PHẦN I
ĐẶT VẤN ĐỀ
Chế biến nông sản là một ngành sản xuất được nhiều nước trên thế giới
quan tâm. Hiện nay nhiều nước trên thế giưới đã không ngừng đầu tư công sức
cho lĩnh vực nghiên cứu, chế tạo ra các công nghệ thiết bị phục vụ vho việc bảo
quản và chế biến nông sản. Đây không chỉ là ngành sản xuất mang lại nhiều lợi
nhuận cho nhà đầu tư mà nó góp phần tạo việc làm, tăng thu nhập cho người
nông dân, cải thiện đời sống góp phần xoá đói gảm nghèo, giải guyết một số vấn
đề xã hội.
Chế biến, bảo quản nông sản là một ngành sản xuất đã có từ lâu đời. Ngay
từ khi mới thu hoạch về con người đã nghĩ ngay tới việc bảo quản chúng để dữ
trữ sử dụng được trong một thời gian lâu dài. Không những sản xuất nông sản
ngày càng tăng mà nhu cầu của xã hội về những sản phẩm mới có chất lượng tốt
ngày càng cao nó đã thúc đẩy ngành công nghiệp chế biến, bảo quản nông sản
ngày càng phát triển. Nó không chỉ đơn thuần là ngành sản xuất, bảo quản nông
sản thuần túy như trước đây, ứng dụng những tiến bộ khoa học vào sản xuất, sử
dụng công nghệ mới nó làm cho sản phẩm nông sản ngày càng phong phú đa
dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.
Nhận thức được vai trò quan trọng của việc sản xuất chế biến nông sản ở
nước ta trong những năm gần đây Nhà Nước quan tâm đầu tư cho việc nghiên
cứu chế biến nông sản phẩm. Nó không chỉ tạo ra nguồn lợi nhuận lớn mà nó
còn góp phần giải quyết việc làm cho người nông dân, đây là một vấn đề rất cấp
bách của nước ta hiện nay, nhờ có những chính sách đún đắn mà ngành chế biến
nông sản ở nước ta đã đạt được niều thành tựu đáng kể.
Hiện nay phục vụ cho việc bảo quản chế biến nông sản người ta sủ dụng
nhiều công nghệ khác nhau như: Máy sấy,máy nghiền, máy trộn, máy định hình,
máy làm sạch, máy cắt thái,… và người ta sử dụng nhiều loại máy kết hợp với
nhau để sản xuất ra được mọtt sản phẩm. Thực phẩm đơn thuần không thể đáp
ứng được nhu cầu của thị trường do đó thục phẩm tổng hợp ngày càng được phát
triển và tỏ ra có ưu thế hơn hẳn so với sản phẩm gốc, để chế biến ra được các
thực phẩm tổng hợp đó thì máy trộn có một vai trò quan trọng trong việc khuấy
trộn làm đều hỗn hợp “ Trộn là một quá trình kết hợp khối lượng các vật liệu lại
với nhau tạo thành một hỗn hợp đồng nhất”. Hiện nay máy trộn được phổ biến
trong các dây chuyền công nghệ chế biến
1
PHẦN II
NHIỆM VỤ, YÊU CẦU ĐỐI KỸ THUẬT VỚI MÁY KHUẤY TRỘN
2.1 Nhiệm vụ:
- Khuấy trộn các thành phần nguyên liệu đã được định sẵn thành 1 hỗn hợp
đồng đều
- Tăng cường các quá trình hóa học, sinhh học trong quá trình chế biến thực
phẩm
- Tăng cường quá trình trao đổi nhiệt khi chế biến thực phẩm
- Hòa tan chất này vào chất khác ( hoà tan muối, đường với các chất khác)
2.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với máy quay trộn
- Đảm bảo chất lượng trộn cao (đặc trưng là độ đồng đều), nhất là khi trộn
hỗn hợp có những thành phần với tỉ lệ rất ít. Độ trộn đồng đều có 1 ý nghĩa rất
lớn trong việc bảo đảm phẩm chất, giá trị của sản phẩm đầu ra.
- Có khả năng trộn được ccác hỗn hợp khô, ẩm
- Có năng suất cao và chi phí năng lượng dùng thấp. Hiện nay, hầu hết các
máy khuấy trộn đều có mức chi phí năng lượng riêng còn cao, trên 1,5 Kh/T
2.3 Phân loại
- Có nhiều cách để phân loại máy khuấy trộn như phân loại theo nguyên lý
cấu tạo, theo bố trí bộ phận trộn, theo số bộ phận trộn, theo cách làm việc, theo
tính chất của sản phẩm đầu ra…v.v
2.3.1 Phân loại theo nguyên lý cấu tạo
- Máy trộn có bộ phận trộn quay:
+ Máy trộn kiểu vít
+ Máy trộn kiểu cánh quạt
+ Máy trộn kiểu hành tinh
+ Máy trộn kiểu cánh gạt
- Máy trộn thùng quay:
+ Máy trộn kiểu trống
+ Máy trộn kiểu côn
- Máy trộn - định mức phối hợp
2.3.2 Phân loại theo cách bố trí bộ phận trộn
+ Máy trộn kiểu vít hay cánh gạt ngang
+ Máy trộn kiểu vít hay cánh gạt đứng
+ Máy trộn kiểu vít nghiêng
2.3.3 Phân loại theo số bộ phận trộn
+ Máy trộn kiểu đơn, kép
+ Máy trộn kiểu thùng , đơn, kép
2
2.3.4 Phân loại theo cách làm việc
+ Máy trộn liên tục
+ Máy trộn gián đoạn
2.3.5 Phân loại theo tính chất sản phẩn
+ Máy trộn khô
+ Máy trộn nước
+ Máy trộn ướt
3. Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo của máy khuấy sản phẩm rời,
dẻo
3.1 Nguyên lý làm việc
Hầu hết các máy khuấy trộn đựơc dùng trong công nghệ chế biến thực phẩm
hiện nay đều làm việc theo nguyên lý khuấy trộn hỗn hợp nguyên liệu bằng các
cơ cấu quay. Cơ cấu quay có thể là thùng ( Trống ) quay hoặc là bộ phận trộn
quay như vít quay, cánh gạt, cánh quạt, hành tinh ( hay là máy trộn vít xoắn
nghiêng )…v.v
3.2 Nguyên lý cấu tạo
3.2.1 Máy có bộ phận quay
Đây là loại máy phổ biến trong nông nghiệp. Cấu tạo của máy gồm có thùng
chứa cố định và bộ phận khuấy trộn. Bộ phận khuấy trộn có thể là các dạng sau:
Một vít đứng quay trong thùng chứa có dạng nón cụt ( Cũng có thể là phần
trên hình trụ phẩn dưới nón cụt ). Ngoài ra còn có phễu cấp liệu, ống xã liệu, bộ
phận động lực va truyền động thường được bố trí trên nóc máy. Hỗn hợp nguyên
liệu đổ vào máy qua phễu cấp liệu được vít chuyển lên sau rơi tự do xuống. Khi
vít trộn quay hỗn hợp nguyên liệu tiếp tục được xáo trộn. Sau thời gian vài phút
hỗn hợp được trộn đều va thoát qua ống xã. Máy trộn kiểu này chỉ làm việc gián
đoạn, từng mẻ một. Điều chỉnh độ trộn đều bằng cách chỉnh thời gian trộn nhanh
hay chậm trong giới hạn cho phép. Chất lượng trộn tốt đối với nguyên liệu khô
còn đối với nguyên liệu ẩm ướt chất lương trộn tương đối kém .
Một ( hay hai ) vít ngang quay trong thùng chứa để trộn được liên tục, phải
có chiều dài đủ lớn để vít chuyền và xáo trộn hỗn hợp từ của nạp liệu tới của xã,
bảo đảm độ trộn đều. Máy trộn vít ngang có thể làm việc liên tục, trộn hỗn hợp
khô hoặc ẩm. Nhưng hệ số chứa hạn chế 40%-50% thề tích thùng chứa loại vít
trộn còn có loại dãi xoắn kép, loại vít khuyết.
3.2.2 Máy trộn có thùng quay
- Loại cánh gạt: Cấu tạo của máy có thể có một hay hai trục cánh gạt trên
đó được lắp nhiều cánh gạt ( các cánh gạt thông thường được bố chí so le nhau
3
dạng xoán ), có thể có trục ngang hay trục đứng, làm việc như bộ phận vít
ngang. Loại máy này phù hợp với khi trộn các hỗn hợp ẩm và nhão
- Loại cánh quạt: Máy gồm thùng quay trong đó có bộ phận trộn là cánh
quạt
- Máy trộn thùng quay có trống nằm ngang: Máy gồm trống nằm ngang
quay với tốc độ chậm, bên trong trống có đặt vít nằm ngang theo trống để xáo
trộn hỗn hợp khi trống quay, bộ phận dẫn động và bộ phận đỡ. Nguyên liệu
được đổ vào trống qua của nạp. Máy có thể bố trí một vít để xã hỗn hợp qua của
thoát. Máy có thể trộn được hỗn hợp khô va ướt, làm việc gián đoạn.
So sánh hai loại máy trộn ta thấy: Loại máy trộn có bộ phận trộn quay có
chất lượng, dễ nạp va xã liệu, dễ sử dụng , làm việc liên tục được, có thể trộn
được hỗn hợp o nhiều trạng thái khác nhau: Khô, ẫm lõng nhưng máy có nhược
điểm lá khó làm sạch và tiêu thụ điện năng lớn. Còn loại máy trộn có thùng
quay về cấu tạo đơn giản, dễ làm sạch hơn nhưng có nhược điểm là tốc độ trộn
thấp, chỉ trộn gián đoạn, thể tích hữu ích thấp dùng để trộn vật liệu rời xốp, độ
kết dính nhỏ, cho phép làm dập nát, công suất máy thấp
3.3 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo các loại máy trộn
3.4 So sánh máy trộn sản phẩm rời, dẻo với máy trộn hỗn hợp lõng
Máy trộn sản phẩm rời, dẻo có tỉ lệ trộn đều cao hơn vì nó chịu ảnh hưởng
của chênh lệch khối lượng riêng ít hơn. Nhưng máy có cấu tạo phức tạp hơn so
với máy trộn sản phẩm lõng. Máy trộn hỗn hợp lõng có tính vạn năng cao hơn:
Có thể dùng để trộn, cũng có thể sử dụng như máy rủa…, ngoài ra có cấu tạo
đơn gian, vận hành tốt hơn
4. Tính toán một số chỉ tiêu về máy trộn
4.1 Cơ sở vật lý của quá trình trộn đều
Hiện nay quy trình công nghệ chế biến lương thực, thực phẩm để tạo ra
được một sản phẩm với các thành phần nguyên liệu khác nhau hầu hết người ta
cách trộn cơ khí với nguyên lý chung là khuấy trộn các thành phần thức ăn bằng
các cơ cấu quay
Trong thực tế cách trộn cơ khí không đạt đến lý tưởng vì đó là một quá trình
ngẫu nhiên chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Thực tế cho thấy khi trộn hỗn hợp
thành phần bột khô với những thành phần ẩm ( có độ ẩm tới 14%-15% ) lại tạo
ra được hỗn hợp đều hơn. Người ta phân tích cơ sở vật lý của quá trình trộn như
sau: Khi làm việc trong máy trộn diễn ra hai quá trình thuận ngịch. Quá trình
thuận góp phần tăng độ trộn đều. Quá trình nghịch gây ra hiện tượng phân lớp
làm giảm độ trộn đều. Hai quá trình đó diễn ra theo thời gian trộn, tới lúc hỗn
hợp đạt trạng thái “ cân bằng động lực” thì tỉ lệ thành phần mà ta xét trong mẫu
4
đo thực tế xẽ không thay đổi nũa nhưng ta vẫn tiếp tục trộn thì sau một thời gian
độ trộn đều sẽ giảm đi
4.2 Độ trộn đều K.
Độ trộn đều K là chỉ tiêu đánh giá chất lượng trộn hỗn hợp. Độ trộn đều
thường biểu diễn dưới dạng % hay chữ số thập phân. So sánh giữa tỷ lệ Ci của
một thành phần hỗ hợp sau khi trộn trong mẫu hỗn hợp thứ I với tỷ lệ Co của
thành phần đó được quy định trong hỗn hợp. Thành phần được trộn để xác định
độ trộn đều phải có tỷ lệ nhỏ nhất trong hỗn hợp.
4.2.1. Xác định độ trộn đều theo công thức Kafaro như sau:
+ Với những mẫu đo ni có Ci < Co
1 Ci
K
1
= x 100%
N
1
Co
Với những mẫu đo có Ci > Co
1 100 - Ci
K
2
= x 100%
N
2
100 – Co
+ Độ trộn đều K của hỗn hợp được xác định theo công thức:
K
1
+ K
2
K =
2
Như vậy độ trộn đều K thay đổi trong khoảng từ 0 – 100%. Với K = 100%
được gọi là độ trộn đều lý tưởng, nhưng trong thực tế đạt được độ trộn đều lý
tưởnglà rất khó khăn và hầu như không thể trộn được hồn hợp có độ trộn đều lý
tưởng.
4.2.2. Xác định độ trộn đều theo công thức lapsin A.A.
Cách tính này dựa vào nhận xét là khi độ chênh lệch của tỷ lệ thành phần Bi
trong từng mẫu với tỷ lệ thành phần Bo trong từng mẫu hỗn hợp mà bằng nhau.
Dù B1> Bo hay B1 < Bo thì độ trộn đều K tính ra giá trị tương tự nhau:
1 B
i
- Với B1 < Bo và B1 = Bo - thì : K =
N B
o
1 2B
o
- B
i
- Với B
1
> B
o
và B
1
= B
o
+ thì: K =
N B
o
Ta có thể thấy rằng:
B
i
B
o
-
+ Nếu B
1
< B
o
sẽ có: Kn = =
B
o
B
o
Theo công thức lapSin: Nếu 2 thành phần A,B trong hốn hợp có tỷ lệ bằng
nhau
5
A
o
= = 1 nghĩa là B
o
= 50%
B
o
Thì trị số độ trộn đều K thay đổi, trong khoảng 0 – 1 hay 0 – 100%
Nếu 1 thì khi B
o
rất nhỏ hoặc rất lớn, K sẽ biến đổi từ 0 - , như vậy
sử dụng K để đánh giá độ trộn đều là không thuận tiện.
4.3 Phân tích một số yếu tố ảnh hưởng đến đọ trộn đều
Có nhiểu nguyên nhân khác nhau ảnh hưởng đến độ trộn đều của hỗn hợp:
Thời gian trộn khối lượng riêng các chất đưa vào trộn, cấu tạo máy trộn, vận tốc
máy trộn, nhiệt độ, độ ẩm của nguyên liệu đầu vào, khối lượng nguyên liệu đem
vào trộn…, ta chỉ xét một số nguyên nhân chủ yếu sau
4.3.1 Thời gian trộn :t
Yếu tố thời gian ảnh hưởng rất lớn đến độ trộn đều K. Nói chung khi tăng
thời gian trộn thì độ trộn đều K tăng. Tuy nhiên K chỉ tăng đến một giá trị giới
hạn Kgh gần với K lý tưởng. Hiện nay có nhiều loại máy trộn có thể đạt được độ
trộn đều K lớn hơn 90% với thời gian chỉ mất từ t=3-5 phút. Nhưng khi tăng
thời gian trộn quá lâu cũng không tốt làm cho hỗn hợp bị phân lớp, làm giảm độ
trộn đều K của hỗn hợp tăng công tiêu tốn vô ích do đó làm tăng chi phí năng
lượng riêng của máy.
4.3.2 Khối lượng riêng của các thành phần trong hỗn hợp đưa vào trộn
Các thành phần đưa vào trộn có khối lương riêng càng xấp xĩ nhau thì càng
dễ trộn đều và thời gian trộn đều được rút ngắn. nếu các thành phần đưa vào trộn
có khối lượng có khối lượng riêng chênh lệch nhiều thì càng khó trộn đều và các
chi phí cho khuấy trộn hỗn hợp đó tăng lên làm tăng giá trị thành sản phẩm. Có
thể nói rằng khối lượng riêng của các thành phần trong hỗn hợp có ành rất lớn
đến độ trộn đều.
4.3.3 Cấu tạo và vận tốc của bộ phận trộn
Yếu tố này biểu thị bằng đồ thị độ trộn đều K với vận tốc dài V của loại
máy trộn vít ngang va cánh gạt ngang (cùng trong một thời gian trộn). Nói
chung vận tốc V càng tăng thì càng tác động tích cực đến độ trộn K. Riêng đến
với độ trộn vít ngang khi V lớn hơn 2m/s thì độ trộn đều giảm chút ít. Đối với
máy trộn kiểu vít V=1-1,5m/s la thích hợp, máy trộn tay gạt V=2-2,5m/s. Góc
nghiêng … của cánh gạt cùng ảnh hưởng đến độ trộn đều K. Góc nghiêng …
=3,5 độ-50 độ cho độ trộn đều tốt.
-Hệ số chứa … của …chứa cũng ảnh hưởng rõ rệt đến độ trộn đều K.
Nghiên cứu cho thấy… càng lớn thì độ trộn đều K càng giảm và càng khó trộn
đều.
6
4.4 Một số chuối khi vận hành và phạm vi sử dụng của các bộ phận trộn:-
Chú ý khi vận hành
Đối với các máy khi mới mua về tiến hành chạy thử trước khi đổ nguyên
liệu vào cho máy làm việc. Đọc kĩ hướng dẫn sử dụng và phải nắm được nguyên
lý làm việc và cấu tạo của máy. Dùng máy đúng mục đích, công dụng của máy,
không sử dụng sai chức năng của máy vì có thể làm hư hỏng đáng tiếc các chi
tiết máy. Khi chop nguyên liệu vào máy để trộn phải đảm bảo yêu cầu về kích
thước. Cũng như không dược cho vào quá nhiều gây ảnh hưởng đến chất lượng
trộn đều do đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Hầu hết các máy trộn hiện nay đều được truyền động nhờ động cơ điện do
đó trước khi cho máy hoạt động cần phải kiểm tra an toàn kĩ thuật điện đảm bảo
không để rò điện gây cháy nổ và có thể gây nguy hiểm cho người vận hành.
-Phạm vi sử dụng các nguyên lý của các bộ phận trộn.
Tùy vào nguyên lý, cấu tạo của các bộ phận trộn mà phạm vi sử dụng của
các bộ phận trộn cũng khác nhau:
+Máy trộn vít đứng quay: làm việc từng mé; dùng chủ yếu để trộn nguyên
liệu bột khô.
+Máy trộn vít ngang quay: có thể làm việc liên tục, dùng để trộn nguyên
liệu khô hoặc ẩm.
+Máy trộn có thùng quay loại cánh gạt: dùng để trộn hổn hợp ẩm, nhão,
lỏng, hòa tan.
+Máy trộn thùng quay có tròng nằm ngang: làm việc dán đoạn,có thể trộn
hỗn hợp khô, ướt.
7
PHẦN III
KẾT LUẬN
Trên đây là phần trình bày nguyên lý làm việc và cấu tạo của máy khuấy
trộn sản phẩm rời dẻo và đã tính toán được một số chỉ tiêu về máy trộn từ đó đã
nêu ra được một số chú ý khi sử dụng, vận hành máy trộn và phạm vi sử dụng
của một số loại máy trộn.
Do thời gian và điều kiện còn nhiều hạn chế nên phần nghiên cứu còn mang
tình chất lý thiết dựa vào tài liệu là chủ yếu, chưa có điều kiện để đi sâu, tìm
hiểu thực tế quá trình vận hành của một số loại máy trộn. Cũng trình độ, kinh
nghiệm của bản thân còn hạn chế do đó phần trình bày ở trên không thể tránh
khỏi những sai sót. Rất mong được sự động viên, góp ý của thầy, cô giáo và các
bạn để bài chuyên đề được tốt hơn.
8