6.1. Bản chất của quá trình :
Là phương pháp tách một cách nhanh chĩng các phân tử cĩ khối lượng riêng (ρ) khác nhau, nhờ lực li tâm:
Rm m C= .ω2
Trong đĩ: m: khối lượng của phần tử quay, kg ω: tốc độ thùng quay, m/s
R: bán kính thùng quay.
Trong cơng nghệ sản xuất thực phẩm thường dùng các loại máy li tâm với yếu tố phân li
GC C
kp = (G= mg là trọng lực) từ 450-1500 (lực li tâm lớn hơn trọng lực rất nhiều).
6.2. Phạm vi sử dụng :
- Chuẩn bị cho quá trình tiếp theo ví dụ li tâm trước khi đun nĩng để tách các phần tử gây cháy hoặc tách vi khuẩn, li tâm trước khi lọc nhằm để tăng năng suất máy, giảm thời gian lọc, giảm hao phí trong sản xuất nước quả, dầu thực vật...
- Làm sạch, tách tạp chất trong sản xuất dầu ăn, sản xuất tinh bột...
- Khai thác thu nhận sản phẩm từ hỗn hợp bao gồm các pha rắn và dung dịch bao quanh nĩ như sacarose, mì chính...sau kết tinh, thu nhận chế phẩm enzim sau kết tủa bằng cồn...
- Phân chia sản phẩm, ví dụ trong cơng nghiệp sản xuất sữa.
6.3. Vật liệu và biến đổi vật liệu :
* Vật liệu và sản phẩm : nguyên liệu đưa vào quá trình là một hỗn hợp khơng đồng nhất: khí - chất rắn, rắn - lỏng, hoặc lỏng - lỏng cĩ khối lượng riêng khác nhau. Yêu cầu vật liệu vào li tâm phải cĩ tính dễ phân li và cĩ khả năng tách khỏi nhau. Tính keo và độ nhớt dung dịch khơng quá lớn; pha rắn ở dạng to và chắc.
Sản phẩm sau quá trình cĩ thể là :
- Chất rắn cĩ độ tinh khiết cao nhưng cịn ẩm., như đường sacaroza, glucoza, mì chính, tinh bột,...
- Sản phẩm dạng bụi: cà phê, bột đường, ...
- Các chất lỏng cĩ ρ khác nhau: ví dụ tách bơ trong sữa, ...
- Sau quá trình li tâm cịn nhận được pha lỏng cĩ thể là dung mơi (nước) bỏ đi hoặc các dung dịch thực phẩm bao quanh tinh thể được tách ra, thường được đưa đi xử lý lại bằng các quá trình tiếp theo.
* Biến đổi của vật liệu: sau khi li tâm các hổn hợp được tách biệt, thay đổi chủ yếu
về trạng thái. Khơng cĩ biến đổi hĩa học, hĩa lý và sinh hĩa đáng kể nhưng về chất lượng nĩi chung tăng lên do:
- Tách các tạp chất hịa tan, đặc biệt tách được các chất màu dẫn đến sản phẩm trắng hơn.
- Trong quá trình li tâm cĩ rửa nên sản phẩm tốt hơn.
- Tách tinh thể sản phẩm thực phẩm ra khỏi dung dịch tránh vi sinh vật cĩ thể phát triển do mơi trường là dung dịch bao quanh nĩ.
6.4. Phương pháp thực hiện quá trình :
Cĩ thể thực hiện bằng phương pháp li tâm lắng hoặc li tâm lọc:
- Li tâm lắng: thường dùng phân li hổn hợp cĩ ∆ ρ nhỏ, ví dụ lắng cái men, thu nhận ẹnzim, chế phẩm protein, axit amin... Kết quả sau li tâm lắng trong ống li tâm phân ra 2 pha riêng biệt, phải cĩ quá trình gạn để tách pha. Pha rắn thường bám chặt trong ống. Dùng dung mơi rửa hịa tan lại (tốt nhất dùng máy lắc) sau đĩ lại tiếp tục li tâm rồi rửa. Khi li tâm chú ý mức dung dịch trong ống để tránh văng ra ngồi khi quay (khoảng 3/4 ống).
- Li tâm lọc: được sử dụng phổ biến trong sản xuất. Trên thành thùng quay của máy
cĩ đục lỗ và được bọc bằng các lớp lưới hoặc vải cĩ kích thước lỗ phù hợp với tính chất sản phẩm. Dưới tác dụng của lực li tâm pha lỏng bắn ra qua các lổ, pha rắn nằm lại trên thành máy.
6.5. Vận tốc thiết bị và năng lượng :
Thiết bị li tâm rất đa dạng:
-Thiết bị li tâm lắng siêu tốc cĩ bộ phận lạnh để phân li thu nhận các chế phẩm enzim trong phịng thi nghiệm và trong các pilot.
-Thiết bị li tâm lọc dùng để thu nhận các sản phẩm ở dạng tinh thể hoặc dạng đặc với khối lượng lớn. Bao gồm :
+ Gián đoạn
Phân chia theo phương thức làm việc
+ Liên tục + Bán liên tục
+Li tâm thường 900-960 vịng/phút
Phân chia theo tốc độ +Li tâm cao tốc tương đương 1450 vịng/phút
+Li tâm siêu tốc > 3000 vịng/phút + Nhỏ
Phân chia theo năng suất + Vừa Từ 10→450÷500kg/giờ
+ Lớn
Năng lượng tiêu hao lớn, đặc biệt giai đoạn đầu khởi động máy cần Nmax để thắng lực ì của máy và khi cho nguyên liệu phải tiêu tốn năng lượng để chuyển thành động năng.