Các quá trình vậy lý trong sản xuất sữa

MỤC LỤC
Chương 1: Qúa trình ly tâm
1.

Tổng quan về ly tâm............................................................................................................................ 11
1.1.

Cơ sở khoa học............................................................................................................................ 11

1.2.

Phân loại quá trình ly tâm và thiết bị ly tâm.............................................................................. 14

2.

Mục đích công nghệ............................................................................................................................ 14

3.

Các biến đổi nguyên liệu.................................................................................................................... 15

4.

Các yếu tố ảnh hưởng.......................................................................................................................... 15

5.

4.1.

Kích thước các hạt cầu béo......................................................................................................... 15

4.2.

Độ sạch và độ tươi của sữa......................................................................................................... 15

4.3.

Tốc độ cho sữa vào..................................................................................................................... 15

4.4.

Nhiệt độ của sữa.......................................................................................................................... 16

4.5.

Hàm lượng chất béo của sữa....................................................................................................... 16

Thiết bị................................................................................................................................................ 16
5.1.

Máy ly tâm lắng.......................................................................................................................... 16

5.1.1.

Máy ly tâm siêu tốc loại đĩa............................................................................................... 16

5.1.1.1.

Cấu tạo............................................................................................................................ 16

5.1.1.2.

Nguyên lý hoạt động...................................................................................................... 18

5.1.1.3.

Ưu điểm, nhược điểm..................................................................................................... 21

5.1.2.

Máy ly tâm lắng nằm ngang tháo bã bằng vít xoắn........................................................... 21

5.1.3.

Máy ly tâm siêu tốc loại ngăn............................................................................................ 22

5.1.4.

Máy ly tâm siêu tốc loại ống.............................................................................................. 22

5.2.

Máy ly tâm lọc............................................................................................................................ 23

5.2.1.

Các máy ly tâm làm việc gián đoạn................................................................................... 23

5.2.1.1.

Máy ly tâm ba chân........................................................................................................ 23

5.2.1.2.

Máy ly tâm kiểu treo....................................................................................................... 24

5.2.1.3.

Máy ly tâm nằm ngang tháo bã bằng dao...................................................................... 24

5.2.2.

Các máy ly tâm làm việc liên tục....................................................................................... 25

5.2.2.1.

Máy ly tâm nằm ngang làm việc liên tục, tháo bã bằng pittông....................................25

5.2.2.2.

Máy ly tâm tháo bã bằng lực ly tâm............................................................................... 25
1


5.3.

Thiết bị ly tâm tách vi sinh vật................................................................................................... 26

5.3.1.

Thiết bị ly tâm có một dòng thoát sản phẩm...................................................................... 27

5.3.2.

Thiết bị ly tâm có hai dòng thoát sản phẩm....................................................................... 27

Chương 2 : Qúa trình đồng hoá
1.

Tổng quan............................................................................................................................................ 27
1.1.

Định nghĩa................................................................................................................................... 27

1.2.

Cơ sở khoa học............................................................................................................................ 27

2.

Mục đích.............................................................................................................................................. 30

3.

Các biến đổi của nguyên liệu.............................................................................................................. 30

4.

Các yếu tố ảnh hưởng.......................................................................................................................... 31
4.1.

Kích thước các hạt béo và tỷ lệ phần trăm giữa hàm lượng pha phân tán và pha liên tục........31

4.2.

Thiết bị đồng hóa........................................................................................................................ 31

4.3.

Áp suất......................................................................................................................................... 32

4.4.

Sự chảy rối.................................................................................................................................. 32

4.5.

Nhiệt độ....................................................................................................................................... 33

4.6.

Đồng hóa hai cấp........................................................................................................................ 34

4.7.

Tỉ lệ chất béo và chất hoạt động bề mặt (thường là protein).....................................................35

4.8.

Chất hoạt động bề mặt................................................................................................................ 35

4.9.

Hoạt động của thiết bị đồng hóa................................................................................................. 36

4.10. Lớp bề mặt (surface layers)......................................................................................................... 36
4.11. Tạo kem....................................................................................................................................... 39
5.

Thiết bị................................................................................................................................................ 41

Chương 3 : Qúa trình phân riêng bằng Membrane
1.

Tổng quan............................................................................................................................................ 44
1.1.

Định nghĩa................................................................................................................................... 44

1.2.

Phân loại...................................................................................................................................... 44

1.3.

Vật liệu chế tạo membrane......................................................................................................... 47

1.4.

Cơ sở khoa học của quá trình phân riêng bằng membrane........................................................ 49

1.5.

Các quá trình phân riêng membrane........................................................................................... 52

1.5.1.

Quá trình phân riêng gián đoạn.......................................................................................... 52

1.5.2.

Quá trình phân riêng liên tục.............................................................................................. 53

1.6. Các kỹ thuật Membrane.................................................................................................................. 55
1.6.1. Kỹ thuật vi lọc (MF- Microfiltration)..................................................................................... 55


1.6.2. Kỹ thuật siêu lọc (UF- Ultrafiltration).................................................................................... 57
1.6.3. Kỹ thuật lọc nano (NF- Nanofiltration).................................................................................... 57
1.6.4. Kỹ thuật thẩm thấu ngược (RO- Reverse Osmosis)................................................................ 57
2.

Mục đích công nghệ............................................................................................................................ 58

3.

Các biến đổi của nguyên liệu.............................................................................................................. 58

4.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân riêng bằng Membrane...................................................... 58

5.

4.1.

Đặc tính của membrane.............................................................................................................. 58

4.2.

Đặc tính của nguyên liệu............................................................................................................ 59

4.3.

Các thông số kỹ thuật.................................................................................................................. 63

Thiết bị................................................................................................................................................ 64
5.1.

Mô hình ống (tubular module).................................................................................................... 64

5.2.

Membrane dạng sợi rỗng ( Hollow fiber module)..................................................................... 65

5.3.

Membrane dạng bảng/ tấm (plate module)................................................................................ 66

5.4.

Membrane dạng cuộn xoắn (Spiral Wound Module)................................................................. 67

CHƯƠNG 4: Các quá trình xử lý nhiệt
Phần 1: Tổng quan về quá trình xử lý nhiệt
1.

Mục đích của các quá trình xử lý nhiệt.............................................................................................. 68

2.

Sự kết hợp giữa thời gian gia nhiệt và ngưỡng nhiệt tối ưu............................................................... 69

3.

Các yếu tố cần cân nhắc khi tiến hành xử lý nhiệt............................................................................. 70

4.

Khái quát các quá trình xử lý nhiệt.................................................................................................... 72

5.

4.1.

Quá trình gia nhiệt...................................................................................................................... 72

4.2.

LTLT pasteurization.................................................................................................................... 73

4.3.

HTST pasteurization................................................................................................................... 73

4.3.1.

Sữa....................................................................................................................................... 74

4.3.2.

Kem tươi và các sản phẩm lên men.................................................................................... 74

4.3.3.

Ultra Pasteurization............................................................................................................ 75

4.3.4.

Xử lý UHT.......................................................................................................................... 75

4.3.5.

Tiệt trùng............................................................................................................................. 76

4.3.6.

Pre-heating.......................................................................................................................... 76

Sự truyền nhiệt trong quy trình sản xuất các sản phẩm từ sữa.......................................................... 76
5.1.

Quá trình gia nhiệt...................................................................................................................... 76

5.2.

Quá trình giải nhiệt..................................................................................................................... 77

5.3.

Năng lượng tái tạo....................................................................................................................... 77


6.

5.4.

Bản chất của sự truyền nhiệt....................................................................................................... 77

5.5.

Nguyên tắc truyền nhiệt.............................................................................................................. 79

5.5.1.

Gia nhiệt trực tiếp................................................................................................................ 79

5.5.2.

Gia nhiệt gián tiếp............................................................................................................... 81

5.5.3.

So sánh giữa gia nhiệt trực tiếp và gia nhiệt gián tiếp....................................................... 87

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thanh tiệt trùng......................................................................... 87
6.1.

Hệ vi sinh trong thực phẩm........................................................................................................ 87

6.2.

Trạng thái vật lý.......................................................................................................................... 89

6.2.1.

Trạng thái vật lý của thực phẩm......................................................................................... 89

6.2.2.

Tính chất vật lý của vật liệu và độ dày vật liệu.................................................................. 91

6.3.

Thành phần hóa học của thực phẩm........................................................................................... 91

6.3.1.

Lipid.................................................................................................................................... 91

6.3.2.

Độ acid (chỉ số pH)............................................................................................................. 92

6.3.3.

Nồng độ đường và muối..................................................................................................... 92

6.3.4.

Thành phần hóa học khác................................................................................................... 93

6.4.

Nhiệt độ ban đầu của thực phẩm................................................................................................ 93

6.5.

Nhiệt độ cuối của thực phẩm...................................................................................................... 93

6.6.

Phương pháp thanh trùng, tiệt trùng nhiệt.................................................................................. 94

6.7.

Trạng thái đứng yên hay chuyển động khi gia nhiệt.................................................................. 94

Phần 2 : Qúa trình thanh trùng
1.

Mục đích, yêu cầu kỹ thuật, phân loại................................................................................................ 97
1.1.

Mục đích...................................................................................................................................... 97

1.2.

Yêu cầu kỹ thuật......................................................................................................................... 98

1.3.

Phân loại...................................................................................................................................... 98

2.

Các phương pháp thanh trùng............................................................................................................. 98

3.

Quy trình chế biến sữa thanh trùng.................................................................................................... 99

4.

Giải thích quy trình........................................................................................................................... 103

5.

Đảm bảo chất lượng sản phẩm......................................................................................................... 108

6.

Khả năng bảo quản của dòng sữa thanh trùng.................................................................................. 110
6.1.

Các yếu tố hạn chế..................................................................................................................... 111

6.2.

Sữa kéo dài thời giạn sử dụng (sữa ESL)................................................................................. 111

Phần 3: Qúa trình tiệt trùng
1.

Chất lượng nguyên liệu thô............................................................................................................... 116


2.

Thực trạng thị trường........................................................................................................................ 117

3.

Hiệu quả tiệt trùng............................................................................................................................ 117

4.

5.

6.

3.1.

Phương trình logarit biểu thị khả năng tiêu diệt bào tử........................................................... 117

3.2.

Giá trị Q10.................................................................................................................................. 120

3.3.

Giá trị Fo................................................................................................................................... 121

3.4.

Giá trị B* và C*........................................................................................................................ 123

3.5.

Các hợp phần có khả năng biến đổi nhanh nhất....................................................................... 124

3.6.

Các điều kiện tiệt trùng thương mại......................................................................................... 125

3.7.

Sự biến đổi hoá học và sự ảnh hưởng đến vi khuẩn của phương pháp gia nhiệt cường độ cao
……………………………………………………………………………………………….126

3.8.

Khả năng bảo quản ........................................................................................................... 128

3.9.

Hàm lượng dinh dưỡng............................................................................................................. 128

Quy trình sản xuất long-life milk..................................................................................................... 130
4.1.

Quá trình tiệt trùng theo mẻ...................................................................................................... 130

4.2.

Tiệt trùng liên tục...................................................................................................................... 131

4.2.1.

Thiết bị tiệt trùng chai thủy tĩnh thẳng đứng................................................................... 131

4.2.2.

Thiết bị tiệt trùng nằm ngang (Horizontal Sterilizer)...................................................... 133

Phương pháp xử lý UHT................................................................................................................... 134
5.2.

Quy trình UHT.......................................................................................................................... 134

5.3.

Quá trình phát triển của UHT................................................................................................... 135

5.4.

Quy trình xử lý UHT................................................................................................................. 135

Các hệ thống UHT khác nhau........................................................................................................... 136
6.2.

Các giai đoạn xử lý UHT.......................................................................................................... 139

6.2.1.

Tiền tiệt trùng (pre-sterilization)...................................................................................... 139

6.2.2.

Giai đoạn sản xuất............................................................................................................ 139

6.2.3.

Làm sạch trung gian......................................................................................................... 139

6.2.4.

CIP..................................................................................................................................... 139

6.3.

Các dây chuyền UHT trực tiếp................................................................................................. 140

6.3.1.
Quy trình UHT trực tiếp sử dụng hệ thống phun cấp hơi nước và thiết bị trao đổi nhiệt
dạng tấm 140
6.3.2.
Quy trình UHT trực tiếp sử dụng hệ thống phun cấp hơi nước và thiết bị trao đổi nhiệt
kiểu ống 142
6.3.3.
6.4.

Quy trình UHT trực tiếp sử dụng hệ thống truyền hơi nước...........................................143

Các dây chuyền UHT gián tiếp................................................................................................. 143


6.4.1.

Dây chuyền UHT gián tiếp sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm..............................144

6.4.2.

Sự gia nhiệt ngắt quãng.................................................................................................... 145

6.4.3.

Dây chuyền UHT gián tiếp sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống..............................147

6.4.4.

Dây chuyền UHT gián tiếp sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống cuộn.....................148

6.4.5.

Dây chuyền UHT gián tiếp sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt mặt nhám.............................150

7.

Lưu trữ vô trùng................................................................................................................................ 151

8.

Đóng gói vô trùng............................................................................................................................. 154

9.

Hệ thống UHT................................................................................................................................... 154

Phần 4: Sự ảnh hưởng của các quá trình xử lý nhiệt đến sản phẩm sữa
1.

Mục đích............................................................................................................................................ 156

2.

Các thay đổi trong quá trình xử lý nhiệt........................................................................................... 162
2.1.

Tổng quan về các thay đổi........................................................................................................ 162

2.1.1.

Những thay đổi về hóa học và vật lý................................................................................ 162

2.1.2.

Kết quả của sự trao đổi nhiệt............................................................................................ 163

2.2.

Phản ứng của protein................................................................................................................ 164

2.2.1.

Phản ứng của các nhóm Thiol (Sulfhydryl hoặc -SH).....................................................166

2.2.2.

Sự pha tạp của protein huyết thanh.................................................................................. 166

2.2.3.

Sự thoái hóa...................................................................................................................... 168

2.3.

Phản ứng của lactose................................................................................................................. 168

Phần 5: Những yêu cầu của sản phẩm đạt được sau quá trình xử lý nhiệt
1.

Sữa thanh trùng................................................................................................................................. 172
1.1.

Chỉ tiêu an toàn thực phẩm....................................................................................................... 172

1.2.

Thời hạn sử dụng...................................................................................................................... 173

2.

Sữa tiệt trùng..................................................................................................................................... 177

3.

Bảo quản............................................................................................................................................ 181

4.

Mùi vị................................................................................................................................................ 183

5.

Giá trị dinh dưỡng............................................................................................................................. 184

6.

5.1.

Sự biến đổi thành phần hoá học............................................................................................... 184

5.2.

Sự suy giảm hàm lượng dinh dưỡng........................................................................................ 185

Bao bì sản phẩm................................................................................................................................ 187


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.Ảnh hưởng của bán kính quay đến gia tốc ly tâm............................................................................. 12
Hình 2. Hệ thống đĩa và các lỗ phân phối...................................................................................................... 18
Hình 3.Hướng di chuyển của các dòng trong máy ly tâm dạng đĩa..............................................................19
Hình 4. Phân tách các tạp chất....................................................................................................................... 19
Hình 5. Thiết bị điều kiển hàm lượng chất béo............................................................................................. 20
Hình 6.Máy ly tâm ba chân............................................................................................................................ 23
Hình 7.Máy ly tâm tháo bã bằng dao có cửa tháo ở đáy............................................................................... 25
Hình 8.Hoạt động của máy đồng hóa áp lực cao........................................................................................... 29
Hình 9.Mặt cát ngang của một van đồng hóa (gần với quy mô nhưng khoảng cách giữa valve và valve
seat nhỏ hơn nhiều so với hình vẽ)................................................................................................................. 30
Hình 10.Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa lên kích thước hạt trung bình và hằng số sa lắng đối với hai
thiết bị đồng hóa (I và II)................................................................................................................................ 31
Hình 11.Các quá trình xảy ra khi đồng hóa một hệ nhũ tương dầu trong nước. Các giọt được mô tả bằng
các đường mỏng, chất hoạt động bề mặt........................................................................................................ 33
Hình 12.Ảnh hưởng của các điều kiện đồng hóa đến tính chất sản phẩm....................................................34
Hình 13.Ảnh hưởng của đồng hóa 2 cấp đến kích thước hạt cầu béo được quan sát dưới kính hiển vi......35
Hình 14.Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa p (MPa) đến đường kính trung bình dvs (µm) hạt cầu béo của
sữa và kem. Hàm lượng chất béo được thể hiện phía dưới các đường cong.................................................35
Hình 15.Ảnh chụp sữa chua không có chất béo ảnh hưởng bởi điều kiện đồng hóa...................................36
Hình 16.Lớp bề mặt mới hình thành của các hạt cầu béo trong quá trình đồng hóa....................................37

Hình 17.Ảnh hưởng của một số yếu tố trong quá trình đồng hóa đến tải trọng bề mặt của các giọt chất
lỏng trong sữa (hoặc kem)............................................................................................................................... 38
Hình 18.Sự ảnh hưởng của quá trình đồng hóa đến sự phân giải lipid, thể hiện ở dạng acid của chất béo
(trong mmol/100g chất béo)............................................................................................................................ 41
Hình 19.Thiết bị đồng hóa sữa áp lực cao..................................................................................................... 42
Hình 20.Các bộ phân chính trong thiết bị đồng hoá sữa sử dụng áp lục cao................................................42
Hình 21.Phân loại membrane theo kích thước mao quản............................................................................. 45
Hình 22.Cấu trúc bề mặt Membrane vi xốp.................................................................................................. 46
Hình 23.Cấu trúc membrane vi xốp đẳng hướng.......................................................................................... 46
Hình 24.Phân tử cellulose.............................................................................................................................. 48
Hình 25.Màng vi lọc Microfiltration............................................................................................................. 56
Hình 26.Ảnh hưởng của nồng độ nguyên liệu đến lưu lượng dòng qua Membrane....................................60
Hình 27.Ảnh hưởng của pH dòng nguyên liệu nhập đến độ phân riêng...................................................... 61
Hình 28.Mối quan hệ giữa sự hấp thụ protein lên bề mặt màng đến lưu lượng dòng ở các nhiệt độ khác
nhau.................................................................................................................................................................. 62
Hình 29.Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình phân riêng..........................................................................63
Hình 30.Mô hình membrane dạng ống.......................................................................................................... 65
Hình 31.Membrane dạng sợi rỗng................................................................................................................. 66
Hình 32.Mô hình membrane dạng bảng/tấm................................................................................................. 67


Hình 33.Mô hình membrane dạng cuộn xoắn............................................................................................... 68
Hình 34.Đường cong biểu diễn hiệu ứng nhiệt có thể tiêu diệt vi khuẩn Coliform, vi khuẩn Typhus và vi
khuẩn Tubercle................................................................................................................................................ 70
Hình 35. Sự kết hợp của nhiệt độ (T) và thời gian (t') của việc xử lý nhiệt sữa gây ra................................71
Hình 36.Sự ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ và thời gian đến sự mất hoạt tính các loại enzyme..................74
Hình 37.Cho thấy sự dẫn nhiệt truyền từ dung dịch đến tay cầm và thìa cà phê..........................................78
Hình 38.Muỗng nóng được xả dười vòi nước lạnh....................................................................................... 78
Hình 39.Sự bức xạ nhiệt................................................................................................................................. 79
Hình 40.Thiết bị gia nhiệt trực tiếp Tetra Therm Aseptic VTIS 10............................................................. 80

Hình 41.Sơ đồ thiết bị Autoclave................................................................................................................... 81
Hình 42.Cấu trúc bộ trao đổi nhiệt và đồ thị truyền nhiệt............................................................................. 82
Hình 43.Tetra Plex C......................................................................................................................................82
Hình 44.Tetra Plex CD................................................................................................................................... 83
Hình 45.Tetra Plex M.....................................................................................................................................84
Hình 46.Tetra Therm® Aseptic Flex 1.......................................................................................................... 84
Hình 47.Ống gia nhiệt dạng ống lồng ống..................................................................................................... 84
Hình 48.Sơ đồ trao đổi nhiệt dạng ống.......................................................................................................... 86
Hình 49.Đồ thị gia nhiệt của 2 dạng thực phẩm............................................................................................ 90
Hình 50.Quy trình sản xuất sữa tươi thanh trùng có thiết bị đồng hóa.........................................................99
Hình 51.Quá trình thanh trùng sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng..........................................100
Hình 52.Dây chuyền thanh trùng có thiết bị đòng hóa một phần............................................................... 101
Hình 53. Thời gian nung nóng của sữa cần thiết để đạt được một số hiệu ứng như là một chức năng của
nhiệt độ.......................................................................................................................................................... 106
Hình 54.Ví dụ về ảnh hưởng của nhiệt độ thanh trùng (thanh trùng trong khoảng 20 giây).....................107
Hình 55.Sự thay đổi sữa trong quá trình khử trùng..................................................................................... 112
Hình 56.Quy trình sản xuất bao gồm quá trình vi lọc (MF)....................................................................... 114
Hình 57.Tác động nhiệt lên vi khuẩn ở các trạng thái khác nhau............................................................... 119
Hình 58.Các đường cong đại diện cho tốc độ thay đổi tính chất hóa học và phá huỷ bào tử với nhiệt độ
ngày càng tăng............................................................................................................................................... 121
Hình 59.Giá trị z thể hiện sự gia tăng nhiệt độ để có được hiệu ứng gây chết người tương tự trong 1/10
thời gian......................................................................................................................................................... 123
Hình 60.Hạn chế các dòng phá huỷ bào tử và tác động lên sữa................................................................. 124
Hình 61.Đường thời gian-nhiệt độ cho khử trùng trong container............................................................. 125
Hình 62.Đường cong thời gian-nhiệt độ để xử lý UHT trực tiếp (A) và gián tiếp (B)...............................126
Hình 63.Thể hiện tính chất của phản ứng hóa nâu...................................................................................... 127
Hình 64.Chế biến theo mẻ trong bình áp xuất (autoclave)......................................................................... 130
Hình 65.Thiết bị tiệt trùng liên tục trong bao bì theo phương pháp thủy tĩnh...........................................132
Hình 66.Thiết bị tiệt trùng ngang với van quay và điều áp tăng áp tích cực..............................................133
Hình 67.Vòi phun hơi.................................................................................................................................. 136

Hình 68.Hệ thống truyền hơi nước.............................................................................................................. 137
Hình 69. Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm để gia nhiệt và làm mát.................................................................... 137
Hình 70.Bộ trao đổi nhiệt dạng ống để gia nhiệt và làm mát...................................................................... 138


Hình 71.Bộ trao đổi nhiệt có bề mặt cọ xát để gia nhiệt và làm mát.......................................................... 138
Hình 72.Quá trình UHT thực hiện bằng cách gia nhiệt trực tiếp bằng hơi nước kết hợp với tấm trao đổi
nhiệt............................................................................................................................................................... 141
Hình 73.Quá trình UHT thực hiện bằng cách phun trực tiếp hơi nước kết hợp với bộ trao đổi nhiệt hình
ống................................................................................................................................................................. 142
Hình 74.Quá trình UHT với sưởi ấm bằng cách gián tiếp sưởi ấm trong tấm trao đổi nhiệt....................144
Hình 75.Hệ thống gia nhiệt ngắt quãng trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm..........................................146
Hình 76.Ảnh hưởng của sự tải nhiệt khi sử dụng thiết bị gia nhiệt ngắt quãng.........................................147
Hình 77.Hệ thống UHT gián tiếp dựa trên bộ trao đổi nhiệt dạng ống...................................................... 148
Hình 78.Bộ trao đổi nhiệt hình ống cuộn.................................................................................................... 149
Hình 79.Quá trình UHT gia nhiệt bằng cách gián tiếp trong bề mặt trao đổi nhiệt bề mặt nhám.............150
Hình 80.Bể chứa vô trùng với van và module điều khiển........................................................................... 151
Hình 81.Bể vô trùng được sử dụng như một bể chứa trung gian cho một sản phẩm trong khi mẻ sản xuất
thứ hai được chế biến và đóng gói................................................................................................................ 152
Hình 82.Bể vô trùng được sử dụng như một bể chứa trung gian trong dây chuyền có tính linh hoạt cao153
Hình 83.Quy trình lưu đồ cho nhà máy thí điểm UHT............................................................................... 155
Hình 84.Lượng Ca trong sữa được hòa tan theo tỷ lệ phần trăm của sữa ban đầu.....................................162
Hình 85.Ảnh hưởng của độ pH lên ảnh hưởng của sự gia nhiệt lên protein..............................................167
Hình 86.Nồng độ (c, mmol⋅l-1) của lactose, lactulose, galactose, axit formic............................................171
Hình 87.Số lượng vi khuẩn trong sữa thanh trùng cường độ thấp trong thời gian bảo quản ở 7° C và ảnh
hưởng của việc tái nhiễm.............................................................................................................................. 176
Hình 88.Kết hợp thời gian nhiệt độ trong gia nhiệt trực tiếp và gián tiếp..................................................179
Hình 89.Điểm hương vị trung bình của sữa UHT do bảng hương vị......................................................... 180

DANH MỤC BẢNG
.......................................................................
Bảng 1.Tốc độ tạo kem ban đầu trong một số sản phẩm sữaa
39
Bảng 2.Tính chất và ứng dụng của một số loại membrane vi xốp................................................................47
Bảng 3.Các phương thức xử lý nhiệt chính trong ngành công nghiệp sữa...................................................72
Bảng 4.Tiêu chuẩn EU về tổng lượng vi sinh vật tối đa trong sữa............................................................... 97
Bảng 5.Mất mùi vị và vitamin ở mức phơi nhiễm 1500 Lux...................................................................... 110
Bảng 6.Các ví dụ điển hình về sự phụ thuộc nhiệt độ của một số phản ứng..............................................156
Bảng 7.Ảnh hưởng của hàm lượng chất khô (Sữa gầy, Sữa gầy cô đặc, và Sữa bột gầy) về việc tiêu diệt
một số vi khuẩn, như gây ra bởi tác nhân nhiệt............................................................................................ 157
Bảng 8.Nhiệt độ bất hoạt một số loại vi khuẩn........................................................................................... 158
Bảng 9.Nhiệt độ bất hoạt một số enzyme trong sữa.................................................................................... 159
Bảng 10.Các ví dụ về sự bất hoạt do ảnh hưởng nhiệt độ lên vi khuẩn: Theo cách tiếp cận thông thường
............................................................................................................................................................ 160
Bảng 11.Các phản ứng có thể xảy ra đối với các nhóm phụ của các axit amin đã được liên kết trong chuỗi
peptide (|) của Protein ở nhiệt độ cao........................................................................................................... 165
Bảng 12.Thời gian sinh sản (giờ) của một số chủng vi khuẩn trong điều kiện thanh trùng bằng mật độ
thấp ở nhiệt độ khác nhau............................................................................................................................. 175
Bảng 13.Các ví dụ về số ngày trung bình mà sữa thanh trùng cường độ thấp có thể được lưu trữ tại các
nhiệt độ khác nhau trước khi nó vượt qua các tiêu chí cho Ngày phân phối (A) và Thời hạn sử dụng (B)
............................................................................................................................................................ 175
Bảng 14.Độ suy giảm tương đối (%) một số chất dinh dưỡng trong sữa trong suốt quá trình gia nhiệt và
lưu trữ............................................................................................................................................................ 186
Bảng 15.Tính chất một số vật liệu bao gói.................................................................................................. 188


Chương 1: Qúa trình ly tâm
1.

Tổng quan về ly tâm

1.1.

Cơ sở khoa học

Ly tâm (centrifugation) là một quá trình phần riêng các cấu tử có khối lượng riêng khác nhau trong
một hỗn họp lỏng không đồng nhất dưới tác dụng của lực ly tâm. Mẫu đem vào ly tâm thường có dạng nhũ
tương hoặc huyền phù.
Trong quá trình ly tâm lắng và lọc, nguyên liệu chuyến động quay cùng với rôto của máy. Lực ly tâm
sẽ làm cho các cấu tử có khối lượng riêng khác nhau phân lớp theo hướng của gia tốc trường lực. Thảnh
phần có khối lượng riêng lớn nhất sẽ tập trung ở vùng xa tâm nhất, còn phần có khối lượng riêng nhỏ nhất
tập trung ở tâm của rôto.
Tùy theo cấu tạo bề mặt rôto mà quá trình ly tâm tiến hành theo nguyên tắc lọc ly tâm hay lắng ly
tâm. Do đó cũng có hai loại máy ly tâm: máy ly tâm lắng và máy ly tâm lọc.
Nguồn gốc : quá trình ly tâm có nguồn gốc từ quá trình lắng
Dựa vào sự khác nhau của hạt rắn trong huyền phù dưới tác dụng của trọng lực được xác định bằng
định luật Stock:



 l 
p
g

V Trong đó:
g
18
d

2

Vg : tốc độ lắng của hạt trong pha lỏng dưới tác dụng của trọng lực (m/s) d : đường
kính hạt rắn(m)

 p : khối lượng riêng của hạt rắn (kg/m3)

l : khối lượng riêng của pha lỏng (kg/m3) μ : độ nhớt
của pha lỏng (kg/m.s)
g - gia tốc trọng trường ( g=9,8l m/s2)
Quá trình tách béo bằng ra khỏi sữa tươi được thực hiện bằng phương pháp lắng, thì các chất béo
trong sữa còn được gọi là váng sữa.
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 không 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 đối phụ thuộc vào vận tốc góc ω và bán kính quay r (a= ω2r), hạt
lắng theo phương đường kính rôto.
Dưới tác dụng của lực ly tâm quá trình ly tâm sẻ nhanh hơn rất nhiều. Tốc độ chuyển
động của hạt dưới tác dụng của ly tâm được xác định theo công thức:
d

V


c

2



p 

  r 2
l

18

Vc : tốc độ lắng của hạt trong pha lỏng dưới tác dụng của trọng r : bán
kính quay (m)
ω : tốc độ vòng (rad/s)
Tốc độ vòng được tính như sau:  

2

n ( n: số vòng quay trong một phút)

60

Hình 1.Ảnh hưởng của bán kính quay đến gia tốc ly tâm
Xét ví dụ:
Giọt cầu béo trong sữa có d = 3μm. Nếu khối lượng riêng của chất béo

 = 980 kg/m3,
p

khối lượng riêng của pha lỏng

V

p

l =1028 kg/m3, độ nhớt của pha lỏng μ= 1,42 10-3kg/m.s

Theo định luật Stok tốc độ chuyển động của giọt cầu béo trong
sữa:
9
 1,66 10 m / s  0,166m
2
d    
310 3 2  980 1028 
g


l
9,81


g

18

18 1,42 10

3


Như vậy các giọt béo trong sữa chuyển đọng theo phương thẳng đứng, theo hướng nổi lên bề mặt
sữa với tốc độ rất chậm là 0,166 μm/s.
Khi ta thay đối vào lực ly tâm với bán kính quay là r = 0,2 m, số vòng quay là n = 5400

vòng/phút. Tốc độ độ chuyển động của các hạt cầu béo dưới tác dụng của lực ly tâm là:
d 2  p   l 
310 3 2  980 1028 
2

V

c



18

r 





 0,2


18 1,42
3
10



562,2

 1,08
10

3

m / s  1080m / s

Như vậy dưới tác dụng của lực ly tâm, tốc độ chuyển động của các giọt béo trong sữa sẽ nhanh hơn
1080/0,166  6.506 lần so với lắng dưới tác dụng của trọng lực [12].
Các máy dùng đế phân chia các hệ không đồng nhất trong trường ly tâm được gọi là máy
ly tâm.
Nồng độ huyền phù bằng tỷ số của luợng pha rắn và tổng luợng huyền phù. Nồng độ
huyền phù có thể thể hiện bằng phần trăm theo khối luợng hay phần trăm theo thể tích. Hiệu nồng độ giữa
pha rắn và pha lỏng càng lớn thì năng suất của máy ly tâm lắng càng cao.
Lực ly tâm Pt ( N ) là động lực của quá trình ly tâm :
Pt 

2

2
mv
G

2 R
g

GR
 900

2

Trong đó: m : khối luợng của máy và chất lỏng (kg) V : vận
tốc biên (m/s)
R : bán kính trong của thùng quay (m)
G : trọng lượng của vật thể quay (N)
ω: tốc độ góc của thùng quay (độ/s)



  30

g : gia tốc rơi tự do (m/s2)
Yếu tố phân chia là một trong những chuẩn cơ bản để chọn máy ly tâm. Yếu tố phân chia xác định
gia tốc của trường ly tâm được phát triển trong máy, có bao nhiêu lần lớn hơn gia tốc trọng lực. Yếu tố phân
chia được xác định theo công thức :

f p


2

 R
g 

R

2

900

Yếu tố phân chia càng cao thì khả năng phân chia của máy càng lớn. Yếu tố phân chia sẽ tăng đáng
kể khi tăng số vòng quay của roto. Ký hiệu năng suất của máy là chỉ số cơ bản của máy hoạt động :

 F

l

fp

Trong đó : Fl là diện tích bề mặt lắng của xilanh (m2)
1.2.

Phân loại quá trình ly tâm và thiết bị ly tâm
Sự khác biệt khối luợng riêng càng lớn thì quá trình phân riêng đuợc thực hiện càng dễ

dàng.

Dựa vào đối tuợng phân riêng, quá trình ly tâm có thể đuợc phân loại nhu sau :
-

Ly tâm để phân riêng hai chất lỏng không tan vào nhau : hệ nhũ tuơng nuớc trong

dầu (w/o) hoặc hệ nhũ tuơng dầu trong nuớc (o/w)
-

Ly tâm để phân riêng hệ huyền phù : quá trình thuờng đuợc sử dụng để làm

“trong” các huyền phù - còn gọi là ly tâm lắng
-

Ly tâm lọc

-

Ly tâm để tách các cấu tử lơ lửng trong pha khí : quá trình thuờng đuợc sử dụng

để tách bụi từ không khí.
Các máy dùng để phân chia các hệ không đồng nhất trong truờng ly tâm gọi là máy ly
tâm. Có thể phân loại máy ly tâm theo dấu hiệu khác nhau:
-

Theo quá trình phân ly: máy ly tâm lắng; máy ly tâm lọc

-

Theo phuơng thức làm việc: máy ly tâm làm việc gián đoạn, máy ly tâm làm việc

liên tục và máy ly tâm tự động
-

Theo kết cấu của bộ phận tháo bã: máy ly tâm tháo bã bằng dao; máy ly tâm tháo

bã bằngvít xoắn; máy ly tâm tháo bã bằng pittông
-

Theo giá trị yếu tố phân ly phân ra máy ly tâm thuờng và máy ly tâm siêu tốc

-

Theo kết cấu trục và ổ đỡ phân ra: máy ly tâm ba chân và máy ly tâm treo.

Khi lựa chọn máy ly tâm cần phải dựa vào các đặc tính công nghệ của chúng và các tính chất hóa lý
học của vật liệu đem gia công (độ phân tán của pha rắn, độ nhớt của pha lỏng và nồng độ của nó).
2.

Mục đích công nghệ


Trong chế biến sữa quá trình ly tâm sử dụng để tách chất béo ra khỏi sữa, điều chỉnh hàm lượng lipid
trong sản phẩm. Tuỳ theo mục đích mà có thể tách hoàn toàn hay một phần chất béo. Để sản xuất các sản
phẩm sữa gầy, quá trình ly tâm có thể làm giảm hàm lượng chất béo trong sữa xuống thấp hơn 0,05%.
Ngoài ra quá trình ly còn tách các vi sinh vật đặc biệt là các bào tử vi khuẩn chịu nhiệt ra khỏi sữa, tách các
chất rắn có lẫn trong sữa nguyên liệu.
3.

Các biến đổi nguyên liệu

Trong quá trình ly tâm, các yếu tố chủ yếu tác động lên nguyên liệu chỉ là tác động của lực cơ học
(lực ly tâm). Vì vậy, ngoài sự phân tách, các biến đổi khác trong quá trình ly tâm thường không đáng kể. Sự
tách pha trong quá trình ly tâm sẽ dẫn đến sự thay đổi về các tính chất hoá lý trong mỗi pha như độ nhớt, tỷ
trọng, độ đục…
4.

Các yếu tố ảnh hưởng

4.1.

Kích thước các hạt cầu béo

Cream ở dưới dạng các hạt cầu béo có kích thước 0,3 - 10 μm. Phần lớn có kích thước 1 - 5 μm. Khi
li tâm sữa có thể tách được các hạt cầu béo d 1μm. Các cầu béo bé hơn nằm lại trong sữa gầỵ. Có thể giải
thích đó là sự thay đổi tỷ trọng của các cầu béo, phụ thuộc vào kích thước của chúng.
Trong cream, các cầu béo có kích thước lớn chiếm lượng lớn. Tỷ trọng của các cầu béo này nhỏ hơn
tỷ trọng của plasma. Trong các cầu béo nhỏ, chủ yếu là màng lipoprotein, do đó tỷ trọng của các cầu béo
nhỏ gần bằng tỷ trọng plasma. Sự khác nhau giữa tỷ trọng plasma và các cầu béo nhỏ rất ít do vậy mà khi li
tâm không tách được chúng [5].
4.2.

Độ sạch và độ tươi của sữa

Trong quá trình ly tâm làm sạch, các tạp chất cơ học được tách khỏi sữa. Nếu sữa chứa nhiều tạp
chất hoặc có độ axit cao thì khoảng không gian trong thiết bị để chứa tạp chất sẽ chóng đầy và khi đó tạp
chất bắt đầu tụ tập trên bề mặt các đĩa. Trong trường hợp này việc sữa gầy chuyển ra vùng ngoại vi sẽ khó
hơn. Sữa gầy bị dâng lên giữa các đĩa và có thể chảy vào rãnh dành cho cream. Kết quả là hàm lượng chất
béo của cream giảm đi đáng kể, lượng chất béo trong sữa gầy lại tăng [6].
4.3.

Tốc độ cho sữa vào
Máy li tâm có công suất nhất định. Nếu tăng hoặc giảm đều làm ảnh hưởng tới hiệu suất

ly tâm.


Nếu tăng tốc độ cho sữa vào, có nghĩa là sữa phải đi qua thùng quay nhanh hơn thì lực ly tâm tác
dụng lên sữa sẽ ít hơn, một phần các cầu béo không kịp tách khỏi sữa dẫn tới hàm lượng chất béo trong sữa
gầy cao.
Khi giảm tốc độ cho sữa vào, lực ly tâm tác dụng lên sữa sẽ lâu hơn, chất béo tách được triệt dể hơn.
Tuy nhiên, việc giảm tốc độ này làm giảm công suất của máy [7].
4.4.

Nhiệt độ của sữa

Sữa lạnh có độ nhớt cao làm giảm hiệu suất ly tâm, đặc biệt dối với các cầu béo có kích thước nhỏ.
Sữa được đun tới 40 - 45°C có độ nhớt nhỏ hơn hai lần so với độ nhớt cũng của sữa đó ở 10°C [8].
4.5.

Hàm lượng chất béo của sữa
Chất lượng sữa gầy phụ thuộc vào hàm lượng chất béo của sữa.

Sữa nguyên liệu thường có hàm lượng chất béo 4%. Khi sữa có hàm lượng chất béo cao hơn, cần gia
nhiệt tới 40 - 45°C và giảm tốc độ cho sữa vào để đảm bảo ly tâm đạt kết quả tốt [9].
5.

Thiết bị

5.1.

Máy ly tâm lắng

5.1.1. Máy ly tâm siêu tốc loại đĩa
Đây là thiết bị được dùng phổ biến trong công nghệ chế biến sữa.
Máy phân ly siêu tốc loại đĩa có nhiều loại: loại hở, loại kín, loại nửa kín, loại tháo bã bằng tay và
bằng ly tâm. Ðây là nhóm có nhiều máy nhất trong các loại máy ly tâm siêu tốc. Máy ly tâm siêu tốc loại
dĩa dùng để phân li huyền phù có hàm lượng pha rắn nhỏ hoặc phân ly nhũ tương khó phân ly. Máy ly tâm
siêu tốc loại dĩa dùng để tách bơ trong sữa, tinh luyện dầu thực vật và lắng trong các chất béo.
5.1.1.1.
Cấu tạo
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 đĩa quay có đường kính dao động từ 20  102 cm và được xếp chồng lên nhau. Các

lỗ trên đĩa ly tâm sẽ tạo nên những kênh dẫn theo phương thắng đứng. Khoảng cách giữa hai đĩa ly tâm liên
tiếp là 0.5  1.3 mm. Dĩa trên được giữ nhờ các gân trên mặt ngoài của dĩa dưới. Ðộ nghiêng của dĩa nón
cần đủ đảm bảo để hạt vật liệu trượt xuống tự do (thường góc nửa đỉnh nón từ 30-500)


1 Máy phát điện

9 Trục rỗng dẫn nhập liệu

2 Nắp trống lọc

10 Lớp vỏ áo

3 Lỗ phân phối

11 Lỗ xả cặn

4 Hệ thống đĩa

12 Động cơ

5 Vành đai ốc cố định trống

13 Phanh

6 Lỗ dẫn huyền phù nhập liệu

14 Bánh răng

7 Trống trượt dưới

15 Hệ thống nước hoạt động

8 Thân trống

16 Trục trống rỗng

Chức năng của một số bộ phận chính trong máy lọc được đưa ra dưới đây.
Nắp trống lọc (Bowl hood): Nắp trống được cố định với thân trống bởi đai ốc hãm, nắp trống kết
hợp với thân trống tao thành không gian phân ly của máy ly tâm.
Trống trượt dưới (Sliding bowl bottom): là phần thấp nhất của trống lọc mà nó có thể trượt lên,
xuống trong thân trống để đóng hoặc mở trống.
Thân trống(Bowl body): Lả phần chính kết hợp giữa nắp trống với trống trượt dưới tạo thành không
gian phân ly.


Vành đai ốc cố định trống (Lock ring of Main bowl): Để cố định nắp trống với thân trống.
Thiết bị phân phối sữa nguyên liệu (Distributor): Phân phối sữa vào phía dưới của trống.
Chồng đĩa lọc (Disc set): Là toàn bộ các đĩa lọc xếp chồng lên nhau. Chúng tạo thành bề mặt phân ly
hiệu quả. Chồng đĩa được sếp chồng lên nhau và được cố định bởi thiết bị phân phối sữa. Một chồng đĩa có
khoảng 100-110 đĩa.

Hình 2. Hệ thống đĩa và các lỗ phân phối
5.1.1.2.
Nguyên lý hoạt động
Sữa được gia nhiệt đến 55- 65°C trước khi đưa vào thiết bị ly tâm tách béo. Sữa nguyên liệu được
nạp vào máy ly tâm theo cửa vào ống trục giữa (9), tiếp theo sữa sẽ theo hệ thống kênh dẫn (6) đế chảy vào
khoảng không gian hẹp giữa các đĩa ly tâm, khe hở giữa các đĩa của thùng quay khoảng 0,4mm. Sữa trong
thùng quay chuyển động với tốc độ 2-3cm/s . Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa sẽ được phân thành hai
phần:

-

Phần craem có khối lượng nhẹ hơn nên dưới tác dụng của gia tốc hướng tâm sẽ

chuyển động hướng về phía trục của thùng quay và tập trung ở xung quanh trục giữa. Các hạt cầu
béo có kích thước lớn tập trung ở gần tâm, càng xa tâm thì lượng cream càng giảm.
-

Phần sữa gầy có khối lượng riêng cao sẽ chuyến động về phía thành thùng quay.

Các tạm chất cơ học có trong sữa là thành phần nặng hơn so với plasma bị bắn vào thành tang
quay và tập hợp vào khoảng không gian giành chứa tạp chất.
Sữa nguyên liệu được tiếp tục đưa vào gây áp suất đẩy sữa gầy và cream lên phía trên.
Sau cùng cả hai dòng cream và sữa gầy sẽ theo những kênh riêng đế thoát ra ngoài. Khi ly tâm, chỉ
các hạt cầu béo có kích thước nhỏ mới bị lẫn vào dòng sữa gầy, Hình (Hình 3) sẽ chỉ rõ hướng di chuyển
của các kênh, mô tả cho ta thấy cách mà các hạt cầu béo được tách ra như thế nào. Hàm lượng chất béo
trung bình trong sữa gầy là 0,05%


Thiết bị làm việc theo phương pháp liên tục

Hình 3.Hướng di chuyển của các dòng trong máy ly tâm dạng đĩa
Ngoài ra máy còn phân tách được các rơm, lông, tế bào vú, bạch cầu, hồng cầu, các tiểu cầu, vi
khuẩn ... Tổng lượng tạp chất lắng trong sữa thay đổi tuỳ vào nguồn gốc nhưng có thể khoảng 1 kg/10 000
lít. Công đoạn tháo bỏ các tạm chất cần tiêu tốn nhiều nhân công [3].

Hình 4. Phân tách các tạp chất
Điều chỉnh hàm lượng chất béo của cream

Người ta có thể điều chỉnh được hàm lượng chất béo của cream. Đặt van điều chỉnh ở đường ra của
cream, muốn thu được cream có hàm lượng chất béo cao thì điều chỉnh khe van cho gần với trục thùng
quay. Như ta đã biết, càng gần với trục giữa càng tập trung nhiều cream. Như vây, khe van càng nhỏ thì
cream cho ra càng ít nhưng hàm lượng chất béo càng cao.
Khi điều chỉnh cho khe van lớn hơn thì cream ra nhiều hơn nhưng lại có hàm lượng chất béo thấp
[4].

Hình 5. Thiết bị điều kiển hàm lượng chất béo
Trong đó:
1 Đầu ra của Skimmilk (sữa gầy) với áp suất van điều tiết
2 Van điều chỉnh cream (kem)
3 Đồng hồ đo lưu lượng cream (kem)
Lượng cream thu được khi ly tâm
:

G
c

Gc: lượng cream thu được khi ly tâm (Kg) Gs: lượng
sữa đem đi ly tâm (Kg)

Gs M s  M 0 

Mc  M0


Ms: hàm lượng chất béo của sữa (%)
Mo: hàm lượng chất béo của sữa gầy (%) Mc: hàm
lượng chất béo của cream (%)
Hiệu suất tách cream là lượng cream tính bằng phần trăm (%) so với lượng sữa đem đi ly

tâm, tính theo công thức sau:
H

100  M s  M 0 
M c M 0

H: hiệu suất tách cream (%)
Ms: hàm lượng chất béo của sữa (%)
Mo: hàm lượng chất béo của sữa gầy (%) Mc: hàm
lượng chất béo của cream (%)
5.1.1.3.

Ưu điểm, nhược điểm

Ưu điểm:
-

Mức độ phân ly cao.

-

Thế tích thùng lớn.

Nhược điểm:
-

Cấu tạo phức tạp.

-

Gia công khó khi cần chế tạo bằng vật liệu chống ăn mòn.

Một số các thiết bị ly tâm khác sử dụng đế phân riêng hệ nhũ tương như là: máy ly tâm lắng, máy ly
tâm siêu tốc loại ống.
Ngoài ra trong công nghệ thực phẩm còn sử dụng các loại máy ly tâm lắng khác, chúng được nêu ở
mục 5.1.2 , 5.1.3 , 5.1.4
5.1.2. Máy ly tâm lắng nằm ngang tháo bã bằng vít xoắn
Loại này dùng để phân ly huyền phù mịn có nồng độ trung bình và lớn.
Máy gồm có hai rôto. Rôto ngoài có dạng hình nón hoăc trụ-nón, rôto trong có dạng hình trụ mà mặt
ngoài của nó có gắn vít tải. Rôto trong và rôto ngoài quay cùng chiều nhưng rôto trong quay chậm hơn
rôto ngoài 1,5-2 % (khoảng 20-100 vòng/phút) nhờ hộp giảm tốc vi sai.


Rôto trong có đục các lỗ để dẫn huyền phù nhập liệu. Góc nghiêng phần hình nón của rôto khoảng 9-100.
Quá trình lắng xảy ra trong khoảng không gian giữa hai rôto, bã bám vào mặt trong của rôto ngoài và được
vít tải đẩy về phía cửa tháo bã. Nước trong đi về phía ngược lại, chảy qua các cửa ở trên đáy rồi đi ra ngoài.
Trong phần rôto không bị ngập nước, bã vừa được đưa ra khỏi rôto vừa được làm khô. Có thể điều chỉnh chế
độ làm việc của máy bằng cách thay đổ số vòng quay hoặc thay đổ chiều dài lắng khi ta xoay các cửa chảy
tràn. Lỗ chảy tràn càng gần trục quay thì lớp nước càng sâu, chiều dài lắng càng dài, lắng được các hạt có
kích thước nhỏ.
Ưu điểm của máy này là phân ly được huyền phù mịn, năng suất lớn.
Nhược điểm là tốn nhiều năng lượng để tháo bã, tổn thất trong hộp giảm tốc vi sai lớn, bã bị vụn nát,
nước trong còn lẫn nhiều hạt rắn; máy làm việc nặng nề, ồn ào.
5.1.3. Máy ly tâm siêu tốc loại ngăn
Máy ly tâm siêu tốc loại ngăn thường dùng phân riêng huyền phù có hàm lượng pha rắn ít, kích
thước pha rắn nhỏ, nhẹ. Không dùng để phân ly nhũ tương. Trong công nghiệp thực phẩm, máy phân ly siêu
tốc loại ngăn thường được dùng làm trong nước quả, làm trong rượu, bia, tách các tạp chất trong dầu thực
vật, trong xăng, sơn và dầu bôi trơn. Máy gồm có roto lắp trên trục quay thẳng đứng. Phía trong của roto đặt
các vách ngăn hình trụ đồng tâm.Huyền phù cho vào ống nhập liệu lần lượt qua không gian giữa các ngăn
trong roto. Dưới tác dụng của lực ly tâm, pha rắn lắng ở các thành trong của các ngăn và được tháo ra ngoài

khi dừng máy. Nước trong được dẫn ra ngoài qua rãnh bố trí ở ngăn ngoài cùng. Loại này chỉ dùng phân
riêng các huyền phù mịn (không phân riêng nhũ tương), thí dụ như tách các tạp chất trong dầu, xăng, các
loại sơn, nước quả v.v.. Máy thường quay với số vòng quay 5000-10000 vòng/phút, với số ngăn từ 5-10.
Máy này đảm bảo được cả hai nguyên tắc: tăng chiều dài lắng và giảm chiều dày lớp chất lỏng nên giảm
được lượng hạt rắn đi theo nước trong. Máy làm việc liên tục và khi các vách ngăn chứa đầy bã thì dừng
máy và tháo bã bằng tay.
5.1.4. Máy ly tâm siêu tốc loại ống
Ðây là loại máy có roto nhỏ và dài để phân riêng các huyền phù và nhũ tương. Ðường kính của roto
vào khoảng 200 mm, tỉ lệ giữa chiều dài roto với đường kính của nó khoảng 5-7. Nếu máy dùng để phân
riêng huyền phù thì đầu trên của roto (nắp roto) chỉ có một lỗ để nước trong đi ra, còn bã được giữ lại trong
thành roto và được tháo ra bằng tay. Nếu máy dùng phân riêng nhũ tương thì ở nắp rôto có hai lỗ thoát: lỗ
gần trục để thoát pha nhẹ, lỗ kia để thoát pha nặng. Nhũ tương đưa vào rôto dưới áp suất 0,25-0,3 at qua
dĩa phân phối và đi ra khoảng không


gian giữa roto và các tấm chắn (được gắn dọc theo chiều dài của roto, gồm ba tấm cách nhau 120oC).
Khi phân ly nhũ tương cho pha nặng và pha nhẹ không trộn lẫn nhau thì dùng tấm tách sao cho bán
kính lớp phân chia phải nằm trong vành khăn của tấm tách.
5.2. Máy ly tâm lọc

5.2.1. Các máy ly tâm làm việc gián đoạn
5.2.1.1.

Máy ly tâm ba chân

Ðây là loại máy làm việc gián đoạn, có thể tháo bã bằng tay, bằng dao hoặc bằng khí động, thường
dùng để ly tâm huyền phù chứa các hạt rắn nhỏ, trung bình hoặc làm khô bã lọc. Máy gồm có rôto được bao
bọc bởi vỏ. Thân máy gắn với vỏ được đặt trên 3 lò xo cánh nhau 120O. Ðộng cơ lắp trân thân máy nối với
bánh đai ở phía dưới rồi truyền sang trục máy làm quay rôto.
Ưu điểm của máy là có thể làm việc với tải trọng lệch tâm tương đối lớn nhờ có các lò xo giảm chấn.

Ðiểm treo của kết cấu nằm trên trọng tâm phần treo nên khi làm việc máy rất ổn định. Trục máy ngắn nên
máy gọn, chắc chắn, tiện lợi cho việc tháo bã bằng tay.
Nhược diểm của máy là ổ trục và bộ phận truyền động đặt ở dưới nên dễ bị ăn mòn hoá
học

Hình 6.Máy ly tâm ba chân