Kỹ Thuật thực phẩm 1  Cảm ơn thầy! Đầu tiên nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Khê của bộ môn kỹ thuật thực phẩm cùng toàn thể cán bộ, nhân viên của trường đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo cho chúng em được học tập và hoàn thành tốt môn học này. Qua môn kỹ thuật thực phẩm này, chúng em biết thêm nhiều loại máy móc, thiết bị để phục vụ cho ngành học bây giờ và cả mai sau, nhất là nhờ bài tiểu luận này, nhóm đã hiểu thêm về máy lọc trống chân không dạng thùng quay. Tuy thời gian gặp nhau rất ít trên lớp nhưng những gì thầy hướng dẫn là nguồn kiến thức rất quý báu đối với chúng em. 1 Kỹ Thuật thực phẩm 1 MỤC LỤC Lời mở đầu…………………………………………………………………3 I. Máy lọc chân không thùng quay……………………………………… 5 1. Nguyên tắc cấu tạo………………………………………………… 5 2. Nguyên tắc hoạt động……………………………………………… 6 3. Thiết bị đi kèm trong hệ thống lọc………………………………… 8 II.Ứng dụng……………………………………………………………… 9 Tài liệu tham khảo…………………………………………………………17 Bảng phân công công việc……………………………………………… 18 2 Kỹ Thuật thực phẩm 1 LỜI MỞ ĐẦU  Trong các ngành sản xuất hóa chất nói riêng và nghành công nghiệp nói chung các thiết bị hóa chất không thể thiếu được trong bất kì nhà máy, xí nghiệp nào. Các thiết bị này có thể tham gia vào quá trình sản xuất trực tiếp ( thiết bị phản ứng, tháp tổng hợp, tháp chưng luyện), hay các quá trình sản xuất giàn tiếp (máy nghiền, máy khuấy) hoặc phục vụ cho giai đoạn sản xuất, xử lý nước thải, khói thải làm sạch môi trường (các thiết bị lắng, lọc) . Trong quá trình sản xuất, đặt ra yêu cầu phải phân riêng hệ không đồng nhất để có thể phục vụ một trong hai mục đích : - Thu hồi pha rắn trong hệ (có thể là sản phẩm hoặc cấu tử quý). - Loại pha rắn trong hệ để làm sạch dung dịch. Để giải quyết vấn đề đó, người ta thường dùng thiết bị hóa chất chủ yếu được gọi là thiết bị lắng và các thiết bị lọc. Các thiết bị lắng như phòng lắng, đường lắng, bể lắng thì thường có cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng nhưng năng suất phân riêng kém và không phân riêng được những hệ mà kích thước pha phân tán nhỏ. Do vậy thường sử dụng để làm sạch sơ bộ. Các thiết bị lọc được phân ra làm nhiều loại: thiết bị lọc điện (lọc dưới tác dụng của lực điện trường), thiết bị lọc nhờ vật ngăn (tháp đệm, thiết bị lọc ép khung bản, thiết bị lọc tấm, máy lọc chân không thùng quay), các thiết bị lọc dưới tác dụng của lực ly tâm (máy ly tâm lắng, ly tâm lọc xyclon). Các thiết bị dạng này tuy thiết bị phức tạp, chế tạo tốn kém, nhưng năng suất lọc lớn và có thể phân riêng được những huyền phù, nhũ tương có hạt rất nhỏ, mịn do đó được sử dụng nhiều trong công nghiệp. 3 Kỹ Thuật thực phẩm 1 Trong các công đoạn lọc đó thì máy lọc chân không thùng quay thường được sử dụng ở giai đoạn trung gian vì máy lọc chân không thùng quay không thể phân riêng hệ không đồng nhất mà khối lượng riêng của các pha gần bằng nhau. Do động lực của quá trình là rất thấp. Do vậy máy lọc chân không thùng quay chỉ sử dụng hiệu quả với những huyền phù có khả năng phân riêng dễ dàng. Ưu điểm của máy lọc chân không thùng quay là làm việc liên tục, ổn định, dễ thao tác vận hành, tiết kiệm nhân lực nhưng nó có vài nhược điểm như cấu tạo phức tạp, tiêu hao năng lượng cho động cơ truyền động , bơm chân không và máy nén. Hình: Máy lọc chân không thùng quay 4 Kỹ Thuật thực phẩm 1   I. Máy lọc chân không thùng quay 1. Nguyên tắc cấu tạo: Lọc chân không thùng quay là thiết bị làm việc liên tục với động lực quá trình được tạo ra bằng bơm chân không. Thùng quay được đặt trong bể chứa huyền phù với độ nhúng sâu cố định theo mực chất lỏng không đổi. Thùng quay dạng trụ, trên thành đục lỗ và bên ngoài phủ vách ngăn lọc. Còn ngăn trong phân ra 12 vách riêng biệt, mỗi ngăn có đường ống nối với trục rỗng tại tâm thùng quay. Hệ thống đường ống cùng với trục rỗng tạo thành đường hút chân không và dẫn nước lọc. Kết cấu thiết bị lọc chân không thùng quay được miêu tả như sau: thùng lọc với các ngăn có ống dẫn nối liền trục rỗng thông ra đầu phân phối chân không. Thùng quay được nhờ bộ truyền động qua bánh răng. Chống sa lắng của huyền phù nhờ bộ khuấy được truyền động nhờ cơ cấu. Khu vực sấy bã được nhờ hỗ trợ bởi cơ cấu ép băng tải. Thực hiện tháo lắp bằng cơ cấu dao cạo. Đầu phân phối chân không cho máy lọc thùng quay được miêu tả như sau: gồm hai đĩa tiếp xúc với nhau, một đĩa chuyển động được nối liền với trục rỗng của thùng quay, còn một đĩa không chuyển động (cố định) nối liền với hệ thống hút chân không. Bề mặt tiếp xúc giữa đĩa cố định và đĩa chuyển động phải chế tạo sao cho giảm mát chuyển động, đồng thời phải kín đối với hệ thống chân không. Đĩa chuyển động có 12 lỗ tương ứng với 12 ngăn trên thùng lọc, còn đĩa cố định có 3 rãnh: rãnh A tương ứng với vùng lọc; rãnh B-vùng rửa và làm ráo; rãnh C-vùng tạo bã và tái sinh. Trong quá trình lọc thùng quay, ngăn nào trùng với rãnh tương ứng của đĩa cố định thì hoạt động theo chế độ đã định. 5 Kỹ Thuật thực phẩm 1 Hình: Nguyên lý làm việc của lọc thùng quay 2. Nguyên tắc hoạt động: Lọc chân không thùng quay là thiết bị làm việc liên tục với động lực quá trình được tạo ra bằng bơm chân không. Như vậy áp suất lọc là áp suất khí quyển tức p 1 = p a , do đó động lực học: = p p - p v (p v là áp suất chân không do bơm tạo nên) Thiết bị lọc là thùng hình trụ đường kính D chiều dài L quay với tốc độ n vòng/phút. Do vậy chu kỳ làm việc: k =60/ n (s) Và diện tích bề mặt thùng lọc: F = D L ( m 2 ) Người ta có thể bố trí bề mặt lọc bên trong thùng, tức huyền phù vào trong thùng, từ đó nước lọc chảy ra ngoài. Thông dụng hơn cả, là trường hợp bố trí bề mặt lọc phía ngoài thùng, nghĩa là nước lọc chảy từ ngoài vào trong. 6 Kỹ Thuật thực phẩm 1 Thùng quay đặt trong bể chứa huyền phù với độ nhúng sâu cố định theo mực chất lỏng không đổi. Thông thường theo chu vi của thùng người ta phân chia ra 6 khu vực tương ứng với các góc khác nhau. -Góc lọc, góc này được xác định theo vị trí tiếp xúc của thùng với huyền phù trong bể tương ứng với phương trình lọc. 1, 2 -Góc làm ráo bã (sấy) lần 1 và lần 2 r -Góc rửa , xác định theo thời gian rửa c -Góc cạo bã s -Góc tái sinh bề mặt lọc (làm sạch hoàn toàn nguyên bề mặt lọc) Như vậy = 360 0 Và k = + 1 + 2 + c + s Các giá trị thời gian tương ứng các góc i được xác định theo điều kiện của quá trình công nghệ. Mọi liên hệ góc quay i và thời gian là: i = Chu kỳ lọc: k = – Tổng các góc thực hiện công nghệ ( tổng góc lọc và sấy) 7 Kỹ Thuật thực phẩm 1 = tổng thời gian thực hiện lọc và sấy. ( - Góc tạo bã và tái sinh bề mặt được gọi là tổng các góc của bề mặt không chứa bã lọc. Do đó diện tích bề mặt lọc của thùng quay được tính F = (m 2 ) V – Năng suất theo nước lọc; hiệu suất, lưu ý đến sự bít kín lỗ ( Nghĩa là chọn trước chiều dài thùng L rồi tính đường kính D. Sau đó tính các góc i 3. Thiết bị đi kèm trong hệ thống lọc: Khu vực sấy 1 và 2 người ta hỗ trợ bằng cơ cấu băng tải ép bớt nước lọc và nước rửa. Tại khu vực rửa r bố trí các vòi phun nước rửa. Cạo bã được thực hiện bằng các phương pháp khác nhau: bằng dao cạo, bằng dây cạo, bằng con lăn và bằng băng tải. Hệ thống lọc chân không thùng quay gồm: thùng quay nhúng trong bể huyền phù, thùng cấp huyền phù có cánh khuấy chống sự sa lắng pha rắn , còn trong bể cũng có cánh khuấy. 8 Kỹ Thuật thực phẩm 1 Huyền phù từ thùng nhờ bơm cấp vào bể, mức chất lỏng được cố định bằng ống chảy tràn. Bơm chân không hút từ bình tách bọt, các giọt lỏng ngưng lại chứa trong bình . Nước lọc và nước rửa tách trong bình và chứa ở bể; hỗ trợ việc tách bã và tái sinh vách ngăn lọc nhờ dòng khí nén từ bình được cung cấp bởi máy nén. Hình: Sơ đồ hệ thống lọc chân không thùng quay. II. Ứng dụng Loại máy lọc này được ứng dụng để tách sinh khối vi sinh vật khỏi dung dịch canh trường và để lọc huyền phù có cấu trúc khác nhau của các thể vẩn rắn (cấu trúc sợi, cấu trúc keo hay cấu trúc không định hình). Các thể vẩn rắn thường chứa khoảng từ 50 đến 500 g/l. 9 Kỹ Thuật thực phẩm 1 Năng suất đơn vị của thiết bị phụ thuộc vào các tính chất hoá lý của huyền phù phân ly, vào vật liệu lọc, vào các giai đoạn xảy ra trước khi lọc và dao động trong giới hạn rộng. Máy lọc chân không dạng thùng quay có hiệu quả nhất khi phân ly huyền phù có nồng độ pha rắn cao hơn 2%. Hình:Sơ đồ thiết bị lọc chân không dạng thùng quay tác động liên tục: 1,8- Thùng két có bộ khuấy trộn huyền phù; 2- Bơm đẩy huyền phù; 3- Bơm đẩy huyền phù của chất lọc hỗ trợ; 4-Thùng két có bộ khuấy chất lọc hỗ trợ; 5- Bơm tuần hoàn; 6- Thùng két có bộ khuấy để chứa huyền phù khi trào ra; 7- Lọc chân không; 9- Thùng chứa phần lọc; 10- Bơm hút phần lọc; 11- Bình chứa chất lọc đã được rửa; 12- Bơm hút phần lọc đã được rửa; 13- Bộ tách nước; 14- Máy quạt gió; 15- Hộp áp kế; 16- Bơm chân không; 17- Bộ ngưng tụ; 18- Bộ thu hồi; I- Phương án chính để nối thiết bị phụ; II- Phương án kết hợp để huyền phù lắng nhanh; III- Huyền phù của chất lọc hỗ trợ ở phương án hoạt động có lớp bồi tích; IV- Phương án kết hợp thu hồi; V- Phương án kết hợp bộ ngưng tụ; VI-Phương án kết hợp bộ thu hồi và bộ ngưng tụ Tuy nhiên khi cô sơ bộ huyền phù bằng phương pháp lắng hay nhờ bộ xoáy thuỷ lực có thể đạt hiệu suất lọc cao nhất. Khi lọc các chất trung hoà, năng suất đơn vị tính theo huyền phù là 2 ÷3 m 3 /(m 2 ⋅h), đối với các chủng nấm mốc - gần 1, 10 [...]... bị lọc chân không dạng thùng quay Các khoang của thùng quay được bao phủ bỡi tấm đột lỗ và bị kéo căng bởi vật liệu lọc Số vòng quay của thùng được thay đổi nhịp nhàng trong giới hạn từ 0,13 đến 3 vòng/phút Thùng quay được lắp trong các ổ đặc biệt Tấm đáy dưới thùng có máng chảy và máy khuấy lắc hoạt động nhờ bộ dẫn động riêng biệt có số vòng quay đến 0,3 vòng/phút Máy lọc chân không dạng thùng quay. .. đối trên trống lọc như ta nhìn đồng hồ khi ta đứng về phía chiều quay của trống lọc cùng chiều kim đồng hồ) Các loại lọc khác: Trong nhà máy đường có dùng 1 loại lọc nữa là lọc vải Lọc kiểu này cũng cần có chân không nhưng không cần bã mía mịn Công suất hệ thống lọc vải thấp hơn máy lọc thùng quay  Ưu, nhược điểm của lọc thùng quay: - Ưu: Công suất lớn, thiết bị chiếm ít diện tích Lưới lọc bằng inox... số vận hành: •Tốc độ quay của trống 0.2 vòng/phút •Độ chân không 430-533mmHg • Nhiệt độ nước bùn lọc 90oC •Lượng nước rửa bùn so với bùn lọc là 150-200% •Ẩm bùn 60-70% 15 Kỹ Thuật thực phẩm 1  Ứng dụng trong thực tế: Thiết bị lọc chân không kiểu thùng quay của hãng Dorr Olive Thường được dùng trong hệ thống lọc bùn ở các nhà máy đường Hình: Máy lọc trống chân không dạng thùng quay trong thực tế Nguyên... phù Góc nạp liệu tối ưu của thùng quay bằng 130÷1490 Hoạt động của thiết bị lọc chân không được tiến hành như sau: Chất lỏng canh trường từ thùng chứa được đẩy vào tấm đáy, tại đây mực chảy lỏng được giữ không đổi Quá trình lọc được thực hiện trong bốn vùng theo chu kỳ quay của thùng 11 Kỹ Thuật thực phẩm 1 Trong vùng I (130 ÷1490), lọc dưới chân không xảy ra qua lớp trên thùng và đồng thời chất cặn... khí trơ dưới áp suất dư 10 kPa vào phần trên của thiết bị Không khí dưới áp suất 50 ÷100 KPa được nạp vào thiết bị để thổi chất cặn và hoàn nguyên vải lọc, tiêu hao không khí từ 0,1 đến 0,5 m3/ m2 Đặc tính kỹ thuật của thiết bị lọc chân không dạng thùng quay 13 Kỹ Thuật thực phẩm 1 Đặc tính kỹ thuật của các máy lọc chân không ghép kín dạng thùng quay  Ứng dụng vận hành: Bùn từ ngăn lắng liên tục được... lượng mixen được tách ra một cách trực tiếp trong các phòng chân không dạng thùng quay, khi đó các tế bào nấm men và tế bào vi khuẩn chưa có lớp bồi không được lọc, còn khi bồi đắp lớp lọc và bổ sung 4 ÷ 8% peclit, điatomit hay chất tác nhân tăng phẩm chất lọc vào chất lỏng canh trường, năng suất đơn vị lọc có thể đạt 0,2 m3/(m2⋅h) Thùng quay được phân chia ra thành một số khoang mà trong một vòng... dưới hệ thống lọc thùng quay Một phần của thùng quay được nhúng vào trong nước bùn , nhờ lực hút chân không bùn bám lên bề mặt trống và được giữ lại trên 1 lớp lưới bên ngoài còn dịch đường được hút vào bên trong.Khi thùng quay liên tục tới máng xối nước nóng, bùn được rửa ngọt triệt để rồi hút tiếp cho khô trước khi tới lưỡi cạo Bùn được cạo ra khỏi trống theo băng tải ra ngoài Thùng quay làm việc... sấy khô do đó bị hút vào, không khí mang ẩm từ chất cặn Ở vùng III (90 ÷1000) tiến hành rửa chất cặn bằng xối nước hay dung dịch rửa khác Ở vùng IV (85 ÷550), không khí được vào bên trong địa phận để tiến hành thổi và làm rời chất cặn và tiến hành làm sạch bộ lọc khỏi chất cặn để khôi phục lại các tính chất lọc của nó Hệ tạo chân không gồm bơm chân không, các thùng chứa phần lọc, nước rửa và bộ thu hồi... màng hút lên 1 thùng trộn Ở đây nước bùn sẽ được trộn với bã mía (loại mịn đã qua hệ thống sàng bã mía) tạo 1 hỗn hợp hơi sệt - Trên bề mặt tròn của trống lọc có 1 lớp lưới mịn, trống lọc quay liên tục với vận tốc rất thấp (0.1-1 vg/ph), phía dưới lưới lọc có áp suất chân không Do vậy hỗn hợp sệt kia sẽ được hút lên lưới Độ dày của lớp bùn này phụ thuộc vào tốc độ quay của trống lọc Tốc độ quay hiệu chỉnh... phẩm 1 Chọn năng suất của bơm chân không xuất phát từ định mức tiêu hao không khí có rửa hay không rửa chất cặn mà có bề mặt lọc tương ứng: 0,5 ÷ 2 và 0,4 ÷ 1,4 m3 trên 1 m2 Trong trường hợp lọc các huyền phù độc, dễ nổ, ví dụ sau khi làm lắng enzim từ dung dịch rượu hay axeton tốt nhất là ứng dụng bộ lọc chân không dạng khí Với mục đích ngăn ngừa sự tạo ra hỗn hợp dễ nổ với không khí, nạp khí trơ dưới . đoạn lọc đó thì máy lọc chân không thùng quay thường được sử dụng ở giai đoạn trung gian vì máy lọc chân không thùng quay không thể phân riêng hệ không. vậy máy lọc chân không thùng quay chỉ sử dụng hiệu quả với những huyền phù có khả năng phân riêng dễ dàng. Ưu điểm của máy lọc chân không thùng quay