Quá trình và thiết bị 1 khuấy trộn và các thiết bị trộn

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:
KHUẤY TRỘN VÀ CÁC THIẾT BỊ TRỘN


I.

Mục đích của quá trình khuấy trộn

II.

Các phương pháp khuấy trộn

. Tạo hỗn hợp đồng nhất từ các thành phần khác nhau (hòa tan, tạo nhũ tương, huyền phù);
. Tăng cường quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất giữa các pha;
. Tăng tốc độ các phản ứng hóa học và sinh học;
. Khuấy trộn bằng cơ học (cánh khuấy)
. Khuấy bằng khí động (sục khí nén)
. Khuấy bằng đối lưu tuần hoàn (bơm)
. Khuấy kết hợp nhiều phương pháp.


III.Các dạng sản phẩm khuấy trộn
.
.

Thiết bị khuấy trộn sử dụng để hòa trộn nhiều cấu tử thực phẩm với nhau.

.

Các thiết bị khuấy trộn chất lỏng là các cánh khuấy như cánh khuấy mái chèo,
cánh khuấy chân vịt, cánh khuấy turbine, ...

.

Các thiết bị khuấy trộn nguyên liệu dạng dẻo như thiết bị khuấy trộn 1 cánh
khuấy, thiết bị khuấy trộn 2 cánh khuấy, ...

.

Các thiết bị khuấy trộn chất rắn như thiết bị khuấy trộn dạng thùng quay nằm
ngang, dạng thùng quay có trục thẳng đứng, thùng quay dạng lăng trụ, ...

Các loại sản phẩm dạng lỏng, dạng dẻo và dạng rắn sẽ có các loại thiết bị khuấy
trộn khác nhau.


IV.Các loại máy khuấy trộn

1. Máy khuấy trộn sản phẩm lỏng
. Thực phẩm lỏng thường tồn tại dưới dạng các hệ nhũ tương hoặc hệ huyền phù.
Hệ nhũ tương là hỗn hợp chất lỏng không tan lẫn vào nhau. Hệ huyền phù có pha
liên tục là chất lỏng, pha phân tán là chất rắn.

. Để đồng nhất hỗn hợp các cấu tử trong hệ này người ta sử dụng phương pháp
khuấy trộn.

. Các cơ sở để chọn kiểu, loại bộ phận khuấy, cánh khuấy:
. Tùy vào độ nhớt của từng loại chất lỏng để chọn cánh khuấy cho chất lỏng đó

. Tùy vào đối tượng khuấy và sản phẩm
. Tùy vào thùng chứa và thể tích để chọn cánh khuấy


a.

Cấu tạo chung


b.

Các dạng cánh khuấy


 


d.

Cấu tạo của thiết bị khuấy sản phẩm lỏng


 Chuyển động của chất lỏng trong quá trình khuấy trộn
• Chuyển động vuông gốc với trục khuấy (Vr)
• Chuyển động song song với trục khuấy (Vz)
• Chuyển động quay quanh trục khuấy (Vt)


2. Các dạng cánh khuấy chất lỏng
a. Cánh khuấy mái chèo (bộ phận khuấy tấm bảng, chuyển động vòng tròn)

. Cấu tạo:
-. Cánh khuấy được cấu tạo từ những tấm thép hoặc bằng Inox được uốn cong hay phẳng. Những tấm
thép này được gắn vào một trục, phía trên được nối với động cơ điện. Có 2 dạng cánh khuấy mái chèo
là cánh khuấy phẳng và cánh khuấy dạng khung.


 Nguyên lí hoạt động:
- Tác động của cánh khuấy phẳng là đẩy thực phẩm trong thiết bị khuấy trộn theo phương bán kính từ

tâm thiết bị ra ngoài thành. Tác dụng của cánh khuấy mái chèo dạng khung thì ngoài tác dụng đẩy chất
lỏng theo hướng bán kính thì nó còn tạo ra một dòng tuần hoàn thứ cấp, dòng này do các thanh chắn
ngang của cánh khuấy tạo nên.

-

Trong thùng khuấy trộn có thể có tấm chắn trên thành thiết bị để làm tăng khả năng khuấy. Nó cũng có
thể cấu tạo theo kiểu chắn song song với trục của cánh khuấy hoặc cánh khuấy vòng cung theo cấu tạo
của thiết bị. Tốc độ quay của cánh khuấy phẳng khoảng 20-80 vòng/ phút.


b. Cánh khuấy kiểu chân vịt (Bộ phận khuấy cánh xoắn, chuyển động dọc trục)
.Cấu tạo:
Cánh khuấy được cấu tạo từ hai, ba cánh khuấy gắn vào một trục quay, phía trên trục có đặt moter điện
truyền chuyển động cho cánh khuấy.


 Nguyên lí hoạt động:
- Khi cánh khuấy quay, dòng chất lỏng đi vào tâm và đi ra ở theo phương song song với trục quay, do đó
-

cánh khuấy chân vịt tạo được các dòng tuần hoàn mạnh hơn cánh khuấy mái chèo rất nhiều.
Chất lỏng chuyển động theo các hướng khác nhau đảm bảo khả năng khuấy trộn rất đều.

Tốc độ của cánh khuấy chân vịt rất cao khoảng 150-1000 vòng/ phút cho nên trong quá trình khuấy
trộn chất lỏng thường tạo ra dạng phễu trên bề mặt của thùng chứa, làm giảm năng suất của thiết bị,
để hạn chế trường hợp này, người ta thường đặt trục của cánh khuấy lệch tâm hoặc dặt nằm ngang
trục.


c. Cánh khuấy turbine (Chuyển động từ trong ra ngoài)
-. Gồm 2 loại: turbine hở và turbine kín. Turbine hở gồm turbine chéo và turbine gàu.


 Nguyên lí hoạt động:
- Cánh khuấy turbine làm việc giống như bơm ly tâm, nghĩa là cũng có guồng quay.
- Cánh khuấy turbine hở guồng động cơ có những cánh thẳng hoặc cánh cong làm việc như
cánh khuấy mái chèo.

-

Cánh khuấy turbine guồng động gồm 2 hình vành khăn được nối với nhau bằng những
cánh nhỏ, giữa 2 cánh tạo thành rãnh. Guồng động thường đặt trong một bộ phận hướng
chất lỏng đứng yên.

-

Khi cánh khuấy turbine kín làm việc chất lỏng đi vào theo lỗ ở tâm của guồng, rồi ra
ngoài theo hướng tiếp tuyến với cánh guồng. Ta thấy chất lỏng chuyển động từ hướng
thẳng đứng đến hướng nằm ngang theo bán kính và ra khỏi guồng với tốc độ lớn. Trong
một đơn vị thời gian lập đi lập lại nhiều lần như thế làm cho chất lỏng bị khuấy mãnh liệt

toàn bộ thể tích chất lỏng trong thùng.


Bộ phận khuấy

Ưu điểm

Nhược điểm

Phạm vi áp dụng

Khuấy cánh

Tạo sự khuấy đều

Năng suất thấp

Độ nhớt thấp

Khuấy tấm

Khả năng khuấy trộn cao

Kết cấu phức tạp

Độ nhớt thấp

Khuấy răng lược

Tăng hiệu quả khuấy trộn

Năng suất thấp

Sp lỏng dễ bị thay đổi tính chất

Khuấy khung

Độ bền cơ học lớn,độ nhớt khá cao, khuấy

Chi phí năng lượng cao

Độ nhớt cao

Khuấy nhiều dạng chất lỏng, độ bền cơ học

Khó bố trí trong phân xưởng, giá thành

Độ nhớt cao

cao

cao

Khuấy trộn mánh liệt và đều

Kết cấu phức tạp

được toàn bộ khối chất lỏng

Mỏ neo

Hành tinh

Trong thực phẩm : bột nhào, kem ,
nhũ tương

Turbine

Tăng khả năng va đập giữa NL và máy khuấy,

Động cơ có công suất lớn

Độ nhớt cao

độ nhớt cao

Chân vịt

Rút ngắn thời gian khuấy

Cánh khuấy có độ bền cơ học cao

Độ nhớt thấp

Dùng vòi phun,

Khả năng khuấy trộn cao

Độ nhớt thấp

Độ nhớt thấp và vừa

Khí nén


MÁY KHUẤY TRỘN CÁC LOẠI BỘT NHÀO
(BỘT ĐẶC)

•

Trong sản xuất thực phẩm muốn phối chế các loại thực phẩm với nhau hay tạo một khối
đồng nhất thì cần phải có máy nhào:

•
•

Máy nhào có trục quay nằm ngang
Máy nhào có trục quay thẳng đứng


Nguyên lý hoạt động

•
•
•

Máy gồm có thùng nhào (1) chứa nguyên liệu nằm ngang.

•
•

•

Sản phẩm sau khi được nhào trộn sẽ qua cửa ra của nguyên liệu (4) nhờ cánh đảo đẩy ra ngoài

Phía trên là phễu nạp nguyên liệu (2)
Tấm chắn (3) bảo đảm an toàn cho tay công nhân thao tác trên máy và tránh vật lạ từ bên ngoài rơi vào
làm gãy hỏng cánh đảo (5).
Các cánh đảo thường là tấm kim loại phẳng gắn trên trục quay số (6) với các góc khác nhau
Máy làm việc gián đoạn nên sau một thời gian làm việc cần rửa máy, mở nắp (7) nhờ các bu lông (8)



Nguyên lý hoạt động

•

Nguyên liệu được cho vào thùng nhào cố định (1), miệng thùng là nơi cho nguyên liệu vào
và lấy ra.

•
•

Cánh nhào (2) được gắn liền với trục quay (3).
Trục quay quay được nhờ bánh răng hành tinh (4) chạy quanh bánh răng cố định (5) nhờ
trục quay chính (6).

•

Toàn bộ máy được gắn vào thân máy (7)

Các loại cánh khuấy bột đặc


ỨNG DỤNG


MÁY TRỘN KHÔ
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

-

Các nguyên liệu khi cho vào trộn chứa trong thùng nằm ngang (1) làm bằng kim loại không
rỉ, thành phẩm sau khi trộn được đổ ra tự động nhờ hệ thống ròng rọc nâng thùng lên rồi
nghiêng đi.
Trong thùng có hai cánh đảo (2) hình chữ Z gắn trên hai trục (3) và (4) quay ngược chiều
nhau với tốc độ khác nhau (thường là 44 vòng/phút và 95 vòng/phút) nhờ hai hình răng
ăn khớp (5) và (6), hộp giảm tốc 7 và động cơ điện 8.