Đề tài máy lọc chân không thùng quay

Kỹ Thuật thực phẩm 1

Cảm ơn thầy!
Đầu tiên nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy
Khê của bộ môn kỹ thuật thực phẩm cùng toàn thể cán bộ, nhân viên của
trường đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo
cho chúng em được học tập và hoàn thành tốt môn học này.
Qua môn kỹ thuật thực phẩm này, chúng em biết thêm nhiều loại
máy móc, thiết bị để phục vụ cho ngành học bây giờ và cả mai sau, nhất
là nhờ bài tiểu luận này, nhóm đã hiểu thêm về máy lọc trống chân
không dạng thùng quay.
Tuy thời gian gặp nhau rất ít trên lớp nhưng những gì thầy hướng
dẫn là nguồn kiến thức rất quý báu đối với chúng em.
1
Kỹ Thuật thực phẩm 1
MỤC LỤC
Lời mở đầu…………………………………………………………………3
I. Máy lọc chân không thùng quay……………………………………… 5
1. Nguyên tắc cấu tạo………………………………………………… 5
2. Nguyên tắc hoạt động……………………………………………… 6
3. Thiết bị đi kèm trong hệ thống lọc………………………………… 8
II.Ứng dụng……………………………………………………………… 9
Tài liệu tham khảo…………………………………………………………17
Bảng phân công công việc……………………………………………… 18
2
Kỹ Thuật thực phẩm 1
LỜI MỞ ĐẦU

Trong các ngành sản xuất hóa chất nói riêng và nghành công nghiệp nói chung
các thiết bị hóa chất không thể thiếu được trong bất kì nhà máy, xí nghiệp nào. Các
thiết bị này có thể tham gia vào quá trình sản xuất trực tiếp ( thiết bị phản ứng, tháp

tổng hợp, tháp chưng luyện), hay các quá trình sản xuất giàn tiếp (máy nghiền,
máy khuấy) hoặc phục vụ cho giai đoạn sản xuất, xử lý nước thải, khói thải làm
sạch môi trường (các thiết bị lắng, lọc) .
Trong quá trình sản xuất, đặt ra yêu cầu phải phân riêng hệ không đồng nhất
để có thể phục vụ một trong hai mục đích :
- Thu hồi pha rắn trong hệ (có thể là sản phẩm hoặc cấu tử quý).
- Loại pha rắn trong hệ để làm sạch dung dịch.
Để giải quyết vấn đề đó, người ta thường dùng thiết bị hóa chất chủ yếu được
gọi là thiết bị lắng và các thiết bị lọc.
Các thiết bị lắng như phòng lắng, đường lắng, bể lắng thì thường có cấu tạo
đơn giản, dễ sử dụng nhưng năng suất phân riêng kém và không phân riêng được
những hệ mà kích thước pha phân tán nhỏ. Do vậy thường sử dụng để làm sạch sơ
bộ.
Các thiết bị lọc được phân ra làm nhiều loại: thiết bị lọc điện (lọc dưới tác
dụng của lực điện trường), thiết bị lọc nhờ vật ngăn (tháp đệm, thiết bị lọc ép
khung bản, thiết bị lọc tấm, máy lọc chân không thùng quay), các thiết bị lọc dưới
tác dụng của lực ly tâm (máy ly tâm lắng, ly tâm lọc xyclon).
Các thiết bị dạng này tuy thiết bị phức tạp, chế tạo tốn kém, nhưng năng suất
lọc lớn và có thể phân riêng được những huyền phù, nhũ tương có hạt rất nhỏ, mịn
do đó được sử dụng nhiều trong công nghiệp.
3
Kỹ Thuật thực phẩm 1
Trong các công đoạn lọc đó thì máy lọc chân không thùng quay thường được
sử dụng ở giai đoạn trung gian vì máy lọc chân không thùng quay không thể phân
riêng hệ không đồng nhất mà khối lượng riêng của các pha gần bằng nhau. Do
động lực của quá trình là rất thấp. Do vậy máy lọc chân không thùng quay chỉ sử
dụng hiệu quả với những huyền phù có khả năng phân riêng dễ dàng.
Ưu điểm của máy lọc chân không thùng quay là làm việc liên tục, ổn định, dễ
thao tác vận hành, tiết kiệm nhân lực nhưng nó có vài nhược điểm như cấu tạo
phức tạp, tiêu hao năng lượng cho động cơ truyền động , bơm chân không và máy

nén.

Hình: Máy lọc chân không thùng quay
4
Kỹ Thuật thực phẩm 1
 
I. Máy lọc chân không thùng quay
1. Nguyên tắc cấu tạo:
Lọc chân không thùng quay là thiết bị làm việc liên tục với động lực quá
trình được tạo ra bằng bơm chân không. Thùng quay được đặt trong bể chứa huyền
phù với độ nhúng sâu cố định theo mực chất lỏng không đổi.
Thùng quay dạng trụ, trên thành đục lỗ và bên ngoài phủ vách ngăn lọc. Còn
ngăn trong phân ra 12 vách riêng biệt, mỗi ngăn có đường ống nối với trục rỗng tại
tâm thùng quay. Hệ thống đường ống cùng với trục rỗng tạo thành đường hút chân
không và dẫn nước lọc.
Kết cấu thiết bị lọc chân không thùng quay được miêu tả như sau: thùng lọc với
các ngăn có ống dẫn nối liền trục rỗng thông ra đầu phân phối chân không. Thùng
quay được nhờ bộ truyền động qua bánh răng. Chống sa lắng của huyền phù nhờ
bộ khuấy được truyền động nhờ cơ cấu. Khu vực sấy bã được nhờ hỗ trợ bởi cơ
cấu ép băng tải. Thực hiện tháo lắp bằng cơ cấu dao cạo.
Đầu phân phối chân không cho máy lọc thùng quay được miêu tả như sau: gồm
hai đĩa tiếp xúc với nhau, một đĩa chuyển động được nối liền với trục rỗng của
thùng quay, còn một đĩa không chuyển động (cố định) nối liền với hệ thống hút
chân không. Bề mặt tiếp xúc giữa đĩa cố định và đĩa chuyển động phải chế tạo sao
cho giảm mát chuyển động, đồng thời phải kín đối với hệ thống chân không. Đĩa
chuyển động có 12 lỗ tương ứng với 12 ngăn trên thùng lọc, còn đĩa cố định có 3
rãnh: rãnh A tương ứng với vùng lọc; rãnh B-vùng rửa và làm ráo; rãnh C-vùng tạo
bã và tái sinh. Trong quá trình lọc thùng quay, ngăn nào trùng với rãnh tương ứng
của đĩa cố định thì hoạt động theo chế độ đã định.
5

Kỹ Thuật thực phẩm 1
Hình: Nguyên lý làm việc của lọc thùng quay
2. Nguyên tắc hoạt động:
Lọc chân không thùng quay là thiết bị làm việc liên tục với động lực quá trình
được tạo ra bằng bơm chân không. Như vậy áp suất lọc là áp suất khí quyển tức
p
1
= p
a
, do đó động lực học:
= p
p
- p
v
(p
v
là áp suất chân không do bơm tạo nên)
Thiết bị lọc là thùng hình trụ đường kính D chiều dài L quay với tốc độ n
vòng/phút. Do vậy chu kỳ làm việc:

k
=60/ n (s)
Và diện tích bề mặt thùng lọc:
F = D L ( m
2
)
Người ta có thể bố trí bề mặt lọc bên trong thùng, tức huyền phù vào trong thùng,
từ đó nước lọc chảy ra ngoài. Thông dụng hơn cả, là trường hợp bố trí bề mặt lọc
phía ngoài thùng, nghĩa là nước lọc chảy từ ngoài vào trong.
6

Kỹ Thuật thực phẩm 1
Thùng quay đặt trong bể chứa huyền phù với độ nhúng sâu cố định theo mực
chất lỏng không đổi. Thông thường theo chu vi của thùng người ta phân chia ra 6
khu vực tương ứng với các góc khác nhau.
-Góc lọc, góc này được xác định theo vị trí tiếp xúc của thùng với huyền phù
trong bể tương ứng với phương trình lọc.
1, 2
-Góc làm ráo bã (sấy) lần 1 và lần 2
r
-Góc rửa , xác định theo thời gian rửa
c
-Góc cạo bã
s
-Góc tái sinh bề mặt lọc (làm sạch hoàn toàn nguyên bề mặt lọc)
Như vậy = 360
0
Và
k
= +
1
+
2
+
c
+
s
Các giá trị thời gian tương ứng các góc
i
được xác định theo điều kiện của quá
trình công nghệ. Mọi liên hệ góc quay

i
và thời gian là:
i =
Chu kỳ lọc:
k =

– Tổng các góc thực hiện công nghệ ( tổng góc lọc và sấy)
7
Kỹ Thuật thực phẩm 1
=
tổng thời gian thực hiện lọc và sấy.
( - Góc tạo bã và tái sinh bề mặt được gọi là tổng các góc của bề mặt
không chứa bã lọc.
Do đó diện tích bề mặt lọc của thùng quay được tính
F = (m
2
)
V – Năng suất theo nước lọc; hiệu suất, lưu ý đến sự bít kín lỗ (
Nghĩa là chọn trước chiều dài thùng L rồi tính đường kính D. Sau đó tính các góc
i
3. Thiết bị đi kèm trong hệ thống lọc:
Khu vực sấy
1
và
2
người ta hỗ trợ bằng cơ cấu băng tải ép bớt nước lọc và
nước rửa. Tại khu vực rửa
r
bố trí các vòi phun nước rửa. Cạo bã được thực hiện
bằng các phương pháp khác nhau: bằng dao cạo, bằng dây cạo, bằng con lăn và

bằng băng tải.
Hệ thống lọc chân không thùng quay gồm: thùng quay nhúng trong bể huyền
phù, thùng cấp huyền phù có cánh khuấy chống sự sa lắng pha rắn , còn trong bể
cũng có cánh khuấy.
8
Kỹ Thuật thực phẩm 1
Huyền phù từ thùng nhờ bơm cấp vào bể, mức chất lỏng được cố định bằng ống
chảy tràn. Bơm chân không hút từ bình tách bọt, các giọt lỏng ngưng lại chứa trong
bình . Nước lọc và nước rửa tách trong bình và chứa ở bể; hỗ trợ việc tách bã và tái
sinh vách ngăn lọc nhờ dòng khí nén từ bình được cung cấp bởi máy nén.

Hình: Sơ đồ hệ thống lọc chân không thùng quay.
II. Ứng dụng
Loại máy lọc này được ứng dụng để tách sinh khối vi sinh vật khỏi dung dịch
canh trường và để lọc huyền phù có cấu trúc khác nhau của các thể vẩn rắn (cấu
trúc sợi, cấu trúc keo hay cấu trúc không định hình). Các thể vẩn rắn thường chứa
khoảng từ 50 đến 500 g/l.
9
Kỹ Thuật thực phẩm 1
Năng suất đơn vị của thiết bị phụ thuộc vào các tính chất hoá lý của huyền phù
phân ly, vào vật liệu lọc, vào các giai đoạn xảy ra trước khi lọc và dao động trong
giới hạn rộng. Máy lọc chân không dạng thùng quay có hiệu quả nhất khi phân ly
huyền phù có nồng độ pha rắn cao hơn 2%.
Hình:Sơ đồ thiết bị lọc chân không dạng thùng quay tác động liên tục:
1,8- Thùng két có bộ khuấy trộn huyền phù; 2- Bơm đẩy huyền phù; 3- Bơm đẩy
huyền phù của chất lọc hỗ trợ; 4-Thùng két có bộ khuấy chất lọc hỗ trợ;
5- Bơm tuần hoàn; 6- Thùng két có bộ khuấy để chứa huyền phù khi trào ra;
7- Lọc chân không; 9- Thùng chứa phần lọc; 10- Bơm hút phần lọc; 11- Bình chứa
chất lọc đã được rửa; 12- Bơm hút phần lọc đã được rửa; 13- Bộ tách nước; 14-
Máy quạt gió; 15- Hộp áp kế; 16- Bơm chân không; 17- Bộ ngưng tụ; 18- Bộ thu

hồi;
I- Phương án chính để nối thiết bị phụ; II- Phương án kết hợp để huyền phù lắng
nhanh; III- Huyền phù của chất lọc hỗ trợ ở phương án hoạt động có lớp bồi tích;
IV- Phương án kết hợp thu hồi; V- Phương án kết hợp bộ ngưng tụ; VI-Phương án
kết hợp bộ thu hồi và bộ ngưng tụ
Tuy nhiên khi cô sơ bộ huyền phù bằng phương pháp lắng hay nhờ bộ xoáy
thuỷ lực có thể đạt hiệu suất lọc cao nhất. Khi lọc các chất trung hoà, năng suất
đơn vị tính theo huyền phù là 2 ÷3 m
3
/(m
2
⋅h), đối với các chủng nấm mốc - gần 1,
10
Kỹ Thuật thực phẩm 1
còn đối với chủng vi khuẩn- đến 0,2 m
3
/(m
2
⋅h). Điều đó có thể giải thích ở chỗ
khối lượng mixen được tách ra một cách trực tiếp trong các phòng chân không
dạng thùng quay, khi đó các tế bào nấm men và tế bào vi khuẩn chưa có lớp bồi
không được lọc, còn khi bồi đắp lớp lọc và bổ sung 4 ÷ 8% peclit, điatomit hay
chất tác nhân tăng phẩm chất lọc vào chất lỏng canh trường, năng suất đơn vị lọc
có thể đạt 0,2 m
3
/(m
2
⋅h).
Thùng quay được phân chia ra thành một số khoang mà trong một vòng các
khoang này trực tiếp qua bốn vùng, là những vùng cơ bản trong thiết bị lọc chân

không dạng thùng quay. Các khoang của thùng quay được bao phủ bỡi tấm đột lỗ
và bị kéo căng bởi vật liệu lọc. Số vòng quay của thùng được thay đổi nhịp nhàng
trong giới hạn từ 0,13 đến 3 vòng/phút. Thùng quay được lắp trong các ổ đặc biệt.
Tấm đáy dưới thùng có máng chảy và máy khuấy lắc hoạt động nhờ bộ dẫn động
riêng biệt có số vòng quay đến 0,3 vòng/phút.
Máy lọc chân không dạng thùng quay được thiết kế theo chế độ nạp liệu đến 1/3 và
2/3 đường kính, phụ thuộc vào các tính lắng đọng của huyền phù. Góc nạp liệu tối
ưu của thùng quay bằng 130÷149
0
.
Hoạt động của thiết bị lọc chân không được tiến hành như sau: Chất lỏng canh
trường từ thùng chứa được đẩy vào tấm đáy, tại đây mực chảy lỏng được giữ
không đổi. Quá trình lọc được thực hiện trong bốn vùng theo chu kỳ quay của
thùng
11
Kỹ Thuật thực phẩm 1
Trong vùng I (130 ÷149
0
), lọc dưới chân không xảy ra qua lớp trên thùng và
đồng thời chất cặn nằm trên đó. Trong vùng II (54 ÷ 55
0
), cặn được sấy khô do đó
bị hút vào, không khí mang ẩm từ chất cặn. Ở vùng III (90 ÷100
0
) tiến hành rửa
chất cặn bằng xối nước hay dung dịch rửa khác. Ở vùng IV (85 ÷55
0
), không khí
được vào bên trong địa phận để tiến hành thổi và làm rời chất cặn và tiến hành làm
sạch bộ lọc khỏi chất cặn để khôi phục lại các tính chất lọc của nó.

Hệ tạo chân không gồm bơm chân không, các thùng chứa phần lọc, nước rửa
và bộ thu hồi. Loại bỏ chất cặn khỏi bộ lọc được thực hiện bằng một số phương
pháp, phụ thuộc vào các tính chất của lớp cặn. Sử dụng cào để loại khối mixen dễ
bóc ở dạng lớp dày, đối với các lớp tế bào vi khuẩn dạng mỏng và dính dùng trục
cán và để loại chất cặn có bề dày trung bình và lớn thường sử dụng dây cào.
Bộ lọc được chế tạo bằng thép không rỉ, chất dẻo và các vật liệu được bọc
caosu, cho nên có thể ứng dụng chúng để lọc các huyền phù có tính ăn mòn ở nhiệt
độ từ 0 đến 50
0
C.
12
Kỹ Thuật thực phẩm 1
Chọn năng suất của bơm chân không xuất phát từ định mức tiêu hao không khí
có rửa hay không rửa chất cặn mà có bề mặt lọc tương ứng: 0,5 ÷ 2 và 0,4 ÷ 1,4 m
3
trên 1 m
2
. Trong trường hợp lọc các huyền phù độc, dễ nổ, ví dụ sau khi làm lắng
enzim từ dung dịch rượu hay axeton tốt nhất là ứng dụng bộ lọc chân không dạng
khí. Với mục đích ngăn ngừa sự tạo ra hỗn hợp dễ nổ với không khí, nạp khí trơ
dưới áp suất dư 10 kPa vào phần trên của thiết bị.
Không khí dưới áp suất 50 ÷100 KPa được nạp vào thiết bị để thổi chất cặn và
hoàn nguyên vải lọc, tiêu hao không khí từ 0,1 đến 0,5 m
3
/ m
2
.
Đặc tính kỹ thuật của thiết bị lọc chân không dạng thùng quay

13

Kỹ Thuật thực phẩm 1
Đặc tính kỹ thuật của các máy lọc chân không ghép kín dạng thùng quay


Ứng dụng vận hành:
Bùn từ ngăn lắng liên tục được đưa vào bồn chứa rồi được trộn thêm với bã mía
đã được khuếch tán nhỏ bơm lên máng bùn nằm phía dưới hệ thống lọc thùng
quay. Một phần của thùng quay được nhúng vào trong nước bùn , nhờ lực hút chân
không bùn bám lên bề mặt trống và được giữ lại trên 1 lớp lưới bên ngoài còn dịch
đường được hút vào bên trong.Khi thùng quay liên tục tới máng xối nước nóng,
bùn được rửa ngọt triệt để rồi hút tiếp cho khô trước khi tới lưỡi cạo. Bùn được cạo
ra khỏi trống theo băng tải ra ngoài. Thùng quay làm việc liên tục.
14
Kỹ Thuật thực phẩm 1
Các thông số vận hành:
•Tốc độ quay của trống 0.2 vòng/phút
•Độ chân không 430-533mmHg
• Nhiệt độ nước bùn lọc 90
o
C
•Lượng nước rửa bùn so với bùn lọc là 150-200%
•Ẩm bùn 60-70%
15
Kỹ Thuật thực phẩm 1

Ứng dụng trong thực tế:
Thiết bị lọc chân không kiểu thùng quay của hãng Dorr Olive. Thường được
dùng trong hệ thống lọc bùn ở các nhà máy đường.
Hình: Máy lọc trống chân không dạng thùng quay trong thực tế
Nguyên lý hoạt động:

- Nước mía có những tạp chất (gọi là nước bùn) lấy từ hệ thống lắng sẽ được 1 loại
bơm màng hút lên 1 thùng trộn. Ở đây nước bùn sẽ được trộn với bã mía (loại mịn
đã qua hệ thống sàng bã mía) tạo 1 hỗn hợp hơi sệt.
- Trên bề mặt tròn của trống lọc có 1 lớp lưới mịn, trống lọc quay liên tục với vận
tốc rất thấp (0.1-1 vg/ph), phía dưới lưới lọc có áp suất chân không. Do vậy hỗn
hợp sệt kia sẽ được hút lên lưới. Độ dày của lớp bùn này phụ thuộc vào tốc độ
quay của trống lọc. Tốc độ quay hiệu chỉnh bằng biến tần hoặc VS motor.
16
Kỹ Thuật thực phẩm 1
- Nước mía lẫn trong bùn được rút vào trong ống hút chân không. Khi đến đỉnh thì
phần nước đã rút gần hết. Ở vùng 9-12h người ta lại cho vòi phun nước nóng vào
để rửa bánh bùn, thu hồi lại 1 phần đường còn sót trong bùn. Có 2 loại vòi phun ở
đây: 1 loại phun tia, 1 loại phun xoáy thành bụi nước.
- Tiếp tục quay đến vị trí 4h thì bánh bùn được lưỡi gạt gạt bỏ bùn ra ngoài. Sau đó
lưới lọc lại được rửa nước lần nữa để làm sạch lưới.
(9h, 12h, 4h là vị trí tương đối trên trống lọc như ta nhìn đồng hồ khi ta đứng về
phía chiều quay của trống lọc cùng chiều kim đồng hồ).
Các loại lọc khác:
Trong nhà máy đường có dùng 1 loại lọc nữa là lọc vải. Lọc kiểu này cũng cần
có chân không nhưng không cần bã mía mịn. Công suất hệ thống lọc vải thấp hơn
máy lọc thùng quay.


Ưu, nhược điểm của lọc thùng quay:
- Ưu: Công suất lớn, thiết bị chiếm ít diện tích. Lưới lọc bằng inox nên độ bền cao
hơn lưới vải. Nên hay được dùng trong nhà máy đường công suất lớn.
- Nhược: Đắt tiền, cần thêm hệ thống lấy bã nhuyễn và hệ thống trộn bã.
 
17
Kỹ Thuật thực phẩm 1

Tài Liệu Tham Khảo:
[1] />[2] />[3] Giáo trình Kỹ thuật thực phẩm 1
18
Kỹ Thuật thực phẩm 1
BẢNG PHÂN CÔNG VIỆC
Huỳnh Kim Thi 2005100285 Tìm tài liệu
Đặng Thị Phương Thúy 2005100291 Tìm tài liệu
Bùi Bảo Lân 2005100246 Tổng hợp tài liệu
Nguyễn Minh Quang 2005100273 Đánh máy, chỉnh sửa
Trần Thị Thu Thủy 2005100468 Tìm tài liệu
Phạm Đăng Thiện 2005100 Tổng hợp tài liệu
19
Kỹ Thuật thực phẩm 1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN














20