thiết bị ly tâm lắng dùng trong quá trình chế biến thực phẩm. I. Giới thiệu