Đang tải... (xem toàn văn)
Mục Lục CHƯƠNG 13 1 CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG BẰNG VẬT LÝ 1 13.1. Lọc 1 13.1.A Một số công thức thường gặp 3 13.1.1 Dòng chảy qua bộ lọc 3 13.1.2. Bộ lọc áp suất không đổi 6 13.1.3 Sự phụ thuộc theo cấp số nhân của tỷ lệ lọc 8 13.1.4 Phương trình mô hình dựa trên sức cản của bộ lọc cụ thể phụ thuộc vào thời gian 9 13.1.5.Tối ưu hóa các bộ lọc 11 13.1.B Màng lọc 12 13.1.1 Quy trình tách màng bằng áp suất 12 a) Quy trình tách màng bằng áp suất là gì ? 12 b) Kỹ thuật lọc màng hay tách màng 13 c) Cơ chế hoạt động của quy trình tách màng 13 d) Lọc thông thường và lọc dòng chéo 14 13.1.2 Màng được sử dụng trong công nghệ lọc: 14 13.1.3 Cấu hình hệ thống màng 16 13.1.4 Các quy trình tách màng khác: 17 13.1.C Một số phương pháp dùng để lọc 19 13.1.1 Lọc khử trùng 19 13.1.2 Siêu lọc 21 13.1.3 Thẩm thấu ngược 22 13.1.D Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình lọc : 22 13.1.1 Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình lọc 22 13.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lọc 23 13.1.E Mục đích công nghiệp và phạm vi thực hiện 24 13.1.F Thiết bị lọc trong công nghệ thực phẩm 25 13.1.1 Thiết bị lọc nhờ áp suất thủy tĩnh 25 13.1.2 Thiết bị lọc áp suất 26 13.1.3 Thiết bị lọc chân không 29 13.2 Sàng 32 13.2.1 Khái quát về phân loại 32 13.2.2 Phương pháp sàng 32 13.2.3 Kích thước sàng tiêu chuẩn 34 13.3 Tách trọng lực 38 13.3.1 Cân bằng lực giữa các chất lỏng trong chất lỏng 38 13.3.2 Vận tốc cuối 40 13.3.3 Hệ số cản 41 Danh mục hình ảnh Hình 13.1.1: Các quá trình lọc 2 Hình 13.1.2 : Sự phân bố bã lọc trên vách ngăn 2 Hình 13.1.3: Nguyên lý hoạt động của chất trợ lọc 3 Hình 13.1.4 Bộ lọc áp suất 4 Hình 13.1.5 Bộ lọc chân không 4 Hình13.1.6 : Sơ đồ của phần vải lót cho thấy vải lót, lớp sơn trước và bánh lót. 6 Hình 13.1.7: Bộ lọc áp suất 8 Hình 13.1.8 Mặt cắt ngang của màng trong siêu lọc 13 Hình 13.1.9 Lọc thông thường và lọc dòng chéo 14 Hình 13.1.10 : Màng lọc MF, UF, NF. 15 Hình 13.1.11 : Nguyên lí hoạt động của quá trình thẩm phân điện. 18 Hình 13.1.12 : Bộ lọc khử trùng nước . 21 Hình 13.1.13: thiết bị lọc ép 26 Hình 13.1.14: Thiết bị lọc ép sử dụng dĩa lọc 28 Hình 13.1.15 : Thiết bị lọc ép sử dụng cột lọc 29 Hình 13.1.16 : Nguyên tắc hoạt động của thiết bị lọc chân không dạng thùng quay 30 Hình 13.1.17 : Thiết bị lọc chân không dạng dĩa quay 31 Hình 13.2.1 Máy sàng rung dạng hình chữ nhật 34 Hình 13.2.2 Máy sàng rung dạng tròn 34 Hình 13.2.3 Máy sàng thùng quay 34 Hình 13.2.1.1 Một số sàng với kích thước khác nhau 36 Hình 13.3.1 Sơ đồ hệ thống phân loại không khí để tách vỏ đậu nành ra khỏi lá mầm 42 LỜI NÓI ĐẦU Ăn uống là một trong những nhu cầu cơ bản của con người. Ngày nay, bên cạnh nhóm thực phẩm được chế biến ở quy mô gia dình, nhóm thực phẩm được chế biến ở quy mô công nghiệp ngày càng trở nên da dạng và giữ vai trò quan trọng trong bữa ăn hàng ngày, đặc biệt là ở các nước công nghiệp phát triển. Thực phẩm công nghiệp có ưu điểm là tiện dụng và chất lượng ổn dịnh. Công nghiệp thực phẩm luôn được xem là ngành công nghiệp quan trọng ở bất kỳ quốc gia nào. Phát triển ngành công nghiệp thực phẩm không chỉ để cung cấp các sản phẩm dảm bảo cho nhu cầu an uống của người dân trong nước mà còn để xuất khẩu, góp phần thúc dẩy sự phát triển chung của nền kinh tế quốc dân.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM BÀI TẬP KIỂM TRA CUỐI KỲ (2020-2021) MÔN: KỸ THUẬT THỰC PHẨM NHÓM ĐỀ TÀI: CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG BẰNG VẬT LÝ (R2 - PHYSICAL SEPARATION PROCESSES) GVHD : Phan Thế Duy TKB thức : sáng thứ 4, tiết – Lớp: 11DHTPTD TP.HCM, tháng năm 2021 Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM BÀI TẬP KIỂM TRA CUỐI KỲ (2020-2021) MƠN: KỸ THUẬT THỰC PHẨM NHĨM Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm Bảng đánh giá hoạt động nhóm ST T PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC Thuyết trình :13.1; 13.1.1; 13.1.16…… 13.1.20 Soạn bài:13.1.16…… 13.1.20 Tổng hợp file word Tổng hợp powerpoint Thuyết trình :13.1.2; 13.1.3 Soạn bài: 13.1; 13.1.1; 13.1.2 Thuyết trình : 13.1.4; 13.1.5 Soạn bài:13.1.3; 13.1.4; 13.1.5 Hỗ trợ tổng hợp file word Thuyết trình : 13.1.6; 13.1.7 Soạn bài: 13.1.6; 13.1.7 Thuyết trình : 13.1.8; 13.1.9 Soạn bài: 13.1.8; 13.1.9 Thuyết trình : 13.1.10; 13.1.11 Soạn bài: 13.1.10; 13.1.11 Thuyết trình :13.1.12; 13.1.13 Soạn bài: 13.1.12; 13.1.13 Hỗ trợ tổng hợp file word Thuyết trình : 13.1.14; 13.1.15 Soạn bài: 13.1.14; 13.1.15 Thuyết trình : 13.2 Soạn bài: 13.2 Hỗ trợ tổng hợp file word ĐÁNH GIÁ Soạn tốt, đầy đủ Phân cơng nhiệm vụ rõ ràng Hồn thành nhiêm vụ Soạn tốt, đầy đủ Soạn tốt, đầy đủ Tích cực hỗ trợ cơng việc nhóm, hồn thành nhanh Soạn tốt, đầy đủ Soạn tốt, đầy đủ Soạn tốt, đầy đủ Soạn tốt, đầy đủ Chủ động cơng việc Hỗ trợ hồn tành cơng việc nhóm Soạn tốt, đầy đủ Soạn tốt, đầy đủ Chủ động công việc Kiểm tra tiến độ xúc tiến công việc Bài tập cuối kỳ 10 Kỹ thuật thực phẩm Thuyết trình : 13.3 Soạn bài: 13.3 cá nhân nhóm Soạn tốt, đầy đủ Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, chúng em xin cảm ơn thầy Phan Thế Duy– giáo viên hướng dẫn môn Kỹ thuật thực phẩm Cảm ơn thầy giúp chúng em suốt trình học tập, trau dồi kiến thức, tiếp cận đến lĩnh vực học tập Trong suốt q trình học tập, chúng em ln nhận nhiều quan tâm giúp đỡ đến từ thầy Hơn hết chúng em xin cảm ơn quý thầy cô , ban lãnh đạo trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM tạo điều kiện học tập, hỗ trợ chúng em suốt trình học tập vừa qua Qua trình học tập thảo luận nhau, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến bạn nhóm, giúp đỡ q trình hồn thành tập Nhóm em nỗ lực cố gắng hết sức, thời gian lượng kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót Mong thầy đóng góp ý kiến để nhóm em cải thiện vào tiểu luận sau Xin chân thành cảm ơn Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm Mục Lục CHƯƠNG 13 .1 CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG BẰNG VẬT LÝ .1 13.1 Lọc 13.1.A Một số công thức thường gặp 13.1.1 Dòng chảy qua lọc 13.1.2 Bộ lọc áp suất không đổi .6 13.1.3 Sự phụ thuộc theo cấp số nhân tỷ lệ lọc 13.1.4 Phương trình mơ hình dựa sức cản lọc cụ thể phụ thuộc vào thời gian 13.1.5.Tối ưu hóa lọc 11 13.1.B Màng lọc 12 13.1.1 Quy trình tách màng áp suất 12 a) Quy trình tách màng áp suất ? 12 b) Kỹ thuật lọc màng hay tách màng 13 c) Cơ chế hoạt động quy trình tách màng 13 d) Lọc thơng thường lọc dịng chéo .14 13.1.2 Màng sử dụng công nghệ lọc: 14 13.1.3 Cấu hình hệ thống màng .16 13.1.4 Các quy trình tách màng khác: 17 13.1.C Một số phương pháp dùng để lọc 19 13.1.1 Lọc khử trùng 19 13.1.2 Siêu lọc 21 13.1.3 Thẩm thấu ngược 22 13.1.D Các yếu tố ảnh hưởng trình lọc : 22 13.1.1 Các biến đổi nguyên liệu trình lọc 22 13.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng q trình lọc 23 13.1.E Mục đích công nghiệp phạm vi thực 24 13.1.F Thiết bị lọc công nghệ thực phẩm 25 13.1.1 Thiết bị lọc nhờ áp suất thủy tĩnh 25 13.1.2 Thiết bị lọc áp suất 26 13.1.3 Thiết bị lọc chân không .29 Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm 13.2 Sàng .32 13.2.1 Khái quát phân loại 32 13.2.2 Phương pháp sàng .32 13.2.3 Kích thước sàng tiêu chuẩn 34 13.3 Tách trọng lực 38 13.3.1 Cân lực chất lỏng chất lỏng 38 13.3.2 Vận tốc cuối 40 13.3.3 Hệ số cản .41 Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm Danh mục hình ản Hình 13.1.1: Các trình lọc Hình 13.1.2 : Sự phân bố bã lọc vách ngăn Hình 13.1.3: Nguyên lý hoạt động chất trợ lọc Hình 13.1.4 Bộ lọc áp suất Hình 13.1.5 Bộ lọc chân khơng Hình13.1.6 : Sơ đồ phần vải lót cho thấy vải lót, lớp sơn trước bánh lót Hình 13.1.7: Bộ lọc áp suất Hình 13.1.8 Mặt cắt ngang màng siêu lọc 13 Hình 13.1.9 Lọc thơng thường lọc dịng chéo 14 Hình 13.1.10 : Màng lọc MF, UF, NF 15 Hình 13.1.11 : Ngun lí hoạt động trình thẩm phân điện 18 Hình 13.1.12 : Bộ lọc khử trùng nước 21 Hình 13.1.13: thiết bị lọc ép 26 Hình 13.1.14: Thiết bị lọc ép sử dụng dĩa lọc 28 Hình 13.1.15 : Thiết bị lọc ép sử dụng cột lọc .29 Hình 13.1.16 : Nguyên tắc hoạt động thiết bị lọc chân không dạng thùng quay 30 Hình 13.1.17 : Thiết bị lọc chân khơng dạng dĩa quay 31 Hình 13.2.1 Máy sàng rung dạng hình chữ nhật .34 Hình 13.2.2 Máy sàng rung dạng tròn 34 Hình 13.2.3 Máy sàng thùng quay 34 Hình 13.2.1.1 Một số sàng với kích thước khác .36 Hình 13.3.1 Sơ đồ hệ thống phân loại khơng khí để tách vỏ đậu nành khỏi mầm 42 Y Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm LỜI NÓI ĐẦU Ăn uống nhu cầu người Ngày nay, bên cạnh nhóm thực phẩm chế biến quy mơ gia dình, nhóm thực phẩm chế biến quy mô công nghiệp ngày trở nên da dạng giữ vai trò quan trọng bữa ăn hàng ngày, đặc biệt nước cơng nghiệp phát triển Thực phẩm cơng nghiệp có ưu điểm tiện dụng chất lượng ổn dịnh Công nghiệp thực phẩm xem ngành công nghiệp quan trọng quốc gia Phát triển ngành công nghiệp thực phẩm không để cung cấp sản phẩm dảm bảo cho nhu cầu an uống người dân nước mà để xuất khẩu, góp phần thúc dẩy phát triển chung kinh tế quốc dân Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm CHƯƠNG 13 CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG BẰNG VẬT LÝ - Với dân số khoảng 90 triệu người, tốc độ tăng trưởng kinh tế trung bình khoảng 7,5%/năm, nhu cầu tiêu dùng người Việt Nam thực phẩm chế biến ngày lớn phong phú, đặc biệt nhu cầu sản phẩm chế biến an toàn tinh tế Công nghệ thực phẩm phát triển từ việc thực hành bảo quản sản phẩm dạng giống chúng xuất tự nhiên đến dạng mà thành phần mong muốn tách chuyển đổi sang dạng khác - Các quy trình phân tách sử dụng ngành cơng nghiệp thực phẩm nhiều năm, việc sử dụng tinh vi xuất gần Ví dụ cơng nghệ Current giúp: Loại bỏ khói mù khỏi rượu vang nước ép trái mật hoa Tách protein mát thành phần nhỏ có đặc tính chức khác Tách vật chất lạ khỏi ngũ cốc nguyên hạt xay xát, nước ép trái đặc mà không cần phải sử dụng nhiệt - Là công cụ để tạo hiệu kinh tế thu hồi thành phần hữu ích từ loại thực phẩm chế biến 13.1 Lọc - Lọc trình đưa chất lỏng có chứa hạt lơ lửng qua môi trường xốp Lọc sử dụng thành phần có giá trị hỗn hợp tỷ lệ Ví dụ :làm rõ nước trái dầu thực vật - Một số hình thức lọc : Lọc bề mặt: kích thước cấu tử bã lộc lớn đường kính mao dẫn vách ngăn, lớp bã lọc nằm bề mặt hoạt động vách ngăn Trường hợp gọi lọc bề mặt Lọc bề sâu: kích thước cấu tử bã lọc nhỏ đường kính mao dẫn vách ngăn, chúng khuếch tán vào bên mao dẫn bã lọc tạo thành bên cấu trúc mao dẫn vách ngăn Trường hợp gọi lọc bề sâu Lọc dạng kết hợp bề mặt bề sâu: cấu tử bé bã lọc khuếch tán vào bên mao dẫn vách ngăn, cấu tử lớn nằm lại bề mặt hoạt động vách ngăn Đây trường hợp thường gặp thực tế (HA) 1|Page Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm 1: Cửa quan 2: Thân thiết sát bị 3: Dĩa lọc tâm để thu 4: Ống trung hồi dịch lọc 5: Động 6: Khớp trục Hình 13.1.14: sử dụng dĩa lọc Thiết bị lọc ép b) Thiết bị lọc ép sử dụng cột lọc - Thiết bị có dạng hình trụ đứng Bộ phận thiết bị cột lọc hình trụ Mỗi cột lọc có giá đỡ hình ống làm thép không rỉ đục lỗ thân Phía bên ngồi giá đỡ phủ lớp vật liệu lọc, cịn phía bên kênh dẫn dịch lọc Các cột lọc gắn đỡ Tấm đỡ chia thiết bị thành hai khoang: khoang để chứa huyền phù khoang để chứa dịch lọc Cửa (3) nơi để bơm huyền phù vào thiết bị Cửa (4) nơi tháo dịch lọc Nắp đậy gắn thân tháo ráp 27 | P a g e Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm 1: Tấm đỡ cột lọc 2: Cột lọc 3: Cửa nạp nguyên liệu 4: Cửa tháo dịch lọc 5: Thân thiết bị 6: Nắp đậy Hình 13.1.15 : Thiết bị lọc ép sử dụng cột lọc - Trong trình hoạt động, người ta bơm huyền phù vào thiết bị qua cửa số Các cấu tử pha rắn bị giữ lại bề mặt cột lọc Pha lỏng chui qua vách ngăn bề mặt cột lọc theo kênh dẫn để dẫn để xuống khoang phía bên ngồi thiết bị theo cửa Để vệ sinh cột lọc, người ta tháo nắp khỏi thân hình trụ, tách cột lọc khỏi đỡ 13.1.3 Thiết bị lọc chân không Hiện có nhiều dạng thiết bị lọc chân khơng Trong sách này, giới thiệu hai dạng thiết bị thông dụng a) Thiết bị lọc chân không dạng thùng quay Đây thiết bị hoạt động liên tục Nguyên tắc hoạt động thiết bị trình bày hình 28 | P a g e Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm - Vùng làm bã lần lần - Vùng rửa bã Hình 13.1.16 : Nguyên tắc hoạt động thiết bị lọc chân không dạng thùng quay - Thùng lọc dạng hình trụ nằm ngang, thân thùng có đục lỗ bề mặt phủ lớp vách ngăn Người ta phủ thêm lớp bột trợ lọc lên bề mặt lớp vách ngăn để tách tạp chất có kích thước nhỏ khỏi huyền phù Bên thùng chia thành nhiều ngăn riêng biệt Mỗi ngăn có đường dẫn nối với ống trung tâm trục thùng quay Các ống dẫn ống trung tâm tạo nên môt hệ thống đường ống hút chân không dẫn dịch lọc - Thùng lọc đặt bên bể chứa huyền phù độ sâu cố định Mặt cắt ngang vng góc với trục thùng lọc chia thành vùng 29 | P a g e Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm hình Động lực trình lọc tạo nhừ bơm chân không Khi thùng lọc quay bể huyền phù, áp lực chân không làm cho phần dịch lọc hút qua vách ngăn để chảy vào bên thùng theo ống trung tâm để ngồi Các cấu tử pha rắn huyền phù bị bám lại bề mặt vách ngăn Bã lọc rửa vùng tháo bỏ khỏi vách ngăn nhờ hệ thống dao cạo hoạt động vùng b) Thiết bị lọc chân không dạng dĩa quay 1: Van xoay 3: Dĩa lọc 5: Bể chứa nguyên liệu cần lọc 2: Lưới thoát dịch lọc 4: Dao cạo 6; Cửa nạp nguyên liệu Hình 13.1.17 : Thiết bị lọc chân không dạng dĩa quay Đây thiết bị hoạt động theo phương pháp liên tục Bộ phận thiết bị dĩa lọc xếp song song theo phương thẳng đứng gắn trục nằm ngang Các dĩa xoay xung quanh trục nằm ngang Vách ngăn phủ thành lớp bên xung quanh dĩa Mỗi dĩa có phận tháo bã riêng, bên dĩa chia thành nhiều khoang khoang có đường dẫn nối với ống trung tâm để dịch lọc Trong q trình lọc, dĩa hoạt động tương tự nguyên lý thiết bị lọc chân không dạng thùng quay mà trình bày phần 13.2 Sàng 13.2.1 Khái quát phân loại Trong sản xuất thực phẩm, nguyên liệu sản xuất đa dạng chủng loại, kích cỡ thành phần trình thu hoạch bị lẫn nhiều tạp chất Do đó, để đảm 30 | P a g e Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm bảo chất lượng thành phẩm, giá trị cảm quan,… nguyên liệu trước chế biến cần phải qua khâu làm phân loại Mục đích trình phân loại: Đảm bảo chất lượng nguyên liệu (đồng kích cỡ, thành phần,…) Kéo dài thời gian bảo quản Phù hợp công đoạn chế biến Cơ sở trình phân loại dựa vào hình dáng, kích thước, chiều dài, tính chất khí động, tương tác bề mặt, tính chất từ tính, loại máy riêng,… Phân loại theo đặc tính hình học sử dụng phổ biến để tách tạp chất xếp loại nguyên liệu, thành phẩm bán thành phẩm Phương pháp dựa vào khác kích thước, hình dạng tiết diện phân tử khối hạt để phân loại, người ta thường dùng máy phân loại theo kiểu sàng 13.2.2 Phương pháp sàng Sàng phương pháp phổ biến đơn giản để phân loại nguyên liệu công nghệ chế biến thực phẩm Sàng q trình học tách hạt có kích thước khác nhau, giúp tách hạt mịn khỏi hạt lớn loại bỏ hạt rắn khỏi dịng chất lỏng trước xử lí (Trường hợp lỗ phân loại có kích thước nhỏ, thường dùng từ “rây”) Máy lắc sàng sử dụng để hỗ trợ sàng chất rắn chồng sàng Máy lắc dạng truyền động lệch tâm cung cấp cho lưới chuyển động hồi chuyển dao động, dạng máy rung cung cấp cho lưới chuyển động lên xuống tần số cao với biên độ nhỏ Khi sàng nghiêng, hạt giữ lại sàng rơi đầu băng tải thu gom Do đó, việc sàng lọc phân tách cỡ hạt thực tự động Phân loại hạt tiến hành theo cách đây: Phân loại kích thước từ nhỏ đến lớn (hình a): mặt sàng xếp nối tiếp Mặt sàng có kích thước lỗ nhỏ đặt trước, kích thước lỗ lớn đặt sau Khi hỗn hợp vật liệu chuyển động từ trái sang phải thu phân loại mong muốn 31 | P a g e Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm Phân loại kích thước từ lớn đến nhỏ (hình b): mặt sàng xếp song song chồng lên Mặt sàng có kích thước lỗ lớn đặt trên, kích thước lỗ nhỏ đặt Khi hỗn hợp vật liệu chuyển động từ xuống thu phân loại mong muốn Hình a) Hình b) Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến suất sàng: Diện tích bề mặt sàng thơng số quan trọng Khi diện tích mặt lớn, suất lớn Tổng diện tích lỗ sàng Tốc độ chuyển động sàng Tốc độ chuyển động lớn, suất lớn Lượng vật liệu qua lỗ sàng Lượng vật liệu qua sàng nhiều, thời gian cần có để tách chúng tăng suất sàng giảm Các thông số sàng thường cố định, tốc độ chuyển động diện tích mặt khơng điều chỉnh được, để giải vấn đề suất sàng vừa nêu, người sản xuất cần điều chỉnh lượng nhập liệu cho phù h Dưới hình ảnh số máy sàng thị trường: 32 | P a g e Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm Hình 13.2.1 Máy sàng rung dạng hình chữ nhật Hình 13.2.2 Máy sàng rung dạng trịn Hình 13.2.3 Máy sàng thùng quay 13.2.3 Kích thước sàng tiêu chuẩn Kích thước sàng định theo lưới Tyler lưới US Các ký hiệu kích thước lưới Tyler đề cập đến số lượng lỗ mở (mắt lưới) inch ký hiệu lưới US-Sieve tương tự Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế thông qua hai tiêu chuẩn Mặc dù ký hiệu số sàng lưới US lưới Tyler khơng hồn tồn giống kích thước lỗ mở tương đương Giữa nhiều loại ký hiệu sàng tại, trừ định, khuyến khích tham khảo kích thước tiêu chuẩn lưới US Bảng 13.2.3.1 trình bày ký hiệu lưới US kích thước lỗ lưới Ký hiệu sàng (*) Độ mở mắt lưới Ký hiệu sàng Độ mở mắt lưới 2.5 3.5 (mm) 8.00 6.73 5.66 4.76 (*) 35 40 45 50 (mm) 0.500 0.420 0.354 0.297 33 | P a g e Bài tập cuối kỳ 10 12 14 16 18 20 25 30 Kỹ thuật thực phẩm 4.00 3.36 2.83 2.38 2.00 1.68 1.41 1.19 1.00 0.841 0.707 0.595 60 70 80 100 120 140 170 200 230 270 325 400 0.250 0.210 0.177 0.149 0.125 0.105 0.088 0.074 0.063 0.053 0.044 0.037 Bảng 13.2.3.1 Kích thước lưới US (*): ký hiệu sàng số lượng lỗ mở (mắt lưới) inch Hình 13.2.1.1 Một số sàng với kích thước khác Kích thước hạt thường định kích thước lưới mà hạt qua bị giữ lưới Một đặc điểm kỹ thuật rõ ràng kích thước hạt theo số mắt lưới biểu thị dấu (+) trước kích thước mắt lưới giữ lại hạt dấu (-) trước kích thước mắt lưới hạt qua Nếu hỗn hợp hạt có kích thước khác nhau, cỡ hạt định giá trị trung bình kích thước đó, tính cách lấy trung bình độ mở lưới giữ lại phần hạt độ mở lưới liền kề trước Để xác định kích thước tích luỹ 34 | P a g e Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm trung bình hỗn hợp bột, thực dựa vào phần khối lượng hạt giữ lại sàng Các hạt giả định hình cầu với đường kính tương đương độ mở lỗ sàng cho hạt qua giữ lại hạt Ví dụ 13.2.3.1 làm rõ phương pháp Ví dụ 13.2.3.1 Một khối lượng mẫu ngơ xay sàng qua loạt sàng có kích thước khác Bảng 13.2.3.2 cho thấy phần khối lượng mẫu ngô xay giữ lại sàng Tính tốn đường kính trung bình hỗn hợp Phần khối lượng Size sàng US Độ mở Kích thước hạt 35 45 60 80 120 140 (mm) 0.500 0.354 0.250 0.177 0.125 0.105 0.427 0.302 0.2135 0.151 0.115 giữ lại 0.15 0.35 0.45 0.05 0.10 Bảng 13.2.3.2 Số liệu thí nghiệm 13.2.3.1 Giải pháp Độ mở sàng lấy theo tiêu chuẩn sàng US (Bảng 13.2.3.1) Kích thước hạt bảng 13.2.3.2 kích thước trung bình hỗn hợp giữ lại lưới, tính cách lấy trung bình độ mở lưới giữ lại phần hỗn hợp độ mở lưới liền kề trước Phần khối lượng nhân với kích thước hạt trung bình lưới tổng tích đường kính trung bình có trọng số hạt Phần khối Size sàng US lượng giữ lại (*) 0.15 0.35 35 45 60 Độ mở Kích thước (*) x kích (mm) hạt thước hạt 0.500 0.354 0.250 0.427 0.302 0.065405 0.1057 35 | P a g e Bài tập cuối kỳ 0.45 0.05 0.10 Kỹ thuật thực phẩm 80 120 140 0.177 0.125 0.105 0.2135 0.151 0.115 0.096075 0.00755 0.0115 Tổng = 0.28623 Như vậy, đường kính hạt trung bình 0,28623 mm Việc lựa chọn sàng sử dụng để phân loại mẫu thành phần nhỏ có kích thước khác ảnh hưởng lớn đến đường kính hạt trung bình tính tốn Do khuyến nghị sử dụng loạt sàng có kích thước liền kề Bảng 13.2.3.1 13.3 Tách trọng lực Sự khác biệt tỷ trọng nhiều chất rắn huyền phù, chất lỏng huyền phù chất lơ lửng, sử dụng để tách loại vật liệu Yếu tố thúc đẩy để phân tách thường trọng lực Tuy nhiên, động lực tăng cường cách sử dụng lực ly tâm, nguyên tắc tương tự áp dụng 13.3.1 Cân lực chất lỏng chất lỏng Ngoại lực Fe, tác dụng lên chất rắn trạng thái huyền phù, làm cho chuyển động theo hướng lực (lực hấp dẫn làm cho hạt rơi xuống, li tâm làm cho hạt chuyển động phía tâm quay) Fb, lực nổi, tác dụng ngược hướng với ngoại lực Fe Lực cản, Fd, lực gây chuyển động vật rắn lơ lửng tác dụng ngược chiều dòng chảy vật rắn Ft, lực tác dụng lên hạt Thành phần lực có hướng chuyển động vật rắn tuân theo phương trình cân lực sau đây: Ft = Fe – Fd – Fb (13.20) Khi sử dụng phương trình (13.20), chiều dấu hiệu F t xác định chiều Fe ký hiệu dương Lực (Fb Fb khối lượng chất lỏng bị dịch chuyển vật rắn nhân với gia tốc ngoại lực cung cấp • ae = gia tốc ngoại lực • m = khối lượng hạt 36 | P a g e Bài tập cuối kỳ • Kỹ thuật thực phẩm ρp = mật độ hạt • ρ = mật độ chất lỏng; • Khối lượng chất lỏng bị dịch chuyển =thể tích hạt/mật độ= m/ρp: Fb = mae() (13.21) • Khối lượng chất lỏng bị dịch chuyển = m(ρ/ρp) Lực cản • Fd lực cản chất lỏng chuyển động hạt Một biểu thức cho F d • suy thơng qua phân tích chiều Giả sử Fd / Ap, Ap biểu thị diện tích hình chiếu vng góc với hướng ‒ ‒ ‒ ‒ • dịng chảy Đường kính hạt, d; xác định hàm Fd; vr vận tốc tương đối chất lỏng-hạt; � mật độ chất lỏng; � độ nhớt chất lỏng Hàm số nhân với tích biến mà biến nâng lên thành lũy thừa phân tích thứ ngun: • Biểu diễn đơn vị bản, khối lượng, M; chiều dài, L; thời gian, t: • Hãy xem xét hệ số đơn vị sở Số mũ đơn vị phải nằm phía đối diện phương trình để quán số mũ ‒ Số mũ L: -1 = a – 3b – c – e (13.i) ‒ Số mũ t: = a + c; = – c (13.ii) ‒ Số mũ M: = b + c; b = – c (13.iii) Kết hợp phương trình (13.i), (13.ii) (13.iii) ta được: - = – c – 3(1 – c) – c + e e = – c Biểu thức cho lực cản trở thành: Kết hợp số hạng với số mũ: (13.22) Ở bên phải, hai số hạng thay hệ số cản, C d, định nghĩa Cd = C/ 37 | P a g e Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm Sau đại diện phổ biến Phương trình (13.22) theo Cd: (13.23) Xem xét lắng đọng hạt hình cầu chất lỏng lơ lửng A p = diện tích thiết diện hình trịn mặt cầu Nếu chuyển động hạt qua chất lỏng gây dòng chảy tầng mặt phân cách chất lỏng hạt C d = Phương trình lực cản trở thành: (13.24) Bổ sung: Dịng chảy tầng - dịng chảy mà chất lỏng (khí) di chuyển thành lớp, khơng có hịa trộn khơng có xung động (nghĩa thay đổi vận tốc áp suất nhanh hỗn loạn) Dòng chảy tầng - dòng chảy mà chất lỏng (khí) di chuyển thành lớp, khơng có hịa trộn khơng có xung động (nghĩa thay đổi vận tốc áp suất nhanh hỗn loạn) 13.3.2 Vận tốc cuối Vận tốc đầu cuối hạt vận tốc dv r/dt = 0, cho trình lắng xảy với vận tốc khơng đổi Phương trình (13,21) (13,24) thay vào phương trình (13,20): Ft = map = m (dvr / dt) Tích khối lượng mật độ hạt khối lượng nó, m = hình cầu Kết là, vận tốc cuối, vt: (13.25) Vận tốc hạt lắng chất lỏng huyền phù tính tốn cách sử dụng định luật Stokes, phương trình (13.39), a e = g cho trình lắng trọng lực ae= li tâm, r c = bán kính quay ω = vận tốc góc chuyển động quay 38 | P a g e Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm 13.3.3 Hệ số cản Khi vr nhỏ điều kiện tầng tồn mặt phân cách chất lỏng-hạt, C d sử dụng tính tốn phương trình (13,25) xác C d tính tổng quát cách tính số K sau: (13.26) Theo liệu Lapple Shepherd (Ind Eng Chem 32: 605, 1940), giá trị Cd tính cho giá trị khác K sau: o Nếu K > 0.33 hay Re < 1.9; Cd = 24/Re o Nếu K 1.3 < K < 44 hay 1.9 < Re < 500; Cd = 18.5/ o Nếu K > 44 hay Re > 500; Cd = 0.44 Phương trình (13,21) (13,23) kết hợp phương trình(13,20) số Reynolds mặt phân cách hạt với chất lỏng vượt 1.9 hạt vận tốc cuối: Thay Ap = ; m = giải cho vr: (13.27) Ví dụ 13.10: Trong q trình chế biến đậu nành để lấy dầu, vỏ đậu nành phải tách khỏi mầm để bột đậu nành cuối tạo có giá trị cao làm thức ăn chăn nuôi làm nguyên liệu để chế biến tiếp thành protein thực phẩm Toàn đậu nành cho ăn qua trục làm nứt, tách mầm tạo hỗn hợp vỏ mầm Hình 13.9 mơ tả hệ thống tách vỏ từ mầm dựa phân loại khơng khí Đường kính dự kiến mật độ mầm vỏ hạt tương ứng 4,76 mm 1003,2 kg / m3 6,35 550 kg / m3 Quá trình thực 20 oC Tính vận tốc đầu vỏ hạt mầm khơng khí Giữa hai vận tốc cuối tính tốn vận tốc thích hợp qua lỗ 39 | P a g e Lối vào khơng khí mở thay đổi theo tốc độ Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm CÁCH GIẢI Hình 13.3.1 Sơ đồ hệ thống phân loại khơng khí để tách vỏ đậu nành khỏi mầm Khối lượng riêng không khí 20 oC tính theo phương trình khí lý tưởng Khối lượng phân tử khơng khí 29; áp suất khí quyển=101,325 kPa: Độ nhớt khơng khí 20 C 0,0175 centipoise (từ Perry’s Chemical Engineers Handbook) Sử dụng phương trình (13,26) : ae = gia tốc trọng lực = 9,8 m / s2 ‒ Đối với mầm: Vì K > 44, Cd = 0.44 Sử dụng phương trình (13.27) : ‒ Đối với vỏ hạt: Vì K > 44 nên, Cd = 0.44 Sử dụng phương trình (13.27) : Để tách vỏ hạt khỏi mầm cách xác, hệ thống phải sử dụng vận tốc khơng khí khoảng 9.266 đến 10.84 m / s 40 | P a g e Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm � HẾT � 41 | P a g e ... phát triển chung kinh tế quốc dân Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm CHƯƠNG 13 CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG BẰNG VẬT LÝ - Với dân số khoảng 90 triệu người, tốc độ tăng trưởng kinh tế trung bình khoảng... thành cảm ơn Bài tập cuối kỳ Kỹ thuật thực phẩm Mục Lục CHƯƠNG 13 .1 CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG BẰNG VẬT LÝ .1 13.1 Lọc 13.1.A Một số công thức thường gặp 13.1.1 Dòng... lại b) Kỹ thuật lọc màng hay tách màng Lọc màng trình phân tách vật lý tác động khác biệt áp suất hai mặt màng lọc Quá trình cho phép phân lập phân tử có kích thước tính chất khác Hầu hết tất