Thí nghiệm quá trình và thiết bị cơ học (trường ĐHBK hà nội)

BÀI 1: Nguyên lý hoạt động của các máy gia công cơ I. Máy nghiền…………………………………………………………………...............4 II. Máy đun nóng trục vít…………………………………………………….............5 III. Máy chà……………………………………………………………………..................6 IV. Máy lọc khung tấm bản ……………………………………………..................8 V. Máy ép cam.................………………………………………………………….....10 VI. Máy chiết rót …………………………………………………………….................11 VII. Máy ghép mí bán tự động………………………………………………............13 VIII. Máy ghép dập nút chai…………………………………………………..............14 IX. Máy thanh trùng liên tục.............................................................15 X. Máy phối trộn.............................................................................16 XI. Máy ly tâm..................................................................................17 BÀI 2: Xác định công nghiền riêng của các sản phẩm thực phẩm I. Máy nghiền ngô, nghiền gạo……………………………………………........19 II. Tính công nghiền…………………………………………………………............20 BÀI 3: Xác định độ đồng đều trong quá trình khuấy trộn I. Máy khuấy………………………………………………………………................23 II. Thí nghiệm………………………………………………………………................23 BÀI 1 Nguyên lý hoạt động của các máy gia công cơ I. Máy nghiềnTA1D 1. Mục đích Trong sản xuất đồ hộp người ta dùng các tác dụng cơ học để làm thay đổi kích thước,hình dáng nguyên liệu thành dạng nhỏ và đồng đều theo yêu cầu của từng loại sản phẩm.Quá trình này thực hiện bằng tay sẽ tốn nhiều công sức,mức độ đồng đều kém.Vì vậy sau khi bổ quả thành dạng vừa phải người ta tiếp tục dùng máy nghiền để nâng cao năng suất và đảm bảo tính đồng đều của nguyên liệu sau khi làm nhỏ.Nguyên liệu sẽ được làm nhỏ trước chuẩn bị cho các công đoạn tiếp theo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

=== ===

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠ HỌC

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Phạm Thanh Hương

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Liễu Dung

MSSV : 20130578

Lớp : KTTP 02-K58.

Hà Nội,tháng 10 -2015

MỞ ĐẦU

Thực phẩm là một phần thiết yếu không thể thiếu đối với mỗi con người.Ngàynay,từ một nguyên liệu thực phẩm người ta đã chế biến được hàng trăm các sảnphẩm khác nhau,những sản phẩm chế biến này không còn trạng thái của nguyên liệuban đầu.Mỗi quá trình chế biến đều nhằm tạo cho thực phẩm có giá trị sử dụng caohơn: hoặc về hình thức,hoặc về giá trị khẩu vị,hoặc về giá trị dinh dưỡng.Hóa học vàsinh học đã được áp dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm.Ở Việt Nam,các ngànhcông nghiệp chế biến thực phẩm,mặc dù mới hình thành được khoảng vài chục nămnay nhưng đang nhận được sự đầu tư rất lớn cả về mặt trí tuệ cũng như tài chính từcác nguồn trong nước cũng như nước ngoài.Các sản phẩm được sản xuất ra ngàycàng nhiều,đa dạng về chủng loại, phong phú về chất lượng.Do vậy,các máy móc thiết

bị ngày càng được cơ giới hóa,tự động hóa,nhằm tạo ra những sản phẩm tốt nhất đếnngười tiêu dùng và phục vụ xuất khẩu

Trong quá trình thí nghiệm môn quá trình và thiết bị cơ học,chúng em được hỗtrợ rất nhiều từ các thầy PGS.TS Lê Nguyên Đương và cô Th.S Phạm Thanh Hương đãtận tình giúp đỡ chỉ dẫn cho chúng em trong thời gian thí nghiệm.Em đã được làmquen với các máy móc chuyên dùng,được tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của cácmáy gia công cơ;xác định công nghiền riêng của các sản phẩm thực phẩm và xác định

độ đồng đều trong quá trình khuấy trộn.Trong bài báo cáo này,do sự hiểu biết củachúng em còn hạn hẹp,thời gian thí nghiệm còn hạn chế nên bài báo cáo thí nghiệmcòn nhiều thiếu sót.Mong thầy cô đóng góp ý kiến để chúng em hiểu rõ hơn và bàibáo cáo được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Mục lục trang

BÀI 1: Nguyên lý hoạt động của các máy gia công cơ

I. Máy nghiền……… 4

II. Máy đun nóng trục vít……… 5

III. Máy chà……… 6

IV. Máy lọc khung tấm bản ……… 8

V. Máy ép cam ……… 10

VI. Máy chiết rót ……… 11

VII. Máy ghép mí bán tự động……… 13

VIII. Máy ghép dập nút chai……… 14

IX. Máy thanh trùng liên tục 15

X. Máy phối trộn 16

XI. Máy ly tâm 17

BÀI 2: Xác định công nghiền riêng của các sản phẩm thực phẩm I. Máy nghiền ngô, nghiền gạo……… 19

II. Tính công nghiền……… 20

BÀI 3: Xác định độ đồng đều trong quá trình khuấy trộn I. Máy khuấy……… 23

II. Thí nghiệm……… 23

BÀI 1 Nguyên lý hoạt động của các máy gia công cơ

I. Máy nghiền-TA1D

1. Mục đích

Trong sản xuất đồ hộp người ta dùng các tác dụng cơ học để làm thay đổi kíchthước,hình dáng nguyên liệu thành dạng nhỏ và đồng đều theo yêu cầu của từngloại sản phẩm.Quá trình này thực hiện bằng tay sẽ tốn nhiều công sức,mức độ đồngđều kém.Vì vậy sau khi bổ quả thành dạng vừa phải người ta tiếp tục dùng máynghiền để nâng cao năng suất và đảm bảo tính đồng đều của nguyên liệu sau khi làmnhỏ.Nguyên liệu sẽ được làm nhỏ trước chuẩn bị cho các công đoạn tiếp theo

Hình vẽ cấu tạo của máy nghiền.

3. Nguyên lý hoạt động

Nguyên liệu sau khi rửa sạch, thái miếng thích hợp được đưa đến cửa vào phíatrên của thiết bị nghiền và rời vào phần hộp bị chặn lại bởi lưới sàng.

Động cơ tác động vào trục quay có gắn đĩa và trên đĩa có các thanh búa quayvới tốc độ phụ thuộc và bộ phận điều chỉnh tốc độ quay và tác động lên hoa quả.Khi quả đạt yêu cầu sẽ lọt qua lưới sàng và rơi xuống

II. Máy đun nóng trục vít-TA15D

1. Mục đích

Gia nhiệt liên tục cho sản phẩm sau khi nghiền đảm bảo các phản ứng bất hoạtenzyme,làm mềm sản phẩm và quá trình kín khí trước khi sản phẩm đem đi bảo quảnhoặc chuẩn bị chế biến tiếp

2. Cấu tạo

Gồm có động cơ,hệ thống trục vít,hệ thống điều khiển van hơi,van ổn áp,cảm biến

đo nhiệt độ cấp hơi,đo nhiệt độ đầu ra của sản phẩm và ống thoát nước

Thân thiết bị gồm 2 khoang:khoang trong chứa nguyên liệu,khoang giữa chứahơi và lớp vỏ cách nhiệt ở bên ngoài.Ngoài ra còn có phễu cho nguyên liệu vào,bảngđiều khiển, đồng hồ chỉ áp suất, áp lực

Hình vẽ cấu tạo của thiết bị đun nóng trục vít.

3. Nguyên lý hoạt động

Nguyên liệu sau khi được nghiền sẽ qua phễu và vào khoang trong của thiếtbị,nhờ hệ thống trục vít,nguyên liệu được đảo đều,trao đổi nhiệt với khoang ngoàinên nguyên liệu được đun nóng đều và được đưa ra ở đầu kia tránh hiện tượngtắc.Khoang ngoài được cấp hơi nên sẽ làm nóng nguyên liệu ở khoang trong.Dođó,sản phẩm sẽ được làm nóng đều và đưa ra ngoài qua cửa ra của thiết bị.

Chú ý: kích thước lỗ lưới chà có thể thay đổi phụ thuộc vào từng loại sản phẩm:+ Để sản xuất nước quả đục, người ta dung lỗ lưới có đường kính: 0.5- 0.75mm.+ Để sản xuất cà chua cô đặc, người ta dung lỗ lưới có đường kính: 1.0-1.5mm.Ngoài ra còn có các bộ phận khác như phễu dưới dẫn bột chà, phếu trên dẫn vỏ

bỏ đi, bảng điều khiển, đường dẫn nước vệ sinh thiết bị, van cảm biến để đóng mởcủa máy chà

Hình vẽ cấu tạo của máy chà

3. Nguyên lý hoạt động

Nguyên liệu qua đun nóng (được bổ sung thêm nước để tránh dính bết vào lướichà và tăng năng suất chà) được đưa qua phễu vào khoang chà.Khi động cơ hoạtđộng,nguyên liệu được quay đều,các cánh chà có tác dụng xiết,ép nguyên liệu vàolưới chà.Phần vỏ,xơ,hạt nằm trong lưới theo phễu trên ra ngoài.Phần bột chà quacác lỗ nhỏ trên lưới chảy ra theo phễu dưới ra ngoài

IV. Máy lọc khung bản-TA10D

Cấu tạo tấm bản đặc và tấm bản rỗng

Hình vẽ mô tả hướng đi của máy lọc khung bản

3. Nguyên lý hoạt động

Nguyên liệu được đưa vào thiết bị lọc nhờ hệ thống bơm.Huyền phù dưới tácđộng cả áp suất được đưa qua rãnh 3 rồi vào khoản rỗng 5 của khung.Riêng khungđặc có 2 mặt và thông với nhau bằng lỗ 6.Mỗi khung đều có vải lọc bọc xung quanh.Chất lỏng sang các rãnh của bản rồi theo van ra ngoài còn bã bị giữ lại trong khung

Để rửa bã ta ngừng cho huyền phù và cho nước rửa vào.Nước rửa chui qua lớpvải lọc,qua toàn bộ bề dày lớp bã kéo theo chất lỏng còn lại trong bã qua lớp vải lọcthứ hai sang bản bên cạnh rồi theo ống ra ngoài.Khi rửa xong,người ta mở tay quay,khung và bản tách xa nhau,bã sẽ rơi xuống máng dưới rồi lấy ra ngoài

V. Máy ép cam-BF0514

có bảng điều khiển, ống dẫn nước ép ra ngoài, khay để vỏ bỏ đi….

Hình vẽ cấu tạo của máy ép cam

3. Nguyên lý hoạt động

Hoa quả cần ép được đưa vào qua phễu,theo hệ thống băng tải để nghiêng và có

độ rung đi vào.Má ép trên nhờ hoạt động của pitong sẽ ép xuống và tác động và trụckhuỷu( thanh chắn quả) sẽ lần lượt đưa từng quả một vào phần má ép dưới cố định,2

má ép vừa khít kích thước loại quả ép.Sự dịch chuyển của trục ép là do sự chuyểnđộng của piton.Khi van dưới mở, van trên được bơm khí vào và tạo áp suất đẩy trục

ép xuống,sau đó lại được mở cho khí ra và bơm khí vào ván dưới để pitong về vị tríban đầu.Lượng vỏ thô được loại bỏ ra ngoài,rơi xuống khay chứa.Nước quả ép đượclấy ra theo đường dẫn để tiếp tục công đoạn sau.Những bã, xơ nhỏ được đẩy ra khỏitrục ép nhờ 1 trục ở giữa trục ép trên

VI. Máy chiết rót

1. Mục đích

Rót và định lượng sản phẩm nhất định vào trong bao bì…

2. Cấu tạo

Gồm có phễu đưa sản phẩm vào,bơm pitong định lượng hoạt động nhờ hệ thốngnén khí.Ngoài ra còn có các bộ phận khác như bảng điều khiển,van định lượng tựđộng, đường dẫn nén khí, bảng điều khiển( điều khiển chế độ rót tự động- liên tục,chế độ rót bán tự động- không liên tục)…

Hình vẽ cấu tạo của máy chiết rót

Máy chiết rót

3. Nguyên lý hoạt động

Thiết bị dựa trên nguyên lý hoạt động của pittong khí nén, tạo 1 khoảng cách( cóthể điều chỉnh được nhờ tay quay điều khiển).Sản phẩm được rót định lượng nhờ hệthống điều chỉnh khoảng giữa của pittong(khoảng cách này chính là thể tích của chaicần đóng).Hệ thống van định lượng đóng mở tự động sự đều đặn của quá trình này: Nguyên tắc hoạt động của van khí nén và chế độ mở van rót:

+ Quá trình nạp nguyên liệu:khí nén đi vào van b và d,tháo khí ở van a và c.Ở van

b pittong dịch chuyển sang bên trái,ở van c pittong dịch chuyển trên xuống,sản phầmđược lạp vào khoang chứa

+ Quá trình rót nguyên liệu:khí nén đi vào van a và c,tháo khí ở van b và d.Ở van

a pittong dịch chuyển sang bên phải,ở van c pittong dịch chuyển từ dưới lên,sản phẩmđược đẩy ra và rót vào bao bì

VII. Máy dập nút chai

Hình vẽ cấu tạo máy dập nút chai

3. Nguyên lý hoạt động

Nút chai được dập dựa trên nguyên lý của thiết bị nén khí.Khi dập xuống thì khínén sẽ được cấp,nút chai sẽ được dập xuống khít chặt vào chai.Sau đó lò xo đẩypittong lên tiếp tục cho quá trình dập tiếp theo mà không cần cấn khí nén từ phíadưới

VIII. Máy ghép mí bán tự động-TA508D.

1. Mục đích

Trong quá trình chế biến đồ hộp,quá trình ghép mí hộp để ngăn không cho sảnphẩm với môi trường không khí và vi sinh vật ở bên ngoài,là một quá trình quan trọng

có ảnh hưởng tới thời gian bảo quản lâu dài của thực phẩm đó.Nắp hộp phải đượcđóng kín, chắc chắn

2. Cấu tạo

Gồm có động cơ và hộp chuyển chiều quay,có thanh ép nắp hộp xuống và thanh

ép chặt và bó vào nắp hộp.Có giá đỡ hộp,ngoài ra còn có bộ điều khiển,các trục

Hình vẽ cấu tạo của máy ghép mí bán tự động

3. Nguyên lý hoạt động

Khi hộp để trên giá đỡ 4 thì động cơ 1 quay làm các máy ép quay theo.Thanhnâng giá đỡ đưa hộp lên đúng vị trí.Máp ép xuống chuyển động quay tròn và đi xuốnggiúp nắp hộp đi sau vào hộp đồng thời cùng máy ép chặt vừa quay vừa đi xuống vàcửa đi sang bên phải giúp nắp ghim chặt phần đầu hộp giống như chiều chuyển độngcủa nắp hộp

IX. Thiết bị thanh trùng liên tục-TA98D

1.Mục đích

Thiết bị này được dùng thanh trùng sản phẩm sau đã được khi đóng chai lọ, để tiêu diệt sự

có mặt của vi sinh vật ở nhiệt độ cao, chống lại sự xâm nhập của v sinh vật có hại, bảo quản sản phẩm lâu hơn

2.Cấu tạo

Thiết bị gồm các bộ phận: Khoang nước ấm, khoang nước nóng, đường nước mát,băng tải, bơm li tâm, nhiệt kế, áp kế, dàn phun nước nóng, giàn phun nước ấm, giàn phunnước mát, van, động cơ, ống dẫn hơi

Hình vẽ cấu tạo của máy thanh trùng liên tục

3.Nguyên lý làm việc

Hơi nước đi qua van điều chỉnh bằng tay cấp nước vào khoang thứ nhất làm nước ấmđến khoảng 50 độ c, hơi nước cấp vào khoang thứ 2 được làm nóng đến 90oC, trong quá trình thanh trùng nhiệt độ nước nóng được diều chỉnh bằng 1 van tự động

Nguyên liệu được băng tải vận chuyển đi qua giàn phun nước nóng đến nước ấm,nước mát để tránh sự thay đổi nhiệt độ đột ngột

X. Máy phối trộn.

1 Mục đích

Khuấy trộn các thành phần nguyên liệu đã được định sẵn thành 1 hỗn hợp đồng đều Tăng cường các quá trình hóa học, sinh học trong quá trình chế biến thực phẩm Tăng cường quá trình trao đổi nhiệt khi chế biến Hòa tan chất này vào chất khác,…

Các quá trình khuấy trộn thường gặp là: khuấy chất lỏng( lỏng với nhau hay rắn với lỏng), nhào các bột nhão, trộn khô,…

2.Cấu tạo

3 Nguyên lý làm việc

Nguyên liệu được đưa vào khoang chứa nguyên liệu, cung cấp hơi đun nóng nước và bơm vào khoang cấp nhiệt Nhờ sự trao đổi nhiệt giữa hai khoang, nguyên liệu được làm nóng, động cơ hoạt động làm quay cánh khuấy, giúp nguyên liệu được nóng đều.Nước nóng sẽ được tuần hoàn để đảm bảo cung cấp nhiệt ổn định cho nguyên liệu.Nhiệt độ nước nóng sẽđược điều chỉnh nhờ van đóng mở tự động Tùy theo yêu cầu của các loại nguyên liệu mà

có thể cho thêm vào gia vị, phụ gia khác nhau, sau khi kết thúc quá trình, nguyên liệu đượctháo ra ở van xả dưới đáy

XI. MÁY LI TÂM

1 Mục đích

Máy ly tâm dùng để phân ly huyền phù có hàm lượng pha rắn nhỏ hoặc phân ly nhũ tương

mà khối lượng riêng của các pha lỏng gần như bằng nhau khó phân ly

VD: Máy ly tâm dùng để tách bơ trong sữa

2 Cấu tạo

Bộ phận chủ yếu của máy là roto gồm các đĩa hình nón cụt chồng lên nhau với 1 khoảng cách thích hợp Nếu phân ly nhũ tương trên các đĩa đều có khoan 3 lỗ cách nhau 1 goc 120°, các đĩa xếp với nhau sao cho các lỗ này thông suốt với nhau tạo thành 3 đường thông thẳng đứng cho đến đĩa trên cùng không có lỗ gọi là đĩa phân ly Khoảng cách giữa các đĩa là 0.4 – 1.5 mm Đĩa trên giữ được nhờ các gân trên mặt ngoài của đĩa dưới Độ nghiêng của đĩa nón cần đủ đảm bảo để hạt vật liệu trươt xuống tự do, thường góc nửa đỉnh nón từ 30 – 50

3 Nguyên lý làm việc

Nguyên liệu ban đầu vào theo đường trục( có thể từ trên xuống hay dưới lên) vào khônggian dướ chồng đĩa rồi đi qua các lỗ trên đĩa, phân phối thành các lớp mỏng trên đĩa.Dưới tác dụng của lực ly tâm, chất lỏng nặng trượt trên đĩa xuống dưới tập trung ở thànhngoài rồi theo cửa tháo pha nặng ra ngoài Chất lỏng nhẹ chuyển động ngược trở lại, theohướng tâm rồi theo cửa tháo pha nhẹ ra ngoài Các hạt rắn lẫn trong pha nặng bị lắng 1phần vào ngăn chứa pha rắn

BÀI 2

Xác định công nghiền riêng của các sản phẩm thực phẩm

I. Máy nghiền gạo, nghiền ngô

Hình vẽ cấu tạo của máy nghiền gạo, nghiền ngô.

Hình vẽ cấu tạo của máy nghiền gạo, nghiền ngô.

3 Nguyên lý hoạt động

Nguyên liệu được đưa vào phễu nạp liệu theo chiều tiếp tuyến với chiều quay củabúa Quá trình nghiền nhỏ vật liệu trong máy nghiền búa là do sự va đập của búa vàovật liệu, sự chà xát của vật liệu với búa và với thành vỏ máy, các hạt vật liệu to chưa lọtqua lưới lại được búa tiếp tục nghiền nhỏ Để nghiền được, động năng của búa khiquay phải lớn hơn công làm biến dạng để phá vỡ vật liệu kích cỡ sản phẩm phụ thuộcvào lưới sàng, tùy theo yêu cầu sản phẩm mà ta thay lưới sang phù hợp.

Sau khi qua lưới sang rơi xuống ống dẫn bột được hộp hút gió với tác động củaquạt hút với luồng gió từ của hút gió hút bột lên hộp và đưa lên túi chứa bột

II. Tính công nghiền của máy

Lúc đầu nghiền (P đầu)

Công suất nghiền lớn nhất (P max)

Lúc nghiền xong (P cuối)

A o, kWh A,kWh Công riêng có

ích(A ích,kWh)

Công nghiền riêng

(A riêng,KWh/kg

Công riêng thưc tế A riêng tt,kWh/kg

• Trong đó: A là công nghiền có tải trong thời gian nghiền T

A=1/3.(P đầu +P max +P cuối ).T

Ao là công chạy không tải tương ứng với thời gian nghiền T

A o =P o +T

• Công nghiền riêng:là công có ích khi nghiền 1kg vật liệu nào đó

A riêng =A ci /m

(m là khối lượng vật liệu,kg)Đồng hồ đo công suất điện cho 1pha.Ở đây sử dụng động cơ 3pha và dòng điện đã được khuếch đại lên 5 lần nên công nghiền riêng thực tế là:

A riêngt =A riêng x 3/5=A riêng x 0,6

 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa công nghiền riêng và lỗ lưới :

Hình vẽ cấu tạo của máy khuấy

Bước 3: Đến khi nồng độ Bx = const thì dừng khuấy

Bước 4: Xác định thời gian khuấy và vẽ đồ thị biểu diễn mỗi quan hệ giữa nồng

độ Bx theo thời gian

 Chạy máy với tốc độ cánh khuấy là 51 vòng/ phút

 Biểu đồ thể hiện giữa nồng độ Bx với thời gian có tốc độ khuấy khác nhau:

Nhận xét: Dựa vào đồ thị ta có thế khẳng định tốc độ đảo trộn càng nhanh thì độ

đồng đều của sản phẩm càng nhanh Tốc độ đảo trộn càng tăng thì càng tăng khả năng

độ đồng đều cho sản phẩm càng nhanh