3.3.1. Máy ép
3.3.1.1. Cấu tạo
Hệ thống máy ép gồm 5 máy, mỗi máy ép có 5 trục bằng thép: trong đó có 3 trục chính là trục đỉnh, trục trƣớc, trục sau có tác dụng để nghiền mía và 2 trục phụ là trục nạp liệu, trục cƣỡng bức có tác dụng hƣớng liệu vào máy ép không cho nguyên liệu văng ra ngoài. Trên trục đỉnh, trục trƣớc, trục sau có xẻ rãnh hình chữ V để tăng độ ma sát và tăng năng suất ép.
Hình 3.6: Máy ép mía
(Nguồn: Xí nghiệp đường Vị Thanh, 2014)
Chú thích: 1. Trục cƣỡng bức 5. Hộp cao vị 2. Trục trƣớc 6. Lƣợc chải bã
3. Trục chính 7. Bộ phận điều chỉnh lƣợc chải 4. Trục sau
Ngành Công nghệ thực phẩm 42 Máy ép 1, 2, 3 có bƣớc răng là 40 mm đƣợc gọi là máy ép dập để ép sơ bộ mía. Hệ thống ép mía dập có tác dụng lấy nƣớc mía từ cây mía, làm cho mía vụn góp phần tăng năng suất ép, hiệu quả ép và làm giảm công suất tiêu hao.
Máy ép 4, 5 có bƣớc răng là 30 mm đƣợc gọi là máy ép kiệt có nhiệm vụ lấy tối đa phần đƣờng còn lại trong mía.
3.3.1.2. Nguyên lý hoạt động
- Quá trình ép mía xảy ra trên 3 khe hở:
+ Khe hở miệng trƣớc: là khe hở giữa trục đỉnh và trục trƣớc. + Khe hở miệng sau: là khe hở giữa trục đỉnh và trục sau. + Khe hở thứ 3: là khe hở giữa trục đỉnh và lƣợc đáy.
- Mía đƣợc chuyển xuống máy ép từ băng tải qua trung gian là hộp cao vị có tác dụng ổn định lƣợng mía tránh rơi rớt ra ngoài. Trục cƣỡng bức có tác dụng đẩy mía và tăng cƣờng sức ép cho trục trƣớc. Mía đƣợc các bƣớc răng có hình chữ V của trục trƣớc cuốn lấy đƣa vào khe hở miệng trƣớc, sau đó mía đƣợc các bƣớc răng của trục đỉnh ép vào và đi qua khe hở giữa trục đỉnh và lƣợc đáy, rồi qua khe hở miệng sau, bã đƣợc đẩy ra băng tải trung gian đƣa đến máy ép kế tiếp. Nƣớc mía rớt xuống thùng chứa dạng phễu bên dƣới chảy ra băng tải ép lại.
- Khi bã mía chịu một áp lực nén cao và nhiều lần, nó cũng không hoàn toàn ra hết nƣớc mía mà nó chứa đựng. Ẩm độ trong bã sau khi ép tối thiểu phải là 45 ÷ 48%. Để lấy thêm phần đƣờng còn lại, phƣơng pháp tƣới nƣớc vào bã đƣợc thực hiện. Lƣợng nƣớc này sẽ ngấm vào bã và hòa với nƣớc mía còn sót lại trong bã.
3.3.1.3. Các thông số kỹ thuật
- Máy ép mía
Bảng 3.3: Các thông số cơ bản của hệ thống máy ép
(Nguồn: Xí nghiệp đường Vị Thanh, 2014)
Số thứ tự Thông số Đơn vị tính Máy ép 1,2 và 3 Máy ép 4 và 5 Trục đỉnh Trục trƣớc Trục sau Trục đỉnh Trục trƣớc Trục sau 1 L Mm 1400 1400 1400 1400 1400 1400 2 D Mm 765 765 765 765 765 765 3 Độ 480 480 480 480 480 480
Ngành Công nghệ thực phẩm 43 Áp lực trục đỉnh hệ máy ép áp lực từ 180 ÷ 220 kg/cm2.
Độ sâu rãnh thoát nƣớc trên các trục của máy ép 1, 2, 3 là 25 mm. Độ sâu rãnh thoát nƣớc trên các trục của máy ép 4, 5 là 17 mm. Công suất động cơ: 400 kW.
- Răng trục:
+ Thƣớc răng trục trong một máy ép đều giống nhau.
+ Răng trục trong máy ép 1 là lớn nhất và nhỏ dần trong các máy ép sau để tăng khả năng ép.
+ Góc giá máy: = 700, n = ± 100. - Thông số lắp đặt miệng ép:
Bảng 3.4: Các thông số lắp đặt miệng ép
Máy Miệng vào (mm) Miệng ra (mm) Mũi lƣợc (mm) Giữa lƣợc (mm) Đuôi lƣợc (mm) Khe hở lƣợc (mm) I 41,2 13,3 64,3 76,4 84,0 28 II 35,0 11,9 54,7 65,2 71,7 28 III 27,5 9,7 43,3 51,6 65,9 28 IV 25,2 9,5 39,6 47,3 52,1 23,5 V 20,5 8,1 32,5 38,9 43,0 23,5
(Nguồn: Xí nghiệp đường Vị Thanh, 2014)
3.3.2. Thiết bị gia nhiệt
3.3.2.1. Cấu tạo
Đây là thiết bị gia nhiệt loại ống chùm có dạng hình trụ, bên trong có lắp các ống truyền nhiệt. Phía trên và phía dƣới thiết bị có lắp 2 mặt sàn song song nhau, trên mặt sàn có các lỗ để gắn các ống truyền nhiệt.
Để thiết bị làm việc vững vàng ngƣời ta bố trí tai treo ở trên thân thiết bị. Nƣớc mía đi vào và ra ở phần trên của thân thiết bị theo van 2 chiều. Trên van có nắp đậy để đóng, mở đƣờng đi của dung dịch, khi muốn cô lập nồi không làm việc thì ta điều chỉnh van đóng nắp lại không cho dung dịch vào nồi.
Phía trên mặt sàn trên và phía dƣới mặt sàn dƣới đều đƣợc chia ngăn bằng những tấm ngăn. Mặt dƣới đƣợc chia làm 8 ngăn đều nhau. Mặt trên cũng đƣợc bố trí ống nhƣ mặt dƣới nhƣng đƣợc chia ra làm 4 ngăn ở giữa và 5 ngăn ở ngoài.
Ngành Công nghệ thực phẩm 44
Hình 3.7: Thiết bị gia nhiệt
(Nguồn: Xí nghiệp đường Vị Thanh, 2014)
Tổng cộng thiết bị có 256 ống truyền nhiệt (đối với gia nhiệt 1 và 3) và 560 ống (đối với gia nhiệt 2) đƣợc lắp kín vào mặt sàn bằng cách nông hay hàn. Nắp trên và nắp dƣới đƣợc nối với cần thăng bằng có tác dụng cân bằng trọng lực lúc đóng mở nắp. Nắp trên và nắp dƣới là mặt tròn, kín đƣợc nối với thân bằng những bulông. Để làm kín, ngƣời ta lắp những tấm amiang, chịu đƣợc nhiệt độ cao.
3.3.2.2. Nguyên tắc hoạt động
Quá trình truyền nhiệt là gián tiếp, tác nhân truyền nhiệt là hơi nƣớc bão hòa, chất nhận nhiệt là nƣớc mía.
Hơi dùng để gia nhiệt là hơi thứ tỏa ra từ các nồi bốc hơi. Hơi thứ của hiệu I đem qua gia nhiệt 3 cấp 1 và gia nhiệt 2 cấp 2, hơi thứ hiệu II đem gia nhiệt 2 cấp 1, hơi thứ hiệu III đem gia nhiệt 1 cấp 2, hơi thứ hiệu IV đem gia nhiệt 1 cấp 1. Đối với gia nhiệt 3 cấp 2 thì sử dụng hơi sống từ lò hơi đƣa qua. Hơi đốt qua ống dẫn hơi đi vào buồng đốt giữa khoảng trống của các ống truyền nhiệt và thành thiết bị. Hơi nƣớc sau khi trao đổi nhiệt ngƣng tụ thành nƣớc. Nƣớc ngƣng tụ đƣợc tháo ra ngoài qua ống tháo nƣớc ngƣng đặt ở gần cuối của thân thiết bị.
Nƣớc mía đƣợc bơm đƣa vào một bên của van 2 chiều đi vào ngăn có 16 ống truyền nhiệt và đi bên trong ống truyền nhiệt. Khi dung dịch xuống đến đáy thiết bị, do ngăn bên dƣới có 32 ống nên nƣớc mía theo 16 ống còn lại của ngăn đi lên nhờ áp lực của bơm và tiếp tục đi xuống theo 16 ống còn lại của ngăn bên trên. Cứ nhƣ vậy nƣớc mía đi lên đi xuống 16 lần và cuối cùng đi ra theo bên còn lại của van 2 chiều. Nƣớc mía đi lên và đi xuống nhiều lần để thời gian tiếp xúc với nhiệt nhiều hơn, khi đó nhiệt độ của nƣớc mía sẽ đạt yêu cầu nhƣ mong muốn.
Ngành Công nghệ thực phẩm 45 Khi gia nhiệt một thời gian, nồi sẽ bị cặn bám làm giảm khả năng truyền nhiệt do đó cần chuyển dung dịch sang nồi dự phòng để thông rửa cặn.
3.3.2.3. Các thông số kỹ thuật
- Ống truyền nhiệt đƣợc làm bằng inox có: + Chiều cao: 3 m.
+ Đƣờng kính 40 mm.
- Tổng diện tích truyền nhiệt là : 90 m2.
- Số ống truyền nhiệt: 256 ống (gia nhiệt 1 và 3), 560 ống (gia nhiệt 2). - Số lƣợng: 11 nồi, 1 nồi dự phòng.
3.3.3. Thiết bị lắng chìm
3.3.3.1. Cấu tạo
Hình 3.8: Thiết bị lắng chìm
(Nguồn: Xí nghiệp đường Vị Thanh, 2014)
Chú thích:
1. Trục khuấy 6. Bộ truyền động
2. Bộ làm kín 7. Thùng lấy nƣớc trong
3. Ống lấy bùn 8. Vòng ống lấy nƣớc trong
4. Thùng bùn tràn 9. Cánh gạt
Ngành Công nghệ thực phẩm 46 Đây là thiết bị lắng chìm dạng liên tục. Thiết bị có dạng hình trụ rất lớn, có một ống trung tâm ở giữa có thể chuyển động đƣợc, đáy hình côn gồm có 4 ngăn. Ngăn đầu tiên là ngăn phân phối đƣợc gắn chặt vào ống trung tâm bằng một miếng đệm cao su để nƣớc mía không bị chảy xuống. Ngăn cuối cùng là ngăn chứa bùn, các ngăn giữa có tác dụng lắng, đáy các ngăn có dạng phễu.
Trục trung tâm có dạng rỗng, trên trục ứng với vị trí của từng ngăn có gắn các thanh cào, trên thanh cào có gắn các cánh gạt bùn, có tác dụng đƣa bùn ở mỗi ngăn hƣớng về ống trung tâm. Trục trung tâm đƣợc dẫn động bằng một motor thông qua bộ giảm tốc bánh vít trục vít (hay puli curoa) nên ống trung tâm quay rất chậm 8 ÷11 phút/vòng để tránh cho bùn trên bề mặt lắng bị xáo trộn lẫn vào nƣớc chè trong. Trên trục trung tâm ứng với vị trí của mỗi ngăn là các lỗ phân phối nƣớc mía hình chữ nhật để khi bùn từ bề mặt lắng của mỗi ngăn xuống ngăn chứa bùn không bị lẫn vào nƣớc mía phân phối.
Đầu trên của ống trung tâm đƣợc thông với bên ngoài để tản hơi của nƣớc mía sau khi gia nhiệt 2 xuống khoảng 94 ÷ 98 0C để quá trình lắng xảy ra đƣợc. Phần trên của các ngăn có lắp đƣờng ống có đục lỗ chạy dọc theo chu vi thiết bị để thu nhận nƣớc chè trong. Phía dƣới các ngăn lắng có lắp các nón có tác dụng ổn định dòng chảy của nƣớc mía phân phối vào.
3.3.3.2. Nguyên lý hoạt động
Nƣớc mía vào liên tục, nƣớc mía trong đƣợc lấy ra liên tục.
Nƣớc mía đƣợc đƣa vào ngăn phân phối trên cùng để tránh áp lực nƣớc, tốn năng lƣợng của bơm. Từ ngăn này, nƣớc mía đi vào ống phân phối trung tâm. Khi ống trung tâm quay, do lực ly tâm, nƣớc mía theo các lỗ phân phối ở mỗi ngăn đi vào các nón phân phối, đi qua các lỗ trên thân nón và vào bên trong ngăn.
Trong quá trình di chuyển của nƣớc mía các chất kết tủa lắng xuống đáy của mỗi ngăn và đƣợc cánh gạt bùn đƣa về phía ống trung tâm. Bùn sẽ di chuyển dọc theo bên ngoài ống trung tâm đi xuống đáy thiết bị và tập trung ở ngăn chứa bùn. Sau đó, lấy ra ngoài ở đáy thiết bị. Phần nƣớc mía trong ở mỗi ngăn sẽ đi ra ngoài thông qua ống thu nhận nƣớc mía trong. Để hỗ trợ quá trình lắng, ngƣời ta cho chất trợ lắng Talosep A6 XLvào khoảng 3 ÷ 5 ppm so với mía ép. Bùn đƣợc lấy ra bằng cách mở van xả đáy, nƣớc bùn sẽ theo ống dẫn bùn đƣa qua thiết bị lọc chân không. Thiết bị vận hành liên tục, nƣớc mía trong đƣợc lấy ra thì nƣớc mía chƣa lắng sẽ tràn vào.
3.3.3.3. Các thông số kỹ thuật
- Diện tích lắng: 300 m2
Ngành Công nghệ thực phẩm 47 - Thể tích bồn chứa: 454 m3 - Motor giảm tốc: P = 11 kW, n = 1.450 vòng/phút. - Bộ truyền động trục vít bánh vít: i = 72. - Số vòng quay trục chính: 3 vòng/giờ. 3.3.4. Thiết bị lọc 3.3.4.1. Cấu tạo
Thiết bị gồm một trống lọc rỗng đặt nằm ngang, đƣợc làm bằng thép, trên bề mặt trống có những lỗ nhỏ. Lớp lọc bao quanh trống là lớp lƣới lọc.
Trống quay đƣợc nhờ một bộ motor giảm tốc bánh vít trục vít.
Một bộ phận nữa của thiết bị là thùng chứa nƣớc bùn hình chữ U. Trong thùng chứa bùn lỏng có lắp cánh khuấy để không cho bùn lắng xuống đáy. Dọc theo chu vi của trống quay đƣợc chia thành những khu vực khác nhau, những khu vực này đƣợc nối với hệ thống chân không bằng những ống nhỏ, một đầu ống nối với các lỗ trên thân trống quay, đầu kia nối đến đầu phân phối ở hai đầu trục của trống.
Đầu phân phối gồm 2 phần ghép sát nhau, một phần cố định đƣợc chia thành những vùng khác nhau nhƣ: vùng chân không thấp, vùng chân không cao, vùng không có chân không, ứng với mỗi khu vực này là những quá trình lọc, rửa, sấy, gạt bùn. Phần quay theo trống đƣợc gắn với các ống nhỏ nói trên và những phần phụ khác nhƣ: cơ cấu cuộn và giặt vải lọc, đƣờng ống và béc phun rửa bùn, dao gạt bùn nằm dọc theo chiều dài của trống.
Hình 3.9: Thiết bị lọc chân không thùng quay
Ngành Công nghệ thực phẩm 48
3.3.4.2. Nguyên lý hoạt động
Trong quá trình hoạt động phần bên dƣới trống lọc ngập trong dung dịch nƣớc bùn ở thùng chứa nƣớc bùn. Cánh khuấy bùn hoạt động liên tục để không cho bùn lắng ở đáy thiết bị. Ngoài ra còn có các ống nƣớc rửa và dao gạt bùn, lƣới lọc bùn.
Khi trống lọc đi vào nƣớc bùn một lúc thì quá trình lọc bắt đầu, lúc đầu khu vực này của trống đƣợc nối với vùng chân không cao, nƣớc mía đi qua lớp lƣới lọc theo các ống nhỏ gắn trên các lỗ nhỏ trên thân trống đến đầu phân phối và đi ra ngoài, còn lớp bùn đƣợc giữ lại trên mặt vải lọc.
Khi trống lọc ra khỏi mặt nƣớc bùn, phần này của trống lọc vẫn tiếp tục nối với vùng chân không. Phần bùn bám trên lƣới lọc đƣợc phun nƣớc nóng vào dƣới dạng sƣơng, quá trình này đƣợc gọi là rửa. Phần nƣớc rửa đi qua lớp vải lọc mang theo phần đƣờng mà nó hòa tan đi vào các ống nhỏ đến đầu phân phối đi ra ngoài. Trống quay vẫn tiếp tục chuyển động, lúc này phần này vẫn đƣợc nối với vùng chân không nhƣng không đƣợc rửa nƣớc nóng, quá trình này đƣợc gọi là sấy.
Trống tiếp tục quay đến phần gạt bùn, phần này không nối với khu vực chân không. Lớp bùn trên lƣới lọc dễ dàng tách ra khi tiếp xúc với dao gạt bùn kết thúc một chu kỳ và tiếp tục đi vào thùng chứa bùn tiếp tục chu kỳ mới.
3.3.5. Thiết bị lắng nổi
3.3.5.1. Cấu tạo
Thiết bị lắng nổi có thân hình trụ, đáy hình côn.
Phần trên thiết bị có cánh gạt bọt và máng chứa bọt. Trên cánh gạt có gắn những cánh dẫn bọt, cánh gạt bọt quay đƣợc nhờ một motor truyền động thông qua bộ giảm tốc.
Phía đáy và dọc theo chu vi của thiết bị có lắp 1 hay 2 vòng đƣờng ống trên ống có đục lỗ. Sirô sạch thoát ra ngoài qua những lỗ này và đi vào hộp chảy tràn. Ở tâm đáy thiết bị có lắp hình trụ có đƣờng kính khoảng 1/4 ÷ 1/5 đƣờng kính thiết bị. Sirô vào thiết bị ở tâm đáy thiết bị qua ống hình trụ trên. Ống hình trụ này có tác dụng hƣớng dòng sirô đi lên trên. Bề ngoài thiết bị là hộp chảy tràn đƣợc nối với đƣờng ống thoát của sirô sạch. Hộp chảy tràn gồm 2 ngăn, nhiệm vụ của hộp chảy tràn là để tăng chiều dày với váng bọt của sirô.
Ngành Công nghệ thực phẩm 49
Hình 3.10: Thiết bị lắng nổi
(Nguồn: Xí nghiệp đường Vị Thanh, 2014) 3.3.5.2. Nguyên lý hoạt động
Sirô sau khi gia nhiệt, bổ sung acid H3PO4, dịch sữa vôi Ca(OH)2 và chất trợ lắng đƣợc cho vào thiết bị ở phần đáy theo ống trung tâm đi lên. Trong quá trình này phản ứng tạo kết tủa tiếp tục xảy ra đồng thời có sự kết vón của kết tủa, chất trợ lắng, bọt khí để tạo thành từng mảng kết tủa, các mảng kết tủa này kết hợp lại với nhau và nổi lên bề mặt dịch sirô. Cánh dẫn bùn sẽ gạt lên bên trên vào ngăn chứa bùn, bùn theo máng chứa dẫn ra ngoài thiết bị. Lớp bùn bên trên đƣợc điều chỉnh nhờ ngăn chảy tràn. Phần sirô sạch phía dƣới theo những ngăn nhỏ trên đƣờng ống ở đáy thiết bị đi vào ngăn thứ nhất của hộp chảy tràn, sau đó qua ngăn thứ hai và đi ra ngoài. 3.3.5.3. Các thông số kỹ thuật Thiết bị cao: 2.025 mm. Đƣờng kính của thiết bị: 4.270 mm. 3.3.6. Thiết bị nấu đƣờng 3.3.6.1. Cấu tạo
- Nồi nấu không có cánh khuấy có 2 loại: tuần hoàn kép và tuần hoàn trung tâm. - Nồi nấu có cánh khuấy: loại tuần hoàn trung tâm.
- Nồi nấu đƣờng dạng ống chùm, có thân hình trụ, làm bằng thép dày 12 mm, từ đáy đến đỉnh nồi cao 8.290 mm.