thiết kế hệ thống máy ly tâm đường

Đề tài tốt nghiệp của em được giao là nghiên cứu công nghệ sản xuất đường từ cây mía và các thiết bị phục vụ cho công đoạn ly tâm ra đường RS thành phẩm.. Vấn đề cơ khí hoá toàn bộ dây c

MỤC LỤCLời nói đầu

PhầnI: Quá trình công nghệ và thiết bị sản xuất đường từ mía- Công nghệ ly tâm đường

Chương 1: giới thiệu sơ lược về sự phát triển cuả công nghệ đường mía

1.1 Sự phát triển công nghiệp đường trên thế giới

1.2 Sự phát triển của công nghệ đường mía ở Việt NamChương 2: Quá trình công nghệ sản xuất đường từ mía

2.1 Giới thiệu về công nghệ sản xuất đường từ mía

2.2 Khái quát về thiết bị và công nghệ sản xuất đường:

Chương 3: Công nghệ ly tâm đường

3.1 Tóm lược cơ lý hoá tính của vật liệu đường

3.2 Định nghĩa ly tâm đường

3.3 Tính chất của đường non trước khi đưa vào ly tâm:

3.4 Quá trình phân mật:

3.5 Các tính chất của sản phẩm đường ra sau khi ly tâm

Phần II: Các phương án máy ly tâm đường và lựa chọn

phương án hợp lý

Chương 1 : Mục đích và yêu cầu thiết kế Ú

1.1 Những yêu cầu cơ bản đối với máy sản xuất thực phẩm.1.2 Mục đích thiết kế:

1.3 Yêu cầu máy thiết kế:

1.4 Yêu cầu về năng suất máy thiết kế:

Chương 2: Phân tích các phương án máy ly tâm đường - Chọn phương án cho máy thiết kế

2.1 Giới thiệu sơ lược về máy ly tâm:

Chương 1: Tính toán lựa chọn các thông số kỹ thuật cơ bản của máy ly tâm 1.1.Chọn góc nghiêng α của thùng

1.2 Tính số vòng quay cần thiết cho rổ quay có thể ly tâm được đường

1.3 Xác định bề dày lớp mật trong thùng quay:

1.4 Tính toán công suất tiêu hao của máy ly tâm:

1.5 Các thông số kỹ thuật cơ bản của máy ly tâm thiết kế:Chương 2: Tính toán lựa chọn các thông số kỹ thuật cơ bản của băng tải rung chuyển đường

2.1 Yêu cầu và mục đích thiết kế băng tải rung

2.2 Xác định các thông số căn bản của băng tải rung

2.3 Tính công suất động cơ điện

2.4 Các thông số căn bản của băng tải rung

Phần IV: Tính toán sức bền và kết cấu máy thiết kế Ú

CHƯƠNG 1: Tính toán sức bền và kết cấu máy ly tâm

1.1.Xác định chiều dày rôto

1.2 Tính toán trục chính máy ly tâm

1.3 Tính then cho trục

1.4 Chọn ổ cho trục:

1.5 Tính khớp nối trục

1.6 Cơ cấu chụp đáy rổ quay

1.7 Cơ cấu phanh hãm cấp cứu

1.8 Hệ thống rửa nước, rửa hơi

1.9 Thân máy ly tâm

Chương 2 Tính toán sức bền băng tải rung

2.1 Tính toán thiết kế trục gây rung ( trục lệch tâm)

2.2 Tính và chọn then cho mối ghép giữa bánh đai và trục lệch tâm

2.3 Thiết kế bộ phận gối đỡ trục

Phần V: Hướng dẫn sử dụng, bảo quản sửa chữa, an toàn lao động

5.2 Hướng dẫn sử dụng.

5.3.Bảo dưỡng máy

5.4 Kiểm tra sửa chữa máy ly tâm

5.5 An toàn lao động

LỜI NÓI ĐẦUNước ta là nước sản xuất nông nghiệp chủ yếu, do vậy các sản phẩm từ nông nghiệp rất dồi dào Công nghệ chế biến các sản phẩm từ nông sản thành sản phẩm có giá trị cao là vấn đề kinh tế xã hội quan trọng trong việc tăng lợi nhuận của quá trình sản xuất Trong thời kỳ xây dựng và phát triển nông thôn hiện nay, vấn đề thời sự nổi bật là chương trình khuyến nông về chăn nuôi và trồng trọt Đặc biệt là chương trình khuyến nông cây mía được Nhà nước hết sức chú trọng

Để đáp ứng yêu cầu chế biến cây mía, hàng loạt các nhà máy đường được xây dựng trên hầu hết các tỉnh ở nước ta Do

những yêu cầu cần thiết của xã hội hiện nay, công việc thiết kế thiết bị công nghệ, tối ưu hoá dây chuyền sản xuất đường từ cây mía là nhiệm vụ của nghành cơ khí chế tạo Vì vậy mà công tác nghiên cứu thiết kế đặt ra cho mỗi sinh viên cơ khí ngày càng thiết thực.

Để thực hiện kết quả học tập sau 5 năm học ở trường và phục vụ cho yêu cầu thực tế xã hội Đề tài tốt nghiệp của em được giao là nghiên cứu công nghệ sản xuất đường từ cây mía và các thiết bị phục vụ cho công đoạn ly tâm ra đường RS thành phẩm Nhiệm vụ thiết kế chính của em là thiết kế máy ly tâm để dùng ly tâm đường

Đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thành với những kiến thức mà bản thân được trang bị trong suốt 5 năm học tập cộng với sự hướng dẫn chỉ bảo của quí thầy cô trong khoa Cơ Khí chế tạo trường ĐHKT Đà Nẵng và sự học hỏi kinh nghiệm của bạn bè Đặc biệt trong thời gian làm đồ án, em được thầy giáo Lê Cung đã tậûn tình hướng dẫn, giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

Trong đồ án này em cố gắng đưa ra phương án kỹ thuật, tính toán để giải quyết một cách tốt nhất vấn đề được đặt ra Tuy vậy có hạn chế về thời gian cũng như kiến thức nên quá trình tính toán thiết kế chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót Mong được sự góp ý, giúp đỡ của các thầy cô giáo cùng các bạn bè để đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn quí thầy cô cùng các bạn

Đà Nẵng, ngày 25 tháng 5 năm 2002

Sinh viên thiết kế

Nguyễn Trung Nguyên

Ấn Độ là nước đầu tiên trên thế giới sản xuất đường từ mía

Do đó có danh từ đường có nguồn gốc từ chữ Ấn Độ là “ Sankara”

Vào khoảng năm 398 người Ấn Độ và Trung Quốc đã chế biến mật đường thành tinh thể Từ đó kỹ thuật đường phát triển sang BaTư, Italia, Bồ Đào Nha, đồng thời đã đưa việc luyện đường thành một ngành công nghiệp mới Đến thế kỷ thứ 16, nhiều nhà

máy luyện đường mọc lên ở Đức, Anh, Pháp Nhà máy luyện đường hiện đại đầu tiên đã được xây dựng ở Anh vào thế kỷ 19.Lúc đầu, công nghiệp đường còn rất thô sơ Người ta ép mía bằng hai trục gỗ đứng, kéo bằng sức trâu bò, lắng bằng vôi, cô đặc ở chảo và kết tinh đường tự nhiên

Khoảng năm 1867, loại máy ép bằng gang 3 trục nằm ngang kéo bằng hơi nước được dùng đầu tiên ở đảo Rêuniông thuộc Pháp Sau đó người ta cải tiến ghép nhiều trục ép để nâng cao hiệu suất ép có dùng nước thẩm thấu

Phương pháp vôi được sử dụng lâu đời ở Ấn Độ Đến năm

1812, ông Barrnel người Pháp thấy lượng dư trong nước mía làm tăng sự phân giải đường, khó kết tinh và tăng tổn thất đường Ông

ta là người đầu tiên dùng khí CO2 để bão hoà vôi và dùng phương pháp lọc để loại kết tủa CaCO3 Cũng vào thế kỷ thứ 19, kỹ sư Tratani người Italia, dùn khí SO2 để trung hoà lượng vôi dư và tẩy màu nước mía Nhờ đó kỹ thuật sản xuất đường đã tiến một bước dài và đưa phương pháp CO2 đạt đến độ hoàn chỉnh

Công nghiệp đường tuy có lâu đời nhưng 100 năm gần đây mới được cơ khí hoá Nhiều thiết bị quan trọng được phát minh vào thế kỷ 19 Năm 1813 Howard phát minh nồi bốc hơi chân không, nhưng chỉ bốc bốc hơi một nồi, hiệu quả còn thấp Mãi đến năm

1843 Rillieux phát minh hệ bốc hơi nhiều nồi, tiết kiệm lượng hơi dùng Năm 1837 Pouzoiat phát minh máy ly tâm truyền động ở đáy, lấy đường ở trên, thao tác không thuận tiện Sau đó, Bessener phát minh máy ly tâm kiểu thùng quay và năm 1867 Weston đã cải tiến truyền động ở trên, lấy đường ở dưới, hiện đang sử dụng rộng rãi trong các nhà máy đường Năm1892, máy ép 3 trục hiện đại được dùng ỏ Mỹ Năm 1820 máy ép khung bản ra đời, năm 1884 dùng thiết bị kết tinh làm lạnh và năm 1878 máy sấy thùng quay xuất hiện Những thiết bị đó dần dần được dùng trong công nghiệp thực phẩm và hoá học

Trong mấy chục năm gần đây, kỹ thuật ngành đường đã phát triển với tốc độ nhanh Vấn đề cơ khí hoá toàn bộ dây chuyền sản xuất, liên tuịc hoá, tự động hoá đã được dùng rộng rãi trong các nhà máy đường :Cơ khí hoá khâu đốn chặt mía, dùng thiết bị khuếch tán liên tục, nấu đường liên tục, nấu đường liên tục và tự động, tự động hoàn toàn máy ly tâm , phương pháp trao đổi ion Các thiết bị phân tích nhanh và tự động,máy tính điện tử đã được dùng ở nhiều nước trên thế giới.

Việc phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật trong nghành đường đã thúc đẩy việc tăng sản lượng đường trên thế giới một cách nhanh chóng

Ở trên thế giới có khoảng 105 nước sản xuất đường, trong số đó có 64 nước sản xuất đường từ mía, 32 nước sản xuất đường từ củ cải, và 9 nước sản xuất đường từ củ cải và mía Nhà máy đường mía lớn nhất thế giới có công suất 2 vạn tấn mía /ngày (Mêhicô), tiếp đến 1,2 vạn tấn mía /ngày(Cuba, Mêhicô).Nhà máy đường củ cải lớn nhất thế giới là Dinteloard (Hà Lan) công suất 10 ngàn tấn củ cải/ngày Trọng lượng thiết bị của nhà máy đường mía khoảng 2600 tấn, của nhà máy đường củ cải 3600 tấn với công suất của nhà máy 1200 tấn mía hoặc củ cải/ngày

Sản lượng đường của thế giới

1936-1937

1946

1945-1953

1952-1966

1965-1978

1977-1979

1978-1980

1979-1981

1980-1981-1982Sản

35486

63097

92280

91858

88920

91000

97900

1.2 Tình hình công nghiệp đường của nước ta:

Nước ta là một nước có truyền thống sản xuất đường mía lâu đời Theo một số tài liệu, cây mía được trồng trên bán đảo Đông Dương từ thế kỷ thứ 14 Cùng với sự phát triển ngành đường trên thế giới, nghề làm đường ở nước ta cũng phát triển mạnh.Từ lâu, nhân dân ta đã biết dùng những máy ép giản đơn như máy ép bằng đá, máy ép bằng gỗ dùng sức trâu bò kéo Nước mía ép đã được nấu ra nhiều dạng sản phẩm khác nhau: mật trầm, đường phên, đường thô, đường cát nâu, cát vàng Ở Quãng Ngãi, Phú Yên nhân dân ta đã biết dùng lòng trắng trứng, đất bùn, vôi để làm sạch nước mía, sản xuất ra các loại đường trắng như đường phổi, đường miếng, các loại đường bát dùng trong nước và xuất khẩu.

Trong thời kỳ thực dân Pháp chiếm đóng, công nghiệp đường hiện đại của nước ta hầu như không có gì.Nước ta chỉ có 2 nhà máy đường hiện đại: Hiệp Hoà (miền Nam) và Tuy Hoà (miền Trung) Do đó, công nghiệp đường mía nước ta trong 100 năm vẫn trong tình trạng sản xuất thủ công là chủ yếu Theo thống kê, năm

1939, toàn bộ lượng đường mật tiêu thụ là 100000 tấn, trong đó nhập 1300 tấn, đường do các nhà máy đường cung cấp là 18000 tấn, còn lại hơn 80000 tấn là do các lò đường sản xuất

Sau ngày hoà bình lập lại, dưới sự lãnh đạo của Đảng ta, với nhiệt tình lao động của nhân dân ta cộng thêm sự giúp đỡ của các nước xã hội chủ nghĩa, công nghiệp đường hiện đại của nước ta đã bắt đầu phát triển.Trong những năm 1958- 1960, chúng ta đã xây dựng hai nhà máy đường hiện đại Việt Trì và Sông Lam (350 tấn mía /ngày) và nhà máy đường Vạn Điểm (1000 tấn mía/ngày), chúng ta đã cải tiến tình trạng sản xuất lạc hậu của nền sản xuất thô sơ trước đây, đầu tư thiết bị, cải tiến qui trình công nghệ, quản lý kỹ thuật, đồng thời tiếp tục xây dựng nhiều nhà máy đường thủ công mới, nhằm phát huy tác dụng tích cực của các nhà máy đường thủ công trong công nghiệp đường nói chung Nhờ

đó, sản lượng đường mật thủ công đã chiếm tỉ lệ khá cao trong tổng sản lượng đường của nước ta.

Sau ngày thốn nhất đất nước, chúng ta tiếp thu thêm một số nhà máy đường hiện đại ở miền Nam như: Nhà máy đường Quãng Ngãi (1500 tấn mía /ngày), Hiệp Hoà (1500 tấn mía /ngày), Bình Dương (1500 tấn mía /ngày), nhà máy đường Phan Rang (350 tấn mía /ngày) và hai nhà máy luyện đường: Khánh Hội (150 tấn đường thô/ngày) và Biên Hoà (200 tấn đường thô/ ngày).Ngoài ra, hiện nay chúng ta đang xây dựng thêm một số nhà máy mới: La Ngà (2000 tấn mía /ngày), Lam Sơn (1500 tấn mía /ngày) v.v

Với số lượng nhà máy đường hiện đại và thủ công đã có, với tốc độ xây dựng thêm các nhà máy đường mới, cộng với việc phát triển nhanh chóng kỹ thuật đường trên thế giới, chắc chắn trong thời gian tới, nước ta sẽ có nền công nghiệp đường hoàn chỉnh, nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết về đường của nhân dân, góp phần vào xây dựng nền kinh tế của nước ta

CHƯƠNG 2 : QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG TỪ MÍA

2.1 Giới thiệu về công nghệ sản xuất đường từ mía

2.1.1 Sơ đồ

Cây mía → Xác định chử đường → Bàn cân → Cẩu mía → Bàn lùa → Băng tải → Dao băm 1 → Dao băm 2 → Búa đập → Băng chuyền → Che ép → Nước mía hổn hợp → Cân nước mía hổn hợp → Gia nhiệt lần 1 → Gia vôi và sunfit hoá → Gia nhiệt lần 2 →

Tản khí → Lắng trong → Bốc hơi cô đặc → Lắng nổi → Sunfit hoá lần 2 → Nấu đường → Trợ tinh → Ly tâm → Sấy đường → Làm nguội → Sàng trộn hạt → Phểu chứa → Cân → May bao → Thành phẩm

2.1.2 Thuyết minh sơ đồ sản xuất

Mía được khai thác từ nơi trồng và vận chuyển vào nhà máy bằng xe ô tô sau đó được xác định chữ đường rồi cân để đánh giá chất lượng Dùng cần cẩu trục và cầu trục cố định để cẩu mía xuống bàn lùa, mía được lùa xuống băng tải bằng tôn dẫn mía đến băng tải 1 và 2 Khi di qua hai dao băm mía được băm thành từng mảnh nhỏ, phá vỡ cấu trúc đầu và hình thành từng lớp dày trên băng tải Qua búa đập để phá vỡ một phần cấu trúc tế bào và xé nát mía rồi dùng băng tải nghiêng vận chuyển lên bộ phận che ép

Mía sau khi được xé tơi sẽ đi qua hệ thống che ép gồm 5 máy ép lên tục, mỗi máy có 3 trục ép và 1 trục dẫn liệu phía dưới Tại đây mía được ép dập tơi, từ đó dịch mía chảy ra Để nâng cao hiệu quả ép người ta người ta dùng phương pháp ép thẩm thấu bằng nước nóng và nước mía loãng Nước mía đi ra từ máy ép 1 và 2 được bơm đến thiết bị lọc vụn cám mía sau đó được đưa vào thùng chứa nước mía hỗn hợp và bơm đến cân cân Còn cám vụn được đưa trở lại máy ép 1 để ép lại

Nước mía ở che ép 3 và 4 được dùng để tưới cho che ép 1 và

2, nước mía từ che ép 5 được tưới cho che ép 4, ở cuối các máy ép có hệ thống phun nước thẩm thấu với nhiệt độ từ 34 ÷ 47oC Bã mía đi ra từ máy ép 5 đi ra theo băng chuyền đến sàng lọc và đem đốt

Nước hỗn hợp từ thùng chứa và được cho một lượng thích hợp dung dịch H3PO4 10% Sau đó được đưa tới cân tự động qua thùng chứa rồi bơm lên các thiết bị gia nhiệt 1 ở nhiệt độ 70 ÷

75oC Nước mía hỗn hợp được sunfit hoá lần một bằn cách cho

SO2 vào nước mía hỗn hợp và bơm đến thiết bị gia nhiệt lần 2 ở nhiệt độ 100 ÷ 105oC, khi đã gia nhiệt 2 nước mía được đưa qua bình loại khí nhằm giảm bớt tốc độ khi rồi mới được đưa xuống thùng lắng để loại bỏ nước bùn, thu nước mía trong Nước bùn được đưa qua thiết bị lọc chân không để tách lấy lượng nước mía còn sót lại trong bùn và đưa về cân nước mía hỗn hợp, còn bã bùn dùng làm phân

Nước mía trong được bơm qua hệ thống bốc hơi, gồm 4 tiết bị Trong quá trình sản xuất căn cứ vào chất lượng nước mía mà có thể cho vào trong nước mía các chất trợ lăng để nâng cao hiệu quả lắng

Nước mía trong được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi sau đó cho vào các hiệu bốc hơi để bốc hơi nước thu được nước mía Sau khi bốc hơi nước chè được bơm qua hệ thống lắng nổi để lọc bọt chè, còn nước chè trong được bơm qua thùng Sunfit hoá lần 2 để tẩy màu nước chè

Hơi dùng cho công nghiệp sản xuất đường là hơi thải từ các tua bin phát điện và một phần hơi giảm áp từ lò hơi qua Để nâng cao hiệu quả sử dụng hơi, dùng nhiệt hơi thứ từ hiệu I đến hiệu III cung cấp cho gia nhiệt, nấu đường Hơi từ hiệu cuối đi vào tháp ngưng tụ Mật chè chảy ra từ hiệu cuối được đưa vào thùng mật chè khô cùng với chè dung được bơm SO2 để giảm độ màu

và độ nhớt, nâng cao chất lượng mật chè Sau khi Sunfit hoá lần 2, mật chè dùng cung cấp cho nấu đường.

Mật chè khi đã Sunfit hoá lần 2 được đưa xuống thùng để bơm qua các nấu đường A ta thu được đường non A, qua thùng trợ tinh để được các tinh thể đường đều Sau khi trợ tinh bơm qua máy ly tâm A (hoạt động gián đoạn) để ly tâm tách mật nguyên A và mật loãng A Mật nguyên A đem đi nấu C, còn mật loãng A đem

đi nấu giống C Khi nấu C ta thu được đường C, qua thùng trợ tinh rồi bơm qua máy ly tâm C (hoạt động liên tục)

Đường trắng sau khi ly tâm A theo băng tải rung đến thùng sấy, vừa sấy vừa tách các loại đường không đạt tiêu chuẩn ra Đường đạt tiêu chuẩn theo băng tải rung đưa về sàng lọc tiếp để tách đường không đạt xuống thùng hồi dung Còn đường đạt tiêu chuẩn được đưa qua bồn chứa rồi đến cân tự động để đóng bao đem vào kho bảo quản

Còn đường C sau khi ly tâm được đưa qua thùng hồi dung cùng với đường không đạt đưa về sunfit hoá lần 2 để tẩy màu và nấu

A trở lại.Mật C đem đi nấu cồn

Như trên ta thấy khi ly tâm A đường được qua máy sấy và phân loại hạt đường, lúc này đường được sấy khô Đường được đưa đến sàng lọc khi qua băng tải rung và hệ thống gàu tải Còn đường không đạt tiêu chuẩn cùng với đường ly tâm C đi hồi dung để đưa đi Sunfit lần 2, đem nấu A trở lại

2.2 Khái quát về thiết bị và công nghệ sản xuất đường:

2.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ:

Mía → Băm nhỏ → Đánh tơi → Ép → Nước mía → Cân → Gia nhiệt → Lắng trong → Bốc hơi →Ly tâm → Sấy khô → Đóng bao →

- Chặt nhỏ và đập tơi mía cây trước khi qua khu ép mía

+ Các thiết bị chính:

Khi mía đã cân và lấy mẩu thử xong được đưa lên máng chứa mía nhờ cần cẩu mía, cần cẩu mía có thể chuyển động ngang dọc (loại cần trục)

Máng chứa mía cố định đặt nghiêng một góc 30o Mía được đưa từ máng chứa đến bàn lùa nhờ thanh kéo dạng xích

Mía từ bàn lùa đến dao chặt có các cần gạt ngược để điều khiển mức độ nạp mía đến dao chặt và thiết bị lược mía để cây mía đi theo một hướng

+ Khoảng cách 2 dao băm 86 (mm)

+ Tua bin có công suất 130 KW

- Dao băm mía gồm một trục lớn lồng cố định các tấm đĩa có khe, lưỡi dao được đỡ trên hai đầu bằng ổ bi Trên mỗi lưỡi dao lắp đối xứng với nhau và cân bằng với ổ bi Trên mỗi đĩa dao lắp đối xứng với nhau và cân bằng trọng lượng.

- Mía được băm xong nhờ băng tải đưa đến búa đập để đánh tơi mía trước khi qua máy cán ép

- Máy đánh tơi có dạng máy đập bằng các búa xoay, lắp thành hàng song song xung quanh trục quay bằng thép, đặt trong vỏ máy hình trụ mặt cắt ngang hình máng Bên sườn trong của vỏ máy có gắn nhiều miếng sắt dọc theo thân máy và được coi là tấm kê của búa đập Búa đập quay với tốc độ 1200 (v/ph) theo chiều chuyển động của mía

+ Máy cán ép mía

- Mục đích của máy cán ép mía: Ép mía để lấy nước mía trong thân cây mía, nước mía được lấy ra càng nhiều thì năng suất càng cao

- Sau khi mía được đánh tơi xong nhờ băng tải chuyển qua khu ép Máy ép gồm 4 cặp trục và một trục lìa

- Mỗi trục máy ép được gắn với một mô tơ và các trục đều là chủ động Điều khiển khe hở của che ép nhờ hệ thống thuỷ lực diều khiển

- Bề mặt của lô ép mía làm bằng thép đặc biệt và là bề mặt khía để tăng diện tích tiếp xúc Các cảm biến tốc độ trên cặp

Việc dừng các cặp trục và băng tải trước sẽ do một trục hay một băng tải dừng Tất cả các trục ép đều chạy với tốc độ cố định

- Máy cán ép hai trục có kết cấu nhỏ gọn, điều chỉnh dễ dàng và cho hiệu suất cao

- Nước mía sau khi ép được bơm đến thùng chứa Nước mía từ thùng chứa đến màng lọc tĩnh để lọc cặn bã sau khi ép Các cặn được đưa trở lại băng tải mía đã xử lý xong Nước mía sau khi lọc bơm trở lại thùng chứa nước mía hỗn hợp Nước mía hỗn hợp được gia nhiệt và vôi hoá sau đó đến thiết bị lắng trong

2.2.3 Thiết bị lắng trong

- Trên trục trung tâm có gắn các cánh khuấy chuyển động cùng với trục Tốc độ quay của trục là 6 (v/ph) Cánh khuấy gạt bùn từ từ hướng về trung tâm và lăïng xuống đáy.

-Nước mía theo ống 1 vào ngăn dự bị, sau đoú qua lỗ a vào ống trung tâm và lại từ lỗ a đi vào các ngăn khác, nước bùn theo ống lớn chuyển xuống ngăn cuối cùng Bọt theo bộ phận 2 và 3, sau đó theo ống 4 đi làm sạch Bùn qua van 5 theo ống 6 đến thùng 7.Trong thùng 7 đặt bơm bơm bùn đi theo ống 8 đến thiết bị lọc chân không Trừ ngăn dự bị các ngăn khác đều có nước mía chảy

ra theo ống 9 vào thùng 10 và theo ống 14 đưa đi xử lý tiếp ở công đoạn sau Nếu có một ngăn nào có nước mía chảy ra đục thì đóng van nước mía vào thùng 10 và mở van 11 cho chảy vào thùng

12 Dùng bơm 13 bơm vào thiết bị hoặc đưa đến thùng 7 để xử lý lại

- Ưu điểm của thiết bị nàylà nước mía được phân bố đều ở các ngăn, điều kiện lắng tương đối ổn định, nước bùn và nước trong chảy riêng biệt Nếu nước mía đục cho trở lại thiết bị xử lý lại Nước bùn lấy ở dưới thiết bị lắng trong và bơm qua máy lọc lọc lại một lần nữa

+ Nước mía lưu lại trong nồi với thời gian ngằn nhất

+ Thiết bị đơn giản, diện tích đốt dễ làm sạch, dễ thay đôỉ.+ Thao tác khống chế giản đơn, tự động hoá dễ dàng

- Cấu tạo

2.2.5 Nồi nấu đường:

+ Mục đích tách nước từ mật chè và sản phẩm nhận được là đường non

- Cấu tạo:

Hai loại máy này sẽ được trình bày rõ ở phần sau.

2.2.7 Máy sấy thùng quay nằm ngang:

- Mục đích: dùng khí khô để làm khô đường, người ta dùng máy sấy thùng quay nằm ngang

Phần chính của thiết bị là thùng quay, một thùng tròn nằm ngiêng so với mặt phẳng ngang một góc 2 ÷ 3 o

- Bên trong thùng quay người ta đặt các cánh hướng liệu và xáo trộn có vách ngăn để tăng cường quá trình sấy, độ đồng đều của vật liệu sấy trong thùng cũng là một thông số quan trọng của thiết bị sấy thùng quay Nó phụ thuộc vào dạng vật liệu và cấu tạo thùng sấy

- Thùng sấy được dẫn động bằng răng bao ngoài thùng bởi động cơ điện qua bộ truyền bánh răng Ở hai đầu ra vào có cơ cấu thải và nạp liệu, hệ thống cung cấp nhiệt và thu hồi bụi của đường sấy

- Máy sấy hoạt động liên tục điều khiển bằng tự động hoá chất lượng sấy cao

- Đường sau khi sấy được làm nguội và đưa qua băng tải ( loại vít tải) đến máng chứa → máy dồn bao → khâu → bảo quản

2.2.8 Băng tải rung chuyển liệu:

- Băng tải rung đặt dưới máy ly tâm đường, nhiệm vụ chủ yếu của băng tải rung là vận chuyển đường đến chân gàu tải, đồng thời đường sẽ nguội và sấy khô một phần, khi vận chuyển đường sẽ không bị nát

- Về cấu tạo băng tải rung là một máng rung băng kim loại ghép lên thanh rung nghiêng có đệm hai đầu bằng cao su

1 Mặt băng tải

3 Bánh xe lệch tâm

4 Thanh nhíp

Băng tải rung nhờ maniven và cần nối bánh xe ( trục ) lệch tâm Tốc độ quay của bánh lệch tâm là 250 ÷ 400 (v/ph), đường kính bánh xe khoảng 15 ÷ 30 mm, chiều ngiêng của thanh rung ngược chiều với chiều chuyển động của đường trên sàng Góc tạo giữa thanh rung và chiều thẳng đứng là 16÷20o.Đường chuyển động trên sàng là 0,15 ÷ 0,21 m/s, chiều dày lớp đường cỡ 0,15 m

CHƯƠNG 3 : CÔNG NGHỆ LY TÂM ĐƯỜNG3.1 Tóm lược cơ lý hoá tính của vật liệu đường

Đường Sacaroza là thành phẩm quan trọng nhất của mía, là sản phẩm của công nghiệp sản xuất đường Là một Đisacarorit có công thức C12H22O11 trọng lượng phân tử của Sacaroza là 342,3 Sacaroza được cấu tạo từ hai đường đơn là α,δ- Glucoza và β,δ- Fructoza

3.1.1 Tính chất cơ lý của Sacaroza

Tinh thể đường Sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt không màu có tỷ trọng 1,5879 gam/cm3, nhiệt độ nóng chảy 186 ÷ 188oC

Nếu ta đưa từ từ đến độ nóng chảy (186 ÷ 188oC) đường biến thành dạng sệt trong suốt Nếu kéo dài thời gian đun ở nhiệt độ cao đường sẽ mất nước rồi bị phân huỷ và biến thành Caramen.

* Độ hòa tan

Đường rất dễ hoà tan trong nước, độ hòa tan tăng theo nhiệt độ tăng

Đường Sacaroza không hòa tan trong dầu hoả, Cloroform, CCL4,

CS2, Benzen, Tupen, Ancol và Gluxerin khan

Trong dung dịch Ancol có nước Sacaroza hòa tan ít Một gam Ancol có nồng độ 95% có thể hòa tan 0,01 gam đường

Đường Sacaroza còn hòa tan giới hạn trong Anilin, Piridin, Etylaxetat, Anylaxetat, Phenol và NH3

* Độ nhớt

Độ nhớt của dung dịch đường tăng nồng độ và giảm theo chiều tăng nhiệt độ

* Nhiệt dung riêng

Nhiệt dung riêng của đường Sacaroza tính theo công thức

C = 4,18.(0,2387 + 0,00173.t) [ KJ/Kg độ]

Trong đó: t là nhiệt độ ( oC)Nhiệt dung riêng trung bình của Sacaroza trong nước phụ thuộc vào nồng độ Sacaroza và nhiệt độ được tính theo công thức

C = 4,1.[1- (0,6 - 0,0018.t).100C ] [ KJ/Kg độ]

Trong đó: t là nhiệt độ (oC); Các là nồng độ đường (%)

Khi hòa tan đường nước hấp thụ lượng nhiệt chừng 0,8 Kcal/gmol đường(3,346 KJ/g mol đường ) Ngược lại, khi kết tinh đường nhiệt toả ra nhiệt lượng riêng của Sacaroza 3914 KJ/g.

* Độ quay cực

Dung dịch đường có tính quay phải, độ quay cực riêng của Sacaroza rất ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ Do đó rất thuận tiện cho việc xác định đường bằng phương pháp phân cực

[α] 20D = 66,469 + 0,0027 C - 0,000236.C

Trong đó: C là nồng độ Sacaroza trong 100ml

Trị số quay cực trung bình của Sacaroza là [α] 20D = +66,5o

1.3.2 Tính chất hoá học của Sacaroza

Tác dụng của axit: Dưới tác dụng của axit, Sacaroza bị phân hủy thành Glucoza và Fluctoza theo phản ứng

ïTác dụng kiềm: Phân tử đường Sacaroza không có nhóm Hydroxit Glucozit nên không có tính khử Sacaroza có tính chất như một axit yếu, kết hợp được với kiềm (vôi) tạo thành Sacarat, Với CaO tạo thành Canximonosacarat, Canxidisacarat, Canxitrigacarat Canxisacarat được ứng dụng để lấy đường Sacaroza ra khỏi mật cuối củ cải

Trong môi trường kiềm Sacaroza bị phân hủy thành Lactoza, Glucoza, Fluctoza và các đường khác

Ở pH từ 8 ÷ 9 và đun nóng trong thời gian dài, Sacaroza bị phân hủy thành hợp chất có màu nâu

Trong phân tử Sacaroza có chứa nhiều nhóm Hydroxit nên Sacaroza có thể tạo phức chất.

Ví dụ: Với sắt Hydroxit Sacaroza tạo hợp chất kép với các muối như NaCl, 2H2O, KCl.H2O, NaBr.H2O Những đặc tính đó của Sacaroza có ý nghĩa đối với sự liên kết không vào mạng lưới tinh thể đường lúc lớn lên và đối với thuyết tạo mật cuối

Trong môi trường kiềm, ở nhiệt độ cao đường phân hủy tạo ra các axit và chất màu tốc độ phân hủy tăng theo độ pH

Tác dụng của Enzim: Dưới tác dụng của Enzim ( Invertaza) Sacaroza sẽ chuyển thành Glucoza và Flutoza sẽ chuyển thành Ancol và CO2

3.2 Định nghĩa ly tâm đường:

- Ly tâm đường dùng máy ly tâm lọc, thành có đục lỗ, bên trong có hai lớp lưới lọc Khi làm việc hạt rắn (tinh thể đường) được giữ lại trên bề mặt lưới lọc tạo thành lớp bã, nước lọc (mật) chui qua vách ngăn ra ngoài thùng Quá trình lọc ly tâm được tiến hành theo ba giai đoạn

+ Tạo thành bã

+ Ép bã

+ Cuối cùng là đẩy chất lỏng (mật) còn bị giữ lại trong các khe hở của tưởng tinh thể đường (do lực mao dẫn và lực phân tử) ra khỏi lớp đường

- Ly tâm đường là giai đoạn tách tinh thể ra khỏi mật bằng lực ly tâm trong các thùng quay có tốc độ cao Sau khi ly tâm đường được mật nâu và mật trắng Quá trình phân ly dựa vào trường lực ly tâm để phân riêng hai pha lỏng rắn thành các cấu tử riêng biệt gọi là quá trình ly tâm Máy thực hiện quá trình đó gọi là máy ly tâm Trong quá trình ly tâm đường nguyên liệu là đường non chuyển động quay cùng với roto của máy ly tâm

3.3 Tính chất của đường non trước khi đưa vào ly tâm:

- Sau khi qua công đoạn tách nước từ mậy chè, đưa dung dịch đế bão hoà, sản phẩm nhận được sau khi nấu là đường non gồm tinh thể đường và mật cái.

- Nhiệt độ của đường non là 65 ÷ 70oC

- Nồng độ yêu cầu của đường non là:

+ Đường non A: Bx = 90 ÷ 93 (%)+ Đường non C: Bx = 97 ÷ 99 (%)

- Đường từ nồi nấu đưa xuốn các thiết bị kết tinh làm lạnh Thời gian kết tinh làm lạnh đối với:

+ Đường A: 2 ÷ 3h.+ Đường C: 22 ÷ 23h

- Sau đó xả xuống máng phân phối để khuấi đều phân phối đế các máy ly tâm (máng phân phối có các cánh khuấy nhỏ quay 3v/ph)

- Đối với đường C máng phân phối là thiết bị hai vỏ để nâng nhiệt độ đường non lên khoảng 2 ÷ 5oC nhằm giảm độ nhớt đường non.3.4 Quá trình phân mật:

22 ,

+ Phân mật: Tăng dần tốc độ lên tới cực đại, lúc này phần lớn mật trong đường non tách ra gọi là mật nâu Thời gian tách phụ thuộc vào chiều dày lớp đường non, kích thước thùng quay, độ nhớt mật

+ Rửa nước và rửa hơi: Sau khi tách mật xong, trên bề mặt đường còn phủ một lớp mật nâu Đường thành phẩm A được rửa nước nóng và hơi Các sản phẩm trung gian (đường C, B ) không được rửa vì chúng còn được xử lý lại trong sản xuất Nhiệt độ nước rửa là 75 ÷80oC Sau rửa nước ta thu được mật trắng có độ tinh khiết cao hơn mật nâu Lượng nước rửa dùng khoảng 2%

so với lượng đường non Sau khi rửa nước dùng hơi bảo hoà có áp suất 3 ÷ 4 atm để rửa Lượng hơi khoảng 2 ÷ 3% lượng đường non Tác dụng rửa hơi là tăng nhiệt độ của mật, do đó độ nhớt của mật giảm dẫn đến phân ly dễ dàng Ngoài ra, một phần nước ngưng tụ từ hơi có tác dụng rửa đường một lần nữa

Rửa hơi còn làm cho đường khô hơn, sấy nhanh và giảm khả năng tạo cục đường

+ Hãm máy, xả đường: Sau khi rửa hơi xong đoúng van hơi lại, hãm máy và xả đường

Toàn bộ thời gian hoàn thành quá trình ly tâm gọi là chu kỳ ly tâm

3.4.3 Những khó khăn thường gặp trong khi ly tâm

Ngoài những trường hợp máy bị đảo do đường non xuống không đều, hoặc các bộ phận tựa, giảm xóc hư hỏng, lưới ly tâm

bị thủng , còn gặp những trường hợp ly tâm khó do thành phần các chất không đường trong đường non ảnh hưởng đến sự tách mật khỏi đường, hoặc do mật có độ nhớt lớn, đường non nấu không đạt thường phải ly tâm lâu, hoặc dùng lượng nước và lượng hơi nhiều, rửa lâu do đó độ tinh khiết mật ly tâm cao, tăng tổn thất đường Trong trường hợp có thể giảm thời gian rửa hơi, tăng lượng nước đồng thời cho hơi vào thùng quay để tăng tốc độ chảy của mật Có trường hợp cho không khí nóng vào vỏ thùng đậy kín để tránh hiện tượng đường bị nguội và tăng độ chảy của mật

3.5 Các tính chất của sản phẩm đường ra sau khi ly tâm

Đường cát sau khi ly tâm

+ Nếu rửa nước có độ ẩm 1,75%

+ Nếu có rửa hơi thì độ ẩm 0,5%

+ Nhiệt độ là 40oC (đối với đường A)

+ Kích cỡ hạt từ 0,8 ÷ 1,2 mm (đối với đường A)

PHẦN IICÁC PHƯƠNG ÁN MÁY LY TÂM ĐƯỜNG VÀ LỰA CHỌN

PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ

CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ

1.1 Những yêu cầu cơ bản đối với máy sản xuất thực phẩm

Đối với máy để sản xuất thực phẩm, khi thiết kế chế tạo và sử dụng chúng, ngoài những yêu cầu chung ( độ cứng, sức bền, độ bền rung động) còn phải đáp ứng những yêu cầu sau

- Khả năng thực hiện công trình công nghệ tiên tiến Nói cách khác máy và thiết bị muốn đạt năng suất đầy đủ phải có tác động của công nghệ thích hợp nhất lên sản phẩm gia công Trong trường hợp này, những tổn thất không thể tránh khỏi phải là nhỏ nhất Do đó khi thiết kế mới hoặc cải tiến máy đang dùng, cùng với chế độ tốt nhất của quá trình công nghệ cần đảm bảo sự tương ứng của tốc độ và quĩ đạo chuyển động của các bộ phận làm việc, tính chất cơ lý, hoá học và sinh học của sản phẩm ban đầu, sản phẩm trung gian và sản phẩm cuối cùng

- Hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao Nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật suy cho cùng là biểu thị ở năng suất lao động xã hội, nghĩa là giảm chi phí cho một đơn vị sản phẩm trên những máy thông thường và những máy tự động đã chỉ dẫn Nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật là nguyên nhân chủ yếu của thông số thuộc năng suất máy kích thước, diện tích chiếm chổ, tiêu thụ năng lượng, nước, hơi, giá thành chế tạo, lắp ráp sửa chữa và sử dụng thiết bị

Nên hiểu diện tích chiếm chổ không chỉ là diện tích bản thân máy chiếm chổ mà là diện tích cần để duy trì tự do cho kỹ thuật sử dụng máy

- Tính chống mòn cao của các bộ phận làm việc của máy và thiết bị sản xuất thực phẩm Đó là một yêu cầu đặc biệt quan trọng đối với thiết bị, vì các vật liệu dùng chế tạo máy khi pha lẫn vào sản phẩm có thể làm cho thực phẩm và thức ăn gia súc trở thành vô dụng

- Khả năng truyền chuyển động cho máy trực tiếp từ động cơ riêng hay từng nhóm động cơ trong nhiều trường hợp cải tiến được kết cấu máy và nâng cao được chỉ tiêu sử dụng chúng.

- Độ bịt kín tốt và sự di chuyển hợp lý thể tích không khí cần hút ra tránh được bụi toả ra trong nhà sản xuất

Những yêu cầu đó đặc biệt quan trọng bởi vì đã có sự nổ nguy hiểm của các hạt bụi, tinh bột, đường và bột bụi ở nồng độ nhất định của nó trong không khí và khí có những nguồn nhiệt đủ mạnh

Tính công nghệ của máy và thiết bị tức là sự tương hợp của kết cấu của chúng và phương pháp chế tạo tối ưu theo qui mô sản xuất đã biết với mọi tiết kiệm vật liệu

Tính công nghệ của kết cấu máy hay thiết bị có liên quan đến toàn bộ quá trình sản xuất bắt đầu từ khâu chế tạo phôi chi tiết và kết thúc hoàn thành chạy thử máy bằng thí nghiệm

Để đánh giá tính công nghệ người ta dùng các chỉ tiêu: Khối lượng lao động chung và khối lượng máy hay thiết bị Ngoài ra có thể dùng các chỉ tiêu khác, ví dụ: Mức độ thống nhất hoá kết cấu, tính thừa kế của kết cấu, thời gian của chu trình sản xuất

- Sự thống nhất hoá và qui chuẩn hoá các chi tiết và cụm máy, mức sử dụng rộng tối đa của các chi tiết và sản phẩm đã tiêu chuẩn hoá, điều đó nâng cao tính hàng loạt và tính công nghệ của máy, do đó nâng cao năng suất và hạ giá thành sản xuất, làm đơn giản và tăng nhanh quá trình thiết kế, giảm được những phức tạp sửa chữa máy, rút bớt được danh mục chi tiết dự trữ cần thiết

- Áp dụng các biện pháp tiết kiệm kim loại định hình trong thiết kế và chế tạo máy để giảm khối lượng vật liệu của máy.Trong trường hợp sử dụng những phôi định hình rổng nhưng không gây tác hại đến độ bền và độ cứng của cụm và chi tiết sẽ giảm được chi phí kim loại từ hai đến ba lần Để giảm trọng

lượng của chi tiết, tốt nhất là chọn vật liệu có tính cơ học cao, trong nhiều trường hợp nên dập và hàn những phần riêng biệt Cần áp dụng rộng rãi những phương pháp tăng bền kim loại tiên tiến hiện đại Các phương pháp nàylà tán đinh, lăn bằng con lăn.v v, gia công cơ nhiệt, tôi bề mặt,thấm cacbon, thấm nitơ, xianua hóa, crom hóa, sunfua hóa, hàn đắp và che bụi cho những vật liệu đặc biểttên những bộ phận làm việc của máy.

Sử dụng những vật liệu tổng hợp (chất dẻo) trong chế tạo và sửa chữa máy Những vật liệu ấy có khối lượng riêng nho ímà lại có đủ độ bền cơ học, tính đàn hồi và tính chống mòn cao

Sử dụng những vật liệu tổng hợp, trong nhiều trường hợp không những giảm chi phí chế tạo mà còngiảm khối lượng lao động và giá thành chế tạo Hiệu quả kinh tế do thay kim loại bằng chất dẻo rất lớn, nhưng với điều kiện là khi tính toán chi tiết bằng những vật liệu mới này phải được nghiên cứu cẩn thận về tính chất cơ lý của chúng

Máy và thiết bị bao gồm những khối riêng biệt ghép lại với nhau một cách không phức tạp Thực hiện những yêu cầu đó sẽ làm dễ dàng cho việc tháo dỡ, đi chuyển và lắp ráp máy khi lắp đặt và sửa chữa chúng

Những yêu cầu đối với máy và thiết bị trình bày trong qui tắc kỹ thuật tuổi ấu nhi toàn và vệ sinh sản xuất Nói chung máy phải có mặt ngoài nhẵn và dạng xuyên dòng để dễ dàng đáp ứng yêu cầu về vệ sinh sản phẩm

Sự tương quan chặt chẽ của dung sai vật liệu và của chi tiết theo tiêu chuẩn Nhà nước Đó là điều kiện cần thiết cho việc lắp lẫn cụm và chi tiết

Trong thời gian làm việc, tiếng ồn phát sinh ở máy ra không được vượt quá qui chuẩn cho phép theo mức độ ìchung cũng như theo thành phần phổ

Để giảm tiếng ồn và nguồn gốc của nó, nên tùy theo khả năng: Thay tác dụng va đập bằng tác dụng không va đập, thay chuyển động tịnh tiến qua lại theo định luật điều hòa bằng chuyển động quay đều Cản dao động của những chi tiết chịu va đập và cụm riêng biệt bằng các khớp động với những vật liệu có ma sát trong lớn như cao su, cactông bitum, sợi, amian và Giảm cường độ rung động của các chi tiết có bề mặt lớn (giá, vỏ, nắp ) bằng cách phủ một lớp ốp mặt hoặc bịt đầy các lổ rổng trong những chi tiết đó bẵng những vật liệu cản dao động và đặt các liên kết mềm (đệm đàn hồi, lò xo) giữa những cụm chi tiết và chi tiết kích thích dao động ấy.

Cũng nên thay các chi tiết kim loại bằng các chi tiết chất dẻo hoặc bởi những loại vật liệu tương tự khác (theo dấu hiệu của tính chất ồn ) hoặc phối hợp chi tiết kim loại với chi tiết chất dẻo, dự kiến dung sai tối thiểu có thể được trong chế tạo và lắp ráp các chi tiết của hệ thống máy để giảm khe hở trong các chi tiết noói khớp, chính vì thế mà giảm được năng lượng va đập và cường độ rung động; áp dụng rộng rãi việc bôi trơn những chi tiết bị va đập bằng chất lỏng nhớt và đặt những chi tiết rung và phát ra tiếng động trong bể dầu Nếu có tiếng ồn trong ổ trục thì trong những trường hợp cần thiết có thể thay những ổ lăn bằng những ổ trượt

Khi không có khả năng giảm tiếng ồn ở tận nguồn đến giới hạn cho phép thì nên bố trí trong máy một bộ phận để ngăn ngừa tiếng ồn lan tràn, cách ly hoặc hấp thụ tiếng ồn Muốn thế, nên đặt các cụm chi tiết ồn (hộp giảm tốc bánh răng, truyền động xích) các chi tiết chịu va đập vào trong những vỏ cách âm; những máy phát ra tiếng ồn, trên toàn bề mặt của chúng phải đặt cả máy vào trong những vỏ cách âm, chỉ để bộ phận điều khiển và các dụng cụ kiểm tra ra ngoài các lổ cần thiết ở vỏ cách âm được bố trí như những rãnh, bên trong phủ bằng vật

có dòng xoáy hoặc xã không khí (quạt, máy thổi không khí) phải có các bộ tiêu âm đặc biệt; những máy lắp đặt trên các móng thường (không đặc biệt) phải có bộ giảm chấn.

Tự động hóa kiểm tra và điều chỉnh các quá trình làm việc.Cân bằng tĩnh và cân bằng động các phần quay và khối chuyển động tịnh tiến của máy

Do không chính xác hoặc bị thiếu sót khác của các phôi (ví dụ: của vật đúc) gia công những chi tiết như thế và lắp ráp các cụm máy thường gây ra mất cân bằng, chủ yếu là vì vật liệu phân bố không đồng đều trong thể tích của chi tiết hay cụm chi tiết

Người ta phân biệt sự mất cân bằng tĩnh và mất cân bằng động Mất cân bằng tĩnh xuất hiện khi chuyển vị trọng tâm của vật quay đối với trục quay hình học của nó, sự mất cân bằng động xuất hiện khi tâm của trục quán tính chính của vật không trùng với trục hình học của nó

Khi quay các chi tiết mất cân bằng thì xuất hiện lực ly tâm, đôi khi đạt đến những trị số lớn Sự mất cân bằng của các chi tiết máy gây rung động gối tựa của nó và của cả nền nhà, trần ngăn, bào mòn nhanh các ổ trục và những phần khác của máy, tăng tổn thất năng lượng, giảm năng suất máy, tăng chi phí sử dụng gắn liền với việc phải sửa chữa từng phần và thay thế những chi tiết bị mòn, kích thước dao động cưỡng bức và rung động; làm giảm tuổi thọ của máy, làm chất lượng công tác của máy xấu đi, đồng thời tự vặn ren ở các mối nối ren

Vì vậy các phần quay của máy phải được cân bằng tĩnh và cân bằng động

1.2 Mục đích thiết kế:

Máy ly tâm đường là loại máy dùng để tách tinh thể đường ra khỏi dung dịch huyền phù giữa tinh thể đường và mật Dùng để sản xuất ra một loại thực phẩm rất cần thiết cho cơ thể con người đó là đường cát trắng

Máy ly tâm được thiết kế với mục đích chính là để sản xuất

ra đường cát trắng, là một giai đoạn quan trọng trong những nhà máy sản xuất đường từ mía Sản phẩm là đường cát phục vụ cho những nhu cầu cần thiết về đường cho xã hội

1.3 Yêu cầu máy thiết kế:

Ly tâm là công đoạn quan trọng trong nhà máy đường, nó quyết định chất lượng sản phẩm đường của một nhà máy sản xuất đường

Do tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ đường, để đáp ứng được các thiết bị máy móc phải không ngừng phát triển theo xu hướng hiện đại hoá, tự động hoá

Máy thiết kế phải có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ sử dụng và vận chuyển dễ dàng

Máy thiết kế phải có kết cấu đơn giản so với khả năng tự động hóa, năng suất cao, cho chất lượng đường ly tâm có độ trắng cao, chi phí để đầu tư sản xuất không cao để có giá thành chấp nhận được trên thị trường

Máy thiết kế phải phù hợp với dây chuyền sản xuất của nhà máy, không quá tải, không non tải, có khả năng mở rộng sản xuất khi lượng đường đòi hỏi ly tâm lớn, mía yêu cầu phải sản xuất gấp

1.4 Yêu cầu về năng suất máy thiết kế:

Dựa vào quan sát ở nhà máy đường Quảng Ngãi, yêu cầu thiết kế một hệ thống máy ly tâm đường cát trắng có năng suất Q = 13,6 Tấn/ giờ

Kích cỡ hạt đườngA d = 0,8 ÷ 1,2 (mm)

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN MÁY LY TÂM ĐƯỜNG CHỌN PHƯƠNG ÁN CHO MÁY THIẾT KẾ

2.1 Giới thiệu sơ lược về máy ly tâm:

Quá trình phân ly dựa vào trường lực ly tâm để phân riêng hổn hợp hai pha rắn và lỏng thành các cấu tử riêng biệt gọi là quá trình ly tâm Máy thực hiện quá trình đó gọi là máy ly tâm

Trong quá trình ly tâm nguyên liệu chuyển động quay cùng với roto của máy Quá trình ly tâm chỉ phân biệt được hệ lỏng không đồng nhất mà không phân biệt được hệ khí không đồng nhất.Tính chất của nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến quá trình ly tâm Đặc biệt là độ lớn của pha rắn và dạng liên kết huyền phù

ở dạng kết hợp Tuỳ theo cấu tạo bề mặt roto (thùng quay) 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:

riêng lớn hơn ở sát thành thùng, lớp có khối lượng riêng nhỏ ở phía trong.

- Lắng ly tâm bao gồm hai quá trình

+ Quá trình lắng pha tiến hành theo những qui luật thuỷ động lực học

+ Quá trình nén bã được tiến hành theo những qui luật cơ học.2.1.2 Lọc ly tâm:

- Máy ly tâm lọc dùng để phân riêng huyền phù có kích thước pha rắn lớn Trên thành roto của máy ly tâm lọc có khoan nhiều lỗ Đường kính lỗ trên thành roto có giới hạn từ 3÷8 (mm) Do đó muốn lọc được các huyền phù có kích thước nhỏ phải đặt các vách ngăn có lưới đỡ

+ Nếu đường kính các hạt rắn là 1÷2 (mm) thì vách ngăn làm bằng thép tấm mỏng và được khoan các lổ nhỏ có đường kính khoảng 1 ÷ 1,5 (mm)

+ Nếu các hạt rắn nhỏ hơn nữa thì phải dùng lưới kim loại lổ hình vuông với số lưới 2,5 - 0.04 (mm)

+ Nếu kích thước các hạt nhỏ hơn thì phải dùng thêm lớp vải bằng sợi bông, sợi gai hoặc len

- Quá trình ly tâm lọc rất phức tạp gồm 3 quá trình nhỏ là:

+ Quá trình tạo bã

+ Quá trình nén bã

+ Quá trình tách nước và sấy bã

2.2 Phân loại máy ly tâm:

- Có thể phân loại máy ly tâm theo những dấu hiệu khác nhau

2.2.1 Theo quá trình phân ly:

+ Máy ly tâm lắng

+ Máy ly tâm lọc

2.2.2 Theo phương thức làm việc:

+ Máy ly tâm làm việc gián đoạn

+ Máy ly tâm làm việc liên tục

+ Máy ly tâm tự động.

2.2.3 Theo kết cấu 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 piston

+ Máy ly tâm tháo bã tự động

+ Máy ly tâm tháo bã bằng tay

2.2.4 Theo yếu tố phân ly:

+ Máy ly tâm thường có φ < 3000

+ Máy ly tâm siêu tốc có φ > 3000

2.2.5 Theo kết cấu trục và ổ đỡ:

+ Máy ly tâm ba chân

+ Máy ly tâm treo

2.3 Lực ly tâm và yếu tố phân ly:

Khi roto quay vật liệu trong roto chịu tác dụng của lực ly tâm trung bình:

F = m.ω2.Rtb =

900

) ( R nΠ 2

m

R m G

Yếu tố phân ly nói lên lực ly tâm lớn hơn trọng lực bao nhiêu lần Tăng trị số yếu tố phân ly thì quá trình ly tâm được tăng cường nhưng điều kiện này bị hạn chế bởi:

+ Điều kiện bền, điều kiện ổn định cũng như điều kiện cân bằng máy

+ Điều kiện công nghệ, nếu các hạt rắn lớn không bị nén ép thì tăng yếu tố phân ly thì quá trình phân ly sẽ tăng, nếu hạt rắn nhỏ bị nén ép thì quá trình phân ly giảm

2.4 Máy ly tâm đường:

Sau khi qua các giai đoạn nấu và trợ tinh ta thu được đường non là một hỗn hợp dung dịch dạng huyền phù giữa tinh thể đường và mật Để tách tinh thể đường ra khỏi dung dịch huyền phù này

ta dùng lực ly tâm Cho dung dịch vào thùng quay với tốc độ cao để thu được đường riêng biệt nên ta dùng máy ly tâm đường

2.4.1 Các loại máy ly tâm đường:

Có rất nhiều loại máy ly tâm dùng để phân riêng các dạng huyền phù nhưng trong công nghệ sản xuất đường thường sử dụng các loại máy ly tâm sau:

+ Máy ly tâm ba chân tháo bã bằng tay

+ Máy ly tâm gián đoạn đáy bằng

+ Máy ly tâm liên tục

+ Máy ly tâm gián đoạn kiểu treo tháo bã tự động

2.4.2 Phân tích các phương án máy ly tâm:

2.4.2.1 Máy ly tâm ba chân tháo bã bằng tay.

1 Rổ quay có lót lưới.

2 Thùng ngoài máy

3 Lò xo giảm xóc

+Cơ cấu truyền động đặt ở phía dưới thùng quay nên các chi tiết ổ trục dễ bị ôxi hoá

2.4.2.2 Máy ly tâm liên tục:

1 Ống dẫn mật.

2 Thùng và rổ lưới

3 Thân máy

4 Môtơ

5 Puly và đai truyền

6 Trục chính truyền động

- Máy ly tâm liên tục thường đặt trên mặt đất Đường non dẫn vào thùng bằng một ống cố định trên thùng quay Thùng quay có dạng hình nón để ngửa có lót lưới Toàn bộ hệ thống được tựa trên bộ phận trục và gối đỡ trục Nhờ lực ly tâm đường non văng ra xung quanh thùng và theo chiều ngang thùng quay có góc nghiêng thích hợp sẽ được chuyển lên phía trên Mật nâu và mật trắng đi qua lỗ của thành thùng, còn đường sẽ văng ra phía trên miệng thùng rơi xuống thùng chứa đường

- Máy ly tâm liên tục có những ưu điểm sau:

+ Tiêu hao năng lượng thấp, sử dụng năng lượng điều hoà.+ Năng suất cao

+ Giảm nhẹ lao động chân tay

Về kết cấu truyền động máy ly tâm liên tục có những nhược điểm sau:

+ Số vòng quay lớn nên máy có kết cấu phức tạp, vật liệu