DAI HOC DA NANG
TRUONG DAI HOC BACH KHOA
KHOA HOA- BO MON CONG NGHE THUC PHAM
GIAO AN MON HOC
THIET BI THUC PHAM
(4 DON VI HOC TRINH)
BIEN SOAN: TS TRUONG THI MINH HANH
Trang 2TÀI LIỆU THAM KHẢO
Lâm Chí, Nguyễn Như Thung, Đoàn Dụ, Hỗ Lê Viên (dịch), Những quá
trình và thiết bị sản xuất thực phẩm, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà
Nội, 1989
Đoàn Dụ (chủ biên), Bùi Đức Hợi, Mai văn Lễ, Nguyễn Như Thung, Công nghệ và cúc máy chế biến lương thực, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1983
GS Tran Thanh Ky, May lanh, Truong Dai học Bách khoa Thành phố Hỗ
Chi Minh, 1992
Bùi Hài, Dương Quốc Hùng, Hà Mạnh Thư, Các thiết bị trao đổi nhiệt, Trường Đại học Bách khoa Hà Nôi, 1996
PGS.TS Lê văn Hoàng, Các guá trình và thiết bị công nghệ sinh hoc trong
công nghiệp, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2004
Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Cơ học vật liệu rời, Nhà xuất bản khoa
học và kỹ thuật ,1998
Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh, Máy gia công cơ học nông sản - thực phẩm, Nhà xuất bản giáo dục, 2000
Nguyễn Trọng Thể ( dịch), Cơ sở thiết kế máy thực phẩm, A.LA- Xokolov,
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1976
Trang 3NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH
MỞ ĐẦU
PHAN 1: Cac may van chuyển
Chương 1: Cac máy và thiết bị vận chuyển PHAN 2: Cac may co hoc
Chuong 2: Cac may phan loai va lam sach Chương 3: Các máy làm nhỏ
Chương 4: Các máy ép
Chương 5: Các máy định lượng Chương 6: Các máy rửa chai
PHAN 3: Các thiết bị nhiệt
Trang 4MỞ ĐẦU
1 Câu tạo và phân loại máy sản xuất thực phẩm 1.1 Cau tạo máy
Máy hiện đại chủ yếu gồm:
- Thiết bị nạp liệu
- Các cơ cầu thừa hành có bộ phận làm việc
- Các cơ câu truyền dẫn (động cơ) [nguồn động lực]
- Các máy hiện đại thường có thêm hàng loạt các bộ phận phụ đề:
+ Điều chỉnh và hiệu chỉnh sự làm việc của máy + Điều chỉnh máy, khởi động, đừng máy, kiêm tra
+ Bảo vệ và chuyền đổi
1.2 Phân loại máy sản xuất thực phẩm
1.2.1 Theo tính chất tác dụng lên sản phẩm gia công:
- Máy: là trang bị trong đó sản phẩm chịu tác động cơ học, khi gia công trên máy ấy, sản
phâm không thay đổi tính chất của nó, mà chỉ thay đổi hình dạng, kích thước hoặc các
thông số tương tự khác chịu tác động cơ học
- Thiết bị: là trang bị như máy công tác đặc biệt, trong đó sản phẩm bị thay đôi tính chất
vật lí hay hóa học hoặc trạng thái tô hợp dưới các tác dụng như: cơ lí, sinh hóa, nhiệt điện Đặc điểm: + Máy: có các bộ phận làm việc chuyển động trực tiếp tác dụng cơ học lên sản
phẩm gia công
+ Thiết bị: Có một khoảng không gian nhất định (buông làm việc) trong đó
tiến hành tác dụng lên sản phẩm với mục đích thay đổi tính chất của nó
1.2.2 Theo cầu tạo của quá trình
- Máy làm việc gián đoạn: Sản phẩm gia công chịu tác dụng trong suốt thời gian của một
chu kì nhất định Sau đó quá trình lại tiếp diễn lặp lại có tính chất chu kì Thành phẩm
được lây ra ở cuối chu kì
- Máy làm việc liên tục: Thời gian của quá trình làm việc ôn định, nạp sản phẩm ban dau và lẫy sản phẩm được tiến hành đồng thời Các bộ phận làm việc trong những điều kiện
ôn định
Trang 5- Máy không tự động - Máy bán tự động - Máy tự động 1.2.4 Theo nguyên tắc phối hợp trong dây chuyền sản xuất - Máy riêng lẻ - Những máy tô hợp hoặc bộ máy - Những máy liên hợp - Hệ thống máy tự động
1.2.5 Theo đặc điểm chức năng
- Các máy và thiết bi vận chuyền: Băng tải, gàu tải, vít tải
- Các thiết bị cơ học: Máy phân loại, máy nghiền, máy xay xát, máy cắt thái, máy chà, máy ép,
- Các thiết bị lên men
- Các thiết bi héa li: Chung cat, tinh luyện, trích l¡,
2 Yêu cầu cơ bản đối với máy sản xuất thực phẩm
Đối với máy sản xuất thực phẩm, khi thiết kế, chế tạo và sử dụng chúng, ngoài những
yêu cầu chung (độ cứng, sức bên, độ bền rung động) còn phải đáp ứng những yêu cầu sau: - - Khả năng thực hiện quá trình công nghệ tiên tiễn
- _ Hiệu quả kinh tế kĩ thuật cao
- _ Tính chống mòn cao
- - Giá thành hạ: Máy có kết câu đơn giản, vật liệu chế tạo ra nó rẻ tiền, dễ kiếm, chỉ
tiết tiêu chuẩn hóa Sửa chữa, bảo dưỡng dễ dàng, thuận lợi
- _ Làm việc ôn định, tin cậy, đảm bảo môi trường làm việc ít bụi, tiếng ôn, -_ Tuổi thọ 10— 12 năm
3 Những vật liệu chính để chế tạo thiết bị sản xuất thực phẩm 3.1 Kim loại và hợp kim
a Gang: Phố biến nhất, chiếm 50% kim loại trong máy chế biến thực phẩm Là hợp kim của Fe-C: 2-4%
Ưu điểm: Có tính đúc cao, dùng đúc các chỉ tiết phức tạp như thân máy, bệ máy, sống
Trang 6- Gang xám C: 2,8-3,7% Kí hiệu C4
- Giang trung tính: Cũng là gang xám nhưng cho thêm phụ gia silicocanxI, silicoalumin, felosilu Kí hiệu CM4
- _ Gang cầu: Cũng là gang trung tính nhưng cho thêm hợp kim Mpg, độ bên rất cao, có thê đúc các trục khuỷu của máy nén Kí hiệu B4
- Gang ré: %C thap, dé gia công
- Gang hop kim: Thém vao cac loai gang trén cac kim loai Cr, Mn, Ni, Si Dung ché
tao guong bom, vo bom chiu axit, 6ng dan chiu các môi trường khác nhau
b Thép: Có cơ tính, khả năng gia công cơ cao Tùy theo phương pháp nhiệt luyện cho những thép có cơ tính khác nhau, rât cao Có 3 nhóm:
- Thép cacbon : CT3, CT5 Thép 45, thép 50
Thép dụng cụ
- Thép hợp kim: Cao, Thấp
c Đồng: Không bên trong môi trường có Cl, Br, I NHạ, H;S Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, dễ
dat mỏng, kéo sợi Dùng nhiêu trong công nghiệp rượu bia, các loại tháp, Đồng đỏ: - Thau
- Thanh Hop kim Al, Si, Sn
d Nhôm: Chiu cac mdi truong HNO; dam dac, CH;COOH 3.2 Phi kim loai
a Nguồn gốc vô cơ:
- Da granit: Da granit + da andezit + thủy tinh lỏng gọi là matit: chịu axIt
- Amian: Ding lam dém chiu nhiét, lam ba chong chay, dé bao 6n
- Thủy tinh - Gỗm
b Nguồn gốc hữu cơ:
- Cao su: 2-4%S: Cao su mềm, dùng làm đệm, các khúc nối trục
20-40%S: Cao su ebonit
- Faolit: Là hỗn hợp của phenol formuldehyt + amian Độ bên cao, làm các đường ống
dẫn, thùng chứa, máy bơm
Trang 7CHUONG 1 CAC MAY VA THIET BI VAN CHUYEN
1 Khái niệm
Máy và các thiết bị vân chuyển đóng vai trò quan trọng trong dây chuyên sản xuất các sản phẩm thực phẩm, liên kết các hệ thống công nghệ trong dây chuyên sản xuất, vận chuyên nguyên liệu từ kho chứa đến dây chuyên sản xuất và vận chuyển sản phẩm về kho chứa
Phân loại: Theo phương thức làm việc có hai loại:
- Loại vận chuyên liên tục: Băng tải, vít tải, gàu tải, các thiết bị vận chuyên vật liệu bằng không khí, bằng thủy lực,
- Loại vận chuyển gián đoạn: Câu, palăng, cầu trục, thang may
Trong các nhà máy sản xuất và chế biến lương thực thực phẩm, để vận chuyên những vật liệu rời, vật liệu đóng túi, những kiện hàng hoặc những vật liệu đơn chiếc theo
phương nằm ngang, thắng đứng hoặc nghiêng, chủ yếu dùng máy và thiết bị vận chuyển liên tục Khác với loại làm việc gián đoạn, những máy và thiết bị vận chuyên liên tục có
thê làm việc trong một thời gian không giới hạn, chuyên chở vật liệu theo một hướng đã
định không dừng lại khi nạp liệu và tháo liệu Nhờ vậy năng suất của chúng tương đối lớn hơn so với các máy và thiết bi vận chuyển gián đoạn
Các máy và thiết bị vận chuyên liên tục hiện nay có thê chia ra hai nhóm chính: - Máy có bộ phận kéo: Băng tải, xích tải, cào tải, gàu tải, nội tải, giá tải
- Máy không có bộ phận kéo: Các loại vít tải, các máy vận chuyên quán tính, các hệ
thống vận chuyên bằng không khí và thủy lực
Ở chương này chúng ta sẽ khảo sát một số máy và thiết bị vận chuyển liên tục được dùng phô biến trong các nhà máy sản xuất và chế biến lương thực thực phẩm ở trong và ngoài nước
2 Các thiết bị vận chuyền cơ học 2.1 Băng tải
2.1.1 Công dụng
Trong các máy vận chuyến liên tục thì băng tải là loại được dùng nhiều nhất
Ưu điểm: An toàn cao, câu tạo đơn giản, bền
Trang 8Vốn đầu tư và chế tạo không lớn
Có thể tự động hóa
Vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng
Làm việc không ồn
Năng suất cao, tiêu hao năng lượng ít
Nhược điểm: Phạm vi sử dụng của băng tải bị hạn chế vì:
- _ Chúng có độ dốc cho phép không cao, thường từ 16-24” tùy theo vật liệu - _ Không thể vận chuyền theo đường cong
- _ Không vận chuyên được vật liệu dẻo, dính kết
2.1.2 Cau tao va phan loại băng tải: = a a -# KF a ae tD PP PPE EEO OP OPE EE PS ft 4-4 ~— Hình 1.1 Băng tải cố định
Băng tải gồm có tâm băng (3) kín uốn cong trên tang dẫn (5) và tang căng (1) Tắm
băng vừa là bộ phận kéo, vừa là bộ phận tải liệu Chuyên động được nhờ lực ma sát xuất
hiện khi tang dẫn quay Động cơ (9) cùng với hộp giảm tốc (8) và các nối trục là các cơ
cầu truyền động của máy Phêu (2) để nạp vật liệu, phêu (6) để tháo vật liệu Bộ phận cạo
(7) để làm sạch tắm băng
Tâm băng được căng sơ bộ nhờ bộ phận căng (10) lắp ở tang cuối máy hoặc lắp ở
nhánh không tải Tất cả các cụm máy nêu ở trên đều được lắp trên một khung đở
Trang 9Sau đây là sơ đồ phân loại các băng tải dùng trong các nhà máy lương thực thực phẩm
Hình 1.2 Sơ đồ các băng tải cô định
Trang 10Bảng 1: Vận tốc chuyền động của tắm băng đối với băng tải năm ngang
Vật liệu vận chuyển Vận tốc chuyển động cia tam bang m/s
Thóc, gạo, đậu, lúa mì 25—4,5
Ngô, đại mạch, kiều mạch 2,0 —2,5 Hạt hướng dương 1,5 — 2,0 Hạt bông 25 -3,5 hạt đậu nành 1,5— 2,0 Ngô bắp 0,8 — 1,2 Hat gay 1,5 —2,0 Trấu và phế liệu của hạt 0,8 — 1,2 Bao bột, hàng đóng kiện 0,6 -1,2 Bảng 2: Vận tốc và năng suât của các băng tải cô định khi vận chuyên các loại hạt có khối lượng thể tích 0,751/m3 400 | 500 | 600-650 | 759-800 | 900-1000 | 1100- 1200 Vận tốc tam băngm/s | 2,5 | 3,5 3,5 4,5 4,5 4,8 Năng suất, T/h 50 | 100 175 350 500 800 2.2 Gàu tải
2.2.1 Khái niệm: Để vận chuyên những vật liệu rời ( dạng bột, hạt, cục nhỏ) đi theo
phương thăng đứng hoặc nghiêng trên 50” người ta dùng gàu tải 2.2.2 Câu tạo và nguyên tắc làm việc
a Cầu tạo: Gàu tải gồm những bộ phận sau:
- Bộ phận kéo dài vô tận mang nhiều gàu và uốn vòng qua tang (hoặc đĩa xích) trên và dưới của máy
- Chân máy gồm có tang (hoặc đĩa xích), trục lắp tang, vỏ và hộp nạp liệu
Trang 11- Than máy gôm nhiêu đoạn ông có tiệt diện tròn hoặc chữ nhật nôi với nhau băng bích, năm vào khoảng giữa đâu va chan gàu tải, bao kín bộ phận kéo
Hình 1.3 Hình dạng chung cua gau tai
1) Băng; 2) gàu; 3) tang đầu máy; 4) tang chân máy; 5) bệ gàu tải 6) phếu nạp liệu 7) bộ phận căng 8) cửa quan sát 9) trục đầu máy 10) đầu gàu tải 11) cửa tháo liệu b Nguyên tắc làm việc: Khi máy làm việc thì gàu xúc vật liệu ở khu vực chân máy và vận chuyên lên phía đầu máy Ở đây, dưới tác dụng của trọng lực và lực quán tính, vật
liệu được đồ từ gàu vào bộ phận tháo liệu rồi từ đó chuyền tới nơi sử dụng
Vật liệu rời được vận chuyển bằng gau tai gom nhiéu dạng: dạng bột (hoặc bụi), dạng hạt, dạng cục
Ưu điểm: - Cấu tạo đơn giản, kích thước chiếm chỗ nhỏ
Trang 12- Có khả năng vận chuyên vật liệu lên một độ cao khá lớn (50-70m), - Năng suất cao (700m”/h)
Nhược điểm: - Nếu vật liệu vận chuyên lớn gây va đập, dễ sinh tiếng ôn
- Dễ bị quá tải nếu tiếp liệu không đều, nên cần nạp liệu một cách đều đặn
- Không tháo liêu được giữa chừng, nạp liệu ở vị trí tùy thích 2.2.3 Phân loại:
- Theo cấu tạo của bộ phận kéo: có 2 loại:
e Gàu tải dùng băng: được dùng pho biến để vận chuyên những vật liệu rời trong các kho
lương thực, các nhà máy xay bột, nhà máy xát gạo, nhà máy chế biến thức ăn gia súc, nhà
máy bánh mì, nhà máy ép dầu, nhà máy sản xuất tinh bột, nhà máy bánh kẹo, nhà máy sản xuất mì sợi và các nhà máy thực phẩm khác
e« Gàu tải dùng xích: (một hoặc 2 dây xích): chủ yếu dùng để vận chuyên những vật liệu
dạng cục và những vật liệu gầy tác hại cho tâm băng ( như vật liệu nóng)
- Theo phương pháp tháo liệu: có 3 loại gàu tải:
e Gau tai thao liệu dưới tác dụng của trọng lực e Gau tải tháo liệu dưới tác dụng của luc li tam
e Gàu tải tháo liệu dưới tác dụng của lực kết hợp ( lực li tâm và trọng lực)
2.3 Vit tải:
2.3.1 Khai niém:
Đề vận chuyên những vật liệu rời theo hướng nằm ngang, nghiêng hoặc thắng đứng, trong các nhà máy thực phẩm, người ta dùng vít tải
Trong các vít tải, vật liệu được vận chuyển tương tự như một đai 6c chuyển động
dọc theo đinh ốc quay Vít tải gồm có một máng cô định và một trục vít Khi trục vít quay làm cho vật liệu chuyên động tịnh tiễn theo máng
Ưu điểm :
- Chiếm chỗ ít: Với cùng năng suất thì diện tích tiết diện ngang của vít tải nhỏ hơn nhiều
so với các máy vận chuyên khác
- _ Số lượng Ô bi và các chỉ tiết chịu mài mòn không nhiêu nên dễ vận hành thao tác
- - Bộ phận công tác nằm trong mang kín nên có thể nỗi màng vào vị trí nào đó của hệ thống thông gió
Trang 13- _ Giá thành thấp
Nhược điểm :
- - Chiều dài vận chuyên và năng suất bị giới hạn Chiêu dài lớn nhất của vít tải thường không quá 30m với năng suất tối đa la 100T/h
- _ Chỉ vận chuyên được những vật liệu tương đối đồng nhất
- _ Vật liệu bị đảo trộn mạnh, một phần bị nghiền nát hoặc bị phân loại theo khối lượng riêng Vì vậy người ta không thể dùng để vận chuyên thức ăn gia súc đã chế biến
- _ Tiêu tốn nhiều năng lượng hơn băng tải 2.3.2 Các loại vít tải 2.3.2.1 Vít tải nằm ngang CN r1 —_— =—Ì Đ©\ 6 đủ (LAO LH Q54 0 se TỰ eee eee ne so —bo`y RR 7 xo NÃ #2222 # LÍ bì =) Cty^2272722Áv^ a) rà: Arar res f Hình 1.4 Các vit tai c)
a) so dé vit tai nam ngang:
1 mang; 2 gối trục treo; 3 trục; 4 cánh vít; 5 thành mặt đầu; 6.6ng nap liệu; 7,8 ống tháo liệu; 9 Van an toàn; 10 Cơ câu truyền động
b) hình dạng trục vít
c) các loại cánh vít khác nhau và chiều quay của chúng a Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:
Trong máng cô định 1 tại phần trên có lắp những gối trục treo 2 làm chỗ đỡ cho trục 3 Trục đặc hoặc rỗng và trên suốt chiều dài của nó có gắn cánh vít 4 Ở vị trí gối trục treo, cánh vít bị gián đoạn 1 khoảng bằng chiều dài gối trục Mặt đầu 5 của máng được bịt kín
Vật liệu vào phéu nap liéu 6, di ra ống tháo liệu 7 va 8 doc theo vit tai O day (6,7 và
8) có các van chăn đề có thê thay đổi kích thước cửa nạp và tháo Cuối vít tải có van an toàn 9 để tháo vật liệu khi quá đây Có thê thay bằng ống chảy tràn lắp gần cửa tháo liệu
Trang 14Tùy theo cách bố trí cánh vít trên trục mà vít tải có thê là phải hoặc trái ( hình 1.4.c)
Có những vít tải gồm 2 phần trong đó có 1 phân là phải, 1 phân là trái
Các vít tải này dùng để vận chuyên hai dòng vật liệu theo hướng ngược chiều nhau Những vít tải có cánh đặc làm bằng thép là chỉ dùng để vận chuyên vật liệu khô và tơi
Muốn vận chuyển những vật liệu cục hoặc dính phải dùng vít tải dạng băng (hinh 1.5) Để vận chuyển những vật liệu vón cục (hạt âm, tinh bột, hợp chất thức ăn gia súc) thì dùng
cánh vít dạng bơi chèo ( hình 1.6)
1.6 Vít tải dạng bơi chèo
Máng của vít tải gồm nhiều đoạn từ 2m đến 4m, nối ghép với nhau bằng bích và bulông Nếu vít tải dài quá 3,5 m thì phải lắp những gối trục trung gian (thường là gối trục treo) cái này cách cái kia 3m Trong các nhà máy lương thực thực phẩm chỉ nên dùng vít
tải có chiều dài không quá 15m Nếu can vận chuyền theo độ dài lớn (30m) thì nên lắp
đồng trục hai vít tải có hai bộ phận truyền động đối đầu nhau
2.3.2.1 Vít tải thắng đứng
Khái niệm: Vít tải thắng đứng dùng để vận chuyên vật liệu rời và vật liệu dạng cục
nhỏ (hạt, bột, thức ăn gia súc, các loại củ) Cũng có thể dùng loại vít tải này để vận
Trang 15chuyền các vật liệu đơn chiếc Chiều cao không quá 12-15cm năng suất 80-100 mÌ/h (với D cánh vít = 300mm) Uu: - Tiét kiém dién tich -h v n { ¿xơ đ - Tháo liệu theo hướng tùy ý, ở vị trí trung gian | Pil i theo chiều cao thân máy CÀ Nguyên tắc làm việc: Vật liệu được đưa vào trục vít thang đứng trong vỏ trụ kín, nhờ ma sát với cánh vít mà thực hiện chuyển động quay Dưới tác dụng của lực li
tâm vật liệu được ép sát vào bề mặt trong của
máng
Ma sát giữa vật liệu với máng làm cho quá
—— trình quay của vật liệu bị hãm bớt nên tốc độ
ier _ vong cla no giam Kết quả vật liệu trượt theo bê —-l alt CM v 4K ` ^ A ^ r ^ li i Ị mặt xoăn ôc và được nâng dân lên phía trên HN ia 4 vê Hình 1.7 Vít tải thắng đứng 3 Vận chuyền vật liệu bằng không khí 3.1 Khái niệm:
Vận chuyên vật liệu bằng không khí dựa trên nguyên lí lợi dụng khả năng chuyên
động của dòng khí trong các ống dẫn, với tốc độ nhất định để mang vật liệu từ chỗ này tới
chỗ khác dưới trạng thái lơ lửng Về lí thuyết thì có thê dùng không khí để vận chuyên vật liệu rời có khối lượng và kích thước hạt bất kì Nhưng năng lượng để vận chuyền và tiêu
tốn tăng nhanh rất nhiều lần so với trọng lực của hạt vật liệu, nên thực tế phạm vi tng
dụng của phương pháp này bị hạn ché
Muốn làm cho hỗn hợp không khí và các hạt vật liệu chuyên động được trong các ống dẫn thì cần phải tạo được chênh lệch áp suất ở 2 đầu ống, nói cách khác là phải tạo ra áp lực Áp lực được tạo thành bằng cách giảm áp suất của không khí hoặc tăng áp suất của không khí
3.2 Phân loại:
Theo trị số ap suất tạo thành có thể chia ra:
Trang 16- _ Các hệ thống áp suất thấp, trong đó tốn thất áp suất không vượt quá 5.10”N/nử - _ Các hệ thống áp suất trung bình, trong đó tốn thất áp suất không vượt quá 10N/mÏ - _ Các hệ thống áp suất cao trong đó tốn thất áp suất lớn hơn 10N/nổ | Ẽ , : alae _ a # 4 ` S| Dea en Saw hr I PPI PF DPI POL OL OLE oer, IL Hình 1.8 Các sơ đồ nguyên lý:
a) cha hệ thông hút với áp suất trung bình để vận chuyển bột
b) của hệ thông hút với áp suất cao c) của hệ thống đẩy với áp suất cao
3.2.1 Các hệ thông vận chuyển bằng không khí với áp suất thấp và trung bình: Trong các nhà máy lương thực thực phẩm ở các nước, hệ thống áp suất thấp và trung bình được sử dụng rộng rãi để cơ giới hóa các công đoạn vận chuyên trong phân xưởng
Trang 17và giữa các phân xưởng với nhau, cho phép kết hợp với 1 vài quá trình công nghệ như
làm lạnh, phân loại, sấy v v
Ở hình 1.8a là sơ đồ nguyên lí của một hệ thống hút và áp suất trung bình dùng để vận
chuyển bột từ thùng chứa tới kho chứa Bột do ô tô 1 chở đến được tháo vào thùng chứa
2, từ đây bột đi theo ống dẫn 3 vào bộ phận tháo liệu 4 đặt phía trên máng 5, máng này sẽ
phân bồ bột xuống các kho chứa 6 nhờ quạt 7
Từ bộ phận tháo liệu không khí được dẫn vào xyclôn 8 rồi vào máy lọc túi 9 để làm
sạch Từ máy lọc không khí sạch vào quạt 10 và ra ngoài trời Hệ thống này làm việc với
nông độ hỗn hợp u= 4,5 — 5,0 kg/kg và vận tốc không khí 18-20 m/s
3.2.2 Hé thong vận chuyển bằng khí với áp suất cao:
Ở hình 1.8b là sơ đồ một hệ thống vận chuyển với áp suất cao bằng phương pháp húi Chân không trong mạng được tạo thành bởi máy thôi khí 1 Khi nhúng vòi hút 2 vào trong khối hạt thì không khí được hút vào, kéo theo hạt và vận chuyển nó trong ống dẫn 3
Muốn xê dịch được ống dẫn dễ dàng cần có những đoạn ống mêm 4 Qua ống dẫn hạt đi
vào bộ phận tháo liệu 5 Hạt được tách ra khỏi bộ phận tháo liệu nhờ van công 6 Không khí theo ống dẫn 7 đưa đi làm sạch bụi ở xyclôn 8 và máy lọc túi 9 rồi vào máy thôi khí và thốt ra ngồi
Trang 18PHAN 2
CAC THIET BI CO HOC
CHUONG 2: CAC MAY LAM SACH VA PHAN LOAI
2.1 Khai niém chung :
- Trong Công nghệ san xuất thực phẩm thực phẩm, nguyên liệu đa dạng về chủng loại, kích cỡ, thành phân khác nhau Irong quá trình thu hoạch bị lần nhiều tạp
chất Do đó, để đảm bảo các điều kiện công nghệ chế biến đảm bảo chất lượng thành
phâm, giá trị cảm quan v v, nguyên liệu trước khi chê biên cân phải qua khâu làm sạch và phân loại
Mục đích của quú trình phân loại :
* Đảm bảo chất lượng nguyên liệu : Đồng nhất về kích cỡ, thành phần
* Tăng thời gian bảo quản
* Thích hợp cho các công đoạn chế biễn tiếp theo
Cơ sở phân loại: Cơ sở của quá trình phân loại dựa vào hình dáng, kích thước, chiều đài, tính chât khí động, tương tác bê mặt, tính chât từ tính v vv, môi loại một máy riêng
Vi du: Phân loại màu sắc: có tế bào quang điện Phân loại kích thước: sàng, máy chọn hạt Phân loại theo tương tác bề mặt
Phân loại theo khối lượng riêng : máy găn đá
Tách tạp chất lạ : Nam châm điện, nam châm vĩnh cửu 2.2 Phán loại theo đặc tính hình học:
2.2.1 Khái niệm: Phân loại theo đặc tính hình học được sử dụng rất phố biến trong các xí nghiệp lương thực đê tách tap chat hoặc xêp loại nguyên liệu, bản thành phầm và thành phẩm Cơ sở phương pháp này là dựa vào sự khác nhau về chiều dày, chiều rộng, chiêu dài, hình dáng và tiệt diện của các phân tử trong khôi hạt lương thực,
thành phâm đê phân loại Đôi với dạng này người ta dùng máy phân loại theo kiêu
sảng
2.2.2 Sang:
Sàng là phương pháp phổ biến và đơn giản nhất để phân loại nguyên liệu và
sản phầm trong các nhà máy chê biên bột gạo và xí nghiệp chê biên thức ăn hôn hợp
cho gia súc
Trang 19Từ "sàng " dùng trong trường hợp lỗ phân loại có kích thước lớn và "rây" dùng trong trường hợp lỗ phân loại có kích thước nhỏ
Việc phân loại hạt có thê tiễn hành theo 2 cách:
- Phân loại kích thước từ nhỏ đến lớn (hình 2.1): Tại đậy các mặt sàng được xếp nối
tiếp nhau Mặt sàng có kích thước lỗ nhỏ được đặt trước, kích thước lỗ lớn đặt sau
Khi hỗn hợp vật liệu chuyền động từ trái sang phải ta sẽ thu được sự phân loại như mong muốn
- Phân loại kích thước từ lớn đến nhỏ (hình 2.2): Tại đậy mặt sàng được xếp song
song và chồng lên nhau Mặt sàng có kích thước lỗ lớn dặt lên trên, kích thước lỗ nhỏ đặt dưới Khi hỗn hợp vật liệu chuyển động từ trên xuống ta sẽ thu nhận được sự phân loại như mong muốn
¬- _ —m i
Hình 2.1.Phân loại theo kích thước từ nhỏ đến lớn Hình 2.2.Phân loại theo kích thước từ lớn đến nhỏ Các bộ phận chính của sàng
Mặt sàng là bộ phận làm việc chính Các vật liệu trên mặt sàng phải có chuyên động tương đối trên mặt sàng Những vật liệu phải có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ sàng để có thê lọt xuống lỗ thì sàng quá trình phân loại mới được tiến hành
Cấu tfgo: Có 2 loại tấm đục lỗ, lưới đan và thanh ghi
- Mặt sàng đục lỗ: Là các tấm kim loại: thép hay đồng, trên đó đục các lỗ có diện tích khác nhau: tròn, thuôn dài (vuông), tam giác Diện tích các bề mặt tự do phải có tỉ lệ
hợp lí so với tổng diện tích mặt sàng, do đó mới đảm bảo độ bền cơ khí Z 5 ds —— ö chiều đày 4 TT ZN Tuy nhiên chiều dày tối đa của mặt sàng không vượt quá 12mm Mặt sàng dùng
dé phân loại các vật liệu có kích thước > 5mm Các lỗ trên mặt sàng có kích thước từ
5-80mm được bố trí song song hay xen kẽ nhau Các lỗ hình chữ nhật có chiều dài
gấp 3 lần chiều rộng
Trang 20Ưu điểm của mặt sàng này là bên, thời gian sử dụng dài nhưng nó có nhược điểm là
bề mặt tự do nhỏ
Mặt sàng đục lỗ với hình dạng và kích thước khác nhau Trong quá trình phân loại, hỗn hợp được chia làm 2 phần :
- Phần lot qua sàng gọi là cầu tir lot sang (CTLS) - Phan nam lai trên sàng gọi là cầu tử trên sàng (CTTS) Tam sang duc lỗ được chế tạo từ là kim loại dày khoảng 0,8-1,0 mm
Tùy theo kích thước lỗ sàng người ta chia sàng thành nhiều số Số hiệu của sàng
lỗ đột là số tương ứng với kích thước lỗ sàng ( tính bằng mm) nhân với 10
Thí dụ: Sàng đột lỗ thuôn dài, chiều rộng lỗ 1,75mm thì mang số hiệu 17,5 (No 17,5)
- Mặt sàng dan( hình 2.3): Dùng các sợi vải, sợi kim loại, sợi lụa hoặc sợi nhựa tong hợp đan lại với nhau theo một kích thước nhất định Mặt sàng bằng sợi kim loại được hoặc chữ nhật kích thước cạnh lỗ từ 5mm đên đan thành các lỗ dạng vuông 0,4mm Ưu điểm của loại mặt sàng này là có bề mặt tự do lớn nhưng nhược điểm là không bên Số hiệu của mặt lưới sàng đan bằng sợi kim loại là số tương ứng với kích thước cạnh lỗ sàng tính bằng mm Ví dụ : Đối với sàng lỗ vuông cạnh D = 0,4 mm mang số hiệu 0.4 (No =04 ) - Ray :
Đối với sàng đan nếu kích thước lỗ > 0,2mm gọi là mặt sảng đan
Đối với sàng đan nếu kích thước lỗ < 0,2 mm gọi là rây
Ở Liên Xô mặt rây lụa được chia làm 2 loại: Rây nhẹ và rây nặng tùy theo khối lượng 1m? mat ray
Rây nặng: Có 20 con số ( từ số hiệu No 71 đến No 280 )
Rây nhẹ có 25 con số ( từ số hiệu No 7 đến số hiệu 76)
Đối với rây nặng số hiệu ví đụ No71 nghĩa là trong 10cm có 71 hàng lỗ
Đối với rây nhẹ số hiệu No 76 nghĩa là lem có 76 hàng lỗ Rây nhẹ để phân
loại bột, rây nặng dé phân hạt lớn hơn ví dụ : Gạo, Cảm
Gần đây rây lụa được thay bằng rây đan từ sợi kapron hoặc nylon, rây đan bằng sợi nhân tạo bên gấp 3 lần, ít hút âm và hầu như không làm tắc 16 ray
- Thanh ghỉ ( hình 2.4):
Trang 21Loại này dùng để phân loại các loại vật liệu có kích thước lớn hơn hơn 80mm Cấu tạo mặt sảng gồm các thanh ghi được đặc theo chiều dọc sang, khe hở giữa chúng bằng kích thước vật liệu lọt qua sàng
ỹ: —' _— hye
Hình 2.3 Các dụng mặt sàng lưới dưn — Hình 2.4 Hình dạng các thanh ghỉ của sàng
Kích thước của thanh ghi được chọn phụ thuộc kích thước của sản phẩm chưa sàng Với H = d và B = (0,2-0,3) d Các cạnh nghiêng có góc nghiêng khoảng 6-10” Chú ý lắp đặt phần chiều rộng thanh ghi có kích thước nhỏ hơn luôn luôn quay xuống dưới
2.2.3 Phân loại các máy sàng
a Theo cấu tạo của bộ phận làm việc : Máy sàng chia làm 2 nhóm
- Mặt sàng phẳng: Được dùng phô biến nhất vì có hệ số sử dụng bề mặt làm việc của lưới cao nhất Có 3 loại : Máy sàng có lưới chuyên động tịnh tiến qua lại, máy sàng có lưới chuyển động tròn, máy sàng có máy chuyên động rung (hình 2.5)
Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo các loại sàng phẳng - Mặt sàng hình trụ: Đề kiêm tra phế liệu của hạt
Trang 22b Theo điều kiện sử dụng : Sàng cỗ định
nàng lưu động
c Theo số lượng mặt sàng: Sàng đơn Sang kép d Theo hình thức dẫn động :
Máy sàng dao động quán tính
May sang dao động bằng cơ cầu lệch tâm Máy sàng dẫn động bằng tay quay thanh truyền e.Theo vật liệu cần sảng:
Máy sàng tạp: Dùng để tách tạp chất
Máy sàng phân loại: Để phân riêng các thành phần hạt có kích thước và chất lượng khác nhau
2.2.4 Máy sàng có mặt sàng phẳng chuyễn động tính tiễn qua lại :
Được dùng phô biến nhất điển hình là máy sàng phân loại bằng lưới sàng và không khí
Cấu tạo: Hình 2.6 là câu tạo của một máy sàng phân loại bằng lưới sàng và không khí dùng để làm sạch và phân riêng hạt Theo chiều cao của máy có thê chia thành 3 phân:
- Vùng phân loại bằng không khí làm sạch hạt
- Thùng sàng đề phân hạt theo độ lớn thành 3 phần hạt riêng biệt
-Vùng phân loại bằng không khí chia từng hạt theo độ lớn thành các phần riêng theo tính chất khí động học
Nguyên tắc làm việc: Hạt đê vào buồng 1, quạt 2 hút không khí kéo sản phẩm vào ông 3 và cuôn theo các hôn hợp nhẹ đôi với khí động lực Những hôn hợp này được lăng vào buông 4 và từ đây chúng được tách ra khỏi máy Không khí sạch ở buồng 4 được quạt thôi vào lần thứ 2 để làm sạch hạt Như vậy quạt làm việc theo nguyên tắc tuân hoàn kín của dòng không khí
Ở thùng sàng 5 khối hạt được phân ra một số thành phần hạt khác nhau theo
chiều rộng và chiều dày của hạt Tất cả để vào những ngăn khác nhau của vùng phân loại băng không khí ở phía dưới Quạt 6 hút không khí qua lớp sản phầm đang trượt theo mặt phẳng nghiêng 7 Tương ứng với các vận tốc của không khí khác nhau tại
Trang 23những ngăn riêng của buồng lạnh, có các hỗn hợp khoang, hạt bắn, hạt sạch và hỗn hợp nhẹ được lắng xuống 2 Se 4 * È aại 8đ 4 a ee — = “aa -È oP o = é 5 =, if Aipoidog f hơn tự! nà? " Hl Phoa thee He !H Phat Phe TH: — ae F ao , 1-1 § Sack Bae tả nứt cứ ` &Ñ | dren ee, ae 7 Mat frp f Mat jack £ tie Aone éSosage thd
Hình 2.6 Cấu tạo máy phân loại bằng lưới sàng và không khí
2.2.5 May sang rung
Mục đích sử dụng : - Phân loại nguyên liệu
- Vận chuyên vật liệu
- Làm tơi và nguội vật liệu
Phân loại: Có 2 cơ cấu gây rung động cho máy sàng rung - Đĩa có gắn đối trong
- Co cau lệch tâm
* Dia cé gan doi trong: Được gắn trên trục dẫn động của máy Khi trục quay các đĩa này gây nên các lực quán tính làm cho thùng sàng chuyển động theo các hướng khác nhau
Trang 24Cấu tạo và nguyên tắc làm việc: c.-Ÿ ap a 8 xa 1- thing sang a i ™ = Í ` ở, 3 > oO | 2,3- lò xo xoan Ï # 5 ` & Í - T= Ts 7 I es “ sed ee 4- trục dân động ° 5- đôi trong
Hình 2.6 Sơ đồ của một máy sàng rung
Hình 2.6 là sơ đồ của một máy sàng rung Cơ câu gây rung động là đĩa có gắn đôi trọng.Ở lưới trên, các tập chất lớn được tách ra, còn ở lưới dưới là các tạp chất nhỏ Thùng sàng 1 có gắn lưới sàng tựa trên bốn lò xo xoắn thắng đứng 2,3 Các chỉ tiết để lắp ghép các lò xo với thùng sàng, cho phép điều chỉnh mức độ kéo căng của chúng Tại trọng tâm của thùng sàng có trục 4 trên đó có gắn đối trong 5 Khi trục mang đối trọng quay thì trọng tâm của thùng sàng chuyên dịch tương đối với trọng tâm của toàn hệ, còn trọng tâm của toàn hệ thì đứng yên
* Cơ cấu lệch tâm: Trục lệch tâm của máy được tựa trên các gối đỡ Các gối đỡ này lại được gắn vào thùng sàng Khi máy làm việc thùng sàng sẽ thực hiện chuyên động rung nhờ sự quay của trục lệch tâm
Sơ đồ cầu tạo máy sàng rung cơ cấu lệch tâm được trình bày trên hình 2.7
Hình 2.7 Sơ đô cấu tạo máy sang rung co’ cấu lệch tâm
1 Bệ máy; 2 Lò xo; 3 Khung sàng, 4 Đối trọng gây rung; 5 Đĩa quay 6 trục lệch tâm 7 Bánh đai dẫn động, 8 lưới sàng
Máy gồm có khung sàng 3 được đỡ bằng hệ thống lò xo gắn trên bệ máy l Trên khung sàng 3 còn gan ô đỡ của trục lệch tâm 6 Phía ngoài trục lệch tâm 6, người ta bố trí hai đĩa 5 mà vành của nó có gắn hai đối trọng Với cách lắp này, có thé
Trang 25bánh đai dẫn động 7 từ động cơ vào Trên khung sàng có thê đặt 1,2 hay nhiều lưới sàng 8 tùy theo yêu cầu phân loại
Tính toán -
Năng suất của máy sàng rung
Xác định theo công thức
Q =Ba, kg/h
Trong do: B- Chiéu rộng của mặt sàng, cm
q - Tải lượng riêng của mặt sang kg/cm gid Chiều đài của mặt sàng :
— q 36 pv,,
m
Trong dé: —p : Khéi lwong riéng cua vat ligu dem sang kg/m’
vạ;: Vận tốc trung bình của các phần tử vật liệu có thể lấy bằng
0,003 - 0,004m/s
2.3 Phân loại theo những tính chất khí động học
Trong các xí nghiệp chế biến bột, gạo và thức ăn hỗn hợp cho gia súc thường
dùng khá phổ biến các thiết bị phân loại hỗn hợp bằng dòng không khí Đó là phân
loại bằng sức g1ó, dựa vào tính chất khí động học của các cau tử để phân chia thành
các phần khác nhau
Những tính chất khí động học của phân tử phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, khối lượng, trạng thái bề mặt của phân tử, vị trí của phân tử trong dòng không khí và cuối cùng là trạng thái của không khí
Khả năng chống lại sức đây của dòng không khí gọi là độ cản gió của phân tử Nếu các phân tử có độ cản gió khác nhau thì vận tốc của chúng khác nhau Dựa vào
sự khác nhau đó có thê phân loại hỗn hợp
Ở nước ta, Trung Quốc, Nhật Bản v v còn dùng quạt hòm để tách các tạp chất nhẹ và nặng trong khối lương thực dựa vào nguyên tắc phân loại theo tính chất
khí đọng học trên (hình 2.8)
Trang 26| k: 4 | a 7 † a FT on ¬ | 4 | | | 4 „ i | 1 — _ sư | r hie, 1 ữ | (OL 4 F tee a PC thd = eS alum a = es =—— =e | Sy ohare j —= —— ; } 1, — J ch [ a | — | || a - | 7 1 a | i “ my Hình 2.8 Sơ đồ tổ hợp 3 quạt hòm đễ tách tạp chất nặng và nhẹ d trường hợp trong thóc có ít đá sói
b trường hợp trong thóc có nhiều đá sỏi
2.4 Phân loại theo tỉ trọng
Ở các nhà máy chế biến gạo, bột và thức ăn gia súc thì quá trình làm sạch và các tạp chất nặng như: đá, sỏi, đất viên, mảnh thủy tỉnh v v rất quan trọng Chúng có kích thước gần bằng kích thước của hạt nên không thể phân loại bằng sàng Do đó phải phân loại về sự khác nhau về tỉ trọng
Nếu các cấu tử trong hỗn hợp cần phân loại có sự khác nhau rõ rệt về tỉ trọng thì càng dễ dàng phân riêng ra
Máy tách tạp chất đá sỏi đựa trên nguyên tắc phân loại theo tỉ trọng Sơ đồ quá trình công tác của máy tách đã được giới thiệu ở hình 2.9
Ở một số nhà máy, còn dùng phổ biến loại máy tách đá kiểu Grigorovic Bộ phận công tác chính của máy tách đá này là những đĩa trộn hình côn Khi máy chuyên
Trang 27động lắc tròn, dưới tác dụng của lyc li tam quan tính, hạt chuyển động lên phía trên
của đĩa hình chóp, còn đá sỏi chuyên động xuống đưới ( hình 2.10)
Hình 2.9 So do may phan ly da soi 2.10 Sơ đô công túc của một máy tách đá
1 Phễu nạp liệu 1.Phéu nạp liệu 2 Mặt sàng; 2 Máy lắng 3 Bộ phận điều chính góc nghiêng
3 Sang 4 Phòng không khí, 5 Quạt 2.5 Phân loại theo từ tính ,
2.5.1 Khái niệm: Các nguyên liệu thành phẩm đưa vào nhà máy thường có lần tạp chất kim loại, nhất là sắt, do quá trình thu hai, vận chuyển hoặc lúc làm sạch
Tạp chất sắt có thể làm hỏng bộ phận công tác của máy (cọ bề mặt trục nghiên, máy xay,v V ) và có thê bật tia lửa - gây hỏa hoạn Do đó làm sạch tạp chất sắt là một khâu có ý nghĩa quan trọng của quá trình sản xuất Các loại tạp chất sắt, gang, niken đều có thể dùng nam châm để tách ra được
2.5.2 Thiết bị
Dùng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện để tách các tạp chất sắt (hình 2.11, hình 2.12)
Thiết bị phân loại bằng từ tính gồm: Nhiều thỏi nam châm ghép lại, cực nam châm bố trí trên mặt phẳng nghiêng mà sản phẩm chạy qua Sản phẩm chạy qua nam châm thành lớp mỏng với vận tốc không lớn lắm đủ để nam châm hút lại các tạp chất sắt Sau một thời gian làm việc cần làm sạch bề mặt nam châm
Đối với nam châm vĩnh cửu phải đảm bảo lực hút khoảng 12 kG Lớp nguyên liệu chảy qua nam châm không được quá dày
Trang 28
Hình 2.11 Sơ đồ thiết bị nam châm vĩnh cứu Hình 2.12 Máy phân loại bằng nam châm điện
2.6 Phân loại theo tính chất bề mặt nguyên liệu
2.6.1 Khái niệm: Các cầu tử khác nhau trong khối hạt có trạng thái là bề mặt không giống nhau Bề mặt của chúng có thể xù xì, rỗ, nhẫn, có vỏ, không vỏ v V Những trạng thái bề mặt khác nhau ấy có thể áp dụng để phân loại trên bề mặt phẳng nghiêng
2.6.2 Nguyên tắc của các thiết bị phân loại theo tính chất bề mặt nguyên liệu (hình 2.13):
Khi các phân từ bề mặt trạng thái không giống nhau chuyên động trên bề mặt phẳng nghiêng thì chịu tác dụng của lực ma sát khác nhau Do đó, các phần tử ấy dịch
chuyên với những vận tốc khác nhau Vì vậy, ở cuối mặt phẳng nghiêng, chúng sẽ rơi ở các vị trí khác nhau Nếu đặt trên quĩ đạo rơi những tâm chắn thì có thê phân loại
hỗn hợp ra làm nhiều phần khác nhau theo hệ số ma sát
Phương pháp phân loại dựa vào sự khác nhau về hệ số ma sát có ý nghĩa rất lớn trong trường hợp phân loại hỗn hợp gồm 2 hoặc nhiều dạng hạt có kích thước gần nhau
Hình 2.13 Sơ dỗ nguyên lý phân
loại theo tính chất bÊ mặt nguyên
liệu
Trang 292.7, Cac máy phân loại khác :
Máy phân loại dựa theo chiều dài hạt: (Máy chọn hạt)
2.7.1 Mục dích:
- Đề phần riêng các sản phẩm thực phẩm rời xa hoặc tách các tạp chất theo chiều dài
hạt (như ép dầu, men .)
- Chọn hạt giống tác các tap chất rơm rạ tách các tạp chất ngăn như: sạn, cát, tấm tách gạo đã xay ra khỏi thóc V.V
2.72 Phán loại:
có 2 loại - Máy chọn hạt kiểu trụ - Máy chọn hạt kiểu đĩa
2.7.3 Máy chọn hạt kiểu hình trụ(hình 2.13a, hình 2.14)
Cấu tạo : Máy gồm ông trụ bằng thép 1 (vỏ thùng), bề mặt bên trong của vỏ
thùng có những lỗ tổ ong 2 và vít tải 3, đặt trong máng 4
Ông trụ được chế tạo bằng thép tắm, những lỗ tổ ong có đường kính > 3mm
thực hiện bằng phay các tắm thép hoặc kẽm
Nguyên tắc làm việc: Khi ông trụ quay thì những hạt riêng lẻ rơi vào các tổ ong, những hạt này cùng quay với ống trụ 1 góc nào đó rồi rơi xuống Hạt ngắn được lọt vào trong lỗ tổ ong sâu hơn hạt dài Vì vậy khi ống trụ quay, các hạt ngăn rơi xuống muộn hơn rơi vào máng và được tháo ra bằng vít tải Những hạt dài trược theo
bề mặt bên trong của vỏ thùng dọc theo chiều dài của thùng Mức độ phân riêng hỗn
hợp hạt trên phụ thuộc vào tâm đất mặt cạnh trên 5 của máng 4 2.7.4.Máy chọn hạt kiểu đĩa (hình 2.13.b):
Cấu tạo và nguyên tắc làm việc: Các lỗ tổ ong 7 nằm trên bề mặt đĩa gang quay 8 Khi đĩa quay các hạt ngắn rơi vào bên trong các lỗ tổ, sau đó rơi xuống máng 6 và được tháo ra khỏi máy Còn hạt dài trượt theo chiều nghiêng của máy
Hình 2.13 Nguyên tắc làm vigc cua may lựa chọn cổ hạt
a Kiéu hinh tru
Trang 30Ee tet des = Waa ỏ ĐỀ h | \, Mok age
art = mỉ = i a m han ä
Hình 2.14 Máy chọn hạt kiểu trụ
Trang 31CHƯƠNG 3
CÁC THIẾT BỊ LÀM NHỎ
3.1 Máy nghiền: 3.1.1, Khái niệm :
Trong công nghiệp sản xuất lương thực thực phẩm thường gặp quá trình nghiền nhỏ vật liệu từ các cục to, các hạt thành dạng bột thô, vừa hoặc bột mịn
Ví dụ : CN xay bột hỗn hợp, nghiền hạt ngũ cốc thành bột
CN thức ăn gia súc: nghiền hạt, cỏ khô và các chất bố sung khác (muối, nguyên
tố vi lượng, vitamin, kháng sinh), thành bột, nghiền thô khô dau, lõi ngô v.v
CN bánh kẹo : nghién ban TP: Cacao vun, bột nhão sôcola, nghién bot,
nghiền đường
CN thịt cá : Nghiễn xương, nghiền bột cá
CN SX dầu béo : Nghiền hạt có dầu, nghiền khô dầu
CN lên men : Nghién đại mạch, mầm hạt tươi, mầm hạt khô v.v
Quá trình nghiền nhỏ vật liệu trong các máy nghiền là nhờ các lực cơ học Có thể
phân loại các dạng tác dụng cơ học nhằm phá vỡ vật liệu đem nghiền nhỏ (hình 3.1)
Tùy theo kết cấu của từng loại máy nghiền mà lực phá vỡ vật liệu đem nghiền có thê là lực nén, ép, chẻ, bẻ, cat, xé, ép trượt, va đập hoặc do một vài lực trên cùng tác dụng
đồng thời Công nghiền phụ thuộc:
- Lực tác dụng kết cầu máy các cơ cấu truyền động
- Tính chất cơ lí của vật liệu đem nghiền như độ cứng độ ấm, tính chất của vỏ hạt
Hình 3.1 Các lực nghiền a )nén ép; b)ché; c) bé; d)cắt d) xé; e) ép trượt; s) đập
Trang 323.1.2 Các loại máy nghiền
Các loại máy nghiền để nghiền nhỏ bằng một hoặc vài dạng tác đụng cơ học như đã mô tả ở hình 3.1 Các loại máy nghiền gồm có: Máy nghiền đĩa, máy nghiền trục, máy nghiền chậu con lăn, máy nghiền búa, máy nghiền bi v.v Tùy theo tính chất cơ lí hình dạng, độ am cua nguyên liệu đem nghiền, yêu cầu của sản phẩm, năng xuất, công suât, tính chât công nghệ của công đoạn tiêp theo (khô ướt ) mà chon máy nghiên
phù hợp và kinh tế nhất 3.1.3 Máy nghiền đĩa
Trong CNLTTP dùng máy nghiền đĩa để nghiền bột vừa và mịn Hiện nay ít dùng do năng suất thấp
Phân loại có 4 dạng máy nghiền đĩa :
- Máy có trục thắng đứng làm quay đĩa trên - Máy có trục thắng đứng làm quay đĩa dưới - Máy có trục năm ngang làm quay 1 đĩa - Máy có trục nằm ngang làm quay 2 đĩa
Cấu tạo: Bộ phận chính của máy nghiền đĩa là đĩa nghiền chế tạo bằng kim loại hoặc bằng đá nhân tạo
Bằng kim loại có thê bằng thép đúc hoặc bằng gang
Trang 33Do lực liên kết của đĩa đá kém hơn đĩa kim loại nên phải làm thêm đai thép Đĩa
đá có vận tốc vòng 10m/s Đối với trục quay thắng đứng 18m⁄s đỗi với trục quay nam ngang dia gang thi 28m/s con đĩa thép đúc dat 68m/s
Dé ting kha năng nghiền của đĩa tăng bột ra khỏi khe nghiền và tăng khoảng cách thông gió người ta gia công mặt đĩa thành các vành, các rãnh chìm có profin hình tam giác trên 2 mặt đĩa (Hình 3.2 và 3.3) ^ — = ——~ TW /2/7/7//V/7// | M4 — Hinh 3.2 Các vành trên mặt đĩa nghiền A Lỗ tiếp liệu; 8 Vành nhận; C Vành chuyến; D Vành nghiễn Hinh 3.3 Các tãnh trên mật đĩa nghiên Năng suất của máy nghiền đĩa :
Tính theo công thức thực nghiệm: 2 Q= 0,9 = A? Trong do : go : Nang suat riéng trén 1m? bé mat dia lam viée trong 1 gio T/m*h V6ithéc qo = 1,6 T/m’h
D : Đường kính lớn nhất của mặt làm việc của đĩa m
K=D/d = 1,3 + 1,7, tỉ số giữa đường kính lớn và nhỏ của đĩa nghiền
V: Vận tốc vòng của đĩa quay, thường lẫy v=12,5 + 15m/s Công suất máy nghiền đĩa :
Trang 34
3.1.4 Máy nghiền trục:
Các máy nghiền loại hai, ba hay nhiều trục được dùng rất rộng rãi trong ngành
CNTP để nghiền bột mì, bột ngô, nghiền các loại hạt làm bột bản thành phẩm, các loại hạt có dầu đề khai thác chất béo, làm thức ăn gia súc, làm bánh kẹo và lên men
Sơ đồ nguyên lý của các loại máy nghiền được mô tả ở hinh 3.4
Với sơ đồ này, các loại máy nghiền có chung 1 nguyên lý làm việc là nghiền nát vật liệu khi nó đi qua khe hẹp giữa 2 trục nghiền Vật liệu bị nghiền nát 1 lần như các
máy loại L, II, II, IV, V và VI, bị nghiền ép 2 lần ở các máy VII, VIHI, ba lần ở các
máy loại X, XI, 4 lần ở loại IX và 5 lần ở loại máy XII Với những loại máy nghiền mà một trục thực hiện được hai lần nghiền như trục 2 loại VỊI, trục 2, 3, 4 loại IX thì vat
liệu đem nghiền phải có tính chất dính và dai, sau khi nghiền được cán thành dải
mỏng Còn với các loại hạt thì thường dùng máy nghiền hai hoặc 4 trục
Ở hình 3.5a, là máy nghiền có 2 trục cỗ định dùng dé nghién ép, can cac loai vật liệu dẻo, nhão, không xuất hiện hiện tượng quá tải do lực ép tăng đột ngột Máy loại này có cấu tạo đơn giản nhất và cũng thay đôi được khoảng cách khe nghiền bằng
cách xẻ rãnh trên bệ máy để dịch chuyển bu lông giữ ô trục với bệ máy trước khi
nghiền Nhưng khi máy làm việc thì chiều rộng khe nghiền (6) là không đổi
Ở hình 3.5b, là máy nghiền có trục di động được khi làm việc, nhờ có lắp hai lò
xo chịu nén giữa ô đỡ trục và bệ máy cô định Loại này dùng thích hợp đề nghiên vật
liệu dạng hạt cục nhỏ Khi quá tải, lực ép tăng đột ngột nén 2 lò xo giữ trục di động, lò xo bị nén lại làm tăng khoảng cách giữa 2 trục đề thoát lớp vật liệu đang gây ra quá tải Khi hết hiện tượng quá tai, luc ép trở lại bình thường, 2 lò xo lại đây trục di động trở về vị trí cũ với khe hở (6) làm việc Loại này được dùng rất rộng rãi
Ở hình 3.5.c, là may nghién 2 truc, nhung ca 2 truc đều có lắp lò xo chịu nén để cùng di động được khi có quá tải Máy này dùng thích hợp với vật liệu đem nghiền, cũng có kích thước không đều, để gây quá tải do lực ép tăng đột ngột Do kết cấu phức tạp nên ít dùng
Dưới đây là sơ đồ làm việc của máy nghiền 4 trục (hình 3.6) :
Máy có hộp chứa liệu chung phân thành 2 ngăn, trong mỗi ngăn có hình chóp 6 Gắn với cơ cầu thủy lực tự động điều chỉnh khe hở giữa 2 trục nghiền Hạt từ hộp chứa liệu xuống, quay van chắn điều chỉnh 3 đến cặp trục rãi liệu 4 đề rãi hạt thành lớp mỏng trên trục nghiền quay chậm 9 Mỗi cặp trục nghiền 8 và 9, nếu là cặp trục nhẫn
Trang 35thì lắp dao cạo sạch, néu cặp trục nghiền xẻ rãnh thì lắp bàn chải 1 cạo sạch bề mặt 2 trục Ở máy này còn lắp ống thông áp 7, và tay quay 10 để điều chỉnh bằng tay khoảng cách khe nghiên
Bằng cơ câu dẫn động kiểu xích mà thực hiện được nhiệm vụ truyền động cho trục nghiền quay nhanh và trục nghiền quay chậm theo chiều ngược nhau, vừa đảm bảo sự điều chỉnh khoảng cách giữa hai trục nghiền một cách dé dàng
Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý các máy nghiền trục Hình 3.5 Máy nghiền 2 trục Tính toán năng suất nghiền lý thuyết của máy nghiên trục:
Xác định theo công thức:
Q=3,6 10”8Lpv„.K (kg/h)
5 : Chiều rộng xe nghiền (mm)
L : Chiều dài trục nghiền (mm)
Trang 36
Hình 3.6 Cấu tạo của máy 4 trục nghiền dùng để nghiền hạt
3.1.5 Máy nghiền búa:
Nguyên lý: Quá trình nghiền nhỏ vật liệu trong máy nghiền búa là do va đập của các búa vào vật liệu, sự chà xát vật liệu với búa và với thanh trong của vỏ máy Các hạt vật liệu nhỏ lợt qua tắm lưới phân loại và được đưa ra khỏi máy Còn vật liệu hạt to chưa đúng yêu cầu thì được các đĩa búa tiếp tục nghiền nhỏ
Ở hình 3.7 là máy nghiền búa nghiền thô và trung bình có má nghiền phụ: máy nghiền có lắp thêm má nghiền 7 trên thành trong vỏ máy làm tăng khả năng phá vỡ vật liệu dưới tác dụng va đập của búa và tác dụng chà xát của má nghiền
Ma nghién phụ được đặt ngay dưới ghi 2 ở vị trí cửa nạp liệu 1 Ghi 2 có nhiệm vụ phân phối đều theo chiều rộng máy, hạn chế bớt khả năng văng liệu lên khi búa đập Trên trục quay 3 có lắp các đĩa treo búa 8 cách đều và lệch đều một góc Trên mỗi
Trang 37đĩa 8 có treo hai búa 4, các hàng búa này đập trên các mặt phẳng qua các khe ghi 2 theo suốt bè rộng của máy Vật liệu sau khi được nghiền đủ nhỏ sẽ lọt qua lưới 6 ra
khỏi máy, còn các cục to chưa lọt được sẽ bị đập tiếp cho tới khi đủ nhỏ chui qua lưới
6 mới thôi Nắp búa 5 tháo mở được dé thay lưới hoặc thay búa
Hình 3.8 mô tả máy nghiền búa nghiền thô và trung bình có lưới thay đổi được: Đó là một kiểu máy nghiền khác cùng loại máy hình 3.7, cũng nạp liệu tiếp tuyến theo chiều quay của búa, nhưng lưới sàng 2 thay đôi để vừa dùng nghiền thô (lỗ lưới sảng to) vừa dùng để nghiên trung bình khi đã thay đối lưới sàng có cỡ lỗ nhỏ Đĩa treo búa 1 có bốn chốt treo búa và các búa nghiền được treo gần nhau suốt chiều rộng của máy nghiền Số vòng quay của rôtô trong khoảng 400- 1000 vòng/ph, vận tốc vòng của rôto đạt tới 40m/s và mức độ nghiền bằng 10 -15
Hình 3.7 Máy nghiền búa nghiền thô và Hình 3.8 Máy nghiền búa nghiền
trung bình có má nghiền phụ thô và trung bình có lưới thay đổi 1.phễu nạp liệu; 2.ghi; 3 trục; 4.búa được
5 nap máy; 6.lưới sàng; 7 má nghiền phụ 1 địa treo búa; 2 lưới sàng
Máy nghiền mịn loại búa đúc nạp liệu chiều trục được giới thiệu ở hình 3.0 Vật liệu đem nghiền được đồ qua phễu 1 có tay quay 8 để điều chỉnh việc nạp liệu
theo năng suất thích hợp Vật liệu đem nghiền được chảy thành lớp qua nam châm 2
để tách vụn sắt trước khi chảy vào khoang nghiền Búa nghiền 4 được đúc thành dạng
sáu hoặc tám cánh, trên hai đầu cánh đối xứng được uốn cong về hai vách trong của
khoang nghiền để vừa thực hiện quá trình đập của đầu cánh, vừa thực hiện quá trình chà xát vật liệu nằm giữa đầu cánh với vách 6 trong khoang nghiền Các vách này được tạo gân đề tăng hiệu quả chà xát Trong khoang nghiền còn lắp thêm tấm đập 3 và lưới tháo sản phẩm 5 Trục lắp búa nghiền được truyền chuyên động quay từ môtơ
Trang 38qua puly 7 Kích thước vật liệu đem nghiền tới 40mm và bột nghiền đạt 0,25mm Trục lắp búa quay 1800 - 2700 vg/ph, cần công suất 10 kW Máy nghiền loại búa đúc này
dùng thích hợp để nghiền hạt, các loại củ, rễ, các loại xương và các hoá chất
Hình 3.9 Máy nghiền mịn loại búa nạp liệu chiều trục 3.1.6 Máy nghiền răng:
Nguyên lý: Quá trình nghiền trong máy nghiền răng cũng là do tác dụng va đập
của các răng với vật liệu đem nghiền như ở máy nghiền búa Do đó máy này thường
được xếp cùng loại với máy nghiền búa, dùng để nghiền mịn hoặc rất mịn như ở máy nghiền răng không có lưới sàng Máy nghiền răng không những được dùng nhiều trong ngành lương thực, thực pham mà còn được dùng cả trong ngành chế biến thức ăn gia súc (nghiền xương, vỏ sò, muối khoáng v.v ), nghiền hoá chất và luyện kim Trong sản xuất thường dùng hai loại máy nghiên răng :
1 Loại có một roto quay 2 Loại có hai roto quay
Ở cả hai loại này gồm cầu tạo loại có lưới sàng và không có lưới sàng
Máy nghiền răng loại một roto và có lưới sàng: được giới thiệu ở hình 3.10
Trên trục quay 5 của máy có lắp roto 4, trên roto này có lắp các dãy răng nghiền 6 thành các vòng tròn đồng tâm Các răng này càng xa tâm quay thì bước răng càng giảm Đối diện với roto 4 là đĩa răng cỗ định 2 lắp với vỏ máy 3 Trên đĩa răng cô định cũng lắp các răng 6 thành các vòng tròn đông tâm có bước không đôi Các vòng răng
Trang 39trên đĩa cỗ định nằm xen giữa các vòng răng trên roto quay 4 Số răng và số vòng răng thay đôi tuỳ theo từng loại máy với các yêu cầu công nghệ cụ thê khác nhau Vật liệu đem nghiền nạp vào qua miệng nạp liệu theo chiều trục, khi rơi vào vòng răng thứ nhất được đập văng sang vòng răng thứ hai của đĩa đối diện, rồi lại bị văng tiếp sang vòng răng thứ 3 v.v qua các lần va đập, vật liệu văng từ trong ra ngoài và được đập nhỏ
tới khi lọt được lưới sàng 1 để sang bộ phận thu hồi bột thành phẩm
Hình 3.10 Máy nghiền răng loại một roto và có lưới sàng
1 lưới sàng; 2 đĩa răng cỗ định; 3 vỏ máy; 4 rofo % trục quay; 6 răng nghiền
3.1.7.Một số máy nghiền trong CN đồ hộp
a Bơm nghiên
Bơm nghiền thường dùng để gia công các nguyên liệu mà trong đó có chứa nước nhiều như nghiên cà chua
Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:Hình 3 1 1 Trên thân bơm bằng gang 1 có gắn trục quay 2
Trên trục quay gắn các lưỡi dao 3 Dao 3 được gắn sao cho chúng tạo thành 1 đường xoắn ốc Do đó phải gắn dao nọ lệch với dao kia một góc 12” Xen kẽ giữa các
Trang 40lưỡi dao trên trục, người ta đặt các lưỡi dao cố định 4 gắn vào thân máy Nguyên liệu qua phêu 5 vào máy Do tác dụng của dao quay, nguyên liệu được nghiền nhỏ và do có tạo xoắn Ốc, nguyên liệu nghiền được chuyển dần về phía cuỗi được cánh quạt 6 đây
qua khe hở 7 vào buông 8
Ở đây cánh quạt 9 đây sản phẩm nghiền theo ỗng 10 ra ngoài Cả 2 cánh quạt đều gắn trên trục quay 2 Kích thước khe hở có thể điều chỉnh tuỳ theo yêu cầu nghiền nhỏ Khoảng cách giữa dao trên trục và dao cỗ định là 2,5mm
Năng suất máy khoảng 800 kg/ h Số vòng quay của trục 400 vòng/ph Y 2 1 Thân bơm 0 2 Trục quay 12 3 Lưỡi dao 4 Lưỡi dao cô đỉnh Hình 3.11 : Bơm nghiền b Máy đồng hóa:
Trong công nghiệp đồ hộp hoặc CN chế biến sữa, máy đồng hoá được dùng để làm tơi và nhỏ mịn các thực phẩm lỏng nhằm tăng độ tiêu hoá và vẻ mịn màng của sản phẩm Thí dụ khi sản xuất nước quả đục (nước chuối, nước cà chua), làm cho nước quả không bị phân lớp sau này, khi sản xuất các loại đồ hộp súp rau quả thì chất lượng sản phẩm được tăng lên nhiều