MÁY LÀM SẠCH VÀ PHÂN LOẠI (PDF)

Chương 3 MÁY LÀM SẠCH VÀ PHÂN LOẠI Chương 3 cung cấp kiến thức về máy làm sạch và phân loại các loại nông sản, thực phẩm; Các máy làm sạch và phân loại sản phẩm rời; Máy làm sạch và phân loại sản phẩm lỏng. 3.1. MÁY LÀM SẠCH VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM RỜI 3.1.1. Nhiệm vụ,...

Chương 3 MÁY LÀM SẠCH VÀ PHÂN LOẠI Chương 3 cung cấp kiến thức về máy làm sạch và phân loại các loại nông sản, thực phẩm; Các máy làm sạch và phân loại sản phẩm rời; Máy làm sạch và phân loại sản phẩm lỏng. 3.1. MÁY LÀM SẠCH VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM RỜI 3.1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và phân loại a) Nhiệm vụ Làm sạch và phân loại là quá trình phân chia các thành phần trong hỗn hợp thông qua sự khác nhau bởi một hoặc nhiều tính chất đặc trưng của chúng. Các sản phẩm sau khi thu hoạch thường lẫn nhiều tạp chất. Các tạp chất này có thể nhiều loại như: cỏ rác, mảnh cành, lá, thân cây, đất, sỏi, cát, đá, mảnh kim loại,... Ngoài ra còn có các hạt lép, hạt bị sâu bệnh và các hạt khác lẫn vào,... Trong các tạp chất kể trên,người ta phân ra 2 loại những tạp chất vô cơ: đất đá, cát sỏi không chỉ làm bẩn sản phẩm mà còn gây hư hỏng bào mòn máy trong quá trình chế biến. Tạp chất hữu cơ: cỏ, rác, thân cây, vỏ hạt, hạt hỏng,... sễ làm tăng ẩm, tăng khả năng hoạt động của vi sinh vật, dễ làm bốc nóng. Trong nhiều trường hợp chúng gây trở ngại cho các quá trình kỹ thuật như giảm độ tản rời, tắc lỗ sàng,... Vì vậy, việc làm sạch hạt là yêu cầu rất quan trọng trong sơ chế và bảo quản. Làm sạch nhằm loại bỏ các tạp chất có ảnh hưởng xấu đến sản phẩm, nhờ đó sẽ làm tăng chất lượng sản phẩm và tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo quản và chế biến. Ví dụ: tách các tạp chất vô cơ và hữu cơ ra khỏi hạt sẽ làm giảm sự hút ẩm, ngăn ngừa sự hoạt động và phá hoại của vi sinh vật trong các kho bảo quản; tăng độ dẫn nhiệt và hiệu suất sử dụng nhiệt của hạt khi sấy; tăng khả năng làm nhỏ và nâng cao năng suất, giảm chi phí năng lượng riêng của các máy nghiền,... Phân loại nhằm hoàn thiện một quá trình sản xuất như : phân loại gạo, tấm trong chế biến gạo; hoặc chuẩn bị cho quá trình chế biến tiếp theo như : phân loại hạt trước khi bóc vỏ để tăng hiệu suất bóc vỏ và giảm tỷ lệ gãy vỡ khi xay xát; phân loại quả to, quả nhỏ, quả chín, quả xanh, quả đạt tiêu chuẩn hay không đạt tiêu chuẩn trong chế biến rau quả; Việc làm sạch hạt có thể được thực hiện ngay sau khi thu hoạch, trước hoặc sau khi phơi sấy hay trên đường hạt từ kho vào chế biến. Thời điểm và mức độ làm sạch hay phân loại tùy thuộc vào yêu cầu của giai đoạn bảo quản hay chế biến tiếp sau đó. Chẳng hạn hạt mới thu hoạch bị lẫn nhiều cỏ rác, cọng lá hay đất đá thì cần làm sạch sơ chế trước khi phơi sấy, nếu hạt lẫn nhiều hạt vỡ, hạt lép hỏng đất cát thì sau khi phơi sấy cần làm sạch, phân loại tách bỏ chúng trước khi nhập kho. Vật liệu ban đầu rất đa dạng chúng khác nhau về nhiều tính chất như: kích thước, hình dạng trạng thái bề mặt, tính chất khí động. Vì vậy cần dựa vào tính chất khác nhau cơ bản nhất để lựa chọn và sử đụng máy thích hợp nhằm đạt hiệu quả làm sach cao nhất. Đặc điểm của quá trình làm sạch và phân loại là có làm thay đổi về tính chất vật lý như: trạng thái hay mầu sắc của sản phẩm nhưng không làm biến đổi đáng kể thành phần hóa học, hóa - lý và hóa - sinh. b) Yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo hiệu suất phân ly cao, nghĩa là độ bẩn còn sót lại sau khi làm sạch hay độ lẫn sản phẩm sau khi phân loại thấp. - Không làm hư hỏng hoặc biến đổi chất lượng sản phẩm như : gẫy, vỡ, dập nát, tróc vỏ do tác động cơ học. 60  - Có thể làm sạch hay phân loại được nhiều loại nguyên liệu. - Có cơ cấu để có thể thay đổi được chế độ làm việc của máy để thu được tỷ lệ thành phần sau khi làm sạch và phân loại theo đúng yêu cầu công nghệ. Ví dụ, điều chỉnh thời gian ngâm rửa củ quả trong các máy rửa tương ứng với những độ bẩn khác nhau của củ quả,... - Năng suất cao, chi phí năng lượng riêng thấp. c) Phân loại - Theo loại nguyên liệu: máy làm sạch và phân loại hạt, máy làm sạch và phân loại củ quả. - Theo nguyên lý cấu tạo: máy sàng, máy quạt, máy rửa,... - Theo quá trình làm việc: máy làm việc liên tục, máy làm việc gián đoạn. 3.1.2. Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo 3.1.2.1. Máy làm sạch và phân loại hạt a) Làm sạch và phân loại theo kích thước Phần lớn các tạp chất hữu cơ như cỏ, rác, mảnh cành, lá cây,...thường có kích thước lớn hơn hạt, còn đất, cát, bụi, rác vụn,...thường bé hơn hạt. Lợi dụng sự khác nhau về kích thước này, người ta dùng máy sàng có kích thước lỗ thích hợp để tách các tạp chất đó ra khỏi hạt. Khi chỉ có tạp chất lớn hơn hạt thì tạp chất sẽ ở lại trên sàng, hạt lọt qua lỗ sàng. Khi chỉ có tạp chất bé hơn hạt thì ngược lại. Nếu trong khối hạt có cả tạp chất lớn hơn hoặc bé hơn hạt thì sử dụng sàng nhiều tầng có kích thước lỗ khác nhau, lỗ to ở trên, lỗ nhỏ ở dưới hoặc dùng một tầng sàng nhưng phần sàng ở phía nguyên liệu vào có lỗ nhỏ, phần sàng ở phía sau có lỗ to dần. Đối với việc phân loại hạt theo kích thước, quá trình cũng xảy ra tương tự. Như vậy, trong quá trình sàng người ta nhận được sản phẩm hoặc nằm trên sàng hoặc lọt qua sàng, còn phần kia bị loại bỏ đối với trường hợp làm sạch hoặc thu được sản phẩm cả ở phần trên và dưới sàng nhưng có độ lớn khác nhau trong trường hợp phân loại. Hiện nay, có nhiều loại sàng được dùng để phân loại hạt như: sàng phẳng, sàng lượn sóng, sàng trụ, sàng đa giác. Phổ biến nhất trong các nhà máy chế biến lương thực- thực phẩm là sàng phẳng, sàng trụ và trống chọn hạt. - Sàng phẳng được lắp trên một khung gọi là thân sàng. Mỗi thân sàng được treo vào khung máy nhờ 4 thanh treo đàn hồi và thực hiện dao động qua lại nhờ cơ cấu lệch tâm (hình 3.1). Phương dao động của sàng có thể ngang hoặc nghiêng. Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy sàng phẳng Những máy có hai thân sàng thì chiều chuyển động luôn ngược nhau nhằm triệt tiêu một phần lực quán tính sinh ra trong quá trình chuyển động. Khi bán kính tay quay nhỏ, biên và thanh treo có chiều dài lớn, bằng nhau ta có thể coi chuyển động của thân sàng là chuyển động tịnh tiến qua lại dịch chuyển của thân sàng S = 2R (R bán kính tay quay). Sàng được lắp ở đáy thân sàng và thường đặt nghiêng so với phương ngang 1 góc   4 0 9. Đây là bộ phận chính để phân loại các hạt vật liệu rời. Người ta thường dùng hai loại sàng có kết cấu khác nhau là: sàng lưới đan và sàng tấm đục lỗ. Mặt sàng lưới đan: có các lỗ dạng hình vuông, hình bầu dục, hình 6 cạnh (hình 3.2). Loại này được dùng để các vật liệu khô, xốp. Loại lưới đan có diện tích rơi lớn hơn so với các loại sàng khác. 61  Hình 3.2. Mặt sàng lưới đan Mặt sàng tấm đục lỗ được làm bằng thép tấm, trên mặt có đục các lỗ dạng hình vuông, hình tròn, hình chữ nhật hoặc hình bầu dục. Các lỗ có thể bố trí thành hàng hoặc xen kẽ nhau (hình 3.3). Hình 3.3. Mặt sàng tấm đục lỗ Lỗ ở trên tấm được làm dạng côn, phần có kích thước lớn hướng về phía sản phẩm đi ra. Ưu điểm của tấm đục lỗ là hạt dễ dàng di chuyển trên mặt sàng. Tuổi thọ của loại sàng này cao hơn loại lưới đan, nhưng nó có nhược điểm là diện tích rơi nhỏ. Tuỳ theo hỗn hợp cần làm sạch và yêu cầu đối với hạt sau khi làm sạch mà chọn sàng có kích thước lỗ và dạng lỗ thích hợp. Sàng lỗ hình tròn dùng để phân loại dựa vào sự khác nhau về chiều rộng của hạt. Những hạt có tiết diện lớn hơn đường kính của lỗ sàng muốn lọt qua lỗ sàng dạng này hạt phải dựng thẳng đứng lên, trục chính của hạt thẳng góc với mặt sàng. Khi chảy trên mặt sàng hạt ở trạng thái nằm, trục chính của hạt song song với mặt sàng, do đó các hạt dài khó lọt qua sàng lỗ tròn hơn so với hạt tròn và hạt ngắn. Sàng lỗ dài dùng để phân loại dựa theo sự khác nhau về chiều dày của hạt. Nếu chiều dày của hạt lớn hơn chiều rộng của lỗ sàng thì hạt sẽ không lọt qua lỗ sàng, ngược lại nếu nếu chiều dày hạt nhỏ hơn chiều rộng lỗ thì hạt sẽ lọt qua lỗ sàng. Để tăng độ lọt của sàng bao giờ người ta cũng chế tạo chiều dài của lỗ dài lớn hơn nhiều so với chiều dài hạt cần phân loại. Muốn cho hạt dễ lọt hơn người ta còn chế tạo loại mặt sàng mà lỗ nằm trong các rãnh. Sàng lỗ dài có tiết diện làm việc lớn hơn nên khả năng phân ly cao hơn. Trong quá trình làm việc hạt thường trượt trên mặt sàng, khi đó trục dài của hạt trùng với phương dao động và chiều dài lỗ sàng. Hiệu quả làm sạch của sàng phẳng phụ thuộc vào gia tốc của sàng. Đối với hạt lớn hiệu quả làm sạch tốt nhất khi gia tốc cực đại Jmax = 1822m/s2, đối với hạt nhỏ Jmax= 1214m/s2 Trong khi làm việc, lỗ sàng thường bị kẹt hạt hoặc tạp chất. Để làm sạch lỗ sàng người ta thường dùng cơ cấu làm sạch. Cơ cấu làm sạch lỗ sàng có thể là loại chổi lông, loại trục cao su, loại gây va đập, rung động,… nhưng phổ biến và có hiệu quả hơn là cơ cấu làm sạch loại chổi lông. Nó được cấu tạo bởi một hàng chổi lông đặt dưới mặt sàng, quét lên toàn bộ mặt sàng. Hệ thống chổi lông chuyển động qua lại nhờ cơ cấu tay quay-thanh truyền với tốc độ chậm và ngược chiều chuyển động của sàng. Để thực hiện chuyển động qua lại, khung của cơ cấu làm sạch được tựa trên hai đường lăn thông qua các con lăn. Cũng nhờ kết cấu này mà người ta có thể điều chỉnh độ ngập sâu của chổi vào mặt sàng để làm tăng độ sạch mặt sàng. 62  Hiện nay, để làm sạch mặt sàng người ta dùng các quả cao su (rubber balls) đặt ở trong các ngăn dưới mặt sàng (hình 3.4).Trong quá trình làm việc, bi nảy lên trên đập vào các phần tử kẹt vào lỗ sàng, đẩy chúng ra ngoài. Kết cấu này hoàn toàn có thể thay thế cho chổi lông, khi đó cấu tạo máy sàng trở nên đơn giản hơn rất nhiều. Hình 3.4. Sàng tự làm sạch bằng bi cao su - Sàng trụ là sàng phẳng cuộn tròn và quay xung quanh trục dọc của nó (hình 3.5). Loại sàng này có cấu tạo đơn giản làm việc ít rung động nhưng năng suất thấp hơn loại sàng phẳng. Hình 3.5. Sàng trụ - Trống chọn hạt được sử dụng để làm sạch và phân loại hạt theo hình dạng hay chiều dài. Người ta thường kết cấu kiểu trống có các lỗ với hình dạng và kích thước phù hợp với loại hạt cần phân loại, thường là nửa hình cầu (hình 3.6). Hình 3.6. Máy phân loại hạt kiểu trống a) Sơ đồ máy; b) Sơ đồ nguyên lý cấu tạo. 1- trống phân loại; 2- lỗ tổ ong; 3- vít tải; 4- máng hứng; 5- cánh gạt. Ví dụ, khi phân loại hạt cỏ dại trong khối hạt ngũ cốc, hỗn hợp hạt được cho vào trong trống, khi trống quay, chúng chuyển động trong trống, hạt cỏ hoặc những hạt ngắn sẽ lọt vào các lỗ và được nâng lên một độ cao nhất định. Trong khi đó hạt ngũ cốc được giữ lại bởi cánh 63 gạt 5 và rơi xuống đáy thùng và thoát ra ngoài qua hộp tháo liệu, còn hạt cỏ dại thì được đưa lên cao hơn, rơi từ các lỗ vào máng 4 và chuyển ra khỏi máy nhờ vít tải 3. Loại máy này còn có thể dùng để phân loại theo chiều dài của hạt và được sử dụng phổ biến trong các nhà máy sản xuất gạo. b) Phân loại theo tính chất khí động Giữa hạt và tạp chất có trong khối hạt luôn khác nhau về tính chất khí động. Sự khác nhau này được đặc trưng bằng trị số của tốc độ tới hạn (tốc độ không khí bắt đầu thổi bay vật thể). Trị số của tốc độ tới hạn khác nhau đối với mỗi vật thể, nó phụ thuộc vào trạng thái và hình dạng của vật thể, trọng lượng và vị trí của vật thể trong dòng khí, tính chất của dòng khí,... Lợi dụng tính chất này người ta cho hạt rơi vào trong dòng không khí, thường thổi theo phương ngang hay phương xiên, chúng lần lượt rơi xuống mặt phẳng nằm ngang ở những vị trí khác nhau. Hạt hay tạp chất có tốc độ tới hạn càng bé (hạt nhẹ), càng rơi ở khoảng cách xa so với điểm cấp liệu và hạt có tốc độ tới hạn lớn (hạt nặng) thì ngược lại. Nhờ quá trình này, ta có thể tách các tạp chất ra khỏi khối hạt một cách dễ dàng. Trên hình 3.7 là sơ đồ nguyên lý máy làm sạch và phân loại hạt bằng quạt. Hình 3.7. Máy quạt 1- quạt; 2 - phễu cấp liệu; 3, 3’, 3’’, 3’’’ - máng hứng Hỗn hợp hạt đi qua phễu cấp liệu 2 gặp luồng không khí do quạt 1 thổi vào. Hạt nặng lắng xuống máng gần cửa nạp liệu, hạt nhẹ hơn lắng lại ở các máng tiếp theo cách phễu nạp liệu những đoạn xa hơn, còn vỏ tạp chất nhẹ hay bụi sẽ lắng đọng xuống đáy và được định kỳ tháo ra. Như vậy, ta sẽ thu được ở mỗi máng một loại sản phẩm có khối lượng riêng nhất định. Khi hạt có kích thước và khối lượng đồng nhất, nhưng có khối lượng riêng khác nhau thì trong luồng không khí những hạt chắc hơn sẽ rơi nhanh hơn những hạt nhẹ và tập trung lại ở các ô gần phễu cấp liệu. c) Phân loại theo trọng lượng riêng Khi đưa nguyên liệu hạt vào chế biến cần phải chú ý đến việc làm sạch các tạp chất nặng đá sỏi, đất viên , mảnh thuỷ tinh,… Đây là những tạp chất rất khó tách bằng sàng vì kích thước của chúng rất gần với kích thước của hạt, do đó phải phân loại bằng sự khác nhau về tỷ trọng. Nếu các cấu tử trong hỗn hợp cần phân loại có sự khác nhau rõ rệt về tỷ trọng thì càng dễ phân chia. Trên hình 3.8 là sơ đồ máy phân loại theo trọng lượng riêng. Đặc điểm của sự chuyển động tương đối của sản phẩm trên mặt sàng là hệ số động học K, góc nghiêng của mặt sàng so với phương nằm ngang α, hệ số ma sát f của vật liệu với mặt sàng và áp lực của dòng khí P e thổi từ dưới lên. Hệ số động học K được xác định theo công thức: 2 R K g Trong đó: ω- vận tốc góc của tay quay, s-1, 64  R- bán kính của cơ cấu lệch tâm, m; g- gia tốc trọng trường, m/s2. Hệ số ma sát f = tgφ với φ là góc ma sát của vật liệu với mặt sàng. Hình 3.8. Sơ đồ máy phân loại theo trọng lượng 1- phễu nạp liệu; 2- bộ phận lắng; 3- sàng d) Phân loại hạt theo tính chất bề mặt của nguyên liệu Các cấu tử khác nhau trong khối hạt có trạng thái bề mặt không giống nhau. Bề mặt của chúng có thể xù xì, rỗ, nhẵn, có vỏ, không vỏ,… Những trạng thái bề mặt khác nhau ấy có thể áp dụng để phân loại trên mặt phẳng nghiêng. Khi các cấu tử có trạng thái bề mặt không giống nhau chuyển động trên mặt phẳng nghiêng thì chịu tác dụng của các lực ma sát khác nhau (hình 3.9). a) b) Hình 3.9. Sơ đồ nguyên lý phân loại theo trạng thái bề mặt a- mặt phẳng nghiêng; b- tấm chắn 1, 2, 3- các cấu tử được phân loại Do đó các phần tử ấy dịch chuyển với các vận tốc khác nhau. Vì vận tốc của phần tử ở cuối mặt phẳng nghiêng có giá trị khác nhau tuỳ theo phần tử ấy nhẵn hay xù xì nên có những phần tử rơi xa lưới hơn, có những phần tử rơi gần lưới hơn. Nếu đặt trên quỹ đạo rơi những tấm chắn thì có thể phân loại hỗn hợp ra làm nhiều phần khác nhau theo hệ số ma sát. Các máy phân loại cố định đều dựa vào nguyên tắc trên để phân loại, trong đó có cả máy phân loại kiểu xoắn ốc để phân loại hạt dạng hình cầu và dạng hạt dẹt. Phương pháp phân loại dựa vào sự khác nhau về hệ số ma sát có ý nghĩa rất lớn trong trường hợp phân loại hỗn hợp gồm hai hoặc nhiều dạng hạt có kích thước gần nhau. e) Phân loại theo màu sắc Trong một số trường hợp có thể dựa vào sự khác nhau về màu sắc để phân loại. Trên hình 65 3.10 là sơ đồ máy phân loại theo màu sắc Sortex Junsơn. Nguyên liệu đầu được đưa vào phễu nạp liệu 1. Sau khi qua máng rung 2 và băng tải 3, hạt được rải đều thành lớp rồi đưa vào phòng quang học 4. Do tác dụng của các tế bào quang điện 8 mà hỗn hợp được phân chia thành 2 loại: hạt có màu đặc trưng và hạt có màu bình thường. Hạt có màu đặc trưng được nạp điện và sau khi ra khỏi phòng quang học thì được hút lệch về một phía. Mỗi lần lựa chọn chỉ phân loại được 2 màu. Muốn phân loại được nhiều màu ta phải dùng nhiều kính chuẩn và làm lại nhiều lần hoặc dùng nhiều máy. Yêu cầu hạt phải được rải thành lớp mỏng, sao cho hạt nọ không che lấp hạt kia thì việc phân loại mới không bị bỏ sót. Hình 3.10. Sơ đồ máy phân loại theo màu sắc Sortex Junsơn 1- phễu nạp liệu- 2- máng rung; 3- băng tải; 4- buồng quang học; 5– tế bào quang điện; 6, 10- tấm ngăn; 7- bộ phận tích điện; 8, 9- các điện cực; 11- bộ khuếch đại. f) Phân loại theo từ tính Trong khối hạt đưa vào nhà máy thường có lẫn tạp chất sắt. Những tạp chất này rơi vào khối hạt trong quá trình tuốt lúa, tẽ ngô,… hoặc trong quá trình làm sạch, vận chuyển. Tạp chất sắt có thể làm hỏng bộ phận công tác của máy (máy nghiền, máy xay,…) và có thể bật ra tia lửa điện gây ra hoả hoạn. Do đó làm sạch tạp chất sắt là một khâu có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình sản xuất. Các tạp chất sắt, gang, niken, coban đều có thể dùng sàng tách ra được. Người ta thường dùng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện để tách các tạp chất sắt. Máy phân loại bằng từ tính gồm nhiều thỏi nam châm ghép lại (hình 3.11a,b). Cực nam châm bố trí trên mặt phẳng nghiêng mà sản phẩm chảy qua. Sản phẩm chảy qua nam châm thành lớp mỏng với vận tốc không lớn, đủ để cho nam châm hút lại các tạp chất sắt. Máy phân ly từ tính kiểu trống (hình 3.11c), được cấu tạo bởi một trống bằng đồng thau, quay bên ngoài một nam châm vĩnh cửu có tiết diện là nửa hình vành khuyên. Màng hạt được xi lanh quay dẫn xuống và đổ vào vòi xả 1. Dưới tác động của từ trường nam châm, các vụn sắt được giữ lại trên bề mặt xi lanh. Phần bề mặt xi lanh quay ra ngoài nam châm thì vụn sắt 66 không bị hút nữa và tự động rơi vào ống xả 2. Trong một số máy xay xát lớn, người ta đặt các máy phân ly từ tính công suất cao để tách các tạp chất sắt một cách liên tục. a) b) c) Hình 3.11. Sơ đồ máy phân loại theo từ tính g) Phân loại theo phương pháp phối hợp Để nâng cao hiệu suất phân loại và giảm số lần nguyên liệu qua nhiều máy khác nhau, người ta thường sử dụng máy phân loại kết hợp nhiều nguyên tắc phân loại khác nhau. Loại máy phân loại phức hợp thường gồm sàng và quạt. Sàng sẽ phân chia khối hạt theo kích thước lớn, nhỏ, quạt sẽ làm sạch khỏi khối hạt các tạp chất nhẹ. 3.1.2.2. Máy làm sạch và phân loại củ quả a) Máy làm sạch Đối với rau, củ quả thường làm sạch bằng nước, nghĩa là dùng nước để loại bỏ bùn, đất, cát, rác bẩn. Vì vậy, các máy làm sạch này còn được gọi là máy rửa. Nguyên tắc chung của máy rửa là xáo trộn rau củ trong nước (hoặc dùng vòi xối), nhờ đó rau củ cọ sát lẫn nhau, cọ sát với các bộ phận làm việc của máy làm tách các tạp chất bẩn bám trên rau củ. Rau củ được làm sạch, các tạp chất bẩn theo nước thoát ra ngoài. Máy rửa củ quả kiểu trống (hình 3.12), có cấu tạo gồm một hoặc hai trống rửa 2 được tạo nên bởi các thanh thép chữ U gắn trên tang trống dọc theo đường sinh, giữa các thanh thép có khe hở nhỏ để lọt đất cát bẩn. Hình 3.12. Máy rửa kiểu trống 1- phễu cấp liệu; 2 trống rửa; 3- gáo múc; 4- máng thu củ qủa sạch; 5- máng đựng nước rửa; 6- cửa thoát nước bẩn. Ở phía cuối trống, có lắp gáo 3 để múc nâng và đổ củ quả sạch ra ngoài. Trống rửa quay trong thùng đựng nước rửa 5, đáy nghiêng và có cửa 6 để xả nước bẩn. Trong quá trình làm việc, củ quả di chuyển dọc trống nhờ góc thoải tự nhiên của khối củ quả khi chất đống và do quá trình chất liên tục và múc liên tục. Loại máy này có ưu điểm là khả năng xáo trộn tốt, năng suất cao, tốn ít nước rửa, nhưng có nhược điểm là rửa củ to hoặc dài chất lượng rửa kém, củ quả thường bị vướng dắt, xơ xước, gãy, với củ quả bẩn rửa một lần không sạch. 67  Máy rửa củ quả kiểu tay gạt (hình 3.13) được cấu tạo bởi trục 3 đặt nằm ngang, trên đó có lắp các tay gạt 2. Tay gạt lắp nghiêng một góc nào đó so với mặt phẳng vuông góc với trục có tác dụng đẩy củ di chuyển theo chiều dọc trục. Vị trí lắp tay gạt trên trục được bố trí theo đường gen vít để các tay gạt tác động vào khối củ quả một cách liên tục và đều đặn. Máng đựng củ quả 7 thường làm bằng lưới sàng có dạng nửa hình trụ, máng đựng nước rửa 8 thường làm bằng tôn tấm cuộn lại hoặc xây bằng xi măng, được chia làm nhiều ngăn, mỗi ngăn có cửa 9 để thoát nước bẩn. Hình 3.13. Máy rửa kiểu tay gạt 1- máng đựng nướcvà củ quả; 2- các tay gạt; 3- trục lắp tay gạt; 4- gáo múc; 5- dây chuyền thu củ quả; 6- tấm chắn; 7- nắp thoát nước và rác bẩn; 8- cửa thoát sỏi đá; 9- tấm lưới lọc. Củ quả bẩn được cung cấp vào máy qua phễu cấp liệu 1, khi trục lắp tay gạt quay củ sẽ di chuyển cùng với nước và được rửa sạch. Củ sạch sẽ được các gáo múc 4 hất đổ sang gầu chuyền 5 và đưa ra ngoài. Loại máy này có ưu điểm là khả năng xáo trộn tốt, nước rửa dùng nhiều lần nên tiết kiệm được nước rửa nhưng có nhược điểm là củ quả dễ bị tróc vỏ hoặc gãy do các tay gạt tác động mạnh vào khối củ quả. Máy rửa củ quả kiểu ly tâm (hình 3.14) gồm đĩa 3 đặt nằm ngang, vành ngoài đĩa có gắn các tấm gạt 4. Phía trên đĩa đặt ống nước 2, phía dưới đặt máng hứng nước bẩn 7 có cửa thoát nước 6. Hình 3. 14. Máy rửa kiểu ly tâm Hình 3.15. Máy rửa kiểu vít chuyền 1- thùng đựng củ quả; 2- ống dẫn nước; 1- phễu cấp liệu; 2- vít chuyền; 3- ống bao; 3- đĩa; 4- tấm gạt; 5- cửa thoát củ quả; 4- ống dẫn nước; 5- cửa thoát củ quả sạch; 6- cửa thoát nước bẩn; 7- máng hứng nước. 6- bể chứa nước bẩn; 7- lưới sàng. Củ được cung cấp liên tục lên đĩa. Khi đĩa quay củ sẽ quay theo. Do lực ly tâm củ sẽ văng ra xung quanh xáo trộn cọ sát vào thành thùng đựng củ và cọ sát vào nhau, gặp dòng nước xối mạnh từ trên xuống sẽ được rửa sạch và thoát ra ngoài qua cửa 5. Tấm gạt có tác dụng làm tăng cường sự xáo trộn và nâng đẩy củ quả để củ thoát ra ngoài một cách dễ dàng. Loại máy 68 này khả năng xáo trộn kém và tốn nhiều nước rửa hơn so với các loại máy khác. Máy rửa củ quả kiểu vít (hình 3.15) gồm vít chuyền 2 đặt trong ống bao 3, nghiêng góc  so với đường nằm ngang ( = 30o 40o). Phía trên đặt ống dẫn nước 4 và cửa thoát củ quả 5. Phía duới có phễu cấp liệu 1 và lưới sàng 7 để thoát đất cát bẩn. Củ bẩn nạp vào máy qua phễu cấp liệu, được các cánh vít đưa lên phía trên. Dòng nước có áp suất cao phun ngược dòng chuyển động của củ quả. Khi di chuyển lên phía trên củ được rửa sạch và thoát ra ngoài qua cửa thoát. Nước cặn bẩn lọt qua lưới chảy vào bể chứa nước bẩn và theo hệ thống rãnh chảy đi. Loại máy rửa kiểu vít có ưu điểm độ sạch cao nhưng tốn nhiều nước rửa. Trên hình 3.16 là sơ đồ máy rửa rau kiểu khí thổi. Tác dụng cọ rửa là không khí được quạt thổi vào làm cho nước và nguyên liệu bị đảo trộn. Bộ phận xối nước là hệ thống hoa sen. Máy này được sử dụng phổ biến để rửa hầu hết các loại rau quả, nhất là rau quả mềm. Hình 3.16. Máy rửa rau quả kiểu khí thổi 1- thùng ngâm; 2- băng tải; 3- quạt gió; 4- ống thổi khí. b) Máy phân loại Do tính chất đa dạng của các loại rau, củ quả nên phần lớn các loại sản phẩm này đều phải phân loại bằng tay. Để loại các sản phẩm không hợp qui cách người ta thường cho chúng di chuyển trên băng tải, công nhân làm việc đứng ở hai bên băng tải. Muốn phân loại không sót nguyên liệu phải được dàn mỏng và đều trên băng tải và tốc độ băng tải không được quá lớn, thường 0,12  0,15m/s. Tuy nhiên, người ta cũng có thể lợi dụng một vài đặc điểm khác nhau về kích thước, khối lượng riêng và màu sắc để giải quyết cơ khí hóa hay tự động hóa trong việc phân loại rau, củ quả. - Phân loại theo kích thước thường có kết quả đối tốt đối với nguyên liệu có ít thông số vật lý như những loại quả tròn hay quả hình trụ. Trên hình 3.17a là sơ đồ máy phân loại củ quả kiểu đĩa, nó được cấu tạo bởi một đĩa quay hình vành khăn, các tấm sắt 2 và 3 có dạng hình vòng cung đặt cố định. Khe hở giữa đĩa và thành máng tăng dần theo hình vòng cung, khe hở này có thể điều chỉnh được tùy theo kích thước của từng loại quả. Máy này có thể phân củ quả ra thành 3 hoặc 4 loại. 69  Hình 3.17. Sơ đồ máy phân loại củ quả. a) kiều đĩa; b) kiểu dây cáp; c) kiểu trục tròn. 1- đĩa quay hình vành khăn; 2, 3- tấm sắt hình vòng cung; 4- quả; 5- dây cáp; 6- trục tròn. Trên hình 3.17b là bộ phận phân loại củ quả kiểu dây cáp. Nó gồm một hệ thống dây cáp căng giữa hai trục quay, chuyển động theo chiều dọc của dây. Khe hở giữa hai dây cáp (quả đi qua giữa hai dây) to dần và quả sẽ rơi dần theo thứ tự từ nhỏ đến lớn. Máy này dùng để phân loại khoai tây, cà tím, cam,... Trên hình 3.17c là sơ đồ máy phân loại kiểu trục tròn. Bộ phận phân loại là những cặp trục hình côn, thường dùng để phân loại các loại quả tròn như cam, chanh, bưởi. 3.1.3. Cấu tạo và hoạt động của một số máy làm sạch và phân loại a) Máy làm sạch hạt STC-40 Máy làm sạch hạt STC-40 do nhà máy cơ khí Hoàng Liệt chế tạo, dùng để loại bỏ bụi bẩn, rơm rác, hạt cỏ dại, đá sỏi, làm sạch hạt lương thực và thức ăn chăn nuôi (hình 3.18). Hình 3.18. Máy làm sạch hạt STC- 40 70  Máy có quạt gió hút những tạp chất nhẹ thu về bình xiclon. Bộ sàng gồm 2 tấm lưới : tấm trên có lỗ ôvan để loại các tạp chất lớn hơn hạt, tấm dưới có lỗ chữ nhật hoặc lỗ tròn để lọc hạt cỏ dại, cát sạn, sâu mọt. Bộ sàng chuyển động lắc ngang nhờ cơ cấu lệch tâm và 4 thanh treo. Đặc tính kỹ thuật của máy : Năng suất: 6 7 tấn/h; tốc độ trục máy: 460 v/ph; công suất động cơ: quạt 1,7kW, sàng 1kW; khả năng làm sạch: tạp chất lớn hơn hạt 96,2%, rơm rác 100%, cát bụi sâu mọt 84%, hạt cỏ dại 50%. Kích thước máy (dài x rộng x cao): 1500 x 1100 x 3760mm. b) Máy rửa củ quả kiểu trống MP- 2,5 Máy rửa củ quả kiểu trống MP- 2,5 là loại máy rửa làm việc liên tục do CHLB Nga chế tạo (hình 3.19). Bộ phận rửa gồm hai trống rửa 5 và 5’ có đường kính 600mm, dài 500mm và 900mm hợp bởi những thanh thép có tiết diện 2 x 30mm lắp trên trục chung bằng những thanh đỡ chữ thập. Các thanh thép được uốn dập như dạng thanh thép góc lắp vào bên trong trống bằng các giá, tạo ra cho mặt trong trống có các sống nổi. Giữa các thanh trống có khe hở 15mm để lọt đất cát bẩn. Các gáo múc 6 được làm bằng thép lá, dạng hình quạt trên đó có đục nhiều lỗ để thoát nước. Một cạnh lắp theo chu vi của trống, một cạnh lắp theo thanh đỡ chữ thập và một cạnh để tự do. Gáo múc được lắp ở phía củ quả thoát ra để múc nâng đổ củ quả ra ngoài. Máng đựng nước rửa 2 làm bằng thép lá, treo vào các xà dọc phía trên của khung máy. Đáy máng đặt nghiêng về phía phễu cấp liệu, ở đầu dưới của máng có cửa 3 để tháo cặn bẩn. Đường kính các cửa tháo 200mm, có nắp đóng chặt bằng khóa vít 4. Hình 3.19. Máy rửa củ quả kiểu trống MP-2,5 1- khung máy; 2- máng rửa; 3- cửa thoát rác bẩn; 4- khóa vít; 5, 5’- trống rửa; 6- gáo múc; 7- phễu cấp liệu; 8- động cơ điện; 9- dây cua roa; 10- Puli; 11- bánh đà; 12- tay quay; 13- bánh răng. Bộ phận truyền động gồm một trục chính lắp trống và hai trục trung gian để lắp một cặp bánh răng hình trụ và một cặp bánh răng côn, tỷ số truyền chung là ic = 13,3. Quá trình làm việc của máy như sau: Đổ đầy nước vào thùng, vừa cho máy chạy vừa chất củ quả vào phễu cấp liệu. Việc cung cấp củ quả vào máy phải tính toán sao cho khi máy làm việc ổn định thì lớp củ quả trong trống không dày quá 1/3 đường kính trống. Củ quả ngâm trong nước, khi trống quay tạo nên sự chuyển động xáo trộn, cọ sát lẫn nhau và cọ sát vào thành trống. Nhờ đó mà các tạp chất bẩn được tách ra khỏi bề mặt củ quả, lọt qua khe hở giữa các thanh trống, lắng xuống đáy máng đựng nước rửa. Củ quả di chuyển qua đoạn trống thứ nhất, liên tục được các gáo múc hất qua tấm chắn đổ sang đoạn trống thứ hai và quá trình rửa 71 lặp lại. Khi đi qua đoạn trống thứ hai, củ quả được rửa lần cuối và được các gáo múc hất đổ vào máng thu củ quả. Đất cát bẩn đọng ở đáy máng được tháo ra cùng với nước bẩn qua cửa thoát, sau đó được thay bằng nước sạch khác. Số lần thay nước phụ thuộc vào độ bẩn của củ quả. Máy có hai trống rửa đảm bảo rửa sạch và tốn ít nước rửa hơn so với máy có một trống rửa. Đặc tính kỹ thuật: năng suất: 2,5  3,0 tấn/h; số vòng quay của trống: 16  20v/ph; mức tiêu thụ nước trung bình 300 400lít/tấn; công suất cần thiết của động cơ: 0,55  0.75kW; kích thước máy (dài x rộng x cao): 2700 x 965 x 1175mm; khối lượng: 280kg. 3.2 MÁY LÀM SẠCH VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM LỎNG 3.2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và phân loại a) Nhiệm vụ Làm sạch và phân loại sản phẩm lỏng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như công nghiệp hoá chất, thực phẩm, dược phẩm, vật liệu xây dựng,... Trong công nghiệp thực phẩm có nhiều qui trình công nghệ tạo thành những hỗn hợp không đồng nhất gồm các chất nằm ở trạng thái khác nhau: lỏng, rắn, khí. Ví dụ: khi thực hiện các quá trình cơ học như ép dịch quả, ép hạt dầu, ép nước mía ta thu dược sản phẩm lỏng trong đó có lẫn các tạp chất rắn chất xơ, xác tế bào, tanin; trong quá trình sinh học cũng tạo ra hệ không đồng nhất như trong quá trình lên men sữa chua ta được hệ không đồng nhất là nhũ tương,… Đối với sữa mới vắt ra thường lẫn các chất nhớt, chất nhày, khí và hơi. Tuỳ theo trạng thái của hệ, kích thước các phần tử trong đó mà người ta phân ra làm 3 loại: - Huyền phù là hệ không đồng nhất có chất lỏng và phần tử rắn nằm lơ lửng trong đó. Pha lỏng gọi là pha liên tục hay môi trường phân tán. Các hạt rắn gọi là pha phân tán. Tuỳ theo độ lớn (đường kính tương đương) của các hạt mà người ta còn phân huyền phù ra các dạng như: huyền phù thô dtđ>1mm; huyền phù mịn dtđ=5μm-1mm; huyền phù mảnh dtđ=0,1μm-5μm và huyền phù keo dtđ