Đang tải... (xem toàn văn)
1. MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG Trong các nhà máy thực phẩm, quá trình định lượng nguyên liệu, định lượng vật liệu bổ sung và thành phẩm có ý nghĩa lớn để đảm bảo năng suất và hiệu suất sản xuất cũng như mọi chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm. đối tượng định lượng rất đa dạng và phong phú như: dạng rời, lỏng ít nhớt, lỏng nhớt, đậm đặc, dẻo, nhão, quánh. Do đó, tùy theo cấu tạo và tính chất của sản phẩm cần định lượng mà có các phương pháp và các thiết bị định lượng khác nhau. Các máy định lượng thường được lắp ngay dưới boong ke chứa, đặt trước các máy và thiết bị chế biến hoặc các máy trộn v.v… 2. PHÂN LOẠI 2.1.Theo nguyên tắc định lượng: – Máy định lượng theo thể tích: Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng nhưng mức độ chính xác thấp – Máy định lượng theo trọng lượng: Kết cấu phức tạp, giá thành cao nhưng mức độ chính xác cao
Thiết bị thực phẩm CÁC MÁY ĐỊNH LƯỢNG CHƯƠNG 5: CÁC MÁY ĐỊNH LƯỢNG MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG Trong nhà máy thực phẩm, trình định lượng nguyên liệu, định lượng vật liệu bổ sung thành phẩm có ý nghĩa lớn để đảm bảo suất hiệu suất sản xuất tiêu chất lượng sản phẩm đối tượng định lượng đa dạng phong phú như: dạng rời, lỏng nhớt, lỏng nhớt, đậm đặc, dẻo, nhão, quánh Do đó, tùy theo cấu tạo tính chất sản phẩm cần định lượng mà có phương pháp thiết bị định lượng khác Các máy định lượng thường lắp boong ke chứa, đặt trước máy thiết bị chế biến máy trộn v.v… PHÂN LOẠI 2.1.Theo nguyên tắc định lượng: – Máy định lượng theo thể tích: Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng mức độ xác thấp – Máy định lượng theo trọng lượng: Kết cấu phức tạp, giá thành cao mức độ xác cao Phương pháp định lượng thể tích có sai số từ 2-3% nên áp dụng đo lường sơ Phương pháp định lượng theo khối lượng có sai số định lượng thấp khoảng 0,1% nên áp dụng cần đo lường xác cấu tử hốn hợp 2.2 Theo phương thức làm việc – Máy định lượng liên tục – Máy định lượng gián đoạn (từng mẻ) 2.3 Theo tính chất vật liệu – Máy định lượng vật liệu rời – Máy định lượng vật liệu dẻo – Máy định lượng vật liệu lỏng CÁC MÁY ĐỊNH LƯỢNG VẬT LIỆU RỜI ðể định lượng vật liệu rời sản phẩm hạt, người ta dùng máy định lượng thể tích trọng lượng, định lượng liên tục phần Phương pháp định lượng theo thể tích có sai số lớn kết cấu máy đơn giản hơn, sai số nằm giới hạn cho phép nên sử dụng rộng rãi nhiều dây chuyền sản xuất Những máy định lượng cấp liệu liên tục thường gặp loại thùng, đĩa, vít tải, băng tải, máy lắc, pittông, rung lắc dao động loại trọng lượng làm việc tự động nửa tự động 3.1 Thùng định lượng : (Máy định lượng kiểu tang) 3.1.1 ðặc điểm phạm vi ứng dụng: – Máy định lượng thể tích làm việc liên tục – ðịnh lượng sản phẩm dạng rời, dạng hạt, bột v v 3.1.2 Phân loại: – Kiểu thùng hình trụ hay thùng có nhiều cạnh (hình 5.1a 5.1 b): ðể điều chỉnh dòng sản phẩm nhờ lực ma sát lực bám dính với bề mặt thùng – Kiểu hình quạt: loại hốc (hình 5.1c) loại cánh ( hình 5.1d):Ở loại thùng loại thùng trụ nhẵn có nếp gợn nhỏ dùng cho sản phẩm bột hạt nhỏ Những thùng mài cạnh dùng cho sản phẩm dạng cục nhỏ cục trung bình Tốc độ vòng thùng từ 0,025 đến 1m/s Năng suất thùng điều chỉnh chắn thay đổi chiều dầy lớp sản phẩm vào, thay đổi số vòng quay tang Năng suất thùng cấp liệu kiểu tang trơn (Hình 6.1a ) tính theo cơng thức : Trong đó: F : Diện tích tiết diện lố, m2 v : Tốc độ trung bình sản phẩm chảy qua lỗ, (m/s ) (Thường lấy vận tốc vòng tang định lượng v = 0,025 – m/s) k : Hệ số chứa đầy cửa xuống liệu, phụ thuộc khối lượng riêng hạt γ : Trọng lượng riêng sản phẩm kg/ m3 3.2 ðĩa định lượng : 3.2.1 ðặc điểm phạm vi ứng dụng: – Máy định lượng thể tích làm việc liên tục – Dùng để cấp vàđịnh lượng vật liệu dạng hạt nhỏ dạng bột khơ – đảm bảo cấp liệu đủ xác suất tương đối lớn Nguyên tắc làm việc: đĩa lắp cứng trục nhận chuyển động quay từ môtơ qua đai thang 3, hộp giảm tốc cặp bánh thẳng Liệu từ hộp chứa liệu chảy qua cánh đảo 15 gắn trục (để chóng dính bết) xuống đĩa ðểđiều chỉnh lượng liệu đĩa 1, dùng hệ thống ống chắn liệu Ống phía lắp cốđịnh, mặt ngồi ống có tiện ren Ống lồng ngồi ống 7, đầu phía hàn với đai ốc 10 – ăn ren ống đai ốc 10 hàn với bánh vòng 13 ăn khớp với bánh 14 Khi tay quay 11 quay truyền chuyển động qua cặp bánh nón 12, cặp bánh 14 13 làm đai ốc 10 quay ăn ren với ống cốđịnh Do làm ống đai 13 vừa quay vừa tịnh tiến dọc trục (lên xuống) làm thay đổi lượng liệu đĩa Dùng gạt (cũng điều chỉnh vị trí cao thấp) để gạt liệu đĩa xuống ống tháo liệu Có khả điều chỉnh suất : – Thay đổi vòng quay trục mang đĩa – Dịch chuyển vị tríống tay quay 11 3.2.4 Năng suất đĩa định lượng : Năng suất đĩa định lượng tính theo cơng thức: Trong đó: ρ : Khối lượng riêng hạt bột kg/m3 h : Chiều cao nâng ống tiếp liệu so với đĩa (m) n: Số vòng quay đĩa, vòng/phút R : Bán kính ống tiếp liệu 8, m ϕ : Góc nghiêng tự nhiên khối vật liệu chuyển động, độ 3.3 Vít định lượng 3.3.1 ðặc điểm phạm vi ứng dụng: – Máy định lượng thể tích làm việc liên tục – Vít định lượng dùng để cấp vàđịnh lượng sản phẩm dạng hạt, cục nhỏ dạng bột trường hợp bỏ qua tượng nghiền nát – Máy có thểđịnh lượng vị tríđặt nằm ngang hay nằm nghiêng góc 3.3.2 Cấu tạo vít định lượng 3.3.3 Năng suất vít định lượng: Năng suất vít định lượng xác định theo cơng thức : Trong đó: D : ðường kính vít xoắn , m S : Bước vít, m Thường thường : S = (0,8 – 1,0) D K : Hệ số đổ đầy, K= 0,8 – 1,0 n : Số vòng quay vít xoắn phút ðối với sản phẩm linh động n = 40 – 80 v/ ph, linh động n = 20 – 40 v/ph γ : Khối lượng riêng sản phẩm (kg/m3) ðể tránh vật liệu tích tụ vít định lượng cần phải đảm bảo tỉ lệ: D ≥ (4-5) DC (mm) Trong : DC : Kích thước lớn cục sản phẩm 3.4 Băng tải định lượng 3.4.1 ðặc điểm phạm vi ứng dụng: – Máy định lượng làm việc liên tục – Dùng để cấp định lượng vật liệu cục nhỏ vật liệu ẩm dính kết Với vật liệu ẩm, dính, dùng gạt làm phận chịu tải vải bơng tẩm cao su – Băng tải định lượng đặt nằm ngang hay nằm nghiêng 3.4.2 Phân loại: – Băng tải định lượng theo thể tích – Băng tải định lượng theo trọng lượng 3.4.3 Băng tải định lượng theo thể tích Nhánh băng phía đỡ lăn định lượng Dọc theo băng cóđặt chắn tạo thành máng nhỏ dẫn sản phẩm cấp liệu Vật liệu từ thùng chứa liệu cấp vào băng cách đặn có thểđiều chỉnh theo chiều cao chắn Tốc độ băng lấy từ 0,1 – 0,5m/s 3.4.4 Băng tải định lượng theo khối lượng – Băng tải định lượng theo khối lượng tựa giáđỡ lề Trên hình 5.5 cho ta sơ đồ nguyên tắc băng tải định lượng theo khối lượng; cấu lắp khung, tựa giá đỡ lề Sản phẩm cấp băng tải cân đối trọng; dịch chuyển đối trọng điều chỉnh suất giới hạn 1/3 Khi thay đổi độ nghiêng khung máy định lượng thay đổi trọng lượng sản phẩm nên hệ thống đòn bẫy tự động thay đổi vị trí điều chỉnh chắn tiết diện lỗ thùng chứa liệu – Băng tải định lượng theo khối lượng điều chỉnh điện Băng tải định lượng theo trọng lượng tựđộng hố nhờ thiết bị điện khí nén thủy lực Trên hình 5.6a cho biết sơđồ thiết bịđiện đểđiều chỉnh trình làm việc máy định lượng – Băng tải lắc điểm tựa dẫn động động cơđiện Tiến hành cân nhờ cấu cánh tay đòn trọng lượng với tay đòn đối trọng Vật liệu đưa vào cấu cấp liệu dao động điện Ở tay đòn có hệ thống cơng tắc điện qua thiết bị đặc biệt làm thay đổi chế độ làm việc rung, ảnh hưởng đến việc cung cấp vật liệu, cho khôi phục cân hệ trọng lượng Trên hình 5.6b sơ đồ kiểu băng tải định lượng điều chỉnh điện khác Sự điều chỉnh thực cách thay đổi cấu cấp liệu thay đổi trọng lượng băng tải 1, cấu trọng lượng 2,3 làm thay đổi vị trí hệ thống cắt điện Nhờ điều khiển điện mà thay đổi tỉ số truyền biến tốc 6, làm chuyển động máy cấp liệu Trên hình 5.10b cho máy định lượng có thùng lường có pittơng thúc phần Từ phễu sản phẩm trục cán cấp liệu đưa vào buồng nhận Trong chắn cắt pittơng vị trí tận bên trái Tấm chắn pit tông di chuyển chuyển sang bên phải bắt đầu cắt khối sản phẩm buồng 3, sau nóđược đẩy vào thùng lường cấu chia Thùng liệu chứa đầy bột nhào, pít tơng nén lò xo vị trí bên phải Khi quay cấu chia 900 pit tông giải phóng khỏi áp lực pit tơng tác dụng lò xo 9, phần bột đẩy băng tải 10, phần bột thể tích thùng liệu 4.2.3 Máy chia có thùng lường cấu chia quay liên tục: hình 5.11 Thùng có gân bột nhào qua cấu chia 2, cấu chia có buồng liệu hình trụ 3, có pit tơng dịch chuyển Dưới áp lực bột nhào lùi theo chiều sâu buồng liệu chỗ tựa lăn cam định hình Khi buồng liệu ngang qua mép nhọn bột nhào cắt khỏi khối sản phẩm chung; lăn lăn hình quạt cố định cục bột nhào pit tơng ép từ buồng liệu lên băng chuyền Quay cam điều chỉnh trọng lượng phần bột nhào cần định lượng 4.2.4 Máy định lượng mì vằn thắn Trên hình 5.12 cho biết sơđồ làm việc thiết bịđịnh lượng đập phận máy tựđộng sản xuất mì vằn thắn Nó gồm đĩa đập với khn đập có hình dạng xác định, băng thép băng chuyền 2, băng chuyền khuôn ép cấp bột nhào thịt xay Bột nhào thịt xay đưa vào khuôn ép bơm hồi chuyển Bột nhào có dạng ống thịt xay cấp vào thành phần riêng nhờ có phận cắt khí nén Ống bột nhào cắt dây để tách khơng khí Khn dập cắt ống bột nhào thỏi vằn thắn mì có chứa phần thịt xay ðể tránh dính bột nhào, người ta bôi trơn khuôn dập dầu mỡ Thiết bị định lượng tương tự dùng để phân lượng mỡ, men, làm bánh bích quy, kẹo sản phẩm khác sản xuất thực phẩm NHỮNG MÁY ĐỂ ĐỊNH LƯỢNG SẢN PHẨM THỰC PHẨM LỎNG 5.1 Mục đích phạm vi ứng dụng – định lượng sản phẩm lỏng máy phổ biến rộng rãi nhiều ngành sản xuất thực phẩm Ưu điểm định lượng máy : Cải tiến điều kiện vệ sinh đảm bảo suất cao định lượng sản phẩm cách xác – Có ba phương pháp định lượng bản: Trọng lượng, thể tích vàđịnh lượng theo mức phổ biến sản phẩm lỏng hai phương pháp định lượng thể tích vàđịnh lượng theo mức – Các yêu cầu máy để rót sản phẩm thực phẩm lỏng chủ yếu tính chất vật lý khác chúng định (tạo bọt, độ nhớt, độ bay hơi); Ví dụ bia, săm pa đồ uống khác có chứa khí, để giảm tổn thất khí cacbonnic phải rót áp suất cao áp suất khí Người ta tạo nên bao bì áp suất cao áp suất bình đựng chất lỏng chảy Những sản phẩm có chứa vitamin (nước ép hoa rau) nên rót chân khơng, trường hợp giảm hàm lượng oxy mặt sản phẩm bao bì kín máy rót chất lỏng có bọt cần u cầu đặc biệt 5.2 Phân loại máy rót: Những máy để phân lượng sản phẩm thực phẩm lỏng phân loại theo dấu hiệu khác Trong bảng 5.1 nêu phân loại máy rót phụ thuộc vào phương pháp rót chất lỏng, cấu tạo máy phận rót – sản phẩm cóđộ nhớt nhỏ: khối lượng riêng từ 0,9 đến 1,0g/cm3, độ nhớt 0,8 – 8,5 centipoize nhớt như: sữa, crem, rượu, nước, rượu mùi, bia, rượu vang xi rô, nước ép, dầu thực vật, dầu cá, dấm … dùng phậnrót chất lỏng cần phân lượng chảy tác dụng trọng lượng (thiết bị rót, trọng lực) – sản phẩm cóđộ nhớt cao (hàng chục lần): dịch cà chua, váng sữa, dịch rau, mứt nhừ, kem cốc … người ta phân lượng sản phẩm nhờép cưỡng chúng dụng cụđặc biệt máy định lượng 5.3 Các cấu rót máy định lượng 5.3.1.Cơ cấu rót kiểu van a.Cấu tạo: Trên hình 5.13a, cấu rót kiểu van đơn giản nhất, gồm có bình lường 1, van ba chiều 2, ống 3, ống nối để nạp đầy bình lường vàống nối để rót thể tích đo lường vào bao bì chứa b.Ngun tắc làm việc: Thể tích chất lỏng vào bình lường phụ thuộc vào vị tríđầu bên ống hở hai đầu Khi nút van ba chiều vị trí chỉở phần bên phải hình vẽ, chất lỏng áp suất thủy tinh vào bình lường, đẩy khơng khí bình qua ống Khi chất lỏng dâng đến mép ống khơng khí khơng nữa, chất lỏng bình lường dâng lên cao mép ống đoạn, phụ thuộc vào mực chất lỏng thùng rót Áp suất khơng khí chất lỏng ngăn cản việc nạp tiếp tục vào bình lường, lối chất lỏng bịđóng; chất lỏng ống dâng lên theo quy tắc bình thơng nóđược xác định mực chất lỏng thùng rót Như chấm dứt chu trình định lượng Thể tích điều chỉnh cách nâng lên hạống xuống ðể tháo chất lỏng vào bao bì chứa, quay nút van ba chiều ngược kim đồng hồ góc 900, nhưđã chỉở phần bên trái hình vẽ Tuỳ theo cách quay van mà máy dùng cấu rót thuộc loại quay tay, bán tựđộng tựđộng Chất lỏng chảy nhanh, suất máy lớn, điều kiện khác giống c Tính tốn suất chất lỏng:Trên hình 5.13b cho sơđồđể xác định suất chất lỏng chảy : 5.3.2 CƠ CẤU RĨT KIỂU VAN XỐY ðỂ RĨT ðẲNG ÁP CHẤT LỎNG CĨ NẠP KHÍ – để tránh tổn thất khí rót chất lỏng có nạp khí người ta nạp đầy cấu rót đẳng áp đặc biệt Trên hình 5.14a cho mặt cắt van để rót đẳng áp chất lỏng có nạp khí ( ví dụ bia) – Chu trình làm việc cấu rót đẳng áp : a/ Nạp đầy khí vào bao bì, áp suất khí áp suất dư, chất lỏng sẽđược rót ởáp suất b/ Mở lỗ nạp chất lỏng c/ Chất lỏng chảy vào bao bì chứa khơng có chênh lệch áp suất (dưới tác dụng trọng lượng thân) d/ Nạp vào đầy bao bì đến mực chất lỏng đãđịnh trước (thơng thường khơng có thiết bịđịnh lượng) e/ đóng lỗ nạp chất lỏng – Cấu tạo nguyên tắc làm việc: Trong thân van có ba lỗ khoan góc khác Ở vỏ van 11 có rãnh 1,2,3 tương ứng Phần bên vỏ van nối liền với đáy 12 thùng rót phần bên nối với khớp trục 5, tiếp hình nón định tâm có vành cao su 10 Các ống 6, 8, 13, 14 thông với thùng rót để nạp chất lỏng vào bao bì Rãnh vòng 15 nối khoang bao bì cần nạp đầy với ống 13; ống hình van 8, ta thấy mặt cắt A -A, ống 6, kết thúc lỗ Tay gạt 16 quay thân van cách liên tục, hợp lý Trong máy rót tựđộng tay quay có prơfin phức tạp (cam); quay bàn quay tay quay lăn định lượng cố định; nhờđó mà thân van quay theo với quy tắc quy định theo thời gian khơng gian Các vị trí tiếp thân van hình 5.14b Ở vị trí làm việc thứ nhất, rãnh mở chai nạp đầy khí từở thùng khí có áp suất Ở vị trí làm việc thứ hai rãnh mở chai nạp đầy chất lỏng qua rãnh Khi bị chất lỏng đẩy khỏi chai vào thùng chứa khí theo rãnh Chất lỏng nạp đầy vào chai đến mực h1, chỗ có lỗ ống Bên chất lỏng có khí khơng có chỗ ra, chất lỏng nâng lên theo ống theo quy tắc bình thơng nhau, xác định mực chất lỏng thùng áp lực Ở vị trí thứ ba, thân van ngừng nạp chất lỏng làm thơng thể tích bên bao bì cần nạp đầy với thể tích thùng rót theo hai đường ống Lúc chất lỏng ống chảy làm dâng mực chất lỏng chai lên đến h2, lượng khí tương ứng lại từ chai theo đường ống quay ngược thùng Ở vị trí thứ khâu van phân cách hồn tồn bao bì với thùng rót chất lỏng ống lại chảy vào chai làm dâng mực chất lỏng chai đến h3 điều chỉnh vị trí lỗ theo chiều cao, nạp đầy bao bì tới mức sai số cho phép thực tế 5.3.3 CƠ CẤU RĨT KIỂU VAN CĨ BÌNH LƯỜNG CỐðỊNH a Cấu tạo: Trên hình 5.15 thùng rót 1, nối với đáy bình lường gồm hai ngăn a b Van nút cho phép cắt ngăn b trường hợp phải giảm lượng chất lỏng đổ vào bao bì (thường thể tích a b nhau, cắt ngăn b việc nạp giảm nữa) Hình nón để định tâm miệng chai bắt buộc nâng khung 10, 12, 13 chai bị dâng lên, lò xo 11 bị nén b.Ngun tắc làm việc: Khi nâng khung 10, 12, 13, lò xo nén giãn dài van ép lên đế 9, tách bình lường khỏi thùng rót Khi ngang bên 13 đến vòng kẹp 14 nâng vòng kẹp lên, 15 có lắp van đầu nâng lên với chúng ðúng lúc chất lỏng bắt đầu bình lường chảy Sau hạ chai xuống lò xo 11 dưa hệ thống vị trí ban đầu, bình lường đổ đầy chất lỏng chu trình làm việc mơ tả lặp lại cũ Khác với cấu có bình lường di động mô tả thiết bị không yêu cầu bít kín đệm đáy thùng rót bình lường 5.3.4 CƠ CẤU RĨT KIỂU VAN TRƯỢT a.Cấu tạo Trên hình 5.16 van trượt hình trụ dùng cấu đóng kín máy rót Thùng rót nối với thân rỗng 2, bên cóđặt van trượt hình trụ Van trượt nâng lên hay hạ xuống nhờ tay gạt 4, đảm bảo việc nạp không nạp chất lỏng từ thùng b Nguyên tắc làm việc: Trên hình vẽ hai vị trí van trượt, có lỗ tương ứng với mở lỗ chảy (bên phải) vàđóng lỗ chảy (bên trái) để nạp chất lỏng từ thùng rót vào chai Trong máy có chi tiết che kiểu van trượt mới, thực chức phức tạp nhất, phản ánh kịp thời có hay khơng có bao bì cấu rót Van trượt tự động nhận vị trí cần thiết (mở, đóng), hốc thân van trượt hình trụ cho phép chất lỏng đong chi tiết định lượng quay trở thùng rót Lượng chất lỏng chảy hay thời gian nạp đầy bao bì mực chất lỏng thùng rót khơng đổi tính tốn theo cơng thức 5.3.5.CƠ CẤU RĨT CĨ BÌNH LƯỜNG VÀ VAN TRƯỢT a Cấu tạo Trên hình 5.17 cấu rót kiểu có bình lường van trượt dùng ngành sữa, rượu, rượu vang lĩnh vực công nghiệp thực phẩm khác để rót sản phẩm thực phẩm lỏng khơng nhớt.Trong thùng rót có bình đựng 2, đáy bình vặn chặt với van trượt Phần bên van trượt rỗng, phần bên đặc Bên thành phần rỗng van trượt có lỗ 4; phía đáy thùng có lắp ống lót rỗng 5, có lỗ 6, ống chảy tràn đầu cuối để cắm vào bao bì Hình 5.17 Cơ cấu van trượt máy BRP-8 Lò xo lăn 10 dịch chuyển theo cấu cam có profin tương ứng đảm bảo dịch chuyển thẳng đứng van trượt b Nguyên tắc làm việc: Khi nâng van trượt lên đại lượng H bình lường dùng chứa chất lỏng nâng lên, mép bên nằm cao mực chất lỏng đường chấm chấm ðồng thời xảy trùng khít lỗ cặp van trượt, nhờ mà chất lỏng bình lường chảy vào bao bì chứa Sau chảy hết chất lỏng bình lường hạ xuống lại nạp chất lỏng lặp lại chu trình làm việc mô tả ... liệu – Máy định lượng vật liệu rời – Máy định lượng vật liệu dẻo – Máy định lượng vật liệu lỏng CÁC MÁY ĐỊNH LƯỢNG VẬT LIỆU RỜI ðể định lượng vật liệu rời sản phẩm hạt, người ta dùng máy định lượng. .. bào quang điện Khi định lượng đóng bao dùng máy định lượng cân lần máy định lượng cân nhiều lần Khi cân lần thực định lượng trọng lượng phần sản phẩm sau lần nhận Trong máy định lượng cân nhiều... pháp định lượng bản: Trọng lượng, thể tích v định lượng theo mức phổ biến sản phẩm lỏng hai phương pháp định lượng thể tích v định lượng theo mức – Các yêu cầu máy để rót sản phẩm thực phẩm lỏng