Đề tài máy lọc ép khung bản

Máy lọc ép khung bản
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN KỸ THUẬT THỰC PHẨM
    
TÊN ĐỀ TÀI
GVHD:Đào Thanh Khê
Lớp :01ĐHTP3 Nhóm :1
SVTH: Trần Thị Xuân Tài 2005100276
Nguyễn Thảo Hiền 2005100187
Nguyễn Thị Ngọc Lựa 2005100326
Nguyễn Thị Vân 2005100448
Dương Thị Phương Vi 2005100149
Đào Thị Hồng Hà 2005100006
Ngày 30 tháng 5 năm 2012
Kỹ thuật thực phẩm 1 1
Máy lọc ép khung bản
BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC
HỌ VÀ TÊN Phân công công việc Chữ kí
Đào Thị Hồng Hà Nguyên lý hoạt động
Nguyễn Thảo Hiền Cấu tạo
Trần Thị Xuân Tài Chức năng các bộ phận
Nguyễn Thị Ngọc
Lựa
Nguyên lý hoạt động,Tổng
hợp
Nguyễn Thị Vân Các điều kiện kỹ thuật
Dương Thị Phương
Vi
Nguyên lý hoạt động
Kỹ thuật thực phẩm 1 2

Máy lọc ép khung bản
M c l cụ ụ
Lời nói đầu
I. CẤU TẠO
II. CHỨC NĂNG CÁC BỘ PHẬN
III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
IV. CÁC ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT
1. Bổ sung bột trợ lọc
2. Chọn phương pháp rửa bã
3. Thông số kỹ thuật
4. Yêu cầu kỹ thuật trong vận hành, lắp đặt
Phụ lục
Tài liệu tham khảo
Kỹ thuật thực phẩm 1 3
Máy lọc ép khung bản
Lời mở đầu
Máy lọc ép khung bản là máy lọc ép sử dụng áp suất và sức nén ép để giảm
thể tích của chất lỏng ( dạng lỏng). Máy ép khung bản là giải pháp tách chất rắn
và lỏng được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như hóa chất, chế
biến thực phẩm, nhuộm, thuộc da, mạ, khai mỏ, xử lý nước thải công nghiệp, đô
thị, nước thải giấy, mía đường, luyện khoáng, dầu ăn, bột giấy
Thiết bị loại này ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu cũng
như trong thực tiễn. Máy được thiết kế làm việc theo nguyên tắc gián đoạn. Tuy
nhiên, muốn làm việc liên tục người ta phải lắp thêm một bộ phận vận hành phụ
trợ.
Một số Model có thể lựa chọn:
Model SCS: Máy ép khung bản làm việc theo chu trình tự động đóng khung
bản, bơm chất lỏng, thổi khí và tự động mở ra. Khâu lấy nguyên liệu ép sử
dụng bằng tay.
Model ACS: Máy ép khung bản tự động cho phép tự động đóng khung bản và

bơm chất lỏng, thổi khí và tự động mở ra. Ngoài ra máy có chức năng lắc
khung bản để nguyên liệu dễ dàng tách rời
Model AWS: Máy ép khung bản tự động cho phép tự động đóng khung bản
và bơm chất lỏng, thổi khí và tự động tách từng tấm khung bản để lấy bùn.
Ngoài ra máy có chức năng lắc khung bản để nguyên liệu dễ dàng tách rời,
thuận lợi cho việc lấy bánh . Và chức năng tự động rửa vải lọc.
Model MSCS: Có chức năng tương tự model SCS, có bổ xung tính năng ép
khung bản. Cho phép loại bỏ chất lỏng được nhiều hơn, và bánh khô hơn.
Model MAWS: Có chức năng tương tự model AWS, có bổ xung tính năng ép
khung bản. Cho phép loại bỏ chất lỏng được nhiều hơn, và bánh bùn khô hơn
Kỹ thuật thực phẩm 1 4
Máy lọc ép khung bản
I. CẤU TẠO:
Thiết bị lọc ép được cấu tạo bởi bộ phận chủ yếu là khung và bản. Khung và
bản thường được chế tạo với tiết diện vuông, xung quanh hình thành bề mặt
phẳng nhẵn nô lên tạo sự tiếp xúc bít kín lúc ghép khung và bản. Kết cấu của
khung và bản được biểu diễn trên (H.1.1). Khi tiến hành lọc người ta ép chặt
các khung bản để giữ áp suất lọc không làm rò rỉ ra ngoài ; vì thế người ta mới
gọi là thiết bị lọc ép.
5 2 1 3 6 7 8
4
9
Hình 1: cấu tạo của máy lọc khung bản
1. Khung 4. Chân đỡ 7. Thanh nằm ngang
2. Bản 5. Đáy cố định 8. Tay quay
3. Vải lọc 6. Đáy di động 9. Máng tháo bã
II. CHỨC NĂNG CÁC BỘ PHẬN:
Thiết bị lọc ép khung bản được mô tả trên hình 1. Khung giữ vai trò chứa bã
lọc và là nơi nhập huyền phù vào. Bản tạo ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn nước
lọc hoặc là các lỗ lọc. Người ta xếp liên tiếp các khung và bản lên chân đỡ 4.

Nhờ hai tai trên khung và bản tì lên hai thanh dọc của chân đỡ. Bản lọc đầu trên
5 với một bên bề mặt lọc được gọi là đáy cố định, tiếp theo là khung 1 và bản 2
cuối cùng là bản 6 với một mặt lọc được gọi là đáy di động. Giữa khung và bản
là vách ngăn lọc với vải lọc 3. Ép chặt khung với bản với lực F bằng cơ cấu vít
đai ốc được thực hiện bởi tay quay 8. Toàn bộ thiết bị lọc khung bản được đặt
trên chân đỡ 4. Lỗ dẫn huyền phù nhập liệu của khung và bản nối liền tạo thành
ống dẫn nhô ra để ghép với hệ thống cấp liệu. Nước lọc từ bản chảy xuống
được lấy ra theo van vào máng tháo bã 9.
Kỹ thuật thực phẩm 1 5
Huyền phù
Nước lọc
Nước rửa
Máy lọc ép khung bản
Lực ép khung bản cần đạt được:
P ≥ Q
1
+ Q
2
Q
1-
lực áp suất của huyền phù
Q
2
- lực ép tại bề mặt tiếp xúc của khung và bản
Q
2
= p
t
F
t

P
t
– áp suất tiếp xúc, thường lấy p
t
≥ 3p
1
, (p
1
áp suất lọc)
F
t
– diện tích bề mặt tiếp xúc.
III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
Đây là thiết bị lọc áp lực làm việc gián đoạn nghĩa là nhập liệu vào liên tục,
nước lọc tháo ra liên tục nhưng bã được tháo ra chu kì.
Khung và bản được xếp liên tiếp nhau trên giá đỡ. Giữa khung và bản là
vách ngăn lọc. Ép chặt khung và bản nhờ cơ cấu đai vít xoắn nhờ tay quay.
Huyền phù theo ống dẫn đi vào thiết bị, phân ra theo số lượng khung tràn vào
khoang ống. Dưới áp suất nước lọc đi qua vách ngăn lọc theo các rãnh chảy
xuống và nhờ van tháo ra ngoài. Pha rắn bị giữ lại trên bề mặt vách ngăn lọc và
chứa trong khung. Khi các khung đã đầy bã , thì dừng quá trình lọc và tiến hành
quá trình rửa bã. Việc rửa bã có thể thực hiện xuôi chiều giống như quá trình
lọc, hoặc rửa bã ngược chiều như mô tả hình 3. Nước rửa bã vào bản và ra bản
khác. Trong trường hợp này quá trình rửa thực hiện với chiều dày lớp bã gấp
đôi.
Kỹ thuật thực phẩm 1 6
Khung
Bản
Máy lọc ép khung bản
Hình 3: nguyên tắc rửa bã ngược chiều.

Trong quá trình lọc, chất rắn trong huyền phù được giữ lại nhờ một lớp vật
liệu lọc (giấy lọc hoặc màng bán thấm). Chiều cao lớp chất rắn này tăng theo
thời gian và tạo thành một lớp bánh lọc có tác dụng như một lớp màng lọc mới
làm tăng chất lượng của quá trình lọc. Độ lọc hiệu dụng phụ thuộc vào kích cỡ
hạt rắn và chiều cao của lớp bánh lọc. Vật liệu lọc ban đầu có tác dụng giữ và
tạo thành bánh lọc. Bên trong vật liệu lọc không xảy ra quá trình tách giữ, có
nghĩa là các tiểu phân nhỏ hoặc được lưu trên lớp bánh lọc hoặc được chui qua.
Dịch lọc ban đầu không trong suốt vì các tiểu phân nhỏ đã chui qua vật liệu
lọc. Chỉ khi nào các hạt chất rắn kết tụ lại thành các lỗ rất nhỏ trên vật liệu lọc
thì chất lượng lọc mới tốt được. Song ở đây các hạt giữ lại cũng tạo ra một sự
cản trở của dòng chảy khi lọc. Độ cản trở tăng theo chiều cao của lớp bánh lọc.
Muốn đảm bảo tốc độ lọc nhanh, người ta phải tăng sự chênh lệch về áp suất
qua màng và đến một chiều cao bánh lọc nhất định nào đó phải ngừng quá trình
Kỹ thuật thực phẩm 1 7
Máy lọc ép khung bản
lọc lại để lấy chất rắn ra. Phương pháp này ứng dụng cho hỗn hợp lọc có chứa ít
nhất 3 - 5% chất rắn và các chất rắn tạo ra các lớp có lỗ hổng.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc ép khung bản được diễn tả theo sơ đồ
hình 4. Thiết bị lọc ép làm việc gián đoạn nên thời gian từ lúc bắt đầu lọc cho
đến khi tháo bã xong được gọi là chu kỳ lọc và được tính:
τ
k
= τ + τ
r
+ τ
p
τ ,τ
r
, τ
p

tương ứng thời gian lọc, thời gian rửa bã và các thời gian thao tác
phụ (tháo bã tái sinh vải lọc, lắp khung bản…). Từ đây năng suất của thiết bị:
V
s
= =
V – Lượng nước lọc thu được trong thời gian lọc τ
Muốn tăng năng suất thiết bị lọc ép, cần giảm thời gian phụ τ
p,
do vậy người
ta lấy đạo hàm của năng suất V
s
theo lượng nước lọc riêng và cho bằng không
rồi giải ra tìm được điều kiện để nhận v=
Diện tích bề mặt nước lọc trong thiết bị lọc ép khung bản:
S = 2 n (a)
2
n- Số khung của thiết bị.
a- Kích thước của khung (lòng trong)
Hình 4
Giải phương trình lọc và tìm diện tích bề mặt S, rồi tính ra số lượng khung,
trên cơ sở đã chọn kích thước a. Số lượng bản gồm: (n – 1) bản 2 mặt, bản di
động 1 mặt và bản cố định 1 mặt.
Tính toán thiết bị được tiến hành theo các bước:
Kỹ thuật thực phẩm 1 8
Máy lọc ép khung bản
- Nghiên cứu đặc tính dịch huyền phù, nhằm xác định khối lượng riêng pha
lỏng, độ nhớt, kích thước hình dạnh hạt pha rắn, khối lượng riêng, nồng độ và
đặc tính của bã lọc và của huyền phù.
- Trên cơ sở đó chọn loại vách ngăn lọc và quyết định trị số áp lực lọc, tốt
nhất theo số liệu thực nghiệm hoặc kinh nghiệm của sản xuất. Theo trị số áp

suất lọc, biết được độ ẩmcủa bã lọc tạo thành.
- Tính cân bằng vật chất theo yêu cầu của công nghệ sản xuất, tức là nồng độ
cho phép còn lại trong nước lọc,
- Chọn các giải pháp kỹ thuật để thực hiện thành công các yêu cầu của công
nghệ về số lượng và chất lượng, ví dụ: gia nhiệt cho huyền phù, bổ sung bột
trợ lọc, lắp đặt thêm cánh khuấy chống sa lắng, chọn phương pháp tạo áp suất
v.v…
- Giải phương trình lọc, tìm thời gian lọc
- Chọn phương trình rửa bã và tính thời gian rửa bã
- Các giải pháp để giảm thời gian thao tác phụ rồi quy định τ
p
- Tính chu kỳ lọc
- Tính thể tích nước lọc, từ đó suy ra diện tích bề mặt lọc S
- Chọn kích thước khung bản và tính số lượng khung bản
- Bố trí kết cấu thiết bị và tính bền các chi tiết bộ phận
- Tính tổn thất áp suất và chọn máy bơm với công suất cần thiết
- Thiết kế chi tiết các bộ phận
- Tính hiệu suất của quá trình lọc
Thiết bị lọc ép làm việc gián đoạn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực
sản xuất. Ngoài ra, người ta còn sử dụng các thiết bị lọc gián đoạn khác như:
thiết bị lọc tấm với động lực của quá trình được tạo ra bằng máy nén hay bơm
chân không. Lọc tấm có thể chế tạo dạng nằm ngang hoặc thẳng đứng với các
tấm lọc hình trụ hay chữ nhật hay tròn. Tấm lọc là một khung rỗng có đục lỗ
với lớp vách ngăn lọc bên ngoài.
IV. CÁC ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT:
1. Bổ sung bột trợ lọc:
- Chất trợ lọc là một loại bột mịn được đưa vào để hỗ trợ cho quá trình lọc.
Chất trợ lọc có nhiệm vụ tạo thành trên bề mặt lọc một lớp bã bổ sung làm tăng
khả năng giữ pha rắn và giảm trợ lực của pha lỏng
- Bột trợ lọc muốn thực hiện đúng nhiệm vụ của mình cần thỏa mãn các

yêu cầu sau:
+ Tạo được trên bề mặt lọc lớp bã có độ xốp lớn nhưng kích thước lỗ xốp
bé
Kỹ thuật thực phẩm 1 9
Máy lọc ép khung bản
+ Bề mặt riêng của bột trợ lọc không lớn lắm(vì bề mặt riêng lớn thì kích
thước hạt bé và trở lực lớn)
+ Giới hạn thành phần cỡ hạt của bột trợ lọc trong phạm vi hẹp(tức là
kích thước cỡ hạt tương đối đồng nhất)
+ Khối lượng riêng bột trợ lọc không lớn lắm(vì khối lượng riêng lớn tạo
ra sự phân lớp trong huyền phù)
+ Độ nén ép dưới áp suất không lớn lắm
+ Không hòa tan và trợ hóa học với pha lỏng của huyền phù. Người ta có
hai cách để sử dụng bột trợ lọc: hòa bột trợ lọc vào huyền phù(khoảng
0.01-0.04 huyền phù đem lọc). Cách thứ 2 là phủ lớp bột trợ lọc lên bề
mặt(thường dùng cho thiết bị lọc gián đoạn) với chiều dày khoảng 0.8-
2.5mm(tương đương với khối lượng 0.1-0.75kg/m
2
). Trong các thiết bị lọc
liên tục người ta thường pha bột trợ lọc vào huyền phù rồi tiến hành lọc với
tốc độ lớn.
- Trong sản xuất người ta thường dùng nhiều loại bột trợ lọc khác nhau như
diatomit, perolit,amilang,xenllulose,mùn cưa,than gỗ,than hoạt tính…
2. Chọn phương pháp rửa bã:
- Lọc là quá trình phân riêng hệ không đồng chất nhằm thu hồi pha liên
tục và pha phân tán. Cho nên sau khi lọc cần tiến hành quá trình rửa bã. Việc
rửa bã có thể thu hồi pha lỏng quý ( các chất hoà tan) hoặc làm sạch pha rắn,
để được thực hiện theo cơ chế khuyếch tán. Như vậy rửa bã là quá trình trích ly
các chất hòa tan còn nằm trong pha rắn chuyển vào nước rửa, cho nên theo
nguyên lí,, quá trình rửa diễn biến phức tạp hơn lọc.

- Nghiên cứu và thực hiện rửa bã nhằm xác định được lượng nước rửa ít
nhất,trong khoảng thời gian ngắn nhất,thu hồi được pha rắn sạch nhất hoặc thu
hồi được các chất hòa tan cao nhất.
- Người ta thường sử dụng hai phương pháp rửa bã chủ yếu sau đây: hòa
bã lọc vào nước rửa, tạo dịch huyền phù mới rồi đem lọc lại. Tiến hành cho
dòng nước rửa đi qua máy lọc ngay sau khi lọc. Dòng chảy của nước rửa có thể
cùng chiều hoặc ngược chiều với dòng nước lọc.
Kỹ thuật thực phẩm 1 10
Máy lọc ép khung bản
- Rửa bã là quá trình phức tạp trong đó chiu ảnh hưởng của nhiều yếu tố
như: kích thước,hình dạng vật rắn, tốc độ dòng nước rửa, độ xốp lớp bã,chiều
dày lớp bã và tính chất của nước rửa.
3. Thông số kỹ thuật
Máy
được
thiết
kế
hoàn
chỉnh, tự động hoàn toàn, tự động xả bã sau khi độ ẩm đạt được cần thiết.
Bản lọc được làm vật liệu COMPOSITE và có kích thước tiêu chuẩn
600x600, 800x800, 1000x1000
- Khung được chế tạo bằng thép khung sơn EPOXY.
- Độ ẩm sau ép đạt 65-75%.
- Độ dày tiêu chuẩn là 35mm.
- Số lượng bản lọc có thể thay đổi tùy theo công suất.
- Vải lọc chất liệu PP nhập khẩu từ TAIWAN.
- Máy gọn nhẹ, vệ sinh dễ dàng.
- Máy bơm: 0,26 W, 1,5 A
-Thể tích thùng chứa huyền phù và dịch lọc: 200L
4. Yêu cầu kỹ thuật trong vận hành, lắp đặt

Kích thước: ~ 1.600 x 800 x 1.000 (D x R x C – mm), chiều cao chân
400mm, cho loại 500 l/giờ.
Kích thước bản lọc: 600 x 600 – mm.
Số lượng bản lọc: 20 bản, được lắp thành 10 cặp, mỗi cặp 02 bản.
Độ ẩm nguyên liệu ~ 90%, độ ẩm sản phẩm ~ 30%.
Kỹ thuật thực phẩm 1 11
Vòng lọc Press
Kích
thước
(dia.)
Tấm
Diện tích bộ
lọc (ft
2)
Vật liệu
Bùn Công suất 1-
3 "Frames
12 " 4-30 2-20
Carbon,
Không gỉ
316,
316L, 304,
304L
0.18 - 2,70
18 "
12-60 19-95 0.94 - 12,17
24 " 30-80 83 - 221 3,84 - 28,80
30 "
30-80 128 - 342 5,76 - 43,20
Máy lọc ép khung bản

Năng lượng Điện: ~ 3 kw cho loại 500 l/giờ
Nguyên liệu: các loại thực phẩm cần tách ẩm để bảo quản, bùn từ hệ thống
XLNT
Kỹ thuật thực phẩm 1 12
Máy lọc ép khung bản
CÁC PHỤ LỤC:
Một số loại máy lọc khung bản phổ biến hiện nay
• Máy lọc khung bản KHS - Mã số FT01

• Máy ép bùn Chishun

Kỹ thuật thực phẩm 1 13
Máy lọc ép khung bản
Tài l i u th a m k h oệ ả
[1]
[2] />[3] />[4] Bài giảng kỹ thuật thực phẩm 1, Trường Đại Học Công Nghiệp Thực
Phẩm tp.HCM
Kỹ thuật thực phẩm 1 14