Tóm tắt lý thuyết quá trình thiết bị CNTP 1

Bài 5: Quá trình và thiết bị làm nhỏ định hình
5.1. Quá trình và thiết bị làm nhỏ
5.1.1. Quá trình làm nhỏ
5.1.1.1. Khái niệm
- Quá trình làm nhỏ nguyên liệu là q trình gia cơng cơ học nhằm phá vỡ cơ cấu nguyên liệu, chuyển chúng
sang dạng nhỏ hơn.
- Quá trình này được thực hiện bằng các phương pháp: nghiền, cắt, thái, chà, đồng hóa,… khi chọn phương pháp
thực hiện phải chú ý đến yêu cầu của dạng nguyên liệu cần làm nhỏ và trạng thái vật lý, tính chất cơ học của
nguyên liệu.
5.1.2 Máy thiết bị làm nhỏ
5.1.2.1 Máy nghiền
1) Máy nghiền búa
*) Cấu tạo
- Cấu tạo máy nghiền búa gồm một roto, trên roto có các cánh búa. Cánh búa có thể có nhiều dạng khác nhau
tuỳ theo yêu cầu nghiền và cơ lý tính của nguyên vật liệu. Roto quay trên một vỏ máy được làm bằng gang đúc,
có chỗ lắp lưới hoặc tồn bộ xung quanh là lưới. Loại đúc bằng gang bên trong thường lắp gờ. Loại bao xung
quanh là lưới bên trong có gờ hoặc không.
*) Nguyên lý
- Nguyên liệu cần nghiền cho vào bên trong máy qua cửa nạp liệu. Do sự va đập của vật liệu với các cánh búa
đang quay và với thành trong của máy, vật liệu sẽ biến dạng rồi vỡ ra thành các thành phần có kích thước nhỏ
hơn. Ngồi ra khi ngun liệu ban đầu có kích thước lớn, cịn có thêm sự chà xát của vật liệu với thành trong
của máy. Do bị va đập nhiều lần giữa cánh búa và vỏ máy, nguyên liệu giảm kích thước đến khi nhỏ hơn lỗ lưới,
hạt sẽ theo lỗ lưới ra ngoài. Các hạt vật liệu nhỏ lọt qua lưới tự thốt ra ngồi hoặc được quạt hút ra khỏi máy,
còn các hạt vật liệu to chưa lọt qua lưới lại được các búa tiếp tục nghiền nhỏ. Ðể nghiền được, động năng của
búa khi quay phải lớn hơn công làm biến dạng để phá vỡ vật liệu. Do vậy, khi nghiền vật liệu lớn cần có trọng
lượng búa lớn, còn khi nghiền vật liệu nhỏ cần búa nhẹ hơn. Trong trường hợp vật liệu nghiền kích thước khơng
đều hoặc q cứng, người ta dùng loại có cánh búa xếp. Ưu điểm của cánh búa loại này là có thể xếp được khi
qua tải hoặc vật cứng; khi vượt qua tải hay vật cứng này, cánh búa sẽ mở ra nhờ lực ly tâm.
2.

Máy nghiền răng

*) Cấu tạo
- Bao xung quanh rơto là lưới, do đó diện tích lưới của máy nghiền răng lớn hơn rất nhiều so với máy nghiền
búa. Rơto là một đĩa phẳng có gia cơng các răng sắp xếp theo đường trịn đồng tâm ở các vị trí khác nhau sao
cho khi đóng nắp máy lại hàng răng cố định trên nắp máy nằm giữa 2 hàng răng quay trên rôto. Răng trên rôto
sẽ quay theo khe giữa 2 hàng răng cố định. Răng gắn trên rôto bằng cách đúc liền hay bắt bằng các vít cấy phía
sau. Đầu răng và nắp máy càng gần (khe hở hẹp) nghiền càng mịn.
*) Nguyên lý
- Nguyên liệu được cho vào giữa tâm máy, bị răng quay đập nhiều lần. Nguyên liệu đập vào hàng răng quay thứ
nhất, sau đó đập qua hàng răng cố định đi ra ngoài và đập vào hàng răng quay kế tiếp... Cứ tiếp tục cho đến khi
nào kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ lưới (thường ra khỏi hàng răng cuối cùng) sẽ theo lỗ lưới ra ngồi. Nếu
kích thước sau khi ra khỏi các hàng răng vẫn còn lớn hơn kích thước lỗ lưới, hạt sẽ tiếp tục bị đập nhỏ ở hàng
răng cuối.
*) Lưu ý
- Số vòng quay của rơto rất lớn: 3000 - 6000 vịng/phút, do đó động năng va đập rất lớn, khả năng nghiền mịn
tăng. Máy nghiền răng cũng có thổi khí nhưng ít hơn máy nghiền búa nên năng suất cao hơn (thổi khí ít, lắng


bụi nhanh).Tuy nhiên, máy nghiền răng chỉ nghiền hạt có kích thước nhỏ, đồng đều trong khi máy nghiền búa
có thể nghiền hạt có kích thước nhỏ, lớn đồng thời

3.

Máy nghiền đĩa

*) Cấu tạo
- Máy nghiền đĩa để nghiền bột với mức độ nghiền vừa và mịn. Máy gồm có hai đĩa nghiền được lắp trong vỏ
máy, giữa hai đĩa là khe nghiền có thể điều chỉnh được bằng cách dịch chuyển một trong hai đĩa. Vật liệu được
cho vào khe nghiền qua lỗ nạp liệu ở tâm đĩa và bị nghiền nhỏ khi di chuyển trong khe nghiền từ tâm ra đến
phía chu vi của đĩa.

- Các đĩa nghiền thường được chế tạo bằng kim loại hoặc bằng hỗn hợp vô cơ cứng. Do lực liên kết của các đĩa
đá kém hơn đĩa kim lọai nên phải làm thêm đai thép và thường cho đĩa đá làm việc với vận tốc vòng là 10m/s
đối với trục quay thẳng đứng, tới 18m/s đối với trục quay nằm ngang. Đĩa gang đúc thì vận tốc vịng có thể tới
28m/s cịn đĩa thép đúc đạt tới 68m/s.
- Đĩa nghiền đảm bảo các yêu cầu bề mặt nghiền cần có độ cứng cao, độ nhám lớn, cơ tính đồng đều trên tồn
bộ bề mặt đĩa nghiền để khi làm việc thì mịn đều, không bị sứt mẻ. Loại đĩa nghiền bằng đá thường được chế
tạo từ hỗn hợp các loại bột oxít kim loại cứng.
- Ðể tăng khả năng nghiền của đĩa, tăng khả năng vận chuyển bột ra khỏi khe nghiền và tăng điều kiện thơng gió
vv... người ta thường gia cơng mặt đĩa thành các vành, các rãnh chìm trên hai mặt đĩa. Các rãnh có 2 dạng: cong
hoặc thẳng.
4.

Máy nghiền trục

*) Cấu tạo
- Hai trục khác đường kính, khác vịng quay, cùng vận tốc tiếp tuyến.
- Hai trục khác đường kính nhưng cùng vịng quay để có vận tốc tiếp tuyến khác nhau, tạo vận tốc trượt.
- Hai trục cùng đường kính, cùng số vịng quay nhưng khơng tạo ra vận tốc trượt
- Hai trục cùng đường kính, khác số vịng quay để có vận tốc tiếp tuyến khác nhau và có vận tốc trượt
- Thường gặp cùng đường kính, cùng hoặc khác số vòng quay
*) Nguyên lý
- Nguyên lý làm việc của máy nghiền trục là cho sản phẩm cần nghiền
qua khe hở giữa 2 trục nghiền. Hai trục nghiền hình trụ, đặt nằm ngang, có bề mặt rất cứng, trên bề mặt có thể
trơn hoặc được gia cơng tùy theo nguyên liệu được nghiền. Đối với sản phẩm nghiền thơ, trên bề mặt trục có xẻ
rãnh để đưa nguyên liệu vào dễ hơn. Trường hợp cần nghiền thật mịn, bề mặt trục thường trơn.


- Nguyên liệu khi đi qua khe hở giữa 2 trục sẽ bị ép, kích thước nhỏ lại. Đối với quá trình nghiền thật mịn, nhiều
khi nguyên liệu cần nghiền ướt. Ðể đảm bảo kích thước hạt sau khi nghiền, có thể nghiền nhiều lần bằng cách
hồi lưu lại sản phẩm nghiền hay nghiền qua nhiều máy liên tục. Bộ phận thốt tải là hệ thống lị xo ép 2 trục

nghiền với nhau. Khi vật cứng qua khe hở máy nghiền hay khi vật liệu qua quá nhiều,bộ phận thoát tải làm việc,
khi đó hệ thống lị xo bị ép lại, khe hở lớn ra và vật cứng đi qua dễ dàng mà không làm hư máy. Đối với các
máy nghiền mịn khơng có bộ phận thốt tải (chỉ có ở nghiền thơ và trung bình).
5.

Máy nghiền bi

*) Cấu tạo
- Máy nghiền bi được cấu tạo bao gồm thùng quay hình trụ hoặc hình nón cụt chứa bi thép có kích thước khác
nhau ở bên trong thùng, hoạt động quay trịn thơng qua truyền tải bánh răng ngồi.
5.1.2.2 Máy xay thịt
5.1.2.3 Máy cắt thái nguyên liệu
1) Các khái niệm chung
- Cắt là 1 trong những phương pháp làm nhỏ nguyên liệu được thực hiện bằng lưỡi dao, bàn dao, dao thanh răng
(hay lưỡi cưa).
- Hiệu quả của quá trình cắt thái: phụ thuộc trước hết vào bộ phận dao cắt (phụ thuộc kiểu và dạng lưỡi dao) và
theo đặc điểm chuyển động của lưỡi dao. Đồng thời cần chú ý đến mục đích chủ yếu của q trình cắt thái, u
cầu về kích thước, hình dạng và bề mặt của miếng cắt. Qui trình cắt khơng để lại phế liệu.
- Quá trình cắt được đặc trưng bằng sự chuyển động tương đối của lưỡi dao và sản phẩm. Trong đó đồng thời
xảy ra 2 chiều: Trực giao và song song với lưỡi dao.
- Có 3 phương pháp cắt:
+) Vật đứng yên, dao chuyển động thẳng
+) Vật đứng yên, dao chuyển động tròn
+) Dao đứng yên, vật chuyển động tròn
2.

Máy thái lát

*) Cấu tạo
- Các lưỡi dao thẳng gắn trên đĩa quay, đĩa nối với trục được truyền động nhờ động cơ. Đĩa quay có thể đặt nằm

ngang hoặc đặt đứng.
4.

Máy cắt có dao hình đĩa quay

2.

Máy đồng hóa

*) Cấu tạo
- Máy đồng hoá bao gồm một bơm chất lỏng, các van một chiều, van và đế van đồng hố, lị xo ép van đồng
hóa. Thơng thường van đồng hóa ép chặt lên đế van nhờ lò xo. Khi chất lỏng được bơm lên áp suất cao đủ thắng
lực lò xo, van đồng hóa được nâng lên khỏi đế van tạo ra một khe hở hẹp giữa van và đế van, chất lỏng sẽ thoát
ra khỏi khe hở. Khi một lượng chất lỏng đa thốt ra, áp suất sẽ giảm, lị xo đẩy van đồng hóa hạ xuống, tỳ chặt
vào đế van. Chu kỳ được lặp lại liên tục.
- Van đồng hóa và đế van phải thật phẳng và đủ kín để có thể chịu áp suất lên đến 150- 500 atm mà khơng bị rị
rỉ.
*) Ngun lý
- Ngun tắc làm việc của máy đồng hoá là tăng áp suất chất lỏng (nguyên liệu ban đầu) đến 150-500 atm, sau
đó cho chất lỏng thốt qua một khe hở hẹp. Khi đó, do giảm áp suất đột ngột nên tốc độ của chất lỏng rất lớn,


các chất lỏng khuếch tán vào nhau tạo hệ nhũ tương. Trường hợp làm mịn huyền phù, cũng do sự giảm áp suất
đột ngột làm cho thịt quả bị xé nhỏ. Sau khi đi qua máy đồng hoá, ta thu được sản phẩm đồng nhất.
5.2 Quá trình và thiết bị định hình
5.2.1 Q trình định hình
5.2.1.1 Mục đích và vai trị q trình định hình
- Dùng tác động cơ học lên vật liệu để tạo ra hình dạng sản phẩm yêu cầu
- Định hình các hỗn hợp thức ăn sau khi trộn thành dạng viên hoặc bánh.
- Tạo ra khối sản phẩm phụ thuộc vào khối lượng riêng và độ sệt của nó. Khối sản phẩm tạo ra có thể giữ được

hình dạng dưới ảnh hưởng của nội lực liên kết hay phản lực ngoài từ các vật giới hạn.
- Mục đích là làm chặt khối hỗn hợp, tăng khối lượng riêng và khối lượng thể tích, làm giảm khả năng hút ẩm và
oxy hóa trong khơng khí, giữ chất dinh dưỡng.
- Giúp hỗn hợp bảo quản lâu hơn, vận chuyển dễ dàng hơn, giảm được chi phí vận chuyển và bảo quản.
- Thuận lợi hơn về chất lượng và độ đồng đều, tạo điều kiện để cơ khí hóa phân phát thức ăn
5.2.1.2 Các phương pháp
- Nhồi
- Ép, nén
- Cán lăn
- Đùn ép
- Dập viên tạo hạt
*) Phạm vi áp dụng:
+) Cơng nghiệp hóa học: để gia cơng vật liệu dẻo thành sản phẩm bằng phương pháp đúc dưới áp lực.
+) Công nghiệp thực phẩm: dùng để sản xuất các loại bánh kẹo, SX mỳ sợi, mỳ ống, lương khơ, hình dạng phù
hợp thị hiếu người tiêu dùng. Sản xuất các loại thức ăn viên trong chăn nuôi gia súc, gia cầm,…
5.2.2 Máy và thiết bị định hình
5.2.2.1 Máy ép trục lăn ( ép nén)
5.2.2.2 Máy ép cán
5.2.2.3 Máy dập ép
5.2.2.4 Máy ép đóng bánh


Bài 6: Quá trình và thiết bị phân riêng
6.1 Quá trình phân riêng
6.1.1 Khái niệm
- Hệ khơng đồng nhất: Hỗn hợp khí hay lỏng có lẫn các hạt rắn hay lỏng.
- Phân riêng hệ không đồng nhất tức là tách các hạt rắn hay lỏng lơ lửng trong môi trường khí hay lỏng ra khỏi
nó.
6.1.2 Vai trị và mục đích
- Thu hồi các hạt (nếu chúng có giá trị kinh tế cao)

- Làm trong sản phẩm hay tinh chế sản phẩm (bia rượu, nước quả, tinh chế dầu,…)
- Tách thành các thành phần riêng để phục vụ cho quá trình chế biến tiếp theo (tách bơ ra khỏi sữa, mật rỉ ra
khỏi đường,…)
- Ngăn ngừa tạo thành các hợp chất có ảnh hưởng xấu đến các q trình tiếp theo hoặc để tránh những tác hại
khác đến thiết bị.
- Làm sạch khí hay lỏng trước khi thải ra ngồi tránh gây độc hại, ô nhiễm môi trường.
6.2 Thiết bị phân riêng
6.2.1 Phân riêng hệ không đồng nhất trong môi trường khí
6.2.1.1 Phân riêng bằng phương pháp lắng
- Lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực ly tâm
- Thiết bị lắng
+) Đường lắng

+) Buồng lắng bụi

+) Xyclon tách bụi


6.2.1.2 Phân riêng bằng phương pháp ướt
- Hỗn hợp khí bụi được thổi qua lớp chất lỏng hoặc được sục vào chất lỏng
- Thiết bị
+) Loại tĩnh: Cấu tạo giống tháp hấp thụ.
(+) Tháp rỗng: khí đi từ dưới lên, lỏng được phun qua các vòi phun từ trên xuống.
(+) Tháp đệm: Trong tháp đổ đầy đệm, chất lỏng đi từ trên xuống thấm ướt toàn bộ bề mặt đệm, khí đi từ dưới
lên tiếp xúc với màng chất lỏng trên đệm và bụi được tách ra
+) Loại động học

+) Loại bề mặt ướt

+) Loại sủi bọt

6.2.1.3 Phân riêng bằng phương pháp lọc
- Ngun lý: Cho dịng khí đi qua lớp vách ngăn xốp. Khí sạch sẽ chui qua các lỗ mao quản xốp, còn bụi bị giữ
lại trên bề mặt vách ngăn.
- Thiết bị:
+) Lọc túi vải

+) Lọc bằng vách ngăn xốp

6.2.1.4 Phân riêng bằng phương pháp điện trường
- Cơ sở vật lý


+) Khi tăng hiệu số điện thế giữa hai điện cực 2 ta thấy kim điện kế lệch đi, chứng tỏ có dịng điện chạy trong
mạch, vì KK giữa 2 bản điện cực có sự ion hóa. Sự ion hóa xảy ra do 2 TH:
(+) Bị ion hóa
(+)Tự ion hóa
+) Trong kỹ thuật lọc điện dùng phương pháp tự ion hóa.
- Giữa 2 điện cực song song có 1 điện trường đồng nhất. Khi hiệu số điện thế tăng đến giá trị tới hạn, giữa 2 bản
cực xuất hiện tia lửa điện (hiện tượng tự phóng điện).
- Trong lọc điện cần tránh sự xuất hiện tia lửa điện, bằng cách sử dụng 1 cực là tấm phẳng hay ống, còn cực kia
bằng dây.
6.2.2 Phân riêng hệ không đồng nhất trong môi trường lỏng
6.2.2.1 Phân riêng bằng phương pháp lắng
1) Thiết bị lắng gián đoạn
- Dung dịch huyền phù cho vào thiết bị giữ ở trạng thái yên tĩnh trong cả quá trình lắng để các hạt rắn lắng tụ
xuống đáy, sau đó tháo nước trong qua van đặt ở cao hơn lớp cặn đã lắng, còn cặn tháo qua đáy thiết bị. Loại
này có ưu điểm là cấu tạo thiết bị đơn giản nhưng năng suất thấp.
2.

Thiết bị lắng bán liên tục

3.

Thiết bị lắng liên tục

6.2.2.2 Phân riêng bằng phương pháp lọc
1) Máy lọc khung bản
*) Cấu tạo:
- Máy lọc gồm có một dãy các khung 1 và bản 2 cùng kích thước xếp liền nhau. Khung và bản được đặt trên 2
thanh nằm ngang 7 nhờ các tai treo, giữa khung và bản có vải lọc 3. Để ép khung và bản người ta dùng tay quay
8. Trên bề mặt của bản, người ta xẻ các rãnh thẳng đứng song song nhau và 2 rãnh nằm ngang ở 2 đầu. Rãnh
nằm ngang bên dưới thông với van để tháo nước lọc và nước rửa. Khung rỗng tạo thành phòng lọc để chứa cặn
bã.
*) Nguyên lý làm việc:
- Trước khi lọc, lắp vào giữa mỗi khung và bản 1 lớp vải lọc, sau đó dùng tay vặn ép chặt các khung, bản và vải
lọc lại với nhau. Huyền phù được bơm với áp lực cao (khoảng 3-4 atm), theo đường ống vào các rãnh rồi vào
khoảng rỗng của các khung. Chất lỏng chui qua vải lọc sang các rãnh của bản rồi theo van ra ngồi, cịn bã bị
giữ lại trong khung. Sau 1 thời gian, lớp bã dày lên, tốc độ lọc càng chậm, ta phải rửa bã và tháo bã.
- Để rửa bã, ngừng nạp huyền phù mà cho nước rửa vào. Nước rửa chui qua lớp vải lọc, qua toàn bộ bề dày lớp
bã kéo theo chất lỏng còn lại trong bã qua lớp vải lọc thứ 2 sang bản bên cạnh rồi theo ống ra ngoài. Khi rửa
xong, nới tay quay, khung và bản sẽ tách xa nhau, bã sẽ rơi xuống máng dưới rồi lấy ra ngoài. Vải lọc đem giặt
hoặc tái sinh để sử dụng lại lần sau.


2.

Máy lọc chân không thùng quay

3.

Máy lọc chân không kiểu băng tải

6.2.2.3 Phân riêng bằng phương pháp ly tâm
1) Lắng ly tâm
- Rơto của máy ly tâm lắng có dạng hình trụ, kín, thành của rơto khơng có đục lỗ. Khi rôto quay dưới tác dụng
của lực ly tâm, huyền phù hay nhũ tương được phân thành các lớp riêng biệt tùy theo khối lượng riêng của nó.
Lớp khối lượng riêng lớn ở sát thành rơto, lớp có khối lượng riêng nhỏ ở phía trong. Ly tâm lắng gồm hai quá
trình: quá trình lắng pha rắn tiến hành theo những quy luật của thủy động lực học; quá trình nén bã tiến hành
theo những qui luật cơ học.
- Quá trình lắng trong máy ly tâm khác quá trình lắng trong trường trọng lực. Lắng trong trường trọng lực, vận
tốc lắng coi như bằng nhau ở các vị trí khác nhau vì gia tốc trọng trường khơng phụ thuộc vào tọa độ rơi - hạt
lắng theo phương song song với nhau. Trong trường lực ly tâm, vận tốc lắng và gia tốc ly tâm thay đổi phụ
thuộc vào vận tốc gốc ω và bán kính quay r (a= ω2 r), hạt lắng theo phương đường kính rơto.
2.

Lọc ly tâm

- Máy ly tâm lọc dùng để phân riêng huyền phù có kích thước pha rắn tương đối lớn. Trên thành rôto của máy ly
tâm học khoan nhiều lỗ hoặc làm bằng lưới. Ðường kính lỗ trên thành rơto thường trong giới hạn 3-8 mm. Bên
trong thành rơto có lưới có kích thước nhỏ để lọc được hạt các huyền phù.
- Nếu đường kính các hạt rắn 1-2 mm, thì vách ngăn làm bằng thép tấm mỏng và đượckhoan các lỗ nhỏ có
đường kính khoảng 1- 1,5 mm. Nếu các hạt rắn nhỏ hơn nữa thì phải dùng lưới kim loại có lỗ hình vng với
kích thước lỗ lưới 0,1-0,5 mm. Nếu kích thước hạt rắn nhỏ hơn dùng lớp vải bằng sợi bông, sợi gai hoặc len
v.v…
3.

Phân loại máy ly tâm lọc

*) Máy ly tâm kiểu treo
*) Máy ly tâm tháo bã bằng dao
*) Máy ly tâm nằm ngang làm việc liên tục, tháo bã bằng pitong
*) Máy ly tâm tháo bã bằng lực ly tâm
4.

Máy ly tâm lắng: Máy phân ly siêu tốc loại đĩa

6.2.3 Phân riêng hệ lỏng rắn bằng phương pháp màng lọc
6.2.3.1 Nguyên lý
- Quá trình phân tách bằng màng dựa trên nguyên lý hoạt động của màng bán thấm là cho phép nước đi qua
màng và giữ lại các chất rắn lơ lửng và các chất không mong muốn khác. Màng lọc có thể nói là sự tích hợp và


thay thế hiệu quả cho các công nghệ keo tụ, lọc cặn, hấp phụ (Bộ lọc cát, bộ lọc carbon hoạt tính, bộ lọc dùng
trao đổi ion), nén ép và chưng cất.
- Có nhiều phương pháp khác nhau để đưa chất nào đó thấm qua một màng, phương pháp được áp dụng nhiều là
sử dụng áp suất cao, duy trì nồng độ ở cả hai bên màng và cung cấp nguồn điện.
6.2.3.2 Giới hạn

6.2.3.3 Phân loại màng
1) Màng tinh lọc
- Tinh (vi) lọc (MF) có nhiệm vụ là dùng để loại bỏ các chất cặn bã có kích thước lớn hoặc các đại phân tử được
tách ra khỏi các phân tử lớn hơn, protein và các
mảnh vỡ của các tế bào.
- Áp dụng: Lọc nước, nước ép trái cây, bia, rượu vang, sữa tươi, dược phẩm vô trùng.
- Màng tinh lọc này hoạt động ở áp suất tương đối thấp.
2.

Màng siêu lọc

- Màng siêu lọc (UF) có nhiệm vụ chủ yếu là để dùng lọc dầu, các hợp chất keo, chất rắn lơ lửng, hydroxit kim
loại, vi khuẩn và hầu hết các phân tử lớn từ nước và các dung dịch khác. Áp dụng đặc tính đó, màng siêu lọc UF
này thường được áp dụng trong lọc dầu, nước ép trái cây, rượu, sơn, dược phẩm hoặc nước uống và nước thải
cấp ba.
- Kích thước lỗ của màng siêu lọc là vào khoảng 0,01 micron và nó dùng để loại bỏ một số virus, so với màng
tinh lọc có kích thước là 0,1 micron chỉ có thể loại bỏ một số lồi vi sinh vật khơng bao gồm virus. Tuy nhiên có
một điểm chung ở 2 màng lọc này là cả 2 màng lọc này không thể nào loại bỏ được các chất hòa tan, trừ khi các
chất này được hấp phụ sẵn bằng than hoạt tính hoặc đã qua q trình keo tụ bằng phèn nhơm hoặc sắt.
3.

Màng lọc nano

- Màng lọc nano hay cịn có tên gọi tắt là NF, có kích thước lỗ vào khoảng 0,001 micron và có các chức năng
hầu như tương đương với màng thẩm thấu ngược. Các màng này thường sử dụng với nhiệm vụ chính là dùng để
loại bỏ triệt để các ion đa hóa trị và các chất hữu cơ phân tử và gần như là tất cả các virus.
- Màng lọc nano thường được dùng để loại bỏ đi hết tất cả các ion đa hóa trị và tất cả các chất hữu cơ đơn phân
tử, kể các vật chất hữu cơ tự nhiên hay là các virus. Màng nano có thể khơng cho hiệu quả cao như màng lọc
thẩm thấu ngược RO nhưng sẽ tiết kiệm rất nhiều năng lượng.
- Trong xử lý nước, màng lọc nano có thể được sử dụng để có thể làm mềm nước, khử màu, loại bỏ thuốc trừ
sâu. Với màng lọc nano này, nước khi qua màng lọc này vẫn giữ được các thành phần khống có ích cho cơ thể,
khơng cần sử dụng điện, nhỏ gọn, khơng có bình áp và nhất là khơng gây lãng phí nước.
4.

Màng thẩm thấu nược RO

- Màng thẩm thấu ngược RO (Reverse Osmosis - RO) có kích thước cực kì nhỏ, các lỗ rỗng có kích thước vào
khoảng 0,0001 micron và chúng làm việc với áp suất cao. Ngoài việc loại bỏ tất cả các phân tử hữu cơ và virus,

màng RO loại bỏ hầu hết các ion đơn trị, các khống chất có mặt trong nước. Do đó, màng RO được ứng dụng
phổ biến trong khử muối, khử mặn, khử khống để sản xuất nước tinh khiết với tính kinh tế cao hơn so với
phương pháp chưng cất.

6.3 Thiết bị ép
- Ép là quá trình tác động lực cơ học lên vật liệu làm vật liệu bị biến dạng nhằm mục đích:
+) Phân chia pha lỏng - rắn trong vật liệu
+) Tạo hình SP.
- Phạm vi sử dụng:
+) SX đường, nước quả, dầu thực vật, tinh dầu,…
+) SX đậu phụ, pho mát, bơ.
- Máy ép phân chia pha lỏng - rắn: Máy ép trục vít, máy ép thủy lực, máy ép trục.

6.4 Máy bài khí
- Trước khi ghép kín đồ hộp, cần đuổi bớt các chất khí tồn tại trong đồ hộp ấy đi. Quá trình này gọi là bài
khí. Mục đích:
+) Giảm áp suất bên trong đồ hộp khi thanh trùng
+) Hạn chế sự oxy hóa các chất dinh dưỡng của thực phẩm
+) Hạn chế sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí cịn tồn tại trong đồ hộp
+) Hạn chế hiện tượng ăn mòn sắt tây
+) Tạo độ chân không trong đồ hộp khi đã làm nguội
- Các phương pháp:
+) Phương

pháp cơ học (hút chân không) :Người ta dùng bơm chân khơng để hút khơng khí ra khỏi hộp trong
một phịng của máy ghép kín.
+) Phương pháp nhiệt (nấu nóng để khuấy khí bay ra) : Cho sản phẩm vào bao bì khi đã đun nóng tới khoảng
850C rồi ghép kín ngay.
+) Phương pháp phối hợp (vừa nấu nóng vừa hút chân khơng)

Bài 7: Đồng đều hóa hệ khơng đồng nhất trong q trình chế biến thực phẩm
7.1. Mục đích
- Tăng cường các quá trình truyền nhiệt
- Thu được một hỗn hợp đồng nhất từ nhiều cấu tử trộn lại
- Làm tan nhanh chất rắn trong lỏng, tăng cường phản ứng hóa học
7.2. Máy và thiết bị khuấy trộn
7.2.1 Máy và thiết bị khuấy trộn chất lỏng
7.2.1.1 Mục đích
- Tạo ra hệ đồng nhất từ các thể tích lỏng và lỏng, chất lỏng với chất khí hoặc chất rắn tạo ra các thành phần
khác nhau như: dung dịch, nhũ tương, huyền phù, hệ bọt,… dưới tác dụng của các lực cơ học.
- Làm tăng cường quá trình truyền nhiệt trong các thiết bị truyền nhiệt, đặc biệt là trong trường hợp kém đối lưu
tự nhiên như ở nồi nấu hai vỏ.
- Để tăng nhanh sự hòa tan của các chất rắn như đường, muối trong nước khi chuẩn bị các nước sốt
7.2.1.2 Cơ cấu và phạm vi sử dụng
1) Kiểu mái chèo
- Đơn giản nhất là gồm hai cánh gắn vào trục quay trong thiết bị. Cánh
này có thể nằm trong cùng mặt phẳng với trục hoặc nghiêng so với phương ngang một góc α, làm cho chất lỏng
chuyển động dọc trục. Góc này thường bằng 30, 35, 60 độ.
-Kích thước thường sử dụng:
+) dk = (0,5 – 0,7)D
+) h = (0,08 – 0,12)dk
D – đường kính thiết bị khuấy
dk – đường kính cánh khuấy
h – chiều cao cánh khuấy
-Thường sử dụng để khuấy các hỗn hợp có độ nhớt trung bình, để hòa tan
các vật thể rắn vào chất lỏng, để xáo trộn những hạt rắn nhỏ trong chất lỏng với nồng độ không lớn.

2.

Kiểu khung

- Bao gồm một số cánh ngang, dọc, và chéo kết cấu thành một khung cứng gắn vào trục, quay trong thiết bị.
- Các kích thước của cơ cấu khuấy bao gồm:
+) Đường kính cánh khuấy: dk = (0,86 – 0,94)D, m


+) Chiều cao khung: h = (0,6 – 0,8)H, m
+) Bề rộng cánh khuấy: z = (0,04 – 0,06)dk, m
D – đường kính thiết bị khuấy, m
H – chiều cao thiết bị khuấy, m
- Sử dụng cho các thiết bị có kích thƣớc lớn, chất lỏng có độ nhớt động lực cao, đặc, có nhiều cặn bẩn.

3.

Kiểu mỏ neo

- Có hình dạng phù hợp với hình dạng của đáy thiết bị, ngồi ra cịn có các thanh ngang, đứng, chéo lắp thành
một khung cứng quay trong thiết bị.
- Thường dùng trong các thiết bị có kích thước lớn. Tốc độ làm việc phụ thuộc vào môi trƣờng làm việc.
- Dùng khuấy những chất lỏng có độ nhớt động lực cao, huyền phù đặc có nhiều cặn bẩn

4.

Kiểu chong chóng

- Có 2, 3, 4 cánh hình elip hoặc chữ nhật gắn vào máy, với góc nghiêng phù hợp, kích thước chong chóng
thường sử dụng trong giới hạn:
dk = (0,25 – 0,33)D
D – là đường kính thiết bị khuấy

- Khuấy những chất lỏng có độ nhớt động lực nhỏ, ít cặn bẩn, tốc độ vịng chong chóng lớn, phù hợp với độ
nhớt của môi trường.
- Cơ cấu này khi làm việc hay tạo thành phễu trên bề mặt chất lỏng. Khắc phục đặt nghiêng một góc 20 hoặc đặt
lệch tâm một khoảng là 1/4D


5.

Kiểu tuabin

a. Loại guồng hở:
- Thường có số đơi cánh là 2, 3 và lớn hơn gắn vào đĩa tròn hoặc đĩa hình
vành khăn kích thước thường sử dụng:
S: dk: d1: l: h = 2 : 20 :15 : 5 : 2
- Đường kính guồng dk = (0,25 – 0,33)D; S độ nghiêng, l chiều dài cánh, h chiều cao cánh
- Cánh có thể thẳng, cong, hoặc hình mũi tên.
- Sử dụng cho chất lỏng có độ nhớt cao, sạch, ít rác bẩn. Tốc độ làm việc lớn từ 3 – 7 m/s
b. Loại guồng kín:
- Làm việc giống như bơm ly tâm. Chất lỏng hút vào tâm và văng ra theo phương bán kính. Guồng có cấu tạo
gồm hai đĩa được gắn bằng cánh cong.
- Để khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt cao, sạch, ít cặn rác.
- Tốc độ làm việc từ 3 – 7 m/s.
- Kích thước sử dụng dk = (0,25 – 0,33)D

6.

Kiểu đặc biệt

- Cơ cấu kiểu băng xoắn nằm ngang hoặc thẳng đứng dùng khuấy mơi trƣờng có độ nhớt cao và đặc.
- Cơ cấu loại đĩa khuấy mơi trƣờng có độ nhớt nhỏ, lỗng.

7.2.2 Máy và thiết bị khuấy trộn bột khơ
1) u cầu
- Bảo đảm chất lượng trộn cao, nhất là khi trộn những hỗn hợp có những thành phần với tỷ lệ rất ít.
- Có thể trộn đƣợc những hỗn hợp khơ, ẩm
- Có năng suất cao và mức tiêu thụ điện năng thấp


- Sử dụng, chăm sóc thuận tiện.
2.

Nguyên lý

- Phương pháp:

3.

Lựa chọn phương pháp

- Máy trộn có bộ phận trộn quay: chất lượng cao, dễ nạp và xả liệu, dễ sử dụng, làm việc liên tục được, có thể
trộn đƣợc ở trạng thái khơ ẩm lỏng. Nhược điểm là: khó làm sạch khi trộn ẩm, mức tiêu thụ điện năng cao.
- Máy trộn thùng quay: cấu tạo đơn giản, dễ làm sạch, công suất thấp. Nhược điểm là tốc độ trộn thấp, làm việc
gián đoạn, thể tích hữu ích thấp, khơng thể trộn nguyên liệu dính
4.

Cơ chế

- Trộn cắt: tạo các lớp trượt với nhau theo mặt phẳng.
- Trộn đối lưu: Chuyển dịch một nhóm hạt từ vị trí này sang vị trí khác.
- Trộn khuếch tán: thay đổi vị trí từng hạt riêng lẻ.
- Trộn va đập: phân tán từng phần tử do va đập vào thành thiết bị.

- Trộn nghiền: biến dạng và nghiền nhỏ từng bộ phận.
5.

Cấu tạo

- Máy trộn thùng quay: Thùng trộn, bộ phận dẫn động, bộ phận đỡ
- Máy trộn có bộ phận quay: Như trên, gồm 2 loại máy trộn vít đứng và máy trộn dãi băng xoắn nằm ngang.
- Máy trộn siêu đều: Thùng và bộ phận đều quay.
7.2.3 Máy và thiết bị khuấy trộn bột nhào
1) Máy nhào có trục quay nằm ngang

2.

Máy nhào có trục quay thẳng đứng


Bài 8: Quá trình và thiết bị định lượng, ghép lắp bao bì
8.1. Quá trình và thiết bị định lượng
8.1.1. Mục đích
- Đảm bảo năng suất và hiệu quả sản xuất
- Phân lượng đúng và chính xác sản phẩm
- Khái niệm: ĐỊnh lượng là phương pháp đo lường vật liệu với độ chính xác theo yêu cầu.
- Tiến hành theo 2 cách: Liên tục hoặc từng mẻ
8.1.2. Phương pháp
- Định lượng thể tích: Đơn giản, chính xác thấp
- Định lượng khối lượng: Phức tạp, chính xác cao
8.1.3. Thiết bị định lượng
A. Định lượng vật liệu rời
1. Vít định lượng
- Độ chính xác trung bình, cấu tạo tương tự vít tải nhưng không quá dài, điều chỉnh tốc độ bằng bộ biến tốc vô

cấp.
- Lương cung cấp không đồng đều

2.

Trống định lượng

- Là một thiết bị định lượng theo thể tích. Cấu tạo gồm một trống hình trụ đặt nằm ngang, trên bề mặt trống có
hốc hoặc các ngăn. Trống được truyền động quay với số vịng quay thấp và có thể thay đổi được. Phía trên trống
là phễu chứa nguyên liệu cần định lượng, phía dưới là ống dẫn nguyên liệu ra.
- Nguyên liệu tháo ra đồng đều, lượng được định lượng phụ thuộc số vòng quay


3.

Đĩa định lượng

- Đĩa hay mâm định lượng là một đĩa quay nằm ngang, bên trên là phễu chứa vật liệu. Trên mặt đĩa có thanh gạt
cố định, động cơ điện và bộ giảm tốc được bố trí bên dưới.
-Sản phẩm từ phễu chảy xuống đĩa quay, và phần vật liệu tiếp xúc với thanh gạt được lấy ra rơi xuống phía
dưới. Lượng vật liệu định lượng được điều chỉnh bằng cách dịch chuyển ống tiếp liệu di động phủ bên ngoài
đoạn ống tháo của phễu chứa hoặc thay đổi vị trí thanh gạt vào sâu hay lùi ra khỏi đĩa quay.
- Ðộng cơ điện làm quay trục thẳng đứng qua cơ cấu truyền động. Năng suất của máy định lượng phụ thuộc vào
thể tích sản phẩm trên đĩa, vào chiều cao và vị trí đặt ống điều chỉnh và số vòng quay của đĩa. Số vòng quay của
đĩa trong khoảng vài vịng/phút nhằm tránh khơng để vật liệu bị văng ra do lực ly tâm.
4.

Băng định lượng

- Cấu tạo giống như băng tải vận chuyển nhưng ngắn hơn do chỉ dùng để

định lượng hơn là vận chuyển. Phễu chứa nguyên liệu được lắp phía trên băng giúp cho việc cung cấp được
đồng đều. Cửa ra của phễu nạp có tấm chắn điều chỉnh diện tích cửa ra để thay đổi lượng cung cấp. Dọc theo hai
bên băng có lắp thêm tấm chắn khi đó mặt cắt của lớp sản phẩm trên băng là một hình chữ nhật, giúp cho q
trình định lượng được chính xác.
- Ðể có thể tự động hố q trình định lượng, một hệ thống cảm biến thường được lắp để nhận biết sự thay đổi
trọng lượng hoặc thể tích vật liệu trên băng.

5.

Định lượng từng phần

- Định lượng từng phần là lấy từng phần vật liệu rời từ khối vật liệu ban đầu, với thể tích hoặc trọng lượng của
từng phần bằng nhau. Thiết bị định lượng từng phần làm việc gián đoạn theo chu kỳ, có thể điểu khiển bằng tay
kết hợp với các cơ khí hoặc điều khiển tự động nhờ các hệ thống vi xử lý


B. Máy định lượng vật liệu dẻo
1.

Máy định lượng bột nhào bằng dao sắc

2.

Máy định lượng bằng thùng lường

3.

Máy chia có thùng lường và cơ cấu chia quay liên tục
C. Các máy định lượng- chiết rót sản phẩm lỏng
1.

Phương pháp định lượng

- Bình định mức
- Chiết tới mức cố định
- Chiết theo thời gian
=> Phổ biến nhất là 2 phương pháp đầu.
2.

Phương pháp chiết rót sản phẩm lỏng

- Rót áp suất thường.
- Rót chân khơng.
- Rót đẳng áp.
3.

Các cơ cấu của máy chiết rót

*) Rót van
*) Rót tới định mức
*) Rót có bình lường và van trượt
*) Rót đẳng áp để rót chất lỏng có nạp khí
*) Rót chân khơng
8.2. Q trình và thiết bị nắp ghép
8.2.1. Mục đích
- Bảo quản lâu dài các sản phẩm thực
- Thuận tiện cho phân phối và chuyên chở.
8.2.2. Ghép nắp hộp sắt

-Hầu hết hộp sắt sử dụng mối ghép 5 lớp, sau khi ghép xong mối ghép có 5 lớp kim loại. Mối ghép phải bảo
đảm độ kín cần thiết khơng cho khơng khí và vi sinh vật từ bên ngồi xâm nhập vào trong hộp.
- Ðể tạo được mối ghép kín, thân và nắp hộp sẽ được móc lại với nhau và ép chặt. Phía trong nắp có tráng một
lớp chất dẻo, khi ghép có tác dụng như một đệm làm kín. Nếu kim loại có độ đàn hồi thích hợp, và lực ép đủ,
phần kim loại của mối ghép sẽ ép chặt vào nhau giữa là lớp chất dẻo đệm, do đó bảo đảm được độ kín cho hộp.
- Quá trình ghép qua 2 giai đoạn
+) Ghép sơ bộ
+) Ghép kín
- Lưu ý
+) Nếu nắp làm bằng kim loại q dày, con lăn khơng có khả năng ép chặt, mối ghép sẽ khơng kín. Nếu kim loại
mỏng q, bề mặt nắp bị nhăn lại do kim loại dãn, mối ghép hở ra, mối ghép sẽ khơng kín
+) Một số trường hợp đặc biệt, quá trình ghép được tiến hành trong buồng kín với mơi trường khí N2 hoặc CO2
để đuổi khơng khí ra. Thơng thường, các trường hợp ghép nắp có bài khí sử dụng hơi nước để đuổi khơng khí.