thiết kế máy ly tâm đường

Vấn đề cơ khí hoá toàn bộ dây chuyền sản xuất, liên tục hoá, tự động hoá đã được dùng rộng rãi trong các nhà máy đường: Cơ khí hoá khâu đốn chặt mía, dùng thiết bị khuếch tán liên tục, n

PHẦN I:

QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ

SẢN XUẤT ĐƯỜNG TỪ MÍA

CÔNG NGHỆ LY TÂM ĐƯỜNG

CHƯƠNG I:

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CÔNG

NGHỆ ĐƯỜNG MÍA

1.1 Sự phát triển công nghiệp đường trên thế giới:

Ấn Độ là nước đầu tiên trên thế giới sản xuất đường từ mía Do đó có danh từ đường có nguồn gốc từ chữ Ấn Độ là “ Sankara”

Vào khoảng năm 398 người Ấn Độ và Trung Quốc đã chế biến mật đường thành tinh thể Từ đó kỹ thuật đường phát triển sang BaTư, Italia, Bồ Đào Nha, đồng thời đã đưa việc luyện đường thành một ngành công nghiệp mới Đến thế kỷ thứ 16, nhiều nhà máy luyện đường mọc lên ở Đức, Anh, Pháp Nhà máy luyện đường hiện đại đầu tiên đã được xây dựng ở Anh vào thế kỷ 19

Lúc đầu, công nghiệp đường còn rất thô sơ Người ta ép mía bằng hai trục gỗ đứng, kéo bằng sức trâu bò, lắng bằng vôi, cô đặc ở chảo và kết tinh đường tự nhiên

Khoảng năm 1867, loại máy ép bằng gang 3 trục nằm ngang kéo bằng hơi nước được dùng đầu tiên ở đảo Rêuniông thuộc Pháp Sau đó người ta cải tiến ghép nhiều trục ép để nâng cao hiệu suất ép có dùng nước thẩm thấu

Phương pháp vôi được sử dụng lâu đời ở Ấn Độ Đến năm 1812, ông Barrnel người Pháp thấy lượng dư trong nước mía làm tăng sự phân giải đường, khó kết tinh và tăng tổn thất đường Ông ta là người đầu tiên dùng khí CO2 để bão hoà vôi và dùng phương pháp lọc để loại kết tủa CaCO3 Cũng vào thế kỷ thứ 19, kỹ sư Tratani người Italia, dùng khí SO2 để trung hoà lượng vôi dư và tẩy màu nước mía Nhờ đó kỹ thuật sản xuất đường đã tiến một bước dài và đưa phương pháp CO2 đạt đến độ hoàn chỉnh

Công nghiệp đường tuy có lâu đời nhưng 100 năm gần đây mới được cơ khí hoá Nhiều thiết bị quan trọng được phát minh vào thế kỷ 19 Năm 1813 Howard phát minh nồi bốc hơi chân không, nhưng chỉ bốc bốc hơi một nồi, hiệu quả còn thấp Mãi đến năm 1843 Rillieux phát minh hệ bốc hơi nhiều nồi, tiết kiệm lượng hơi dùng Năm 1837 Pouzoiat phát minh máy ly tâm truyền động ở đáy, lấy đường ở trên, thao tác không thuận tiện Sau đó, Bessener phát minh máy ly tâm kiểu thùng quay và năm 1867 Weston đã cải tiến truyền động ở trên, lấy đường ở dưới, hiện đang sử dụng rộng rãi trong các nhà máy đường Năm1892, máy ép 3 trục hiện đại được dùng ỏ Mỹ Năm 1820 máy ép khung bản ra đời, năm 1884 dùng thiết bị kết tinh làm lạnh và năm 1878 máy sấy thùng quay xuất hiện Những thiết bị đó dần dần được dùng trong công nghiệp thực phẩm và hoá học.Trong mấy chục năm gần đây, kỹ thuật ngành đường đã phát triển với tốc độ nhanh Vấn đề cơ khí hoá toàn bộ dây chuyền sản xuất, liên tục hoá, tự động hoá đã được dùng rộng rãi trong các nhà máy đường: Cơ khí hoá khâu đốn chặt mía, dùng thiết bị khuếch tán liên tục, nấu đường liên tục, nấu đường liên tục và tự động, tự động hoàn toàn máy ly tâm, phương pháp trao đổi ion Các thiết bị phân tích nhanh và tự động, máy tính điện tử đã được dùng ở nhiều nước trên thế giới.

Việc phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật trong nghành đường đã thúc đẩy việc tăng sản lượng đường trên thế giới một cách nhanh chóng

Ở trên thế giới có khoảng 105 nước sản xuất đường, trong số đó có 64 nước sản xuất đường từ mía, 32 nước sản xuất đường từ củ cải, và 9 nước sản xuất đường từ củ cải và mía Nhà máy đường mía lớn nhất thế giới có công suất 2 vạn tấn mía /ngày (Mêhicô), tiếp đến 1,2 vạn tấn mía /ngày(Cuba, Mêhicô) Nhà máy đường củ cải lớn nhất thế giới là Dinteloard (Hà Lan) công suất 10 ngàn tấn củ cải/ngày Trọng lượng thiết bị của nhà máy đường mía khoảng 2600 tấn, của nhà máy đường củ cải 3600 tấn với công suất của nhà máy 1200 tấn mía hoặc củ cải/ngày

Sản lượng đường của thế giới

1936-1937

1946

1945-1953

1952-1966

1965-1978

1977-1979

1978-1980

1979-1981

1980-1982Sản

1.2 Sự phát triển nghành công nghiệp đường của nước ta:

Nước ta là một nước có truyền thống sản xuất đường mía lâu đời Theo một số tài liệu, cây mía được trồng trên bán đảo Đông Dương từ thế kỷ thứ 14 Cùng với sự phát triển ngành đường trên thế giới, nghề làm đường ở nước ta cũng phát triển mạnh Từ lâu, nhân dân ta đã biết dùng những máy ép giản đơn như máy ép bằng đá, máy ép bằng gỗ dùng sức trâu bò kéo Nước mía ép đã được nấu ra nhiều dạng sản phẩm khác nhau: mật trầm, đường phên, đường thô, đường cát nâu, cát vàng Ở Quãng Ngãi, Phú Yên nhân dân ta đã biết dùng lòng trắng trứng, đất bùn, vôi để làm sạch nước mía, sản xuất ra các loại đường trắng như đường phổi, đường miếng, các loại đường bát dùng trong nước và xuất khẩu

Trong thời kỳ thực dân Pháp chiếm đóng, công nghiệp đường hiện đại của nước ta hầu như không có gì Nước ta chỉ có 2 nhà máy đường hiện đại: Hiệp Hoà (miền Nam) và Tuy Hoà (miền Trung) Do đó, công nghiệp đường mía nước ta trong 100 năm vẫn trong tình trạng sản xuất thủ công là chủ yếu Theo thống kê, năm 1939, toàn bộ lượng đường mật tiêu thụ là 100000 tấn, trong đó nhập 1300

tấn, đường do các nhà máy đường cung cấp là 18000 tấn, còn lại hơn 80000 tấn là

do các lò đường sản xuất

Sau ngày hoà bình lập lại, dưới sự lãnh đạo của Đảng ta, với nhiệt tình lao động của nhân dân ta cộng thêm sự giúp đỡ của các nước xã hội chủ nghĩa, công nghiệp đường hiện đại của nước ta đã bắt đầu phát triển Trong những năm 1958-

1960, chúng ta đã xây dựng hai nhà máy đường hiện đại Việt Trì và Sông Lam (350 tấn mía /ngày) và nhà máy đường Vạn Điểm (1000 tấn mía/ngày), chúng ta đã cải tiến tình trạng sản xuất lạc hậu của nền sản xuất thô sơ trước đây, đầu tư thiết bị, cải tiến qui trình công nghệ, quản lý kỹ thuật, đồng thời tiếp tục xây dựng nhiều nhà máy đường thủ công mới, nhằm phát huy tác dụng tích cực của các nhà máy đường thủ công trong công nghiệp đường nói chung Nhờ đó, sản lượng đường mật thủ công đã chiếm tỉ lệ khá cao trong tổng sản lượng đường của nước ta

Sau ngày thống nhất đất nước, chúng ta tiếp thu thêm một số nhà máy đường hiện đại ở miền Nam như: Nhà máy đường Quãng Ngãi (1500 tấn mía /ngày), Hiệp Hoà (1500 tấn mía /ngày), Bình Dương (1500 tấn mía /ngày), nhà máy đường 333 Daklak (500 tấn mía/ngày), nhà máy đường Phan Rang (350 tấn mía /ngày) và hai nhà máy luyện đường: Khánh Hội (150 tấn đường thô/ngày) và Biên Hoà (200 tấn đường thô/ ngày) Ngoài ra, hiện nay chúng ta đang xây dựng thêm một số nhà máy mới: La Ngà (2000 tấn mía /ngày), Lam Sơn (1500 tấn mía /ngày) v.v

Với số lượng nhà máy đường hiện đại và thủ công đã có, với tốc độ xây dựng thêm các nhà máy đường mới, cộng với việc phát triển nhanh chóng kỹ thuật đường trên thế giới, chắc chắn trong thời gian tới, nước ta sẽ có nền công nghiệp đường hoàn chỉnh, nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết về đường của nhân dân, góp phần vào xây dựng nền kinh tế của nước ta

→ Làm nguội → Sàng trộn hạt → Phểu chứa → Cân → May bao → Thành phẩm.

2.1.2 Thuyết minh sơ đồ sản xuất:

Mía được khai thác từ nơi trồng và vận chuyển vào nhà máy bằng xe ô tô sau đó được xác định hàm lượng đường rồi cân để đánh giá chất lượng Dùng cần cẩu trục và cầu trục cố định để cẩu mía xuống bàn lùa, mía được lùa xuống băng tải bằng tôn dẫn mía đến băng tải 1 và 2 Khi di qua hai dao băm mía được băm thành từng mảnh nhỏ, phá vỡ cấu trúc đầu và hình thành từng lớp dày trên băng tải Qua búa đập để phá vỡ một phần cấu trúc tế bào và xé nát mía rồi dùng băng tải nghiêng vận chuyển lên bộ phận che ép

Mía sau khi được xé tơi sẽ đi qua hệ thống che ép gồm 5 máy ép liên tục, mỗi máy có 3 trục ép và 1 trục dẫn liệu phía dưới Tại đây mía được ép dập tơi, từ đó dịch mía chảy ra Để nâng cao hiệu quả ép người ta người ta dùng phương pháp ép thẩm thấu bằng nước nóng và nước mía loãng Nước mía đi ra từ máy ép

1 và 2 được bơm đến thiết bị lọc vụn cám mía sau đó được đưa vào thùng chứa

nước mía hỗn hợp và bơm đến cân Còn cám vụn được đưa trở lại máy ép 1 để ép lại.

Nước mía ở che ép 3 và 4 được dùng để tưới cho che ép 1 và 2, nước mía từ che ép 5 được tưới cho che ép 4, ở cuối các máy ép có hệ thống phun nước thẩm thấu với nhiệt độ từ 34 ÷ 47oC Bã mía đi ra từ máy ép 5 đi ra theo băng chuyền đến sàng lọc và đem đốt sinh hơi chạy tuarbin phát điện

Nước hỗn hợp từ thùng chứa và được cho một lượng thích hợp dung dịch H3PO4 10% Sau đó được đưa tới cân tự động qua thùng chứa rồi bơm lên các thiết bị gia nhiệt 1 ở nhiệt độ 70 ÷ 75oC Nước mía hỗn hợp được sunfit hoá lần một bằng cách cho SO2 vào nước mía hỗn hợp và bơm đến thiết bị gia nhiệt lần 2

ở nhiệt độ 100 ÷ 105oC, khi đã gia nhiệt 2 nước mía được đưa qua bình loại khí nhằm giảm bớt độ khí rồi mới được đưa xuống thùng lắng để loại bỏ nước bùn, thu nước mía trong Nước bùn được đưa qua thiết bị lọc chân không để tách lấy lượng nước mía còn sót lại trong bùn và đưa về cân nước mía hỗn hợp, còn bã bùn dùng làm phân

Nước mía trong được bơm qua hệ thống bốc hơi, gồm 4 tiết bị Trong quá trình sản xuất căn cứ vào chất lượng nước mía mà có thể cho vào trong nước mía các chất trợ lắng để nâng cao hiệu quả lắng

Nước mía trong được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi sau đó cho vào thiế bị bốc hơi để bốc hơi nước thu đượcmật chè Sau khi bốc hơi mật chè được bơm qua hệ thống lắng nổi để lọc bọt chè, còn nước chè trong được bơm qua thùng Sunfit hoá lần 2 để tẩy màu nước chè

Hơi dùng cho công nghiệp sản xuất đường là hơi thải từ các tua bin phát điện và một phần hơi giảm áp từ lò hơi qua Để nâng cao hiệu quả sử dụng hơi, dùng nhiệt hơi thứ từ hiệu I đến hiệu III cung cấp cho gia nhiệt, nấu đường Hơi từ hiệu cuối đi vào tháp ngưng tụ Mật chè chảy ra từ hiệu cuối được đưa vào thùng mật chè khô cùng với chè dung được bơm SO2 để giảm độ màu và độ nhớt, nâng cao chất lượng mật chè Sau khi Sunfit hoá lần 2, mật chè dùng cung cấp

Mật chè khi đã Sunfit hoá lần 2 được đưa xuống thùng để bơm qua các nấu đường A ta thu được đường non A, qua thùng trợ tinh để được các tinh thể đường đều Sau khi trợ tinh bơm qua máy ly tâm A (hoạt động gián đoạn) để ly tâm tách mật nguyên A và mật loãng A Mật nguyên A đem đi nấu C, còn mật loãng A đem đi nấu giống C Khi nấu C ta thu được đường C, qua thùng trợ tinh rồi bơm qua máy ly tâm C (hoạt động liên tục).

Đường trắng sau khi ly tâm A theo băng tải rung đến thùng sấy, vừa sấy vừa tách các loại đường không đạt tiêu chuẩn ra Đường đạt tiêu chuẩn theo băng tải rung đưa về sàng lọc tiếp để tách đường không đạt xuống thùng hồi dung Còn đường đạt tiêu chuẩn được đưa qua bồn chứa rồi đến cân tự động để đóng bao đem vào kho bảo quản

Còn đường C sau khi ly tâm được đưa qua thùng hồi dung cùng với đường không đạt đưa về sunfit hoá lần 2 để tẩy màu và nấu A trở lại Mật C đem đi nấu cồn và một số sản phẩm khác

Như trên ta thấy khi ly tâm A đường được qua máy sấy và phân loại hạt đường, lúc này đường được sấy khô Đường được đưa đến sàng lọc khi qua băng tải rung và hệ thống gàu tải Còn đường không đạt tiêu chuẩn cùng với đường ly tâm C đi hồi dung để đưa đi Sunfit lần 2, đem nấu A trở lại

2.2 Khái quát về thiết bị và công nghệ sản xuất đường:

2.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ:

Hình 1.2.1

2.2.2 Khu tiếp nhận xử lý mía:

+ Mục đích:

- Kiểm tra chất lượng mía và phân bố lượng mía vào khu xử lý

- Chặt nhỏ và đập tơi mía cây trước khi qua khu ép mía

+ Các thiết bị chính:

Khi mía đã cân và lấy mẩu thử xong được đưa lên máng chứa mía nhờ cần cẩu mía, cần cẩu mía có thể chuyển động ngang dọc (loại cầu trục)

Máng chứa mía cố định đặt nghiêng một góc 30o Mía được đưa từ máng chứa đến bàn lùa nhờ thanh kéo dạng xích

Mía từ bàn lùa đến dao chặt có các cần gạt ngược để điều khiển mức độ nạp mía đến dao chặt và thiết bị lược mía để cây mía đi theo một hướng

* Mục đích của giai doạn này là tạo điều kiện dễ dàng cho ép

NƯỚC MÍA

BỐC HƠI NẤU

ĐƯỜNG TRỢ TINH LY TÂM

BẢO QUẢN

ĐÓNG BAO

SẤY KHÔ MÍA BĂM NHỎ ĐÁNH TƠI ÉP MÍA

Hình 1.2.2: Dao băm mía + Chiều rộng vùng băm 1520 (mm)

+ Số vòng quay n = 450 (v/ph)

+ Khoảng cách 2 dao băm 86 (mm)

+ Tua bin có công suất 130 (kW)

- Dao băm mía gồm một trục lớn lồng cố định các tấm đĩa có khe, lưỡi dao được đỡ trên hai đầu bằng ổ bi Trên mỗi lưỡi dao lắp đối xứng với nhau và cân bằng với ổ bi Trên mỗi đĩa dao lắp đối xứng với nhau và cân bằng trọng lượng

- Mía được băm xong nhờ băng tải đưa đến búa đập để đánh tơi mía trước khi qua máy cán ép

- Máy đánh tơi có dạng máy đập bằng các búa xoay, lắp thành hàng song song xung quanh trục quay bằng thép, đặt trong vỏ máy hình trụ mặt cắt ngang hình máng Bên sườn trong của vỏ máy có gắn nhiều miếng sắt dọc theo thân máy và được coi là tấm kê của búa đập Búa đập quay với tốc độ 1200 (v/ph) theo chiều chuyển động của mía

2.2.4 Máy cán ép mía:

- Mục đích của máy cán ép mía: Ép mía để lấy nước mía trong thân cây mía, nước mía được lấy ra càng nhiều thì năng suất càng cao

800

Hình 1.2.3: Trục cán ép mía

- Sau khi mía được đánh tơi xong nhờ băng tải chuyển qua khu ép Máy ép gồm 4 cặp trục và một trục lìa

- Mỗi trục máy ép được gắn với một mô tơ và các trục đều là chủ động Điều khiển khe hở của che ép nhờ hệ thống thuỷ lực điều khiển

- Bề mặt của lô ép mía làm bằng thép đặc biệt và là bề mặt khía để tăng diện tích tiếp xúc Các cảm biến tốc độ trên cặp giàn ép và trên các băng tải được sử dụng do khoá liên động Việc dùng các cặp trục và băng tải trước sẽ do một trục hay một băng tải dừng Tất cả các trục ép đều chạy với tốc độ cố định

- Máy cán ép hai trục có kết cấu nhỏ gọn, điều chỉnh dễ dàng và cho hiệu suất cao

- Nước mía sau khi ép được bơm đến thùng chứa Nước mía từ thùng chứa đến màng lọc tĩnh để lọc cặn bã sau khi ép Các cặn được đưa trở lại băng tải mía đã xử lý xong Nước mía sau khi lọc bơm trở lại thùng chứa nước mía hỗn hợp Nước mía hỗn hợp được gia nhiệt và vôi hoá sau đó đến thiết bị lắng trong

12

Hình 1.2.4: Thiết bị lắng trong

- Trên trục trung tâm có gắn các cánh khuấy chuyển động cùng với trục Tốc độ quay của trục là 6 (v/ph) Cánh khuấy gạt bùn từ từ hướng về trung tâm và lăïng xuống đáy

- Nước mía theo ống 1 vào ngăn dự bị, sau đoú qua lỗ a vào ống trung tâm và lại từ lỗ a đi vào các ngăn khác, nước bùn theo ống lớn chuyển xuống ngăn cuối cùng Bọt theo bộ phận 2 và 3, sau đó theo ống 4 đi làm sạch Bùn qua van 5 theo ống 6 đến thùng 7 Trong thùng 7 đặt bơm bơm bùn đi theo ống 8 đến thiết

bị lọc chân không Trừ ngăn dự bị các ngăn khác đều có nước mía chảy ra theo ống 9 vào thùng 10 và theo ống 14 đưa đi xử lý tiếp ở công đoạn sau Nếu có một ngăn nào có nước mía chảy ra đục thì đóng van nước mía vào thùng 10 và mở van 11 cho chảy vào thùng 12 Dùng bơm 13 bơm vào thiết bị hoặc đưa đến thùng 7 để xử lý lại

- Ưu điểm của thiết bị này là nước mía được phân bố đều ở các ngăn, điều kiện lắng tương đối ổn định, nước bùn và nước trong chảy riêng biệt Nếu nước mía đục cho trở lại thiết bị xử lý lại Nước bùn lấy ở dưới thiết bị lắng trong và bơm qua máy lọc lọc lại một lần nữa.

+ Nước mía lưu lại trong nồi với thời gian ngằn nhất

+ Thiết bị đơn giản, diện tích đốt dễ làm sạch, dễ thay đôỉ

+ Thao tác khống chế giản đơn, tự động hoá dễ dàng

- Dùng trong các nhà máy đường thường thiết kế 3 nồi bốc hơi Hơi bốc từ nồi1 làm hơi đốt cho nồi thứ 2, hơi bốc từ nồi2 làm hơi đốt cho nồi thứ 3

- Sau khi bốc hơi xong ta được mật chè và mật chè bơm qua nồi nấu đường

* Cấu tạo:

Hình 1.2.5: Thiết bị bốc hơi cô đặc

7 Cửa cho nước mía vào

8 Cửa cho hơi đốt vào

9 Bộ phận ngưng tụ

10 Bộ phận thu hồi

11 Bể chứa nước mía đã bốc hơi

12 Phòng đốt

13 Khoảng không gian chứa hơi

14 Bộ phận thu hồi hạt nước

3

4

5 6

hơi

100

11

120 0

13

141 00

150 0

2.2.7 Nồi nấu đường:

Mục đích tách nước từ mật chè và sản phẩm nhận được là đường non

2.2.8 Máy ly tâm đường:

Theo quan sát ở nhà máy đường 333 thì có 2 loại máy ly tâm đường được dùng phổ biến là:

+ Máy ly tâm đường C: ly tâm ra đường loại C

+ Máy ly tâm đường A: ly tâm ra đường loại A thành phẩm

21

345

67

Hai loại máy này sẽ được trình bày rõ ở phần sau.

2.2.9 Máy sấy thùng quay nằm ngang:

- Mục đích: Dùng khí khô để làm khô đường, người ta dùng máy sấy thùng quay nằm ngang

Hình 1.2.7: Máy sấy nằm ngang

1 Khí nóng vào

2 Tấm gạt

3 Đường vào

4 Khí nóng có mang theo bụi đường

5 Tháo đường vệ sinh

6 Vành đỡ truyền động

78

cũng là một thông số quan trọng của thiết bị sấy thùng quay Nó phụ thuộc vào dạng vật liệu và cấu tạo thùng sấy.

- Thùng sấy được dẫn động bằng răng bao ngoài thùng bởi động cơ điện qua bộ truyền bánh răng Ở hai đầu ra vào có cơ cấu thải và nạp liệu, hệ thống cung cấp nhiệt và thu hồi bụi của đường sấy

- Máy sấy hoạt động liên tục điều khiển bằng tự động hoá chất lượng sấy cao

- Đường sau khi sấy được làm nguội và đưa qua băng tải (loại vít tải) đến máng chứa → máy dồn bao → khâu → bảo quản

2.2.10 Băng tải rung chuyển liệu:

- Về cấu tạo băng tải rung là một máng rung băng kim loại ghép lên thanh rung nghiêng có đệm hai đầu bằng cao su

1

2

Băng tải rung nhờ maniven và cần nối bánh xe (trục) lệch tâm Tốc độ quay của bánh lệch tâm là 250 ÷ 400 (v/ph), đường kính bánh xe khoảng 15 ÷ 30 mm, chiều ngiêng của thanh rung ngược chiều với chiều chuyển động của đường trên sàng Góc tạo giữa thanh rung và chiều thẳng đứng là 16÷20o.Đường chuyển động trên sàng là 0,15 ÷ 0,21 m/s, chiều dày lớp đường cỡ 0,15m

CHƯƠNG III:

CÔNG NGHỆ LY TÂM ĐƯỜNG

3.1 Tóm lược cơ lý hoá tính của vật liệu đường:

Đường Sacaroza là thành phẩm quan trọng nhất của mía, là sản phẩm của công nghiệp sản xuất đường Là một Đisacarorit có công thức C12H22O11 trọng lượng phân tử của Sacaroza là 342,3 Sacaroza được cấu tạo từ hai đường đơn là

α,δ - Glucoza và β,δ - Fructoza

3.1.1 Tính chất cơ lý của Sacaroza:

Tinh thể đường Sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt không màu có tỷ trọng 1,5879 gam/cm3, nhiệt độ nóng chảy 186 ÷ 188oC

Nếu ta đưa từ từ đến độ nóng chảy (186 ÷ 188oC) đường biến thành dạng sệt trong suốt Nếu kéo dài thời gian đun ở nhiệt độ cao đường sẽ mất nước rồi bị phân huỷ và biến thành Caramen

* Độ hòa tan

Đường rất dễ hoà tan trong nước, độ hòa tan tăng theo nhiệt độ tăng

Nhiệt Độ hòa tan

oC Sacaroza trong nước

Độ hòa tan của Sacaroza còn phụ thuộc vào các chất không đường có trong dung dịch đường.

Đường Sacaroza không hòa tan trong dầu hoả, Cloroform, CCL4, CS2, Benzen, Tupen, Ancol và Gluxerin khan

Trong dung dịch Ancol có nước Sacaroza hòa tan ít Một gam Ancol có nồng độ 95% có thể hòa tan 0,01 gam đường

Đường Sacaroza còn hòa tan giới hạn trong Anilin, Piridin, Etylaxetat, Anylaxetat, Phenol và NH3

* Độ nhớt

Độ nhớt của đường non tăng nồng độ và giảm theo chiều tăng nhiệt độ

* Nhiệt dung riêng

Nhiệt dung riêng của đường Sacaroza tính theo công thức:

t: Nhiệt độ (oC); Các là nồng độ đường (%)

Khi hòa tan đường nước hấp thụ lượng nhiệt chừng 0,8 Kcal/gmol đường (3,346 KJ/g mol đường) Ngược lại, khi kết tinh đường nhiệt toả ra nhiệt lượng riêng của Sacaroza 3914 (KJ/g)

* Độ quay cực

Dung dịch đường có tính quay phải, độ quay cực riêng của Sacaroza rất ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ Do đó rất thuận tiện cho việc xác định đường bằng phương pháp phân cực

[α]20D = 66,469 + 0,0027.C - 0,000236.C

C: là nồng độ Sacaroza trong 100ml

Trị số quay cực trung bình của Sacaroza là [α]20D= +66,5o

3.1.2 Tính chất hoá học của Sacaroza:

Tác dụng của axit: Dưới tác dụng của axit, Sacaroza bị phân hủy thành Glucoza và Fluctoza theo phản ứng

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

Sacaroza Glucoza Fluctoza

+66,50 52,50 -93,00

Hỗn hợp Glucoza và Fluctoza có góc quay trái ngược chiều với góc quay phải của Sacaroza do đó phản ứng trên gọi là phản ứng nghịch đảo và hỗn hợp đường được gọi là đường nghịch đảo (chuyển hóa)

Tác dụng kiềm: Phân tử đường Sacaroza không có nhóm Hydroxit Glucozit nên không có tính khử Sacaroza có tính chất như một axit yếu, kết hợp được với kiềm (vôi) tạo thành Sacarat, Với CaO tạo thành Canximonosacarat, Canxidisacarat, Canxitrigacarat Canxisacarat được ứng dụng để lấy đường Sacaroza ra khỏi mật cuối củ cải

Trong môi trường kiềm Sacaroza bị phân hủy thành Lactoza, Glucoza, Fluctoza và các đường khác

Ở pH từ (8 ÷ 9) và đun nóng trong thời gian dài, Sacaroza bị phân hủy thành hợp chất có màu nâu

Trong phân tử Sacaroza có chứa nhiều nhóm Hydroxit nên Sacaroza có thể tạo phức chất

Ví dụ: Với sắt Hydroxit Sacaroza tạo hợp chất kép với các muối như NaCl, 2H2O, KCl.H2O, NaBr.H2O Những đặc tính đó của Sacaroza có ý nghĩa đối với sự liên kết không vào mạng lưới tinh thể đường lúc lớn lên và đối với thuyết tạo mật cuối

Trong môi trường kiềm, ở nhiệt độ cao đường phân hủy tạo ra các axit và chất màu tốc độ phân hủy tăng theo độ pH

Tác dụng của Enzim: Dưới tác dụng của Enzim (Invertaza) Sacaroza sẽ chuyển thành Glucoza và Flutoza sẽ chuyển thành Ancol và CO2.

3.2 Định nghĩa ly tâm đường:

- Ly tâm đường dùng máy ly tâm lọc, thành có đục lỗ, bên trong có hai lớp lưới lọc Khi làm việc hạt rắn (tinh thể đường) được giữ lại trên bề mặt lưới lọc tạo thành lớp bã, nước lọc (mật) chui qua vách ngăn ra ngoài thùng Quá trình lọc

ly tâm được tiến hành theo ba giai đoạn

+ Tạo thành bã

3.3 Tính chất của đường non trước khi đưa vào ly tâm:

- Sau khi qua công đoạn tách nước từ mậy chè, đưa dung dịch đế bão hoà, sản phẩm nhận được sau khi nấu là đường non gồm tinh thể đường và mật cái

- Đường non là hỗn hợp của đường cát (thể rắn) và mật đường (thể lỏng), vì chủng loại đường non khác nhau nên số lượng mật đường cũng khác Đường non

A thường chứa 40% mật đường, đường non B khỏang 50%, đường non C khoảng 60%

- Nhiệt độ của đường non là 65 ÷ 70oC

- Nồng độ yêu cầu của đường non là:

+ Đường non A: Bx = 90 ÷ 93 (%)

+ Đường non C: Bx = 97 ÷ 99 (%)

- Đường từ nồi nấu đưa xuốn các thiết bị kết tinh làm lạnh Thời gian kết tinh làm lạnh đối với:

ra đường cát trắng, đường non C ra đường cát vàng hoặc một phần được sàng tuyển làm giống cho đường non A hoặc hồi dung Khi độ tinh khiết của nguyên liệu đạt 75-79% thường dùng phương pháp nấu đường hai hệ rưỡi, tức đường non

A ra đường cát trắng, giống A đường non làm giống cho đường non A, đường non

C ra đường vàng

Nếu độ tinh khiết của nguyên liệu đạt trên 79% thường dùng phương pháp nấu đương 3 hệ Trong suốt vụ ép mía thời gian nấu đường 3 hệ dài nhất Dưới đây tóm tắt giới thiệu công nghệ tách mật nấu đường 3 hệ

Trợ tinh đường non A 1-2 giờ, cho vào máng phân phối đường non A đưa tới máy ly tâm Mật nguyên A đem nấu đường non B, mật loãng A trở về nấu đường non A và đường non B Đường cát trắng xả ra từ máy ly tâm thường hàm lượng nước 0,5-1,5%, qua làm khô, sàng tuyển rồi đóng gói

Dùng mật nguyên A và một phần mật loãng A luyện ra đường non B độ tinh khiết 97-98%, xả vào thùng trợ tinh, trợ tinh 6-10 giờ, xả vào máng phân phối đường non B đưa tới máy ly tâm B, phân ly ra mật đường B nấu đường non C

Đường cát B do vít tải đưa tới máng trộn, cho nước đường hoặc nước sạch nhào thành đường B do bơm đưa tới thùng giống đường A để làm giống đường non nấu đường A.

Dùng mật đường B và một phần mật nguyên A để nấu thành đường non C, qua trợ tinh trên 16 giờ, đợi cho thành phần đường hấp thụ tối đa, đồng thời khống chế nhiệt độ trước khi ly tâm là 48-520C, xả vào máng phân phối tới máy

ly tâm đường C Mật gỉ dùng bơm đưa tới tháp mật gỉ để sử dụng tổng hợp Đường vàng ra khỏi máy ly tâm dùng vít tải đưa đi đóng bao Nếu đường vàng không làm sản phẩm thì đưa tới máng trộn đường vàng sàng lại, cho mật nguyên

A hoặc trộn B thành đường nhão, bơm qua máng phân phối đưa tới máy ly tâm đường sàng lại Phần mật được tách ra bơm đi nấu đường non C, phầìn đường cát dùng làm giống đường A hoặc B, hoặc hào lại xông qua lưu huỳnh rồi hoà với nước đường nấu đường non A

b Quá trình tách mật

+ Mở máy và cho đường non vào: Đầu tiên cho máy ly tâm quay từ từ, khi tốc độ đạt 200 ÷ 300 (v/ph) cho đường non phân phối đều trong thùng Thường cho đường non vào đầy thùng quay để nâng cao năng suất thiết bị nhưng không nên quá đầy để tránh hiện tượng đường non văng ra ngoài gây tổn thất

+ Tách mật: Tăng dần tốc độ lên tới cực đại, lúc này phần lớn mật trong đường non tách ra gọi là mật nâu Thời gian tách phụ thuộc vào chiều dày lớp đường non, kích thước thùng quay, độ nhớt mật

+ Rửa nước và rửa hơi: Sau khi tách mật xong, trên bề mặt đường còn phủ một lớp mật nâu Đường thành phẩm A được rửa nước nóng và hơi Các sản phẩm trung gian (đường C, B ) không được rửa vì chúng còn được xử lý lại trong sản

xuất Nhiệt độ nước rửa là 75 ÷80oC Sau rửa nước ta thu được mật trắng có độ tinh khiết cao hơn mật nâu Lượng nước rửa dùng khoảng 2% so với lượng đường non Sau khi rửa nước dùng hơi bảo hoà có áp suất (3 ÷ 4) atm để rửa Lượng hơi khoảng 2 ÷ 3% lượng đường non Tác dụng rửa hơi là tăng nhiệt độ của mật, do đó độ nhớt của mật giảm dẫn đến phân ly dễ dàng Ngoài ra, một phần nước ngưng tụ từ hơi có tác dụng rửa đường một lần nữa Rửa hơi còn làm cho đường khô hơn, sấy nhanh và giảm khả năng tạo cục đường

+ Hãm máy, xả đường: Sau khi rửa hơi xong đoúng van hơi lại, hãm máy và xả đường

Toàn bộ thời gian hoàn thành quá trình ly tâm gọi là chu kỳ ly tâm

3.5 Các tính chất của sản phẩm đường ra sau khi ly tâm:

Đường cát sau khi ly tâm

+ Nếu rửa nước có độ ẩm 1,75%

+ Nếu có rửa hơi thì độ ẩm 0,5%

+ Nhiệt độ là 40oC (đối với đường A)

+ Kích cỡ hạt từ (0,8÷1,2) mm (đối với đường A)

CHƯƠNG I:

MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ

1.1 Những yêu cầu cơ bản đối với máy sản xuất thực phẩm:

Đối với máy để sản xuất thực phẩm, khi thiết kế chế tạo và sử dụng chúng, ngoài những yêu cầu chung ( độ cứng, sức bền, độ bền rung động) còn phải đáp ứng những yêu cầu sau

- Khả năng thực hiện công trình công nghệ tiên tiến Nói cách khác máy và thiết bị muốn đạt năng suất đầy đủ phải có tác động của công nghệ thích hợp nhất lên sản phẩm gia công Trong trường hợp này, những tổn thất không thể tránh khỏi phải là nhỏ nhất Do đó khi thiết kế mới hoặc cải tiến máy đang dùng, cùng với chế độ tốt nhất của quá trình công nghệ cần đảm bảo sự tương ứng của tốc độ và quĩ đạo chuyển động của các bộ phận làm việc, tính chất cơ lý, hoá học và sinh học của sản phẩm ban đầu, sản phẩm trung gian và sản phẩm cuối cùng

- Hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao Nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật suy cho cùng là biểu thị ở năng suất lao động xã hội, nghĩa là giảm chi phí cho một đơn vị sản phẩm trên những máy thông thường và những máy tự động đã chỉ dẫn Nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật là nguyên nhân chủ yếu của thông số thuộc năng suất máy kích thước, diện tích chiếm chổ, tiêu thụ năng lượng, nước, hơi, giá thành chế tạo, lắp ráp sửa chữa và sử dụng thiết bị

Nên hiểu diện tích chiếm chổ không chỉ là diện tích bản thân máy chiếm chổ mà là diện tích cần để duy trì tự do cho kỹ thuật sử dụng máy

- Tính chống mòn cao của các bộ phận làm việc của máy và thiết bị sản xuất thực phẩm Đó là một yêu cầu đặc biệt quan trọng đối với thiết bị, vì các vật liệu dùng chế tạo máy khi pha lẫn vào sản phẩm có thể làm cho thực phẩm và thức ăn gia súc trở thành vô dụng.

- Khả năng truyền chuyển động cho máy trực tiếp từ động cơ riêng hay từng nhóm động cơ trong nhiều trường hợp cải tiến được kết cấu máy và nâng cao được chỉ tiêu sử dụng chúng

- Độ bịt kín tốt và sự di chuyển hợp lý thể tích không khí cần hút ra tránh được bụi toả ra trong nhà sản xuất

Những yêu cầu đó đặc biệt quan trọng bởi vì đã có sự nổ nguy hiểm của các hạt bụi, tinh bột, đường và bột bụi ở nồng độ nhất định của nó trong không khí và khí có những nguồn nhiệt đủ mạnh

Tính công nghệ của máy và thiết bị tức là sự tương hợp của kết cấu của chúng và phương pháp chế tạo tối ưu theo qui mô sản xuất đã biết với mọi tiết kiệm vật liệu

Tính công nghệ của kết cấu máy hay thiết bị có liên quan đến toàn bộ quá trình sản xuất bắt đầu từ khâu chế tạo phôi chi tiết và kết thúc hoàn thành chạy thử máy bằng thí nghiệm

Để đánh giá tính công nghệ người ta dùng các chỉ tiêu: Khối lượng lao động chung và khối lượng máy hay thiết bị Ngoài ra có thể dùng các chỉ tiêu khác, ví dụ: Mức độ thống nhất hoá kết cấu, tính thừa kế của kết cấu, thời gian của chu trình sản xuất

- Sự thống nhất hoá và qui chuẩn hoá các chi tiết và cụm máy, mức sử dụng rộng tối đa của các chi tiết và sản phẩm đã tiêu chuẩn hoá, điều đó nâng cao tính hàng loạt và tính công nghệ của máy, do đó nâng cao năng suất và hạ giá thành

sản xuất, làm đơn giản và tăng nhanh quá trình thiết kế, giảm được những phức tạp sửa chữa máy, rút bớt được danh mục chi tiết dự trữ cần thiết.

- Áp dụng các biện pháp tiết kiệm kim loại định hình trong thiết kế và chế tạo máy để giảm khối lượng vật liệu của máy

Trong trường hợp sử dụng những phôi định hình rổng nhưng không gây tác hại đến độ bền và độ cứng của cụm và chi tiết sẽ giảm được chi phí kim loại từ hai đến ba lần Để giảm trọng lượng của chi tiết, tốt nhất là chọn vật liệu có tính

cơ học cao, trong nhiều trường hợp nên dập và hàn những phần riêng biệt

Cần áp dụng rộng rãi những phương pháp tăng bền kim loại tiên tiến hiện đại Các phương pháp này là tán đinh, lăn bằng con lăn.v v, gia công cơ nhiệt, tôi bề mặt,thấm cacbon, thấm nitơ, xianua hóa, crom hóa, sunfua hóa, hàn đắp và che bụi cho những vật liệu đặc biệt trên những bộ phận làm việc của máy

Sử dụng những vật liệu tổng hợp (chất dẻo) trong chế tạo và sửa chữa máy Những vật liệu ấy có khối lượng riêng nho ímà lại có đủ độ bền cơ học, tính đàn hồi và tính chống mòn cao

Sử dụng những vật liệu tổng hợp, trong nhiều trường hợp không những giảm chi phí chế tạo mà còn giảm khối lượng lao động và giá thành chế tạo Hiệu quả kinh tế do thay kim loại bằng chất dẻo rất lớn, nhưng với điều kiện là khi tính toán chi tiết bằng những vật liệu mới này phải được nghiên cứu cẩn thận về tính chất cơ lý của chúng

Máy và thiết bị bao gồm những khối riêng biệt ghép lại với nhau một cách không phức tạp Thực hiện những yêu cầu đó sẽ làm dễ dàng cho việc tháo dỡ, di chuyển và lắp ráp máy khi lắp đặt và sửa chữa chúng

Những yêu cầu đối với máy và thiết bị trình bày trong qui tắc kỹ thuật an toàn và vệ sinh sản xuất Nói chung máy phải có mặt ngoài nhẵn và dạng xuyên dòng để dễ dàng đáp ứng yêu cầu về vệ sinh sản phẩm

Sự tương quan chặt chẽ của dung sai vật liệu và của chi tiết theo tiêu chuẩn Nhà nước Đó là điều kiện cần thiết cho việc lắp lẫn cụm và chi tiết.

Trong thời gian làm việc, tiếng ồn phát sinh ở máy ra không được vượt quá qui chuẩn cho phép theo mức độ chung cũng như theo thành phần phổ

Để giảm tiếng ồn và nguồn gốc của nó, nên tùy theo khả năng: Thay tác dụng va đập bằng tác dụng không va đập, thay chuyển động tịnh tiến qua lại theo định luật điều hòa bằng chuyển động quay đều Cản dao động của những chi tiết chịu va đập và cụm riêng biệt bằng các khớp động với những vật liệu có ma sát trong lớn như cao su, cactông bitum, sợi, amian và Giảm cường độ rung động của các chi tiết có bề mặt lớn (giá, vỏ, nắp ) bằng cách phủ một lớp ốp mặt hoặc bịt đầy các lổ rổng trong những chi tiết đó bẵng những vật liệu cản dao động và đặt các liên kết mềm (đệm đàn hồi, lò xo) giữa những cụm chi tiết và chi tiết kích thích dao động ấy

Cũng nên thay các chi tiết kim loại bằng các chi tiết chất dẻo hoặc bởi những loại vật liệu tương tự khác (theo dấu hiệu của tính chất ồn ) hoặc phối hợp chi tiết kim loại với chi tiết chất dẻo, dự kiến dung sai tối thiểu có thể được trong chế tạo và lắp ráp các chi tiết của hệ thống máy để giảm khe hở trong các chi tiết nối khớp, chính vì thế mà giảm được năng lượng va đập và cường độ rung động; áp dụng rộng rãi việc bôi trơn những chi tiết bị va đập bằng chất lỏng nhớt và đặt những chi tiết rung và phát ra tiếng động trong bể dầu Nếu có tiếng ồn trong ổ trục thì trong những trường hợp cần thiết có thể thay những ổ lăn bằng những ổ trượt

Khi không có khả năng giảm tiếng ồn ở tận nguồn đến giới hạn cho phép thì nên bố trí trong máy một bộ phận để ngăn ngừa tiếng ồn lan tràn, cách ly hoặc hấp thụ tiếng ồn Muốn thế, nên đặt các cụm chi tiết ồn (hộp giảm tốc bánh răng, truyền động xích) các chi tiết chịu va đập vào trong những vỏ cách âm; những

máy phát ra tiếng ồn, trên toàn bề mặt của chúng phải đặt cả máy vào trong những vỏ cách âm, chỉ để bộ phận điều khiển và các dụng cụ kiểm tra ra ngoài các lổ cần thiết ở vỏ cách âm được bố trí như những rãnh, bên trong phủ bằng vật liệu hấp thụ âm thanh Tất cả các máy sinh ra tiếng ồn quá lớn do có dòng xoáy hoặc xã không khí (quạt, máy thổi không khí) phải có các bộ tiêu âm đặc biệt; những máy lắp đặt trên các móng thường (không đặc biệt) phải có bộ giảm chấn.Tự động hóa kiểm tra và điều chỉnh các quá trình làm việc.

Cân bằng tĩnh và cân bằng động các phần quay và khối chuyển động tịnh tiến của máy

Do không chính xác hoặc bị thiếu sót khác của các phôi (ví dụ: của vật đúc) gia công những chi tiết như thế và lắp ráp các cụm máy thường gây ra mất cân bằng, chủ yếu là vì vật liệu phân bố không đồng đều trong thể tích của chi tiết hay cụm chi tiết

Người ta phân biệt sự mất cân bằng tĩnh và mất cân bằng động Mất cân bằng tĩnh xuất hiện khi chuyển vị trọng tâm của vật quay đối với trục quay hình học của nó, sự mất cân bằng động xuất hiện khi tâm của trục quán tính chính của vật không trùng với trục hình học của nó

Khi quay các chi tiết mất cân bằng thì xuất hiện lực ly tâm, đôi khi đạt đến nhữngtrị số lớn Sự mất cân bằng của các chi tiết máy gây rung động gối tựa của nó và của cả nền nhà, trần ngăn, bào mòn nhanh các ổ trục và những phần khác của máy, tăng tổn thất năng lượng, giảm năng suất máy, tăng chi phí sử dụng gắn liền với việc phải sửa chữa từng phần và thay thế những chi tiết bị mòn, kích thước dao động cưỡng bức và rung động; làm giảm tuổi thọ của máy, làm chất lượng công tác của máy xấu đi, đồng thời tự vặn ren ở các mối nối ren

Vì vậy các phần quay của máy phải được cân bằng tĩnh và cân bằng động.1.2 Mục đích thiết kế:

Máy ly tâm đường là loại máy dùng để tách tinh thể đường ra khỏi dung dịch huyền phù giữa tinh thể đường và mật Dùng để sản xuất ra một loại thực phẩm rất cần thiết cho cơ thể con người đó là đường cát trắng.

Máy ly tâm được thiết kế với mục đích chính là để sản xuất ra đường cát trắng, là một giai đoạn quan trọng trong những nhà máy sản xuất đường từ mía Sản phẩm là đường cát phục vụ cho những nhu cầu cần thiết về đường cho xã hội.1.3 Yêu cầu máy thiết kế:

Ly tâm là công đoạn quan trọng trong nhà máy đường, nó quyết định chất lượng sản phẩm đường của một nhà máy sản xuất đường

Do tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ đường, để đáp ứng được các thiết bị máy móc phải không ngừng phát triển theo xu hướng hiện đại hoá, tự động hoá

Máy thiết kế phải có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ sử dụng và vận chuyển dễ dàng

Máy thiết kế phải có kết cấu đơn giản so với khả năng tự động hóa, năng suất cao, cho chất lượng đường ly tâm có độ trắng cao, chi phí để đầu tư sản xuất không cao để có giá thành chấp nhận được trên thị trường

Máy thiết kế phải phù hợp với dây chuyền sản xuất của nhà máy, không quá tải, không non tải, có khả năng mở rộng sản xuất khi lượng đường đòi hỏi ly tâm lớn, mía yêu cầu phải sản xuất gấp

Dựa vào quan sát ở nhà máy đường Quảng Ngãi, yêu cầu thiết kế một hệ thống máy ly tâm đường cát trắng có năng suất Q = 3,6 (Tấn/ giờ)

Kích cỡ hạt đường A d = 0,8 ÷ 1,2 (mm)

1.3.1 Yêu cầu nguyên liệu trước khi ly tâm của máy thiết kế:

Nguyên liệu của máy thiết kế là dụng dịch huyền phù giữa mật và tinh thể đường đã qua các công đoạn xử lý trước, có các tính chất sau:

+ Vì sản phẩm sau ly tâm là đường thành phẩm (Đường A) nên dung dịch huyền phù có Bx = 92 ÷ 93 %

( Bx là nồng độ chất khô trong đường )

+ Phần trăm đường trong mật là 80 %

+ Nhiệt độ dung dịch huyền phù là 70 ÷ 80oC

+ Độ nhớt đường non là 82.10-3 (N.s.m2)

+ Đường non được đưa từ nồi nấu đường xuống các thiết bị kết tinh làm lạnh, thời gian kết tinh làm lạnh từ 2 ÷ 3h (trợ tinh) để được các tinh thể đường đều

+ Trước khi vào máy được đưa vào máng phân phối là một thùng chữ U, nằm ngang bên trong có cánh khuấy loại vít tải quay với tốc độ 1 (v/ph) để tinh thể đường không lắng xuống đáy máng, lắp thêm một cánh khuấy có cào quay với tốc độ 3 (v/ph)

1.3.2 Yêu cầu của sản phẩm ra của máy thiết kế:

- Năng suất một chu kỳ ly tâm Q = 300 (Kg/ 3 phút) = 3,6 (Tấn/giờ)

CHƯƠNG II:

PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN MÁY LY TÂM

ĐƯỜNG CHỌN PHƯƠNG ÁN CHO MÁY THIẾT KẾ

2.1 Giới thiệu sơ lược về máy ly tâm:

Quá trình phân ly dựa vào trường lực ly tâm để phân riêng hổn hợp hai pha rắn và lỏng thành các cấu tử riêng biệt gọi là quá trình ly tâm Máy thực hiện quá trình đó gọi là máy ly tâm

Trong quá trình ly tâm nguyên liệu chuyển động quay cùng với roto của máy Quá trình ly tâm chỉ phân biệt được hệ lỏng không đồng nhất mà không phân biệt được hệ khí không đồng nhất

Tính chất của nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến quá trình ly tâm Đặc biệt là độ lớn của pha rắn và dạng liên kết huyền phù ở dạng kết hợp Tuỳ theo cấu tạo bề mặt roto (thùng quay) 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:

- Lắng ly tâm bao gồm hai quá trình

+ Quá trình lắng pha tiến hành theo những qui luật thuỷ động lực học+ Quá trình nén bã được tiến hành theo những qui luật cơ học

2.1.2 Lọc ly tâm:

- Máy ly tâm lọc dùng để phân riêng huyền phù có kích thước pha rắn lớn Trên thành roto của máy ly tâm lọc có khoan nhiều lỗ Đường kính lỗ trên thành roto có giới hạn từ 3÷8 (mm) Do đó muốn lọc được các huyền phù có kích thước nhỏ phải đặt các vách ngăn có lưới đỡ

+ Nếu đường kính các hạt rắn là 1÷2 (mm) thì vách ngăn làm bằng thép tấm mỏng và được khoan các lổ nhỏ có đường kính khoảng 1 ÷ 1,5 (mm)

+ Nếu các hạt rắn nhỏ hơn nữa thì phải dùng lưới kim loại lổ hình vuông với số lưới 2,5 - 0.04 (mm)

+ Nếu kích thước các hạt nhỏ hơn thì phải dùng thêm lớp vải bằng sợi bông, sợi gai hoặc len

- Quá trình ly tâm lọc rất phức tạp gồm 3 quá trình nhỏ:

+ Quá trình tạo bã

+ Quá trình nén bã

+ Quá trình tách nước và sấy ba

2.2 Phân loại máy ly tâm:

2.2.1 Theo quá trình phân ly:

+ Máy ly tâm lắng

+ Máy ly tâm lọc

2.2.2 Theo phương thức làm việc:

+ Máy ly tâm làm việc gián đoạn

+ Máy ly tâm làm việc liên tục

+ Máy ly tâm tự động

2.2.3 Theo kết cấu bộ phận tháo bã:

+ Máy ly tâm tháo bã bằng dao

+ Máy ly tâm tháo bã bằng vít xoắn

+ Máy ly tâm tháo bã bằng piston

+ Máy ly tâm tháo bã tự động

+ Máy ly tâm tháo bã bằng tay

2.2.4 Theo yếu tố phân ly:

+ Máy ly tâm thường có φ < 3000

+ Máy ly tâm siêu tốc có φ > 3000

2.2.5 Theo kết cấu trục và ổ đỡ:

2.3.1 Các loại máy ly tâm đường:

Có rất nhiều loại máy ly tâm dùng để phân riêng các dạng huyền phù nhưng trong công nghệ sản xuất đường thường sử dụng các loại máy ly tâm sau:

+ Máy ly tâm ba chân tháo bã bằng tay

+ Máy ly tâm gián đoạn đáy bằng

+ Máy ly tâm liên tục

+ Máy ly tâm gián đoạn kiểu treo tháo bã tự động

+ Máy ly tâm nằm ngang tháo bã bằng dao

2.3.2 Phân tích các phương án máy ly tâm:

a Máy ly tâm ba chân tháo bã bằng tay

* Cấu tạo:

Hình 2.2.1: Máy ly tâm ba chân

1 Rổ quay có lót lưới

2 Thùng ngoài máy

3 Lò xo giảm xóc

4

5 1

4

6 7

Mâm quay là một ống tròn kín đáy, thành có nhiều lỗ, trên mặt thành có lót lưới Mô tơ thông qua bánh đai truyền hình thang kéo trục chính làm cho mâm quay Hai đầu trục có ổ bi Toàn bộ máy dùng 3 cần lắc treo trên giá chân nên gọi là máy ly tâm 3 chân Loại máy này có tốc độ làm việc thấp hơn tốc độ giới hạn.Khi làm việc, đường non cho vào từ phía trên, do lực ly tâm khi mâm quay ép đường non vào lưới trên thành mâm, mật thông qua mắt lưới qua lỗ ttrên thành và chảy ra ngoài còn đường cát bị giữ lại Khi lấy đường phải ngắt điện ngừng máy và dùng phanh hãm máy dừng rồi từ phía trên xúc đường ra

* Ưu điểm:

+ Kết cấu đơn giản

+ Thân máy thấp, điều khiển dễ dàng

+ Có thể làm việc với tải trọng lệch tâm tương đối lớn nhờ các lò xo giảm chấn

+ Điểm treo của kết cấu nằm trên trọng tâm phần treo nên máy làm việc rất ổn định

+ Trục máy ngắn gọn chắc chắn, tiên lợi cho việc tháo đường bằng tay

* Nhược điểm:

+ Máy ly tâm ba chân thường được sử dụng trong các xí nghiệp đường thủ công, làm việc gián đoạn cho và tháo nguyên liệu bằng tay nên hiệu suất thấp dẫn đến năng suất thấp, ít được dùng trong các nhà máy lớn

+ Cơ cấu truyền động đặt ở phía dưới thùng quay nên các chi tiết ổ trục dễ

bị ôxi hoá

b Máy ly tâm nằm ngang tháo bã bằng dao

* Cấu tạo:

* Nguyên lý hoạt động:

Sau khi mở máy cho rôto quay thì cho huyền phù vào rôto theo ống tiếp liệu Sau khi huyền phù đã vào đủ lượng yêu cầu thì van đóng lại và xảy ra quá trình ly tâm Trong khi ly tâm lớp bã trong rôto ngày càng dày đến một mức theo quy định thì xy lanh nâng pistong lên kéo theo cả dao cạo bã, cạo thành những lớp mỏng rơi xuống máng hứng phía dưới Khi dao cạo bã nâng lên thì xupáp mở cho không khí nén vào, búa rung động gõ vào thành máng để bã rơi xuống

• Ưu điểm:

+ Kết cấu đơn giản

+ Thời gian của một chu kỳ ngắn