thiết kế máy ly tâm liên tục

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHAO TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY LY TÂM LIÊN TỤC

Giảng viên hướng dẫn: Ths HUỲNH NGỌC HIỆP
Sinh viên thực hiện

: CHÂU MINH GIẢNG

Lớp

: CK10CTM1

Khóa

: 2010
TP.Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2015

1 1

LỜI CẢM ƠN
Máy ly tâm là thiết bị quan trọng trong quá trình sản xuất muối, để ly tâm tách
nước muối và muối riêng ra để phục vụ cho công đoạn kế tiếp là sấy muối tạo ra sản
phẩm muối sạch cung cấp cho thị trường. Máy ly tâm ảnh hưởng trực tiếp tớ năng suất,
chất lượng của sản phẩm. Trong quá trình thực hiện đề tài, em đã gặp không ít khó khăn,
những vấn đề khúc mắc, khó hiểu và sự giúp đỡ của quý thầy cô đã giúp em từng bước
vượt qua những khó khăn trên.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Huỳnh Ngọc Hiệp đã trực tiếp hướng
dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình em làm luận văn. Đồng thời, cũng xin gửi lời
cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Chế Tạo Máy, các anh chị thủ thư tại thư viện trường
đại học Bách Khoa, và thầy Văn Minh Nhựt ĐH Cần Thơ đã giúp đỡ giải quyết khúc
mắc và cung cấp các tài liệu cần thiết cho em trong lúc làm luận văn. Cuối cùng xin cảm

ơn toàn bộ các thầy cô đã giảng dạy cho em trong suốt thời gian học tại ĐH Bách Khoa
trong hơn 4 năm qua.

2 2


Mục Lục

DANH MỤC HÌNH ẢNH ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Hình dạng tinh thể muối………………………………………………………….7
Hình 1.2 Cấu trúc phân tử muối……………………………………………………………7
Hình 1.3 Hình dạng hạt muối chưa qua tinh chế…………………………………………..8

Hình 1.4 Hạt muối từ công nghệ kết tinh nước biển………………………………………8
Hình 1.5 Lưu trình sản xuất muối bằng phương pháp kết tinh lại…………………………9
Hinh 1.6 Muối tinh sau khi được sấy đống gói bảo quản………………………………….11
Hinh 1.7 Máy ly tâm 3 chân………………………………………………..……………..18
Hình 1.8 Máy ly tâm kiểu treo……………………………………..……………………18
Hình 1.9 Máy ly tâm tháo bã bằng gạt…………………………………………………..19
Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý máy ly tâm tháo bã bằng vít xoắn…………………………..20
Hinh 1.11 Lưu trình công nghệ sản xuất muối tinh………………………………………21
Hinh 1.12 Máy ly tâm tháo bã bằng piston……………………………………………….22
Hinh 2.1 Sơ đồ động của máy ly tâm liên tục……………………………………………26
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Chỉ tiêu chất lượng muối thô……………………………………………………7

Bảng 1.2 Tiêu chuẩn muối tinh theo 10TCN 402-99……………………………………..11
Bảng 1.3 Chất lượng muối tinh của một số nước trên thế giới……………………………12
Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật của một số máy ly tâm……………………………………….23

3 3


Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về muối ăn
1.1.1 Đặc điểm chung của muối.
Muối ăn có vị mặn đặc biệt, nhưng khi hòa trong nước thành dung dịch

loãng lại cảm thấy ngọt. Dung dịch muối có nồng độ 0,04 mol/l thì đã thấy
mặn rõ rệt. Khi độ ẩm tương đối của không khí vượt quá 75% thì muối ăn để
ngoài không khí sẽ bị chảy nước. Vì điểm nóng chảy của MgCl 2 thấp ở nhiệt
độ thường, nên muối ăn càng lẫn nhiều MgCl 2 càng dễ chảy nước. Độ hòa tan
của muối ăn trong nước tăng chậm theo nhiệt độ, muối ăn hầu như không tan
trong cồn, trong dầu.
Muối ăn dùng làm thực phẩm hay làm nguyên liệu trong công nghiệp, nông
nghiệp... đều phải đảm bảo độ tinh khiết [43].
Nếu như muối ăn chứa tạp chất không tan trong nước hoặc tạp chất tan
trong nước vượt quá qui định, thì bất luận hàm lượng NaCl cao hay thấp, muối
ăn đó được coi là không hợp qui cách.
1.1.2 Cấu trúc tinh thể hạt muối.

Muối ăn còn gọi là Clorua natri là hợp chất hóa học với công thức phân
tử là NaCl. Đối với muối ăn nguyên chất trong đó bao gồm có 60,663% là
4 4


Clorine (Cl) và 39,337% Sodium (Na). Muối có dạng tinh thể không màu,
dạng lập phương với thông số mạng là 5,628A 0. Hạt muối ăn tập hợp những
tinh thể NaCl có lẫn ít nhiều các muối tạp chất cũng thường có dạng lập
phương, nhưng tùy điều kiện kết tinh mà có khi có dạng hình cầu, hình thoi
hoặc hình vẩy cá. Hạt muối ăn thường có màu trắng vì trong khe giữa các tinh
thể NaCl của hạt muối ăn có chứa không khí có chiết suất khác nhau, làm cho
ánh sáng phản xạ trên mặt giới hạn của khối tinh thể tạo nên màu trắng. Khi có

lẫn tạp chất, muối ăn có thể có màu khác: nếu lẫn Mn thì có màu trong suốt,
lẫn sắt oxít thì có màu hồng, lẫn CuO 2 thì có màu lục..., khả năng tan trong
nước theo tỷ lệ 35,9g/100ml ở 25OC. Khối lượng phân tử là 58,442g/mol, nóng
chảy ở 800 ÷ 8030C, sôi ở 14390C. Nhiệt dung riêng C = 0,854Kj/kg.K ở 0 OC
và trung bình 0,206KJ/kg.K ở nhiệt độ bình thường. Khối lượng riêng thể tích
ρb = 1100 – 1200 kg/m 3; Độ dẫn nhiệt λ = 6,49 W/m K; màu sắng trắng tự
nhiên.

Hình 1.1 Hình dạng tinh thể

Hình 1.2 Cấu trúc phân tử

1.1.3 Nguyên liệu sản xuất muối ăn.
Muối ăn phân bố rất rộng, nó có trong động vật, thực vật cho tới một số
quặng mỏ, không khí, nước mưa, sông, hồ..., nhưng người ta chỉ dùng những
nguyên liệu có chứa muối ăn khá nhiều để sản xuất muối ăn.
Ở nước ta hiện nay chưa tìm thấy mỏ muối ăn, ngoài nguồn nguyên liệu
chính là nước biển, nhiều nơi có những suối nước mặn loại Cl 2, mạch nước
mặn loại Cl2... phun ra có thể dùng sản xuất muối ăn.

1.1.4 Phân lại muối.
Muối ăn hay trong dân gian còn gọi đơn giản là muối là một khoáng
chất, được con người sử dụng trong ăn uống bằng cách cho thêm vào thức ăn.
Có rất nhiều dạng muối ăn: muối thô, muối tinh, muối Iode. Muối thu được từ

nước biển có các tinh thể nhỏ hoặc lớn hơn muối mỏ. Trong tự nhiên, muối ăn
5 5


bao gồm chủ yếu là clorua natri (NaCl), nhưng cũng có một ít các khoáng chất
khác (khoáng chất vi lượng). Muối ăn thu từ muối mỏ có thể có màu xám hơn
vì dấu vết của các khoáng chất vi lượng.

1.1.4.1 Muối thô.
Muối thô hay còn gọi là muối hạt được tạo ra bằng cách cho bay hơi
nước biển dưới ánh nắng trong các ruộng kết tinh muối. Muối thu được từ
nước biển được gọi là muối biển (sea salt). Ở những nước có mỏ muối rock

salt (được hình thành do việc bay hơi nước của các hồ nước mặn thời cổ) thì
việc khai thác muối từ các mỏ này theo cách bơm nước vào mỏ muối để thu
được nước muối có độ bão hòa về muối, sau đó tiến hành chưng cất trong các
nồi cô hoặc cũng đem phơi bằng nắng mặt trời. Trong muối hạt thô, ngoài
thành phần chính là NaCl còn có thêm thành phần các loại muối khác, chiếm
tỷ lệ cao, ngoài ra các thành phần tạp chất không tan cũng như độ ẩm còn rất
lớn. Trong muối thô thì hoàn toàn chưa chứa đủ lượng Iode cần thiết để phòng
ngừa một số bệnh do thiếu Iode như bệnh bướu cổ... Thành phần của muối
theo TCVN 3974-84 [39] cho trong bảng 1.1.

Hình 1.4 Hình dạng tinh thể một hạt muối thô chưa qua tinh chế

Hình 1.5 Hạt muối thô từ công nghệ kết tinh nước biển
Bảng 1.1 Chỉ tiêu chất lượng muối thô TCVN 3974-84. [39]

6 6


STT
Tên tiêu chuẩn

Đơn vị (theo
cơ sở khô)

Loại
thượng
hạng

1

Hàm lượng NaCl

( %)

> 97,00

2

Hàm lượng ion Ca2+

( %)

≤ 0,30

3

Hàm lượng ion Mg2+

( %)

≤ 0,40

4

Hàm lượng ion SO42-

( %)

≤ 1,1

5

Hàm lượng tạp chất không
tan

( %)

≤ 0,25

6

Độ ẩm tính theo cơ sở ướt

( %)

≤ 9,50

Muối tinh được sản xuất từ các nguồn muối thô khác nhau. Hình mô tả
lưu trình sản xuất muối tinh từ muối thô theo phương pháp kết tinh lại và ứng
dụng của muối tinh cho các lãnh vực chế biến.

7 7

Hình 1.5 Lưu trình sản xuất muối tinh bằng phương pháp kết tinh lại
-

Hòa tan trong nước sạch: muối sẽ bị tan ra, giải thoát chất bẩn bên trong hạt muối
Thêm vào Na2CO3, và NaOH: Để kết tủa các ion tạp chất có trong nước như Mg2+,
Ca2+,…
Bể lắng lọc: Lắng các chất bẩn và các chất vừa được kết tủa
Khử cặn: Lấy cặn vừa lắng để tận dụng trong việt sản xuất phân bón
Cấp nhiệt cho dung dịch nước muối bão hòa để chúng kết tinh lại tạo ra muối tính
gọi là muối khử bùn cặn
Máy ly tâm: tách nước và muối để muối đủ điều kiện để sấy
Mấy sấy tầng sô: cấp nhiệt để nước bốc hơi tạo ra muối thành phẩm

1.1.4.2. Muối tinh
Muối tinh (refine salt, table salt) thường có thành phần NaCl (98%) và
có 2% là các thành phần gồm 80 chất vi lượng khác. Với muối tinh nguyên
chất (pure salt) có tỷ lệ clorua natri là NaCl (99,9%). Muối tinh được sử dụng
rộng rãi trong đời sống và sản xuất công nghiệp. Theo thống kê thì chỉ có
8 8


khoảng 7% lượng muối tinh được sử dụng trong đời sống hàng ngày như là
chất thêm vào thức ăn. Phần lớn muối tinh được sử dụng cho các mục đích
công nghiệp như : sản xuất bột giấy, hãm màu trong công nghệ nhuộm vải hay,

sản xuất xà phòng và chất tẩy rửa và nó có một giá trị thương mại lớn. Việc
sản xuất và sử dụng muối là một trong những ngành công nghiệp hóa chất lâu
đời nhất.
Các ứng dụng cụ thể của muối tinh trong các lĩnh vực cụ thể được minh
họa trong bảng 1.4.
Bảng 1.2 Các ứng dụng trong thực tiễn của muối tinh [42]

Ứng dụng trong
công nghiệp nhẹ

Tái sinh kim loại
Sản xuất giấy

Chế biến cao su
Phá băng đường xá
Dệt và nhuộm
Tráng men gốm
Chất tải lạnh
Xử lý nước bẩn
Làm mềm nước
Trong nông nghiệp

Da & thuộc da
Nguyên liệu chế biến
Phân bón

Tạo mưa nông trại

Ứng dụng trong
Y dược, làm sạch
KCl
Xà phòng- chất làm
sạch
Ngành nha, thuốc
Tắm muối

Nuôi trồng thủy sản

Nước muối làm cá
Chế biến cá
Cá muối sấy
Cá hộp

9 9

Ứng dụng trong
chế biến thực
phẩm

Thức ăn nhẹ

Bột ngũ cốc, Bánh mì
Bánh gato, bánh quy
Công nghệ gia vị
Vỏ đựng thức ăn
Margarine, chất béo
Hộp bảo quản
Làm nước muối
Thực phẩm đông lạnh
Sản phẩm bò sữa
Muối phô mai
Làm bơ

Sau khi thu được muối thô, người ta sẽ tiến hành các công nghệ làm
tinh chế để nâng cao độ tinh khiết của muối cũng như loại bỏ các thành phần
muối khác Việc tinh chế muối phải thực hiện thông qua các dây chuyền rửa,
nghiền -rửa hoặc cho hoà tan và kết tinh lại nhiều lần trong các nồi cô đặc kết
tinh kiểu hở hoặc trong các nồi cô đặc kín, kiểu chân không. Việc làm tinh
muối chủ yếu là tái kết tinh muối, trong quá trình này người ta sẽ làm kết tủa
các tạp chất (chủ yếu là các hợp chất của magiê và canxi). Quá trình bay hơi
nhiều công đoạn sau đó sẽ được sử dụng để thu được clorua natri tinh khiết và
được làm khô trong công đoạn kế tiếp. Muối tinh sau khi đi qua dây chuyền
công nghệ tinh chế muối phải bảo đảm về mặt chất lượng theo các tiêu chuẩn
(bảng 1.5 và bảng 1.6).

Bảng 1.3 Tiêu chuẩn muối tinh theo 10TCN 402-99
Muối loại I

Thành phần

Đơn vị tính (%)
tính theo cơ sở
khô

Muối
loạiII

Cỡ hạt

mm

≤ 0,8

≤0,8

NaCl

(%)

≥ 99

>98

Ca2+

(%)

<0,2

<0,4

Mg2+

(%)

<0,25

<0,5

SO42Tạp chất không
tan

(%)

<0,8

<1

(%)

≤ 0,2

≤ 0,3

Độ ẩm

(%)

≤1

≤5

Hình 1.6 Muối tinh sau khi được sấy và đóng gói bảo quản.
Đối với chất lượng muối tinh ngoài chỉ tiêu đánh giá thành phần % của muối
NaCl cao hơn hẳn so với muối thô, thì các chỉ tiêu về các thành muối khác như
Ca 2+, Mg 2+, SO4 2-, các tạp chất tan và không tan phải nhỏ (nằm trong giới
10

10


hạn tiêu chuẩn cho phép), thành phần % độ ẩm trong muối, khả năng vón cục
và kết khối phải thấp thì mới cho phép ưu giữ, bảo quản lâu dài [25] . Ngoài ra
trong sử dụng thực tiễn còn có thêm các chỉ tiêu phụ nhưng không kém phần
quan trong là độ đồng đều về kích thước hạt và màu sắc hạt. Độ đồng đều hạt
có ảnh hưởng đến cảm quan, ngoài ra đặc biệt nó có ảnh hưởng đến quá trình
tự động hóa trong viễc hòa trộn muối tinh trong các khâu chế biến thực phẩm
trên các dây chuyền tự động hóa.
Bảng 1.10 Chất lượng muối tinh của một số nước trên thế giới không sấy
ST

T

1
2
3
4

Các loại muối tinh

Muối kết tinh chân khôngNhật
Muối nghiền rửa – Đài Loan
Muối nghiền rửa – Trung quốc

Muối nghiền rửa – Úc

Đơn Độ
vị ẩm
tính
(%)
(%)
(%)
(%)

2+
Chất NaCl Ca Mg2 SO42

+
không
tan

4,47 0,002
4,51 0,2
4,53 0,01
4,7
0,01

95,034
99,00

94,6
94,7

0,66
0,06
0,09
0,04

0,453
0,04
0,03 0,370
0,02 3

0,2
0,004
0,31

1.1.4.3 Muối Iode
Muối ăn ngày nay chủ yếu tiêu thụ dưới dạng là muối tinh, thông
thường nó được bổ sung thêm Iode dưới dạng của một lượng nhỏ iốtua kali,
ngoài ra còn chứa các chất chống ẩm (không gây hại cho sức khỏe). Muối ăn
được sử dụng trong nấu ăn và làm gia vị. Muối ăn chứa Iode làm tăng khả
năng loại trừ các bệnh có liên quan đến thiếu hụt Iode. Iode quan trọng trong
việc ngăn chặn việc sản sinh không đủ của các hoóc môn tuyến giáp (thiếu
Iode là nguyên nhân của bệnh bướu cổ hay chứng đần ở trẻ em và chứng phù

niêm ở người lớn). Muối Iode thông thường không sấy có độ ẩm 3,5 - 5%,
loại cao cấp có độ ẩm 0,2 - 0,3%. Muối Iode được tạo ra từ quá trình bổ sung
thành phần vi lượng trên dây chuyền sản xuất muối tinh, thông qua thiết bị
phun sương và trộn gắn trên dây chuyền sản xuất.
11
11


1.1.6. Kết luận
-

Muối tinh được sản xuất từ nguyên liệu muối thô có từ nguồn phơi nước

biển, nguồn kết tinh lại và ngay cả muối mỏ.
-

Thông qua công nghệ tinh chế đã cho phép nâng cao thành phần NaCl

từ 95 % lên 98- 99%, loại tối đa thành phần tạp chất tan, không, tan, các muối
Ca+, Mg 2, SO42-

Độ ẩm của muối tinh là một trong các chỉ tiêu quan trọng của muối tinh

sau chế biến. Độ ẩm sau ly tâm nằm trong phạm vi 3,5- 4,5 % và độ ẩm muối

tinh sau sấy tuy theo từng vùng miền thường dao động phạm vi < 0,2% - Các
thông số vật lý của muối tinh theo các tài liệu công bố .


Khối lượng riêng: ρ = 2165kg/m3.



Khối lượng thể tích: ρv = 1100-1200 kg/m3.



Nhiệt dung riêng C= 0,854 KJ/kgK ở 0 OC và trung bình 0,206

KJ/kg.K ở nhiệt độ bình thường.


Độ dẫn nhiệt λ = 6,49 W/m K.



Đường kính hạt muối tinh sử dụng làm muối ăn < 0,8-1,2 mm.



Màu sắng trắng tự nhiên.

1.2 Tìm hiểu về tình hình nghiên cứu
1.2.1 Ngoài nước
Hoa Kỳ, Trung Quốc là hai quốc gia có sản lượng muối đứng đầu thế
giới (35 đến 45 triệu tấn/năm), chất lượng muối của hai quốc gia này cũng
đang ở vị trí dẫn đầu do công nghệ và thiết bị trong dây chuyền luôn được cải
tiến theo hướng thỏa mãn tiêu dùng trong đời sống hàng ngày, trong công
nghiệp chế biến thực phẩm và một số ngành công nghiệp khác. Theo đánh giá
của các chuyên gia, hai quốc gia này và Tây Ban Nha đang dẫn đầu về thiết kế
và chế tạo nhiều loại thiết bị trong ngành chế biến muối tinh đạt chất lượng

12
12


cao. Thông thường dây chuyền chế biến muối tinh có năng suất từ 5 - 10
tấn/giơ.
Máy ly tâm và máy sấy muối là hai thiết bị quan trọng trong dây
chuyền, quyết định đến năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm.
Máy ly tâm đóng vai trò tách nước sau quá trình nghiền và rửa muối.
Sau khi nghiền kích thước hạt muối rất nhỏ (trung bình 0,5 mm) được cấp vào
trong máy rửa. Hỗn hợp sản phẩm sau máy rửa là một dung dịch huyền phù
gồm muối và nước muối bảo hòa. Nhiệm vụ của máy ly tâm là tách nước ra

khỏi hỗn hợp, kết hợp rửa lại để tăng độ tinh khiết cho muối thành phẩm.
Hiện nay, tại các nước có nền công nghiệp phát triển như Tây Ban Nha,
Đức, Ý, Mỹ, Trung Quốc… các thiết bị máy móc phục vụ cho công nghiệp
chế biến muối nói chung và máy ly tâm muối liên tục, năng suất cao đã được
nghiên cứu, sản xuất thành công. Điển hình như nhà máy sản xuất thiết bị
muối Bohai thuộc Viện nghiên cứu muối Thiên Tân - Trung Quốc; Công ty
Zhangjiagang; Công ty Chiang; Công ty Serra Salt Machinery của Tây Ban
Nha… Các máy ly tâm muối liên tục do thế giới chế tạo hầu hết là lọai máy ly
tâm trục ngang cạo bã kiểu pít tông hai tầng. Máy này cho năng suất cao, hoạt
động liên tục nên khả năng phát triển qui mô sản xuất cũng như họat động
đồng bộ với các thiết bị khác như máy sấy, máy rửa rất tốt.
1.2.2 Trong nước

Hiện nay, tại Việt Nam đang tồn tại hai công nghệ chế biến muối tinh :
Công nghệ cô muối kết tinh hở (kết tinh lại)
Dây chuyền này phổ biến ở các doanh nghiệp chế biến muối ở thành
phố Hồ Chí Minh như Xí nghiệp muối 3 (Công ty muối Miền Nam), Công ty
hoá chất cơ bản Miền Nam và công ty muối 2 (Đà nẵng).
Muối hạt được hoà tan, lắng, lọc tạp chất trong nước muối bão hòa và
nấu trong chảo gang hoặc chảo Inox để muối kết tinh lại. Công nhân dùng
xẻng cào muối cho vào rổ, để ráo nguội rồi đưa qua máy ly tâm gián đoạn để
tách nước, đóng bao. Một số doanh nghiệp tiếp tục đưa muối sau ly tâm vào
13
13

sấy bằng máy sấy thùng quay như ở Xí nghiệp muối 5, Công ty muối Miền
Nam hoặc ở Công ty hóa chất cơ bản Miền Nam, năng suất trung bình cho loại
dây chuyền này từ 3-4 tấn/giờ.
* Công nghệ nghiền rửa: muối hạt được nghiền nhỏ sau đó đưa sang thiết bị

rửa, tách tạp chất. Hỗn hợp muối và nước muối bão hoà sẽ được chuyển sang
máy ly tâm để tách nước và cuối cùng là làm khô tạo ra sản phẩm. Theo công
nghệ này, hiện nay đang tồn tại 3 loại dây chuyền phổ biến từ bán thủ công, cơ
khí gián đoạn và liên tục.
+ Loại dây chuyền bán thủ công: gồm rửa vis tải, nghiền lòng sóc, ly tâm
đứng gián đọan. Đây là dây chuyền sản xuất muối tinh khá phổ biến ở các XN

muối Iốt thuộc Công Ty Muối Miền Nam ở các tỉnh phía Nam. Năng suất dây
chuyền từ 3.000 – 5.000 tấn/năm. Năng suất dây chuyền phụ thuộc vào năng
suất máy ly tâm gián đoạn.
+ Loại dây chuyền bán cơ khí: năng suất cao hơn, từ 1,5 – 2,5 tấn/giờ, gồm
các công đoạn khuấy rửa, nghiền rửa thủy lực, ly tâm đứng gián đoạn. Loại
dây chuyền này đã triển khai trên 10 cơ sở thuộc Tổng Công Ty Muối. Trong
đó máy nghiền rửa thủy lực 1,5 - 2,5 tấn/giờ (máy nghiền rửa thủy lực là sáng
chế số 188 cấp năm 1994 cho Tổng Công Ty Muối). Dây chuyền này không có
máy sấy.
+ Dây chuyền sản xuất liên tục bao gồm các công đoạn:
Khuấy rửa I - > Rửa ngược I - > Nghiền rửa thủy lực - > Khuấy rửa II - >
Rửa

ngược II - > Ly tâm liên tục - > sấy muối tinh (máy sấy thùng quay)
Loại dây chuyền này được Tổng Công ty Muối thiết kế chế tạo và lắp
đặt cho Xí nghiệp chế biến muối 5, Công ty muối Miền Nam tại Bình Triệu,
14
14


TP Hồ Chí Minh. Trong dây chuyền này, máy ly tâm liên tục được nhập từ
Thiên Tân, Trung Quốc.
Công ty Hóa chất cơ bản miền Nam cũng có một dây chuyền sản xuất
muối tinh năng suất 3- 4 tấn/giờ do phòng kỹ thuật của Công ty tự thiết kế
chế tạo hoạt động từ năm 1993, lưu trình công nghệ như sau:

Muối thô - > sàng lắc ngang (có rửa trên sàng) - > máy nghiền - > bể
khuấy 1- >
bể khuấy 2 - > ly tâm gián đoạn - > sấy thùng quay
Dây chuyền này lắp máy ly tâm gián đoạn và sấy sản phẩm bằng máy
sấy thùng quay, chất lượng sấy và giá thành sấy còn nhiều tồn tại như đã nêu ở
trên như Xí nghiệp muối 5 của công ty muối Miền Nam
Năm 2000-2001, Công ty Tư Vấn và Đầu tư Kỹ thuật Cơ điện thuộc
Tổng Công ty Cơ điện Nông nghiệp và Thủy lợi cũng đã thiết kế chế tạo và
lắp cho Công ty chế biến thực phẩm Vĩnh Hà (Tổng Công ty Mía Đường 1 Bộ Nông Nghiệp & PTNT một dây chuyền sản xuất muối tinh liên tục năng
suất từ 3- 4 tấn giờ, dây chuyền có máy ly tâm ngang liên tục cũng nhập từ
Thiên Tân, Trung Quốc và không trang bị máy sấy sản phẩm.
Năm 2000-2001, một dây chuyền chế biến muối tinh dạng liên tục được

lắp cho Công ty muối tinh tỉnh Bạc Liêu vào. Trong dây chuyền này, máy ly
tâm vẫn còn là loại máy ly tâm kiểu đứng gián đoạn do Việt Nam sản xuất,
máy sấy trong dây chuyền là loại sấy tầng sôi kiểu sàng rung (còn gọi là máy
sấy thềm động). Dây chuyền này cho chất lượng sản phẩm cải thiện hơn, tuy
nhiên vẫn còn một số tồn tại: tỷ lệ vỡ hạt và vón cục còn cao, tỷ lệ thu hồi sản
phẩm thấp, nhiệt độ sản phẩm sau khi sấy còn cao không thể đóng bao ngay
được (nếu không có thiết bị làm mát). Đặc biệt tỷ lệ hạt muối chui xuống
buồng khí nóng qua sàng cấp khí nóng cao, phải thường xuyên dừng máy để
thu hồi phế phẩm.
Trên cơ sở tình hình chung về sản xuất muối vừa phân tích, thực trạng
về hai thiết bị máy ly tâm và máy sấy muối tại Việt Nam có thể tổng kết như
sau :

15
15


1.3 Đối với máy ly tâm.
Trong dây chuyền chế biến muối tinh theo phương pháp nghiền – rửa
thì ly tâm muối là khâu quan trọng, có khả năng nâng cao năng suất của hệ
thống. Hiện nay, trong các dây chuyền chế biến muối phổ biến ở nước ta, máy
ly tâm trục đứng làm việc gián đọan đang được ứng dụng. Hạn chế lớn nhất
của lọai máy này là thời gian khởi động máy và dừng máy lớn so với thời gian
làm việc. Khi máy có dạng trục đứng, làm việc theo mẻ thì việc cấp và tháo
liệu khó khăn, tốn nhiều thời gian và lao động dẫn đến các máy ly tâm muối

lọai này năng suất thấp, ảnh hưởng đến tính đồng bộ cho các dây chuyền chế
biến muối tinh. Để tăng năng suất của hệ thống người ta phải dùng đồng thời
nhiều máy ly tâm gián đoạn.
Sau năm 1999, cùng với việc nghiên cứu hoàn thiện dây chuyền công
nghệ sản xuất muối tinh, Tổng Công ty Muối đã nhập khẩu máy ly tâm liên
tục vào dây chuyền
Hiện nay, một số công ty muối trong nước đã nhập máy ly tâm liên tục
của nước ngoài, tuy nhiên các sự cố về kỹ thuật vẫn thường xảy ra (có thể do
điều kiện họat động khác nhau hoặc do trình độ vận hành) trong khi nhà cung
cấp thì ở xa nên biện pháp khắc phục đã gặp khó khăn. Ngoài ra giá thành
nhập khẩu cao cũng gây trở ngại cho các cơ sở sản xuất muối ở nước ta khi
đầu tư máy này.

Hiện nay trong nước chưa tự thiết kế chế tạo được máy ly tâm liên tục
mà mới làm được máy ly tâm kiểu đứng họat động gián đoạn. Trong ngành
chế biến thực phẩm có 4 đơn vị chế tạo máy ly tâm kiểu đứng gián đoạn là
Công ty cơ khí thực phẩm Biên hòa, Công ty Cơ khí thực phẩm Vạn Điểm,
Công ty Cơ khí xây lắp Công nghiệp, Phân viện máy và dụng cụ công nghiệp
và Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ và Thiết bị công nghiệp, Đại học Bách
Khoa TP. HCM.
Các loại máy ly tâm được sử dụng trong công nghệ chế biến muối tinh:
Máy ly tâm làm việc theo mẻ, máy ly tâm làm việc gián đoạn, máy ly tâm liên
16
16

tục. Trong các loại máy ly tâm sử dụng phổ biến trong công nghệ chế biến
muối hiện nay của nước ta là máy ly tâm gián đoạn.
1.3.1 Máy ly tâm gián đoạn
Máy ly tâm gián đoạn có các loại như sau: Máy ly tâm 3 chân, máy ly
tâm kiểu treo, máy ly tâm tháo bã bằng gạt,… thông dụng nhất hiện nay là sử
dụng máy ly tâm 3 chân do loại máy này có một số tính năng như dễ chế tạo,
giá thành rẻ.
1.3.1.1 Máy ly tâm 3 chân
+ Đặc điểm của máy:
Là hoạt động gián đoạn có thể
tháo bã bằng tay hay bằng dao, tốc độ

quây thấp 700-900 vòng /phút. Máy ly
tâm loại này thường sử dụng để ly tâm
các huyền phù thô và trung bình, máy
ly tâm 3 chân có thể là ly tâm lắng
hoặc ly tâm lọc ,

Hình 1.7 Máy ly tâm 3 chân
+ Ưu - Nhược điểm:
Máy có thể làm việc với tải trọng lệch tâm tương đối lớn nhờ các lò xo
giảm chấn. Điểm treo của kết cấu nằm trên trọng tâm phần treo nên khi làm
việc máy rất ổn định, chiều cao máy thấp nên tiện cho việc tháo bã bằng tay.
Tuy nhiên nhược điểm của máy là bộ phận truyền động nằm ở dưới nên dễ bị

ăn mòn hoá học. [6]

17
17


1.3.1.2 Máy ly tâm kiểu treo
Đặc điểm chung của loại máy ly tâm kiểu treo là làm việc theo từng mẻ,
chủ yếu là loại đứng lấy bã ở phía trên hoặc phía dưới.
Các công đoạn làm việc chính trên máy gồm:

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý máy ly tâm kiểu treo

1- Thùng quay; 2- Trục; 3- Động cơ điện; 4- Ổ trục;
5- Khung treo; 6- Vỏ thùng; 7- Ổ tựa ; 8- Chóp
+ Ưu - Nhược điểm:
Máy có kết cấu máy đơn giản, giá thành rẻ tuy nhiên máy ly tâm gián
đoạn do phải dừng máy để tháo bã nên năng suất rất thấp không thể tự động
hóa trong dây chuyền. [2]

1.3.1.3 Máy ly tâm tháo bã bằng gạt
+ Nguyên lý làm việc:
Huyền phù được đưa vào rôto qua một van tự động, khi đạt được mức
yêu cầu van sẽ đóng lại. Quá trình ly tâm sẽ xảy ra ngay sau đó, khi lớp bã
trong rôto đạt đến chiều dày qui định thì dao cạo hoặc thanh gạt sẽ được nâng

lên nhờ hệ thống xylanh – píttông thủy lực, bã sẽ được cạo rơi xuống máng
hứng phía dưới.
18
18


Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý máy ly tâm tháo bã bằng gạt
1- Thùng quay; 2- Trục nằm ngang; 3- Dao cạo bã;
4- Ống dẫn huyền phù; 5- Máng tháo bã

Tại thời điểm quá trình cạo bã kết thúc, dao cạo bã hay thanh gạt sẽ
được hạ xuống đến vị trí thấp nhất và van tự động lại mở ra để huyền phù chảy

vào rôto, và quá trình ly tâm lại lặp lại.
Thời gian thao tác của máy: Nạp liệu 0,5 - 2,5 phút; ly tâm 0,4 - 0,5
phút; tháo bã 0,7 - 5 phút.
+ Ưu - Nhược điểm: Máy ly tâm hoạt động gián đoạn, nhưng các thao tác từ
nhập liệu, tháo liệu, tháo bã đều được tự động hoá nên tiết kiệm được năng
lượng, năng suất tương đối. Tuy nhiên chiều dài rôto bị hạn chế, bã bị nghiền
nát và khó thay vải lọc.[2]

1.3.2 Máy ly tâm liên tục
Hiện nay các máy ly tâm liên tục có các loại như sau: Máy ly tâm liên
tục tháo bã bằng vít xoắn, máy ly tâm liên tục tháo bã bằng lực ly tâm, máy ly
tâm liên tục tháo bã bằng píttông. Trong đó máy ly tâm liên tục tháo bã bằng

pítông được các nước trên thế giới sử dụng nhiều nhất vì loại máy này có ưu
điểm hơn so với các loại máy ly tâm khác như cho năng suất cao, sản phẩm có
19
19


độ ẩm thấp, tính đồng đều của sản phẩm, năng lượng tiêu tốn cho 1 đơn vị sản
phẩm nhỏ.
1.3.2.1 Máy ly tâm liên tục tháo bã bằng vít xoắn
Rôto và vít tải được gắn đồng trục, quay cùng hướng với vận tốc khác
nhau. Khi đó bã tạo ra sẽ bị vít tải đẩy chuyển động dọc theo bề mặt rôto. Rôto
được gắn trên hai ổ đỡ và được truyền động bằng động cơ qua bộ truyền động

đai. Vít tải được đặt phía trong rôto và được truyền động qua hệ thống bánh
răng hành tinh.
Bọc phía ngoài rôto là vỏ máy, phía dưới có lỗ tháo bã và nước lọc.

Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý máy ly tâm liên tục tháo bã bằng vít
xoắn
+ Nguyên lý làm việc:
Huyền phù được chảy vào rôto, dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ xảy ra quá
trình phân ly: Phần rắn sẽ lắng ở thành rôto và bị vít tải đẩy di chuyển tới phần
côn của rôto đi ra ngoài, nước lọc sẽ chảy ngược chiều với phần bã và đi qua
lỗ tháo.
+ Ưu - Nhược điểm:

Năng suất cao, tiện lợi dùng để phân riêng huyền phù có đường kính
nhỏ và nồng độ cao nhưng tiêu hao năng lượng lớn, nước lọc bị đục.

20
20


Hình 1.11 Lưu trình công nghệ sản xuất muối tinh

21
21

1.3.2.2 Máy ly tâm liên tục tháo bã bằng lực ly tâm
+ Nguyên lý làm việc:
Quá trình tháo bã được thực hiện khi lực ly tâm sinh ra lớn hơn lực ma
sát giữa bã và thành rôto.
+ Ưu - Nhược điểm:
Máy không cần bất kỳ một cơ cấu tháo bã nào, năng suất làm việc khá
cao do không phải ngừng máy, ngoài ra máy có kết cấu đơn giản, an toàn khi
sử dụng, máy làm việc ít bị rung động. Tuy nhiên máy ly tâm tháo bã bằng lực
ly tâm cần phải có cấu tạo rôto rất đặc biệt, kích thước lỗ trên rôto từ 0,06 –
0,09mm.

22
22


1.3.2.3 Máy ly tâm tháo bã bằng píttông
Loại máy này sử dụng để ly tâm các loại huyền phù pha rắn từ 20%;
kích thước pha rắn từ 100µm trở lên. Đặc biệt máy ly tâm làm việc cho năng
suất rất cao đối với các huyền phù có nồng độ pha rắn từ 40 – 50%.

Hình 1.12 Máy ly tâm tháo bã bằng píttông
Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật may ly tâm:
KÝ HIỆU

Đường kính trong trống quay
(mm)
Chiều dài trống quay (mm)
Tốc độ trống quay (Vòng/phút)
Chỉ số phân ly (Fr)
Số lần đẩy nguyên liệu (r/min)
Lượng chứa nguyên liệu lớn nhất
(Kg)
Công suốt động cơ (Kw)
Năng lực sản xuất (T/H)

WH800-N

800

HY800-NA
800

400
650/750
190/250
≥ 25
70

400

900
360
≥ 50
70

15/7.5
5.5-6 (Ammonium

18.5/15
8-10 (Aammonium

23

23


sulphate)

sulphate)

Nguồn :
+ Nguyên tắc làm việc của máy:
Huyền phù đưa vào tâm máy qua thiết bị nhập liệu côn 3, phần bã tạo
được trên thành rôto sẽ được píttông đẩy ra ngoài khi thực hiện chuyển động
tịnh tiến nhờ xylanh thủy lực, máy có cấu tạo một bậc hay nhiều bậc. Trong

trường hợp máy ly tâm nhiều bậc thì rôto của máy là những hình trụ ngắn
được xếp so le đồng trục, khi đó rôto chuyển động tịnh tiến qua lại sẽ làm
chức năng đẩy cho rôto bên ngoài kế tiếp.
+ Ưu - Nhược điểm:
Ưu điểm của máy ly tâm tháo bã bằng píttông: Kết cấu gọn, chắc chắn,
hoạt động liên tục, năng lượng tiêu thụ cho một đơn vị sản phẩm nhỏ, năng
suất và chất lượng sản phẩm cao.
-

Píttông chỉ đẩy một phần bã, nên áp suất trên píttông dầu giảm. Do đó

công suất của động cơ dùng cho bơm dầu cũng giảm.

-

Chiều dài cho phép nhỏ nên công suất động cơ máy ly tâm cũng nhỏ

hơn. Do chiều dày bã nhỏ nên quá trình lọc và sấy bã cũng thuận tiện hơn.
-

Năng lượng tiêu tốn đều nên làm việc ổn định, độ bền cao.

-

Loại máy này thích hợp ly tâm các huyền phù có nồng độ pha rắn từ

50% trở lên. Thường dùng để ly tâm các huyền phù có pha rắn dạng tinh thể
như NaCl,
CaSO4,…
Nhược điểm chính của máy là cấu tạo phức tạp, lưới lọc chóng mòn do
ma sát giữa píttông và bã trong quá trình đẩy bã.

-

24
24

Chương 2 THIẾT KẾ MÁY LY TÂM

2.1. Thiết kế sơ đồ động học
Trên cơ sở thông tin cũng như sự phân tích các thiết bị ly tâm hiện có,
đặc biệt là những máy phục vụ cho ngành muối, máy ly tâm liên tục đáp ứng
được yêu cầu của qui trình chế biến muối năng suất cao, sản xuất đồng bộ.
Chính vì thế đề tài sẽ tập trung đi sâu nghiên cứu cơ sở lý thuyết, xây dựng mô
hình thực nghiệm làm cơ sở cho việc tính toán thiết kế và xây dựng qui trình
công nghệ chế tạo một máy ly tâm muối liên tục năng suất 3 tấn/giờ phù hợp
với điều kiện sản xuất cũng như khả năng đáp ứng về công nghệ chế tạo tại
Việt Nam.

Máy ly tâm có hai dạng là trục đứng và trục ngang. Kiểu máy ly tâm liên tục
trục đứng, trống côn tháo liệu bằng chấn động cũng có sử dụng để tách pha
rắn và lỏng nhưng chỉ áp dụng cho những sản phẩm dễ thóat liệu như là hỗn
hợp nước tinh bột và xác khoai mì trong dây chuyền chế biến khoai mì theo
phương pháp ướt.
Máy ly tâm liên tục trục ngang có hai kiểu trống ly tâm là trống côn và
trống trụ. Kiểu trống côn thì thường tháo liệu theo trục vít. Kiểu trống trụ thì
có hai lọai là lọai một cấp và nhiều cấp (tầng), thường dùng phương pháp tháo
liệu kiểu pit tông.
Trong máy ly tâm kiểu pít tông nhiều cấp, trên đường thoát liệu qua
từng cấp, làm khối hỗn hợp muối “xốp” hơn, tạo điều kiện tách nước tốt hơn.
Do yêu cầu về ẩm độ sau khi ly tâm cũng như những tính chất cơ lý của muối,

máy ly tâm trục ngang hai cấp sẽ được chọn nghiên cứu thiết kế và chế tạo.
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy ly tâm liên tục được
nghiên cứu và trình bày trên hình sau đây:
Dung dịch huyền phù (muối và nước muối bão hòa) từ cơ cấu định
lượng qua ống cấp liệu (1) vào đĩa phân phối (3). Dưới tác dụng của trường ly
tâm, dung dịch huyền phù văng ra mặt sàng phân ly (lắp trên trống quay trong
25
25