Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp Đặt vấn đề: Vào thời xa xưa, thực phẩm chưa sản xuất quy mô công nghiệp, thực phẩm chưa thể vai trị quan trọng Ngày nay, với phát triển xã hội , thực phẩm không đơn giản ngon mà phải đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng, vệ sinh…nhất thực phẩm đưa vào sản xuất quy mơ cơng nghiệp người thấy hết tầm quan trọng Sự tiến khoa học kỹ thuật làm phong phú thêm, đa dạng thêm việc sử dụng thực phẩm Ngày ,khi xã hội phát triển nhu cầu người mặt ngày tăng.Trong đó,nhu cầu sinh hoạt ăn uống tăng lên Cùng với phát triển rực rở khoa học lĩng vực y tế, ngày người phát nhiều bệnh có nguyên nhân bắt nguồn từ việc ăn uống.Do việc nghiên cứu công nghệ bảo quản thực phẩm trở nên cần thiết Thực tế người phát minh nhiều thiết bị để bảo quản nông sản thực phẩm an tồn cho người sử dụng bao gồm nhiều trình liên quan đến vấn đề chế biến bảo quản nơng sản q trình vận chuyển, định lượng, phân riêng… Hiện có tất nhiều thiết bị phân riêng sử dụng công nghệ n khác Trong báo cáo xin trình bày số thiết bị phân riêng sử dụng phổ biến Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp Phương pháp nghiên cứu: _Thu thập tài liệu _Mô hình hóa Nội dung nghiên cứu: 3.1 Ngun tắc phân riêng sản phẩm lỏng khơng đồng nhất: Q trình phân ly dựa vào trường lực ly tâm để phân riêng hổn hợp hai pha rắn-lỏng lỏng-lỏng thành cấu tử riêng biệt gọi trình ly tâm.máy để thực q trình gọi máy ly tâm Tùy theo cấu tạo bề mặt rôto mà trình phân ly tiến hành theo nguyên tắc lọc ly tâm hay lắng ly tâm hay lắng ly tâm.Trong trình lọc ly tâm hay lắng ly tâm,nguyên liệu chuyển động quay với rôto máy.Lực ly tâm sẻ làm cho cấu tử có khối lượng riêng khác phân lớp theo hướng gia tốc trường lực.Thành phần có khối lương riêng lớn sẻ tập trung vùng xa nhất, cịn phần có khối lượng riêng nhỏ sẻ tập trung tâm rôto 3.1.1 Nguyên tắc lọc ly tâm: Máy ly tâm lọc dùng để phân riêng huyền phù có kích thước pha rắn tương đối lớn Trên thành rôto máy ly tâm học khoan nhiều lổ làm lưới Đường kính thành rơto thường giới hạn 3-8mm.Bên thành rơto có lưới có kích thước nhỏ để lọc hạt huyền phù.Nếu đường kính hạt rắn 1-2mm, vách ngăn làm thép mỏng khoan lổ nhỏ có đường kính nhỏ khoảng1-1,5mm.Nếu hạt nhỏ nửa phải dược dùng lưới kim loại có lổ hình vng với kích thước lổ lưới 0,1-0,5mm.Nếu kích thước hạt rắn nhỏ dùng lớp dùng lớp vải sợi bông, sợi gai len… 3.1.2 Nguyên tắc lọc lắng ly tâm: Bên thành rơto khơng có lưới mà thay vào khoảng khơng gian rơto thành rơto người ta bố trí ống dẩn hoăc rảnh dẩn nguyên liệu Nếu máy dùng để phân riêng huyền phù đầu rơto (nắp rơto)chỉ có lổ để nước ra,cịn bả dươc giử rơto tháo tay Néu dùng máy phân riêng nhủ tương nắp rơto có hai lổ thốt:lổ gần trục để pha nhẹ, lổ để pha nặng Rơto máy lắng ly tâm có dạng hình trụ, kín, thành rơto khơng có lổ đục.Khi rơto quay tác dụng lực ly tâm, huyền phu hay nhủ tương phân thành lớp riêng biệt Lớp khối lượng riêng phân thành lớp riêng biệt tùy theo khối lượng riêng Lớp khối lượng riêng lớn sát thành rơto, lớp có khối lượng riêng nhỏ phía ly tâm lắng gồm hai trình: trìh lắng pha rắn tiến hành theo quy luật thủy động lực học; trình nén bả tiến hành theo quy luật học Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp Quá trình lắng máy ly tâm khác với trình lắng trường trọng lực.Lắng trường trọng lực, vận tốclắng coi vị trí khác gia tốc trọng trường không phụ thuộc vào tọa độ rơi- hạt lắng theo phương song song với nhau.Trong trường lực ly tâm vận tốc lắng gia tốc ly tâm thay đổi phụ thuộc vào vận tốc ωvà bán kính quay r(a=ω2*r), hạt lắng theo phương đường kính rơto 3.1.3 Bể lắng, xốy thủy lực: Ngồi hai phương pháp lọc ly tâm lắng ly tâm người ta cịn phân riêng chất lỏng không đồng dựa vào bể lắng xoay thủy lực Trong xí nghiệp vi sinh thường xảy trình tạo nhũ tương Nhũ tương thơ chứa hạt rắn có kích thước lớn 100 μm; hạt mịn: 0,510 μm ; chất vẩn đục: 0,1÷0,5μm;các dung dịch keo nhỏ 0,1 μm.Huyền phù tạo giai đoạn sau: chuẩn bị môi trường dinh dưỡng loại muối, trung hoà sản phẩm thủy phân nguyên liệu thực vật, cấy vi sinh vật tách sản phẩm tổng hợp vi sinh, hình thành làm nước thải Tế bào sinh vật, chất khoáng chất hữu pha cứng (hay tựa pha cứng) huyền phù tạo thành giai đoạn kể Tách huyền phù thành phần riêng biệt tiến hành giai đoạn tinh chế dung dịch môi trường dinh dưỡng dung dịch muối, giai đoạn làm lắng chất lỏng canh trường, giai đoạn cô sinh khối vi sinh vật Chuẩn bị môi trường dinh dưỡng để nuôi cấy vi sinh vật thường dùng phương pháp lắng lọc Dưới ta khảo sát kết cấu bể lắng 3.1.3.1 Bể lắng: Loại ứng dụng để tách huyền phù trường trọng lực phương pháp lắng Các bể lắng có dạng hoạt động khác (tuần hoàn, bán liên tục liên tục) Trong công nghiệp vi sinh sử dụng rộng rãi bể lắng có tác động bán liên tục liên tục để làm dung dịch môi trường dinh dưỡng loại muối, để tách thạch cao khỏi chất trung hoà sản xuất thuỷ phân, làm nước thải… Bể lắng học có tác dụng liên tục, bể hình trụ đứng có đáy hình nón nắp phẳng Bể lắng trang bị cấu cào để tách cặn Phần trục cào lắp Sự chuyển động cào với trục thực nhờ cấu dẫn động lắp giàn kim loại bể Nhờ cấu nâng mà cào nâng lên cao 200 ÷ 300 mm từ đáy bể Điều ngăn ngừa hư hỏng cào trường hợp có lượng lớn cặn đáy bể Ở phần trục có thùng rỗng để nạp liệu huyền phù nạp vào cách liên tục Thùng nạp liệu dạng trụ có hai lưới Lưới có lỗ lớn nhằm loại trừ mẫu cứng lớn rơi vào thùng Lưới có lổ Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp nhỏ để tạo khả nạp huyền phù vào bể Phần bể có máng tràn Mơi trường làm tràn liên tục vào máng đưa theo đoạn ống nối Bộ tháo liệu kiểu vít tải dùng để vắt cặn đến độ ẩm 60 ÷ 70 % tháo cặn liên tục Ngồi bể lắng có cửa quan sát, khoảng khơng gian để phục vụ thao tác cấu cần thiết khác để hoạt động có hiệu Trong bể tác động tuần hoàn, việc nạp huyền phù, tách chất lỏng pha rắn tiến hành theo chu kỳ Trong bể tác động bán liên tục, việc nạp huyền phù tách pha lỏng tiến hành cách liên tục thời gian định, chất cặn thải theo chu kỳ Bể có suất lớn thường lắp đặt ngồi phân xưởng, đáy đặt máng bê tông cố định cột bê tông cốt sắt không gian trụ phải lát kín gạch Trạm bơm thiết bị phụ trợ đặt phòng bể Trong sản xuất vi sinh thường sử dụng chủ yếu loại bể học có đường kính 5,5; 7; 9; 12 18 m Khi làm nước thải phương pháp sinh học sử dụng bể hướng tâm có đường kính 18 ÷ 54 m 3.1.3.2 Bể xốy thủy lực: Trong công nghiệp vi sinh cho phép sử dụng xốy thuỷ lực có áp suất cao để làm môi trường dinh dưỡng, môi trường muối chất trung hoà, để làm học nước thải Đặc biệt sử dụng hiệu xốy thuỷ lực khí kết hợp với thiết bị để tách huyền phù có nồng độ pha cứng thấp, ví dụ, kết hợp với máy lọc chân khơng dạng tang quay Nhờ xốy thuỷ lực tách hạt có kích thước nhỏ 10 μm Bộ xoáy thuỷ lực đơn giản kết cấu, khơng có phần chuyển động, gọn gàng, chiếm diện tích nhỏ, tương đối rẻ dễ sử dụng Nhược điểm loại thiết bị tường thiết bị nhanh chóng bị bào mịn tiêu hao lượng đáng kể Để giảm bào mòn phần kim loại, phần bên thiết bị bọc cao su phủ vật liệu khác Mơ tả xốy thuỷ lực có áp Vỏ thiết bị bao gồm phần hình nón phần hình trụ Nhờ bơm áp suất 0,2 MPa huyền phù nạp vào theo đường ống nối tiếp tuyến với phần trụ Dưới tác dụng lực ly tâm, huyền phù chuyển động xoắn, hạt rắn bị bắn vào tường phần nón xốy thủy lực, rơi xuống tải vào thùng chứa Dòng pha lỏng bên hướng theo đường xoắn ốc gần trục xyclon gặp dịng bên ngồi tải vào thùng chứa Tỷ số đoạn ống tháo bên đường kính đường ống để chảy tràn pha lỏng có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất tách huyền phù Tỷ số thường lấy từ 0,35 ÷ 0,4 3.1.4 Các thiết bị thủy phân: Ngoài mọt số chất lỏng đặc biệt người ta phân riêng dựa vào trìnhthủy phân Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp 3.1.4.1 Các thiết bị thuỷ phân tác động tuần hồn có lớp lót chịu axit: Trong sản xuất thường dùng thiết bị thuỷ phân có sức chứa 18, 30, 37, 50 80 m3.Kết cấu thiết bị thuỷ phân khác kích thước hình học, phương pháp nạp axít để thuỷ phân chọn sản phẩm thuỷ phân Kết cấu thiết bị thuỷ phân tích 80m3.Thiết bị chủ yếu bình trụ thép hàn với hai phần côn Để ngăn ngừa han gỉ, bề mặt bên thiết bị phủ lớp bêtơng (70 ÷ 90 mm) có lớp phủ mặt Lớp phủ mặt vật liệu chịu nhiệt bền với axit - gạch gốm, grafit, gạch samot chịu lửa Chống gỉ cửa cửa vỏ lớp đồng thanh, nắp thép làm lớp lót đồng hay đồng thau Tất khớp nối tiếp với mơi trường ăn mịn (axit sunfuric lỗng sản phẩm thuỷ phân) có lớp lót đồng Khớp nối làm hai lớp thép, lớp chịu axit 3.1.4.2 Thiết bị thuỷ phân tác động liên tục: Cấu tạo đặc biệt nắp hoạt động nhanh bảo đảm độ kín thiết bị thời gian hoạt động, đảm bảo đóng, mở nhanh Kết cấu đặc biệt van đóng kín đảm bảo mở thiết bị nhanh tháo cặn bảo đảm độ kín thời gian hoạt động Để giảm mát nhiệt, bề mặt thiết bị thuỷ phân bao phủ lớp vật liệu cách nhiệt Bố trí ống bên thiết bị thuỷ phân để nạp nước, axit tháo sản phẩm thuỷ phân xác định dòng chất lỏng Khi phân bố mẫu ống để nạp axit tháo sản phẩm thuỷ phân phải nhằm mục đích tạo dòng chất lỏng dạng nằm ngang, dạng đứng hay tổ hợp Cho nên thể tích khác thiết bị phải đạt điều kiện chảy thuận lợi trình thuỷ phân tháo sản phẩm Ví dụ: dịng chất lỏng có dạng hỗn hợp, chất lỏng axít qua khớp nối trên, sản phẩm tháo qua ống đột lỗ loại dài ngắn Nguyên tắc hoạt động thiết bị thuỷ phân sau: băng tải chuyển nguyên liệu thực vật vào thiết bị qua cửa Để nén thấm ướt nguyên liệu cần nạp nước axit vào đồng thời Sau nạp liệu, đóng nắp thiết bị nạp trực tiếp vào nắp Khi áp suất đạt gần 0,5 MPa tiến hành thổi khí từ bọt ngun liệu Trong trình tăng nhiệt nguyên liệu giữ thời gian ngắn nhiệt độ gần 14000C xảy thuỷ phân polysaccarit Sau nạp axit vào thiết bị đồng thời tháo sản phẩm chứa hydratcacbon hồ tan Khi trì q trình thuỷ phân chế độ cao cách tăng nhiệt độ thiết bị đến 19000C kết thúc trình Kết thúc trình thuỷ phân ngừng nạp axit, dùng nước để tháo cặn , vắt khô chất lỏng tháo Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp lignin khỏi thiết bị Khi tháo mở van áp suất 0,5 ÷ 0,7 MPa lignin theo đường ống tháo khỏi thiết bị vào xyclon Nhược điểm thiết bị lớp đệm chiếm 20 ÷ 30% thể tích Cho nên thiết bị làm hợp kim titan khơng có lớp đệm có tính chất ưu việt hoàn hảo Thiết bị thuỷ phân tác động tuần hoàn làm hợp kim titan Các thiết bị loại tích 20 45 m3 Kết cấu nguyên tắc hoạt động thiết bị thuỷ phânbằng hợp kim titan có nhiều loại Nhược điểm loại bền axit sunfurit có nồng độ cao % bào mòn học lớn ma sát nguyên liệu tới bề mặt thiết bị Nhược điểm chung chúng hoạt động gián đoạn suất thấp Thiết bị thuỷ phân tác động liên tục Loại thiết bị có nhiều ưu việc so với thiết bị thuỷ phân tác động tuần hoàn Đối với loại thiết bị tuần hồn, q trình thuỷ phân nguyên liệu bị nén nhanh 1/2 thể tích khơng sử dụng Khi thuỷ phân liên tục hiệu suất thiết bị sử dụng cao Do rút ngắn thời gian nạp liệu, đun nóng nguyên liệu tháo cặn nên suất thiết bị tăng lên khoảng hai lần Quá trình tiến hành liên tục nên thơng số hố - lý bảo đảm ổn định, nhu cầu hơi, nguyên liệu, tải lượng đến thiết bị phụ cung cấp đầy đủ, đặn đảm bảo tăng hiệu suất Thiết bị thuỷ phân tác động liên tục Loại thiết bị có nhiều ưu việc so với thiết bị thuỷ phân tác động tuần hoàn Đối với loại thiết bị tuần hồn, q trình thuỷphân nguyên liệu bị nén nhanh 1/2 thể tích khơng sử dụng Khi thuỷ phân liên tục hiệu suất thiết bị sử dụng cao Do rút ngắn thời gian nạp liệu, đun nóng nguyên liệu tháo cặn nên suất thiết bị tăng lên khoảng hai lần Quá trình tiến hành liên tục nên thơng số hố - lý bảo đảm ổn định, nhu cầu hơi, nguyên liệu, tải lượng đến thiết bị phụ cung cấp đầy đủ, đặn đảm bảo tăng hiệu suất 3.2 Các trình phân chia sản phẩm lỏng phụ thuộc yếu tố: _Công suất máy phân riêng chất lỏng không đồng _Cấu tạo bề mặt rôto máy phân riêng chất lỏng _Lực quay ly tâm rôto máy phân riêng chất lỏng _Khối lượng riêng cấu tử chất lỏng phân riêng: thành phần có khối lượng riêng lớn nhát sẻ tập trung vùng xa tâm nhất, cịn phần có khối lượng riêng nhỏ sẻ tập trung tâm cuẩ bề mặt rôto _Vận tốc lắng máy ly tâm vận tốc lắng trường trọng lực: lắng trường trọng lực, vận tốc lắng coi vị trí gia tốc Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp trọng trường không phụ thuộc vào tọa độ rơi- hạt lắng theo phương song song với Trong trường lực ly tâm vận tốc lắng gia tốc ly tâm thay đổi phụ thuộc vào vận tốc gốc ω bán kính quay _Kích thước lổ thành rơto máy ly tâm kích thước lổ làm lưới: đường kính lổ thành rơto thường giới hạn 3-8mm bên thành có kích thước nhỏ để lọc đựợc hạt huyền phù, hạt nhỏ phải dùng lưới kim loại có lổ hình vng với đường kính khoảng 1-1,5mm 3.3 Sự khác trình phân riêng riêng sản phẩm lỏng phân riêng sản phẩm rời rạc: 3.3.1 Quá trình phân riêng sản phẩm rời: Vật liệu rời: dạng hạt đường, bột, hạt ngủ cốc…Thông thường vật liệu rời gồm nhều thành phần khác thơng thường khơng hồn tồn đồng nhất.Sự phân riêng khối lượng vật liệu rời theo tính chất vật lý chung đựợc gọi chung q trình phân riêng.Tuy nhiên theo cơng việc cụ thể, máy phân riêng phân thành nhiều nhóm loại khác nhau: Máy phân loại chia khối vật liệu ban đầu thành nhiều loại khác dựa số đặc điểm, tính chất đó, thí dụ phân chia hạt thóc thành hạt dài hạt ngắn *Nhóm đơn giản: máy phân loại thuộc nhóm có nhiệm vụ phân loại hổn hợp thành hai thành phần theo dấu hiệu riêng, thí dụ mặt sàng với loại lổ(cùng với kích thước hình dạng lổ), máy chọn theo cở hạt, ống phân loại… *Nhóm phức tạp:các máy phân riêng nhóm có cấu tạo gồm hai nhiều máy đơn giản hệ thống hồn chỉnh tách hổn hợp thành ba bốn phần trở lên theo tính chất riêng.Thí dụ sàng quạt phân loại hổn hợp thành nhiều thành phần theo kích thước khối lượng riêng tính chất khí động cấu tử(các loại tạp chất bụi, rác,hạt lép được tách khỏi khối hạt chính) Hiện sản xuất, q trình phân riêng có thực số máy theo nguyên tắc sau: _phân loại theo kích thước hình học hạt: dùng loại máy sàng,máy rây ống phân loại hạt theo kiểu ống trụ _ phân loại theo trạng thái bề mặt hạt: máy gằn thóc khỏi gạo lức(máy sàng pakis,máy sàng kiểu khay) _phân loại theo khối lượng riêng: dùng băng tải nghiêng, mặt xoắn ốc, loại máy gằn đá, sàng pakis,sàng kiểu khay _phân loại theo tính chất khí động hạt: dùng quạt thổi hút Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp Phân loại theo từ tính: dùng nam châm vỉnh cửu nam châm điện để tách tạp chất sắt _Phân loại theo màu sắc: dùng máy phân loại điện tử quang điện 3.3.2 Quá trình phân riêng sản phẩm lỏng: Quá trình phân riêng sản phẩm lỏng chủ yếu phụ thuộc vào yếu tố sau: _Khối lượng riêng cấu tử chất lỏng phân riêng: thành phần có khối lượng riêng lớn nhát sẻ tập trung vùng xa tâm nhất, phần có khối lượng riêng nhỏ sẻ tập trung tâm cuẩ bề mặt rôto _Vận tốc lắng máy ly tâm vận tốc lắng trường trọng lực: lắng trường trọng lực, vận tốc lắng coi vị trí gia tốc trọng trường không phụ thuộc vào tọa độ rơi- hạt lắng theo phương song song với Trong trường lực ly tâm vận tốc lắng gia tốc ly tâm thay đổi phụ thuộc vào vận tốc gốc ω bán kính quay _Kích thước lổ thành rơto máy ly tâm kích thước lổ làm lưới: đường kính lổ thành rơto thường giới hạn 3-8mm bên thành có kích thước nhỏ để lọc đựợc hạt huyền phù, hạt nhỏ phải dùng lưới kim loại có lổ hình vng với đường kính khoảng 1-1,5mm Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp Kết luận kiến nghị: 4.1.Kết luận: Trên tìm hiểu số loai máy phân riêng sản phẩm nông sản số yếu tố quy trình, nguyên tắc làm việc máy phân loại nông sản sử dụng nhiều số máy phân loại sản phẩm nông sản số nước giới củng VN 4.2.Kiến nghị: Cần sử dụng rộng rải, phổ biến thiết bị chế biến nông sảm thực phẩm quy mơ tồn diện cách khoa học kỷ thuật Do thời gian có hạn tìm hiểu lý thuyết nên khơng thể tránh khỏi sai sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp tất người Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp 5.Tài liệu tham khảo: Giáo trình thiết bị chế biến nơng sản thực phẩm, ths Đinh Vương Hùng Trang web google.com.vn 10 Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp 11 Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp 6.Mục lục: Đặt vấn đề: Phương pháp nghiên cứu: Nội dung nghiên cứu: 3.1 Nguyên tắc phân riêng sản phẩm lỏng không đồng nhất: 3.1.1 Nguyên tắc lọc ly tâm: 3.1.2 Nguyên tắc lọc lắng ly tâm: 3.1.3 Bể lắng, xoáy thủy lực: 3.1.3.1 Bể lắng: 3.1.3.2 Bể xoáy thủy lực: 3.1.4 Các thiết bị thủy phân: Trang 2 3.1.4.1 Các thiết bị thuỷ phân tác động tuần hồn có lớp lót chịu axit: 3.1.4.2 Thiết bị thuỷ phân tác động liên tục: 3.2 Các trình phân chia sản phẩm lỏng phụ thuộc yếu tố: 3.3 Sự khác trình phân riêng riêng sản phẩm lỏng phân riêng sản phẩm rời rạc: 3.3.1 Quá trình phân riêng sản phẩm rời: 3.3.2 Quá trình phân riêng sản phẩm lỏng: Kết luận kiến nghị: Tài liệu tham khảo: 10 12 Dương Đăng Cương CT39A Các thiết bị chế biến nstp 13 ... thuỷ phân tác động liên tục: 3.2 Các trình phân chia sản phẩm lỏng phụ thuộc yếu tố: 3.3 Sự khác trình phân riêng riêng sản phẩm lỏng phân riêng sản phẩm rời rạc: 3.3.1 Quá trình phân riêng sản phẩm. .. sắt _Phân loại theo màu sắc: dùng máy phân loại điện tử quang điện 3.3.2 Quá trình phân riêng sản phẩm lỏng: Quá trình phân riêng sản phẩm lỏng chủ yếu phụ thuộc vào yếu tố sau: _Khối lượng riêng. .. hình vng với đường kính khoảng 1-1,5mm 3.3 Sự khác trình phân riêng riêng sản phẩm lỏng phân riêng sản phẩm rời rạc: 3.3.1 Quá trình phân riêng sản phẩm rời: Vật liệu rời: dạng hạt đường, bột,