Máy và thiết bị đồng hoá

Máy và thiết bị đồng hoáTrong công nghiệp sản xuất đồ hộp hoặc công nghệ chế biến sữa, máy đồng hóa dùng để làm tơi, mịn các thực phẩm lỏng (làm cho các phần tử của sản phẩm có kích thước rất nhỏ, giảm từ 265 μm đến vài chục micrometer) nhằm tăng độ mịn của sản phẩm, làm cho sản phẩm không bị phân lớp. 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.

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN MÔN MÁY VÀ THIẾT BỊ THỰC PHẨM

GVHD : Nguyễn Hữu Quyền NHÓM: 10 thứ 6 tiết 7-9

Sinh viên thực hiện:

TP.HCM, ngày 23 háng 11 năm 2016

Trang 2

LỜI CẢM ƠN 2

LỜI MỞ ĐẦU 3

A Giới thiệu chung về máy và thiết bị đồng hoá 4

B Cấu tạo, nguyên lí hoạt động của các máy và thiết bị đồng hoá 6

1 Thiết bị đồng hoá mẫu 6

a) Hệ thống đồng hóa mẫu 7

2 Thiết bị đồng hoá bằng phương pháp khuấy trộn 9

3 Thiết bị đồng hoá áp lực cao 9

4 Thiết bị đồng hoá chân không 13

5 Thiết bị đồng hoá theo phương pháp cắt thuỷ lực 16

6 Thiết bị đồng hoá sử dụng sóng siêu âm 17

7 Thiết bị nghiền keo 18

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhậnđược rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM đã cùngvới tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường

Và đặc biệt, trong học kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích đối với sinh viên ngành Khoa Công Nghệ Thực Phẩm cũng như tất cả các sinh viên thuộc các chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm khác Đó là môn học “Máy và thiết bị thực phẩm”

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Quyền đã tận tâm hướngdẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì em nghĩ bài thu hoạch này của em rất khó có thể hoàn thiện được Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Bước đầu đi vào thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu khoa học, kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn

Trang 4

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay thực phẩm được chế biến thành nhiều chủng loại khác nhau phục vụ nhu cầu người tiêu dùng một cách nhanh chóng và tiện dụng

Công nghệ thực phẩm luôn được xem là ngành công nghiệp quantrọng ở bất kì quốc gia nào Qua hơn hai mươi năm xây dựng và phát triển, ngành Công nghiệp thực phẩm đã từng bước đáp ứng nhiều sản phẩm thiết yếu cho nền kinh tế quốc dân, phục vụ nhu cầu trong nước, thay thế nhập khẩu và tham gia xuất khẩu với sự đa dạng về mẫu mã, chủng loại

Trong công nghệ thực phẩm, máy và thiết bị thực phẩm là phần không thể thiếu trong dây chuyền sản xuất các thực phẩm công nghiệp, đáp ứng nhucầu của con người Thiết bị thực phẩm chính là công cụ để thực hiện quá trình công nghệ nhằm đạt các mục tiêu mà công nghệ đã đề ra

Trong bài tiểu luận này, chúng tôi tìm hiểu về Máy và thiết bị đồng hoá để quý thầy cô và các bạn hiểu được về cấu tạo, nguyên lí hoạt động cũng

như ưu nhược điểm của máy và thiết bị đồng hoá

A Giới thiệu chung về máy và thiết bị đồng hoá

Trang 5

Trong công nghiệp sản xuất đồ hộp hoặc công nghệ chế biến sữa, máyđồng hóa dùng để làm tơi, mịn các thực phẩm lỏng (làm cho các phần tử của sảnphẩm có kích thước rất nhỏ, giảm từ 265 μm đến vài chục micrometer) nhằm tăngm đến vài chục micrometer) nhằm tăngđộ mịn của sản phẩm, làm cho sản phẩm không bị phân lớp Thí dụ khi sản xuấtnước quả đục (nước chuối, nước cà chua), làm cho nước quả không bị phân lớp saunày, khi sản xuất các loại đồ hộp súp rau quả thì chất lượng sản phẩm được tăng lênnhiều.

Nguyên tắc làm việc của máy là dùng áp lực cao, đẩy sản phẩm đi quacác khe hở rất nhỏ (áp suất của sản phẩm vào khoảng 150 kg/cm2 và khi ra khỏi khenhỏ chỉ còn khoảng 2 - 3 kg/cm2 ) Khi thay đổi áp suất một cách đột ngột và tốcđộ tăng lên nhiều, làm cho sản phẩm bị tơi nhỏ ra Kích thước của khe hở có thểđiều chỉnh được từ 0,1 - 0,15 mm Tốc độ chuyển động của sản phẩm qua khe hở:

150 - 200 m/s

Máy có năng suất 5000 1/h, công suất điện 28 km được giới thiệu qua sơđồ cấu tạo và nguyên tắc làm việc như sau:

Hình 1.1 giới thiệu sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy đồng

hoá như sau: bộ phận truyền động 1 làm quay pittong 2, sản phẩm đi qua van hút 3và bị nén qua van đẩy 4, khe hở 5 rồi theo ống đẩy ra ngoài Hệ thống tay vặn 6 và

lò xo điều chỉnh 7 dùng để chỉnh kích thước khe hở 5 giữa hòm đậy 8

1 bộ phận truyền động

Trang 6

Một số máy thiết bị đồng hóa đặc trưng:

 Thiết bị đồng hoá mẫu

 Thiết bị đồng hoá bằng phương pháp khuấy trộn

 Thiết bị đồng hoá áp lực cao

 Thiết bị đồng hoá chân không

 Thiết bị đồng hoá theo phương pháp cắt thuỷ lực

 Thiết bị đồng hoá sử dụng sóng siêu âm

 Thiết bị đồng hoá nghiền keo

B Cấu tạo, nguyên lí hoạt động của các máy và thiết bị

đồng hoá.

1 Thiết bị đồng hoá mẫu.

Trang 7

Thiết bị đồng hóa mẫu Pro400D hay Dserial là một sự kết hợp hoàn hảogiữa công suất và hiệu năng vượt trội của thiết bị Sự kết hợp giữa motor công suấtcao và công nghệ tiến tiên trong điều khiển tốc độ số cho kết quả thiết bị đồng hóa

có độ bền và độ lặp lại cao nhất Nút điều chính 3 cấp cho phép điều chỉnh tốc độvòng từ vài trăm vòng/phút đến hàng nghìn vòng/phút Và màn hình hiển thị LEDsáng cho phép điểu khiển thân thiện với người sử dụng

Một đặc trưng thêm nữa là đèn

công suất hai mầu hiển thị tình trạng lỗi cùng

với bộ chân giá điều chỉnh PRO TRAC, điều

chỉnh vị trí motor nhẹ nhàng và chính xác

Thiết bị có tất cả các điểm tiện lợi mới về kỹ

thuật số của các loại máy đồng hóa mẫu / trộn

mẫu trên thị trường Thiết bị còn có tên là

máy trộn mẫu công nghiệp, thiết bị đồng hóa,

đồng nhất mẫu công nghiệp, qui mo pilot

Dòng sản phẩn D serial có 3 loại

sản phẩm với công suất khác nhau từ 576W, 754 W và 1305W Mỗi loại cho phépđồng hóa mẫu từ thể tích nhỏ Microliter đến nhiều lít Dòng sản phẩm D serial linhhoạt cho các ứng dụng đồng hóa mẫu homogenizing, emulsifying, trộn huyền phù,nhũ tương , trộn và trộn hợp các vật liệu hữu vô cơ với hữu cơ

Bộ đồng hóa mẫu PRO Quick Connect có thể sử dụng với bất cứ modelnào Và nó cũng cho phép sử dụng các bộ buồng trộn mẫu (ống trộn mẫu, bình trộnmẫu) để các đầu đồng hóa mẫu được hoạt động trong không gian cố định, đảm bảo

an toàn khi làm việc tránh mẫu bắn ra môi trường làm việc Dòng sản phẩm400DEL có chiều dài chân cao hơn được sử dụng với các bình trộn mẫu cao

Thông số kỹ thuật của dòng sản phẩm D serial:

Trang 8

Tốc độ (Vòng/phút) 0 – 28.000 0 – 22.000 0 – 23.000

Thể tích mẫu đồng hóa 0,03ml đến 5 lít 0,03 đến 15 lít 0,03 đến 30 lít

a) Hệ thống đồng hóa mẫu

Hệ thống đồng hóa mẫu DPS-20 - DUAL PROCESSING SYSTEM ,

MECHANICAL AND ULTRASONIC HOMOGENIZING là Hệ thống đồng hóa, hệ thống trộn mẫu, hệ thống đồng nhất mẫu gồm 2 quá trình là quá trình trộn mẫu cơ học và quá trình trộn mẫu siêu âm

DPS-20 là hệ thống đồng nhất mẫu 2 quá trình là một bược ngoặt về thiếtbị chuẩn bị mẫu Hệ thống kết hợp giữa quá trình cơ học và quá trình siêu âm trong một thiết bị duy nhất, tự động hoàn toàn và tích kiệm thời gian

Sản phẩm DPS-20 được kết hợp 3 cấu hình tự động hoàn toàn gồm có:

 Tự động đồng nhất mẫu bằng siêu âm

 Tự động đồng nhất mẫu bằng cơ họcHệ thống tự động đồng hóa mẫu cơ học và siêu âm

Điểm thuận tiện của hệ thống cho phép lựa chọn tối đa việc điểu khiển và lựa chọn cho quá trình đồng hóa mẫu cần thiết

Trang 9

Hệ thống DPS-20 tích hợp những thuận tiện của mỗi hệ thống đồng hóa cho phép sử dụng phương pháp tối ưu, tích kiệm thời gian và đang năng Việc đồnghóa cơ học hay siêu âm có thể tiến hành độc lập hoặc cùng nhau Nó cho phép thực hiện nhanh và hiệu quả hơn khi tiến hành và không tạo ra nhiệt trong khi tiến hành, các phần tử của mẫu được phân bố nhỏ hơn, độ ồn giảm xuống Thiết bị cho phép thực hiện tự động quá trình đồng hóa mang lại kết qua tin tưởng, tích kiệm thời giancho các việc khác thực hiện trọng phòng Lab.

Quá trình đồng hóa mẫu được thực hiện đảm bảo bởi thiết bị có động cơ đồng hóa mẫu công suất cao kết hợp với đầu siêu âm công suất 130W

Độ ồn giảm xuống kết hợp với cửa kính trắng bằng polycarbonate, đèn chiếu sáng bên trong cho phép theo dõi toàn bộ quá trình thực hiện

Hệ thống có thể thực hiện với các ống đồng hóa mẫu thể tích 15ml, 16ml, 19mlvà 50ml với carousel rack Lựa chọn thêm với Carousel rack cho phép tích tiệm thơif gian hơn

Quá trình có thể thực hiện với 20 mẫu trong một lần chạy hoặc sử dụng 2vị trí để rửa đầu đồng hóa Một quá trình chạy điển hình cho 20 mẫu mất khoảng 10phút thực hiện

Bảng mạch điều khiển trên DPS-20 cho phép lưu trữ 10 chương trình chạy mẫu khác nhau hoặc thực hiện trực tiếp trên từng mẫu

Đồng hóa bằng siêu âm: Công suất 130W, sử dụng đầu đồng hóa siêu âm3mm và 6mm

Đồng hóa cơ học: Motor có tốc độ điều chỉnh từ 2.000 vòng/phút đến 16.000 vòng/phút sử dụng đầu đồng hóa 7x115 mm hoặc 10 x 115mm

2 Thiết bị đồng hoá bằng phương pháp khuấy trộn.

Thông thường, người ta sử dụng cánh khuấy dạng turbine hoặc dạng chong chóng (propeller) để thực hiện quá trình đồng hoá Cần lưu ý là cánh khuấy

có thể được lắp đặp theo nhiều cách khác nhau

 Cánh khuấy turbine: khi sử dụng cánh khuấy turbine, cánh khuấy luônđược gắn vào tâm thùng Thường cánh khuấy turbine có tốc độ quay cao hơn cánh khuấy mái chèo (30 – 50 rpm) Cánh khuấy turbine có nhiều dạng khác nhau Cánh khuấy turbine thường tạo ra chuyển động tròn quanh trục cánh khuấyvà chuyển động theo phương ly tâm lớn Có vài loại turbine có thể cải thiện đượctốc độ chuyển động thẳng đứng (ví dụ loại turbine có bản nghiêng một góc nhỏ

so với phương thẳng đứng – pitched turbine) Các cánh khuấy turbine thường tạo chuyển động tuần hoàn trong thiết bị mạnh hơn nhiều so với cánh khuấy mái chèo, đồng thời hiện tượng trượt (shearing) và chảy rối cũng diễn ra với cường độ cao hơn Trong thiết bị có cánh khuấy turbine cũng lắp thêm các thanh chặn bên trong thùng để hạn chế hiện tượng xoáy

Trang 10

Hình 2.1 Các dạng của cánh khuấy turbine

3 Thiết bị đồng hoá áp lực cao.

Đây là thiết bị đặc biệt để đồng nhất hỗn hợp chất lỏng, làm giảm kích thước các hạt thuộc pha phân tán và phân bố đều chúng trong pha liên tục để hạn chế hiện tượng tách pha dưới tác dụng của trọng lực bằng dòng vận chuyển áp lực cao

Quá trình đồng hóa sẽ giúp tăng độ mịn của sản phẩm, làm cho sản phẩm không bị phân lớp, lắng cặn

Nguyên lý làm việc: Hệ phân tán sẽ được bơm piston đưa vào thiết bị đồng hóa và được tăng áp lực lên rất cao (50-300 bar) tại đầu vào của khe hẹp Người ta sẽ tạo nên một đối áp lên hệ phân tán bằng cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp được tạo

ra bởi bộ phận sinh lực và bộ phận tạo khe hẹp Đối áp này được duy trì bởi một bơm thủy lực sử dụng dầu Khi đó thì áp suất đồng hóa sẽ cân bằng với áp suất đồng hóa sẽ cân bằng với áp suất tác động lên piston thủy lực

Bộ phận tạo khe hẹp được thiết kế và chế tạo với một góc nghiêng 50 trên bềmặt để gia tốc hệ phân tán theo hướng vào khe hẹp, đồng thời tránh sự ăn mòn các chi tiết máy Vòng đập được gắn với bộ phận tạo khe hẹp sao cho mặt trong của vòng đập vuông góc với dòng chảy của hệ phân tán khi rời khe hẹp Nhờ đó mà các hạt phân tán

sẽ tiếp tục va vào vòng đập và bị giảm kích thước.Dùng áp lực cao đẩy sản phẩm đi qua các khe hở rất nhỏ, chênh lệch áp suất giữa đầu vào và ra lớn Khi thay đổi áp suất đột ngột và tốc độ tăng lên nhiều làm cho sản phẩm bị tơi nhỏ ra

Trang 11

Hình 3.1 Cấu tạo của thiết bị đồng hoá áp lực cao

Thiết bị này được áp dụng rộng rãi cho thực phẩm, sữa, nước giải khát, dược phẩm, mỹ phẩm, kỹ thuật công nghệ sinh học

 Ưu điểm:

 Làm tăng khả năng giữ nước, làm tính chất của sản phẩm đồng nhất

 Làm tăng chất lượng của sản phẩm

 Trong sản xuất các loại sản phẩm như sữa chua, đồng hóa tạo điều kiện thu được quện sữa đồng nhất và bền

 Làm tăng thời gian bào quản cho sản phẩm

Đườngkínhnguyên

Ốngxuấtliệu

Côngsuấtđộng

Kích thước(LxWxHmm) Trọnglượng

(kg)

Trang 12

(m3/h) liệu đầuvào

(mm)

sau khiđồnghóa(mm)

Trang 13

Thông số kỹ thuật:

 Độ nhớt tại nhiệt của quá trình : <500 cPs

 Kích thước cực đại của các hạt : 500 micron

 Kích thước hạt cuối cùng : <2 micron (phụ thuộc vào vật liệu nạp của bạn)

 Nhiệt độ làm việc cực đại : <900C

 Năng suất : Cố định, 400 lít/phút

 Kiểu đồng hoá : Đơn

 Áp suất đồng hoá : 250 bar (25 Mpa – 3.625 psi)

 Áp suất nạp liệu : 2 bar

 Động cơ chính : 5,5 kW

 Nguồn điện : 400 VAC, 50Hz, 3 pha

 Mạch phụ : 24V, 50 Hz

 Làm việc : Vệ sinh

 Bơm piston : Số 2, thép không rỉ AISI 316 Cơ chế bôi trơn : Kiểu bắn té dầu

 Áp suất nước yêu cầu tối thiểu : 1,5 bar

 Áp suất thuỷ khí yêu cầu tối thiểu : 4,5 bar

 Nhiệt độ làm sạch cực đại : < 900C

 Nhiệt độ khử trùng cực đại : < 1450C

 Thời gian làm sạch/khử trùng : 30 phút

 Điều kiện môi trường : +3/+400C , độ ẩm cực đại 90%

4 Thiết bị đồng hoá chân không.

Trang 14

Hình 4.1 Máy đồng hoá chân không

Máy đồng hóa chân không bao gồm bồn đồng hóa (nắp bồn có thể nâng hạ, thân bồn có thể xoay nghiêng), bồn nước, bồn dầu, thiết bị chân không, hệ thốnggia nhiệt và điều khiển nhiệt độ, hệ thống làm lạnh, hệ thống điều khiển điện v.v

Trong công nghệ sản xuất chất nhũ hóa có độ kết dính cao, đặc biệt là các sản phẩm dạng kem, sữa, vấn đề thường gặp lớn nhất là đường kính hạt phân tán lớn và không khí lẫn vào sản phẩm trong quá trình trộn Đường kính hạt quá lớn làm cho chất nhũ hóa không ổn định, thiếu độ bóng; sản phẩm bị lẫn không khí sẽ sản sinh bọt khí, nhiễm khuẩn, dễ bị ôxi hóa và bề mặt không mịn bóng

Để khắc phục hai vấn đề lớn này, series máy đồng hóa chân không đã được tạo ra Với cánh trộn trung tâm và cánh khuấy cạo sát thành có đặc điểm bổ trợ nhau,

đã hình thành nên phương thức trộn hữu hiệu nhất, tạo nên các sản phẩm đồng hóa hoàn mỹ nhất

Với phương thức hút chân không, sản phẩm tạo ra không còn bị bọt khí trong quá trình trộn, từ đó đảm bảo sản phẩm tạo ra có độ mịn, bóng và phẩm chất duytrì lâu hơn

 Kết cấu của máy đồng hóa chân không

Máy đồng hóa chân không bao gồm bồn đồng hóa (nắp bồn có thể nâng hạ, thân bồn có thể xoay nghiêng), bồn nước, bồn dầu, thiết bị chân không, hệ thống gia nhiệt và điều khiển nhiệt độ, hệ thống làm lạnh, hệ thống điều khiển điện v.v

 Nguyên lý hoạt động của máy đồng hóa chân không

Sau khi được gia nhiệt trộn lẫn trong bồn nước và bồn dầu, nguyên liệu được bơm chân không vào bồn đồng hóa Cánh trộn trung tâm phía trên bằng Teflon

bo sát hình dạng bồn đồng hóa, cạo sạch nguyên liệu dính trên thành bồn, khiến cho nguyên liệu không ngừng sản sinh giao diện mới Sau đó qua quá trình cắt, nghiền, ép của cánh trộn và cánh khuấy theo hai chiều ngược lại, nguyên liệu được trộn lẫn và di chuyển xuống thiết bị đồng hóa dưới đáy bồn

Tại đây nguyên liệu lại trải qua quá trình cắt nghiền, va chạm, chuyển động hỗn độn sản sinh giữa khe hở bánh răng cắt rô to và stato cố định, nguyên liệu bị cắt

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	2,76 MB