Thiết bị bảo quản chế biến NSTP GVHD:T.S Đinh Vương Hùng
MỤC LỤC
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 2
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU 3
2.1 Đối tượng nghiên cứu 3
2.2 Phương pháp nghiên cứu 3
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3
3.1 Lý thuyết tính toán quá trình khuấy 3
3.1.1. Thuỷ động lực học 3
3.1.2. Năng lượng khuấy trộn 9
3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình khuấy 11
3.2.1 Thời gian trộn 11
3.2.2 Vận tốc của bộ phận trộn 11
3.2.3 Hệ số nạp đầy của thùng trộn 11
3.2.4 Độ nhớt của nguyên liệu là chất lỏng: 11
4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 11
SVTH: Nguyễn Hồng Phương Lớp: Công thôn 39A
1
Thit b bo qun ch bin NSTP GVHD:T.S inh Vng Hựng
1. T VN
Trong quỏ trỡnh ch bin nụng sn thc phm núi chung t c
cht lng sn phm theo mong mun thỡ quỏ trỡnh khuy trn ht sc quan
trng vỡ quỏ trỡnh khuy trn lm cho cỏc thnh phn trong hn hp to nờn
sn phm c u hn
Vic nghiờn cu tớnh toỏn lý thuyt ca quỏ trỡnh khuy trn l bc c
bn u tiờn cho vic ỏp dng vo thc t. khi thit k cỏc mỏy khuy trn cú
trn u cao lm cho cht lng sn phm c ci thin v mang li hiu
qu kinh t cho ngnh ch bin nụng sn thc phm núi chung v cỏc ngnh
khỏc cú liờn quan khi s dng thit b khuy trn . hiu bit thờm v mụn
bo qun v ch bin nụng sn thc phm nờn tụi tin hnh nghiờn cu c

Trị số của chúng được xác định theo các công thức sau:
βα
α
22
1 tgtg
vtg
v
t
++
=
(3.1)
βα
22
1 tgtg
v
v
r
++
=
(3.2)
βα
β
22
1 tgtg
vtg
v
z
++
=
(3.3)

SVTH: Nguyễn Hồng Phương Lớp: Công thôn 39A
3
Thiết bị bảo quản chế biến NSTP GVHD:T.S Đinh Vương Hùng
Hình 1. Phân bố vận tốc chất lỏng trong thùng khuấy
Vùng II là đường hypebon được mô tả gần đúng theo biểu thức:
m
o
tot
r
r
vv






=
(3.5)
oio
rv
ω
=
r
0
- bán kính của hình trụ phân ranh giới vùng I và II
m- hệ số mũ được xác định bằng thực nghiệm, m = 0,751
Bán kính r
0
có thể lấy như sau: đối với bộ phận khuấy khung bản và chân vịt r










=
η
η
n
b
k
tr
r
R
Avv
(3.6)
SVTH: Nguyễn Hồng Phương Lớp: Công thôn 39A
4
Thiết bị bảo quản chế biến NSTP GVHD:T.S Đinh Vương Hùng
R- bán kính thùng khuấy (m)

η
n
- độ nhớt của nước
η
- độ nhớt của chất lỏng được khuấy

=
(3.7)
Công thức (3.7) thiết lập dựa trên nguyên tắc lực tổng tác dụng lên bất kì phần
tử nào ở bề mặt chất lỏng đều phải vuông góc với bề mặt chất lỏng tại điểm chứa
phần tử đó.
Tại điểm M có 2 lực tác động: lực li tâm Flt và trọng lực G. Lực tổng hợp F có
SVTH: Nguyễn Hồng Phương Lớp: Công thôn 39A
5
Thiết bị bảo quản chế biến NSTP GVHD:T.S Đinh Vương Hùng
phương vuông góc với bề mặt chất lỏng. Góc hợp bởi phương của lực Ft và Flt là
ϕ
. Ta có: tg
ϕ
=
lt
F
G
Thay giá trị vận tốc vòng vt

=
r
ω
và
m
tt
r
r
vv )(
0
0

0
2
0
2
2
2
m
k
k
r
r
mmr
r
dn
gh
−
−+=
π

với r >r
0
(3.9)
Độ sâu của phễu so với mức chất lỏng ban đầu khi thể tích chất lỏng trong thùng
không đổi v = const; m = 0,75 là:
5,3
0
4
0
2
0

(3.11)
Công thức xác định giá trị của chuẩn số Frud khuấy giới hạn:
k
pgh
T
rugh
d
h
C
F
1
=
(3.12)
pgh
h
- chênh lệch giữa mức chất lỏng ban đầu và mặt trên của bộ phận khuấy.
Khi Rek<10
4
hệ số tạo phễu có thể tính gần đúng theo công thức:
8,0
3
'
)
10.4
(
ek
TT
R
CC =
(3.13)

n
T
pgh
k
gh
=
,v/p (3.14)
Số vòng quay làm việc nlv cần phải nhỏ hơn
gh
n
.
Nếu lấy
Dh
p
33,0=
thì số vòng quay làm việc:
SVTH: Nguyễn Hồng Phương Lớp: Công thôn 39A
6
Thiết bị bảo quản chế biến NSTP GVHD:T.S Đinh Vương Hùng
DC
g
d
D
n
Tk
lv
33,0
=
(3.15)
Ngoài việc xác định số vòng quay giới hạn, để tránh khả năng tạo lõm, người ta

Trong thực tế không thể đáp ứng đồng thời cả khuấy trộn lẫn truyền nhiệt, vì vậy
tuỳ thuộc vào yêu cầu cụ thể, có thể ưu tiên cho quá trình truyền nhiệt hoặc ưu tiên
cho quá trình trộn.
SVTH: Nguyễn Hồng Phương Lớp: Công thôn 39A
8
Thiết bị bảo quản chế biến NSTP GVHD:T.S Đinh Vương Hùng
Hình 6. Bố trí ống dẫn dòng
a) Cánh khuấy chân vịt; b) Cánh khuấy tua bin
3.1.2. Năng lượng khuấy trộn
3.1.2.1 Phương trình cơ bản để xác định công suất
Việc xác định công suất tiêu hao cho khuấy trộn được dựa trên giả thiết bơm
vận chuyển tuần hoàn và vận chuyển động trong môi trường đàn hồi.
- Phương trình tính toán công suất khuấy trộn dựa trên giả thiết bơm tuần hoàn.
Trong trường hợp này bộ phận khuấy trộn được coi như một bơm vận chuyển
chất lỏng có lưu lượng vận chuyển bằng hiệu ứng bơm:
3
kBb
ndCvQ ==
m
3
/s (3.16)
áp suất của chất lỏng vận chuyển chính là áp suất động học H:
22'
2
2
kH
H
dnC
vC
H

Thiết bị bảo quản chế biến NSTP GVHD:T.S Đinh Vương Hùng
- Phương trình tính toán công suất dựa trên giả thiết vận chuyển động trong
môi trường đàn hồi.
Theo Niutơn-Karman thì lực cản tác dụng vào một vật chuyển động trong môi
trường đàn hồi được tính như sau:
ρ
2
2
1
FvCP
p
=
(3.19)
P - lực cản tác dụng lên vật chuyển động, N
F - diện tích tiết diện của mỗi cánh bộ phận khuấy tức theo phương chuyển
động, m
2
v - vận tốc chuyển động, m/s
ρ
- khối lượng riêng của môi trường lỏng, kg/m
3
Diện tích F được tính theo công thức:
F = CFdk
2
(3.20)
CF hệ số tính đến hình dạng, tỷ lệ và góc nghiêng của cánh đối với phương
chuyển động.
Vận tốc v của điểm đặt lực P được xác định theo công thức:
kv
ndCv =

khuấy trộn:
ρ
53
kN
dnkN =
(3.24)
Như vậy muốn xác định công suất khuấy trộn cần phải xác định hệ số công suất
kN. Việc tính chính xác hệ số này bằng giải tích sẽ gặp nhiều khó khăn và thường
dẫn đến kết quả khác xa vơí thực nghiệm. Vì vậy, hiện nay người ta thường dùng
phương pháp mô hình hoá vật lý cụ thể là phương pháp phân tích thứ nguyên để
xác định kN.
Kết quả phân tích thứ nguyên đã xác định được chuẩn số công suất kN theo
công thức sau:
SVTH: Nguyễn Hồng Phương Lớp: Công thôn 39A
10
Thiết bị bảo quản chế biến NSTP GVHD:T.S Đinh Vương Hùng
i
k
i
k
i
rkekN
d
l
FCRk
α
αα
)(
21
Π

=
(3.27)
3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình khuấy.
3.2.1 Thời gian trộn
Khi trộn sản phẩm tơi rời và dẻo thì ảnh hưởng của thời gian trộn đến độ trộn
đều được biểu diễn trên đồ thị hình 4.12a.
Khi t tăng thì độ trộn đều K tăng, nhưng K chỉ tăng đến một giá trị giới hạn Kgh
nhất định là không tăng được.
- Khối lượng riêng của các thành phần nguyên liệu
Khối lượng riêng của các thành phần nguyên liệu được thể hiện bằng tỷ số khối
lượng riêng
2
1
γ
γ
với γ
1
> γ
2
. Trên đồ thị hình 4.12b, khi
2
1
γ
γ
tăng nghĩa là các thành
phần có khối lượng riêng càng khác xa nhau thì độ trộn đều K càng giảm. Nguyên
nhân là do hiện tượng phân lớp của các thành phần nguyên liệu trong hỗn hợp
3.2.2 Vận tốc của bộ phận trộn
Đồ thị phụ thuộc độ trộn đều K với vận tốc v của máy trộn vít ngang và cánh gạt
ngang trong cùng một thời gian trộn. Khi v tăng thì độ trộn đều K tăng, riêng máy