Cấc thiết bị máy cơ
học trong công nghệ
thực phẩm
Phần II. Máy thiết bị cơ học
Chơng 2. Máy và thiết bị vận chuyển
2.1. Mở đầu
a. Các phơng tiện vận chuyển chất lỏng
- Bơm thể tích: Bơm pittong, bơm răng khía, bơm cánh trợt, bơm
trục vít
- Bơm ly tâm
- Các bơm không có bộ phận dẫn động, bơm hớng trục, bơm xoáy
lốc, bơm tia
- Bơm vận chuyển nhờ sức nén khí quyển
b. Các phơng tiện vận chuyển nguyên liệu rắn
- Vận chuyển liên tục băng tải, gàu tải, nôi tải, giá tải móc tải, vít tải
- Vận chuyển gián đoạn: ô tô, xe điện động xe goòng trục cẩu, thang
máy
c. Nguyên tắc lựa chọn máy - thiết bị vận chuyển
- Đảm bảo yêu cầu công nghệ, tính chất vật liệu
- Phù hợp với dây chuyền sản xuất, đặc tinh kỹ thuật
- Thiết bị nhỏ gọn, có thể bố trí hợp lý hoá trong dây chuyền sản xuất
- Có thể vận chuyển nhiều loại vật liệu khác nhau.
- Dễ thay thế, sửa chữa
- Giá thành hợp lý.
tay quay 5 và thanh truyền 4. Dung tích xylanh nằm giữa 2 điểm chết của
pittong bằng dung tích của chất lỏng trong mỗi lần hoạt động của pittong ở
điều kiện lý thuyết (không có tổn thất thể tích)
- Khi chuyển động sang phải thì van 8 đóng, van 7 mở chất lỏng từ bể
11 đợc hút lên lòng xylanh.
Khi pittong đến điểm chết bên phải thì hoàn thành quá trình hút
- Khi pittong chuyển động ngợc lại thì van 7 đóng, vna 8 mở, chất
lỏng đợc đẩy lên bể chứa 10. Khi pittong đến điểm chết bên trái thì oàn
thành quá trình đẩy.
- Nh vậy sau mỗi vòng quay của trục truyền động, tay quay thì bơm
thực hiện đợc một chu trình hút và đẩy.
2.2.2. Bơm ly tâm
Nguyên tắc làm việc
Trong bơm ly tâm, chất lỏng đợc hút và đẩy nhờ vào lực ly tâm xuất
hiện khi quay bánh guồng.
Bánh guồng là bộ phận chính trong bơm có nhiều hình dạng nhất định,
đợc quay với tốc độ lớn. + Chất lỏng từ ống hút 3 đi vào tâm bánh guồng (theo phơng thẳng
góc với mặt phẳng cánh guồng) rồi vào rnh giữa cánh guồng và quay cùng
+ Ưu điểm
- Cấu tạo đơn giản, bền
Có khả năng vận chuyển nguyên liệu theo hớng nằm ngang, nằm
nghiêng hoặc kết hợp nằm ngang - nằm nghiêng.
- Vận hành đơn giản, bảo dỡng dễ dàng, có khả năng tự động hoá
- ít gây ồn
- Năng suất cao, tiêu hoa năng lợng không lớn lăm.s
+ Nhợc điểm
- Độ dốc cho phép không cao (16 ữ 24
0
tuỳ vật liệu)
- Không vận chuyển đợc theo đờng cong
- Dễ gây bụi
2.3.2. Vít tải
+ Ưu điểm
- Chiếm ít diện tích. So với các thiết bị vận chuyển có cùng năng suất
thì diện tích tiết diện gnang của tải nhỏ hơn.
- Các bộ phận của máy nằm trong máng kín nên có thể nối với hệ
thống thông gió. Có thể vận chuyển vật liệu có mùi hoặc bay hơi. Có thể kết
hợp với quá trình đun nóng hoặc làm lạnh.
- Tốc độ quay của trục vít tơng đối lớn nên có thể kết hợp với động
cơ điện riêng.
- Giá thành rẻ hơn các loại thiết bị vận chuyển khác
+ Nhợc điểm
- Chiều dài vận chuyển bị giới hạn 30m
Năng suất bị giới hạn 100 tấn/h
- Không vận chuyển đợc vật liệu có tạp chất, do có thể quấn vào trục
vít
- Khi làm việc, vật liệu bị đảo trộn mạnh do đó có thể bị nghiền nát
một phần hay bị phân chia ra theo khối lợng riêng
4. Hệ thống van
Tại vị trí nạp và tháo liệu đều có van chắn để thay đổi kích thớc cửa
nạp và cửa tháo.
Phía cuối vít tải có van an toàn giúp vật liệu tháo ra dễ dàng. Khi
máng quá đầy. Có thể thay van an toàn bằng ống chảy tràn.
* Với vít tải dài 3,5m thì phải có gối trục treo, mỗi trục cách nhau
3m.
+ Nguyên tắc l/v
Vật liệu đợc đa vào từ phễu nạp liệu. Nhờ vào chuyển động của cơ
cấu truyền động làm co trục vít quay, vật liệu sẽ theo cánh vít chuyển động
tịnh tiến ra phía cửa tháo liệu.
2.4. Các phơng tiện vận chuyển khác
Vận chuyển vật liệu bằng không khí đợc ứng dụng để vận chuyển vật
liệu dạng hạt, bột, sợi, vật liệu rời.
ỉng dụng trong công nghệ chế biến ngũ cốc và các ngành khác.
Năng suất 800 tấn/h, độ dài vận chuyển 1800m
Cao 100m
Muốn vận chuyển vật liệu phải tạo ra chênh lệch áp suất. Dựa vào
trạng thái áp suất vận chuyển, có 2 loại thiết bị vận chuyển nhờ không khí
- Hệ thống hút
- Hệ thống đẩy
- Hệ thống kết hợp vừa hút vừa đẩy
Chơng 3. Máy và thiết bị phân loại
3.1. Mở đầu
Yêu cầu chung
- Đảm bảo tính chất kỹ thuật công nghệ mà nguyên liệu cần đạt đợc
- Tính chất của nguyên liệu
+ Vật lý: kích thớc, hình dạng, màu sắc
+ Cơ học: độ cứng, độ đàn hồi
+ Sinh học: mùi vị, độ chín
< D
min
n
max
> D
max
+ d
ứng dụng: Phân loại quả tròn, củ tròn
3.3. Máy phân loại trục vít 1. Trục vít 4. Tang quay
2. Phễu nạp liệu 5. Băng tải
3. Nguyên liệu 6. Máng hứng nguyên liệu
Nguyên tắc làm việc
Nguyên liệu từ phễu nạp liệu đợc chuyển lên băng tải. Nhờ vào
chuyển động của tang quay, nguyên liệu đợc chuyển động tịnh tiến trên
băng tải
Khi vít tải làm việc, do cấu tạo của vít tải là có đờng kính của cánh
vít nhỏ dần đột ngột theo chiều chạy của băng tải, nên khoảng cách giữa trục
với băng tải lớn dần. Theo kích thớc thay đổi của khe hở mà nguyên liệu bị
phân loại.
ứng dụng: Phân loại quả cứng nh đào, lê, mận
Nguyên liệu đợc đổ vào phễu nạp liêu 1, tấm chắn 2 dùng để điều
chỉnh nguyên liệu rửa vào máng nhiều hay ít. Nguyên liệu rửa đi từ phễu ra
gặp ngay luồng nớc mạnh từ vôi phun 3 cuốn đi theo máng bậc thang 4 vào
thùng rửa. Do tác dụng của dòng nớc theo chiều nhất định, nguyên liệu rửa
bị phân chia thành 3 phần theo khối lợng riêng.
- Phần nhẹ (rác, hạt thối, lép) nổi lên
- Phần nặng (cát, sỏi) chìm xuống dới
- Phần có khối lợng riêng trung bình (hạt tốt) lơ lửng trong chất lỏng
Yêu cầu của vận tốc dòng nớc không quá nhanh làm đảo lộn sự phân
chia, nếu vận tốc dòng nớc yếu thì không đủ khả năng phân chia các loại
nguyên liệu.
Các phần nhẹ nổi lên đợc dòng nớc cuốn vào máng 5 phần nặng
lắng xuống luồng 6 và đợc vòi phun 7 cuốn vào máng 5. Các hạt tốt rơi vào
buồng 8 và đợc vòi phun 9 cuốn theo ống 10 ra sàng lắc để rửa lại và tách
nớc cho ráo.
Nớc rửa đ dùng một lần đợc tập trung vào bể chứa, rồi dùgn bơm
11 bơm qua vòi 3 để dùng lại do đó tiết kiệm đợc nớc và giảm hao tổn
chất khô.
Tạp chất đợc tháo ra theo chu kỳ và nớc bẩn đợc thay ra theo chu
kỳ.
Ưu: Phân loại tốt, cấu tạo đơn giản, năng suất lớn 4 tấn/h
Nhợc: Khó phân thành nhiều loại hao tổn, phế phẩm ~ 0,2 - 0,5%
3.7. máy phân loại kiểu sàng
- Mguyên lý làm việc chung của các loại sàng là tạo sự chuyển động
của các vật liệu rời nằm trên mặt sàng, các vật liệu có kích thớc nhỏ sẽ lọt
qua mặt sàng, vật liệu có kích thớc lớn nằm lại trên mặt sàng.
- Sự phân loại có thể đợc tiến hành từ kích thớc nhỏ đến lớn:, Kích
thớc của lỗ sàng to dần theo chiều dài của mặt sàng, (cũng là chiều chảy
của nguyên liệu) và sàng thờng bố trí nối tiếp.
+ Ưu điểm: của phơng pháp này là cấu tạo đơn giản, dễ tháo lắp.
1. Khung sàng 5. Động cơ điện
2. Thanh đỡ đàn hồi 6. Bệ máy
3. Tay biên 7. Trục lệch tâm
4. Bộ truyền động 8. Gối đỡ trục
b. Máy sàng phân loại bằng lới
1. Buồng chứa nguyên liệu 5. Các tấm lới sàng đặt nghiêng
2. Quạt hút buồng làm sạch 6. Quạt hút buồng phân loại hạt
3. Cửa không khí vào 7. Các tấm mặt phẳng nghiêng
4. Buồng tách bụi làm sạch hạt 8. Cửa ra của hạt đ phân loại
b. Máy sàng phân loại bằng lới sàng và không khí
Theo chiều cao của máy có thể chia thành 3 phần:
- Vùng phân loại bằng không khí để làm sạch hạt
- Thùng sàng để phân hạt theo độ lớn thành 3 phần hạt
- Vùng phân loại bằng không khí để chia từng loại hạt theo độ lớn và
thành các phần riêng theo t/c khí động lực.
Hạt đi vào buồng 1, quạt 2 hút không khí kéo nguyên liệu vào ống 3,
phun đều có ảnh hởng đến chất lợng rửa. Mặt khác cấu tạo thiết bị rửa,
phơng tiện rửa cũng quan trọng.
b. Nguyên lý chung các loại máy rửa
Đảm bảo hai giai đonạ ngâm và xối
- Mục đích quá trình ngâm là để các chất bẩn bám vào vật cần rửa bở
ra. Thời gian quá trình này phụ thuộc vdào tính chất hoá lý của chất bẩn, sức
bám của nó vào vật cần rửa, khả năng tác dụng của dung dịch rửa.
- Để tăng hiệu quả quá trình ngâm có thể đảo trộn dung dịch rửa (bằng
cách khuấy hay thổi khí), tăng nhiệt độ hay dùng dung dịch kiềm.
- Mục đích của quá trình xối là để xả sạch chất bẩn bám trên vật rửa.
- Để tăng hiệu quả quá trình sử dụng lực cơ học, nhiệt độ, chất hoá
học hoặc phối hợp các biện pháp trên.
4.2. Rửa nguyên liệu
- Máy rửa thùng quay hình nón
Máy rửa thùng quay hình nón đợc chế tạo theo nhiều kiểu khác nhau
làm việc theo nguyên tắc ngâm hoặc xối.
Vỏ thùng quay có thể bằng gỗ hoặc bằng kim loại, hình trụ hoặc hình
nón, đặt nghiêng hoặc nằm ngang
Phơng pháp truyền động cũng khác nhau, tuỳ mục đích sử dụng và
chế tạo.
- Nguyên tắc làm việc
Nguyên liệu rửa liên tục đi vào máy qua máng 1. Thùng quay 2 làm từ
thanh kim loại tròn hoặc dẹt ghép không sít nhau. Khi nguyên liêụ vào,
thùng sẽ quay và chuyển dần nguyên liệu từ đầu vào đến đầu ra, do đặc điểm
cấu tạo thùng hình nón.
Do trong thùng quay có các tấm dẫn hớng nên đảm bảo nguyên liệu
rửa ra theo máng liệu ra.
Nớc trong thùng rửa đợc duy trì ở mức ngập chìm nguyên liệu rửa.
Nớc vào và ra thùng rửa liên tục, và cặn bẩn đợc tháo ra ngoài theo
ống 5.
1. Máng đa hộp vào
2. Bánh răng hình sao thứ nhất
3. Trục rỗng
4. Vòi phun nớc
5. Bánh răng hình sao thứ hai
6. Bánh răng hình sao nhỏ
7. Máng đa hộp ra
8. ống nớc thải
9. Dây treo
Nguyên tắc làm việc
Hộp đợc đa vào theo máng 1. Bánh xe hình sao thứ nhất đa hộp đi
trong máy theo chiều ngợc chiều kim đồng hồ. Nớc nóng theo trục rỗng
của bánh xe đa theo 8 nhánh vào 8 vòi phun để phun vào các hộp. Trong
quá trình rửa bằng nớc nóng hộp xung quanh trục của bánh xe hình sao thứ
nhất mọt góc ~ 300
0
. Sau đó hộp đợc chuyển sang bánh xe hình sao thứ hai,
chuyển sang giai đoạn phun hơi nớc nóng. Quá trình diễn ra tơng tự khi
rửa bằng nớc nóng. Bánh xe hình sao nhỏ đa các hộp ra ngoài theo máng
đa hộp ra.
Nớc rửa xong đợc tháo ra ngoài theo ống tháo nớc thải.
Máy đợc treo bằng dây treo lên trần nhà
Năng suất 350 hộp/h
Máy rả treo chỉ dùng với hộp hình trụ tròn
4.4. Máy làm sạch nguyên liệu
- Máy làm sạch vỏ củ
- Máy bóc vỏ hành khô
trọng tập trung thì tơng tự nh bổ, khi tải trọng phân bổ ra toàn thể tích vật
liệu thì tơng tự nh ép.
- Chà xát: Vật liệu bị phá vỡ do tác dụng đồng thời của lực ép và lực
kéo. Sản phẩm thu đợc ở dạng bột
Máy nghiền búa
* Quá trình nghiền đợc thực hiện do:
+ Sự va đập của búa vào vật liệu
+ Sự chà xát của vật liệu với thành trong của vỏ máy
Các hạt vật liệu nhỏ lọt qua lới phân loại và đợc hút ra khỏi máy,
các hạt vật liệu to cha lọt qua lới lại đợc búa tiếp tục nghiền nhỏ
* ĐK quá trình nghiền
Động năng của búa khi quay > công làm biến dạng phá vỡ vật liệu
Khi nghiền vật liệu cỡ to búa khối lợng lớn
Nhỏ búa khối lợng nhẹ
- Búa có khối lợng lớn có trọng lực G = 200 - 700N
Roto quay = 25 - 60m/s
Dùng để nghiền tinh tạo hạt sản phẩm d = 1 - 5mm
- Búa có trọng lực mỗi búa G = 5 - 10N
Roto quay = 100m/s tạo hạt sản phẩm d = 10 - 10àm
* Cấu tạo: Máy nghiền có má nghiền phụ trên thành trong của vỏ máy
làm tăng thêm khả năng phá vỡ vật liệu dới tác dụng va đập của búa, và tác
dụng chà xát của mái nghiền.
- Má nghiền phụ đợc đạt dới ghi ở vị trí cửa nạp liệu
- Ghi có tác dụng phân phối đều vật liệu theo chiều rộng máy hạn chế
khả năng văng liệu lên búa khi đập.
- Trên các đĩa có treo 2 búa. Các búa này đập trên các mặt phẳng qua
các khe ghi lắp suốt theo bề rộng máy. Vật liệu sau khi nghiền đủ nhỏ sẽ lọt
qua lới ra khỏi máy, còn các hạt vật liệu to sẽ tiếp tục nghiền cho đến khi
đủ nhỏ thì thôi.
Nắp máy có thể mở ra để thay búa hoặc lới
Các kiểu hình dạng cắt thái
+ Điều chỉnh bề dày
Kích thớc a, b phụ thuộc nguyênliệu
+ Điều chỉnh bề dày và kích thớc
Kích thớc b phụ thuộc nguyên liệu
+
Điều chỉnh cả
a
b ; theo yêu cầu cho trớc
cắt vuông
hoa
ngôi sao; tròn
Máy thái lát
Máy thái lát đĩa quay nằm ngang, đặt đứng
Nguyên liệu đợc đa vào cửa vào nguyên liệu
Trong khoang thái có đặt đĩa quay trên đó có các lỡi dao khi máy
làm việc đĩa quay làm cho lỡi dao cắt nhỏ nguyên liệu. Do dới mỗi lỡi
dao có khe hở nên nguyên liệu đợc cắt sẽ rơi xuống dới theo cửa sản phẩm
ra đi ra ngoài.
máy có đục lỗ nhỏ. Dới tác dụng của lực ly tâm lực đập, lực chà xát,
nguyên liệu bị đánh tơi nhỏ.
Dịch bột qua lỗ sàng ra ngoài, phần cứng gọi là phế liệu còn lại trong
máy sẽ đợc dẫn ra ngoài.
Nếu xếp nhiều máy chà làm việc nối tiếp thì từ nguyên liệu đầu có thể
phân chia thành nhiều loại thành phần khác nhau.
Cấu tạo của máy chà
1. Trục 6. Mặt sàng
2. ống kim loại không gỉ bọc ngoài 7. Cửa nạp nguyên liệu
3. Nam hoa 8. Máng hứng sp
4. Cánh chà 9. Cửa tháo phế liệu
5. Gối trục 10. Vô lăng
* Mô tả cấu tạo: gồm 2 phần
- Cánh chà là những thanh thép lắp trên trục quay và sàng tròn cố định
bao bọc xung quanh. Số cánh chà trên trục thờng là 2 hoặc 4. Có thể thay
thế cánh chà bằng các tấm thép lắp theo đờng xoắn. Tác dụng của cánh chà
là tạo lực ly tâm? sức quay của nguyên liệu, thực hiện quá trình chà nhỏ
nguyên liệu và thải phế liệu.