THIẾT kế, CHẾ tạo máy TÁCH TINH bột THEO NGUYÊN lý LY tâm

+ Ly tâm trước khi lọc nhằm tăng năng suất máy, giảm thời gian, giảm hao phí trong sản xuất nước quả, dầu thực vật,… - Làm sạch tách tạp chất trong sản xuất dấu ăn, năng cao chất lượng s

ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY TÁCH TINH BỘT THEO NGUYÊN LÝ

LY TÂM

Giáo viên Hướng dẫn : Thầy Trần Quốc Hùng

Sinh viên thiết kế : Vũ Quang Tiệp

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc đổi mới hiện nay, đất nước ta đang phát triển hết sức mạnh mẽ theo con đường Công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước theo định hướng Xã Hội Chủ Nghĩa Trong đó ngành công nghiệp đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế và giải phóng sức lao động của con người Để làm được điều đó chúng ta phải có một nền công nghiệp vững mạnh,với hệ thống máy móc hiện đại cùng một đội ngũ cán bộ kỹ sư đủ năng lực Từ những yêu cầu như vậy đòi hỏi mỗi con người chúng ta cần phải tìm tòi, học tập và nghiên cứu rất nhiều để mong đáp ứng được nhu cầu đó Là sinh viên chuyên ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy em luôn thấy được tầm quan trọng của máy móc trong nền công nghiệp, cũng như trong sản xuất Việc học tập, thiết kế đồ án cũng như làm các bài tập lớn là một công việc hết sức quan trọng trong quá trình học, nó giúp cho người sinh viên hiểu sâu, hiểu kỹ hơn, có kinh nghiêm hơn trong quá trình học cũng như khi ra làm việc Như chúng ta đã biết mọi máy móc trong các nghành như Ôtô, Tầu thuỷ, Dệt may, Điện thì mọi máy móc đều được lắp ghép từ các chi tiết máy mà ra,

do đó để có thể hiểu và thiết kế được máy móc chúng ta cần biết được phương pháp tính toán và thiết kế công nghệ để chế tạo ra các chi tiết máy đó Ngoài việc thiết kế được những chi tiết máy theo yêu cầu về độ chính xác, độ bền,

độ chống mài mòn, còn phải chú ý đến việc nâng cao năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm và chất lượng sản phẩm Mà môn học “Công nghệ chế tạo máy” là môn nghiên cứu, tính toán và thiết kế các chi tiết máy nhằm đạt được những chỉ tiêu đó Chính vì lý do này ngoài việc học ra thì việc thiết

kế đồ án công nghệ là một công việc hết sức quan trọng, không thể thiếu được của mỗi một sinh viên trong ngành Cơ khí.

Là sinh viên của khoa cơ khí chuyên ngành công nghệ chế tạo máy, em đã

được thực hiện đồ án tốt nghiệp với nội dung “Thiết kế máy li tâm tách tinh bột

sắn” dưới sự hướng dẫn của thầy Trần Quốc Hùng, với những kiến thức đã

được học cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy ,cùng sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn cùng lớp nên đồ

Chế Tạo Máy, Trung tâm thực hành và gia công cơ khí đặc biệt là dưới sự

hướng dẫn tận tình của thầy giáo Trần Quốc Hùng đã giúp em hoàn thành đồ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

……….o0o……….

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Giáo viên

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Giáo viên

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ

……….o0o……….

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Giáo viên

Ly tâm là phương pháp tách một cách nhanh chóng các phân tử có khối lượng riêng (ρ) khác nhau Thường tách các pha rắn ra khỏi pha lỏng khi nồng độ pha rắn lớn nhờ lực ly tâm (C=mv2/R).

2 Mục đích và phạm vi sử dụng quá trình

- Chuẩn bị cho quá trình tiếp theo,

Ví dụ: + Ly tâm trước khi đun nóng để tách các phân tử gây cháy hoặc tách vi khuẩn

+ Ly tâm trước khi lọc nhằm tăng năng suất máy, giảm thời gian, giảm hao phí trong sản xuất nước quả, dầu thực vật,…

- Làm sạch tách tạp chất trong sản xuất dấu ăn, năng cao chất lượng sản phẩm trong sản xuất tinh bột, tách axit glutamic…

dung dịch bao quanh nó như thu đường sacaroza, glucoza, mì chính, thu emzyme sau thời gian nuôi cấy, thu nhận chế phẩm enzyme sau khi kết tủa bằng cồn,…

- Ngoài ra, ly tâm còn có mục đích phân chia sản phẩm.Ví dụ: các loại sữa, bơ,…

- thu hối một số sản phảm Ví dụ: bụi đường cà phê,chè, thuốc lá

3 Đặc điểm nguyên liệu

Vật liệu đưa vào quá trình là một hổn hơp không đồng nhất.Trong công nghiệp chủ yếu là hổn hợp rắn-lỏng, hoặc lỏng-lỏng có khối lượng riêng khác nhau

- Vật liệu đưa vào ly tâm phải dễ phân ly, có khả năng tách khỏi nhau, tính keo và độ nhớt của dung dịch không quá lớn, pha rắn ở dạng to và chắc

- Sản phẩm sau quá trình là chất rắn có độ tinh khiết cao nhưng còn ẩm

- Các chất lỏng có khối lương riêng khác nhau (Ví dụ:tách bơ trong sữa)Sau quá trình ly tâm còn nhận được pha lỏng có thể là dung môi (nước) bỏ

đi, hoặc các dung dịch thực phẩm bao quanh tinh thể được tách ra, thường đưa đi xử lý lại bằng các quá trình tiếp theo

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

4 Những biến đổi trong quá trình li tâm

- Sau quá trình ly tâm hỗn hợp được tách biệt chủ yếu là thay đổi trạng thái, không có biến đổi hóa học, hóa lý, hóa sinh đáng kể nhưng nói chung

về chất lượng của sản phẩm được tăng lên do:

+ Tách được tạp chất hòa tan không phải dạng tinh thể, đặc biệt là các chất màu nên sản phẩm sạch hơn (trắng hơn)

+ Trong quá trình ly tâm thường có rửa mọt hoặc hai lần nên chật lương tốthơn

+ Tách tinh thể sản phẩm thực phẩm ra khỏi dung dịch tránh vi sinh vật có thể phát triển

- Có tổn thất do chui qua lưới ly tâm hoặc bị hòa tan khi rửa nước hoặcrửa hơi

5 Phương pháp thực hiện quá trình

- Có thể thực hiên bằng phương pháp ly tâm lắng hoặc ly tâm lọc

+ Ly tâm lắng thường dùng phân ly hỗn hợp có ∆ρ nhỏ.vd: lắng cái men, thu nhận enzyme, chế phẩm protein, axit amin, …

+ Ly tâm lọc được dùng phổ biến trong sản xuất Trên thành thùng quay của máy có đục lỗ và được bọc bằng các lớp lưới hoặc vải có kích thước lỗ phù hợp với tính chất của sản phẩm Dưới tác dụng của lực ly tâm pha lỏngbắn ra qua các lỗ, pha rắn nằm lại trên thành máy

- Có thực hiện li tâm gián đoạn, bán liên tục, hoặc liên tục

+Đối với li tâm bán liên tục có thể cho vật liệu vào liên tục, một thành phần ra liên tục còn thành phần chủ yếu gian đoạn

+Li tâm liên tục: vật liệu vào và các thành phần ra đều liên tục, trạng thái ổn định ở mọi điểm bất kỳ trên thiết bị, thông số vật lý không thay đổi theo thời gian

Máy để thực hiện quá trình đó gọi là máy ly tâm.

Trong quá trình ly tâm lắng và lọc, nguyên liệu chuyển động quay cùng vớirôto của máy Lực ly tâm sẽ làm cho các cấu tử có khối lượng riêng khácnhau phân lớp theo hướng của gia tốc trường lực Thành phần có khốilượng riêng lớn nhất sẽ tập trung ở vùng xa tâm nhất, còn phần có khốilượng riêng nhỏ nhất tập trung ở tâm của rôto

Tùy theo cấu tạo bề mặt rôto mà quá trình ly tâm tiến hành theo nguyên tắclọc ly tâm hay lắng ly tâm Do đó cũng có hai loại máy ly tâm: máy ly tâmlắng và máy ly tâm lọc

Quá trình lắng ly tâm: Lắng trong huyền phù và phân riêng nhũ tươngRôto của máy ly tâm lắng có dạng hình trụ, kín, thành của rôto không cóđục lỗ Khi rôto quay dưới tác dụng của lực ly tâm, huyền phù hay nhũtương được phân thành các lớp riêng biệt tùy theo khối lượng riêng của nó.Lớp khối lượng riêng lớn ở sát thành rôto, lớp có khối lượng riêng nhỏ ởphía trongLy tâm lắng gồm hai quá trình: quá trình lắng pha rắn tiến hànhtheo những quy luật của thủy động lực học; quá trình nén bã tiến hành theonhững qui luật cơ học.

Quá trình lắng trong máy ly tâm khác quá trình lắng trong trường trọng lực.Lắng trong trường trọng lực, vận tốc lắng coi như bằng nhau ở các vị tríkhác nhau vì gia tốc trọng trường không phụ thuộc vào tọa độ rơi - hạt lắngtheo phương song song với nhau Trong trường lực ly tâm vận tốc lắng vàgia tốc ly tâm thay đổi phụ thuộc vào vận tốc gốc ω và bán kính quay r (a=

ω2r), hạt lắng theo phương đường kính rôto

Lọc ly tâm

Máy ly tâm lọc dùng để phân riêng huyền phù có kích thước pha rắn tươngđối lớn Trên thành rôto của máy ly tâm học khoan nhiều lỗ hoặc làm bằnglưới Ðường kính lỗ trên thành rôto thường trong giới hạn 3-8 mm Bêntrong thành rôto có lưới có kích thước nhỏ để lọc được hạt các huyền phù.Nếu đường kính các hạt rắn 1-2 mm, thì vách ngăn làm bằng thép tấmmỏng và được khoan các lỗ nhỏ có đường kính khoảng 1- 1,5 mm Nếu cáchạt rắn nhỏ hơn nữa thì phải dùng lưới kim loại có lỗ hình vuông với kíchthước lỗ lưới 0,1-0,5 mm Nếu kích thước hạt rắn nhỏ hơn dùng lớp vảibằng sợi bông, sợi gai hoặc len v.v

Quá trình lọc ly tâm bằng lưới lọc (vách ngăn lọc)

PHÂN LOẠI MÁY LY TÂM

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

tâm làm việc liên tục và máy ly tâm tự động

ly tâm tháo bã bằng vít xoắn; máy ly tâm tháo bã bằng pittông

 Theo giá trị yếu tố phân ly phân ra máy ly tâm thường và máy ly tâm siêu tốc

 Theo kết cấu trục và ổ đỡ phân ra: máy ly tâm ba chân và máy ly tâm treo

MÁY LY TÂM LỌC

Các máy ly tâm làm việc gián đoạn

Máy ly tâm ba chân

Ðây là loại máy làm việc gián đoạn, có thể tháo bã bằng tay, bằng dao hoặcbằng khí động, thường dùng để ly tâm huyền phù chứa các hạt rắn nhỏ,trung bình hoặc làm khô bã lọc

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

Máy gồm có rôto được bao bọc bởi vỏ Thân máy gắn với vỏ được đặt trên

3 lò xo cánh nhau 120O Ðộng cơ lắp trân thân máy nối với bánh đai ở phíadưới rồi truyền sang trục máy làm quay rôto Ưu điểm của máy là có thểlàm việc với tải trọng lệch tâm tương đối lớn nhờ có các lò xo giảm chấn.Ðiểm treo của kết cấu nằm trên trọng tâm phần treo nên khi làm việc máyrất ổn định Trục máy ngắn nên máy gọn, chắc chắn, tiện lợi cho việc tháo

bã bằng tay

Nhược diểm của máy là ổ trục và bộ phận truyền động đặt ở dưới nên dễ bị

ăn mòn hoá học

Máy ly tâm làm việc gián đoạn tháo bã bằng dao

Máy ly tâm kiểu treo

Loại máy này dùng để phân riêng huyền phù mịn và trung bình, do đó nóthường được dùng trong các nhà máy đường, nhà máy hoá chất, thực phẩmv.v

Máy gồm có rôto ghép với đầu dưới của trục quay Khe hở giữa các nanhoa chính là các lỗ tháo bã

Khi máy đang làm việc thì chóp sẽ đậy kín đáy rôto Khi tháo bã thì dừngmáy và nâng chóp lên, đồng thời dùng dao để cạo bã xuống dưới qua các lỗgiữa các nan hoa

Ưu điểm của loại máy này là ổ trục và bộ phận truyền động không bị chấtlỏng ăn mòn, việc tháo bã tương đối nhẹ nhàng và nhanh hơn loại trên

Vì các máy ly tâm làm việc với số vòng quay rất lớn nên dù đã ngắt điện,trục quay vẫn còn quay do quán tính rất lâu Ðể nhanh chóng dừng máy ta

nghiêng lớn hơn góc rơi tự nhiên của bã Khi rôto dừng lại thì bã tự trượtxuống theo thành nón và ra khỏi rôto.

Máy ly tâm nằm ngang tháo bã bằng dao

Các loại máy ly tâm trên đây, lúc tháo bã đều phải hãm máy, do đó mất thờigian và tiêu hao năng lượng vô ích Loại máy ly tâm nằm ngang tháo bãbằng dao cũng làm việc gián đoạn nhưng tất cả các giai đoạn đều được tựđộng hoá nên thời gian của một chu kỳ ngắn hơn loại tháo bã bằng tay

Máy ly tâm tháo bã bằng dao có cửa tháo ở đáy

Sau khi mở máy cho rôto quay thì cho huyền phù vào rôtô theo ống tiếpliệu (trên ống có lắp một van đặc biệt) Sau khi huyền phù đã vào đủ lượngyêu cầu thì van đóng lại và xảy ra quá trình ly tâm Lớp bã trong rôto ngàycàng dày lên và khi đảm bảo chiều dày quy định thì xy lanh lực hạ pittôngxuống kéo theo dao cạo bã, cạo thành lớp mỏng rơi xuồng máng hứng phíadưới Như vậy dao lấy bã ra một cách gián đoạn và chuyển động xoay củadao là nhờ chuyển động tịnh tiến của pittông

Các máy ly tâm làm việc liên tục

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

Trong các máy ly tâm làm việc liên tục, huyền phù (hay nhũ tương) liên tụcđược cho vào, còn nước trong và bã liên tục được lấy ra Loại này gồm cócác loại máy ly tâm khác nhau.

Máy ly tâm nằm ngang làm việc liên tục, tháo bã bằng pittông

Ưu điểm chủ yếu của loại máy này là làm việc liên tục nên năng suất cao

So với máy ly tâm tháo bằng dao thì có kết cấu gọn, chắc hơn, năng lượngtiêu thụ trên một đơn vị sản phẩm nhỏ hơn Tuy nhiên máy còn có một sốnhược điểm như kết cấu phức tạp, tiêu tốn năng lượng không đều theo thờigian, lưới lọc chóng mòn do bị ma sát với pittông đẩy bã

Loại máy ly tâm này dùng để ly tâm huyền phù đặc (50% pha rắn trở lên),kích thước hạt khoảng 0,04-0,12mm Thường dùng để ly tâm các huyềnphù mà pha rắn ở dạng tinh thể như (NH4)2SO4, NaCl, CaSO4 ,v.v

Máy gồm có một pittông chính lắp chặt lên một đầu của cần đẩy, còn đầukia của cần đẩy thì lắp pittông của xylanh lực điều khiển bằng dầu hoặc khínén Cần đẩy nằm trong trục rỗng, một đầu trục rỗng lắp chặt rôto, đầu kialắp bánh đai chuyển động Cần đẩy cùng quay với trục rỗng để phân phốiđều huyền phù, đồng thời chuyển động tịnh tiến qua lại 12-16 lần/giờ đểđẩy bã ra khỏi roto

Sơ

đồ nguyên lý máy ly tâm lọc làm việc liên tục có piston đẩy pha rắn

Máy ly tâm tháo bã bằng lực ly tâm

Máy ly tâm tháo bã bằng lực ly tâm gồm có roto lọc hình côn, lắp công-xôntrên trục thẳng đứng, trục quay trên các ổ đỡ Ổ đỡ được đặt trên các bộ

lên trên văng ra khỏi rôto và được đưa vào thùng chứa.

Máy ly tâm liên tục rô to hình nón tự tháo bã

Góc nghiêng của rôto lọc phải bảo đảm cho huyền phù chuyển động lênphía trên, dưới tác động của áp suất phần nguyên liệu mới đưa vào Lỗ củalưới lọc của roto lọc hình côn dạng khe có chiều rộng khoảng 0,04-0,15mm Vì thế mà sức cản của lưới lọc rất lớn, tương đương với sức cảncủa bã (có chiều dày khoảng vài milimet)

MÁY LY TÂM LẮNG

Máy ly tâm lắng nằm ngang tháo bã bằng vít xoắn

Loại này dùng để phân ly huyền phù mịn có nồng độ trung bình và lớn.Trong công nghiệp thực phẩm loại máy này dùng để tách tinh bột ra khỏinước quả, trong các ngành công nghiệp khác dùng để phân riêng pha rắn vàpha lỏng

Máy gồm có hai rôto Rôto ngoài có dạng hình nón hoăc trụ-nón, rôto trong

có dạng hình trụ mà mặt ngoài của nó có gắn vít tải Rôto trong và rôtongoài quay cùng chiều nhưng rôto trong quay chậm hơn rôto ngoài 1,5-2 %(khoảng 20-100vg/ph) nhờ hộp giảm tốc vi sai Rôto trong có đục các lỗ đểdẫn huyền phù nhập liệu Góc nghiêng phần hình nón của rôto khoảng 9-

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

10O Quá trình lắng xảy ra trong khoảng không gian giữa hai rôto, bã bámvào mặt trong của rôto ngoài và được vít tải đẩy về phía cửa tháo bã Nướctrong đi về phía ngược lại, chảy qua các cửa ở trên đáy rồi đi ra ngoài.Trong phần rôto không bị ngập nước, bã vừa được đưa ra khỏi rôto vừađược làm khô.

Máy ly tâm lắng liên tục tháo bã bằng vít xoắn

Có thể điều chỉnh chế độ làm việc của máy bằng cách thay đổ số vòngquay hoặc thay đổ chiều dài lắng khi ta xoay các cửa chảy tràn Lỗ chảytràn càng gần trục quay thì lớp nước càng sâu, chiều dài lắng càng dài, lắngđược các hạt có kích thước nhỏ

Ưu điểm của máy này là phân ly được huyền phù mịn, năng suất lớn

Nhược điểm là tốn nhiều năng lượng để tháo bã, tổn thất trong hộp giảmtốc vi sai lớn, bã bị vụn nát, nước trong còn lẫn nhiều hạt rắn; máy làm việcnặng nề, ồn ào

Máy phân ly siêu tốc loại dĩa

Máy phân ly siêu tốc loại dĩa có nhiều loại: loại hở, loại kín, loại nửa kín,loại tháo bã bằng tay và bằng ly tâm Ðây là nhóm có nhiều máy nhất trongcác loại máy ly tâm siêu tốc Máy ly tâm siêu tốc loại dĩa dùng để phân lihuyền phù có hàm lượng pha rắn nhỏ hoặc phân ly nhũ tương khó phân ly.Máy ly tâm siêu tốc loại dĩa dùng để tách bơ trong sữa, tinh luyện dầu thựcvật và lắng trong các chất béo

Bộ phận chủ yếu của máy là rôto gồm các dĩa chồng lên nhau với mộtkhoảng cách thích hợp Nếu phân li nhũ tương trên các dĩa đều có khoan lỗ,

ở dĩa giữa các lỗ phải nằm trên đường thông thẳng đứng, qua đó sản phẩmban đầu đi vào khe hở giữa các dĩa Khoảng cách giữa các dĩa 0,4-1,5mm.Dĩa trên được giữ nhờ các gân trên mặt ngoài của dĩa dưới Ðộ nghiêng củadĩa nón cần đủ đảm bảo để hạt vật liệu trượt xuống tự do (thường góc nửađỉnh nón từ 30-500)

Máy ly tâm lắng phân ly nhũ tương kiểu dĩa

Máy có thể làm việc gián đoạn hoặc liên tục Máy làm việc gián đoạn trongtrường hợp tháo bã bằng tay Do dung tích khoảng không gian của lớp bùnphân li không lớn nên máy ly tâm tháo bã bằng tay sử dụng hiệu quả khithành phần hạt lơ lửng đến 0,05% thể tích

Ưu điểm của loại này là mức độ phân ly cao, thể tích roto lớn Nhược điểm

là cấu tạo và lắp ráp khó, nhất là với môi trường ăn mòn

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

Máy ly tâm lắng làm trong huyền phù

Máy ly tâm siêu tốc loại ngăn

Máy ly tâm siêu tốc loại ngăn thường dùng phân riêng huyền phù có hàmlượng pha rắn ít, kích thước pha rắn nhỏ, nhẹ Không dùng để phân li nhũtương Trong công nghiệp thực phẩm, máy phân li siêu tốc loại ngănthường được dùng làm trong nước quả, làm trong rượu, bia, tách các tạpchất trong dầu thực vật, trong xăng, sơn và dầu bôi trơn

Máy gồm có roto lắp trên trục quay thẳng đứng Phía trong của roto đặt cácvách ngăn hình trụ đồng tâm.Huyền phù cho vào ống nhập liệu lần lượt quakhông gian giữa các ngăn trong roto Dưới tác dụng của lực ly tâm, pha rắnlắng ở các thành trong của các ngăn và được tháo ra ngoài khi dừng máy.Nước trong được dẫn ra ngoài qua rãnh bố trí ở ngăn ngoài cùng

Loại này chỉ dùng phân riêng các huyền phù mịn (không phân riêng nhũtương), thí dụ như tách các tạp chất trong dầu, xăng, các loại sơn, nước quảv.v

Máy thường quay với số vòng quay 5000-10000 vg/ph, với số ngăn từ

5-10 Máy này đảm bảo được cả hai nguyên tắc: tăng chiều dài lắng và giảmchiều dày lớp chất lỏng nên giảm được lượng hạt rắn đi theo nước trong.Máy làm việc liên tục và khi các vách ngăn chứa đầy bã thì dừng máy vàtháo bã bằng tay

Máy ly tâm siêu tốc loại ống

Ðây là loại máy có roto nhỏ và dài để phân riêng các huyền phù và nhũtương Ðường kính của roto vào khoảng 200 mm, tỉ lệ giữa chiều dài rotovới đường kính của nó khoảng 5-7 Nếu máy dùng để phân riêng huyềnphù thì đầu trên của roto (nắp roto) chỉ có một lỗ để nước trong đi ra, còn

bã được giữ lại trong thành roto và được tháo ra bằng tay Nếu máy dùngphân riêng nhũ tương thì ở nắp rôto có hai lỗ thoát: lỗ gần trục để thoát phanhẹ, lỗ kia để thoát pha nặng Nhũ tương đưa vào rôto dưới áp suất 0,25-0,3 at qua dĩa phân phối và đi ra khoảng không gian giữa roto và các tấmchắn (được gắn dọc theo chiều dài của roto, gồm ba tấm cách nhau 120o).Khi phân ly nhũ tương cho pha nặng và pha nhẹ không trộn lẫn nhau thìdùng tấm tách sao cho bán kính lớp phân chia phải nằm trong vành khăncủa tấm tách

Máy ly tâm siêu tốc loại ống

II Lọc

1> Khái niệm

Lọc là quá trình tách các thành phần rắn không tan trong hỗn hợp huyền phù qua lớp lọc (vải, màng xốp), bã được giữ lại trên lớp lọc, dung dịch đi xuyên qua màng lọc dưới áp suất dư so với áp suất phía bên dưới màng lọc

2> Mục đích và phạm vi sử dụng

- Quá trình lọc nhằm mục đích làm sạch, nâng cao chất lượng sản phẩm Với mục đích khai thác, thu nhận sản phẩm như trong sản xuất các loại bột, các loại tinh bột, men bánh mì v.v… Ngoài ra lọc còn là quá trình trung gian để chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo, ví dụ như lọc sơ bộ dịch quả trước khi lắng, lọc dịch đường trước khi sản xuất các mặt hàng thực phẩm Lọc để tách các cấu tử sau khi đã thực hiện các quá trình công nghệ khác, ví dụ lọc sau khi tẩy màu bằng than hoạt tính, lọc sau phản ứng trung hoà, lọc kết tủa sau khi sử dụng các tác nhân hoá học như Ca(OH)2, H3-

PO4 v.v…

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

- Phương pháp lọc được sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất

kali, màu, giấy, sợi, sôda, trong công nghệ tuyển quặng, khai thác than, làmsạch nước và trong nhiều ngành công nghiệp khác Vì vậy, lọc là quá trình

đã được biết từ lâu, song lúc đầu người ta chỉ dùng vách ngăn bằng sỏi cát, gốm sứ hoặc vải, và cũng chỉ dùng để lọc rượu vang Ngày nay, kĩ thuật lọc

đã được phát triển ở trình độ cao và được áp dụng rộng rãi

3> Tính chất vật liệu, biến đổi của chúng và sản phẩm sau lọc

-Tính chất vật liệu, biến đổi của chúng: Vật liệu đưa vào quá trình có thể là khí sạch và bụi hoặc là huyền phù gồm pha loãng và pha rắn là bã, được đặc trưng bằng tính không tan lẫn nhau và có khả năng tách khỏi nhau

- Sau khi lọc hầu như không thay đổi về thành phần hoá học và các thành phần khác, tuy nhiên có những thay đổi về tính chất vật lý như: màu sắc, trong, chất lượng tăng do tách hết tạp chất và loại được một số vi sinh vật có hại theo cặn, tuy nhiên cũng có thể bị tổn thất một ít chất có ích theocặn ra ngoài như protein, vitamin, chất màu v.v…

- Sản phẩm sau lọc: Sản phẩm của quá trình có thể là dung dịch yêu cầu trong hoặc trong suốt và cặn bã có chứa ít dung dịch để tránh tổn thất Sản phẩm cũng có thể là chất rắn, yêu cầu khô và được tách hết dung dịch, sản phẩm là chất rắn ngoài thay đổi trạng thái từ lỏng sang rắn, còn tách được các tạp chất hoà tan do đó chất lượng tăng lên

4> Qúa trình lọc và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình

1 Tạo bọt và cho nước trong (nước lọc); 2 Rửa bã sơ bộ; 3 Rửa bả triệt để bằng dòng khí; 4 Tách bã khỏi vách ngăn; 5 Làm sạch vách ngăn

- Trong đó nếu quá trình lọc tiến hành liên tục đồng thời từ bước 1 đếnbước 5 thì gọi là lọc liên tục Dòng chất lỏng chảy qua lớp vách ngăn nhờ động lực do sự chênh lệch áp suất ở trên và dưới vách ngăn Sự chênh lệch

áp suất được tạo ra có thể do cột thuỷ tinh, áp lực trên bề mặt hoặc chân không ở phía dưới vách ngăn Dựa vào động lực học người ta phân thành:+Lọc dưới áp suất thuỷ tĩnh (lọc trọng lực)

+ Lọc dưới áp lực và lọc chân không

không bị biến dạng và ở dạng tinh thể, chúng phân bố thành lỗ với kích thước không đổi khi ta thay đổi áp lực ép, do đó lượng dung dịch có trong

bã không đổi

 Loại thứ hai là bã nén được, loại này hạt bị biến dạng, khi tăng áp lực ép chúng bị nén chặt lại

cao nên khó lọc Ví dụ như: nước quả, dung dịch đường, dung dịch có tinh bột…

Trong trường hợp đó ta cần thay đổi cấu trúc của cặn lọc, rồi dùng chất trợ lọc như diatomit…

3 Tính chất lớp vật ngăn và bề dày: của nó cũng ảnh hưởng đến tốc độ lọc Thường sử dụng lớp vật ngăn xốp, mỏng và dễ thay thế Ví dụ vải lọc, màng xốp nhân tạo hoặc cát sỏi

5> Các phương pháp thực hiện quá trình

có thể thực hiện quá trình lọc với các phương án sau:

Lọc với ∆p không đổi (∆p = const) trong quá trình lọc, chiều dày lớp lọc tăng lên, tốc độ giảm đi, đây là quá trình lọc không ổn định, ta gọi là lọc động

 Lọc với tốc độ lọc không đổi (C = const), trong quá trình lọc gradien

áp suất trên lớp lọc ∆p/ l không đổi, ta gọi là lọc tinh Để giữ được tốc độ lọc không đổi ta cần tăng áp suất lọc để thắng trở lực do lớp bã ngày càng tăng

 Lọc ở nhiệt độ thấp ví dụ lọc bia ở nhiệt độ - 4ºC

độ nhớt không cao

biến

đoạn: chuẩn bị lọc, lọc, rửa bã và cạo bã

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

 Lọc liên tục: là phương án có nhiều tính ưu việt, các giai đoạn lọc đều được thực hiện liên tục.

6> Thiết bị

Những loại thiết bị lọc thường dùng có thể chia như sau:

6.1>Thiết bị lọc gián đoạn:

Bể lọc có vách lọc bằng sỏi, cát, … làm việc ở áp suất thường (bể hở) hoặc ở áp suất dư (bể kín):

Bể lọc hở: Có dung tích lớn xây bằng bê tông, đáy bể có lớp sỏi ở dưới và

cát ở trên Lớp vách lọc thường dày có nhiều lớp và kích thước hạt đệm khác nhau, giảm dần từ đáy lên Với bể hiện đại lớp vách lọc có thể dày đến 2m Bể lọc loại này làm việc ở áp suất thuỷ tĩnh của cột dung dịch phía trên vách lọc có chiều cao khoảng 1 đến 1,5 m Vận tốc lọc chậm là 0,1 m/h

Bể lọc kín: Có cấu tạo hoàn toàn giống bể hở, nhưng được bịt kín và

làm việc ở áp suất dư Vận tốc lọc 10 đến 12,2 m/h Với các bể hiện đại còn được trang bị thêm hệ thống khuấy nhẹ để làm tơi xốp vách lọc phía trên trong quá trình rửa

Thùng lọc: Thùng lọc rất đơn giản, được dùng phổ biến trong công

nghiệp hoá chất Thùng lọc được chế tạo bằng gỗ, gạch, đá, sắt thép Vách lọc có thể dùng bằng vải hoặc tấm xốp Đáy thùng có kết cấu bằng loại vậtliệu xốp với hệ mao quản khác nhau, nên có thể lọc được các loại bã mịn

Thiết bị lọc áp lực như máy lọc đĩa, máy lọc khung bản…:

6.2> Thiết bị lọc khung bản: gồm khung, bản, vải lọc, chân đỡ, tấm đáy

không chuyển động, tấm đáy chuyển động, thanh nằm ngang, tay quay, máng tháo Máy lọc khung bản có ưu điểm: bề mặt lọc trên một đơn vị diện tích sản xuất lớn, động lực quá trình lọc (hiệu số áp suất) lớn, có thể kiểm tra quá trình làm việc được và có thể ngừng không cho một vài bản làm việc Nhược điểm là thao tác bằng tay nhiều, rửa bã chưa thật tốt, vải lọc chóng bị rách

Máy lọc tấm: gồm có tấm lọc, thùng lọc, thanh ray, cửa huyền phù vào,

cửa đẩy không khí, ống tháo nước lọc Máy lọc tấm có ưu điểm tốn ít nước

huỷ tinh hay sành sứ xốp Huyền phù vào cửa chứa đầy trong máy lọc Ở

áp suất khoảng 8 at, nước lọc thấm qua tường xốp của ống trụ theo lỗ chảyvào rảnh rồi ra ngoài Phần huyền phù còn dư đi qua rãnh của tấm kim loại rồi theo cửa trở về bể chứa Khi lớp bã đạt đến bề dày quy định thì ngưng cung cấp huyền phù, rồi dùng không khí nén đẩy huyền phù dư ra cửa Máy lọc có ưu điểm gọn gàng, làm việc chắc chắn, rửa và sấy bã đơn giản, có thể lọc được các huyền phù ăn mòn hoá học, lọc sạch, có thể tự động hoá quá trình Nhược điểm là lỗ mao quản của ống lọc dễ bị bịt kín bởi các hạt, không quan sát được quá trình lọc

Máy lọc ép tự động: Cấu tạo gồm những tấm đặt nằm ngang, tấm nọ

đặt cách tấm kia 25 mm Trên tấm có lỗ lưới và trên lưới là vải lọc Vòng cao su, dao cạo bã, bộ phận hoàn nguyên vải lọc

6.3> Thiết bị lọc liên tục:

Máy lọc chân không thùng quay: gồm thùng rỗng, bể mặt thùng đục

những lỗ nhỏ, trên mặt thùng có căng vải lọc Mặt bên trong thùng có chia thành các ngăn riêng biệt, mỗi ngăn có đường ống nối với trục rỗng

Thùng được đặt trong bể chứa huyền phù Ưu điểm là có thể lọc bất kỳ dung dịch nào, thao tác dễ dàng, có thể gia công thiết bị từ các nguyên liệubền về ăn mòn hoá học Nhược điểm là bề mặt lọc nhỏ, giá thành cao, rửa

bã và sấy bã không hoàn toàn, khi làm việc ở nhiệt độ cao thì năng suất giảm vì độ chân không kém

Máy lọc thùng quay ở áp suất thuỷ tĩnh: Loại này có cấu tạo đơn giản

hơn máy lọc chân không thùng quay Dùng để lọc các bụi dạng sợi ở các nhà máy giấy và nhà máy sợi

Máy lọc chân không thùng quay có bể mặt lọc bên trong: cấu tạo gồm

thùng quay, bên trong có lưới, trên bề mặt lưới bọc vải bọc

Máy lọc chân không loại đĩa: Máy lọc chân không loại đĩa khác với máy

lọc thùng quay ở chỗ bề mặt lọc là các đĩa rỗng gắn lên trục rỗng

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

Máy lọc chân không kiểu băng tải: Ưu điểm có cấu tạo đơn giản ,

không có đầu phân phối, nước lọc và nước rửa phân chia riêng biệt, rửa sạch và bã được khô, có thể lọc các huyền phù khó lọc, hướng chuyển động của nước lỏng và lắng của hạt rắn trùng nhau nên thúc đẩy quá trình lọc tốt hơn Nhược điểm là bề mặt lọc nhỏ vì không sử dụng hết bề mặt lọc, diện tích đặt máy lớn, băng tải dễ bị hao mòn, không dùng được cho các loại huyền phù ăn mòn cao su

Ngoài ra thiết bị lọc còn được phân loại theo nhiều nhóm như: Theo động lực của quá trình (trọng lực, áp lực hoặc chân không), theo vách lọc (vật liệu xốp hoặc lớp cát sỏi, vải lọc hoặc các vật liệu có cấu trúc mao quản), theo cấu tạo ( lọc ép, lọc trục lăn, lọc ly tâm…)

Giới thiệu chung về công nghệ sản xuất bột sắn dây.

- Đây là khâu quan trọng nhất trong việc quyết định hiệu suất thu hồitinh bột Sự phá vỡ màng tế bào càng triệt để thì hiệu suất tách tinh bộtcàng cao.

Tách bã

Mục đích

Hỗn hợp thu được sau khi nghiền không chỉ chứa tinh bột mà còn lẫn cáctạp chất khác như vỏ tế bào, dịch bào thoát ra do quá trình nghiền, tế bàocòn nguyên, nước… Do đó, quá trình tách bã nhằm mục đích tách phần lớnlượng bã thô ra khỏi hỗn hợp

Bã sau khi tách vẫn còn một lượng tinh bột tự do bám lại Vì vậy, để tănghiệu quả của quá trình tách, người ta thu hồi lượng bã cho trở lại máynghiền Sau khi nghiền xong, bã tiếp tục được tách lượng tinh bột sót Tuynhiên trong bã vẫn còn lại một lượng nào đó không thể tách hết được.Ngoài tinh bột ra còn một lượng dextrin, đường, chất pectin, chất khô của

bã Vì vậy, bã thô sẽ được đưa ra bể chứa bã để tận dụng làm thức ăn giasúc

Cách tiến hành

Nguyên liệu sau khi ra khỏi thiết bị nghiền được pha loãng đến nồng độ

27oBx bằng nước sạch hoặc nước thu được sau quá trình tách tinh bột Hỗnhợp sau khi pha loãng được đưa đến thiết bị rây để tách tinh bột tự do rakhỏi các tạp chất lớn Sau khi qua rây nguyên liệu được chia làm 2 phần:

tinh bột tự do chưa tách hết được đưa xuống máy nghiền lần thứ hai

Quá trình tách dịch bào nhằm mục đích loại phần dịch bào có chứapolyphenol và enzyem polyphenoloxydase và các hợp chất hòa tan khác đểhạn chế quá trình oxy hóa làm chuyển màu tinh bột và các phản ứng hóahọc, hóa sinh khác ảnh hưởng đến chất lượng của tinh bột thành phẩm.

Rửa tinh bột

Mục đích

Phần tinh bột thu được sau khi ly tâm lần thứ hai trong đó có thể vẫn còn lẫn tạp chất mịn có kích thước lớn hơn kích thước của hạt tinh bột nên sau khi ly tâm, dịch tinh bột được pha loãng bởi nước rồi được khuấy trộn để tách các bã mịn ra khỏi các hạt tinh bột Mục đích của quá trình tách bã mịn là nhằm tách triệt để tạp chất mịn ra khỏi tinh bột, làm tăng độ tinh khiết của sản phẩm sau này

Tách tinh bột

Mục đích

Mục đích của quá trình tách tinh bột là tách bớt nước ra khỏi tinh bột, đưakhối tinh bột về độ ẩm thích hợp để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trìnhsấy tiếp theo hoặc dễ dàng đưa vào làm nguyên liệu trong các ngành sảnxuất khác

Sấy tinh bột

Mục đích

Quá trình sấy tinh bột nhằm mục đích tách một lượng lớn nước ra khỏikhối tinh bột ướt vừa được tinh sạch, đưa khối tinh bột ướt về trạng thái bộtkhô Ở trạng thái đó, tinh bột bảo quản được trong thời gian lâu hơn, dễdàng đóng gói và vận chuyển đi xa để phục vụ cho nhiều ngành sản xuất kh

Một số hình ảnh về nhà máy, máy sản xuất bột sắn dây.

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

Sơ đồ nguyên lý máy ly tâm tách tinh bột mì

TÍNH NĂNG KỸ THUẬT VÀ CẤU TẠO :

- Lồng trong và vỏ máy chế tạo bằng Inox, tác dụng chống ăn mòn manglại độ bền cao

- Mô tơ được treo trên cao so với mặt đất bằng hệ thống quay đồng trục vàđược bảo vệ khỏi nước và độ ẩm

-Giá đỡ tạo sự an toàn và vững chắc trong quá trình hoạt động

- Kết cấu nắp máy chắc chắn , không thể mở ra khi máy đang quay đảmbảo an toàn cho người vận hành

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

- Máy có hệ thống cân bằng tự động cho phép đạt đến tốc độ vắt cao, giúpcho vắt kiệt hơn, khô hơn nhằm rút ngắn công đoạn sấy sau cùng.

Nguyên lý hoạt động của máy ly tâm tách tinh bột mì :

Củ sắn sau khi đã qua các cơng đoạn ngâm, rửa và bĩc vỏ, cắt khúc ,

nghiền Lúc này sản phẩm ở dạng bột nước lẫn tạp chất và vỏ củ mì

Nguyên liệu sau khi ra khỏi thiết bị nghiền được pha

nước thu được sau quá trình tách tinh bột Hỗn hợp

GVHD: Trần Quốc Hùng

Sinh viên: Vũ Quang Tiệp

sau khi pha loãng được đưa đến máy ly tâm để táchtinh bột tự do ra khỏi các tạp chất lớn Sau khi quamáy ly tâm tách tinh bột nguyên liệu được chia làm 2phần:

mảnh vụn và những hạt tinh bột tự do

được đưa qua máy ly tâm để tách dịch bào

Hỗn hợp thu được sau khi nghiền không chỉ chứatinh bột mà còn lẫn các tạp chất khác như vỏ tếbào, dịch bào thoát ra do quá trình nghiền, tế bàocòn nguyên, nước… Do đó, quá trình tách bãnhằm mục đích tách phần lớn lượng bã thô ra khỏihỗn hợp

Bã sau khi tách vẫn còn một lượng tinh bột tự dobám lại Vì vậy, để tăng hiệu quả của quá trìnhtách, người ta thu hồi lượng bã cho trở lại máynghiền Sau khi nghiền xong, bã tiếp tục được táchlượng tinh bột sót Tuy nhiên trong bã vẫn còn lạimột lượng nào đó không thể tách hết được.Ngoài tinh bột ra còn một lượng dextrin, đường,chất pectin, chất khô của bã Vì vậy, bã thô sẽđược đưa ra bể chứa bã để tận dụng làm thức ăngia súc

+

Ưu nhược điểm của máy :

lưới do các chất có khả năng tạo keo khi thiết bịquay trong quá trình hoạt động

cao, tốn nước Hiện nay các loại thiết bị ly tâm táchtinh bột như vậy thường chỉ được sử dụng cho cácnhà máy có quy mô vừa vì trong các nhà máy

CHƯƠNG II – TÍNH TOÁN CHI TIẾT MÁY PHẦN I: TÍNH TOÁN CHỌN ĐỘNG CƠ I.1 Chọn động cơ.

- Chọn sơ bộ theo số liệu tham khảo thực tế ta chọn động cơ ký hiệu K90S4

,Công suất động cơ Nđc= 37 kw Số vòng quay Nđc =2900 v/phút (TK hệ dẫn động cơ khí tập 1-t234)

- Tính toán tỉ số truyền

PHẦN II: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 2.1 Chọn loại đai và tiết diện đai

-Sử dụng đai thang thường

-Chọn tiết diện đai thang:

mm2

Đường kínhbánh đai nhỏ

d1, mm

Chiều dài giới hạn l, mm

 thỏa mãn điều kiện

c, tính chiều dài đai

=2.200+ л.(60+200).0,5+(200-60)2/4.200=832.7 mm

Theo bảng 4.13 [I] chọn chiều dài tiêu chuẩn l = 1000 mm

Nghiệm số vòng chạy của đai trong 1 giây:

Tra Bảng 4.15 [I]  C = 0,95 với 1 =

+ Cl : hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài đai

Tra Bảng 4.16 [I]  Cl = 1,04

(với lo :Tra Bảng 4.19T1)

+ Cu : hệ số kể đến ảnh hưởng của tỷ số truyền

Tra Bảng 4.17 [I]  Cu = 1,14 với uđ = 3

+ [Po] : công suất cho phép (kW)

Theo Bảng 4.19 [I] với v = 9.14 m/s và d1 = 60 mm  [Po] = 21 kW

+ Cz: hệ số kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đều tải trọng cho cácdây đai

Theo Bảng 4.18 [I]

 Cz = 0,95

Do đó z

Chọn số đai z = 2

Chú ý: không nên chọn số z đai lớn hơn 6 vì số đai càng nhiều thì càng

làm tải trọng phân bố trên các đai không điều

2 4.Chiều rộng của bánh đai

+ P1: công suất trên bánh đai chủ động

Lực căng trên 1 đai được xác định: Theo CT 4.19[I]