thiết bị trong công nghệ sau thu hoạch

- Phân loại nhằm hoàn thiện một quá trình sản xuất như : phân loại gạo, tấm trong chế biến gạo; hoặc chuẩn bị cho quá trình chế biến tiếp theo như : phân loại hạt trước khi bóc vỏ để tăn

bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp - hà nội

ThS.GVC HOÀNG XUÂN ANH

BàI GIảNG

THIếT Bị TRONG CÔNG NGHệ SAU THU HOạCH

Hà nội - 2012

Chương I THIẾT BỊ LÀM SẠCH VÀ PHÂN LOẠI 1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và phân loại

Trong các tạp chất kể trên,người ta phân ra 2 loại những tạp chất vô cơ: đất đá, cát sỏi không chỉ làm bẩn sản phẩm mà còn gây hư hỏng bào mòn máy trong quá trình chế biến Tạp chất hữu cơ:

cỏ, rác, thân cây, vỏ hạt, hạt hỏng, sẽ làm tăng ẩm, tăng khả năng hoạt động của vi sinh vật, dễ làm bốc nóng Trong nhiều trường hợp chúng gây trở ngại cho các quá trình kỹ thuật như giảm độ tơi rời, tắc lỗ sàng, Vì vậy, việc làm sạch hạt là yêu cầu rất quan trọng trong sơ chế và bảo quản

- Làm sạch nhằm loại bỏ các tạp chất có ảnh hưởng xấu đến sản phẩm, nhờ đó sẽ làm tăng chất lượng sản phẩm và tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo quản và chế biến Ví dụ: tách các tạp chất vô cơ và hữu cơ ra khỏi hạt sẽ làm giảm sự hút ẩm, ngăn ngừa sự hoạt động và phá hoại của vi sinh vật trong các kho bảo quản; tăng độ dẫn nhiệt và hiệu suất sử dụng nhiệt của hạt khi sấy; tăng khả năng làm nhỏ và nâng cao năng suất, giảm chi phí năng lượng riêng của các máy nghiền,

- Phân loại nhằm hoàn thiện một quá trình sản xuất như : phân loại gạo, tấm trong chế biến gạo; hoặc chuẩn bị cho quá trình chế biến tiếp theo như : phân loại hạt trước khi bóc vỏ để tăng hiệu suất bóc vỏ và giảm tỷ lệ gãy vỡ khi xay xát; phân loại quả to, quả nhỏ, quả chín, quả xanh, quả đạt tiêu chuẩn hay không đạt tiêu chuẩn trong chế biến rau quả;

Việc làm sạch hạt có thể được thực hiện ngay sau khi thu hoạch, trước hoặc sau khi phơi sấy hay trên đường hạt từ kho vào chế biến

Thời điểm và mức độ làm sạch hay phân loại tùy thuộc vào yêu cầu của giai đoạn bảo quản hay chế biến tiếp sau đó Chẳng hạn hạt mới thu hoạch bị lẫn nhiều cỏ rác, cọng lá hay đất đá thì cần làm sạch sơ chế trước khi phơi sấy, nếu hạt lẫn nhiều hạt vỡ, hạt lép hỏng đất cát thì sau khi phơi sấy cần làm sạch, phân loại tách bỏ chúng trước khi nhập kho

Vật liệu ban đầu rất đa dạng chúng khác nhau về nhiều tính chất như: kích thước, hình dạng trạng thái bề mặt, tính chất khí động Vì vậy cần dựa vào tính chất khác nhau cơ bản nhất để lựa chọn và sử đụng thiết bị thích hợp nhằm đạt hiệu quả làm sách cao nhất

Đặc điểm của quá trình làm sạch và phân loại là có làm thay đổi về tính chất vật lý như: trạng thái hay mầu sắc của sản phẩm nhưng không làm biến đổi đáng kể thành phần hóa học, hóa - lý và hóa – sinh

Phân riêng hệ lỏng không đồng nhất được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như công nghiệp hoá chất, thực phẩm, dược phẩm, vật liệu xây dựng,

Trong công nghiệp thực phẩm có nhiều qui trình công nghệ tạo thành những hỗn hợp không đồng nhất gồm các chất nằm ở trạng thái khác nhau: lỏng, rắn, khí Ví dụ: khi thực hiện các quá trình cơ học như ép dịch quả, ép hạt dầu, ép nước mía ta thu dược sản phẩm lỏng trong đó có lẫn các tạp chất rắn chất xơ, xác tế bào, tanin; trong quá trình sinh học cũng tạo ra hệ không đồng nhất như trong quá trình lên men sữa chua ta được hệ không đồng nhất là nhũ tương,… Đối với sữa mới

vắt ra thường lẫn các chất nhớt, chất nhày, khí và hơi

Tuỳ theo trạng thái của hệ, kích thước các phần tử trong đó mà người ta phân ra làm 3 loại:

- Huyền phù là hệ không đồng nhất có chất lỏng và phần tử rắn nằm lơ lửng trong đó Pha lỏng gọi là pha liên tục hay môi trường phân tán Các hạt rắn gọi là pha phân tán Tuỳ theo độ lớn (đường kính tương đương) của các hạt mà người ta còn phân huyền phù ra các dạng như: huyền phù thô dtđ>1mm; huyền phù mịn dtđ=5μm-1mm; huyền phù mảnh dtđ=0,1μm-5μm và huyền phù keo dtđ<0,1μm

- Nhũ tương là hệ lỏng không đồng nhất gồm hai chất lỏng trộn vào nhau nhưng không tan vào nhau

- Bọt là hệ lỏng không đồng nhất trong đó pha phân tán là khí

Phân riêng hệ lỏng không đồng nhất nhằm mục đích:

- Nâng cao chất lượng sản phẩm bằng cách tách các tạp chất có ảnh hưởng xấu đến sản phẩm

và các quá trình chế biến tiếp theo Ví dụ: tách xác tế bào, pectin, tanin, sắc tố, chất nhựa để làm tăng độ trong, độ thuần khiết trong công nghiệp sản xuất nước quả, dầu thực phẩm; tách các chất nhày, nhớt và phân ly mỡ và nước sữa sau khi vắt để chế biến sữa đặc, sữa bột, sữa chua,…trong công nghiệp sản xuất sữa, tách các chất không phải đường như chất màu, protein, chất hữu cơ, keo trong công nghiệp sản xuất đường, tách các chất tạo cặn trong sản xuất rượu mùi, rượu trắng,…

- Chuẩn bị cho các quá trình chế biến tiếp theo, ví dụ: lắng trước khi lọc để tách bớt chất kết tủa trong sản xuất đường, lắng tách bỏ tạp chất và nước trước khi lọc dầu,…

1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật

- Đảm bảo hiệu suất phân ly cao, nghĩa là độ bẩn còn sót lại sau khi làm sạch hay độ lẫn sản phẩm sau khi phân loại thấp

- Không làm hư hỏng hoặc biến đổi chất lượng sản phẩm như : gẫy, vỡ, dập nát, tróc vỏ do tác động cơ học

- Có thể làm sạch hay phân loại được nhiều loại nguyên liệu

- Có cơ cấu để có thể thay đổi được chế độ làm việc của máy để thu được tỷ lệ thành phần sau khi làm sạch và phân loại theo đúng yêu cầu công nghệ Ví dụ, điều chỉnh thời gian ngâm rửa củ quả trong các máy rửa tương ứng với những độ bẩn khác nhau của củ quả,

- Có cơ cấu tháo bã liên tục để đảm bảo cho máy làm việc liên tục nhằm tăng năng suất máy và tạo điều kiện cho việc tự động hoá dây chuyền sản xuất

- Năng suất cao, chi phí năng lượng riêng thấp

1.1.3 Phân loại

- Theo loại nguyên liệu: máy làm sạch và phân loại hạt, máy làm sạch và phân loại, củ quả

- Theo nguyên lý cấu tạo: máy sàng, máy quạt, máy rửa, máy li tâm, máy lọc, máy lắng…

- Theo quá trình làm việc: máy làm việc liên tục, máy làm việc gián đoạn

1.2 Các nguyên lý làm sạch và phân loại nông sản

1.2.1 Máy làm sạch và phân loại hạt

1.2.1.1 Làm sạch và phân loại theo kích thước

Phần lớn các tạp chất hữu cơ như cỏ, rác, mảnh cành, lá cây, thường có kích thước lớn hơn hạt, còn đất, cát, bụi, rác vụn, thường bé hơn hạt Lợi dụng sự khác nhau về kích thước này, người

ta dùng máy sàng có kích thước lỗ thích hợp để tách các tạp chất đó ra khỏi hạt Khi chỉ có tạp chất lớn hơn hạt thì tạp chất sẽ ở lại trên sàng, hạt lọt qua lỗ sàng Khi chỉ có tạp chất bé hơn hạt thì

Hiện nay, có nhiều loại sàng được dùng để phân loại hạt như: sàng phẳng, sàng lượn sóng, sàng trụ, sàng đa giác Phổ biến nhất trong các nhà máy chế biến lương thực- thực phẩm là sàng phẳng, sàng trụ và trống chọn hạt

- Sàng phẳng được lắp trên một khung gọi là thân sàng Mỗi thân sàng được treo vào khung máy nhờ 4 thanh treo đàn hồi và thực hiện dao động qua lại nhờ cơ cấu lệch tâm (hình 1.1) Phương dao động của sàng có thể ngang hoặc nghiêng

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy sàng phẳng

1 Cơ cấu biên tay quay 2.Thân sàng 3 Sàng 4 thanh treo Những máy có hai thân sàng thì chiều chuyển động luôn ngược nhau nhằm triệt tiêu một phần lực quán tính sinh ra trong quá trình chuyển động

Sàng được lắp ở đáy thân sàng và thường đặt nghiêng so với phương ngang 1 góc α = 4 90 Đây là bộ phận chính để phân loại các hạt vật liệu rời Người ta thường dùng hai loại sàng có kết cấu khác nhau là: sàng lưới đan và sàng tấm đục lỗ

Mặt sàng lưới đan: có các lỗ dạng hình vuông, hình bầu dục, hình 6 cạnh (hình 1.2) Loại này được dùng để các vật liệu khô, xốp Loại lưới đan có diện tích rơi lớn hơn so với các loại sàng khác Mặt sàng tấm đục lỗ được làm bằng thép tấm, trên mặt có đục các lỗ dạng hình vuông, hình tròn, hình chữ nhật hoặc hình bầu dục Các lỗ có thể bố trí thành hàng hoặc xen kẽ nhau (hình 1.3)

Hình 1.2 Mặt sàng lưới đan

Lỗ ở trên tấm được làm dạng côn, phần có kích thước lớn hướng về phía sản phẩm đi ra Ưu điểm của tấm đục lỗ là hạt dễ dàng di chuyển trên mặt sàng Tuổi thọ của loại sàng này cao hơn loại lưới đan, nhưng nó có nhược điểm là diện tích rơi nhỏ

Tuỳ theo hỗn hợp cần làm sạch và yêu cầu đối với hạt sau khi làm sạch mà chọn sàng có kích thước lỗ và dạng lỗ thích hợp

Hình 1.3 Mặt sàng tấm đục lỗ Sàng lỗ hình tròn dùng để phân loại dựa vào sự khác nhau về chiều rộng của hạt Những hạt

có tiết diện lớn hơn đường kính của lỗ sàng muốn lọt qua lỗ sàng dạng này hạt phải dựng thẳng đứng lên, trục chính của hạt thẳng góc với mặt sàng Khi chảy trên mặt sàng hạt ở trạng thái nằm, trục chính của hạt song song với mặt sàng, do đó các hạt dài khó lọt qua sàng lỗ tròn hơn so với hạt tròn và hạt ngắn

Sàng lỗ dài dùng để phân loại dựa theo sự khác nhau về chiều dày của hạt Nếu chiều dày của hạt lớn hơn chiều rộng của lỗ sàng thì hạt sẽ không lọt qua lỗ sàng, ngược lại nếu nếu chiều dày hạt nhỏ hơn chiều rộng lỗ thì hạt sẽ lọt qua lỗ sàng Để tăng độ lọt của sàng bao giờ người ta cũng chế tạo chiều dài lỗ càng lớn hơn nhiều so với chiều dài hạt cần phân loại Muốn cho hạt dễ lọt hơn người ta còn chế tạo loại mặt sàng mà lỗ nằm trong các rãnh Sàng lỗ dài có tiết làm việc lớn hơn lên khả năng phân ly cao hơn Trong quá trình làm việc hạt thường trượt trên mặt sàng, khi đó trục dài của hạt trùng với phương dao động và chiều dài lỗ sàng

Hiệu quả làm sạch của sàng phẳng phụ thuộc vào gia tốc của sàng Đối với hạt lớn hiệu quả làm sạch tốt nhất khi gia tốc cực đại Jmax =1822m/s2, đối với hạt nhỏ Jmax= 1214m/s2

Trong khi làm việc, lỗ sàng thường bị kẹt hạt hoặc tạp chất Để làm sạch lỗ sàng người ta thường dùng cơ cấu làm sạch Cơ cấu làm sạch lỗ sàng có thể là loại chổi lông, loại trục cao su, loại gây va đập, rung động,… nhưng phổ biến và có hiệu quả hơn là cơ cấu làm sạch loại chổi lông Nó được cấu tạo bởi một hàng chổi lông đặt dưới mặt sàng, quét lên toàn bộ mặt sàng Hệ thống chổi lông chuyển động qua lại nhờ cơ cấu tay quay-thanh truyền với tốc độ chậm và ngược chiều chuyển động của sàng Để thực hiện chuyển động qua lại, khung của cơ cấu làm sạch được tựa trên hai đường lăn thông qua các con lăn Cũng nhờ kết cấu này mà người ta có thể điều chỉnh độ ngập sâu của chổi vào mặt sàng để làm tăng độ sạch mặt sàng

Hiện nay, để làm sạch mặt sàng người ta dùng các quả cao su (rubber balls) đặt ở trong các ngăn dưới mặt sàng (hình 1.4).Trong quá trình làm việc, bi nảy lên trên đập vào các phần tử kẹt vào

lỗ sàng, đẩy chúng ra ngoài Kết cấu này hoàn toàn có thể thay thế cho chổi lông, khi đó cấu tạo máy sàng trở nên đơn giản hơn rất nhiều

Hình 1.6 Máy phân loại hạt kiểu trống a) Sơ đồ máy; b) Sơ đồ nguyên lý cấu tạo

1- trống phân loại; 2- lỗ tổ ong; 3- vít tải; 4- máng hứng; 5- cánh gạt

Khi phân loại hạt cỏ dại trong khối hạt ngũ cốc, hỗn hợp hạt được cho vào trong trống, khi trống quay, chúng chuyển động trong trống, hạt cỏ hoặc những hạt ngắn sẽ lọt vào các lỗ và được nâng lên một độ cao nhất định Trong khi đó hạt ngũ cốc được giữ lại bởi cánh gạt 5 và rơi xuống đáy thùng và thoát ra ngoài qua hộp tháo liệu, còn hạt cỏ dại thì được đưa lên cao hơn, rơi từ các lỗ vào máng 4 và chuyển ra khỏi máy nhờ vít tải 3

Loại máy này còn có thể dùng để phân loại theo chiều dài của hạt và được sử dụng phổ biến trong các nhà máy sản xuất gạo

1.2.1.2 Làm sạch và phân loại theo tính chất khí động

Giữa hạt và tạp chất có trong khối hạt luôn khác nhau về tính chất khí động Sự khác nhau này

được đặc trưng bằng trị số của tốc độ tới hạn (tốc độ không khí bắt đầu thổi bay vật thể) Trị số của tốc độ tới hạn khác nhau đối với mỗi vật thể, nó phụ thuộc vào trạng thái và hình dạng của vật thể, trọng lượng và vị trí của vật thể trong dòng khí, tính chất của dòng khí,

Lợi dụng tính chất này người ta cho hạt rơi vào trong dòng không khí, thường thổi theo phương ngang hay phương xiên, chúng lần lượt rơi xuống mặt phẳng nằm ngang ở những vị trí khác nhau Hạt hay tạp chất có tốc độ tới hạn càng bé (hạt nhẹ), càng rơi ở khoảng cách xa so với điểm cấp liệu và hạt có tốc độ tới hạn lớn (hạt nặng) thì ngược lại Nhờ quá trình này, ta có thể tách các tạp chất ra khỏi khối hạt một cách dễ dàng

Trên hình 1.7 là sơ đồ nguyên lý máy làm sạch và phân loại hạt bằng quạt

Hình 1.7 Máy quạt Hỗn hợp hạt đi qua phễu cấp liệu 1 gặp luồng không khí do quạt 2 thổi vào Hạt nặng lắng xuống máng gần cửa nạp liệu, hạt nhẹ hơn lắng lại ở các máng tiếp theo cách phễu nạp liệu những đoạn xa hơn, còn vỏ tạp chất nhẹ hay bụi sẽ lắng đọng xuống đáy và được định kỳ tháo ra Như vậy,

ta sẽ thu được ở mỗi máng một loại sản phẩm có khối lượng riêng nhất định Khi hạt có kích thước

và khối lượng đồng nhất, nhưng có khối lượng riêng khác nhau thì trong luồng không khí những hạt chắc hơn sẽ rơi nhanh hơn những hạt nhẹ và tập trung lại ở các ô gần phễu cấp liệu

1.2.1.3 Làm sạch và phân loại theo trọng lượng riêng

Khi đưa nguyên liệu hạt vào chế biến cần phải chú ý đến việc làm sạch các tạp chất nặng đá sỏi, đất viên , mảnh thuỷ tinh,… Đây là những tạp chất rất khó tách bằng sàng vì kích thước của chúng rất gần với kích thước của hạt, do đó phải phân loại bằng sự khác nhau về tỷ trọng Nếu các cấu tử trong hỗn hợp cần phân loại có sự khác nhau rõ rệt về tỷ trọng thì càng dễ phân chia Trên hình 1.8 là sơ đồ máy phân loại theo trọng lượng riêng

Hình 1.8 Sơ đồ máy phân loại theo trọng lượng 1- phễu nạp liệu; 2- bộ phận lắng; 3- sàng

Nguyên liệu được cung cấp vào qua phễu cấp liệu 1 Khi rơi xuống chúng gặp phải dòng không khí được thổi từ dưới lên nhờ một quạt, tạp chất có trọng lượng riêng lớn sẽ lắng xuống còn hạt và tạp chất nhẹ sẽ được đẩy lên tấm sàng 3 tiếp tục làm sạch và phân loại

1.2.1.4 Phân loại hạt theo tính chất bề mặt của nguyên liệu

Các cấu tử khác nhau trong khối hạt có trạng thái bề mặt không giống nhau Bề mặt của chúng

có thể xù xì, rỗ, nhẵn, có vỏ, không vỏ,… Những trạng thái bề mặt khác nhau ấy có thể áp dụng để phân loại trên mặt phẳng nghiêng Khi các phần tử có trạng thái bề mặt không giống nhau chuyển động trên mặt phẳng nghiêng thì chịu tác dụng của các lực ma sát khác nhau (hình 1.9)

a) b)

Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý phân loại theo trạng thái bề mặt

a- mặt phẳng nghiêng; b- tấm chắn

1, 2, 3- các cấu tử được phân loại

Do đó các phần tử ấy dịch chuyển với các vận tốc khác nhau Vì vận tốc của phần tử ở cuối mặt phẳng nghiêng có giá trị khác nhau tuỳ theo phần tử ấy nhẵn hay xù xì nên có những phần tử rơi xa lưới hơn, có những phần tử rơi gần lưới hơn Nếu đặt trên quỹ đạo rơi những tấm chắn thì có thể phân loại hỗn hợp ra làm nhiều phần khác nhau theo hệ số ma sát Các thiết bị phân loại cố định đều dựa vào nguyên tắc trên để phân loại, trong đó có cả thiết bị phân loại kiểu xoắn ốc để phân loại hạt dạng hình cầu và dạng hạt dẹt

Phương pháp phân loại dựa vào sự khác nhau về hệ số ma sát có ý nghĩa rất lớn trong trường hợp phân loại hỗn hợp gồm hai hoặc nhiều dạng hạt có kích thước gần nhau

1.2.1.5 Phân loại theo màu sắc

Trong một số trường hợp có thể dựa vào sự khác nhau về màu sắc để phân loại Trên hình 1.10 là sơ đồ thiết bị phân loại theo màu sắc Sortex Junsơn Nguyên liệu đầu được đưa vào phễu nạp liệu 1 Sau khi qua máng rung 2 và băng tải 3, hạt được rải đều thành lớp rồi đưa vào phòng quang học 4 Do tác dụng của các tế bào quang điện 8 mà hỗn hợp được phân chia thành 2 loại: hạt

có màu đặc trưng và hạt có màu bình thường Hạt có màu đặc trưng được nạp điện và sau khi ra khỏi phòng quang học thì được hút lệch về một phía

Mỗi lần lựa chọn chỉ phân loại được 2 màu Muốn phân loại được nhiều màu ta phải dùng nhiều kính chuẩn và làm lại nhiều lần hoặc dùng nhiều máy

Yêu cầu hạt phải được dải thành lớp mỏng, sao cho hạt nọ không che lấp hạt kia thì việc phân loại mới không bị bỏ sót

Hình 1.10 Sơ đồ thiết bị phân loại theo màu sắc Sortex Junsơn

1 phễu nạp liệu- 2- máng rung; 3- băng tải; 4- buồng quang học; 5– tế bào quang điện;

6- tấm ngăn; 7- bộ phận tích điện; 8, 9- các điện cực; 10- các tấm ngăn; 11- bộ khuyếch đại 1.2.1.6 Phân loại theo từ tính

Trong khối hạt đưa vào nhà máy thường có lẫn tạp chất sắt Những tạp chất này rơi vào khối hạt trong quá trình tuốt lúa, tẽ ngô,… hoặc trong quá trình làm sạch, vận chuyển Tạp chất sắt có thể làm hỏng bộ phận công tác của máy (máy nghiền, máy xay,…) và có thể bật ra tia lửa điện gây ra hoả hoạn Do đó làm sạch tạp chất sắt là một khâu có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình sản xuất Các tạp chất sắt, gang, niken, coban đều có thể dùng sàng tách ra được Người ta thường dùng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện để tách các tạp chất sắt

Thiết bị phân loại bằng từ tính gồm nhiều thỏi nam châm ghép lại (hình 1.11a,b) Cực nam châm bố trí trên mặt phẳng nghiêng mà sản phẩm chảy qua Sản phẩm chảy qua nam châm thành lớp mỏng với vận tốc không lớn, đủ để cho nam châm hút lại các tạp chất sắt

4 6

3 7

tự động rơi vào ống xả 2 Trong một số máy xay xát lớn, người ta đặt các máy phân ly từ tính công suất cao để tách các tạp chất sắt một cách liên tục

1.2.1.7 Phân loại theo phương pháp phối hợp

Để nâng cao hiệu suất phân loại và giảm số lần nguyên liệu qua nhiều thiết bị khác nhau, người ta thường sử dụng máy phân loại kết hợp nhiều nguyên tắc phân loại khác nhau Loại thiết bị phân loại phức hợp thường gồm sàng và quạt Sàng sẽ phân chia khối hạt theo kích thước lớn, nhỏ, quạt sẽ làm sạch khỏi khối hạt các tạp chất nhẹ

1.2.2 Máy làm sạch và phân loại củ quả

1.2.2.1 Máy làm sạch

Đối với rau, củ quả thường làm sạch bằng nước, nghĩa là dùng nước để loại bỏ bùn, đất, cát, rác bẩn Vì vậy, các máy làm sạch này còn được gọi là máy rửa Nguyên tắc chung của máy rửa là xáo trộn rau củ trong nước (hoặc dùng vòi xối), nhờ đó rau củ cọ xát lẫn nhau, cọ xát với các bộ phận làm việc của máy làm tách các tạp chất bẩn bám trên rau củ Rau củ được làm sạch, các tạp chất bẩn theo nước thoát ra ngoài

Máy rửa củ quả kiểu trống (hình 1.12), có cấu tạo gồm một hoặc hai trống rửa 2 được tạo nên bởi các thanh thép chữ U gắn trên tang trống dọc theo đường sinh, giữa các thanh thép có khe hở nhỏ để lọt đất cát bẩn Ở phía cuối trống, có lắp gáo 3 để múc nâng và đổ củ quả sạch ra ngoài Trống rửa quay trong thùng đựng nước rửa 5, đáy nghiêng và có cửa 6 để xả nước bẩn Trong quá trình làm việc, củ quả di chuyển dọc trống nhờ góc thoải tự nhiên của khối củ quả khi chất đống và

do quá trình chất liên tục và múc liên tục

Hình 1.12 Máy rửa kiểu trống 1- phễu cấp liệu; 2 trống rửa; 3- gáo múc; 4- máng thu củ qủa sạch; 5- máng đựng nước rửa; 6- cửa thoát nước bẩn; 7 Trục máy

Loại máy này có ưu điểm là khả năng xáo trộn tốt, năng suất cao, tốn ít nước rửa, nhưng có nhược điểm là rửa củ to hoặc dài chất lượng rửa kém, củ quả thường bị vướng dắt, xơ xước, gãy, với củ quả bẩn rửa một lần không sạch

Máy rửa củ quả kiểu tay gạt (hình 1.13) được cấu tạo bởi trục 3 đặt nằm ngang, trên đó có lắp các tay gạt 2 Tay gạt lắp nghiêng một góc nào đó so với mặt phẳng vuông góc với trục có tác dụng đẩy củ di chuyển theo chiều dọc trục Vị trí lắp tay gạt trên trục được bố trí theo đường gen vít để các tay gạt tác động vào khối củ quả một cách liên tục và đều đặn Máng đựng củ quả 7 thường làm bằng lưới sàng có dạng nửa hình trụ, máng đựng nước rửa 8 thường làm bằng tôn tấm cuộn lại hoặc xây bằng xi măng, được chia làm nhiều ngăn, mỗi ngăn có cửa 9 để thoát nước bẩn

Hình 1.13 Máy rửa kiểu tay gạt 1- máng đựng nướcvà củ quả; 2- các tay gạt; 3- trục lắp tay gạt; 4- gáo múc; 5- dây chuyền thu củ quả; 6- tấm

chắn; 7- nắp thoát nước và rác bẩn; 8- cửa thoát sỏi đá; 9- tấm lưới lọc

Củ quả bẩn được cung cấp vào máy qua phễu cấp liệu 1, khi trục lắp tay gạt quay củ sẽ di chuyển cùng với nước và được rửa sạch Củ sạch sẽ được các gáo múc 4 hất đổ sang gầu chuyền 5

và đưa ra ngoài Loại máy này có ưu điểm là khả năng xáo trộn tốt, nước rửa dùng nhiều lần nên tiết kiệm được nước rửa nhưng có nhược điểm là củ quả dễ bị tróc vỏ hoặc gãy do các tay gạt tác động mạnh vào khối củ quả

Máy rửa củ quả kiểu ly tâm (hình 1.14) gồm đĩa 3 đặt nằm ngang, vành ngoài đĩa có gắn các tấm gạt 4 Phía trên đĩa đặt ống nước 2, phía dưới đặt máng hứng nước bẩn 7 có cửa thoát nước 6

Hình 1 14 Máy rửa kiểu ly tâm Hình 1.15 Máy rửa kiểu vít chuyền 1- thùng đựng củ quả; 2- ống dẫn nước; 1- phễu cáp liệu; 2- vít chuyền; 3- ống bao; 3- đĩa; 4- tấm gạt; 5- cửa thoát củ quả; 4- ống dẫn nước; 5- cửa thoát củ quả sạch; 6- cửa thoát nước bẩn; 7- máng hứng nước 6- bể chứa nước bẩn; 7- lưới sàng

Củ được cung cấp liên tục lên đĩa Khi đĩa quay củ sẽ quay theo Do lực ly tâm củ sẽ văng ra xung quanh xáo trộn cọ sát vào thành thùng đựng củ và cọ sát vào nhau, gặp dòng nước xối mạnh từ trên xuống sẽ được rửa sạch và thoát ra ngoài qua cửa 5 Tấm gạt có tác dụng làm tăng cường sự xáo trộn và nâng đẩy củ quả để củ thoát ra ngoài một cách dễ dàng Loại máy này khả năng xáo trộn kém và tốn nhiều nước rửa hơn so với các loại máy khác

Máy rửa củ quả kiểu vít (hình 3.15) gồm vít chuyền 2 đặt trong ống bao 3, nghiêng góc  so với đường nằm ngang ( = 300 400) Phía trên đặt ống dẫn nước 4 và cửa thoát củ quả 5 Phía dưới

có phễu cấp liệu 1 và lưới sàng 7 để thoát đất cát bẩn

Củ bẩn nạp vào máy qua phễu cấp liệu, được các cánh vít đưa lên phía trên Dòng nước có áp suất cao phun ngược dòng chuyển động của củ quả Khi di chuyển lên phía trên củ được rửa sạch và

thoát ra ngoài qua cửa thoát Nước cặn bẩn lọt qua lưới chảy vào bể chứa nước bẩn và theo hệ thống rãnh chảy đi Loại máy rửa kiểu vít có ưu điểm độ sạch cao nhưng tốn nhiều nước rửa

Trên hình 1.16 là sơ đồ máy rửa rau kiểu khí thổi Tác dụng cọ rửa là không khí được quạt thổi vào làm cho nước và nguyên liệu bị đảo trộn Bộ phận xối nước là hệ thống hoa sen Máy này được sử dụng phổ biến để rửa hầu hết các loại rau quả, nhất là rau quả mềm

Hình 1.16 Máy rửa rau quả kiểu khí thổi 1- thùng ngâm; 2- băng tải; 3- quạt gió; 4- ống thổi khí

1.2.2.2 Máy phân loại

Do tính chất đa dạng của các loại rau, củ quả nên phần lớn các loại sản phẩm này đều phải phân loại bằng tay Để loại các sản phẩm không hợp qui cách người ta thường cho chúng di chuyển trên băng tải, công nhân làm việc đứng ở hai bên băng tải Muốn phân loại không sót nguyên liệu phải được dàn mỏng và đều trên băng tải và tốc độ băng tải không được quá lớn, thường 0,12  0,15m/s Tuy nhiên, người ta cũng có thể lợi dụng một vài đặc điểm khác nhau về kích thước, khối lượng riêng và màu sắc để giải quyết cơ khí hóa hay tự động hóa trong việc phân loại rau, củ quả

- Phân loại theo kích thước thường có kết quả đối tốt đối với nguyên liệu có ít thông số vật lý như những loại quả tròn hay quả hình trụ

Trên hình 1.17a là sơ đồ máy phân loại củ quả kiểu đĩa, nó được cấu tạo bởi một đĩa quay hình vành khăn, các tấm sắt 2 và 3 có dạng hình vòng cung đặt cố định Khe hở giữa đĩa và thành máng tăng dần theo hình vòng cung, khe hở này có thể điều chỉnh được tùy theo kích thước của từng loại quả Máy này có thể phân củ quả ra thành 3 hoặc 4 loại

Hình 1.17 Sơ đồ máy phân loại củ quả

a) kiều đĩa; b) kiểu dây cáp; c) kiểu trục tròn

1- đĩa quay hình vành khăn; 2, 3- tấm sắt hình vòng cung; 4- quả; 5- dây cáp; 6- trục tròn

Trên hình 1.17b là bộ phận phân loại củ quả kiểu dây cáp Nó gồm một hệ thống dây cáp căng giữa hai trục quay, chuyển động theo chiều dọc của dây Khe hở giữa hai dây cáp (quả đi qua giữa hai dây) to dần và quả sẽ rơi dần theo thứ tự từ nhỏ đến lớn Máy này dùng để phân loại khoai tây,

độ lắng người ta có thể cho thêm chất phụ gia dưới dạng bột mịn, khuấy đều sau đó để yên tĩnh

Về nguyên tắc cấu tạo bộ phận làm việc chủ yếu của bộ phận lắng là các bể lắng được làm bằng thép tấm hoặc xây bằng gạch có lót đá hoặc bằng bê tông đúc Bể lắng thường có dạng hình hộp hoặc hình trụ có đáy là hình nón Sau khi lắng phần chất lỏng ở phía trên được lấy ra bằng các vòi chảy ở độ cao thích hợp hoặc hút bằng bơm Phần nước đục có nhiều cặn được tháo ra ở cửa phía dưới Tuỳ theo quá trình làm việc mà thiết bị lắng được phân làm 3 loại: gián đoạn, bán liên tục và liên tục

* Thiết bị lắng làm việc gián đoạn

Trên hình 1.18a là sơ đồ thiết bị lắng làm việc gián đoạn Hỗn hợp huyền phù được cho vào theo từng mẻ, nước trong và cặn được tháo ra theo chu kỳ Huyền phù được giữ ở trạng thái đứng yên trong suốt thời gian lắng, các hạt lơ lửng dưới tác dụng của trọng lực lắng xuống đáy Chất lỏng sạch (nước trong) được tháo ra ngoài nhờ van đặt cao hơn lớp cặn đã lắng Cặn được tháo ra ở đáy sau mỗi chu kỳ lắng

Hình 1.18 Thiết bị lắng làm việc gián đoạn a) Thiết bị lắng cặn; b) Thiết bị lắng phân chia hai pha lỏng Người ta thường bố trí hai thiết bị làm việc xen kẽ để đảm bảo quá trình sản xuất được liên tục Loại thiết bị này có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, nhưng có nhược điểm là năng suất thấp, không lắng được huyền phù mịn Trên hình 1.18b là sơ đồ thiết bị lắng làm việc gián đoạn dùng để phân chia hai pha lỏng có khối lượng riêng khác nhau như: mỡ và nước sữa Bể lắng 1 có dạng hình trụ đáy hình nón, ở phía dưới bể lắng người ta đặt ống thủy tinh 2 để quan sát dòng chất lỏng Mỡ có

khối lượng riêng 1 nhỏ hơn nổi lên trên, còn nước sữa có khối lượng riêng 2 lớn hơn hơn lắng đọng xuống đáy Sau khi lắng, người ta tháo nước sữa ra trước bằng cách đóng van 4 mở van 3 và

5, sau đó tháo mỡ ra bằng cách đóng van 5 mở van 3 và 4

* Thiết bị lắng bán liên tục

Thiết bị lắng có tấm chắn nghiêng gồm có các bể hình chữ nhật 1, trong bể đặt tấm chắn nghiêng 2 để làm thay đổi hướng chuyển động của chất lỏng (hình 1.19a) Cặn lắng xuống đáy 3 được tháo ra ngoài theo chu kỳ Nước trong được tháo liên tục ra ngoài theo ống 4

Thiết bị lắng có tấm ngăn hình nón gồm thùng 1 có dạng hình trụ, bên trong có xếp các tấm ngăn hình nón 2, mỗi nón là một tầng lắng riêng biệt (hình 1.19b) Huyền phù được liên tục cho vào thùng 1, nước trong theo các khe hở giữa các nón vào ống tâm 3 ra ngoài Cặn lắng xuống bể mặt nón, trượt xuống đáy 4 được tháo ra ngoài theo chu kỳ để cặn trượt được trên các tấm ngăn thì góc nghiêng của nón phải lớn hơn góc ma sát của cặn với bề mặt nghiêng của nón

Hình 1.19 Thiết bị lắng làm việc bán liên tục a) Thiết bị lắng có tấm chắn nghiêng; b) Thiết bị lắng có tấm ngăn hình nón

* Thiết bị lắng làm việc liên tục

Thiết bị lắng kiểu hình phễu gồm có các bể hình phễu 1, với góc đáy 60o (hình 1.20a) Phía trên phễu có đặt đĩa phân phối 2 để cung cấp huyền phù vào trong bể 1 Nước trong tràn vào máng 3 rồi theo ống dẫn ra ngoài Các hạt rắn lắng xuống đáy và được đưa ra ngoài theo ống 4 Khi ống 4 bị tắc bẩn thì người ta thổi không khí nén qua ống 5 vào để thông đường ống

Hình 1.20 Thiết bị lắng làm việc liên tục a) Thiết bị lắng kiểu hình phễu; b) Thiết bị lắng kiểu răng cào Thiết bị lắng làm kiểu răng cào được cấu tạo bởi một bể hình trụ 1, có đáy hình nón (hình 1.20b) Trong bể có lắp một trục thẳng đứng, trên trục có gắn cánh khuấy và trên cánh khuấy có lắp các răng cào bằng thép Trục quay với tốc độ thấp, (khoảng 2,5-30vg/ph) để không làm ảnh hưởng đến quá trình lắng Huyền phù được liên tục cho vào thiết bị Nước trong tràn vào máng 2 đặt ở phía

trên Cặn lắng xuống đáy được cánh khuấy răng cào 4 đưa vào tâm rồi theo ống ở đáy ra ngoài Loại thiết bị này có năng suất cao, có thể lắng được 300 tấn cặn/ngày đêm

b) Máy lọc

Máy lọc được sử dụng để tách các tạp chất ra khỏi hỗn hợp lỏng hoặc tách chất lỏng ra khỏi hỗn hợp rắn - lỏng Nguyên lý làm việc của máy lọc là nhờ bản lọc hay vật lọc Khi cho khối chất lỏng chảy qua bản lọc thì tạp chất sẽ bám trên bề mặt bản lọc, còn chất lỏng sẽ đi qua Để thực hiện quá trình lọc điều kiện cần thiết là phải tạo ra sự chênh lệch áp suất ở hai phía bản lọc, có thể là áp suất

dư hoặc áp suất chân không Nếu áp suất ở phía hỗn hợp lỏng đưa vào lớn hơn áp suất khí quyển được gọi là máy lọc ép, nếu áp suất ở phía chất lỏng sạch chảy ra thấp hơn áp suất khí quyển được gọi là máy lọc hút

Về nguyên tắc cấu tạo bộ phận lọc thường là một số các bản lọc bằng vải, amiăng, gốm hay các tông

có nhiều lỗ nhỏ, được đặt trong các khung lọc Chất lỏng được lưu thông qua các bản lọc nhờ áp lực của bơm đẩy hoặc hút Dưới tác dụng của sức nén chất lỏng sẽ thấm qua bản lọc chảy và tập trung vào bể chứa Các tạp chất sẽ lưu lại trên bản lọc hình thành lớp bã và được lấy ra theo chu kỳ hoặc liên tục Thiết bị lọc cũng được chia ra thành 2 loại: thiết bị lọc liên tục và thiết bị lọc gián đoạn

* Thiết bị lọc gián đoạn

Thiết bị lọc ép với áp suất dư được cấu tạo bởi khung đặt vật lọc 1 có hai nửa, giữa đặt vật lọc 2 bằng gốm, có vòng đệm kín 3 (hình 1.21a) Huyền phù được đưa vào từ phía trên và áp suất được tạo ra nhờ trọng lực của khối chất lỏng phía trên vật lọc

Hình 1.21 Sơ đồ cấu tạo bộ phận lọc a) Thiết bị lọc ép; b) Thiết bị lọc hút Thiết bị lọc hút làm việc dưới áp suất chân không được cấu tạo bởi một thùng hở hình trụ có đáy cầu 7 (hình 1.21b) Vật lọc 1 bằng vải được phủ lên ghi đỡ 8 và lưới thoát chất lỏng sạch 9 đặt cách đáy máy một khoảng nhất định Khoảng không gian giữa vật lọc và đáy thùng có ống nối liền với thùng chứa 6, trong đó tạo ra chân không để đảm bảo áp suất lọc cần thiết Huyền phù được đưa vào thùng 7, nước lọc đi qua lớp vải và được tập trung lại trong bình 6 Để vận chuyển nó ra người ta đóng van 2 nối bình chứa với đường chân không, mở van 3 để cho không khí vào Khi áp suất trong bình chứa bằng áp suất khí quyển, người ta tháo nước lọc ra khỏi bình chứa qua van 4 Áp suất chân không được kiểm tra nhờ chân không kế 5

Huyền phù trong chậu được hút vào bằng chân không, Nước lọc thấm qua vải lọc vào các ngăn 2

và qua bộ phận phân phối 3 và tách ra khỏi máy lọc (hình 1.22b) còn bã được ép lại nhờ chân không

ở trong các ngăn có vỉa lọc nằm trên bề mặt thùng

Hình 3.26 Thiết bị lọc kiểu thùng quay

Hình 1.22 Thiết bị lọc kiểu thùng quay Khi thùng quay với tốc độ 2-3vg/ph bằng không khí ngoài trời hút vào qua các ngăn 2 thì khi ra khỏi vùng lọc sẽ được làm khô (vùng làm khô II) Sau đó nó được rủa bằng vòi xối nước 1 (vùng rủă III) và cuối cùng lại được làm khô một lần nữa bằng không khí (vùng khô IV) Bã được bóc sạch khỏi vảI lọc bằng dao 5 và rơi vào thùng chứa 6 Khi thùng tiếp tục quay, vải lọc sẽ giải phóng hết bã và được làm sạch bằng luồng khí nén (vùng tái sinh vải V) và chu trình được lặp lại

Dựa theo nguyên lý làm việc của máy ly tâm, kết hợp với nguyên lý làm việc của máy lắng và lọc mà các máy ly tâm được phân ra hai loại : máy ly tâm lắng và máy ly tâm lọc

Máy ly tâm lắng làm việc dựa việc dựa theo nguyên lý của máy lắng, nghĩa là dựa vào lực ly tâm và trọng lực Loại máy này được sử dụng để loại bỏ những phần tử pha rắn có kích thước nhỏ hoặc phân ly hai pha lỏng có khối lượng riêng khác nhau trong công nghiệp sản xuất nước rau quả, dầu thực phẩm, chế biến sữa, Máy ly tâm lọc làm việc theo nguyên lý của máy lọc, nghĩa là nhờ lực ly tâm ép pha lỏng thoát qua vật lọc Loại máy này được sử dụng để tách các phần tử pha rắn có kích thước lớn hoặc dùng để loại bỏ nước của pha rắn trong công nghiệp sản xuất tinh bột, đường, Như vậy, sản phẩm sau khi qua máy ly tâm có thể là pha lỏng, tạp chất rắn bỏ đi hoặc sản phẩm

là pha rắn, nước bỏ đi hoặc hai pha lỏng có khối lượng riêng khác nhau

Các máy ly tâm thường có cấu tạo chung gồm một hay hai trống (rôto) dạng hình trụ hay hình côn, đặt thẳng đứng quay với vận tốc cao, việc cấp liệu vào máy được thực hiện theo các đường ống dẫn kín hoặc hở, việc tháo bã được thực hiện bằng thủ công hay cơ khí, có thể liên tục hoặc gián đoạn

* Máy ly tâm lắng

Máy ly tâm lắng là loại máy làm việc liên tục, dùng để phân riêng huyền phù mịn, nhũ tương hoặc

phân chia hai pha lỏng có khối lượng riêng khác nhau Do khối lượng riêng của các pha phân tán và môi trường lỏng chênh lệch nhau rất nhỏ, nên để phân riêng được chúng cần phải có lực ly tâm rất lớn Vì vậy, loại máy này còn được gọi là máy ly tâm cao tốc hoặc siêu tốc Căn cứ vào số vòng quay của trống phân ly người ta chia ra 2 loại: loại có số vòng quay từ 7.00012.000v/ph được gọi là máy li tâm cao tốc

và loại có số vòng quay từ 40.00045.000v/ph được gọi là máy ly tâm siêu tốc Cấu tạo máy gồm trống phân ly 2 dạng hình côn được quay trên một trục thẳng đứng (hình 1.23)

Hỗn hợp lỏng được đưa vào trong trống dưới tác dụng của lực ly tâm phân ra hai lớp chất lỏng (nặng và nhẹ) Chất lỏng có khối lượng riêng lớn văng ra sát thành thùng, bị dồn ép lên phía trên và chảy ra theo cửa 7, còn chất lỏng có khối lượng riêng nhỏ nằm rải rác gần ống tâm trục quay và cũng bị dồn ép lên phía trên và chảy ra theo cửa 8

Hình 1.23 Máy ly tâm lắng 1- trống phân ly; 2- đĩa côn; 3- ống dẫn hỗn hợp lỏng; 4- lỗ thông hỗn hợp lỏng vào khe hở giữa các đĩa; 5- cửa tháo pha nặng; 6- cửa tháo pha nhẹ

* Máy ly tâm lọc

Máy ly tâm lọc là loại máy làm việc liên tục tháo bã bằng vít xoắn (hình 1.24) Loại máy này dùng để lọc huyền phù có nồng độ pha rắn lớn hơn 40%, kích thước hạt rắn lớn hơn 200m (nghiã

là các loại huyền phù đặc, thô và trung bình)

Hình 1.24 Sơ đồ cấu tạo máy ly tâm lọc 1- trống phân ly; 2- trống lắp cánh xoắn

Cấu tạo máy gồm 2 trống có dạng hình nón cụt Trống phân ly 1 bên ngoài phủ lưới lọc và trống

có lắp cánh xoắn 2 đặt ở bên trong trống phân ly quay cùng chiều với trống phân ly nhưng số vòng quay nhỏ hơn khoảng 2-3% nhờ hộp giảm tốc hành tinh Khe hở giũa mặt trong trống phan ly và mặt đầu cánh vít khoảng 1mm Góc nghiêng của thành trống trống phân ly so với phương thẳng đứng khoảng 17-23o Góc nghiêng này lớn hơn góc ma sát của bã nên bã chuyển động theo thành trong của trống phân ly xuống dưới Vít xoắn có nhiệm vụ hãm bớt sự chuyển động của bã làm tăng thời gian lưu bã trong rô to, nghĩa là làm tăng thời gian ly tâm tách nước) để đảm bảo yêu cầu công nghệ đối với bã Bã chuyển động từ từ xuống phía dưới và thoát ra ngoài Loại máy này có ưu điểm chi phí năng lượng cho một đơn vị sản phẩm thấp, vận hành đơn giản, có thể dùng để phân ly nhiều loại sản phẩm khác nhau mà vẫn đảm bảo được yêu cầu công nghệ

1.3 Cấu tạo và hoạt động của một số máy làm sạch và phân loại

1.3.1 Máy làm sạch và phân loại hạt phối hợp kiểu sàng-quạt (STC-40)

Hình 1.25 Máy làm sạch hạt STC- 40 Máy có quạt gió hút những tạp chất nhẹ thu về bình xiclon Bộ sàng gồm 2 tấm lưới : tấm trên có lỗ ôvan để loại các tạp chất lớn hơn hạt, tấm dưới có lỗ chữ nhật hoặc lỗ tròn để lọc hạt cỏ dại, cát sạn, sâu mọt Bộ sàng chuyển động lắc ngang nhờ cơ cấu lệch tâm và 4 thanh treo

Đặc tính kỹ thuật của máy :

Năng suất : 6 7 tấn/h; tốc độ trục máy: 460 v/ph; công suất động cơ : quạt 1,7kW, sàng 1kW; khả năng làm sạch : tạp chất lớn hơn hạt 96,2%, rơm rác 100%, cát bụi sâu mọt 84%, hạt cỏ dại 50% Kích thước máy (dài x rộng x cao) : 1500 x 1100 x 3760mm

1.3.2 Máy rửa rau củ (MP-2,5)

Máy rửa củ quả kiểu trống MP- 2,5 là loại máy rửa làm việc liên tục do Liên xô (cũ) chế tạo (hình 1.26)

Bộ phận rửa gồm hai trống rửa 3 và 4 có đường kính 600mm, dài 500mm và 900mm hợp bởi những thanh thép có tiết diện 2 x 30mm lắp trên trục chung bằng những thanh đỡ chữ thập Các thanh thép được uốn dập như dạng thanh thép góc lắp vào bên trong trống bằng các giá, tạo ra cho mặt trong trống có các sống nổi Giữa các thanh trống có khe hở 15mm để lọt đất cát bẩn Các gáo

múc 12 được làm bằng thép lá, dạng hình quạt trên đó có đục nhiều lỗ để thoát nước Một cạnh lắp theo chu vi của trống, một cạnh lắp theo thanh đỡ chữ thập và một cạnh để tự do Gáo múc được lắp

ở phía củ quả thoát ra để múc nâng đổ củ quả ra ngoài

Máng đựng nước rửa 7 và 11 làm bằng thép lá, treo vào các xà dọc phía trên của khung máy Đáy máng đặt nghiêng về phía phễu cấp liệu, ở đầu dưới của máng có các cửa 6 và 10 để tháo cặn bẩn Đường kính các cửa tháo 200mm, có nắp đóng chặt bằng khóa vít

Hình 1.26 Máy rửa củ quả kiểu trống MP-2,5

1 khung máy; 2- máng rửa; 3- nắp thoát rác bẩn; 4- vít hãm; 5- trống rửa; 6- gáo múc;

7- thùng đựng củ quả; 8- động cơ điện; 9- dây cua roa; 10- Puli; 11- bánh đà; 12- tay quay; 13- bánh răng

Bộ phận truyền động gồm một trục chính lắp trống và hai trục trung gian để lắp một cặp bánh răng hình trụ và một cặp bánh răng côn, tỷ số truyền chung là ic = 13,3

Quá trình làm việc của máy như sau : Đổ đầy nước vào thùng, vừa cho máy chạy vừa chất củ quả vào phễu cấp liệu Việc cung cấp củ quả vào máy phải tính toán sao cho khi máy làm việc ổn định thì lớp củ quả trong trống không dày quá 1/3 đường kính trống Củ quả ngâm trong nước, khi trống quay tạo nên sự chuyển động xáo trộn, cọ sát lẫn nhau và cọ sát vào thành trống Nhờ đó mà các tạp chất bẩn được tách ra khỏi bề mặt củ quả, lọt qua khe hở giữa các thanh trống, lắng xuống đáy máng đựng nước rửa Củ quả di chuyển qua đoạn trống thứ nhất, liên tục được các gáo múc hất qua tấm chắn đổ sang đoạn trống thứ hai và quá trình rửa lặp lại Khi đi qua đoạn trống thứ hai, củ quả được rửa lần cuối và được các gáo múc hất đổ vào máng thu củ quả Đất cát bẩn đọng ở đáy máng được tháo ra cùng với nước bẩn qua cửa thoát, sau đó được thay bằng nước sạch khác Số lần thay nước phụ thuộc vào độ bẩn của củ quả

Máy có hai trống rửa đảm bảo rửa sạch và tốn ít nước rửa hơn so với máy có một trống rửa Đặc tính kỹ thuật : năng suất : 2,5  3,0 tấn/h; số vòng quay của trống : 16  20v/ph; mức tiêu thụ nước trung bình 300 400lít/tấn; công suất cần thiết của động cơ : 0,55  0.75kW; kích thước máy (dài x rộng x cao) : 2700 x 965 x 1175mm; khối lượng : 280kg

1.3.3 Máy lọc kiểu khung bản

Máy lọc kiểu khung bản được sử dụng nhiều trong việc lọc dầu thô Nó có cấu tạo bởi một loạt các bản lọc xếp thẳng đứng trên khung máy và được ép chặt với nhau bởi một trục (hình 1.27a) Các khung lọc (hình 1.27b) có cấu tạo là những hình vuông làm bằng gang Giữa hai khung được ép chặt với nhau bằng một lớp vải lọc

Hình 1.27 Máy lọc kiểu khung bản

a) Sơ đồ cấu tạo máy 1- bệ máy; 2- đầu máy ép; 3- trục ngang; 4- vòi tháo dầu sạch; 5- máng chứa dầu cặn; 6- thùng áp lực khí nén; 7- van xả khí; 8- ống dẫn dầu thô

b) Cấu tạo khung lọc I- Khung lọc; II- Khung rỗng; III- Hình cắt dọc của khung

1- thành khung; 2- đường chảy dầu thô vào máy; 3- mặt khung lọc; 4- lỗ chảy dầu vào khung rỗng; 5- vòi tháo dầu sạch; 6- các tai treo vào khung máy;

7- chỗ lồi của khung để tạo đường chảy của dầu vào máy

Chất lỏng đi qua các lỗ thông vào các khung dưới áp lực của bơm Nhờ tác dụng của áp suất nén, chất lỏng sẽ thấm qua lớp vải lọc rồi chảy theo rãnh trên khung bản ra vòi và tập trung vào bể chứa, còn tạp chất sẽ lưu lại trên vải lọc và hình thành lớp bã được lấy ra theo từng thời gian qui định Trường hợp chất lỏng có nhiều cặn bã thường dùng máy ép lọc có khung rỗng, trong đó các khung rỗng được đặt giữa hai khung lọc Chất lỏng sẽ vào khung rỗng, thấm qua vải vào khung lọc

Do các khung lọc được ép chặt với nhau nhờ trục ép, nên dù áp lực khi lọc rất cao nhưng chất lỏng vẫn không ngấm qua qua khe hở giữa các thành khung, nhờ đó vẫn đảm bảo được độ sạch cao Sau một thời gian lọc, lớp bã dày lên đến mức độ nhất định thì cần tháo máy để cạo bã Trước khi ngừng lọc để cạo cần dùng khí nén dẫn từ máy nén khí 6 vào máy lọc để thổi sạch dầu còn đọng trên máy và ép kiệt dầu trong bã, sau đó tháo lòng trục nén làm rời các khung và tiến hành cạo bã 1.3.4 Máy phân ly mỡ sữa COM -3- 1000

Máy phân ly mỡ sữa COM -3- 1000 dùng để phân ly hỗn hợp sữa thành mỡ và nước sữa Phần

mỡ để chế biến bơ, bánh sữa, phần nước sữa còn lại để chế biến sữa hộp, pho mát, Việc tách mỡ còn để giải quyết việc chuẩn hóa sữa với độ chứa mỡ cần thiết Vì vậy, trong nhiều trường hợp phân

ly không cần phải tách hết mỡ trong sữa

Cấu tạo máy gồm trống phân ly 6 do 48 đĩa hình côn lắp trên trục thẳng đứng 8 quay với vận tốc 8100v/p (hình 1.28) Các đĩa côn trừ đĩa trên cùng đều có những vấu dày 0,4  0,5mm hàn ở mặt ngoài để khi lắp thành bộ sẽ tạo nên khe hở giữa hai đĩa Mỗi đĩa có 3 lỗ, khi lắp chồng thành bộ tạo

ra 3 lõ thông thẳng đứng

a) b)

Hình 1.28 Máy phân ly sữa COM-3-1000

a) Sơ đồ cấu tạo máy : 1- phao; 2- buồng phao; 3- ống trung tâm; 4- cửa thu mỡ; 5- Cửa thu nước sữa; 6- trống

phân ly; 7- thân máy; 8- gối đỡ trục đứng; - 9- nắp; 10- Bánh răng vít; 11- bộ truyền đai; 12-

động cơ điện; 13- bu lông căng đai; 14- đế máy; 15- gối đỡ dưới của trục đứng; 16- trục đứng

b) Cấu tạo trống phân ly : 1- đế trống; 2- đệm cao su; 3- trục lắp phễu; 4- bộ phễu phân ly; 5- vỏ trống; 6- lắp phễu

vào trục; 7- lắp trục vào vỏ trống; 8- đai ốc hãm

Trục trống và trụ lắp đĩa có 3 lỗ để khi sữa từ buồng phao vào máy sẽ theo ống trụ qua các lỗ đó chảy tràn lên qua 3 lỗ thông thẳng đứng ra các khe hở giữa các đĩa Bộ phận thu mỡ là một máng hứng đặt nằm ngang với lỗ thu mỡ ở phễu trên cùng ở lỗ thoát mỡ có vít rỗng để điều chỉnh độ mỡ Khi vặn vít vào làm giảm lưu lượng mỡ, vì vậy mỡ thu được có nồng độ cao hơn (đặc hơn) Bộ phận thu nước sữa là máng hứng ngang với lỗ thoát nước sữa ở cổ vỏ trống phân ly Bộ phận truyền động gồm động cơ điện có công suất 1kW và bộ truyền động gồm đai truyền 11 và cặp bánh vít trục vít 10

Cho máy chạy và đổ sữa vào phễu cấp liệu 1 Sữa chảy vào máy qua lỗ giữa của trục trống và các lỗ thông tràn trên mặt đĩa thành các lớp mỏng quay theo trống Trên các mặt đĩa sữa được phân

ly, các hạt mỡ tách theo hướng tâm di chuyển vào phía trục trống thành một dòng lên trên, qua lỗ thoát mỡ chảy vào máng hấng mỡ và vào thùng chứa riêng Nước sữa tách theo hướng ly tâm ra mép các phễu dâng lên qua miệng thoát sữa chảy vào máng hứng nước sữa và vào thùng chứa riêng Nước sữa cũng có thể kéo theo một ít hạt mỡ (thường là những hạt mỡ rất bé) nhưng độ chứa mỡ ở nước sữa rất bé khoảng 0,2  0,5% nghĩa là máy có khả năng phân ly sạch mỡ tới 99,5  99,8% Trong quá trình phân ly, những tạp chất cơ học có trong sữa sẽ văng ra ngoài cùng, bám vào thành trong của vỏ trống, tạo thành một lớp bẩn Sau khi phân ly cần tháo trống để làm sạch lớp bẩn đó

Loại máy ly tâm này sử dụng rất có hiệu quả khi tách riêng hai pha lỏng mỡ và nước sữa trong sữa hay mỡ và nước trong dầu thực phẩm Ngoài ra nó còn được sử dụng để loại bỏ tạp chất trong trong chất lỏng nói chung Tuy nhiên khi chất lỏng có nhiều tạp chất cơ học nếu dùng máy này để làm sạch thì hiệu quả sẽ kém hơn vì sau một thời gian làm việc ngắn tạp chất bám thành lớp dày vào thành trong của trống và luôn phải ngừng máy để làm sạch

Một số chỉ tiêu kỹ thuật: năng suất máy 1000l/h; tỷ lệ mỡ thu được so với nước sữa có thể điều chỉnh trong giới hạn 1/4  1/12 tùy theo yêu cầu của các giai đoạn chế biến tiếp theo; công suất động cơ điện 1kW

1.4 Tính toán máy làm sạch và phân loại

1.4.1 Các chỉ tiêu đánh giá quá trình làm sạch và phân loại

a) Khả năng phân loại và làm sạch

Khi lựa chọn phương pháp làm sạch và phân loại ta phải dựa vào tính chất vật lý của các cấu tử trong hỗn hợp Trước hết ta phải phải chọn dấu hiệu phân chia, đó là tính chất đặc trưng sự khác nhau về tính chất vật lý của các cấu tử, sau đó sẽ lựa chọn thông số phân chia, đó là giá trị cụ thể của dấu hiệu phân chia Như vậy, việc lựa chọn đúng dấu hiệu phân chia và thông số phân chia là yếu tố quan trọng để đạt được hiệu quả làm sạch và phân loại tối đa thông qua việc sử dụng các thiết bị thích hợp

Một trong những phương pháp được áp dụng phổ biến và có hiệu quả để nghiên cứu khả năng làm sạch và phân loại là phương pháp dùng biểu đồ phân bố hạt trên toạ độ Đecac

Trên hình 1.29 là đồ thị phân bố kích thước hạt của hai cấu tử: hạt lớn và hạt bé Trục hoành x biểu diễn dấu hiệu phân chia (ví dụ chiều rộng hạt), trục tung y biểu diễn tần suất

Hình 1.29 Đồ thị phân chia hỗn hợp hai cấu tử Diện tích tạo thành giữa đường cong ct1 và trục hoành là hàm lượng phần tử hạt lớn, diện tích tạo thành giữa đường cong ct2 với trục hoành là hàm lượng các phần tử hạt nhỏ Khi đó, sẽ sảy ra 3 trường hợp:

- Trường hợp 1: Nếu sử dụng thông số phân chia D (hình 1.29a) hoàn toàn có thể tách khối hỗn hợp ra thành hai phần riêng biệt: hạt lớn và hạt nhỏ Đây là hỗn hợp dễ phân chia

- Trường hợp 2: Nếu sử dụng thông số phân chia D1 (hình 1.29b), có thể tách khối hạt ra làm hai phần nhưng không hoàn toàn, một số hạt lớn và hạt nhỏ có chung một thông số  Như vậy, trong trường hợp này ta phải chia hỗn hợp ban đầu ra thành 3 phần hỗn hợp phân cấp (cấu tử 1, cấu

tử 2 và hỗn hợp gồm cấu tử 1 + cấu tử 2) Đây là hỗn hợp khó phân chia (muốn phân chia được cần phải dùng thông số phân chia khác)

- Trường hợp 3: Sử dụng thông số phân chia D2 (hình 1.29b), ta không thể tách riêng được hạt lớn và hạt nhỏ Đây là hỗn hợp không phân chia được (muốn phân chia được cần phải chọn dấu hiệu phân chia khác)

Mức độ phân chia hỗn hợp hai cấu tử theo một dấu hiệu phân loại được thể hiện bằng tỷ số giữa khoảng hai cấu tử có thể phân chia và khoảng chung:

0 0

 = 1 khi  = 0 hỗn hợp dễ phân chia

< 1 khi  < 0 hỗn hợp khó phân chia

 = 0 khi  = 0 hỗn hợp không thể phân chia

Có thể nghiên cứu khả năng phân loại theo hai hoặc ba thông số đồng thời nhưng các phương pháp này khá phức tạp nên ít được áp dụng

b) Hiệu suất của quá trình làm sạch và phân loại

Về lý thuyết, khi ta chọn dấu hiệu phân chia đúng và thông số phân chia phù hợp đồng thời chọn được thiết bị tương ứng để thực hiện quá trình thì hiệu suất đạt 100% Nhưng trong thực tế do nhiều lý do, hỗn hợp phân cấp mới nhận được vẫn còn lẫn các cấu tử theo tỷ lệ khác nhau, tức là chưa tách được hoàn toàn Vì vậy, hiệu suất của quá trình làm sạch và phân loại thường được đánh giá như sau:

- Hiệu suất làm sạch tương đối:

100o

 - tỷ lệ tạp chất trong nguyên liệu đầu, %;

 - tỷ lệ tạp chất trong nguyên liệu đã làm sạch, %

- Hiệu suất làm sạch tuyệt đối:

100o o

o o

qo- lượng nguyên liệu đưa vào thiết bị làm sạch, kg/h;

q- lượng nguyên liệu ra khỏi thiết bị làm sạch, kg/h

- Hiệu suất phân loại:

100M

m

Mpl





Trong đó:

M- khối lượng nguyên liệu của mẫu phân tích, g

m- khối lượng nguyên liệu cần phải được loại ra trong quá trình phân loại, g

1.4.2 Máy làm sạch và phân loại hạt

h- chiều cao trung bình của lớp hạt trên sàng, m

- khối lượng thể tích của lớp hạt trên sàng, kg/m3

v- vận tốc trung bình của hỗn hợp trên mặt sàng, m/s Q2- lượng hạt lọt qua sàng được xác định theo công thức:

2 36001000

MZQ

g



2

 - chiều dày của mặt sàng, m g- gia tốc trọng trường m/s2

- Công suất máy sàng

Công suất cần thiết cho sự chuyển động của sàng bao gồm công suất để khắc phục lực quán tính N1 và lực ma sát N2:

Trong đó n- số vòng quay của trục tay quay hay bánh lệch tâm, v/ph

R- bán kính tay quay hay bánh lệch tâm, m

m- khối lượng phần chuyển động gồm có vật liệu và sàng f- hệ số ma sát của vật liệu khi chuyển liệu trên lưới sàng Q- năng suất máy; l- chiều dài sàng, m

- góc nghiêng của sàng, độ a,b- các hệ số; a = 4,47.10-7, b = 3,71.10-3.; c - hiệu suất truyền động

Như vậy sẽ xảy ra sự phân riêng của hỗn hợp hạt, tức là quá trình phân loại được thực hiện

Hình 1.30 Sơ đồ tác dụng của dòng khí lên hạt

Để xác định khả năng phân loại sản phẩm theo tính chất khí động ta cần phải xác định được các trị số của các lực tác dụng lên hạt trong dòng khí

vh- tốc độ chuyển động của hạt vật liệu, m/s

Fm- diện tích mặt cắt ngang của hạt, tức là hình chiếu của hạt trên mặt phẳng vuông góc với với véc tơ vận tốc tương đối của dòng không khí vk -vh

k- hệ số sức cản khí động, phụ thuộc chủ yếu vào hình dạng hạt, trạng thái bề mặt của hạt (độ nhẵn và độ lồi lõm), vị trí của vật thể đối với hướng của dòng không khí và tính chất của dòng khí Trị số k được xác định bằng thực nghiệm nếu biết tiết diện ngang của hạt Fm

Nếu hạt lơ lửng trong dòng khí thì tốc độ của nó bằng 0 và trọng lực G được cân bằng với lực cản của môi trường, khi đó:

k F



Như vậy, mỗi loại hạt hay tạp chất đều có thể có tốc độ tới hạn khác nhau khi ở trong dòng khí Khi dòng khí có tốc độ vk thổi từ dưới lên sẽ sảy ra 3 trường hợp:

- Nếu hạt hay tạp chất có vth< vk sẽ bay theo không khí;

- Nếu hạt hay tạp chất có vth = vk sẽ ở trạng thái lơ lửng;

- Nếu hạt hay tạp chất có vth> vk sẽ rơi xuống dưới

Như vậy, bằng cách điều chỉnh tốc độ dòng khí thích hợp có thể phân chia và tách ra thành phần tạp chất và loại hạt khác nhau

1.4.3 Máy làm sạch và phân loại củ quả

1.4.3.1 Máy rửa kiểu trống

- Chuyển động của củ quả trong trống rửa

Khi trống quay, do ma sát của củ quả vào bề mặt trống và lực ly tâm ép củ quả vào thành trống củ quả được nâng lên tới độ cao ở điểm A Dưới tác dụng của trọng lực, củ quả rời ra và rơi xuống điểm B (hình 1.31) Ngoài ra khi trống quay, củ quả còn di chuyển dọc trống từ máng chất tới máng thu do chất liên tục và múc liên tục Quá trình chuyển động của củ quả trong trống là chuyển động phức tạp Dưới tác dụng của lực ly tâm và lực ma sát, củ quả chuyển động theo các đường 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, Dưới tác dụng của sự trượt do góc thoải tự nhiên của khối củ quả khi chất đống, củ quả chuyển động dọc theo trống theo các đoạn đường 2-3, 4-5, 6-7, Nhờ tác dụng của quá trình chuyển động trên mà củ quả được xáo trộn và rửa sạch

Hình 1.31 Sơ đồ chuyển động của củ quả trong trống rửa

- Số vòng quay giới hạn của trống rửa

Số vòng quay giới hạn của trống được tính toán sao cho đảm bảo được điều kiện là : khi củ quả được nâng lên theo thành trống vẫn kịp tách rời khỏi thành trống mà rơi xuống, cùng lắm thì cũng cho phép lên tới điểm C là phải rơi xuống

Nếu gọi F là lực ly tâm của củ quả khi trống quay, G là trọng lực của củ quả Số vòng quay giới hạn của trống được xác định bằng điều kiện cân bằng giữa hai lực trên :

Trong đó m- khối lượng của mỗi củ quả; g- gia tốc trọng trường, m/s2;

a- gia tốc ly tâm, m/s2; n- số vòng quay của trống, v/ph;

Số vòng quay tính toán của trống nt = (0,5  0,7) ngh

- Vận tốc di chuyển của củ quả dọc trống

h- bề dày trung bình của lớp củ quả trong trống, m;

- góc nghiêng tự nhiên của khối củ quả,  = 28  350

- Năng suất máy rửa kiểu trống

Q = 60qnt

Trong đó nt- số vòng quay tính toán của trống, v/ph;

q - khối lượng củ quả do gáo múc ra trong mỗi vòng quay của trống, tấn;

q = Vgz

Vg - thể tích củ quả do một gáo múc ra, m3 ;

 - hệ số chứa của gáo;

 - khối lượng thể tích, tấn/m3 ;

z - số gáo múc

- Công suất máy rửa kiểu trống:

c - hiệu suất truyền động

1.4.3.2 Máy rửa kiểu vít chuyền

- Năng suất máy rửa kiểu vít:

Trong đó D - đường kính ống bao, m; d - đường kính trục vít, m;

S - bước vít xoắn, m; - khối lượng thể tích của củ quả, tấn/m3;

 - hệ số chứa của củ quả ở mỗi vòng xoắn; n - số vòng quay của vít, v/ph;

C - hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng của vít so với mặt phẳng nằm ngang

2

atv

Nếu P < R thì phần tử rắn đã trộn vào chất lỏng sẽ nổi lên trên Nếu P > R thì phần tử chất rắn

sẽ chuyển động xuống dưới có gia tốc theo định luật Niutơn :

P - R = Ga

G - khối lượng của phần tử rắn;

a - gia tốc của phần tử chuyển động xuống dưới do hiệu số của lực P - R

Vì vậy, khi P > R thì phần tử rắn chuyển động trong môi trường lỏng với gia tốc đều và tốc độ của nó ở một thời điểm nào đó sẽ bằng:

Nhưng tốc độ chuyển động của các phần tử càng tăng thì sức cản của chất lỏng cũng tăng theo Đến lúc nào đó trong chất lỏng sẽ bắt đầu xuất hiện sự xoáy (hình 1.31b), tạo nên một vùng áp suất thấp phía sau các phần tử để khắc phục bổ xung vào hiệu số áp suất sinh ra trước đó và sau vùng đó

Vì vậy, lực R được tăng lên, còn hiệu số P - R sẽ giảm xuống Do đó gia tốc a cũng bị giảm, nghĩa

là các phần tử bắt đầu chuyển động chậm dần đều Sau khi các phần tử bắt đầu lắng một thời gian thì lực P và R sẽ cân bằng, khi đó :

a = 0 và at2/2 = 0

Tại thời điểm phần tử bắt đầu chuyển động đều với tốc độ không đổi vo thì tốc độ đó gọi là tốc

độ lắng và được xác định từ điều kiện cân bằng của P và R :

 - độ nhớt động học của môi trường lỏng, Ns2/m2

Lực đẩy S2 được tính theo công thức :

1 - khối lượng riêng của các phần tử rắn, kg/m3

Thay giá trị các thành phần trên vào phương trình (3.41), ta có :

gd

hiệu làm giảm độ nhớt là nâng cao nhiệt độ chất lỏng Như vậy, để tăng tốc độ lắng cần phải đun nóng đều chất lỏng theo chiều cao của thiết bị lắng

Giả sử sau thời gian nào đó, hỗn hợp lỏng trong bể lắng được phân chia ra lớp cặn và lớp chất lỏng sạch Thể tích lớp chất lỏng sạch thu được :

Trong quá trình lọc, lớp bã sẽ bám trên vật lọc, có thể xem như một lớp vật lọc Thể tích nước lọc đi qua vật lọc và lớp bã đó được xác định theo công thức :

V- thể tích nước lọc, m3; r- bán kính mao quản mà nước lọc chảy qua, m;

- thời gian lọc, s; z- số mao quản trên 1m2 bề mặt lọc;

- độ nhớt của nước lọc, Ns/m2; l- chiều dài mao quản

Cân bằng phương trình (3.47) và (3.48) ta được :

zr

ml8

Sức cản của lớp bã tỷ lệ thuận với chiều dày của nó :

Rb  

- trở lực riêng của lớp bã, Ns/m4 Đó chính là trở lực của lớp bã có chiều cao 1m, nằm rải trên diện tích 1m2 Giá trị của  được xác định bằng thực nghiệm

- bề dày của lớp bã, m

Trong quá trình lọc, sức cản của bã không ngừng được tăng lên vì bề dày của lớp bã tăng Trong

đa số trường hợp, đại lượng này vượt quá sức cản của vật lọc Vì vậy, sức cản của vật lọc thường bỏ qua và lấy :

Từ phương trình (3.50), ta thấy nếu tiến hành lọc ở áp suất không đổi thì tốc độ lọc sẽ giảm dần

do lớp bã tăng lên làm tăng sức cản lọc, do đó quá trình lọc không được ổn định Để quá trình lọc được ổn định cần phải tăng áp suất chất lỏng qua vật lọc tương ứng với độ tăng bề dày của lớp bã và giữ tỷ số P/R không đổi trong quá trình lọc

1.4.5.3 Máy ly tâm

a) Máy ly tâm lắng

Đối với các máy ly tâm lắng, thùng đựng hỗn hợp lỏng làm bằng thép quay trên trục thẳng đứng Quá trình lắng hỗn hợp lỏng xảy ra do tác dụng của hai lực: trọng lực và lực ly tâm (hình 1.33) Nhờ đó có thể làm tăng hiệu suất phân ly và đặc biệt là tăng độ sạch (có thể tách được những phần tử rắn có kích thước rất nhỏ tới 0,1  0,5m)

Hình 1.33 Lực tác động lên phần tử rắn trong quá trình phân ly Lực ly tâm ép các phần tử rắn trong hỗn hợp lỏng tới thành thùng được tính theo công thức:

900

n

mrr

mvma

của thùng Trong trường hợp đó lực ly tâm để phân ly hỗn hợp lỏng tăng lên n2 lần Khi số vòng quay lớn có thể giảm bớt bán kính thùng mà vẫn không làm giảm khả năng phân ly của máy ly tâm, tuy nhiên cần phải tăng độ bền của thùng

ứng dụng nguyên tắc này, người ta thường chế tạo các máy ly tâm siêu tốc có bán kính rất nhỏ, khoảng 60  200mm nhưng số vòng quay rất lớn, có thể tới 40.000-45.000v/ph

Hiệu quả làm việc của máy ly tâm lắng được đánh giá bằng yếu tố phân ly pl, thể hiện quá trình phân ly trong máy ly tâm (dưới tác dụng của lực ly tâm) mạnh hơn bao nhiêu lần so với quá trình xẩy ra trong bể lắng (dưới tác dụng của trọng lực):

g900

rng

0001206014



,

,.,

Điều đó có nghĩa là sự lắng ở máy ly tâm siêu tốc có hiệu quả hơn so với lắng trong bể lắng gấp

8900 lần Yếu tố phân ly càng cao thì khả năng phân ly của máy ly tâm càng lớn Trong các máy ly tâm lắng thường có pl = 2000  3000

vỏ máy ly tâm và ra ngoài, còn bã được giữ lại trên bề mặt vật lọc

Hiệu số áp suất ở hai phía vật lọc được xác định gần đúng theo công thức :

d- đường kính của thùng máy, m; h- chiều cao của thùng, m

Tốc độ lọc ly tâm được biểu thị bằng phương trình, giống như phương trình dùng để xác định tốc độ lọc không ly tâm :

Rd

Giai đoạn 1 là giai đoạn hình thành lớp bã Lớp bã không ngừng được tăng lên, pha lỏng được đẩy ra rất mạnh khi thoát qua vật lọc và lớp bã mới hình thành Tốc độ lọc giảm dần, do lớp bã tích

tụ trên bề mặt vật lọc tăng lên Đến cuối giai đoạn này thì tất cả pha rắn của hỗn hợp lỏng được lắng lại trên vật lọc còn pha lỏng chỉ chứa trong các lỗ rỗng của bã

Giai đoạn 2 là quá trình làm sít bã, nghĩa là đuổi chất lỏng trong các mao quản dưới tác dụng

của lực ly tâm và ép chặt các phần tử bã lại

Giai đoạn 3 là quá trình thẩm thấu không khí vào các lỗ để giải phóng chất lỏng, lúc này bã được làm khô từng phần nhỏ và rắn chắc lại tạo thành một lớp tương tự như lớp vật lọc mới

Tốc độ lọc ở giai đoạn 2 và 3 giảm không đáng kể, tuy nhiên so với giai đoạn 1 thì giảm khá nhiều Nếu cứ duy trì cho máy làm việc ở các giai đoạn này thì năng suất lọc giảm và hiệu quả của quá trình lọc ly tâm rất thấp Vì vậy, cần phải rửa hoặc thay vật lọc khác

Hình 1.34 Đồ thị sự phụ thuộc tốc độ lọc theo thời gian

Hiệu suất của máy ly tâm lọc được xác định bằng yếu tố phân ly, giống như máy ly tâm lắng Hiện nay trong các máy ly tâm, người ta giải quyết tháo bã liên tục, nhờ vậy đã nâng cao được năng suất máy và tạo điều kiện thuận lợi cho việc tự động hóa qui trình sản xuất

Chương II THIẾT BỊ SẤY

2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và phân loại

- Giảm khối lượng và thể tích của sản phẩm, từ đó làm giảm chi phí cho quá trình bao gói, bảo quản và vận chuyển

- Tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình chế biến tiếp theo như : nghiền, trộn, định lượng, Phần lớn các sản phẩm dạng hạt, rau, củ được làm khô dễ chế biến hơn so với sản phẩm ban đầu

- Nâng cao chất lượng của một số sản phẩm khi chế biến như : làm tăng hàm lượng chất khô của sữa bột, đường, chè, cà phê, mì sợi, men và các loại rau quả; làm tăng độ giòn, độ dẻo, giữ được các tính chất đặc trưng của sản phẩm như rau, củ cải, su hào, cà phê tan,

2.1.2 Yêu cầu kỹ thuật

- Đảm bảo được chất lượng sản phẩm sau khi sấy

Đối với hạt, không làm rạn, nứt vỏ không làm thay đổi cấu trúc tế bào, đặc biệt đối với hạt giống không làm ảnh hưởng đến tỷ lệ nẩy mầm và sức sống khi nẩy mầm

Đối với hạt, độ sấy khô không đồng đều không được quá 1% khi độ ẩm cuối cùng của hạt là 15% Độ nóng không đồng đều của hạt không vượt quá 3  4% Nhiệt độ hạt khi sấy không quá

600C đối với hạt lương thực và 500C đối với hạt giống Khi độ ẩm hạt tới 25%, nhiệt độ chất mang nhiệt cho phép có thể tới 700C, khi độ ẩm hạt cao hơn 25%, nhiệt độ chất mang nhiệt không được quá 800C

Đối với rau quả, khi sấy khô hình dáng cấu trúc tế bào có thể bị biến đổi nhưng thành phần dinh dưỡng ít biến đổi

- Có thể sấy được nhiều loại nông sản và điều chỉnh được chế độ sấy thích hợp

- Năng suất cao, chi phí năng lượng riêng thấp

- Cấu tạo đơn giản, tiện lợi trong sử dụng

2.1.3 Phân loại

- Theo phương pháp sấy : sấy tiếp xúc, sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy thăng hoa,

- Theo cấu tạo của bộ phận sấy : máy sấy kiểu băng, máy sấy kiểu trống, máy sấy kiểu hộp,

- Theo phương pháp cấp nhiệt: máy sấy dùng điện, dùng than, máy sấy dùng nhiệt mặt trời,

- Theo cách làm việc : máy sấy làm việc liên tục, máy sấy làm việc gián đoạn

- Theo nguyên tắc sử dụng : máy sấy lưu động, máy sấy tĩnh tại

- Theo trạng thái nguyên liệu ở trong thiết bị sấy : máy sấy nguyên liệu ở trạng thái động, máy sấy nguyên liệu ở trạng thái tĩnh

2.2 Các phương pháp sấy

2.2.1 Phương pháp sấy đối lưu

Phương pháp sấy đối lưu là phương pháp được dùng khá phổ biến trong sản xuất, sử dụng tác nhân sấy là khí nóng vừa làm nhiệm vụ truyền nhiệt và lấy ẩm ra khỏi vật liệu sấy Như phần phân loại thiết bị sấy ở chương trước, tác nhân sấy có thể có nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào kiểu máy sấy

Sấy đối lưu được tiến hành bằng cách cho vật liệu tiếp xúc trực tiếp với tác nhân sấy đã được đốt nóng (hình 2.1)

Tác nhân sấy (không khí) được quạt 3 thổi vào bộ phận sưởi 1 (calôrife), sau đó đi vào buồng sấy 2, ở đó có vật liệu ẩm cần sấy khô Như vậy, sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với không khí nóng Không khí cấp nhiệt cho vật liệu đồng thời mang ẩm từ vật liệu ra khỏi buồng sấy Phương pháp sấy này được sử dụng phổ biến để sấy hạt, bánh mì, mứt quả,

Để tận dụng và nâng cao hiệu suất nhiệt, người ta thường sử dụng một phần không khí ẩm thải

ra tuần hoàn trở lại lẫn với không khí mới vào calorife để tăng nhiệt độ trước khi đưa vào buồng sấy

Hình 2.1 Sơ đồ phương pháp sấy bằng khí nóng

1- quạt; 2- calorife; 3- buồng sấy Trong nhiều trường hợp cần sấy ở nhiệt độ cao hoặc sản phẩm sấy không cần yêu cầu cao về hình thức và vệ sinh người ta dùng tác nhân sấy là khói lò

Để sấy trực tiếp bằng khí nóng, người ta thường dùng các thiết bị sau :

Thiết bị sấy đối lưu kiểu phòng (hình 2.2a) là thiết bị sấy làm việc gián đoạn được dùng để sấy đường và bánh bích qui Vật liệu sấy được xếp lên các sàn 4 hoặc xếp vào các xe goòng Không khí được đốt nóng trong bộ phận sưởi 2 đặt trước thiết bị sấy, được quạt gió 1 đẩy vào phòng sấy Trong phòng có đặt các bộ phận sưởi 3 và 5 để đót nóng bổ xung tác nhân sấy Loại thiết bị sấy này

có nhược điểm năng suất thấp nên chỉ dùng với qui mô sản xuất nhỏ

Thiết bị sấy kiểu tunnel (hình 2.2b) là loại làm việc liên tục được sử dụng để sấy rau, quả, Thiết bị sấy này gồm có hầm sấy 1, các xe goòng chứa vật liệu 6 đi vào hầm theo cửa 2 rồi dịch

chuyển theo đường ray dọc hầm về phía đối diện, ở phía này có cửa tháo 5 Không khí đã được đốt nóng trong bộ phận sưởi 4 được quạt gió 3 hút vào đi ngược chiều hoặc thẳng góc với chiều đi của sản phẩm và thoát ra qua cửa 7 Loại thiết bị sấy kiểu tunnel có nhược điểm là quá trình sấy tiến hành không đều vì sản phẩm sấy luôn ở trạng thái lớp cố định

Hình 2.2 Sơ đồ các thiết bị sấy đối lưu a) kiểu phòng sấy; b) kiểu tunnel; c) kiểu băng tải; d) kiểu thùng quay; e)

kiểu "tầng sôi"; f) kiểu sấy phun

Thiết bị sấy kiểu băng tải (hình 2.2c) là loại làm việc liên tục dùng để sấy vật liệu rời, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sấy hạt, rau, Bên trong buồng sấy 2 người ta đặt nhiều băng tải 3 cái nọ trên cái kia, các băng tải được làm bằng vải hoặc lưới kim loại chuyển động ngược chiều nhau Vật liệu từ thùng chứa 1 chảy xuống băng tải phía trên, di chuyển dọc theo buồng sấy 2 và đổ xuống băng tải đặt ở dưới Tốc độ băng tải khoảng 1m/s Quạt gió 4 đẩy không khí qua calorife 5 vào buồng sấy 2, và thoát ra ngoài ra cửa 7 Sản phẩm sấy được thoát ra ngoài qua cửa 6 Do nguyên liệu đổ xuống nhiều lượt từ băng tải này đến băng tải khác và được xáo trộn nhiều lần nên quá trình sấy được đồng đều

Thiết bị sấy kiểu thùng quay (hình 2.2d) là loại thiết bị làm việc liên tục dùng để sấy hạt và

những phế phẩm thực phẩm dùng làm thức ăn chăn nuôi như bã củ cải, bã rượu, Thiết bị sấy thùng quay gồm có thùng quay 1 đặt nghiêng một góc 6o so với đường nằm ngang Bên trong có các cánh gắn chặt với thùng để phân phối vật liệu đều đặn theo tiết diện của thùng và làm cho sản phẩm chuyển rời được liên tục Nhờ đó mà vật liệu và tác nhân sấy tiếp xúc với nhau được tốt hơn Tác nhân sấy là khói lò được tạo ra ở lò đốt 2, trước khi vào thùng quay 1 phải qua buồng trung gian 3,

ở đó cho không khí vào để trộn lẫn với khói lò và hạ thấp nhiệt độ của chúng Vật liệu sấy được chất vào thùng sấy khoảng 20  25% dung tích Tốc độ quay của thùng từ 1  8 v/ph Sản phẩm sấy

ra ngoài qua cửa 5, tác nhân sấy thoát ra khỏi thiết bị sấy qua cửa 4 và được đưa vào xiclon để lọc bụi trước khi thoát ra ngoài

Thiết bị sấy "tầng sôi" (hình 2.2e) được sử dụng chủ yếu để sấy hạt và các loại vật liệu rời khác Vật liệu ẩm từ thùng chứa 2 được vít tải 1 đẩy vào buồng sấy 4, trong buồng sấy có đặt lưới sàng 6 Tác nhân sấy (không khí hoặc khói lò) từ của 8 qua sàng vào buồng sấy với tốc độ khoảng 2m/s, khi

đó lớp vật liệu trên sàng ở trạng thái lơ lửng trong dòng tác nhân sấy Không khí ẩm được đẩy ra khỏi buồng sấy qua cửa 3, sản phẩm sấy khô được vận chuyển ra ngoài qua cửa thoát 7 Do vật liệu sấy luôn ở trạng thái lơ lửng nên quá trình sấy được thực hiện đồng đều, thời gian sấy ngắn và thành phẩm có chất lượng cao

Thiết bị sấy phun (hình 2.2f) là thiết bị làm việc liên tục dùng để sấy vật liệu có độ ẩm ban đầu lớn như sữa và các chất lỏng đậm đặc khác Thiết bị gồm có buồng sấy 1 bên trong có thiết bị phun đặc biệt 2 và thiết bị lọc không khí 4 Sữa đặc được đun nóng đến nhiệt độ 60  700C, đi vào ống 3 đập lên bề mặt của đĩa quay 2 Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa sẽ phun toả ra và biến thành bụi sữa có kích thước rất nhỏ (10  15m) Tác nhân sấy là không khí sạch đã được đốt nóng đến nhiệt

độ 1201500C từ cửa 7 chuyển động về phía những giọt sữa rơi xuống, qua máy lọc khí 4 và theo ống 8 ra ngoài Vật liệu sấy khô ở dạng bột được lắng xuống đáy buồng sấy được vít tải 5 chuyển ra khỏi buồng sấy qua cửa 6 Loại thiết bị sấy phun có ưu điểm là thời gian sấy ngắn khoảng vài giây

vì diện tích tiếp xúc của vật liệu với tác nhân sấy rất lớn (1dm3 sữa phun ra có diện tích khoảng 300m2), sản phẩm được làm khô ở dạng bột không cần phải nghiền Nhược điểm là kích thước thiết

bị lớn và chi phí năng lượng cao

2.2.1 Phương pháp sấy tiếp xúc

Sấy tiếp xúc được thực hiện khi đốt nóng vật liệu bằng chất tải nhiệt qua thành dẫn nhiệt Không khí nóng, khói lò, hơi nước đi vào một phía của thành dẫn nhiệt, còn phía kia được xếp vật liệu ẩm Nhờ tiếp xúc với thành đã đốt nóng mà sản phẩm nóng lên và được sấy khô Phương pháp này được

sử dụng để sấy sữa, men, purê rau quả,

Trên hình 3.2 là sơ đồ thiết bị sấy tiếp xúc liên tục, có thể sấy ở áp suất chân không hay áp suất khí quyển, được sử dụng để sấy khô men thức ăn, bột nhão đặc sệt, bột trứng Thiết bị sấy một trục (hình 2.3a) có cấu tạo gồm 1 trục trên đó có gắn một thùng quay rỗng 3, trong thùng được đốt nóng bằng hơi nước hoặc bằng dầu khoáng Thùng nhúng một phần vào sản phẩm lỏng, chất lỏng đó được giữ lại trên mặt thùng bởi lực dính tạo thành một màng mỏng Nguyên liệu đưa vào thiết bị sấy theo ống 5 Màng đã khô được bóc ra khỏi thùng nhờ dao 2 rơi vào xe 1 hoặc vào thùng chứa Trường hợp cần sấy ở áp suất chân không, người ta nối liền buồng sấy với hệ thống chân không qua ống 4

Để tăng năng suất của thiết bị sấy, người ta dùng thiết bị sấy hai trục (hình 3.2b) Sữa đặc 2 được đẩy vào thành những dòng mỏng trên bề mặt của các thùng 1, quay ngược chiều nhau và được

đốt nóng đến nhiệt độ 110  1300C Tốc độ quay của thùng từ 1  10 v/ph Trong khoảng thời gian

17  18s trên bề mặt thùng tạo ra lớp màng khô mỏng và được bóc sạch khỏi bề mặt bởi dao 4 và đổ vào thùng chứa 3, từ đó người ta chuyển màng sang nghiền nhỏ để thu được sữa bột khô Năng suất của thiết bị sấy kiểu trục tỷ lệ với chiều dài, đường kính và tốc độ quay của trục

a) b)

Hình 2.3 Sơ đồ các thiết bị sấy tiếp xúc a) thiết bị sấy một trục; b) thiết bị sấy hai trục2.2.1 Phương pháp sấy bức xạ

Sấy bức xạ là phương pháp sấy dùng tia bức xạ chiếu vào đối tượng cần làm khô Nguồn nhiệt bức xạ thường dùng đèn hồng ngoại, điện trở, chất lỏng hay khí, tấm được đốt nóng tới nhiệt độ nhất định, để vật nóng phát ra bức xạ hồng ngoại Tia hồng ngoại chiếu vào vật liệu sấy(gồm nước

và hợp chất hữu cơ) Nước trở thành vật đen, hấp phụ đa số năng lượng; hợp chất hữu cơ trở thành vật trong suốt, tia xuyên qua không sinh nhiệt Hiện tượng này chỉ xảy ra ở giai đoạn sóng có bước nhất định( bước sóng  = 0,440m) Dưới tác dụng của tia hồng ngoại, sản phẩm được đốt nóng

và làm khô dần Ưu điểm nổi bật của thiết bị sấy bức xạ là sản phẩm được đốt nóng nhanh, cường

độ bay hơi ẩm lớn hơn vài lần so với phương pháp sấy đối lưu và tiếp xúc Sở dĩ vậy là vì nguồn nhiệt có thể chọn rất cao(500 6000C), dòng nhiệt tới vật sấy có thể tới 22500 Kcal/m2h( gấp 30 lần) và phần lớn công suất đèn biến thành nhiệt để làm nóng vật liệu, không khí ở khoảng không gian giữa đèn và vật liệu hầu như không bị đốt nóng nên mất mát nhiệt ra xung quanh không đáng

kể Nhược điểm là có hiện tượng quá nhiệt của vật liệu, bởi vì lớp bề mặt của nó nóng nhanh hơn nhiều so với các lớp bên trong

2.2.1 Phương pháp sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là phương pháp tách ẩm ra khỏi sản phẩm bằng cách biến nước trong sản phẩm (ở thể lỏng) thành nước đá (ở thể rắn), rồi từ nước đá chuyển thành hơi nước, tức là thăng hoa, không qua trạng thái lỏng (hình 2.4)

Sấy thăng hoa được tiến hành qua 3 giai đoạn : trước hết làm lạnh đông sản phẩm ở nhiệt độ dưới 00C, khi đó tất cả nước trong sản phẩm đông lại, sau đó đưa vào buồng thăng hoa là buồng có

áp suất chân không Do có áp suất chân không nên nước đá bị thăng hoa và sản phẩm được làm khô

Ở giai đoạn này lượng nước bốc hơi chủ yếu là nước ở trạng thái tự do, còn nước ở trạng thái liên kết không bốc hơi Nếu muốn tiếp tục làm bốc hơi nước ở trạng thái liên kết, cần phải qua giai đoạn nữa là cấp nhiệt làm nóng sản phẩm nhờ bộ phận đốt nóng 2 đặt ngay trong buồng thăng hoa

Hình 2.4 Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa 1- buồng thăng hoa; 2- thiết bị đốt nóng; 3- thiết bị ngưng tụ; 4- bơm chân không; 5- máy nén; 6- bình ngưng tụ của thiết bị lạnh; 7- van điều chỉnh; 8- van tháo nước ngưng tụ; 9- sản phẩm sấy

Do sấy ở nhiệt độ thấp và không có không khí nên sản phẩm hầu như giữ nguyên được các chất dinh dưỡng, màu sắc và mùi vị, hình dáng và khối lượng có khả năng phục hồi lại gần hoàn toàn như sản phẩm ban đầu Tuy nhiên sấy thăng hoa cần có nhiều thiết bị đắt tiền và chi phí điện năng khá lớn

2.3 Cấu tạo và hoạt động của một số thiết bị sấy

2.3.1 Thiết bị sấy băng tải

Thiết bị sấy băng tải do Mỹ sản xuất, có cấu tạo gồm 2 buồng nóng và lạnh ngăn cách bởi tường chắn 6 (hình 2.5) Hạt ẩm vào phễu 1 được dàn mỏng trên băng tải 2 và chuyển động

Hình 2.5 Thiết bị sấy băng tải 1- phễu cấp liệu ; 2- băng tải ; 3- buồng đốt nhiên liệu; 4- vít tải ; 5,7- quạt hút ; 6- tường chắn

Không khí được đốt nóng bằng nhiên liệu lỏng ở buồng đốt 3 Không khí nóng và khô được hút

đi qua lớp hạt trên băng nhờ quạt hút 7 Qua hết vùng nóng hạt được sấy khô tới độ ẩm cần thiết, sau đó đi vào vùng lạnh được làm nguội trực tiếp bằng không khí do quạt hút 5 Hạt nguội được rơi xuống vít tải 4 và đi ra ngoài máy Tốc độ sấy, độ giảm ẩm của máy được điều chỉnh bằng cách thay đổi tốc độ băng tải và chiều dầy lớp hạt Điều chỉnh nhiệt độ bằng cách tăng giảm lượng nhiên liệu Máy này có nhược điểm chủ yếu là băng tải chóng bị hỏng

2.3.2 Thiết bị sấy hạt theo chu kỳ

Trên hình 2.6 giới thiệu sơ đồ công nghệ sấy thóc theo chu kỳ của hệ thống thiết bị sấy Satake, được dùng trong các kho bảo quản hạt

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ sấy thóc theo Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ sấy

chu kỳ của hệ thống thiết bị sấy Satake hồi lưu kín

1- vựa tiếp liệu; 2- gàu tải; 3- máy liên hoàn 1- vựa chứa hạt trên buồng đốt nóng;

tách tạp chất; 4- thiết bị sấy; 5- vít tải; 2- buồng đốt nóng hạt; 3- vựa truyền

6- thiết bị phân phối hạt và xilo; 7- xilô ủ nhiệt ẩm; 4- tháp làm nguội trung

thóc ; 8- xilô chứa hạt khô; 9- băng tải gian; 5- tháp làm nguội kết thúc

Theo sơ đồ công nghệ này, trước khi sấy hạt phải được làm sạch tạp chất, sau đó được đưa vào thiết bị sấy nhờ gầu tải Nếu hạt càng sạch tạp chất thì sự chuyển dịch của hạt trong buồng sấy càng đều, tăng hiệu quả truyền nhiệt nên hiệu suất sấy cao Mỗi lần hạt qua buồng sấy chỉ tách 2  2,5%

ẩm với nhiệt độ tác nhân sấy 650C Hạt chuyển dịch từ trên xuống dưới, tác nhân sấy được quạt từ dưới lên trên

Hạt ra khỏi buồng sấy được gầu tải chuyển vào xilô ủ Sau thời gian ủ 6  24h hạt được đưa trở lại sấy vòng 2 và tiếp tục như vậy cho đến khi độ ẩm đạt yêu cầu bảo quản Nhược điểm của phương pháp này là thời gian sấy kéo dài và cần nhiều xilô để ủ

2.3.3 Thiết bị sấy hồi lưu

Sau khi làm sạch tạp chất hạt ẩm được đưa liên tục vào gầu tải trộn lẫn với hạt hồi lưu (đã khô) Hỗn hợp hạt ẩm và hạt hồi lưu được đốt nóng sơ bộ tại vựa chứa 1 trên buồng đốt nóng rồi xuống buồng đốt nóng 2 (hình 2.7) Sau đó hạt rơi vào vựa truyền nhiệt ẩm 3 Tại đây thực hiện quá trình cân bằng nhiệt và chuyển ẩm giữa hạt ẩm và hạt hồi lưu Từ vựa 3 phân phối hạt thành 2 phần : một phần xuống tháp làm nguội trung gian 4 để hồi lưu về gầu tải trộn lẫn với hạt ẩm; phần còn lại xuống tháp làm nguội kết thúc 5 và đi ra khỏi tháp là hạt đã khô.Thiết bị sấy này có năng suất cao

và không cần phải có nhiều xilô ủ như thiết bị sấy theo chu kỳ

2.3.4 Thiết bị sấy thăng hoa

Trên hình 2.8 là sơ đồ nguyên lý cấu tạo của thiết bị sấy thăng hoa gián đoạn Hệ thống thiết bị gồm có bình thăng hoa 1, bình ngưng - đóng băng 5, bơm chân không 10 và máy lạnh với các thiết

bị tách long 6, dàn ngưng 7, bình chứa tác nhân lạnh 8 và máy nén 10

Vật liệu sấy được làm lạnh đến nhiệt độ thích hợp trong các kho lạnh sâu, thường từ -10-150C, được đưa vào bình thăng hoa 1 Bình thăng hoa được nối với bơm chân không 10 qua bình ngưng-đóng băng 5 Bình ngưng-đóng băng 5 được làm lạnh nhờ một máy lạnh amoniac gồm máy nén 9, dàn ngưng 7, bình tách lỏng 6 và bình chứa amoniac 8 Nhờ bình ngưng - đóng băng 5 mà ẩm thoát

ra từ vật liệu sấy được tách ra dưới dạng băng để máy hút chân không 10 làm việc với không khí khô Điều đó không những tạo cho bơm chân không làm việc nhẹ nhàng mà còn giảm được chi phí điện năng cho cả hệ thống Bình thăng hoa 1 được nối với hệ thống cung cấp nước nóng từ bình chứa 4 làm nguồn ra nhiệt cho vật liệu sấy

Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo thiết bị sấy thăng hoa gián đoạn 1-bình thăng hoa; 2- van; 3- xyfon; 4- bể chứa nước nóng; 5- bình ngưng-đóng băng; 6- bình tách lỏng; 7- giàn ngưng của máy lạnh; 8- bình chứa amoniac; 9- máy nén; 10- bơm chân không; 11,12,13- động cơ điện; 14- bơm ly tâm; 15- phin lọc; 16- tấm gia nhiệt; 17- chân không kế; 18- van điều chỉnh; 19- khay chứa sản phẩm;

20- tấm gia nhiệt; 21- bộ điều chỉnh nhiệt

Loại thiết bị này có ưu điểm là: cấu tạo đơn giản hơn, vốn đầu tư cho thiết bị thấp hơn, kỹ thuật vận hành không phức tạp Nhưng lại có nhược điểm đó là phải thực hiện một số thao tác thủ công như đưa nguyên liệu vào và lấy sản phẩm ra

2.4 Tính toán thiết bị sấy

2.4.1 Cơ sở vật lý của quá trình sấy

Sấy là quá trình nước từ vật liệu ẩm khuyếch tán, bốc hơi ra không khí xung quanh nó Quá trình này được thực hiện do sự chênh lệch áp suất hơi nước ở môi trường xung quanh và trên bề mặt vật liệu ẩm Để làm cho lượng ẩm trên bề mặt sản phẩm bốc hơi cần có điều kiện :

Pm > Pk

Pm - Pk = P

Pm- áp suất hơi nước trên bề mặt vật liệu;

Pk - áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí;

P - động lực của quá trình sấy

Trị số P càng lớn, thì lượng ẩm chuyển ra môi trường xung quanh càng mạnh và quá trình sấy