BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Bộ môn: KĨ THUẬT THỰC PHẨM 1
Tên đề tài:
TP.HCM - Tháng 4/2012
B CÔNG TH NGỘ ƯƠ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Lớp: 01DHTP1_Thứ 4, Tiết 10-11-12
GVHD: Đào Thanh Khê
Kĩ thuật thực phẩm
Đề tài: THIẾT BỊ LẮNG DÙNG TRONG THỰC PHẨM
Danh sách thành viên thực hiện:
1. Mai Thị Ngọc Bích 2005100096
2. Phan Thùy Dương 2005100123
3. Trần Nguyễn Yến linh 2005100037
4. Phạm Trần Quỳnh như 2005100066
5. Ngô Thị Huyền Trang 2005100155
Ngày nộp tiểu luận: 30/5/2012
Người nhận báo cáo: Đào Thanh Khê
PHỤ LỤC
LỜI MỞ ĐẦU………………………………………………………………….
2
Kĩ thuật thực phẩm
NỘI DUNG:
I. Giới thiệu chung
1. Quá trình ly tâm
xuất khẩu.
Trong quá trình học môn “kĩ thuật thực phẩm” chúng em đã được tìm hiểu
về các thiết bị lắng, nhưng với đề tài là “thiết bị lắng dùng trong thực phẩm”
trong bài báo cáo này chúng em xin được trình bài về thiết bị lắng dùng trong
thực phẩm theo những kiến thức đã học và tìm hiểu qua sách.
Trong đó, thiết bị lắng dùng trong thực phẩm thường ở dạng ly tâm, nên
chúng em sẽ tìm hiểu về các thiết bị ly tâm lắng dùng trong quá trình chế biến
thực phẩm.
I. Giới thiệu chung
1. Quá trình ly tâm
Ly tâm (centrifugation) là một quá trình phần riêng các cấu tử có khối
lượng riêng khác nhau trong một hỗn hợp lỏng không đồng nhất dưới tác
dụng của lực ly tâm. Mẫu đem vào ly tâm thường có dạng nhũ tương hoặc
huyền phù.
Trong quá trình ly tâm lắng và lọc, nguyên liệu chuyển động quay cùng
với rôto của máy. Lực ly tâm sẽ làm cho các cấu tử có khối lượng riêng khác
nhau phân lớp theo hướng của gia tốc trường lực. Thành phần có khối lượng
5
Kĩ thuật thực phẩm
riêng lớn nhất sẽ tập trung ở vùng xa tâm nhất, còn phần có khối lượng riêng
nhỏ nhất tập trung ở tâm của rôto.
Tùy theo cấu tạo bề mặt rôto mà quá trình ly tâm tiến hành theo nguyên
tắc lọc ly tâm hay lắng ly tâm. Do đó cũng có hai loại máy ly tâm: máy ly tâm
lắng và máy ly tâm lọc.
Quá trình lắng trong máy ly tâm khác quá trình lắng trong trường trọng
lực. Lắng trong trường trọng lực, vận tốc lắng coi như bằng nhau ở các vị trí
khác nhau vì 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 và gia
tốc ly tâm thay đổi phụ thuộc vào vận tốc gốc ω và bán kính quay r (a= ω
2
o
Kĩ thuật thực phẩm
- khối lượng riêng của pha lỏng (kg/m )
- độ nhớt của pha lỏng (kg/m.s)g - gia tốc trọng trường ( g=9,81m/s )
_Quá trình tách béo bằng ra khỏi sữa tươi được thực hiện bằng phương pháp
lắng, nên các chất béo trong sữa còn được gọi là váng sữa.
Dưới tác dụng của lực ly tâm quá trình ly tâm sẻ nhanh hơn rất nhiều. Tốc độ
chuyển động của hạt dưới tác dụng của ly tâm được xác định theo công thức:
V = r
Trong đó: V - tốc độ lắng của hạt trong pha lỏng dưới tác dụng của
trọng lực(m/s)
r - bán kính quay (m)
- tốc độ vòng (rad/s)
Tốc độ vòng được tính như sau: = = ( Với n là số vòng quay
trong một phút)
7
Kĩ thuật thực phẩm
Hình 1 : Ảnh hưởng của bán kính quay đến gia tốc ly tâm
Gia tốc ly tâm a (m/s ) không phải là một hằng số. Giá trị này phụ thuộc
vào bán kính quay r: a = r.
So sánh tốc độ lắng dưới tác dụng của lực trọng lực và lực ly tâm
Xét ví dụ:
Giọt cầu béo trong sữa có d = 3 . Nếu khối lượng riêng của chất béo
= 980 kg/m , khối lượng riêng của pha lỏng =1028 kg/m , độ nhớt của
pha lỏng =1,42 10 kg/m.s
Theo định luật Stok tốc độ chuyển động của giọt cầu béo trong sữa:
V = g =
b. Nguyên tắc hoạt động
Khi rôto quay dưới tác dụng của lực ly tâm, huyền phù hay nhũ tương
được phân thành các lớp riêng biệt tùy theo khối lượng riêng của nó. Lớp
khối lượng riêng lớn ở sát thành rôto, lớp có khối lượng riêng nhỏ ở phía
trong.
Ly tâm lắng gồm hai quá trình: quá trình lắng pha rắn tiến hành theo
những quy luật của thủy động lực học và quá trình nén bã tiến hành theo
những quy luật cơ học.
9
Kĩ thuật thực phẩm
Hình 3: Nguyên lý làm việc của máy ly tâm lắng
c. Đặc tính kỹ thuật của các máy ly tâm lắng
Các chỉ số ĐÂ - 303K - 04 ĐÂ - 403K - 04
Rôto, mm
đường kính trong
chiều cao hoạt động
300
150
400
200
Yếu tố phần chia khi số vòng
quay, vòng/phút
1500
2440
3460
4250
375
1000
2000
3000
3
2850
1160×700×765
420
2. Thiết Bị Lắng Liên Tục
a. Cấu tạo:
Thiết bị có cấu tạo thân trụ đáy hình nón cụt, bên trong chia nhiều ngăn
trên cùng là ngăn tiếp nhận.
1. Thân thiết bị, 2. Ngăn tiếp nhận, 3. Ngăn lắng, 4. Trục rõng trung tâm, 5. Cách
gạt cặn bã, 6 Cửa phân phối huyền phù, 7. Cánh gạt bọt, 8. Hộp chảy tròn( tháo
sản phẩm), 9. Ống tháo cặn bã, 10. Cữa huyền phù vào, 11. Cánh khuấy, 12.
Động cơ
11
Kĩ thuật thực phẩm
b. Nguyên lý hoạt động
Các ngăn dưới cứ 2 ngăn tạo thành những đơn vị lắng, ở giữa thiết
bị là 1 ống trung tâm rộng quay rất chậm (5 phút 1 vòng) mang theo các
cánh gạt bọt để gom cặn bã vào trung tâm, ngoài ra trục rõng con có
nhiệm vụ phân phối trục phụ từ ngăn tiếp nhận xuống ngăn lắng
Thiết bị làm việt liên tục huyền phù được nạp theo những đường ống ở
trên thiết bị nước trong được tháo ra liên tục ở hợp chảy tròn còn cặn bã
được lấy ra một cách định kỳ
3. Thiết bị Ly Tâm Lắng Nằm Ngang Tháo Bã Bằng Vít Xoắn
a. Cấu tạo:
Máy gồm có hai rôto. Rôto ngoài có dạng hình nón hoăc trụ-nón, rôto
trong có dạng hình trụ mà mặt ngoài của nó có gắn vít tải
b. Nguyên lý hoạt động:
Rôto trong và rôto ngoài quay cùng chiều nhưng rôto trong quay chậm
hơn rôto ngoài 1,5-2 % (khoảng 20-100vg/ph) nhờ hộp giảm tốc vi sai. Rôto
trong có đục các lỗ để dẫn huyền phù nhập liệu. Góc nghiêng phần hình nón
động từ 20 – 102 cm và được xếp chồng lên nhau. Các lỗ trên đĩa ly tâm sẽ
tạo nên những kênh dẫn theo phương thẳng đứng. khoảng cách giữa hai đĩa
ly tâm liên tiếp là 0.4 – 1.5 mm
15
1
2
3
4
Kĩ thuật thực phẩm
1. Thân thiết bị, 2. Thùng quay, 3. Trục dẫn, 4. Đĩa quay, 5. Cửa vào cho nguyên
liệu, 6. Cửa ra cho sản phẩm tỷ trọng thấp, 7. Cửa ra cho sản phẩm tỷ trọng cao
16
1- Dĩa ly tâm
2- Cửa ra cho cream
3- Lỗ
4- Cửa vào cho nguyên liệu
1
2
3
Kĩ thuật thực phẩm
b. Nguyên lý hoạt động:
Máy phân ly siêu tốc loại dĩa có nhiều loại: loại hở, loại kín, loại
nửa kín, loại tháo bã bằng tay và bằng ly tâm. Ðây là nhóm có nhiều máy
nhất trong các loại máy ly tâm siêu tốc. Máy ly tâm siêu tốc loại dĩa dùng
để phân li huyền phù có hàm lượng pha rắn nhỏ hoặc phân ly nhũ tương
khó phân ly. Máy ly tâm siêu tốc loại dĩa dùng để tách bơ trong sữa, tinh
luyện dầu thực vật và lắng trong các chất béo.
Bộ phận chủ yếu của máy là rôto gồm các dĩa chồng lên nhau với
một khoảng cách thích hợp. Nếu phân li nhũ tương trên các dĩa đều có
khoan lỗ, ở dĩa giữa các lỗ phải nằm trên đường thông thẳng đứng, qua đó
Ly tâm siêu tốc dạng ống làm việc với số vòng quay của rôto từ
8000 đến 45000 vòng/phút.
18
Kĩ thuật thực phẩm
Nhũ tương đưa vào rôto dưới áp suất 0,25-0,3 at qua dĩa phân phối
và đi ra khoảng không gian giữa roto và các tấm chắn (được gắn dọc theo
chiều dài của roto, gồm ba tấm cách nhau 120
o
).
Khi phân ly nhũ tương cho pha nặng và pha nhẹ không trộn lẫn
nhau thì dùng tấm tách sao cho bán kính lớp phân chia phải nằm trong
vành khăn của tấm tách.
Khi phân ly nhũ tương cho pha nặng và pha nhẹ không trộn lẫn
nhau thì dùng tấm tách sao cho bán kính lớp phân chia phải nằm trong
vành khăn của tấm tách.
1.Động cơ, 2.Đĩnh dẫn động, 3.Phớt chắn, 4.Cửa tháo chất lỏng, 5.Cánh quạt,
6.Tay hàm, 7. Cửa tháo chất lỏng, 8. Giá đỡ, 9.Vỏ máy, 10.Con lăm ép
19
Kĩ thuật thực phẩm
Hình minh họa: Máy Ly Tâm Siêu Tốc Loại Ống
b. Nguyên lý hoạt động:
Khi máy hoạt động, huyền phù qua vòi phun của ống nạp liệu vào phần
dưới của rôto và khi quay cùng rôto huyền phù sẽ chảy theo tường của nó
theo hướng dọc trục. Theo mức độ chuyển động dọc theo rôto, huyền phù bị
phân lớp tương ứng với tỷ trọng của các phần trong thành phần chất lỏng. Khi
đó tiểu phần rắn trong trạng thái lơ lửng bị tách ra khỏi, và bị lắng trên tường
rôto, còn chất lỏng qua lỗ trên ở đầu rôto được đưa vào ngăn rót, và sau đó
vào thùng chứa. Nhờ không xảy ra biến đổi đáng kể hướng chuyển động của
chất lỏng và những dòng xoáy rối, nên loại trừ khả năng tái xâm nhập của các
tiểu phần vào huyền phù.
được trang bị thêm các cơ cấu tháo chất lỏng đã được làm trong, gồm ống
tháo có xi lanh thuỷ lực và van tiết lưu để điều chỉnh tốc độ quay của ống
tháo.
22
Kĩ thuật thực phẩm
B- nạp huyền phù,C- cửa tháo chất lỏng làm trong, D- cửa tháo chất lỏng nguyên
chất, E- thải nước rò rỉ, F- thải hơi ra khỏi vỏ, G- thải chất rắn, H- nạp khí trơ, I-
nạp chất lỏng rửa cặn, K- thải khí, L- nạp nước vào đệm kín, M- thải nước ra
khỏi đệm kín
b. Nguyên tắc hoạt động:
Có thể phân chia huyền phù bằng hai phương pháp. Phương pháp đầu là ở
chỗ: huyền phù được nạp đầy vào rôto, sau đó phân chia hỗn hợp, tháo pha
rắn qua ống tháo, rồi sau đó tháo pha lỏng đã được làm trong. Việc nạp huyền
phù sẽ được dừng lại một cách tự động sau khi đạt được mức cặn quy định,
tiếp theo tiến hành vắt. Dùng dao quay tròn hay chuyển động tịnh tiến để cắt
chất cặn đã được vắt khô và cho qua phễu chứa để thải khỏi thiết bị.
Phương pháp hoạt động thứ hai của máy ly tâm lắng như sau: huyền phù
cho vào rôto một cách liên tục, pha rắn được gom lại trong rôto, còn pha lỏng
được làm trong rồi cho chảy tràn qua mép và được tháo ra khỏi máy. Sự nạp
liệu cho máy ly tâm được tiếp tục cho đến khi rôto chứa đầy cặn. Pha lỏng
còn lại sẽ qua ống tháo để tháo ra khỏi rôto. Khi phân chia các sản phẩm dễ
nổ cần phải nạp khí trơ vào vỏ máy ly tâm.
c. Đặt Tính kỹ Thuật Của Máy Ly Tâm Lắng Tự Động
23
Kĩ thuật thực phẩm
d. Ứng dụng:
Để tách các huyền phù khó lọc có pha rắn gồm những hạt nhỏ với kích
thước 5 ÷ 40 μm không hoà tan và có nồng độ thể tích 10% thường sử dụng các
máy ly tâm lắng dạng kín có dao tháo cặn.
24