61

CHƯƠNG 5: CÁC MÁY ðỊNH LƯỢNG 1. MỤC ðÍCH VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
Trong các nhà máy thực phẩm, quá trình ñịnh lượng nguyên liệu, ñịnh lượng vật
liệu bổ sung và thành phẩm có ý nghĩa lớn ñể ñảm bảo năng suất và hiệu suất sản xuất
cũng như mọi chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm.
ðối tượng ñịnh lượng rất ña dạng và phong phú như: dạng rời, lỏng ít nhớt, lỏng
nhớt, ñậm ñặc, dẻo, nhão, quánh. Do ñó, tùy theo cấu tạo và tính chất của sản phẩm
cần ñịnh lượng mà có các phương pháp và các thiết bị ñịnh lượng khác nhau.
Các máy ñịnh lượng thường ñược lắp ngay dưới boong ke chứa, ñặt trước các
máy và thiết bị chế biến hoặc các máy trộn v.v
2. PHÂN LOẠI
2.1.Theo nguyên tắc ñịnh lượng:
- Máy ñịnh lượng theo thể tích: Cấu tạo ñơn giản, dễ sử dụng nhưng mức ñộ
chính xác thấp
- Máy ñịnh lượng theo trọng lượng: Kết cấu phức tạp, giá thành cao nhưng
mức ñộ chính xác cao
Phương pháp ñịnh lượng thể tích có sai số từ 2-3% nên chỉ áp dụng khi ño
lường sơ bộ. Phương pháp ñịnh lượng theo khối lượng có sai số ñịnh lượng thấp
khoảng 0,1% nên ñược áp dụng khi cần ño lường chính xác các cấu tử của hốn hợp.
2.2. Theo phương thức làm việc.
- Máy ñịnh lượng liên tục
- Máy ñịnh lượng gián ñoạn (từng mẻ)
2.3. Theo tính chất vật liệu.
- Máy ñịnh lượng vật liệu rời
- Máy ñịnh lượng vật liệu dẻo
- Máy ñịnh lượng vật liệu lỏng.

chỉnh bằng tấm chắn thay ñổi chiều dầy của lớp sản phẩm ñi vào, hoặc thay ñổi số
vòng quay của tang.
Năng suất thùng cấp liệu kiểu tang trơn (Hình 6.1a ) ñược tính theo công thức :
Q = 3600 F v k γ
γγ
γ , kg/h
Trong ñó: F : Diện tích tiết diện của lố, m
2
.
v : Tốc ñộ trung bình của sản phẩm chảy qua lỗ, (m/s )
(Thường lấy bằng vận tốc vòng của tang ñịnh lượng v = 0,025 - 1 m/s)
k : Hệ số chứa ñầy của cửa xuống liệu, phụ thuộc khối lượng riêng của hạt .
γ : Trọng lượng riêng của sản phẩm kg/ m
3

3.2. ðĩa ñịnh lượng :
3.2.1. ðặc ñiểm và phạm vi ứng dụng:
- Máy ñịnh lượng thể tích làm việc liên tục
- Dùng ñể cấp và ñịnh lượng vật liệu dạng hạt nhỏ và dạng bột khô.

63

- ðảm bảo cấp liệu ñủ chính xác khi năng suất tương ñối lớn.
3.2.2. Sơ ñồ kết cấu:
ðĩa quay mâm ñịnh lượng (hình 5.2a) là một
ñĩa quay nằm ngang 1, sản phẩm ở trên ñĩa ñược
ñiều chỉnh bằng ống tiếp liệu di ñộng 3 phủ bên
ngoài ống tháo của boong ke.
ðộng cơ ñiện làm quay trục thẳng ñứng 4
qua cơ cấu truyền ñộng.
64

ðai ốc 10 hàn với bánh răng vòng 13 ăn khớp với bánh răng 14. Khi tay quay 11 quay
truyền chuyển ñộng qua cặp bánh răng nón 12, cặp bánh răng 14 và 13 làm ñai ốc 10
quay ăn ren với ống 7 cố ñịnh. Do ñó cũng làm ống 8 cùng ñai 13 vừa quay vừa tịnh
tiến dọc trục (lên hoặc xuống) làm thay ñổi lượng liệu trên ñĩa 1. Dùng gạt 9 (cũng
ñiều chỉnh ñược vị trí cao thấp) ñể gạt liệu trên ñĩa 1 xuống ống tháo liệu.
Có 2 khả năng ñiều chỉnh năng suất :
- Thay ñổi vòng quay của trục 2 mang ñĩa 1.
- Dịch chuyển vị trí ống 8 bằng tay quay 11.
3.2.4. Năng suất của ñĩa ñịnh lượng :
Năng suất của ñĩa ñịnh lượng ñược tính theo công thức:
Q = 60ρ








+
00
2
3
ϕϕ
π
tg

SK nγ
γγ
γ ( kg/h)
Trong ñó:
D : ðường kính vít xoắn , m
S : Bước vít, m Thường thường : S = (0,8 - 1,0) D
K : Hệ số ñổ ñầy, K= 0,8 - 1,0
n : Số vòng quay của vít xoắn trong 1 phút. ðối với sản phẩm linh ñộng
n = 40 - 80 v/ ph, ít linh ñộng hơn thì n = 20 - 40 v/ph.
γ : Khối lượng riêng của sản phẩm (kg/m
3
)
ðể tránh vật liệu tích tụ trong vít ñịnh lượng cần phải ñảm bảo tỉ lệ:
D ≥ (4-5) D
C
(mm)
Trong ñó : D
C
: Kích thước lớn nhất của cục sản phẩm .
3.4. Băng tải ñịnh lượng
3.4.1. ðặc ñiểm và phạm vi ứng dụng:
- Máy ñịnh lượng làm việc liên tục
- Dùng ñể cấp và ñịnh lượng vật liệu cục nhỏ cũng như vật liệu ẩm dính kết. Với
vật liệu ẩm, dính, dùng thanh gạt làm sạch bộ phận chịu tải và bằng vải bông tẩm cao
su
- Băng tải ñịnh lượng có thể ñặt nằm ngang hay nằm nghiêng.
3.4.2. Phân loại:
- Băng tải ñịnh lượng theo thể tích.
- Băng tải ñịnh lượng theo trọng lượng
3.4.3. Băng tải ñịnh lượng theo thể tích

Trên hình 5.6a cho biết sơ ñồ thiết bị ñiện ñể ñiều chỉnh quá trình làm việc của
máy ñịnh lượng - Băng tải 1 lắc trên ñiểm tựa 2 ñược dẫn ñộng bằng ñộng cơ ñiện 3.

67

Tiến hành cân bằng nhờ cơ cấu cánh tay ñòn trọng lượng 4 với tay ñòn 5 và ñối trọng
7. Vật liệu ñược ñưa vào bằng cơ cấu cấp liệu dao ñộng ñiện 6. Ở tay ñòn 5 có hệ
thống công tắc ñiện 8 qua một thiết bị ñặc biệt làm thay ñổi chế ñộ làm việc của bộ
rung, ảnh hưởng ñến việc cung cấp vật liệu, sao cho khôi phục ñược sự cân bằng của
hệ trọng lượng.
Trên hình 5.6b là sơ ñồ một kiểu băng tải ñịnh lượng ñiều chỉnh bằng ñiện
khác. Sự ñiều chỉnh ñó ñược thực hiện bằng cách thay ñổi cơ cấu cấp liệu 7. khi thay
ñổi trọng lượng của băng tải 1, cơ cấu trọng lượng 2,3 và 4 làm thay ñổi vị trí của hệ
thống cắt ñiện 5. Nhờ ñiều khiển bằng ñiện mà thay ñổi ñược tỉ số truyền của bộ biến
tốc 6, làm chuyển ñộng máy cấp liệu 7

Hình 5.6b. Băng tải ñịnh lượng theo trọng lượng ñiều chỉnh
bằng ñiện ñể thay ñổi tốc ñộ cấp liệu
1. Băng tải 2,3,4. Cơ cấu trọng lượng 5. Hệ thống cắt ñiện
6. Bộ biến tốc 7. Máy cấp liệu
3.5 CÁC MÁY ðỊNH LƯỢNG THEO TRỌNG LƯỢNG
3.5.1. ðặc ñiểm:
- Máy ñịnh lượng trọng lượng loại từng phần một gồm các bộ phận:
. Bộ phận cấp liệu ñể cấp sản phẩm vào ñịnh lượng.
. Thùng chứa ñể cân.
. Bộ phận ñiều khiển tự ñộng máy ñịnh lượng
- thùng chứa phải có hình dạng như thế nào ñể nó tiếp nhận ñược hoàn toàn vật
liệu dạng rời dưa vào và tháo liệu ra hết sau khi ñã xác ñịnh trọng lượng
Các máy ñịnh lượng theo trọng lượng có các loại sau:


thuận tiện hơn cả là công tắc thủy ngân; chúng ñược ñặt trên những chi tiết tương ứng

69

của cơ cấu ñịnh lượng trọng lượng (ñòn bẩy hay thanh lắc) mà vị trí của nó thay ñổi
trong quá trình cân. Những trang bị ñịnh lượng ñóng bao tự ñộng thường gặp có cấu
tạo khác nhau phụ thuộc vào tính chất cơ lý của sản phẩm cân (bột ñường, hạt gạo,
chè, kẹo, mì ống và các sản phẩm thực phẩm khác).
Hình 5.8. Máy ñịnh lượng ñiều chỉnh bằng khí nén hay thủy lực
3.5.4. Máy ñịnh lượng bằng tế bào quang ñiện
Khi ñịnh lượng ñóng bao có thể dùng máy ñịnh lượng cân một lần và các máy
ñịnh lượng cân nhiều lần. Khi cân một lần thì thực hiện ñịnh lượng trọng lượng một
phần sản phẩm sau một lần nhận.
Trong các máy ñịnh lượng cân nhiều lần ñể ñược phần trọng lượng ñã biết thì
tiến hành cân một vài lần liên tục; ñiều ñó cho phép tăng số lần cân trong một ñơn vị
thời gian mà không giảm mức chính xác của việc ñịnh lượng.
Dưới ñây là sơ ñồ nguyên lý sự ñiều khiển tự ñộng máy ñịnh lượng bằng tế bào
quang ñiện (hình 5.9):
Bao bì rỗng ñưa lên trên bàn quay và ñưa về phía bộ phận cấp liệu dao ñộng 1,2.
Hộp bao bì ñi vào một trong các ñĩa cân của ñòn cân, trên ñĩa cân khác có ñặt sẵn mẫu
trọng lượng; lắp một màn chắn nhỏ trên ñầu ñòn cân này, khi ñạt ñến trọng lượng cân
bằng thì tấm chắn ñó che nguồn ánh sáng tác dụng lên tế bào quang ñiện. trong khi ñó
thì rơle quang ñiện bị tiêu hao, tác dụng ñến các bộ phận thừa hành của thiết bị tự
ñộng, làm ñình chỉ việc cấp sản phẩm vào trong bao bì. ðồng thời cơ cấu bàn quay

70


4.2.1. Máy ñịnh lượng bột nhào bằng dao lắc:
Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:

1. phễu chứa
2. khuôn ép
3. dao lắc

Hinh 5.10a. Máy ñịnh lượng bột
nhào có dao lắc
Trên hình 5.10a cho sơ ñồ máy
ñịnh lượng cắt từng phần bột nhào bằng
dao lắc. Bột nhào từ phễu chứa 1 ñược một hay vài vít xoắn cuốn lấy và ñưa ñi với tốc
ñộ không ñổi qua khuôn ép 2 có profin và tiết diện xác ñịnh; trong quá trình cấp liệu
thì khối sản phẩm ñược lèn chặt và bắt buộc phải chuyển ñộng làm các sợi có ñộ ñồng
ñều lớn về tỷ trọng. Dao 3 lắc với tần số ñều cắt các sợi bột thành các thỏi có chiều dài
và thể tích bằng nhau.
4.2.2. Máy ñịnh lượng bằng thùng lường:

1. phễu tiếp liệu
2. Trục cấp liệu
3. Buồng nhận
4. Tấm cắt chắn
5. pittông
6. thùng lường
7. cơ cấu chia
8. Pittông
9. lò xo
10. băng tải
Hình 5.10b. Máy ñịnh lượng bằng thùng lường
Trên hình 5.10b cho máy ñịnh lượng có thùng lường và có pittông thúc ra từng

7. Mép nhọn
8. Hình quạt cố ñịnh
9. Băng chuyền

Hình 5.11.Máy chia có thùng lường và cơ cấu
chia quay liên tục

4.2.4. Máy ñịnh lượng mì vằn thắn
Trên hình 5.12 cho biết sơ ñồ làm việc của thiết bị ñịnh lượng ñập là một bộ
phận của máy tự ñộng sản xuất mì vằn thắn. Nó gồm ñĩa ñập 1 với khuôn ñập có hình
dạng xác ñịnh, băng thép của băng chuyền 2, băng chuyền 3 và khuôn ép 4 cấp bột
nhào và thịt xay.
Bột nhào và thịt xay ñược ñưa vào khuôn ép bằng bơm hồi chuyển. Bột nhào có
dạng ống và thịt xay ñược cấp vào trong nó thành từng phần riêng nhờ có bộ phận cắt
bằng khí nén. 73

Ống bột nhào ñược cắt bằng dây ñể tách không khí. Khuôn dập cắt ở ống bột
nhào ra những thỏi vằn thắn mì có chứa phần thịt xay. ðể tránh dính bột nhào, người
ta bôi trơn khuôn dập bằng dầu mỡ.
Thiết bị ñịnh lượng tương tự ñược dùng ñể phân lượng mỡ, men, làm bánh bích
quy, kẹo và những sản phẩm khác trong sản xuất thực phẩm.
Hình 5.12. Sơ ñồ máy ñịnh lượng mì vằn thắn
1. ðĩa dập
2,3. băng chuyền

máy
Các chỉ số Các phương pháp vật lý, cấu tạo và kỹ thuật thực hiện rót
I Loại máy
Cơ cấu rót
bằng tay
Bán tự ñộng

tự ñộng
tự ñ
ộng theo
các khối chi
tiết
Liên hợp bít
kín khác
nhau
II Cấu tạo máy

Một rãnh
thẳng
Nhiều rãnh
thẳng
Kiểu bàn
quay
- -
III
Phương
pháp nạp
chất lỏng
Dưới áp
suất chiều

Theo thể
tích nhờ
bình lường
di ñộng
Theo thể
tích nhờ
bình lường
cố ñịnh
Theo mức,
nghĩa là nạp
ñầy bao bì
ñến mức ñã
biết

VII
Tác dụng
lên bộ phận
ñóng kín
Nâng mâm
bên dưới,
trên ñó có
bao bì nhờ
cơ cấu cam
cố ñịnh
Nâng mân
bên dưới,
trên ñó có
bao bì nhờ
không khí
nén

5. Ống rót nguyên liệu vào bao bì
Trên hình 5.13a, chỉ cơ cấu rót kiểu van ñơn giản nhất, nó gồm có bình lường 1,
van ba chiều 2, ống 3, ống nối 4 ñể nạp ñầy bình lường và ống nối 5 ñể rót thể tích ñã
ño lường vào bao bì chứa.
b.Nguyên tắc làm việc: Thể tích chất lỏng ñi vào trong bình lường 1 phụ thuộc
vào vị trí ñầu bên dưới của ống 3 hở cả hai ñầu.
Khi nút của van ba chiều tại vị trí chỉ ở phần bên phải của hình vẽ, chất lỏng
dưới áp suất thủy tinh ñi vào trong bình lường, ñẩy không khí trong bình ra qua ống 3.
Khi chất lỏng dâng ñến mép dưới của ống thì không khí không ra ñược nữa, còn chất
lỏng ở trong bình lường ñược dâng lên cao hơn mép dưới của ống một ñoạn, phụ thuộc

76

vào mực chất lỏng ở trong thùng rót. Áp suất không khí trên chất lỏng sẽ ngăn cản việc
nạp tiếp tục vào bình lường, còn lối ra của chất lỏng bị ñóng; chất lỏng trong ống 3 sẽ
dâng lên và theo quy tắc bình thông nhau nó ñược xác ñịnh bằng mực chất lỏng ở
trong thùng rót. Như thế là chấm dứt một chu trình ñịnh lượng. Thể tích ñược ñiều
chỉnh bằng cách nâng lên hoặc hạ ống 3 xuống.
ðể tháo chất lỏng vào bao bì chứa, thì quay nút của van ba chiều ngược kim
ñồng hồ một góc 90
0
, như ñã chỉ ở phần bên trái hình vẽ.
Tuỳ theo cách quay van mà những máy dùng cơ cấu rót này thuộc loại quay tay,
bán tự ñộng và tự ñộng.
Chất lỏng chảy ra càng nhanh, thì năng suất máy càng lớn, trong những ñiều
kiện khác giống nhau.
c. Tính toán năng suất chất lỏng:Trên hình 5.13b cho sơ ñồ ñể xác ñịnh năng
suất chất lỏng chảy ra :
Ký hiệu :
E - Diện tích tiết diện của bình lường

cũng có 3 rãnh 1,2,3 tương ứng. Phần bên trên của vỏ van nối liền với ñáy 12 của
thùng rót còn phần bên dưới thì nối với khớp trục 5, tiếp dưới là hình nón ñịnh tâm 9
có vành cao su 10.
Các ống 6, 8, 13, 14 thông với thùng rót ñể nạp chất lỏng vào bao bì.
Rãnh vòng 15 nối khoang trong của bao bì cần nạp ñầy với ống 13; ống hình ô
van 8, như ta thấy ở mặt cắt A -A, ñi trong ống 6, kết thúc bằng lỗ 7. Tay gạt 16 quay
thân van 4 một cách liên tục, hợp lý. Trong những máy rót tự ñộng thì tay quay có
prôfin phức tạp (cam); khi quay bàn quay thì tay quay ñược lăn trên tấm ñịnh lượng cố
ñịnh; nhờ ñó mà thân van ñược quay theo với quy tắc ñã quy ñịnh theo thời gian và
không gian.
Các vị trí tiếp nhau của thân van chỉ trên hình 5.14b.

Hình 6.14a. Van ñể rót ñẳng áp Hình 6.14b. Sơ ñồ làm việc của van ñể rót
ñẳng áp
78

Ở vị trí làm việc thứ nhất, rãnh 2 mở và chai ñược nạp ñầy khí từ ở thùng khí có
áp suất. Ở vị trí làm việc thứ hai thì các rãnh 1 và 3 mở và chai ñược nạp ñầy chất lỏng
qua rãnh 1. Khi bị chất lỏng ñẩy ra khỏi chai ñi vào thùng chứa khí theo rãnh 3.
Chất lỏng nạp ñầy vào chai ñến mực h
1
, chỗ có lỗ 7 của ống 8. Bên trên chất
lỏng còn có khí không có chỗ ra, chất lỏng sẽ ñược nâng lên theo ống 3 và theo quy tắc
bình thông nhau, nó ñược xác ñịnh bằng mực chất lỏng ở trong thùng áp lực.
Ở vị trí thứ ba, thân van ngừng nạp chất lỏng và làm thông thể tích bên trong
của bao bì cần nạp ñầy với thể tích ở thùng rót theo hai ñường ống 2 và 3. Lúc này
chất lỏng ở trong ống 3 chảy ra làm dâng mực chất lỏng ở trong chai lên ñến h

thanh 15 có lắp van 7 ở ñầu dưới cũng ñược nâng lên cùng với chúng. ðúng lúc ñó
chất lỏng bắt ñầu ở trong bình lường chảy ra.
Sau khi hạ chai xuống lò xo 11 dưa hệ thống về vị trí ban ñầu, bình lường ñược
ñổ ñầy chất lỏng và chu trình làm việc ñã mô tả ñược lặp lại như cũ.
Khác với cơ cấu có bình lường di ñộng ñã mô tả trong thiết bị ấy không yêu cầu
bít kín bằng ñệm giữa ñáy thùng rót và bình lường.
5.3.4. CƠ CẤU RÓT KIỂU VAN TRƯỢT
a.Cấu tạo:

Hình 5.16. Cơ cấu van trượt ñóng kín
1.Thùng rót 3. hình trụ
2.Thân rỗng 4. Tay gạt
Trên hình 5.16 chỉ van trượt hình trụ dùng như cơ cấu ñóng kín của máy rót.
Thùng rót 1 nối với thân rỗng 2, bên trong có ñặt van trượt hình trụ 3. Van trượt ñược
nâng lên hay hạ xuống là nhờ tay gạt 4, ñảm bảo việc nạp hoặc không nạp chất lỏng từ
thùng 1.
b. Nguyên tắc làm việc:
Trên hình vẽ chỉ ra hai vị trí của van trượt, có lỗ tương ứng với sự mở lỗ chảy
(bên phải) và ñóng lỗ chảy (bên trái) ñể nạp chất lỏng từ thùng rót vào chai.
Trong các máy có chi tiết che kiểu van trượt mới, thực hiện ñược những chức
năng phức tạp nhất, phản ánh kịp thời khi có hay không có bao bì dưới cơ cấu rót. Van

80

trượt tự ñộng nhận vị trí cần thiết (mở, ñóng), còn hốc trong thân van trượt hình trụ
cho phép chất lỏng ñong bằng chi tiết ñịnh lượng quay trở về thùng rót.
Lượng chất lỏng chảy ra hay thời gian nạp ñầy bao bì khi mực chất lỏng ở trong
thùng rót không ñổi có thể tính toán theo công thức.
5.3.5.CƠ CẤU RÓT CÓ BÌNH LƯỜNG VÀ VAN TRƯỢT
a. Cấu tạo: