3.3.4.1 Thiết bị trợ tinh
Mục đích:
Trợ tinh là tiếp tục thực hiện quá trình kết tinh đường sau khi đường non ra khỏi nồi nấu nhằm nâng cao hiệu suất kết tinh, hạ thấp tinh độ mật cuối đối với đường non cấp
thấp. Đối với đường non cấp thấp không thể kết thúc quá trình kết tinh trong nồi nấu vì độ nhớt cao. Muốn lấy được nhiều đường từ đường non cần thời gian nấu dài và như vậy đường sẽ bị sẫm màu, tiêu tốn hơi cao và hiệu quả kinh tế thấp. Vì vậy, sau khi nấu đến nồng độ chất khô 97 – 99% cho đường non vào thiết bị trợ tinh để kết tinh thêm, đồng thời làm cho đường non thích ứng với điều kiện ly tâm.
Các loại trợ tinh:
Thùng trợ tinh đường non A, B là trợ tinh ngang, tác dụng chủ yếu của nó là chứa đường non chứ không làm kết tinh được thêm nhiều đường. Thiết bị trợ tinh đường non C, ngoài trợ tinh ngang cịn có trợ tinh đứng, tác dụng của trợ tinh đứng là tiếp tục làm cho tinh thể kết tinh thêm. Do nồng độ của đường C cao, tinh độ thấp nên khơng thể kết tinh hồn tồn trong nồi nấu mà phải hỗ trợ bằng thiết bị trợ tinh.
Có 2 loại trợ tinh: * Trợ tinh ngang:
Mục đích: dùng để trợ tinh đường non A, B. Cấu tạo:
Hình chữ U, làm việc gián đoạn từng nồi, làm nguội bằng khơng tự nhiên. Có cánh khuấy giúp cho mẫu dịch trong đường non được liền nhau, tránh tạo ngụy tinh và giúp tinh thể đường hấp thụ đường trong mẫu dịch một cách đều đặn. Tốc độ cánh khuấy là 0,5vòng/phút. Thời gian trợ tinh, đối với non A lớn hơn hoặc bằng 1giờ và non B lớn hơn hoặc bằng 4giờ. Nhiệt độ đường non sau khi trợ tinh khoảng 36 – 45oC.
* Trợ tinh đứng:
Mục đích: dùng để trợ tinh đường non C. Cấu tạo:
Thiết bị có dạng hình trụ, bên trong có 2 ống xoắn dẫn nước lạnh và nước nóng. Nhiệt độ nước lạnh khoảng 40oC và nước nóng khoảng 70 – 80oC. Nhiệt độ đường non C khi ra khỏi thiết bị trợ tinh khoảng 45 – 55oC. Tốc độ cánh khuấy là 1vịng/phút và thời gian trợ tinh là 16giờ.
Hình 15: Cấu tạo thiết bị trợ tinh đứng Chú thích: 1. Vỏ 3. Hệ thống truyền động 2. Trục và cánh khuấy 4. Bộ điều chỉnh mức * Thông số trợ tinh Nhiệt độ thùng trợ tinh:
Nhiệt độ đường non khi nhả là 63 – 750C.
Trung bình giảm 0,6 – 1,70C/h tùy theo độ quá bão hòa của mẫu dịch.
Chênh lệch nhiệt độ giữa đường non và nước làm mát hoặc gia nhiệt nhỏ hon 150C. Nhiệt độ đường non sau khi làm nguội 36 – 450C, tốt nhất 40 – 450C.
Tốc độ cánh khuấy:
Đường non A, B là 0,5vịng/phút. Đường non C là 1 – 1,5vịng/phút. Thể tích thùng trợ tinh:
Phải lớn hơn 15 – 20% so với thể tích đường non trong mỗi nồi đường.
Cần triệt để không xả đường non vừa nấu xong trộn chung với đường non đang làm nguội ở thùng bồi tinh sẽ sinh hiện tượng ngụy tinh.
Hịa lỗng đường non trước khi phân mật: nhiều khi đường non đặt quá, các máy bơm khơng đi, ta phải hâm nóng hoặc pha thêm mật của cùng loại đường non, khơng nên dùng nước để pha lỗng.
Hâm nóng: dùng nước nóng để hâm nóng đường trước khi phân mật. Nhiệt độ nước nóng vào ống xoắn khơng cao hơn nhiệt độ bão hòa của đường non 30C. nếu cao quá sẽ tan hạt. Do đó, tốt nhất là 50 – 550C trước khi phân mật.
3.3.4.2 Thiết bị ly tâm
Mục đích: ly tâm đường non A, B và C sau khi trợ tinh để tách tinh thể đường (hạt đường) ra khỏi đường non.
Máy ly tâm có 2 loại: liên tục và gián đoạn. Máy ly tâm gián đoạn dùng để ly tâm đường A, còn máy ly tâm liên tục dùng để ly tâm đường non B và C.
Nguyên lí: dùng lực ly tâm để tách pha rắn ra khỏi pha lỏng (tách đường ra khỏi mật). * Máy ly tâm gián đoạn
Nguyên liệu vào gián đoạn đường ra gián đoạn theo chu kỳ hoạt động của máy.
Đường non xuống từng mẻ, sau khi tách mật xong xuống đường và bắt đầu thực hiện lại một chu kỳ tiếp theo. Một chu kỳ gồm:
Khởi động cho đường non vào máy, đầu tiên cho máy quay từ từ khi tốc độ phù hợp với phẩm cấp của từng loại đường non. Sau đó cho đường non vào máy không nên quá đầy.
Phân mật: tăng tốc từ từ để nâng cao lực ly tâm làm mật đường tách ra khỏi dung dịch. Rửa đường và rửa nước: tùy theo yêu cầu về phẩm cấp của từng loại đường non mà ta có thể rửa nước, hơi, rửa nước và hơi nhiều hay ít, dài hay ngắn hoặc bỏ qua giai đoạn này.
Ngừng máy và tháo đường: từ từ giảm tốc độ xuống đến mức an tồn thì thắng máy cho dừng hẳn rồi tiến hành tháo dỡ đường (đối với máy ly tâm khơng tự dỡ đường) cịn đối với máy tự động tháo đường thì tốc độ giảm xuống mức phù hợp thì ta nâng vung và đồng thời thắng cho máy dừng. Lúc này, nhờ vào trọng lực đường tự rơi xuống thiết bị vận chuyển.
* Máy ly tâm liên tục
Đường non vào liên tục và ra liên tục. Người thao tác vận hành máy chỉ cần thường xuyên kiểm tra mẫy để điều chỉnh (cửa đường vào, lượng hơi, lượng nước) để mẫu đường ra đạt yêu cầu kỹ thuật.
* Máy ly tâm A
Mục đích: ly tâm đường non A sau khi trợ tinh và tạo thành đường thành phẩm. Cấu tạo:
Tủ điều khiển: điều khiển và kết nối toàn hệ thống. Gồm hệ thống nguồn, bộ xử lý, bộ biến áp.
Hộp điều khiển: đặt cố định trên khung của máy ly tâm, đặt ở vị trí dễ vận hành. Màn hình cảm ứng và các nút điều khiển được thiết kế trên bảng điều khiển, để điều khiển vận hành máy ly tâm.
Bộ điều khiển nén khí: dùng để lọc sạch và ổn định áp lực khí nén, là quan trọng trong bộ điều khiển. Lượng khí cần cho điều khiển là rất nhỏ. Khí nén phải được khử nước và bơi dầu.
Hình 16: Máy ly tâm A
Chú thích:
1. Motor biến tần 4. Tủ điều khiển máy
2. Hộp điều khiển 5. Tủ điều khiển PLC
3. Hệ thống nén khí
Các bước khi vận hành điều khiển tự động: Cấp nguồn cho hệ thống điều khiển.
Kiểm tra các thông số.
Chọn chế độ vận hành điều khiển tự động và khởi động.
Máy tăng tốc nạp liệu giữ tốc độ giảm tốc độ xả đường. Máy tiếp tục chạy chu kỳ tiếp theo sau khi xả đường.
Nguyên tắc hoạt động: đường non A từ máng phân phối qua cửa nhập liệu vào máy ly tâm. Ban đầu cho máy ly tâm quay từ 200 – 300vòng/phút cho đường non vào phân phối đều trong thùng. Đến khi đường non đầy thùng quay, bắt đầu tăng tốc độ quay của trục quay để tăng lực ly tâm. Máy hoạt động nhờ motor điện kéo trục quay thông qua khớp nối làm rỗ quay sinh ra lực ly tâm. Dưới tác dụng của lực ly tâm, mật tách ra khỏi dung dịch đường non xuyên qua 2 lớp lưới trên rỗ quay và vào thùng chứa mật. Mật A nguyên sẽ theo ống dẫn mật xuống bồn chứa mật. Sau đó, cho nước nóng vào rửa tinh thể đường. Tiếp tục cho hơi vào để hơi ngưng tụ thành nước ngưng để rửa sạch lớp mật bám bên ngồi tinh thể nhằm nâng cao tinh độ đường vì đường A là đường thành phẩm.
Mật A rửa sẽ theo ống tháo mật xuống thùng chứa mật. Mật A nguyên và A rửa chứa riêng còn tinh thể đường được giữ lại trong rỗ quay.
Khi ly tâm xong, trục quay được hãm lại nhờ bố thắng. Tiếp đó, nắp tháo liệu được nâng lên nhờ xi lanh nén khí. Tinh thể đường rơi xuống sàng rung. Kết thúc một chu kì làm việc của ly tâm A.
Thơng số kỹ thuật:
Kích thước lỗ lưới: 0,6mm. Tốc độ quay: 1.150 vịng/phút. Thể tích: 1m3.
Cường độ dịng điện: 390A. Đường kính: 1.450mm. * Máy ly tâm B, C
Mục đích: ly tâm đường non B để làm giống nấu A, ly tâm đường non C đem đi lắng nổi.
Cấu tạo:
Hình 17: Máy ly tâm B, C
Cấu tạo: gồm rổ quay có dạng hình nón, thành rổ có góc nghiêng 340 so với trục quay. Nhờ cấu tạo như vậy rỗ ly tâm có sức chịu lực cao. Rỗ ly tâm được gắn vào đầu trục quay, đầu kia được gắn với một puli và truyền động bằng dây curoa bắt với motor. Trục máy này được giữ vững nhờ đặt một buồng bạc đạn gồm 2 cái: 1 trên và 1 dưới. Đáy buồng bạc đạn được bắt vào trong thùng máy ly tâm nhờ những con ốc có đệm cao su giảm chấn. Thành rỗ ly tâm có lắp 2 lớp lưới: lưới lót (lỗ lớn, đường kính 20mm), lưới ly tâm (lỗ nhỏ). Lưới ly tâm làm bằng kền nguyên chất hay thép crôm kền, lỗ lưới ly tâm khoảng 0,06mm..
Nguyên tắc hoạt động: đường non được cho vào ống nhập liệu, rơi xuống ly tâm gia tốc. Tại đây, đường non bị quay, lực ly tâm đẩy đường đi từ từ lên lớp lưới bên trên. Máy ly tâm bắt đầu phân mật, mật bắn chui qua lưới đụng vào vách ngăn mật gắn liền vào rổ và rơi xuống thùng chứa mật. Đường đi từ dưới lên tràn qua vòng kim loại bên trên đầu rổ ly tâm để tràn về thùng chứa đường. Nếu cần, ta mở van nước nóng, van hơi để rửa lớp đường trên thành lưới.
Bảng 7: Thông số kỹ thuật máy ly tâm B, C
Thông số kỹ thuật Ly tâm B Ly tâm C
Kích thước lỗ lưới, mm 0,06 0,06
Tốc độ quay, vòng/phút 1.600 1.600
Đường kính, mm 1.000 1.400
Cường độ dịng điện, KW 30 45
“Nguồn: XN Đường Vị Thanh” Vận hành: “ON” khởi động, kiểm tra chiều quay, lắng nghe tiếng kêu (để đảm bảo dòng điện, khởi động từng máy một ổn định mới khởi động máy kế tiếp).
Mở van nước rửa sau đó nạp liệu từ từ cho đến mức ổn định, chất lượng đường đạt yêu cầu. Thường xuyên kiểm tra đường ở cửa lấy mẫu đường và mật để điều chỉnh lượng hơi và nước (yêu cầu đường sạch mật, hạn chế tối đa hơi và nước rửa).
3.3.4.3 Sàng
Cấu tạo:
Hình 18: Sàng rung
Sàng là một máng rung bằng kim loại, rộng khoảng 800mm, ghép lên nhiều thanh rung nghiêng bằng gỗ (vì gỗ có tính dẻo, đàn hồi).
Sàng chuyển động được nhờ cơ cấu lệch tâm Sàng dịch chuyển với biên độ: 2cm
Sàng được chia làm ba giai đoạn:
Sàng vận chuyển: vận chuyển đường đến sàng sấy. Sàng sấy: làm nguội đường bằng hệ thống quạt bên dưới. Sàng tuyển: phân loại đường
Nguyên tắc hoạt động:
Đường sau khi li tâm A được cho xuống sàng vận chuyển, sau đó qua hệ thống đập đường để đập những đường đóng cục ra.
Đường tiếp tục qua sàng sấy, bên dưới sàng sấy có hệ thống quạt sấy giúp làm nguội đường. Khi sấy thì bụi đường bay lên sẽ được thu hồi bằng thiết bị cyclon, và sẽ được đưa về thùng chứa A rửa.
Sau khi qua sàng sấy, đường đi qua lớp lưới. Phần đường nằm trên lớp lưới là đường cội sẽ được thu hồi, còn đường nằm dưới lớp lưới sẽ được đưa lên băng tải cao su. Trên băng tải cao su có các thiết bị dàng mỏng đường, quạt gió làm khơ đường, có nam châm hút kim loại.
Sau đó, đường được đi qua sàng phân loại gồm ba lớp lưới: Lớp lưới trên có lỗ to nhất để giữ đường cội.
Lớp lưới 2 và 3 có kích thước trung bình và nhỏ để giữ đường thành phẩm. Cuối cùng là lớp thép khơng có lỗ để giữ đường mịn
Đường cội và đường mịn sẽ được thu hồi, nhưng thông thường đường này cũng được đem phân phối để phục vụ cho việc chế biến bánh kẹo.
Đường thành phẩm khi rơi xuống bể chứa thì đường bụi sẽ bay lên được cyclon thu hồi và đưa về để hồi dung.
Các thông số kỹ thuật: tốc độ trục lệch tâm: 270vịng/phút, cơng suất và tốc độ motor là 5,5KW , 1.440vòng/phút.
Ưu điểm:
Đơn giản, dễ chế tạo.
Ngồi nhiệm vụ sấy cịn làm nhiệm vụ vận chuyển đường thay cho băng chuyền. Đường ít bị mài mịn làm sức mẻ góc cạnh tinh thể so với sấy thùng quay.
Nhược điểm:
Chiều dài sàng chiếm diện tích lớn.
Bụi đường bay ra nhiều, gây tổn thất đường và ảnh hưởng môi trường xung quanh.