Mục lục
Mục lục................................................................................................................................1
1.1.Khái niệm:..................................................................................................................2
1.2. Mục đích:..................................................................................................................2
1.3. Yêu cầu......................................................................................................................3
1.4. Vật liệu và các quá trình biến đổi.............................................................................3
1.4.1. Khí - rắn ( bụi )..................................................................................................3
1.4.2. Lỏng - rắn ( huyền phù )....................................................................................3
1.4.3. Lỏng - lơ lửng ( nhũ tương )..............................................................................3
1.4.4. Lỏng - khí ( bọt ):...............................................................................................4
1.4.5. Các biến đổi vật lý:............................................................................................4
1.4.6. Các biến đổi hóa học, hóa lý, sinh hóa:.............................................................4
1.5. Phương pháp thực hiện.............................................................................................4
1.5.1. Lắng trọng lực....................................................................................................4
1.5.2. Lắng li tâm.........................................................................................................5
1.6. Các vấn đề thiết bị.....................................................................................................5
1.6.1. Nguyên tắc cấu tạo thiết bị lắng.........................................................................5
1.6.2. Bể lắng, máng lắng.............................................................................................5
1.6.3. Phòng lắng.........................................................................................................6
1.6.4. Cyclon................................................................................................................7
2.Quá trình lọc......................................................................................................................8
2.1.Khái niệm...................................................................................................................8
2.2.Mục đích....................................................................................................................8
2.3. Yêu cầu......................................................................................................................9
2.4 Vật liệu và các quá trình biến đổi..............................................................................9
2.5. Phương pháp thực hiện...........................................................................................10
2.5.1. Lọc áp suất không đổi......................................................................................10
2.5.2. Lọc tốc độ không đổi.......................................................................................10
2.5.3. Lọc nhiệt độ cao, thấp, thường.........................................................................10
2.6. Các vấn đề thiết bị...................................................................................................11
2.6.1. Các thiết bị lọc.................................................................................................11

3. Quá trình ly tâm.............................................................................................................18
3.1 Khái niệm.................................................................................................................18
KẾT LUẬN........................................................................................................................24

1


1. Quá trình lắng

1.1.Khái niệm:
- Quá trình lắng là quá trình phân chia hai pha ( pha phân tán và pha
liên tục) trong cùng một hỗn hợp không đồng nhất dựa vào sự khác nhau về
khối lượng riêng dưới tác dụng của trọng lực
- Quá trình này thường xảy ra sau một khoảng thời gian lưu nước nhất
định trong bể có điều kiện thích hợp cho quá trình lắng đối với hạt nặng hơn
nước.
- Tốc độ lắng của các hạt sẽ không đổi khi trọng lượng của hạt rắn cân
bằng với sức cản của môi trường.

1.2. Mục đích:
- Nâng cao chất lượng sản phẩm ( làm trong sản phẩm) bằng cách ách
các chất ảnh hưởng xấu đến sản phẩm và các quá trình tiếp theo
Ví dụ: lắng xác tinh bột, pectin, tanin,... trong sản xuất nước quả hoặc
chất màu, protein trong sản xuất đường.
- Chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo.
Ví dụ: lắng trước khi đem lọc để tách bớt tủa, cặn,...
- Thu hồi thành phần, sản phẩm dạng rắn.
Ví dụ: thu hồi tinh bột từ dịch bào hoặc thu nhậ các chế phẩm enzym.
- Vệ sinh công nghiệp
Ví dụ: làm sạch nước thải, khí trước khi thải ra bên ngoài tránh độc hại.


2


1.3. Yêu cầu
- Có sự chênh lệch về khối lượng riêng, trọng lượng giữa hai pha.
- Thiết bị đủ năng suất để đảm bảo tách triệt để hai pha.
- Cần có thời gian để các thành phần tách lớp hoàn toàn.
- Hỗn hợp phải đẻ yên không được xáo trộn.
- Sản phẩm sau lắng nếu là dung dịch phải trong suốt.
1.4. Vật liệu và các quá trình biến đổi
Vật liệu không đồng nhất và có tính chất khác nhau.
1.4.1. Khí - rắn ( bụi )
- Bụi trong không khí
- Các chất cặn có kích thước nhỏ
1.4.2. Lỏng - rắn ( huyền phù )
- Đối với hệ huyền phù thường dùng phương pháp lắng trọng lực để
phân riêng hệ lỏng và rắn các hạt rắn có kích thước > 100µm, có thể nhìn
thấy.
- Khi lắng, các phần tử rơi lắng bằng một lực thì :
F= G.g (kgm2/s)
- Nếu xem phần tử lắng có dạng hình cầu thì
G=4/3.(πr3).(ƍ1 - ƍ2)
- Khi rơi sẽ bị tác dụng lại một lực
F’= 6.π.η.r.v
Η: độ nhớt môi trường (Ns/m2)
Áp dụng cho hệ đơn thuần, không phải hệ keo, hệ nhũ tương, phần tử
rơi không bị các yếu tố khác chi phối.
1.4.3. Lỏng - lơ lửng ( nhũ tương )
- Tốc độ lắng chậm,cần tách keo sau đó mới lắng

- Tốc độ rắn phụ thuộc mức độ phân tán của hỗn hợp, kích thước hạt,
khối lượng riêng hai pha.
- Để tăng độ nhớt cần
3


• Làm tập trung tủa trước khi lắng
• Thực hiện quá trình keo tụ tạo dộ xốp
• Keo ở dạng phân tán hấp phụ để tách keo
• Tăng nhiệt độ dung dịch đến nhiệt độ sôi
- Ngoài ra còn có thể dùng chất trợ lắng
- Chất trợ lắng còn gọi là chất kết tụ, thương là các polime tổng hợp
Cơ chế trợ lắng: Các chất trợ lắng tích điện âm hút các chất kết tủa
trong dung dịch tích điện dương làm độ lắng tăng lên, hiệu suất lắng tăng.
1.4.4. Lỏng - khí ( bọt ):
- Khí trong nước
- Không cần dùng chất trợ lọc
- Sau khi lắng khí có trọng lượng riêng nhỏ hơn sẽ tách lớp phía trên
- Tiếp theo dùng phương pháp gạn để tách cặn khí
1.4.5. Các biến đổi vật lý:
- Có sự tách pha giữa hai thành phần.
- Trong thời gian dài có thể có sự thay đổi màu sắc của dung dịch
- Thay đổi mùi, vị.
- Chất lượng sản phẩm tăng vì loại bỏ được tạp chất không mong
muốn.
1.4.6. Các biến đổi hóa học, hóa lý, sinh hóa:
Vì là quá trình cơ học, nhiệt độ bình thường nên không có biến đổi
nhiều về hóa học, hóa lý, sinh hóa. Tuy nhiên khi lắng trong thời gian dài có
thể một số vi sinh vật sẽ phát triển.
1.5. Phương pháp thực hiện

1.5.1. Lắng trọng lực
- Trong sản xuất thực phấm, lắng được tiến hành trong các bể lắng xây
dựng bằng gạch. Đây là phương pháp thủ công, đơn giản, rẻ tiền, thao tác dễ
dàng nhưng chu kỳ sản xuất kéo dài, năng suất thấp.
- Trong công nghệ thực phẩm, thường dùng các thùng lắng bằng kim
4


loại có đáy hình côn-thùng có một ngăn hoặc nhiều ngăn. Dung dịch lấy ra
bằng ống xi phông hoặc các vòi tháo dung dịch lắng lắng phía trên lớp cặn.
Thời gian lắng không để lâu (khoảng 45-60 phút), có cách nhiệt để giữ nhiệt
độ trong quá trình lắng không đổi.
- Lắng còn được thực hiện bằng hệ máng lắng, các máng lắng thường
có chiều dài lớn (có thể từ 12-33m), chiều rộng nhỏ (≈0,2-0,3m).
Ngoài ra trong sản xuất lương thực-thực phẩm còn dùng phòng lắng.
1.5.2. Lắng li tâm
- Trong sản xuất thực phẩm sử dụng xyclon khô hoặc xyclon nước
- Về phương thức sản xuất, ta có thể thực hiện quá trình lắng gián
đoạn, bán liên tục hoặc liên tục trong cả hai phương pháp lắng trọng lực và
lắng li tâm. Nói chung về thiết bị thường cấu tạo đơn giản, không cần tiêu
hao năng lượng hoặc tiêu hao rất ít nhưng thường chiếm nhiều diện tích và
cần lưu ý đến phương diện vệ sinh trong nhà xưởng
1.6. Các vấn đề thiết bị
1.6.1. Nguyên tắc cấu tạo thiết bị lắng
Một không gian kín của khối lập phương LxBxH. Dòng chảy của của
hỗn hợp vào thiết bị với tốc độ dòng vd. Khi vào không gian kín, với giá trị
thích hợp của vận tốc dòng vd thì phần tử hạt chịu tác dụng của trọng lực và
rơi với vận tốc wo. Kết quả là các phần tử pha phân tán chuyển động với vận
tốc v. Cuối cùng, pha phân tán bị giữ lại trong buồng lắng và pha liên tục đi
ra khỏi buồng lắng.


1.6.2. Bể lắng, máng lắng
- Trong các nhà máy năng suất nhỏ và mức độ cơ giới thấp thường
5


dùng bể lắng hay máng lắng. Nguyên lý làm việc của bể lắng là dựa vào sự
khác nhau về khối lượng riêng của các cấu tử, cấu tử sẽ lắng xuống, nước
dịch nằm trên và được gạn ra.
- Nhược điểm của bể lắng là thời gian cấu tử tiếp xúc với nước dịch
lâu, đồng thời tiếp xúc với không khí cũng lâu nên chất lượng kém đi, ngoài
ra so với máy li tâm thì mức độ cơ giới thấp hơn nhiều.
- Máng lắng: So với máy li tâm và bể lắng thì cấu tử lắng bằng máng
lắng sẽ sạch hơn và ít bã nhỏ hơn nhưng tách dịch bào không triệt để, thời
gian kéo dài, mức độ cơ giới thấp.
1.6.3. Phòng lắng
Phòng lắng đơn giản:

Hình. Thiết bị lắng đơn
- Các phòng lắng đơn giản để lắng sơ bộ các hạt bụi lớn, phổ biến có
dạng là hình hộp chữ nhật, phía dưới là các phễu nối với hộp bụi.
- Khí chuyển động trong phòng lắng với vận tốc < 3m/s.
- Nó có cấu tạo đơn giản, có thể làm việc ở nhiệt độ cao (550 0C hoặc
hơn).

6


Phòng lắng nhiều tầng:


Hình. Thiết bị lắng tầng

- Loại thiết bị lắng nhiều tầng có năng suất riêng và hiệu suất tách lớn
hơn.
- Nguyên tắc vận chuyển dòng khí trong thiết bị được mô tả như trong
hình vẽ. Khi tháo bụi các van 1 được đóng lại. Nhờ tăng diện tích sàn (số
sàn) và giảm chiều cao lắng.
- Nhược điểm: tách bụi đã lắng khó, đôi khi phải dùng vòi phun
không khí hoặc nước để xả bụi khỏi sàn.
1.6.4. Cyclon
- Cyclon là thiết bị mà trong đó hình thành lực ly tâm để tách hạt rắn
ra khỏi không khí. Không khí mang hạt rắn được đưa vào phần trên của
cyclon bằng ống lắp theo phương tiếp tuyến với vỏ ngoài hình trụ của
cyclon.
- Nhờ thế, dòng không khí sẽ có chuyển động xoắn ốc bên trong vỏ
hình trụ và hạ dần về phía dưới. Khi gặp phần đáy hình phễu dòng không khí
bị đẩy ngược trở lên, trong khi đó nó vẫn giữ chuyển động xoắn ốc và thoát
ra ngoài qua ống thoát khí. Trong quá trình chuyển động xoắn ốc, các hạt rắn
chịu tác dụng của lực ly tâm làm cho chúng có xu hướng tiến dần về phía vỏ
hình trụ hoặc đáy hình phễu rồi chạm vào thành thiết bị và rơi xuống dưới.

7


Hình. Nguyên lý làm việc của máy cyclon thông thường
2.Quá trình lọc
2.1.Khái niệm
- Lọc là một quá trình được thực hiện để phân riêng hỗn hợp nhờ vách
ngăn xốp. vách ngăn xốp có khả năng cho một pha đi qua còn giữ pha kia lại
nên gọi là vách ngăn lọc.trong đó vách ngăn có nhiều dạng: dạng sợi, dạng

hạt, dạng vật liệu xốp.
- Năng suất của thiết bị lọc là lượng thể tích pha đi qua vách lọc trong
một đơn vị thời gian. m3/s. m3/h..
- Tốc độ lọc là năng suất lọc tính trên một mét vuông bề mặt lọc. ký
hiệu C. đơn vị m/s.
- Động lực của quá trình lọc là hiệu số áp suất trước và sau bề mặt lọc.
để tạo ra động lực cho quá trình lọc người ta có thể sử dụng: bơm, máy nén,
hút chân không hoặc dùng cột áp thủy tĩnh.
2.2.Mục đích
- Quá trình lọc nhằm mục đích làm sạch, nâng cao chất lượng sản
phẩm như lọc đường, lọc nước trái cây, lọc bia, rượu, nước chấm… với mục
đích khai thác như trong sản xuất các loại bột, tinh bột.
- Ngoài ra lọc còn là quá trình trung gian để chuẩn bị cho các quá trình
tiếp theo như lọc sơ bộ dịch quả trước khi lắng, lọc dịch đường trước khi sản
xuất các mặt hàng thực phẩm. lọc để tách các cấu tử sau khi đã thực hiện các
8


quá trình công nghệ khác, ví dụ lọc sau khi tẩy màu bằng than hoạt tính, lọc
kết tủa sau khi sử dụng các tác nhân hóa học như Ca(OH)2 , H3PO4.
2.3. Yêu cầu
- Vật liệu đưa vào quá trình lọc có thể là khí gồm khí sạch và bụi hoặc
là huyền phù gồm pha lỏng là dung dịch và pha rắn là bã, được đặc trưng
bằng tính không tan lẫn và khả năng tách khỏi nhau.
- Sản phẩm của quá trình có thể là dung dịch yêu cầu trong hoặc trong
suốt và cặn bã chứa ít dung dịch để tránh tổn thất. sản phẩm cũng có theer là
chất rắn, yêu cầu khô và được tách hết dung dịch.
- Sau khi lọc dung dịch trong suốt hầu như không thây đổi về thành
phần hóa học và các thành phần khác, tuy nhiên có thay đổi trạng thái, màu
sắc, chất lượng tăng do tách hết tạp chất và loại được một số vi sinh vật

khong có lợi theo cạn, tuy nhiên có thể có tổn thất một ít các chất có ích theo
cặn như protein, vitamin, chất màu…
- Sản phẩm là chất rắn, ngoài thay đổi về trạng thái từ lỏng sang rắn,
còn tách được các hợp chất hòa tan do đó chất lượng tăng lên.
2.4 Vật liệu và các quá trình biến đổi
- Vật liệu đưa vào lọc có thể là thể khí (lọc khí) hoặc huyền phù gồm
pha lỏng là dung dịch và pha rắn là bã). Sản phẩm của quá trình lọc là dung
dịch yêu cầu trong suốt và cặn bã ít dung dịch để tránh tổn thất
- Sau khi lọc, dung dịch trong suốt hầu như không thay đổi về thành
phần hóa học và các thành phần khác tuy nhiên có thay đổi về trạng thái,
màu sắc, chất lượng tăng lên do đã tách hết tạp chất và loại được một số vi
sinh vật không có lợi theo cặn.
- Trong quá trình lọc có nhiều yếu tố ảnh hưởng như: áp suất truyền
lọc, tính chất của cặn lọc và tính chất của lớp chất liệu lọc.
- Áp suất truyền là động lực của quá trình lọc. khi áp suất truyền ∆p
tăng lên thì tốc độ lọc tăng, nhưng nếu áp suất truyền tăng quá lớn sẽ tạo nên
sự ép nén chặt, chất lỏng sẽ không chui qua được lớp lọc; hoặc có thể làm
rách vải lọc. lớp cặn xốp, độ nhớt giảm, quá trình lọc nhanh. Khi cặn nhỏ,
dẻo độ nhớt cao, khó lọc.
- Trong trường hợp khó lọc, người ta phải sử dụng thêm chất trợ lọc đó
là những chất bột không tan có lỗ rỗng, kích thước nhỏ, tạo thành 1 lớp trên
vải lọc có thể giữu lại những cặn có kích thước rất bé nên dung dịch trong
hơn (chất diatonit trong thành phần có SiO2)
9


2.5. Phương pháp thực hiện
Quá trình lọc được thực hiện bằng việc tạo ra sự chênh lệch áp suất
giữa trước và sau bề mặt vách lọc. Quá trình này được thực hiện bằng bơm
hoặc máy hút chân không. Bơm làm tăng áp suất trước bề mặt vách lọc còn

máy hút chân không thực hiện quá trình hạ áp suất sau bề mặt vách lọc.
2.5.1. Lọc áp suất không đổi
Trong quá trình lọc, chiều dày lớp bã tăng lên, tốc độ lọc giảm đi. Đây
là quá trình lọc không ổn định, gọi là lọc động.
2.5.2. Lọc tốc độ không đổi
Trong quá trình lọc, gradient áp suất không thay đổi, gọi là lọc tĩnh. Để
giữ cho tốc độ lọc không đổi ta cần tăng áp suất lọc để thắng trở lực do lớp
bã ngày càng tăng.
2.5.3. Lọc nhiệt độ cao, thấp, thường
2.5.3.1. Lọc nhiệt độ cao (lọc nóng)
- Phương pháp này rất phổ biến. mục đích là giảm độ nhớt dung dịch,
tăng tốc độ lọc.
- Áp dụng cho chất lỏng có độ nhớt cao và nhiệt độ đông đặc cao, như
các loại dịch nấu rong biển.
Ví dụ:Lọc dịch đường tốt nhất ở 60-700C. Lọc nóng dầu ăn ở 55-600C.
Nhược điểm của lọc nóng là dầu không tách được tạp chất nên phải tiến
hành lọc lại bằng phương án lọc nguội.
2.5.3.2. Lọc nhiệt độ thấp
Áp dụng cho các loại dịch dễ bị biến tính bởi nhiệt, bị oxy hóa nhanh
khi tăng nhiệt độ. Ví dụ như các loại bia, các loại dịch, vitamin…
2.5.3.3. Lọc nhiệt độ thường
Áp dụng đối với những dung dịch thực phẩm dễ lọc, có độ nhớt không
cao. Nói chung lọc ở nhiệt độ thường tốc độ lọc không cao.
10


Ví dụ: Trong quá trình lọc dầu thực vật ta đưa dung dịch đến nhiệt độ
đông tụ rồi lọc.
2.6. Các vấn đề thiết bị
2.6.1. Các thiết bị lọc

2.6.1.1. Máy lọc ép khung bản
- Máy dùng để phân riêng hệ lỏng không đồng nhất. Nguyên lý hoạt
động của thiết bị này là tạo nên sự chênh lệch áp suất trước và sau vách lọc,
thiết bị làm việc gián đoạn.
- Máy lọc ép khung bản bao gồm một dãy các khung và bản xếp xen
kẽ nhau và được ép chặt bởi vít ép. Các khung và bản đều có ba lỗ: một lỗ để
để dẫn dịch lọc vào, một lỗ dẫn nước rửa và lỗ còn lại để tháo dịch lọc ra.
Các lỗ ghép với nhau tạo thành các ống thông từ đầu đến cuối thiết bị. Các
khung và bản có tai bên sườn để treo. Các khung và bản này có thể chế tạo
bằng gang, gỗ hoặc nhựa.
- Bản: có bề mặt sườn phẳng và nhẵn ở mép ngoài, lõm và có các gờ, ở
mép trên của bản có một lỗ để dẫn nước rửa, ở phần dưới có lỗ nhỏ thông
với van tháo dịch, bản được lồng vải lọc.
- Khung: được đặt giữa hai bản tạo ra một phòng chứa bã, các khung
cũng có lỗ ăn khớp với lỗ của bản tạo ra ống dẫn để huyền phù hoặc nước
rửa đi qua ống này tận cùng ở phí cuối. Huyền phù đi theo ống vào không
gian các khung.
- Dung dịch cần lọc được bơm vào không gian các khung của máy lọc
dưới tác dụng của trọng lực và áp lực của bơm. Nước trong sẽ thấm qua vải
lọc vào các khe của khung rồi theo rãnh dẫn chảy ra ngoài. Phần rắn bị giữ
lại trong không gian của khung cho đến khi khung chứa đầy bã.
- Trong trường họp cần rửa bã, ta bơm nước rửa vào ống dẫn nước rửa,
các chất hòa tan có trong bã sẽ hòa tan vào nước và đi ra ngoài giống như
quá trình lọc.
11


- Kết thúc quá trình lọc khung và bản được tách ra, dưới tác dụng của
trọng lực bã trong khung rơi xuống dưới máy lọc, phần còn lại dùng biện
pháp thủ công lấy ra.

Ưu điểm: năng suất cao do bề mặt lọc lớn, dễ kiểm tra, đơn giản và
bền.
Nhược điểm: làm thủ công, vải lọc hao mòn nhiều.

2.6.1.2. Thiết bị lọc kiểu ống
Nguyên tắc hoạt động:
Ống lọc được làm bằng kim loại, thủy tinh hay thạch anh. Ống được
bịt kín một đầu, một đầu hở. Trên thành ống có đục lỗ nhỏ, phía ngoài được
bao bọc một lớp vải lọc. dịch cần lọc dẽ ở bên ngoài ống, dịch lọc sẽ thẩm
thấu qua lớp vách lọc, đi vào không gian bên trong của ống lọc, đi lên trên
và ra ngoài. Trong quá trình lọc, nếu chỉ có vách lọc thì chưa đủ điều kiện để
lọc sạch các chất huyền phù lơ lửng, có kích thước nhỏ. Để tăng cường cho
quá trình lọc, tăng hiệu quả lọc, người ta thường đắp thêm một lớp bột trợ
12


lọc bên ngoài lớp vải lọc, làm tăng hiệu quả quá trình lọc.

Cấu tạo:
Thiết bị được cấu tạo từ nhiều ống lọc ghép lại với nhau thành một
thiết bị. Thiết bị có một ống dẫn dịch vào, một ống dẫn dịch trong ra ngoài,
phía dưới là ống xả đáy. Các ống lọc được lắp với nhau trên một mặt bích có
ren hoặc bộ phận đệm kín. Số lượng ống lọc khoảng từ 1 đến 69 ống.
Hoạt động của thiết bị: quá trình lọc trải qua ba giai đoạn.
- Giai đoạn 1: Giai đoạn này cần tạo ra một lớp vách lọc có khả năng
lọc nhất định. Vì lớp vách lọc trên bề mặt ống không đủ dày để lọc được
dịch trong nên phải tiến hành đắp thêm một lớp bột trợ lọc lên bề mặt vách
lọc, làm cho các vách lọc dày lên và vách lọc sẽ hoạt động tốt hơn. Giai đoạn
này người ta bơm tuần hoàn dịch lọc đạt độ trong theo yêu cầu thì dừng quá
trình đắp bột trợ lọc và chuyển qua giai đoạn 2.

- Giai đoạn 2: Giai đoạn lọc, người ta bơm dịch cần lọc vào không
gian lọc, dịch trong sẽ thẩm thấu qua vách lọc và đi lên trên. Quá trình lọc
13


này được kết thúc khi lớp bã bám trên bề mặt ống lọc quá dày, cản trở quá
trình lọc và làm giảm động lực của quá trình lọc. Độ dày của lớp bã phụ
thuộc vào số lượng ống lọc, khoảng 15 đến 20mm.
- Giai đoạn 3: giai đoạn làm sạch vách lọc, giai đoạn này sử dụng bơm
đưa nước rửa đi ngược với chiều đi của chiều đi của dịch lọc. Khi đó, lớp bã
bám trên bề mặt vách lọc sẽ bung ra và đi xuống ống xả đáy, ra ngoài.

2.6.1.3. Máy lọc túi
- Bộ phận lọc là các túi vải treo song song với nhau ở bên trong thùng
lọc. Dung dịch lọc từ bên ngoài túi qua lớp vải lọc vào trong túi rồi theo ống
chảy ra ngoài. Túi được căng nhờ các dây xích treo dọc bên trong túi.
- Tùy theo loại dung dịch cần lọc mà vật liêuh làm túi khác nhau.
Trong mỗi máy có khoảng 20-30 túi.
Ưu điểm của máy là thao tác nhẹ, có thể rửa bã bằng nước đi ngược
chiều lọc, áp suất dung dịch đưa vào lọc không cần cao lắm (0.3-0.5atm).
Nhược điểm của máy là lọc chậm, thời gian các thao tác phụ rất lâu
(như giặt túi và treo túi vào máy). Máy làm việc gián đoạn.

14


2.6.1.4. Máy lọc chân không thùng quay

- Cấu tạo của máy gồm một thùng rỗng, bề mặt thùng đục những lỗ
nhỏ, trên bề mặt thùng căng vải lọc, bên trong thùng có chia thành các ngăn

riêng biệt, mỗi ngăn có đường ống nối với trục ống.
- Thùng đặt trong bể chứa huyền phù, trong bể có cánh khuấy giữ cho
các hạt rắn không lắng xuống đáy bể. Khi hút chân không ở các ngăn, nước
lọc chui qua lớp vải lọc, qua các lỗ của thùng rồi vào các ngăn, từ các ngăn
nước lọc theo đường ống đên trục rỗng rồi ra ngoài, còn bã bị giữ lại trên bề
mặt vải lọc rồi do dao cạo đưa ra ngoài.
15


- Trục rỗng của thùng được nối với đầu phân phối, đầu phân phối dùng
để nối liền thùng quay với các đường ống hút chân không và không khí nén.
Cấu tạo của đầu phân phối gồm có một đĩa chuyển động, gắn chặt với thùng
quay và đĩa không chuyển động gắn chặt với đầu phân phối.
- Các lỗ của đĩa chuyển động thông với các ngăn của thùng, lỗ của đĩa
không chuyển động nối với các đường ống nước lọc, nước rửa và không
thông với lỗ của đĩa không chuyển động, do đó cứ một vòng quay thì mỗi
một ngăn của thùng đều thực hiện tất cả các giai đoạn của quá trình như lọc,
rửa, sấy, cạo bã và làm sạch vải lọc.
- Máy lọc chân không thùng quay co bề mặt lọc từ 1 đến 40m 2. Tốc độ
quay của thùng khoảng 0.1-3 vòng/phút. Tùy theo bề dày và tính chất của bã
mà người ta dùng các phương pháp cạo bã khác nhau. Nếu bã dày 2-4mm thì
cạo bằng dây. Nếu bề dày bã mỏng và dính thì dùng các trục cao su quay để
cạo bã, còn bã rất mỏng < 2mm thì dùng loại băng vải gai.
Ưu điểm: có thể lọc bất kì dung dịch huyền phù nào, thao tác dễ
dàng, có thể gia công thiết bị từ các vật liệu bền và ăn mòn hóa học.
Nhược điểm: bề mặt lọc nhỏ và giá thành cao, rửa và sấy bã không
hoàn toàn, khi huyền phù có nhiệt độ cao thì năng suất giảm vì độ chân
không giảm.
2.6.1.5. Máy lọc chân không kiểu băng tải


16


Nguyên lý làm việc:
- Huyền phù được cho vào băng tải qua máng. Để huyền phù không
chảy ra ngoài, người ta làm băng cao su có gờ cao ở hai bên. Nhờ băng
chuyển động nên huyền phù lần lượt qua các khoang chân không lọc và rửa.
- Nước rửa được phun bằng vòi phun, bã được tháo ra do có sự thay
đổi chiều chuyển động của băng vải lọc ở con lăn rơi xuống vể chứa. Con
lăn để cho hơi hoặc khí nén vào sấy hoặc làm sạch vải lọc.
Ưu điểm
- Cấu tạo đơn giản, không có đầu phân phối.
- Nước lọc và nước rửa phân chia riêng biệt.
- Bã được rửa sạch và khô.
- Lọc được huyền phù khó lọc.
- Hướng chuyển động của nước lọc và hướng lắng của hạt rắn cùng
nhau nên thúc đẩy quá trình lọc tốt hơn.
Nhược điểm:
- Bề mặt lọc nhỏ.
- Diện tích mặt đáy lớn.
- Băng tải dễ bị ăn mòn.
- Không dùng cho các loại huyền phù ăn mòn cao su.

17


3. Quá trình ly tâm
3.1 Khái niệm
- Ly tâm là một quá trình được sử dụng để tách hoặc cô đặc các phần
tử lơ lửng trong môi trường chất lỏng. Cơ sở lý thuyết của công nghệ này

dựa vào tác động của trọng lực lên các phân tử lơ lửng trong chất lỏng, phần
tử có khối lượng, kích thước các hạt và mật độ khác nhau sẽ lắng ở những
tốc độ khác nhau tương ứng với trọng lượng của chúng. Lực ly tâm được sử
dụng để tách các phần tử trong dung dịch và tăng tốc độ lắng bằng một thiết
bị được gọi là máy ly tâm.
- Vật phẩm trong ống nghiệm được đặt vào rotor quay xung quanh một
trục với lực ly tâm lớn trong máy ly tâm. Lực ly tâm tạo ra tỷ lệ với tốc độ
quay của rotor và khoảng cách giữa tâm của rotor và ống ly tâm. Bởi vậy,
quá trình ly tâm có thể sử dụng nhiều kích cỡ rotor tạo ra sự linh hoạt trong
việc lựa chọn các điều kiện của máy ly tâm. Mỗi máy ly tâm có một đồ thị
đường cong đặc trưng biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ quay và thời gian
tăng/giảm tốc độ quay tương ứng với mỗi rotor được chỉ định cho máy.
3.2 Cấu tạo máy
3.2.1 Cấu tạo máy
Các bộ phận cơ bản của máy ly tâm để bàn bao gồm một động cơ điện,
trục quay và các đầu rotor ( có thể tháo lắp, thay đổi được). Rotor được lắp
vào trục để quay ly tâm và một động cơ có chức năng truyền động. Máy ly
tâm có chức năng làm lạnh, nó còn bao gồm bộ nén khí và các bộ phận khác
như dàn nóng, quạt gió,… Toàn bộ hệ thống này được đặt trong một vỏ máy.
Phần đầu máy ly tâm bao gồm nắp đậy hoặc các vỏ bọc dùng để che chắn
rotor và trục quay. Một tấm lưới an toàn trong buồng chứa bao quanh rotor
để phòng
ngừa
trường
hợp đầu
rotor bị
gãy
hoặc các
sự
cố

tương tự,
có thể
tạo
ra
những
mảnh vỡ
văng
mạnh ra
với vận
tốc
lớn
gây
nguy
hiểm.

18


3.2.2 Quy trình vận hành
3.2.3.1 Chuẩn bị
Chuẩn bị các mẫu xét nghiệm:
- Mẫu được đưa vào ly tâm phải được bảo quản cẩn thận, đúng yêu
cầu.
- Mẫu phải được nạp đầy vào ống ly tâm trước khi đặt vào rotor trong
buồng ly tâm.
Ống ly tâm phải đặt đối xứng với nhau và cân bằng về trọng lượng.
Rotor phải được làm lạnh trước khi đưa vào buồng ly tâm
Cấp nguồn điện thích hợp cho máy
3.2.3.2 Các bước chạy máy
- Đóng nắp máy nghe thấy tiếng “tách” chứng tỏ nắp máy đã được

đóng chắc chắn.
- Chọn chế độ làm việc: Đặt thời gian máy chạy hoặc cho máy không
định thời gian. Đối với quá trình ly tâm có hai thông số quan trọng là tốc độ
và thời gian, hai thông số này được đặt từ ban đầu và có thể điều chỉnh trong
suốt thời gian vận hành.
- Ấn công tắc nguồn cho máy chạy
- Điều chỉnh tốc độ động cơ tăng dần đến giá trị đặt
- Theo dõi tình trạng máy hoạt động.
3.2.3.3 Dừng máy
- Khi hết thời gian chạy mày, đồng hộ thời gian cắt điện, động cơ chỉ
còn chạy theo quán tính.
- Phanh dừng động cơ.
- Ấn công tắc mở nắp máy khi đèn chỉ thị mở nắp sáng.
- Mở nắp máy bằng tay.
- Tắt điện.
- Lấy mẫu xét nghiệm ra khỏi máy.
- Đậy nắp máy kết thúc một lần sử dụng.
3.2.3.4 Trường hợp khẩn cấp

19


Nắp máy có thể không mở được do mất điện. Quá trình mở nắp máy
khi mất điện cung cấp cho máy được thực hiện bằng tay:
- Để mở khẩn cấp, rút phích cắm điện của máy ly tâm ra khỏi ổ cắm
- Khi rotor đứng yên mới được mở nắp
- Sử dụng chốt nhả khóa gắn ở đáy hoặc sườn của máy ly tâm để mở
chốt khóa nắp máy
o Lật mặt sau của tấm đậy máy
o Chèn chốt ngặt điện theo phương ngang vào lỗ cắm. Kéo chốt mở

khóa vào cho đến khi tay cầm có thể được nâng lên khi chốt ấn xuống
o Mở nắp máy
3.2.3.5 Chế độ ngừng hoạt động
Chế độ chờ
Khi máy ly tâm không hoạt động trong thời gian ngắn có thể đặt chúng
trong chế độ stand by.
Chế độ tắt máy
Khi máy không sử dụng trong thời gian dài nên tắt máy hoàn toàn và
ngắt nguồn cung cấp cho máy.
3.3 Các quá trình cơ bản
3.3.1 Tính năng, tác dụng
Máy ly tâm được sử dụng trong các ngành khoa học, trong đời sống
hằng ngày. Đặc biệt trong ngành y tế, được sử dụng trong các phòng thí
nghiệm để phân tách, phân tích tế bào, bào quan, nước tiểu, Protein, DNA,…
3.3.2 Lực tác động lên vật chuyển động tròn
3.3.2.1 Lực ly tâm
Một vật chuyển động tròn với vận tốc chịu tác dụng của:
- Một lực hướng tâm (

):

- Một lực trực đối gọi là lực ly tâm (
phương, cùng độ lớn, ngược chiều:

20

) có cùng điểm đặt, cùng


3.3.2.1 Lực ly tâm tương đối

Ngoài 2 lực trên, vật ly tâm còn chịu ảnh hưởng của lực hút Trái đất P.
Tổng hợp lực ta có lực ly tâm thực tế, gọi là lực ly tâm tương đối (Relative
Centrifugal Force – RCF):

Hiệu ứng ly tâm xảy ra khi vật chuyển động tròn tới một vận tốc lớn mà
lực liên kết không đủ giữ cho vật chuyển động trên quỹ đạo tròn, nên vật bị
văng ra xa tâm theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo với vận tốc có trước khi
mất liên kết. Hiệu ứng ly tâm được ứng dụng trong các máy ly tâm để tách
các phần tử có các tỷ trọng khác nhau trong một dung dịch mẫu thí nghiệm.
Trong thực tế do các chất có trọng lượng riêng khác nhau nên lực ly
tâm tác dụng vào một chất nhất định sẽ được tính theo công thức:

21


- g : trọng lượng riêng của một chất, ảnh hưởng tới tốc độ lắng của
phẩn tử
- n: tốc độ quay máy ly tâm (vòng / phút)
Sự cố thường gặp và cách khắc phục
T

Hiện tượng

Nguyên nhân

Cách khắc phục

- Mất nguồn cung

- Kiểm tra nguồn cung


T
1

Động cơ
không quay, đèn
báo nguồn không
sáng

2

Động cơ
không làm việc,
đèn báo nguồn
sáng

3

Động cơ
quay, đồng hồ đo
tốc độ không làm
việc

4

Khi hết thời
gian vận hành, ấn
công tắc phanh,
động cơ không


cấp

cấp

- Đứt dây nối nguồn
- Cháy cầu chì
- Hỏng công tắc mở
nắp máy
- Tiếp điểm thời
gian hỏng
- Hỏng DIAC, hỏng
TRIAC, đứt D5
- Tiếp điểm của
công tắc braker hỏng
- Hỏng bộ chỉnh lưu
BC

- Nối, thay thế dây
nguồn
- Thay thế cầu chì
- Sữa chữa, thay thế
công tắc mới
- Kiểm tra, sữa chữa,
thay thế
- Kiểm tra, thay thế

- Cháy động cơ
- Chổi than mòn,
tiếp xúc kém
- Hỏng điôt D3

- Hỏng tốc kế G

Hỏng công tắc
phanh

22

- Kiểm tra, sữa chữa,
thay thế
- Kiểm tra, thay thế
- Kiểm tra, cuốn lại,
thay thế
- Thay thế mới
- Kiểm tra, thay thế
- Kiểm tra, sữa chữa,
thay thế
Kiểm tra, sữa chữa, thay
thế


dừng
5

Khi máy
chạy, rung lắc, có
tiếng ồn

Mất cân bằng động

Một số hình ảnh máy ly tâm


23

Dừng máy, sắp xếp lại
mẫu xét nghiệm cho đối
xứng


KẾT LUẬN
Các thiết bị chế biến thực phẩm thật đa dạng và phong phú. Việc tìm hiểu về
các quá trình cơ lý trong công nghệ thực phẩm phần nào cho chúng ta một số kiến
thức nền tảng về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và mục đích sử dụng của một vài
loại máy móc thiết bị thông dụng.
Từ những biến đổi và ảnh hưởng có thể xảy ra trong quá trình lắng, ta sẽ biết
được muốn nâng cao sản xuất phải xử lý những bộ phận nào. Và chúng ta cũng sẽ
biết được nên chọn phương pháp lắng nào: lắng trọng lực hay lắng ly tâm để phù
hợp với sản phẩm thực phẩm: dạng bụi( khí – rắn), dạng huyền phù, dạng bọt hay
nhũ tương.
Để làm sạch một số sản phẩm thực phẩm ta có quá trình lọc. Quá trình lọc
được thực hiện nhờ vào sự chênh lệch áp suất giữa trước và sau bề mặt vách lọc.
Quá trình lọc được áp dụng khá phổ biến trong thực phẩm. Nó không chỉ làm sạch
các dịch lọc như lọc đường, lọc nước trái cây, bia, rượu….mà còn nhằm mục đích
khác như khai thác tinh bột trong sản xuất bột hay lọc các cấu tử ra khỏi các quá
trình công nghệ khác…Vì có nhiều mục đích sử dụng nên yêu cầu cần hiểu được
nguyên lý hoạt động của các loại máy lọc cũng như các phương pháp lọc khác
nhau. Phương pháp này có thể áp dụng với vật liệu là khí hay dạng huyền phù.
Ly tâm là quá trình tách hay cô đặc các phần tử trong môi trường lỏng dựa
trên tác động của trọng lực lên các phân tử lơ lửng trong chất lỏng.
Tùy theo yêu cầu sử dụng và việc muốn đạt năng suất cao hay chất lượng cao
mà sử dụng những loại máy khác nhau với công dụng khác nhau.


24