Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạ crôm để mạ trục vít và xilanh máy ép dầu

...

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học nông nghiệp I
------------------

ngô thị hiền

nghiên cứu một số thông số cơ bản của hệ thống thiết
bị lọc agar theo phơng pháp ly tâm

luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông lâm nghiệp

MÃ số: 60.52.14
Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Nh Khuyên

Hà nội – 2007


Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực và cha từng đợc ai công bố trong bất
kỳ công trình nào khác.

Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đ đợc
chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn

Ngô ThÞ HiỊn

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

1


Lời cảm ơn

Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Trần Nh Khuyên là ngời thầy trực tiếp
hớng dẫn, đ tận tình giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể Bộ môn Thiết bị Bảo quản và Chế biến
Nông sản, khoa Cơ Điện, khoa Sau đại học , Công ty cổ phần Việt Xô- Hải Phòng
đ tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành đề tài này.
Nhân dịp này tôi cũng muốn bày tỏ lòng cảm ơn đến gia đình và bạn bè đ
giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện để tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Trng i học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

2


Mục lục
Lời cam đoan .....................................................................................................i
Lơi cảm ơn ...................................................................................................... .ii
Mục lục............................................................................................................ iii
Danh mục các từ viết tắt..................................................................................vii
Lời mở đầu......................................................................................................... 0
Chơng I Tổng quan nghiên cứu ....................................................................... 9
1.1. nguyên liệu để sản xuất agar.......................................................................... 9

1.1.1. Nguyên liệu rau câu................................................................................. 9
1.1.2. Đặc điểm và công dụng của agar .......................................................... 11
1.2. Quy trình sản xuất Agar ........................................................................... 14
1.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy lọc Agar ở trong và ngoài nớc 17
1.3.1. Máy lọc khung ép.................................................................................. 18
1.3.2. Máy ly tâm lọc thẳng đứng.................................................................... 19
1.3.3. Máy ly tâm nằm ngang tháo b bằng dao ............................................. 19
1.3.4. Máy ly tâm lắng lọc nằm ngang tháo b bằng vít xoắn ........................ 21
1.3.5. Máy lọc ly tâm liên tục SCG ................................................................. 22
1.3.6. Máy ly tâm đẩy b bằng pittông............................................................ 23
1.4. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................... 25
1.4.1. Mục đích nghiên cứu............................................................................. 25
1.4.2. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................ 25
Chơng 2. Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu .......................................... 26
2.1. Đối tợng nghiên cứu ............................................................................... 26
2.2. Phơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 28
2.2.1. Phơng pháp nghiên cứu lý thuyết ........................................................... 28
2.2.2. Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm ..................................................... 28
2.2.3. Phơng pháp đo đạc các số liệu thí nghiệm .......................................... 28
2.2.4. Phơng pháp xử lý số và gia c«ng sè liƯu ............................................. 30

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

3


Chơng 3. Cơ sở lý thuyết của quá trình lọc ................................................... 33
3.1. Vận tốc lọc và các yếu tố ảnh h−ëng ®Õn vËn tèc läc .............................. 33
3.1.1. VËn tèc läc và các yếu tố ảnh hởng đến vận tốc lọc ........................... 33
3.1.2. Phơng trình lọc .................................................................................... 36

Chơng 4. Xác định một số thông số của máy lọc agar theo phơng pháp ly tâm
......................................................................................................................... 40
4.1. Quy luật thay đổi áp suất trong buång läc ............................................... 40
4.1.1. ¸p suÊt chÊt láng trong rôto máy ly tâm............................................... 40
4.1.2. áp suất chất lỏng theo phơng vuông góc với bề mặt vật lọc............... 42
4.1.3. áp suất chất lỏng theo phơng bề mặt vật lọc. ..................................... 42
4.2. Chuyển động của b trên cánh vít ............................................................ 43
4.2.1. Phân tích điều kiện làm việc.................................................................. 43
4.2.2. Điều kiện trợt của b trên cánh vít ...................................................... 44
4.2.3. Các lực tác động lên khối b ................................................................. 46
4.2.5. Hệ phơng trình động lực học của khối b .......................................... 52
4.3. Chi phí năng lợng cho máy lọc agar....................................................... 55
4.4. Khảo sát ảnh hởng của một số yếu tố đến áp suất lọc............................ 57
4.4.1. Các yếu tố ảnh hởng tới áp suât vuông góc bề mặt lọc ....................... 57
4.4.2. Các yếu tố ảnh hởng tới áp suất dọc theo phơng bề mặt vật lọc ....... 61
Chơng 5. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm ................................................... 65
5.1. vËt liƯu vµ dơng cơ thÝ nghiƯm ................................................................. 65
5.1.1. Vật liệu và điều kiện thí nghiệm ........................................................... 65
5.1.2. Dụng cụ thí nghiệm. .............................................................................. 65
5.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm.............................................................. 65
5.2.1. ảnh hởng của tốc độ quay rô to x1 (vg/ph) .......................................... 65
5.2.2. ảnh hởng của lợng chất lỏng cung cấp x2 (lít/h)............................... 71
Kết luận và đề nghị.......................................................................................... 76
1. KÕt luËn ....................................................................................................... 76

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

4

2. Đề nghị ........................................................................................................ 76
Tài liệu tham khảo........................................................................................... 77
Phụ lục ............................................................................................................. 79
Phô lôc 1 .......................................................................................................... 79
Phô lôc 2 .......................................................................................................... 80

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

5


Danh mục các chữ viết tắt và ký hiệu
Chữ viết tắt

Nghĩa đầy đủ

%

Phần trăm

Mm

Milimet

FAO

Tổ chức nông lơng liên hợp quốc

s

Giây

kg

Kilogam

m

Mét

m2

Mét vuông

m3

Mét khối

h

Giờ

ph

Phút

vg

Vòng

NXB

Nhà xuất bản

STT

Số thứ tự

Trng i hc Nụng nghip Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

6


Lời mở đầu
Từ xa tới nay nhân dân ta đ biết sử dụng rau câu chỉ vàng để chế biến
thức ăn, nhng ngày nay với sự nâng cao hiểu biết về khoa học kỹ thuật ngời
ta đ biết thêm đợc rất nhiều công dụng của nó, một trong những công dụng
đó có một công dụng rất quan trọng đó là chế biến ra agar.
Agar là một chất keo háo nớc, nó có rất nhiều công dụng và đợc sử
dụng rộng r i trong các ngành nh: trong công nghệ thực phẩm, trong ngành
công nghiệp dệt, trong ngành công nghệ sinh học, trong ngành y Hiện nay
agar là sản phẩm không thể thiếu và hầu nh là rất khó thay thế trong các
ngành công nghiệp.
Hiện nay trong nớc cũng có nhiều cơ sở sản xuất agar, tuy nhiên sản
lợng sản xuất hàng năm vẫn cha đáp ứng đợc nhu cầu tiêu thụ trong nớc,
nhất là nguồn agar chất lợng cao vì trong nớc cha có một quy trình công
nghệ tiên tiến nên hiện nay nớc ta vẫn phải nhập agar từ nớc ngoài. Trong
khi đó nguồn nguyên liệu rau câu chỉ vàng ở nớc ta rất dồi dào, tạo điều kiện
rất thuận lợi cho việc phát triển ngành sản suất agar. Trong qui trình công
nghệ sản xuất agar thì khâu lọc là khâu quan trọng nhất, ảnh hởng trực tiếp

đến năng suất và chất lợng của agar. Hỗn hợp nguyên liệu trớc khi lọc ở
dạng dung dịch, trong đó thành phần chính là rau câu sau khi đợc xử lý kiềm
và axit sẽ tan trong nớc khi đun sôi trong nồi nấu ở áp suất thờng. Do dung
dịch agar có đặc điểm là đông đặc ở nhiệt độ nhỏ hơn 400C, nên việc lọc
nhanh dung dịch agar ngay sau khi đa ra khỏi nồi nấu là nhu cầu cần thiết để
nâng cao năng suất và chất lợng sản phẩm. ở Việt Nam, hiện nay chỉ có một
số Công ty liên doanh với nớc ngoài hoặc đợc Nhà nớc hỗ trợ vốn mới
đợc trang bị máy lọc agar. Còn lại phần lớn các cơ sở sản xuất vẫn sử dụng
các hệ thống lọc thủ công nên năng suất và chất lợng agar rất thấp. Rất nhiều
doanh nghiệp muốn đổi mới công nghệ và hệ thống thiết bị lọc nhng do giá

Trng i học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

7


thành thiết bị rất cao, nên không chấp nhận đợc. Vì vậy, việc nghiên cứu
thiết kế, chế tạo máy lọc agar với chất lợng tốt, giá thành hạ phù hợp với khả
năng đầu t vốn của các cơ sở sản xuất trong nớc là vấn đề rất cấp thiết.
Đợc sự cho phép của khoa Sau Đại học và khoa Cơ Điện Trờng Đại
Học Nông Nghiệp I, dới sự hớng dẫn của PGS. TS. Trần Nh Khuyên,
chúng tôi thực hiện đề tài: Nghiên cứu một số thông số cơ bản của hệ
thống thiết bị lọc Agar theo phơng pháp ly tâm.
Đề tài gồm có 3 phần:
Phần 1: Mở đầu
Phần 2: Nội dung đề tài
Chơng 1: Tổng quan nghiên cứu
Chơng 2: Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu
Chơng 3: Cơ sở lý thuyết của quá trình lọc
Chơng 4: Xác định một số thông số của máy lọc agar theo phơng

pháp ly tâm
Chơng 5: Kết quả nghiên cứu thực nghiệm
Phần 3: Kết luận và đề nghị.

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

8


Chơng I
Tổng quan nghiên cứu
1.1. nguyên liệu để sản xuất agar
Nguyên liệu để sản xuất agar là các loại rong biển, trong đó loại rong
biển đợc sử dụng phổ biến nhất hiện nay là rau câu chỉ vàng.
1.1.1. Nguyên liệu rau câu
Rau câu là một loại tảo, nó sinh sống trong các ao đầm nớc lợ, trong
eo vịnh biển nông và trên các b i triều của hầu hết các tỉnh ven biển, phổ biến
là ven biển các tỉnh Miền Bắc và Miền Trung. ở một số vùng rau câu hầu nh
phát triển quanh năm. Sinh lợng tự nhiên có khi tới 500 ữ 1000 (g/m2). Rau
câu chỉ vàng có tên khoa học là Glacilaria asiatica, tên Tiếng Anh là Seaweed.
Đây là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất Agar, một loại Agar có giá trị
kinh tế cao. ở Việt Nam rau câu chỉ vàng có nhiều ở: Móng Cái, Cẩm Phả,
Hoành Bồ (Quảng Ninh), An Hải, Đồ Sơn (Hải Phòng), Hải Hậu (Nam Định),
Quảng Xơng, Hoằng Hoá (Thanh Hoá), Sông Gianh...[3], [14].
a) Đặc điểm cấu tạo
Rau câu thuộc loài cây sống một năm, khi phơi khô có màu vàng, thân
có hình trụ tròn hay phiến dẹt. Rau mọc thành từng chùm hoặc từng cây đơn
độc, phần cuối gốc có bàn bám hình đĩa tròn để bám vào đá, vỏ ốc Chất rau
mềm, dai hoặc cứng, dòn dễ g y. Cấu tạo bên trong của thân rau có thể chia
làm hai phần rõ rệt: tầng lõi và tầng da (hình 1.1) [5], [15].

- Tầng da: Ngoài cùng là màng keo trong suốt bao quanh cơ thể, rồi đến
tầng da, tầng da chia làm hai phần: da ngoài và da trong. Da ngoài: có từ 4-6
lớp tế bào nhỏ vách dày, hình hơi tròn, sắp xếp khít nhau, chứa sắc tố, đây là
tầng đồng hoá chủ yếu của cơ thể. Da trong: có từ 1-2 lớp tế bào hình đa giác,

Trng ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

9


vách hơi dày, sắp xếp khít nhau, có ít sắc tố, trong tế báo chứa hạt vật chất.
- Tầng lõi: Có một hàng tế bào trụ tròn nối tiếp nhau tõ ngän tíi gèc gäi
lµ tÕ bµo trung trơ. Bao quanh là 4-5 hàng tế bào đa giác hoặc hơi tròn lớn dần
từ ngoài vào trong gọi là tế bào vây trụ.

Tầng da

Tầng lõi

Hình 1.1. Mặt cắt ngang thân rau câu

b) Thành phần hoá học
Thành phần của rau câu gồm có nớc và chất khô, trong đó nớc là
thành phần có hàm lợng cao nhất, chiếm từ 87ữ94% trọng lợng, còn lại là
chất khô chiếm từ 6ữ13% trọng lợng. Trong thành phần của chất khô chủ
yếu là agar, ngoài ra còn có các chất nh protein, khoáng Thành phần của
các chất này thay đổi tuỳ theo từng vùng và từng thời điểm thu hoạch. Nh đối
với loài rau câu chỉ vàng ở vùng Hải Phòng thì hàm lợng agar chiếm tới
25ữ40%, protein có hàm lợng từ 7ữ13%, còn chất khoáng có hàm lợng từ
15ữ25%.

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

10


1.1.2. Đặc điểm và công dụng của agar
a/ Đặc điểm của Agar
Agar là một polysaccarit có trọng lợng phân tử lớn đợc chiết rút từ
rong câu. Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản agar gồm có Agaroz (khoảng
30%) và Agaropectin (khoảng 70%) và đợc gọi chung là agar [7].
- Agaroz là một polyosid do hai thứ đờng (galacto piranoz và
anhidrogalactoz) dính nhau ở vị trí 1-4 và 1-3.
- Trong Agaropectin, cã H2SO4, acid glicuromic vµ acid piruvic, vµ nhÊt
lµ galactoz và anhydrogalactoz. Acid sulfuric eter hoá chức rợu C6 của
đờng ấy. Sức đông của Agaroz lớn hơn Agaropectin.
Hàm lợng agaroz và Agaropectin thay đổi theo mỗi loài rong, theo môi
trờng sống và thời gian sinh trởng của chúng. Chẳng hạn trong rong câu chỉ
vàng ở Châu Phi và Achentina có hàm lợng agaroz là 80%, còn ở Nhật và
Chi Lê chỉ có 40%, vì vậy mà agar ở Châu Phi và Achentina tạo gel chắc với
nồng độ 0,3% trong khi của Nhật và Chi Lê tao gel chắc khi nồng ®é lín h¬n
1,2%.
b) TÝnh chÊt cđa agar
Agar cã mét sè tính chất sau:
Agar là chất kết tinh không định hình, không màu, hút nớc trơng nở,
không tan trong nớc lạnh vµ n−íc Êm. Hoµ tan trong n−íc nãng vµ khi làm
nguội thì đông lại thành khối có tính đàn hồi.
Agar khi hoà tan tạo thành dung dịch có độ nhớt cao, cã tÝnh keo, nã
th−êng bÞ kÕt tđa bëi alacol, axeton và rợu Amylic.
Agar dễ bị phân huỷ cắt mặt bởi axit và kiềm khi gia nhiệt ở nhiệt độ

Trng ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

11


cao làm cho sức đông giảm đi. Sức công phá của một số chất đối với Agar
đợc sắp xếp theo thứ tự: Phèn chua> HNO3>H2SO4> Oxalic> HCL> Kiềm.
Sức đông của Agar phụ thuộc vào hàm lợng gốc (-SO3), nếu (-SO3)
trong phân tử lớn thì sức đông giảm. Khi lợng (-SO3) tăng đến 4% thì Agar
hoàn toàn mất khả năng đông đặc.
Gel Agar có tính thuận nghịch nhiệt và đàn hồi cũng nh gel
Polysaccarit khác, liên kết tham gia chủ yếu tạo gel là liên kết hydro. Nồng độ
càng cao thì bán kính lỗ sàng càng nhỏ, lỗ gel càng lớn thì hiệu quả lọc càng
thấp. Khi làm khô gel sẽ tạo ra màng trong suốt, bền cơ học, có thể bảo quản
lâu dài mà không bị hỏng.
Agar có chứa một số gốc điện tích âm (gốc sunfat và gốc cacbonyl) nên
gel Agar cũng có tính chất trao đổi ion. Nhng khả năng này thấp, vì nồng độ
Agar sản xuất thờng chỉ vào khoảng 1%. Vì thế trong điện ly ngời ta dùng
Agaroz làm chất mang điện tốt hơn là Agar vµ Agaroz chøa gèc sunfat.
Cã thĨ khư gèc sunfat khái Agaroz và Agar bằng cách xử lý với
NaHBH4 trong môi trờng kiềm nhẹ (khi đó gốc sunfat bị thuỷ phân), sau đó
rửa bằng nớc cất.
Agar tồn tại trong rong nguyên liệu ở trạng thái Polyme phức tạp hơn
rất nhhiều so với Agar ở dạng chế phẩm tinh khiết.
c) Công dụng của Agar
Do có sự chênh lệch giữa nhiệt độ đóng băng (400C) và nhiệt độ đông
(800C) lớn nên agar là một chất đợc sử dụng rất quan trọng trong ngành vi
sinh học, sinh học và thực phẩm. Từ lâu agar đ đợc sử dụng rộng r i trong
nhiều ngành của nền kinh tế quốc dân, trong văn hoá mỹ thuật và trong nghiên

cứu khoa học kỹ thuật[7].
Trong y học: Agar đợc sử dụng làm môi trờng nuôi cấy vi trùng,

Trng ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

12


giám định đặc tính vi khuẩn. Kết hợp để chế thuốc nhuận tràng, chế các loại
thuốc viên, thuốc cao. Làm vỏ bọc thuốc khó uống, làm khuôn răng, mắt giả,
thuốc đông máu, chỉ khâu vá trong phẫu thuật ngoại khoa, làm chất nhũ hoá
trong công nghệ làm dầu cá, làm thuốc chống đau khớp
Trong công nghệ thực phẩm: Agar đợc dùng với mục đích keo hoá,
tạo nhũ, ổn định nhũ tơng Trong thực phẩm ngời ta coi agar nh là một
phụ gia, chỉ cần nồng độ 1% là tối đa vì tại nồng độ đó đ tạo cho agar một
sức đông khá cao, khống chế độ nhớt hoặc làm ổn định thực phẩm. Theo các
chuyên gia FAO sự đồng hoá agar trong cơ thể con ngời không dễ dàng, agar
đợc tiêu hoá trong cơ thể con ngời không hoàn toàn, lợng calo cung cấp có
thể rất nhỏ vì vậy agar đợc dùng nh các món ăn kiêng đặc biệt. Các công
trình nghiên cứu cho thấy tỷ lệ polysaccarid trong agar đợc đồng hoá là rất
nhỏ chiếm tỷ lệ thấp, vì vậy giá trị dinh dỡng của agar trong thực phẩm là
không đáng kể. Sau đây là một số công dụng của agar trong thực phẩm:
- Agar đợc dùng để sản xuất mứt, kẹo. Trong sản xuất mứt ớt agar
đợc dùng làm chất ổn định hóa và định hình nh: trong sôcôla, salat quả,
nớc sốt kem mục đích tạo nhũ và ngăn ngừa sự mất nớc.
- Trong công nghiệp thịt và đặc biệt là sản xuất xúc xích, dùng agar cho
phép giảm lợng chất béo, cholesterol và đảm bảo cho độ đông kết của xúc
xích.
- Agar có tác dụng quan trọng nh làm dung dịch ổn định, tránh lắng
cặn trong nhà máy đồ hộp, dùng để lọc trong chế biến rợu, làm trơng xốp

bánh mì, làm giấy bọc bánh kẹo. Ngoài ra còn làm món ăn, giải khát rất ngon
mà hiện nay rất phổ biến trên thị trờng Việt Nam.
Trong công nghiệp dệt và hoá chất: Dùng Agar làm keo hồ tơ lụa, vải
sợi. Làm sơn nớc thay cho keo xơng dùng trong phim ảnh. Agar còn dùng
làm chất cách điện, dùng làm chất cầm màu trong kỹ nghệ in hoa, ®−ỵc dïng

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

13


trong kỹ nghệ sản xuất giấy và thuộc da, dùng trong nghiên cứu hoá học các
chất dẻo, pha chế thuốc đánh răng.
Trong nông nghiệp: Agar đợc sử dụng để làm môi trờng chế phân vi
sinh. (1 kg agar có thể chế đợc một lợng phân vi sinh đủ bón cho 1 ha lúa)
hoặc làm môi trờng chọn giống cho các loại rong đơn bào kinh tế nh Rong
cầu (Chlorella), Rong dẹp (Platymonas)
Ngoài ra agar cũng đợc dùng trong điêu khắc, khảo cổ và trong những
công việc khác đòi hỏi phải tái tạo hình mẫu cực kỳ chính xác và hoàn hảo.
Agar còn đợc dùng để sản xuất thức ăn nuôi côn trùng trong các giai đoạn ấu
trùng của chúng. Trong nhiều năm trở lại đây ngời ta còn dùng agar để nuôi
phong lan.
Agar mang lại giá trị kinh tế rất lớn , nó có rất nhiều công dụng nh
vậy. Vì thế nhu cầu về agar hàng năm là tơng đối cao, nhất là những nớc có
nền kinh tế phát triển [19], [20].
ở Việt Nam ngành sản xuất agar còn là một ngành mới. Nhng với thế
mạnh, tiềm năng sẵn có thì nớc ta đang khuyến khích đẩy mạnh công tác
nghiên cứu, sản xuất chế biến agar nhằm đa ngành chế biến agar thành một
ngành kinh tế mạnh. Đây là một ngành có tiềm năng rất lớn để góp phần vào
sự phát triển của cả nền kinh tế quốc dân.

1.2. quy trình sản xuất Agar
a) Sơ đồ qui trình công nghệ
Hiện nay ở trong và ngoài nớc, việc sản xuất agar đợc thc hiện theo
quy trình công nghệ đợc thể hiện trên sơ đồ hình 1.2 [16], [6].
b) Các khâu chính trong qui trình công nghệ
Quy trình công nghệ sản xuất agar bao gồm các khâu chính nh sau:

Trng i hc Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

14


- Làm sạch sơ bộ: rau nguyên liệu thu mua ở các cơ sở về đợc rửa sạch
bùn đất bằng nớc sạch. Sau đó vớt ra để khô.
Nguyên liệu
(Rong câu chỉ vàng)
Làm sạch sơ bộ
(rửa sạch bùn đất 1)
NaOH (3-4%)

Sử lý kiỊm

t0C (90+2)/t (1-1.5h)

Rưa
Axit citric vµ axit
sunfuric

Xư lý axit

T = 30 phút

Rửa sạch axít
Nấu chiết rong câu
B
rong
câu
ép b
B kiệt

Axít axetíc

Lọc trong
Nớc thạch
Làm nguội thạch
Cắt nhỏ thạch
ép thạch
(loại bớt nớc)
Lạnh đông
(rút kiệt nớc)
Tan giá
Phơi, sấy khô
Nghiền thành bột

Đóng gói
Agar (bột, trắng,

Trng ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

15

Hình 1.2.Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất agar
- Xử lý kiềm: rau đ rửa sơ bộ đa đi sử lý kiềm (thờng là NaOH 34% ở nhiệt độ 90 + 20 C trong 1-1,5 h). Công đoạn sử lý NaOH có tác dụng
tách đợc gốc sunfat, khử đợc Prôtêin và lipit.
- Rửa kiềm: sau khi sử lý kiềm rau đợc đa đi rửa bằng nớc sạch. Đầu
tiên vớt rong ra cho chay bớt kiềm sau đó cho vào thùng khuấy đảo và thay
nớc liên tục.
- Xử lý axit: xư lý axit (axit citric vµ axit sunfuric), cho rau câu vào trộn
đều và ngâm trong thời gian 30 phút.
- Rửa axit: trớc khi đa vào nấu chiết phải rửa sạch axit. Rửa bằng
nớc máy 3-4 lần.
- Nấu chiết: Trong quá trình nấu chiết rau câu có sự hỗ trợ cđa axit
axªtic. Thêi gian nÊu tõ 2-3 h.
- Läc trong: phần dung dịch tan đợc đa vào lọc để thu phần nớc
thạch. Cần phải lọc thạch ở nhiệt độ 85- 900C. Phần b thu đợc từ công đoạn
nấu chiết cộng với phần b trong quá trình lọc đợc đa đi ép để lấy phần
nớc thạch còn sót trong b . Phần b kiệt bỏ đi.
- Làm nguội: phần nớc thạch thu đợc sẽ đa đi làm nguội.
- Cắt nhỏ thạch và ép thạch: thạch sau khi đợc làm nguội sẽ đợc cắt
nhỏ thành những sợi nhỏ. Những sợi thạch nhỏ đợc cho vào các bao vải, đem
đi ép để loại bớt nớc.
- Lạnh đông, tan giá và phơi sấy: thạch sau đó đợc làm lạnh để rút kiệt
nớc còn lại trong thạch. Thạch rút kiệt nớc đợc đem đi làm tan băng, sau
đó phơi sấy kết hợp để làm khô hoàn toàn thạch.
- Nghiền nhỏ và đóng gói: thạch khô ®−ỵc tiÕp tơc ®em ®i nghiỊn nhá
thu ®−ỵc Agar ë dạng bột mịn, có màu trắng tinh khiết. Agar đợc ®ãng gãi
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

16

thành phẩm.
c) Đặc điểm, yêu cầu đối với quá trình lọc
Theo quy trình công nghệ trên lọc agar là khâu có ý nghĩa quyết định
đến năng suất và chất lợng sản phẩm.
Nớc Agar sau khi nấu chiết có nồng độ Agar khoảng 1- 1.2%, nồng độ
pha rắn tạp chất chiếm khoảng 10%. Do ở nhiệt độ thờng Agar đông thành
keo và khi tan trong nớc nóng thì dung dịch của nó có độ nhớt cao nên nớc
triết Agar trớc khi đem đi lọc phải đợc đun nóng tới nhiệt độ lớn hơn 800C
để đảm bảo quá trình lọc đợc tốt. Yêu cầu sau khi lọc, nớc lọc chỉ còn lại
1,5% pha rắn.
1.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy lọc Agar ở
trong và ngoài nớc
Trong công nghiệp hoá chất và thực phẩm nói chung và trong công
nghệ sản xuất agar nói riêng lọc đóng vai trò quan trọng, vì qua lọc ngời ta
có thể phân riêng huyền phù ở bất cứ dạng nào, với nồng độ nào để thành
nớc trong và b . Việc phân riêng huyền phù bằng phơng pháp lọc sẽ nhanh
hơn và triệt để hơn so với phơng pháp lắng. Đặc biệt với những huyền phù
lo ng có nồng độ pha rắn dới 5%, các hạt rắn có kích thớc bé hoặc các hạt
nhẹ không kết tủa, không có khả năng lắng, hoặc với những dịch lỏng có độ
nhớt cao nh dịch lỏng thu đợc sau khi nấu rong câu thì chỉ có thể sử dụng
phơng pháp lọc mới tách đợc. Khâu lọc là khâu không thể thiếu trong quy
trình công nghệ sản xuất agar. Vì vậy lọc là quá trình đ đợc biết từ lâu, song
thời gian đầu ngời ta chỉ dùng vách ngăn bằng sợi cát, gốm sứ hoặc vải, và
cũng chỉ dùng để lọc rợu vang. Nhng ngày nay, kỹ thuật lọc đ đợc phát
triển ở trình độ cao và đợc áp dụng rộng r i.
Đặc biệt ngày nay, do nhu cầu của sản xuất ngày càng phát triển, công

Trng i hc Nụng nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

17


nghệ lọc đợc áp dụng rộng r i và đợc kết hợp với nhiều phơng pháp khác để
tạo ra những loại máy lọc có năng xuất, hiệu quả làm việc cao hơn rất nhiều,
một trong số đó là các loại máy lọc ly tâm. ở các nớc phát triển ngời ta sử
dụng các máy lọc ly tâm trong quy trình công nghệ sản xuất agar là rất phổ
biến, nhng ở Việt Nam thì vẫn còn sử dụng những máy lọc thủ công đơn giản
[9], [10], [18].
1.3.1. Máy lọc khung ép
Đây là loại máy làm việc gián đoạn, có thể tháo b bằng tay, bằng dao, đợc
sử dụng trong quy trình công nghệ sản xuất agar của công ty cổ phần Việt Xô.
(hình 1.3).

a

b
Hình1.3. Máy lọc khung
a) Các khung ép
b/ Thùng chứa bao ngoài

Máy gồm có các khung ép vào nhau, hai đầu có hai vít để thay
đổi khoảng cách giữa các khung, phía dới là máng hứng dịch lỏng chảy
xuống. Bao bên ngoài là thùng chứa.

Trng i hc Nụng nghip Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

18

- Ưu điểm: Có thể làm việc với tải trọng lớn, lợng tải trọng có thể thay
đổi. Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành, bảo dỡng, giá thành hạ.
- Nhợc điểm: Năng suất thấp, Chất lợng sản phâm không cao. B có
độ ẩm lớn, gây l ng phí lớn và cần nhiều sức để vận hành.
1.3.2. Máy ly tâm lọc thẳng đứng
Đây là loại máy lọc ly tâm thẳng đứng, làm việc theo mẻ (hình 1.4). Loại
máy MP315 này đợc sử dụng nhiều trong các nhà máy chế biến thực phẩm,
trong các dây truyền chế biến nớc sốt cà chua, nớc hoa quả chà và agar
- Ưu điểm: Chất lợng sản phẩm cao. Có thể lọc đợc nhiều loại sản
phẩm khác nhau.
- Nhợc: Lọc theo mẻ, mỗi mẻ 10l. Chi phí năng lợng lớn. Giá thành
cao. Không phù hợp với sản xuất ở Việt Nam.

Hình 1.4- Máy ly tâm lọc thẳng đứng MP315
1.3.3. Máy ly tâm nằm ngang tháo bà b»ng dao

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

19


Máy ly tâm tháo b bằng dao tránh không h m máy khi tháo b , do đó
tiết kiệm đợc thời gian và năng lợng (hình 1.5). ở đây b đợc cạo nhờ có
thanh dao hay thanh gạt. Dao có thể chuyển dịch lên xuống nhờ có bộ phận
thuỷ lực. Các giai đoạn nạp liệu, ly tâm và cạo b cứ nối tiếp nhau từ giai đoạn
nọ đến giai đoạn kia mà không phải ngừng máy. Thời gian từng giai đoạn dài
ngắn là do điều chỉnh bộ phận tự động. Nhng tổng thời gian cho một chu kỳ
ít hơn loại máy ly tâm cạo b bằng tay.
Thiết bị gồm có thùng (1) lắp trên trục nằm ngang (2), huyền phù theo

ống (4) đi vào thùng. Đóng mở thùng nhờ một van đợc điều chỉnh bằng bộ
phận tự động thuỷ lực. B đợc cạo rơi xuống máng (5) rồi rơi ra ngoài.

Hình1.5. Máy ly tâm nằm ngang tháo b bằng dao
1. rôto; 2. vỏ máy; 3. dao cắt b ; 4. xy lanh thủ lùc; 5. m¸ng
høng b ; 6. trơc máy; 7. ổ đỡ

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

20


- Ưu điểm: Thời gian của một chu lỳ ngắn hơn rất nhiều so với loại tháo
b bằng tay hoặc trọng lực, năng xuất cao, tiết kiệm đợc năng lợng do
không phải dừng và mở máy khi tháo b , quá trình hoàn toàn tự động.
- Nhợc điểm: Chiều dài của máy bị hạn chế, hở máng tháo, b bị
nghiền nát, khó thay vải lọc và tiêu hao năng lợng cho việc cạo b khá lớn.
1.3.4. Máy ly tâm lắng lọc nằm ngang tháo bà bằng vít xoắn
Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của máy ly tâm lắng lọc nằm ngang tháo b
bằng vít xoắn đợc thể hiện trên Hình 1.6.

8

Hình 1.6. Máy ly tâm nằm ngang làm việc liên tục, tháo b bằng vít xoắn
1. Hộp giảm tốc vi sai; 2.7. ổ đỡ; 3. rôto ngoài; 4. rôto trong;(vít xoắn); 5. ống dẫn
huyền phù; 6. nắp rôto; 8. bánh ®ai; 9. cưa th¸o n−íc trong; 10. vá m¸y; 11. cửa tháo
b ; 12. nắp rôto đồng thời là ngõng trục rỗng.

- Nguyên lý hoạt động:

Trng i hc Nụng nghip Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

21


Huyền phù theo ống nạp liệu (1) đợc đa vào nón quay (2) rồi qua các
lỗ ở miệng nón vào không gian giữa rôto lắng (3). Dới tác dụng của lực ly
tâm, b lắng sát thành trong của rôto (3), đợc vít tải (4) đa vào rôto lọc (5).
Nớc trong đợc đẩy ra cửa chảy tràn (9) và đi ra ngoài. Từ rôto lọc, b đợc
chuyển chỗ liên tục nhờ các cánh dẫn hớng (6), nớc trong qua các lỗ của
thành rôto, nhờ quạt hút (7) đa về bộ phận chứa để sử dụng tiếp tục. Quạt (7)
có tác dụng làm khô b . B từ rôto lọc đợc đẩy vào quạt (8), ở đây b đợc
trộn lẫn với không khí nóng có nhiệt độ 100 ữ 1400C đợc sấy khô và theo
ống dẫn vào xyclon. Thời gian khử nớc và sấy khô trong giai đoạn này
khoảng 8 ữ 10(s).
1.3.5. Máy lọc ly tâm liên tục SCG
Ta có sơ đồ máy lọc ly tâm liên tục SCG đợc thể hiện trên Hình 1.7:

Hình 1.7. Máy lọc ly tâm liên tục SCG

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

22


Máy lọc ly tâm liên tục SCG do công ty Cosimi của Pháp sản xuất, đây
là loại máy lọc ly tâm liên tục có công năng suất 200l/h. Chế độ vận hành của
máy đợc lập trình tự động để có thể lọc đợc các nguyên liệu khác nhau.
Hiện nay máy lọc SCG đợc sử dụng rộng r i trong các nhà máy chế biến thực
phẩm, đặc biệt là trong các nhà máy sản xuất agar. Tuy nhiên loại máy này có

giá thành rất cao nên cha phù hơp với khả năng đầu t của các cơ sở sản xuất
agar ở trong nớc.
1.3.6. Máy ly tâm đẩy bà bằng pittông
Có cấu tạo gồm thùng quay (1), đáy thùng gắn chặt vào trục rỗng (2).
Bên trong trục có cán pittông (4), một đầu lắp đĩa (9), một đầu lắp pittông
(3)(hình 1.8).

Hình 1.8. Máy ly tâm nằm ngang, tháo b bằng pittông
1. vỏ máy; 2. rôto; 3. nón phân phối huyền phù; 4. èng dÉn hun phï;

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

23


5. pittông đẩy b ; 6. cửa tháo b ; 7. cửa tháo nớc lọc; 8. trục pittông; 9.
trục rỗng của rôto;

Huyền phù theo đờng ống đi vào chóp nón (5) chảy qua khe giữa chóp
và pittông vào thùng quay. Thành thùng có đục lỗ và lót lới lọc (6). Nớc
trong qua lới lọc, lỗ thùng ra ngoài vỏ (7) rồi theo đờng ống đi ra ngoài. B
đợc giữ lại trên bề mặt vải lọc bị pittông đẩy ra. Pittông chuyển động qua lại
12-16 lần trong một phút. Thay đổi chiều chuyển động của pittông do bộ phận
tự động điều chỉnh bơm răng khía. Mỗi lần chuyển động qua lại của pittông
thì b bị cạo với chiều dày 40 đến 50 mm. Trên đờng ra, b có thể đợc rửa
bằng hệ thống phun nớc.
Loại máy ly tâm cạo b bằng pittông có:
- Ưu điểm: Làm việc liên tục, b ít bị nghiền nhỏ và năng suất cao
- Nhợc điểm: Nớc lọc không đợc trong, tiêu hao năng lợng lớn.
Lới lọc dễ bị mòn do pittông.

Để tăng khả năng lọc và năng suất ngời ta cấu tạo máy ly tâm đẩy b
bằng pittông nhiều tầng.

Trng i hc Nụng nghip H Ni - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -----------------------------

24