Công nghệ chế biến thực phẩm – quá trình ly tâm

Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm

BẢNG PHÂN CÔNG VIỆC

Mức
STT

Họ tên SV

MSSV

Lớp

Công Việc

Độ
Đóng
Góp

1

2

3

4

5

6

7

Huỳnh Thị Hà 200512038
Vy
Trịnh Thị Thảo
Trâm
Nguyễn Thị Thủy

3
200512039
200512043
1

Bùi Lam Diễm 200512039
Quỳnh

8

Trương Thị Hải 200512042
Ngân
Từ Anh Thanh

2
200512040
8

Trần Thị Quỳnh 200512046
Anh

5

03DHTP4

03DHTP4

Tìm tài liệu
Word
Power point

A

A

03DHTP4

Tìm tài liệu

A

03DHTP4

Tìm tài liệu

A

03DHTP4

Tìm tài liệu

A

03DHTP4

Tìm tài liệu

A

03DHTP5

Tìm tài liệu

A

1

Kí Tên


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm

Cơ sở khoa học:

I.

-

Ly tâm là quá trình sử dụng lực ly tâm để phân riêng các cấu tử có khối lượng riêng
khác nhau. Động lực của quá trình là lực ly tâm và yếu tố khác biệt để phân riêng là
khối lượng riêng. Sự khác biệt khối lượng riêng càng lớn thì quá trình phân riêng
càng dễ dàng .

Dựa vào đối tượng phân riêng ,quá trình ly tâm có thể được phân loại như sau :
-

Ly tâm để phân riêng hai chất lỏng không tan vào nhau: thông thường quá trình ly
tâm được sử dụng để phân riêng hệ nhũ tương nước trong dầu (w/o) hoặc hệ nhũ

-

tương dầu trong nước (o/w)
Ly tâm để phân riêng hệ huyền phù: Đây là quá trình thường được sử dụng để làm
trong các huyền phù như làm trong dịch nước quả trong quy trình sản xuất nước quả

-

trong
Ly tâm lọc
Ly tâm để tách các cấu tử lơ lửng trong pha khí: Đây là quá trình thường được sử
dụng để tách bụi từ không khí 
Cơ sở lý thuyết của quá trình ly tâm phân riêng hai chất lỏng không tan lẫn vào

nhau
Lực ly tâm Fc (N) tác dụng lên 1 vật có khối lượng m(kg) chuyển động theo quỹ
đạo tròn có bán kính R (m) với vân tốc góc w (rad/s) là
(1)
Xét hỗn hợp hai chất lỏng a và b không tan vào nhau, có khối lượng riêng tương ứng
là pA và pB (giả sử pA>pB). Nếu cho liên tục hỗn hợp hai chất lỏng này vào một ống hình
trụ có đường kính R và đường cao H, quay với vận tốc là w (rad/s), khi đó chất lỏng A
và B sẽ có khuynh hướng chuyển động vế phía thành của ống. Do chất lỏng A nặng hơn
chất lỏng B nên chất lỏng A sẽ phân bố sát thành ống tạo thành hình vành khuyên tròn

phía trong. Giữa chất lỏng A và chất lỏng B hình thành nên bề mặt phân chia giữa hai
pha

2


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm

Trong thực tế thì bề mặt phân chia giữa hai pha này không rõ ràng được gọi là bán kính
cân bằng

Xét trong trường hợp lý tưởng là các phân tử của chất lỏng chuyển động với vận tốc
góc của ống ly tâm (bỏ qua sự trượt của chất lỏng với thành ống và lực ma sát). Theo
công thức(1), lực ly tâm dF tác dụng lên vành khuyên có độ dày dR và khối lượng dm
được xác định như sau:
3


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm
trong đó dm= 2πpbRdR với p là khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m 3) và B là chiều
cao của ống (m) suy ra
khi đó, áp suất tác dụng lên vành khuyên có độ dày dR
=
Lấy tích phân dP theo dR với cận dưới là R 1 và cận trên là R2 áp suất tác động lên
vành khuyên có độ dày R2-R1
Vậy áp suất tác dụng lên hai lớp chất lỏng A và B lần lượt là
Muốn lớp cân bằng này ổn định thì . Do đó:
=
Vậy có thể thấy bán kính cân bằng Ri phụ thuộc vào tỷ lệ khối lượng giữa hai chất lỏng (
hay nói cách khác là phụ thuộc bán kính Ra và Rb). Trong vùng vành khuyên chất lỏng A

và chất lỏng B có xu hướng dần tách ra và đi về trục ly tâm để chuyển về vùng vành
khuyên của chất lỏng B và ngược lại, trong vùng vành khuyên của chất lỏng B, chất lỏng A
có xu hướng chuyển ra thành ống, tùy thuộc vào cấu tử muốn tách ra, cần chọn các bán
kính và cho phù hợp.
Ví dụ như khi muốn tách một chất lỏng nhẹ B ra khỏi chất lỏng nặng(A) để làm tăng
độ tính sạch của chất lỏng nặng A thời gian lưu trong vành khuyên A phải dài hơn thời
gian lưu trong vùng vành khuyên B. Khi đó, mặt phân chia pha có xu hướng chuyển về tâm
của ống ly tâm để thể tích của vùng vành khuyên A vượt trội so với thể tích vùng vành
khuyên B, khi đó chất lỏng nhẹ B chịu tác dụng của lực ly tâm nhỏ trong khoảng một thời
gian ngắn, còn chất lỏng A chịu tác dụng của lực ly tâm lớn hơn trong một thời gian dài
hơn để thực hiện quá trình tách chất lỏng nặng A ra khỏi chất lỏng nhẹ B với mục đích làm
tăng độ tinh sạch của chất lỏng B, quá trình sẽ diễn ra ngược lại sự thay đổi vị trí của mặt
phân chia có thể thực hiện được với những khoảng cách rất nhỏ (có thể từ 25-50μm)
Tuy nhiên việc hiệu chỉnh vị trí này phụ thuộc vào kết cấu của thiết bị. Việc hiệu chỉnh
vị trí của mặt phân chia pha cũng có thể thực hiên bằng cách thay đổi lưu lượng của các
dòng ra. Ví dụ, khi bán kính R B được cố định ,nếu RA giảm thì Ri giảm, mặt phân chia pha
có sẽ chuyển về gần tâm hơn. Trong thực tế để tăng cường khả năng phân định bề mặt

4


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm
phân chia pha ,trong thiết bị ly tâm được trang bị thêm một vòng với bán kính của vòng
tương đương với Ri. Những vòng này được gọi là “vòng chặn” (ring dam ) hoặc là “dĩa
trọng lực” (gravity disc)
Cơ sở lý thuyết của quá trình ly tâm phân riêng hệ huyền phù
Xét một dung dịch A ,trong đo có chứa các cấu tử rắn. Khi huyền phù này được
cung cấp vào trong một hình trụ từ đáy dưới tác dụng lực của lực ly tâm các hạt rắn có
xu hướng chuyển động về phía thành của ống. Nếu các hạt rắn đó chuyển động tới thành
ống trước khi rời khỏi ống, chúng sẽ được giữ lại trong ống và được tách khỏi huyền

phù nếu hạt rắn không di chuyển đến thành, nó vẫn hiện diện trong dung dich và đi ra
ngoài ống ly tâm, tỉ lệ giữa các hạt rắn được giữ lại trong ống ly tâm và lượng hạt rắn đi
ra khỏi ống ly tâm phụ thuộc vào tốc độ nhập liệu

Phương trình thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ nhập liệu, các tính chất của dung
dịch, tốc độ ly tâm và kích thước của ống ly tâm như sau:

5


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm
Trong đó :
q: lưu lượng của dòng dung dịch
g : là gia tốc trọng trường
: tỷ trọng của huyền phù
: tỉ trọng của dung dich
Dp : đường kính tối thiểu của hạt có thể tách khỏi dung dịch khi đi qua ống ly tâm
vận tốc góc của ống ly tâm
R1 :bán kính trong của vành khuyên tạo thành bởi chất lỏng
R2 : Bán kính trong của ống ly tâm
V : thể tích của phần chất lỏng được giữ lại trong ống ly tâm
Theo phương trình trên, phần trong dấu ngoặc đầu tiên của vế phải thể hiện tính chất
của dung dịch, phần trong dấu ngoặc thứ hai thể hiện các đặc trưng của ống ly tâm
phương trình trân được sử dụng để tính toán lưu lương dòng nhập liệu trong ống ly tâm
hình trụ khi biết được kích thước và tốc độ quay của ống ly tâm.

II.

Mục đích công nghệ và phạm vi thực hiện:
Quá trình ly tâm được ứng dụng khá rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm. Dưới đây

sẽ giới thiệu một số ứng dụng của quá trình ly tâm trong công nghệ thực phẩm:
- Chế biến sữa: trong công nghệ chế biến sữa, quá trình ly tâm sử dụng để tách
chất béo ra khỏi sữa. Tùy theo mục đích mà có thể tách hoàn toàn hoặc tách một
phần chất béo. Để sản xuất các sản phẩm sữa gầy, quá trình ly tâm có thể làm
-

giảm hàm lượng béo trong sữa xuống thấp hơn 0,05%.
Sản xuất dầu tinh luyện: trong quá trình tinh luyện dầu, dầu thô được xử lý với
nước, acid hoặc kiềm để loại các phosphatide và các chất gum. Sau khi xử lý
xong, dầu sẽ được đem ly tâm để tách các hợp chất đó ra. Nếu quá trình tách
gum bằng acid thì sau khi tách gum, dầu sẽ được rửa lại bằng nước nóng và nước
rửa này cũng được tách ra bằng phương pháp ly tâm. Sau đó, dầu sẽ tiếp tục
được đem đi trung hòa và các chất xà phòng hóa sẽ được tách ra bằng phương
pháp ly tâm. Dầu tiếp tục được rửa bằng nước nóng và nước rửa cũng được tách

-

ra bằng phương pháp ly tâm.
Sản xuất bia: Trong công nghệ sản xuất bia, phương pháp ly tâm có thể được sử
dụng để làm trong dịch nha và bia. Quá trình ly tâm cũng có thể được ứng dụng
6


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm
để tách nấm men có trong bia. Trong quá trình ly tâm bia, cần đảm bảo độ kín
của thiết bị vì nếu không, sẽ gây ra tổn thất CO 2 đồng thời O2 có thể xâm nhập
-

vào bia, làm giảm độ bền (hóa lý và sinh học) của sản phẩm.
Sản xuất rượu vang: quá trình ly tâm có nhiều ứng dụng trong quy trình công

nghệ sản xuất rượu vang. Quá trình ly tâm có thể được sử dụng riêng hoặc kết
hợp với quá trình lọc. Để làm trong dịch nho sau khi ép, ta có thể sử dụng
phương pháp ly tâm. Sau khi lên men, để tách nấm men còn sót trong rượu vang
cũng có thể sử dụng phương pháp ly tâm. Trong sản xuất rượu vang đỏ, quá trình
ly tâm cũng có thể được áp dụng để tách nấm men và tạp chất trước khi cho vào

-

thùng ủ.
Chế biến rau quả: Trong công nghệ sản xuất các loại nước rau quả, quá trình ly
tâm đóng vai trò khá quan trọng. Quá trình ly tâm có thể được sử dụng để tách
các loại chất nhầy khi sản xuất nước ép từ quả citrus hay dứa. Nó cũng có thể
được sử dụng để tách các tạp chất trong quá trình làm trong các loại nước quả để
sản xuất nước quả trong. Quá trình ly tâm còn được ứng dụng trong sản xuất tinh
dầu từ quả citrus. Dịch trích thường có chứa 0,5-3,0% (w/w) tinh dầu. Dịch trích
này được đem ly tâm lần 1 để thu hỗn hợp có hàm lượng tinh dầu 50-70% (w/w).
Hỗn hợp này tiếp tục được ly tâm lần 2 để tách tinh dầu có độ tinh sạch cao hơn.

Ngoài ra, quá trình ly tâm còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vưc như tách bã sau
khi trích ly sản phẩm sữa đậu nành, làm trong các loại syrup, tách nước sau khi lắng tinh
bột, tách chất béo từ thịt xay, tách nước trong cà phê nhân sau khi rửa cà phê trong quá
trình sơ chế, tách các tinh thể đá trong quá trình cô đặc kết tinh.
Tùy theo vị trí của quá trình ly tâm trong quy trình sản xuất thực phẩm mà mục đích
công nghệ của quá trình ly tâm có thể là chuẩn bị, khai thác, bảo quản hoặc hoàn thiện.

III.

Các biến đổi của nguyên liệu:
Trong quá trình ly tâm, yếu tố chủ yếu tác động lên nguyên liệu chỉ là tác động của
lực cơ học (lực ly tâm). Vì vậy, ngoài sự tách pha, các biến đổi khác trong quá trình ly

7


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm
tâm thường không đáng kể. Sự tách pha trong quá trình ly tâm sẽ dẫn đến sự thay đổi về
các tính chất hóa lý trong mỗi pha như độ nhớt, tỷ trọng, độ đục,…
IV.

Các yếu tổ ảnh hưởng:
-

Độ nhớt của pha lỏng: trong quá trình ly tâm để phân riêng hai chất lỏng không
tan lẫn vào nhau và phân riêng các huyền phù, độ nhớt của pha lỏng có ảnh
hưởng rất lớn đến tốc độ chuyển động của các cấu tử. Khi tác dụng cùng một
lực, độ nhớt của môi trường càng lớn trở lực chuyển động càng lớn, tốc độ di
chuyển diễn ra càng chậm, quá trình phân riêng diễn ra càng chậm. Do đó trong
quá trình phân riêng, cần chú ý đến độ nhớt các chất lỏng, đặc biệt là chất lỏng

-

tạo nên pha liên tục.
Độ chênh lệch khối lượng riêng: độ chênh lệch khối lượng riêng của hai cấu tử
cần phân riêng càng lớn thì sự chênh lệch của lực ly tâm tác dụng càng nhiều,
quá trình phân riêng càng dễ dàng. Trong quá trình phân riêng hai chất lỏng, độ

-

chênh lệch khối lượng riêng của 2 chất lỏng không nên thấp hơn 3%.
Nhiệt độ: trong quá trình ly tâm, nếu nhiệt độ của nguyên liệu càng cao, độ nhớt

của chất lỏng pha liên tục càng thấp, trở lực chuyển động càng giảm, hiệu quả
của quá trình phân riêng càng tăng. Khi phân riêng chất béo từ sữa, sữa nguyên
liệu thường được gia nhiệt đến khoảng 60oC để tăng hiệu quả của quá trình phân
riêng. Tuy nhiên, cần chú ý là khi nâng nhiệt cho sản phẩm, dưới tác dụng của
nhiệt độ, các thành phần nhạy cảm với nhiệt độ có thể bị biến đổi (như vitamin,

-

protein,…)
Vận tốc ly tâm: theo công thức (1), độ lớn của lực ly tâm tỷ lệ thuận với bình
phương vận tốc góc. Theo đó, khi vận tốc góc càng lớn, độ lớn của lực ly tâm
càng lớn. Khi lực ly tâm càng lớn, hiệu quả quá trình phân riêng càng tăng. Tuy
nhiên, trong quá trình ly tâm, vận tốc góc càng lớn thì yêu cầu về độ bền cơ học
của thiết bị càng cao, chi phí đầu tư thiết bị càng lớn, làm giảm hiệu quả kinh tế

-

của quá trình.
Bán kính ly tâm: theo công thức (1), khi bán kính ly tâm càng lớn, lực ly tâm sẽ
càng lớn, hiệu quả phân riêng trong quá trình ly tâm càng cao.

8


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm
-

Thời gian lưu: thời gian lưu của các cấu tử trong quá trình ly tâm càng lâu thì
hiệu quả quá trình phân riêng càng cao. Tuy nhiên, thời gian lưu càng dài sẽ làm
giảm năng suất của thiết bị. Việc kiểm soát thời gian lưu của nguyên liệu trong

quá trình ly tâm được thực hiện bằng việc hiệu chỉnh lưu lượng dòng nhập liệu.

Riêng đối với quá trình phân riêng lỏng-lỏng bằng lực ly tâm, tỷ lệ dòng ra giữa 2 sản
phẩm cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình.

V.

Phương pháp thực hiện và thiết bị:
1.

Ly tâm phân riêng hai chất lỏng không tan vào nhau:

*Ly tâm ống:
−

Thiết bị ly tâm dạng này bao gồm một ống hình trụ dài, quay quanh một trục.
Bán kính của ống từ 10-15cm, tỉ lệ giữa chiều dài và đường kính thường dao
động từ 4-8. Nguyên liệu được đưa vào trong ống từ phía dưới. Ở đáy ống có
cơ cấu tấm chặn gắn trên thành ống hoặc cơ cấu chong chóng để đảm bảo
chất lỏng sẽ chuyển động với vận tốc quay của ống. Hai chất lỏng (nặng và
nhẹ) được tách ra trong ống và được thu hồi ở đỉnh trên của ống ly tâm thông

qua cơ cấu chảy tràn.
− Tùy thuộc vào đối tượng cũng như hiệu quả của quá trình phần riêng, có thể
lắp thêm cơ cấu “đĩa trọng lực”. Vận tốc quay của ống ly tâm có thể đạt từ
15.000 vòng/phút đến 50.000 vòng/phút. Tốc độ càng lớn, đường kính của
ống phải càng nhỏ.
*Ly tâm dĩa:
−

Thiết bị được cấu tạo bao gồm chén xoay thân hình trụ, đỉnh có dạng côn
chuyển động tròn trong lớp vỏ cố định. Đường kính của thân trụ khoảng 20100cm. Bên trong chén xoay này có các cơ cấu hình nón cụt bằng kim loại
(dĩa) xếp chồng lên nhau. Các dĩa này sẽ chuyển động với vân tốc bằng với
vận tốc của chén xoay. Khoảng cách giữa các dĩa là 20-130m. Trên các dĩa
9


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm
này có các lỗ được sắp xếp sao cho có thể tạo thành một dòng chảy xuyên từ
dĩa trên cùng xuống đến đáy của chén xoay.
− Nhập liệu được phân phối vào ở đáy chén xoay, sau đó, theo các kênh được
tạo thành bởi các lỗ, đi vào khoảng trống giữa các dĩa. Tại các khoảng trống
này, dưới tác dụng của lực ly tâm, pha nặng sẽ di chuyển ra xa tâm của dĩa
(hướng về thành cổ chén xoay), còn pha nhẹ sẽ di chuyển vào gần tâm của
dĩa và được đẩy lên đỉnh của chén xoay để thu hồi (hình 1).
− Trong thiết bị này, khoảng cách di chuyển của chất lỏng là ngắn hơn so với
trong thiết bị ly tâm ống. Ngoài ra, trong thiết bị này, còn diễn ra quá trình
trượt giữa hai lớp chất lỏng trong quá trình ly tâm, góp phần phá vỡ hệ nhũ
tương. Hai pha nặng và nhẹ được thu hồi thông qua cơ cấu chảy tràn, được
thiết kế thêm “dĩa trọng lực”.

Dĩa
Tâm

Dĩa

Lỗ biên

a)

h thoát cho chất lỏng tỷ trọng thấp

b)

Hình 1. Thiết bị ly tâm dĩa
a) Dĩa

b) Dòng chuyển động giữa các dĩa

10


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm
2.

Ly tâm phân riêng hệ huyền phù

Cả thiết bị ly tâm ống và ly tâm dĩa đều có thể sử dụng để phân riêng hệ huyền phù.
Trong cả hai thiết bị này, pha rắn không được lấy ra liên tục mà nó bám lên thành. Khi
đạt chiều dày nhất định, phải ngừng hoạt động để tháo bã. Thiết bị đang dạng ống có
năng suất chứa bã nhỏ và thường dùng để phân riêng đối với huyền phù với hàm lượng
pha phân tán ít hơn 0,5%. Tuy nhiên, nó có thể được sử dụng để phân riêng các huyền
phù có kích thước rất mịn vì có thể quay với tốc độ cao. Thiết bị ly tâm dĩa có thể có
năng suất chứa bã cao hơn thiết bị ly tâm ống đến 4 lần, tuy nhiên, nó cũng chỉ áp dụng
cho huyền phù với hàm lượng pha phân tán thấp hơn 1%.
*Thiết bị ly tâm có chén xoay dạng côn:
−

Cấu taọ bao gồm một chén xoay dạng côn quay quanh một trục thẳng đứng. Tất
cả được đặt trong vỏ cố định. Nguyên liệu đi vào đáy của chén xoay. Dưới tác

dụng của lực ly tâm, các huyền phù sẽ di chuyển về thành của chén xoay và bám
trên đó. Phần dung dịch sạch di chuyển lên phía trên và chảy tràn ra ngoài vỏ. Khi
bã dày, thiết bị được ngừng hoạt động, lớp bã tách ra bằng dao và thoát ra bằng

cửa xã đáy của chén xoay (Hình 2).
− Thiết bị này có thể áp dụng cho huyền phù có đến 2% hàm lượng pha phân tán.
Để có thể tháo bã được liên tục, chén xoay được khoét lỗ (thường 2-24 lỗ) với
đường kính từ 0,75-2mm, tùy thuộc vào kích thước của huyền phù. Khi đó dòng
bã (chiếm khoảng 2-50% khối lượng nhập liệu) được tháo ra liên tục qua các lỗ
này. Dòng bã này có nồng độ huyền phù lên đến 25%.
− Nếu muốn nâng cao hơn nữa nồng độ các cấu tử thuộc pha phân tán trong dòng
bã, có thể hoàn lưu một dòng bã. Có thể hoàn lưu đến 75% dòng bã ( tùy thuộc
vào tính lưu biến của dòng bã ). Nồng độ các cấu tử thuộc pha phân tán có thể đạt
đén 40% nếu hoàn lưu hợp lý

11


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm

Hình 2. Thiết bị ly tâm

có chén xoay dạng côn
Ngoài ra, có thể thay các lỗ trên

−

bằng các van thích hợp. Các van này được đóng mở định kỳ để tháo bã ra. Ưu
điểm của thiết bị này là hạn chế tổn thất pha lỏng và nồng độ các cấu tử thuộc pha
phân tán trong dòng bã có thể tăng cao hơn. Quá trình đóng mở van có thể được

thực hiện bằng phương pháp thủ công hoặc tự động.
− Để phân riêng huyền phù trong trường hợp pha phân tán chiếm tỉ lệ cao, thường
sử dụng thiết bị ly tâm dạng trục vis. Cấu tạo thiết bị gồm có chén xoay hình trục,
có một đầu dạng côn. Bên trong có một trục vis. Cả chén xoay và trục vis đều
xoay cùng chiều nhưng tốc độ của chén xoay phải lớn hơn trục vis (thường nhanh
hơn khoảng 25 vòng/phút). Khi hoạt động, phần chất rắn bị đẩy ra thành của chén
xoay và được trục vis đẩy về phía đầu côn và tháo ra ngoài. Pha lỏng sẽ di chuyển
−

đến đầu còn lại và thoát ra ngoài (hình 3).
Thiết bị này có thể tách được trên 90% pha rắn. Tuy nhiên, đối với các huyền phù
với các cấu tử thuộc pha phân tán có kích thước nhỏ (khoảng vài chục m) thì quá
trình phân riêng không hiệu quả. Ngoài ra, trên chén xoay, có thể khoét các lỗ
(đường kính tùy thuộc vào kích thước của các cấu tử phân tán trong huyền phù)
để chất lỏng thoát ra từ đây.

12


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm

Hình 3. Thiết bị ly tâm cho

các huyền phù có tỉ lệ pha chất

rắn cao
 Ứng dụng của ly tâm

phân riêng 2 chất không tan

vào nhau: tách chất béo ra khỏi

sữa

−

Sữa tươi đưa vào ly tâm

sẽ thu được hai dòng sản phẩm:

cream (giàu chất béo) có khối lượng riêng nhỏ và sữa gầy (chứa ít chất béo) có
khối lượng riêng lớn hơn.
− Để tách chất béo ra khỏi sữa, người ta sử dụng thiết bị ly tâm dang dĩa (hình 1).
Thiết bị gồm có thân máy, bên trong là thùng quay được nối với một motor
truyền động bên ngoài thông qua trục dẫn . Các dĩa quay có đường kính dao động
từ 20-102cm và được xếp chồng lên nhau. Các lỗ trên dĩa ly tâm sẽ tạo nên những
kênh dẫn theo phương thẳng đứng. Khoảng cách giữa 2 dĩa ly tâm liên tiếp là 0.5−

1.3mm.
Thiết bị hoạt động theo phương pháp liên tục. Đầu tiên, sữa nguyên liệu được nạp
vào máy ly tâm theo cửa vào, tiếp theo sữa sẽ theo hệ thống kênh dẫn trung tâm
để chảy vào các khoảng không gian hẹp giữa các dĩa ly tâm. Dưới tác dụng của
lực ly tâm, sữa được phân chia thành 2 phần: phần cream có khối lượng riêng
thấp sẽ chuyển động hướng về phía trục của thùng quay, phần sữa gầy có khối
lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía thành thùng quay. Sau cùng, cả hai dòng
cream và sữa gầy sẽ theo những kênh riêng để thoát ra ngoài. Hàm lượng chất
béo trung bình trong sữa gầy là 0.05%. Trước khi đưa vào thiết bị tách béo, sữa
tười thường sẽ gia nhiệt đến 55-650C.

13

Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm
 Ứng dung của ly tâm phân riêng hệ huyền phù: tách vi sinh vật ra khỏi sữa
Người ta sử dụng thiết bị ly tâm dạng dĩa, hoạt động theo phương pháp liên tục, có cơ
cấu tương tự như (hình 2)
Trong công nghệ chế biến sữa hiện nay có hai dạng thiết bị ly tâm tách vi sinh vật:
 Thiết bị có hai dòng thoát sản phẩm: Sữa nguyên liệu thường được nạp vào ống dẫn
từ phái bên dưới thiết bị (hình 2). Thông qua hệ thống kênh dẫn được tạo thành từ các lỗ
trên dĩa ly tâm, dòng sữa giàu vi sinh vật (có khối lượng riêng lớn hơn) sẽ chuyển động
phía bên ngoài thùng quay và theo cửa bên hông thùng để thoát ra ngoài. Tổng thể tích
dòng sữa giàu vi sinh vật chiếm trung bình 3% thể tích sữa nguyên liệu. Song song đó,
dòng sữa chứa ít tế bào vi sinh vật do có khối lượng riêng thấp hơn sẽ chuyển động về
phía trục quay rồi thoát ra khỏi thiết bị theo cửa trên đỉnh thùng.
 Thiết bị có một dòng thoát sản phẩm: chỉ có một cửa thoát duy nhất trên đỉnh thiết bị
cho dòng sữa đã tách vi sinh vật. Còn các tế bào sinh dưỡng, bào tử vi sinh vật dưới tác
dụng của lực ly tâm sẽ bám trên thân thùng quay và được tháo bỏ định kỳ. Phần sữa
chứa vi sinh vật trong thiết bị này chỉ chiếm 0.15% thể tích sữa nguyên liệu.
Nhiệt độ tối ưu cho quá trình tách vi sinh vật ra khỏi sữa bằng phương pháp ly tâm
là 55-600C. Phương pháp này
choNÀNH
phép tách khỏi sữa phần lớn các tế bào sinh dưỡng lẫn
ĐẬU
bào tử của nhóm vi khuẩn chịu nhiệt như Clostridium và Bacillus.
NƯỚC
VI.

LÀM SẠCH

Quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu nành:

TÁCH VỎ
TẠP CHẤT

NƯỚC

CHẦN

NƯỚC THẢI, VỎ

14


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm

NƯỚC

NGHIỀN ƯỚT
LỌC

BÃ

NẤU
SYRUP, PHỤ
GIA

PHỐI TRỘN
BÀI KHÍ
ĐỒNG HÓA

TIẾP NHẬN KIỂM

TRA CHAI, NẮP
RỬA, SẤY CHAI

NÂNG NHIỆT

SỮA ĐẬU NÀNH
* Quá trình ly tâm
1. Mục đích, yêu cầu:

RÓT CHAI, ĐÓNG
NẮP
TIỆT TRÙNG

Tách các phần tử có khối lượng riêng khác nhau
− Chuẩn bị: tách tạp chất, trước lọc làm giảm áp lực lọc
− Khai thác:
 Loại bỏ bã lọc ra khỏi dịch sữa sau khi nghiền
 Tăng hiệu quả truyền nhiệt trong quá trình nấu
 Cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm
 Thu nhận sản phẩm, thu hồi sản phẩm
−

2. Quá trình biến đổi:
Vật lý: Sự thay đổi thể tích, khối lượng => giảm
Hóa học: hầu như không thay đổi về thành phn hóa học, tuy nhiên có tổn thất
một ít protein, vitamin, chất màu…..theo cặn
−
−

15

Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm
Hóa lý: thay đổi trạng thái từ dung dịch dạng huyền phù sang lỏng
Sinh học: một số vi sinh vật không có lợi bị loại bỏ theo bã lọc.
Hóa sinh:hầu như không thay đổi
Cảm quan: sự thay đổi về trạng thái, màu sắc=> dung dịch trở nên đồng nhất,
tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm
−
−
−
−

3. Phương pháp thực hiện
Ly tâm lắng ( hỗn hợp có chênh lệch khối lượng riêng nhỏ)
− Ly tâm lọc (hỗn hợp có chênh lệch khối lượng riêng lớn)
−

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bài giảng Công nghệ chế biến thực phẩm, Đại học Công nghiệp thực phẩm

TP.HCM, Phan Thị Hồng Liên – Trần Quyết Thắng
2. Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, Lê Văn Việt Mẫn
(Chủ biên)

16


Công nghệ chế biến thực phẩm – Quá trình ly tâm

MỤC LỤC
BẢNG PHÂN CÔNG VIỆC...............................................................................................1
I.
II.

Cơ sở khoa học.....................................................................................................2
Mục đích công nghê và phạm vi thực hiện..........................................................7
III.Các biến đổi của nguyên liệu..............................................................................8
IV.Các yếu tố ảnh hưởng.........................................................................................9
V.Phương pháp thực hiện và thiết bị.......................................................................10
1.Ly tâm phân riêng hai chất lỏng không tan vào nhau......................................10
2.Ly tâm phân riêng hệ huyền phù......................................................................12
VI.Quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu nành.......................................................15

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................18
MỤC LỤC...........................................................................................................................19

17