6.2.1. Máy khuấy trộn trục nằm ngang Cánh khuấy chân vịt 1 2 5 4 3 6
74
Trong đó:
1. Thùng quay 4. Bánh răng
2. Puly nghiêng thùng 5. Cửa nạp liệu
3. áo hơi 6. Puly truyền động
Một số dạng cánh khuấy
Gồm một thùng quay có áo hơi để làm nóng thực phẩm thùng có cơ cấu cánh khuấy. Thùng trộn có dung tích khoảng 300 lít và 2 cánh khuấy quay với vận tốc khác nhau. Cánh khuấy làm việc nhờ động cơ điện và hệ thống truyền động riêng. Trên thùng còn lắp cơ cấu nghiêng thùng đ−ợc thiết kế quay với vận tốc chậm. Thời gian nghiêng thùng khoảng 5 phút do đó ng−ời ta dùng hai hệ thống truyền động bánh vít, trục vít
Sản phẩm đổ vào thùng sau đó đậy nắp lại cho cánh khuấy hoạt động đồng thời mở van n−ớc ra cho n−ớc vào làm nóng thực phẩm. Thời gian đảo trộn phụ thuộc vào yêu cầu công nghệ. Sau khi trộn đạt yêu cầu cho động cơ 2 hoạt động trong khi đó cánh khuấy tiếp tục quay. Sau khi đổ xong vật liệu thì tắt động cơ cánh khuấy cho động cơ nghiêng thùng làm
việc để thùng quay trở lại.
6.2.2 Máy trộn có trục thẳng đứng
Máy gồm hai phần: phần tĩnh và phần di động. Phần tĩnh gồm hệ thống truyền động để truyền động cho cánh khuấy. Cánh khuấy đ−ợc lắp với phần tĩnh và nó đ−ợc nâng lên hạ xuống cùng với nắp. Phần di động gồm chậu quay có lắp trên xe đẩy 3 bánh, trục chậu có lắp 1 bánh vít. Khi đẩy chậu vào vị trí làm việc thì bánh vít ăn khớp với trục vít.
Đổ vật liệu vào chậu, đẩy xe đến phần tĩnh của máy tại đây có rãnh đặc biệt cho quá trình lắp ghép chính xác. Sau đó hạ nắp và cánh khuấy xuống cho động cơ điện hoạt động. Trong quá trình làm việc, cánh khuấy và chậu quay. Sau khi trộn đạt yêu cầu, ngừng quá trình khuấy, ngừng môtơ,
Máy khuấy trộn có trục thẳng đứng 1: Chậu quay 5, 6 : Bánh vít, trục vít 2: Nắp đậy 7: Xe
3: Cánh khuấy 8: Môtơ 4: Trục chậu
75
nâng cánh khuấy và nắp lên, lấy chậu quay ra cho chậu khác vào. 6.3 . Khuấy trộn các sản phẩm rời.
Khó đạt đ−ợc sự đồng nhất hoàn toàn, hiệu quả phụ thuộc vào :
- kích th−ớc hình dạng, khối l−ợng riêng của thực phẩm
- hiệu quả của máy trộn cụ thể
- xu h−ớng mà các hạt vật liệu đông vón nhau
- phụ thuộc vào độ ẩm, tính chất bề mặt tính chất chảy của vật liệu
6.3.1 Loại thùng quay : các thiết bị loại này đ−ợc thể hiện qua các hình vẽ sau + Thùng quay nằm ngang hoặc thẳng đứng:
+ Thùng quay có tiết diện lục giác : cho phép trộn và nghiền + Thùng quay có dạng hình chữ Y: tăng c−ờng quá trình trộn
6.3.2 Loại vận chuyển : Dùng để trộn các sản phẩm rời, gồm có loại dạng băng xoắn, trộn bằng vít tải
76
Máy trộn dạng băng xoắn
a) Loại băng: loại thiết bị này vừa vận chuyển vừa khuấy trộn, cấu tạo của thiết bị là những băng xoắn. Khi nó thực hiện vận chuyển nó có tác dụng khuấy trộn, làm cho nguyên liệu đ−ợc trộn đều hơn.
b) Loại vít tải có cánh vít dạng cánh gạt, chúng vừa gạt nguyên liệu vừa thực hiện quá trình khuấy trộn.
6.4. tính toán năng suất của một số máy trộn
- máy trộn một cánh khuấy làm việc gián đoạn
h kg t t V G p tr / , . . 60 + = ξ ρ trong đó:
G: năng suất của máy, kg/h
ρ: khối l−ợng riêng của hỗn hợp sản phẩm, kg/m3
ttr: thời gian cần thiết để trộn sản phẩm, phút
tp : thời gian cần thiết để nạp và lấy sản phẩm ra khỏi thiết bị khuấy trộn, phút
ξ: hệ số sử dụng của thùng chứa, %
- máy trộn một cánh khuấy làm việc liên tục: máy trộn dạng này phụ thuộc vào năng
suất của thiết bị vận chuyển chúng nh−: máy trộn kiểu vít tải phụ thuộc vào năng suất của vít tải
h kg n S D G . . . / 4 . 60 2 ψ ρ π = Trong đó: D- đ−ờng kính ngoài của cánh vít, m S: b−ớc của cánh vít, m
n số vòng quay của trụcvít, rad/s
ρ: khối l−ợng riêng của hỗn hợp sản phẩm, kg/m3
Cửa nạp liệu
Cửa tháo sản phẩm Vít tải
Máy khuấy trộn dạng vít tải
Máy khuấy trộn dạng vít tải nằm ngang
77 ψ: hệ số cấp liệu phụ thuộc vào cấu tạo của cánh khuấy và cách xếp đặt chúng trong thiết bị.
78 Ch−ơng vii. Các thiết bị ép, lắng và lọc
7.1. Máy ép
7.1.1 Máy ép thủy lực làm việc gián đoạn
Cấu tạo của thiết bị bao gồm một bàn ép phía trên có giá ép. Bàn áp này đ−ợc đặt trên một pittông dịch chuyển. Trong xi lanh của bàn ép có đặt chất lỏng, th−ờng là dầu, chất lỏng này nằm trong không gian tác dụng của hai pittông, tác động qua lại theo nguyên tắc thuỷ lực đ−ợc thể hiện. Một hệ pittông và xi lanh khác có tiết diện nhỏ hơn rất nhiều so với tiết diện của xi lanh trong bàn ép, chất lỏng trong hai xi lanh này đ−ợc thông với nhau. Tác dụng một lực lên xi lanh máy nén (A) chất lỏng sẽ truyền lực này tác dụng lên xi lanh máy nén, làm dịch chuyển xi lanh máy nén lên trên cao, ép thực phẩm lên trên giá ép. Lúc đó thực phẩm bị ép và dịch sẽ chảy xuống máng chứa, còn dịch còn lại trên bề mặt của bàn ép. Máy ép thuỷ lực làm việc gián đoạn nh−ng cho năng suất cao và tốn ít năng l−ợng.
7.1.2 Máy ép trục vít
Máy ép trục vít bao gồm một vít tải có b−ớc vít giảm dần theo h−ớng chuyển động của nguyên liệu. Trục vít đ−ợc đặt trong một ống sàng có đ−ờng kính lỗ sàng rất nhỏ. Trục của máy ép đ−ợc gắn với động cơ điện thông qua hộp số để điều chỉnh tốc độ quay của trục vít. Phía d−ới của máy ép là máng chứa dịch. Một đầu có cửa nạp liệu đ−a thực phẩm cần ép vào một đầu đ−a bã đã ép ra ngoài.
Thực phẩm cần ép đ−ợc đ−a vào không gian của vít tải. D−ới sức ép của vít tải cấu trúc của thực phẩm bị phá vỡ, dịch trong thực phẩm chảy ra ngoài. Dịch chảy xuống máng chứa và đ−ợc vận chuyển ra ngoài. Bã ép tiếp tục đ−ợc ép trong không gian của vít tải và
Pittông Thực phẩm Van Van Dầu Van Pittông áp lực
Sơ đồ nguyên tắc của quá trình ép thuỷ lực
Máy ép thuỷ lực A: xi lanh máy nén B: xi lanh ép
79
d−ới sức ép của vít tải, dịch trong tế bào tiếp tục đ−ợc vắt kiệt cho đến khi bã đi đến đầu kia của máy lọc ép. Bã sẽ đ−ợc đẩy ra ngoài theo chiều đẩy của vít tải.
7.2. Các thiết bị lọc
7.2.1 Máy lọc ép khung bản
Máy dùng để phân riêng hệ lỏng không đồng nhất nh− ứng dụng để lọc các dịch quả sau khi ép, các dịch đ−ờng trong sản xuất bia, dịch chiết suất khác. Nguyên lý của thiết bị này là tạo nên sự chênh lệch áp suất tr−ớc và sau vách lọc, thiết bị làm việc gián đoạn.
Cấu tạo của máy lọc khung bản
Máy lọc ép kiểu khung bản bao gồm một dãy các khung và bản xếp xen kẽ nhau và đ−ợc ép chặt bởi vít ép. Các khung và bản đều có ba lỗ: một lỗ để dẫn dịch lọc vào, một lỗ dẫn n−ớc rửa và lỗ còn lại để tháo dịch lọc ra. Các lỗ ghép với nhau tạo thành các ống
Máy ép trục vít 1: mô tơ 2: trục vít 3: cửa nạp liệu 4: ổ đỡ 5: l−ới sàng 6: máng chứa dịch 7: cửa tháo bã ép 2 3 4 5 7 6 1
80
thông từ đầu đến cuối thiết bị. Các khung và bản có tai bên s−ờn để treo. Các khung bản này có thể chế tạo bằng gang, gỗ hoặc nhựa
Bản : có bề mặt s−ờn phẳng và nhẵn ở mép ngoài, lõm và có các gờ, ở mép trên của bản có một lỗ để dẫn n−ớc rửa, ở phần d−ới có lỗ nhỏ thông với van tháo dịch, bản đ−ợc lồng vải lọc.
- Khung : đ−ợc đặt giữa hai bản tạo ra một phòng chứa bã, các khung cũng có lỗ ăn khớp với lỗ của bản tạo ra ống dẫn để huyền phù hoặc n−ớc rửa đi qua ống này tận cùng ở phía cuối. Huyền phù đi theo ống vào không gian các khung
Dung dịch cần lọc đ−ợc bơm vào không gian các khung của máy lọc d−ới tác dụng của trọng lực và áp lực của bơm. N−ớc trong sẽ thấm qua vải lọc vào các khe của khung rồi theo rãnh dẫn chảy ra ngoài. Phần rắn bị giữ lại trong không gian của khung cho đến khi khung chứa đầy bã.
Trong tr−ờng hợp cần rửa bã, ta bơm n−ớc rửa vào ống dẫn n−ớc rửa, các chất hòa tan có trong bã sẽ hoà tan vào n−ớc và đi ra ngoài giống nh− quá trình lọc.
Kết thúc quá trình lọc khung và bản đ−ợc tách ra, d−ới tác dụng của trọng lực bã trong khung rơi xuống d−ới máy lọc, phần còn lại dùng biện pháp thủ công lấy ra.
Ưu : năng suất cao do bề mặt lọc lớn, dễ kiểm tra, đơn giản, bền Nh−ợc điểm : làm thủ công, vải lọc hao mòn nhiều.
Hỗn hợp cần lọc
Hồi l−u Cấu tạo của bản trong
máy lọc kiểu khung bản
Cấu tạo của khung trong máy lọc kiểu khung bản
81 7.3.2. Thiết bị lọc kiểu ống
8.3.2.1 Nguyên tắc của thiết bị lọc kiểu ống: ống lọc đ−ợc làm bằng kim loại, thuỷ tinh hay thạch anh. ống đ−ợc bịt kín một đầu, một đầu hở. Trên thành ống có đục lỗ nhỏ, phía ngoài ống đ−ợc bao bọc một lớp vải lọc, thực chất đây là lớp vải dạng các sợi nhỏ quấn quanh ống trụ. Lớp vải lọc này phụ thuộc vào yêu cầu của công nghệ. Dịch cần lọc sẽ đi ở bên ngoài ống, dịch lọc sẽ thẩm thấu qua lớp vách lọc, đi vào không gian bên trong của ống lọc, đi lên trên và ra ngoài. Trong quá trình lọc, nếu chỉ có lớp vách lọc thì ch−a thể đủ điều kiện để lọc sạch các chất huyền phù lơ lửng, có kích th−ớc nhỏ. Để tăng c−ờng cho quá trình lọc, tăng hiệu quả lọc, ng−ời ta th−ờng đắp thêm một lớp bột trợ lọc bên ngoài lớp vải lọc, làm tăng hiệu quả của quá trình lọc.
8.3.2.2 Cấu tạo của thiết bị lọc kiểu ống
Thiết bị đ−ợc chế tạo gồm nhiều ống lọc ghép lại với nhau thành một thiết bị nh− hình vẽ. Thiết bị có một ống dẫn dịch vào, một ống dẫn dịch trong ra ngoài, phía d−ới là ống xả đáy. Các ống lọc đ−ợc lắp với nhau trên một mặt bích có ren hoặc bộ phận đệm kín. Số l−ợng ống lọc khoảng từ 1 đến 69 ống.
8.3.2.3 Hoạt động của thiết bị: quá trình lọc trải qua 3 giai đoạn.
- Giai đoạn 1: Giai đoạn này cần tạo ra một lớp vách lọc có khả năng lọc nhất định. Vì lớp vách lọc trên bề mặt ống không đủ dày để lọc đ−ợc dịch trong cho nên ta phải tiến hành đắp thêm một lớp bột trợ lọc lên bề mặt vách lọc, làm cho vách lọc dày lên và vách lọc sẽ hoạt động tốt hơn. giai đoan này ng−ời ta bơm tuần hoàn dịch lọc cho đến khi thấy dịch
Cấu tạo của thiết bị lọc ống Cấu tạo của ống lọc Lớp vách
82
lọc đi ra ở ống tháo dịch lọc đạt độ trong theo yêu cầu thì dừng quá trình đắp bột trợ lọc và chuyển qua giai đoạn 2.
- Giai đoạn 2: Giai đoạn lọc, ng−ời ta bơm dịch cần lọc vào không gian lọc, dịch trong sẽ thẩm thấu qua vách lọc và đi lên trên. Quá trình lọc này đ−ợc kết thúc khi lớp bã bám trên bề mặt ống lọc quá dày, cản trở quá trình lọc và làm giảm động lực của quá trình lọc. Độ dày của lớp bã phụ thuộc vào số l−ợng ống lọc, khoảng 15 đến 20 mm.
- Giai đoạn 3: giai đoạn làm sạch vách lọc, giai đoạn này sử dụng bơm đ−a n−ớc rửa đi ng−ợc với chiều đi của chiều đi của dịch lọc. Khi đó, lớp bã bám trên bề mặt vách lọc sẽ bung ra và đi xuống ống xả đáy, ra ngoài.
7.3.3 Máy ly tâm lọc
7.3.3.1 Cấu tạo của máy ly tâm lọc đ−ợc thể hiện trên hình vẽ. Thiết bị bao gồm một động cơ điện truyền chuyển động cho trục ly tâm của máy. Phía trong của máy có đặt một buồng ly tâm hình trụ. Thành của buồng có đục các lỗ nhỏ để thoát dịch ra ngoài. Sát với thành là một l−ới chắn có kích th−ớc lỗ rất nhỏ. Nó làm nhiệm vụ nh− một l−ới lọc trong các thiết bị khác.
8.3.3.2 Hoạt động
Dung dịch cần lọc đ−a vào không gian của buồng ly tâm. Đóng kín thiết bị, cho môtơ hoạt động. Thùng lọc sẽ quay, d−ới tác dụng của lực ly tâm dịch trong sẽ ngấm qua vải lọc đi ra ngoài còn bã sẽ nằm lại trên vải lọc tạo thành một khối chất rắn nằm trên bề mặt của vách lọc. Quá trình lọc sẽ kết thúc khi lớp bã quá dày ngăn chặn quá trình ngấm dịch lọc ra ngoài.
Nguyên lý của máy ly tâm
83 Ch−ơng Viii. Các thiết bị định l−ợng
8.1 Các máy rót sản phẩm lỏng
8.1.1 Máy rót có cốc đong dùng cho chất lỏng
Cơ cấu rót chất lỏng theo cốc đong thực chất là định cho dung dịch rót một thể tích nhất định, sau đó rót vào hộp. Trong hệ thống rót có nhiều cơ cấu rót, có thể gọi là các van rót. Cấu tạo của van rót đ−ợc thể hiện nh− hình vẽ. Nguyên tắc của quá trình rót do tác dụng của trọng lực (dòng chảy tự do), chất lỏng sẽ tự chảy xuống d−ới hộp với chiều cao cột áp trong van thay đổi.
Trên hình vẽ biểu hiện van ở hai trạng thái: trạng thái làm việc và trạng thái không làm việc. Các van rót đ−ợc lắp d−ới đáy của thùng chứa dung dịch rót và đ−ợc phân bố đều d−ới đáy thùng. Van có dạng hình trụ, đ−ờng kính phía trên lớn hơn phía d−ới. Van có thể chuyển động lên xuống đ−ợc dọc theo ống hình trụ gắn cố định với đáy thùng chứa n−ớc sốt. Trên ống có một ngăn mà qua đó chất lỏng có thể chảy từ van xuống hộp. D−ới đáy
của van có một vòng cao su đệm kín cho miệng hộp. Trong quá trình rót không khí trong hộp đ−ợc thoát ra ở ống thoát khí.
Hoạt động: ở vị trí ch−a làm việc, lò xo 10 đẩy van xuống vị trí thấp nhất lúc này mực chất lỏng trong thùng sẽ cao hơn van và chất lỏng tự chảy vào van. Các khe hở thông từ van xuống hộp đ−ợc bịt kín lại. Khi hộp đ−ợc nâng lên thì miệng hộp sẽ ép vào vòng cao su đệm kín và đẩy van đi lên trên nhô cao hơn mực chất lỏng trong thùng. Lúc này n−ớc sốt không thể chảy từ thùng chứa vào trong van đ−ợc nh−ng n−ớc sốt có thể chảy từ van qua khe hẹp xuống hộp. Khi kết thúc quá trình rót thì hộp hạ xuống và lúc này mực chất lỏng trong thùng cao hơn miệng hộp và chất lỏng lại chảy từ thùng chứa vào van và chuẩn bị cho quá trình rót tiếp theo.
1. Thùng chứa sốt 2. Van 3. ống trụ 4. Ngăn
5,6,7: Khe hở, rãnh 8 : Vòng đệm cao su 9: ống thoát khí
10: Lò xo 11: Đĩa nâng hộp
Trong quá trình rót hộp tham gia các chuyển động sau : i) hộp nâng lên để ép vào van, i) hộp chuyển động quay cùng với van trong một thời gian khi tiến hành quá trình rót, i) chuyển động hạ xuống kết thúc quá trình rót.
Hệ thống truyền động nhằm đảm bảo tạo ra các chuyển động sau
- Đ−a hộp vào đi đúng vị trí rót sốt
- Tạo nên chuyển động quay của thùng với hộp,
- Tạo chuyển động nâng hộp lên để rót sốt và hạ hộp xuống khi rót xong và đẩy hộp ra
ngoài.
- Truyền động cho băng truyền xích để đ−a hộp vào và lấy hộp ra khỏi máy.
Động lực từ động cơ điện thông qua hệ thống truyền động đai, truyền động bánh vít