quá trình ly tâm

Quá trình ly tâm và các thiết bị sử dụng trong quá trình ly tâm Leave a comment

Ly tâm là phương pháp tách một cách nhanh chóng các phân tử có khối lượng riêng (ρ) khác nhau. Thường tách các pha rắn ra khỏi pha lỏng khi nồng độ pha rắn lớn nhờ lực ly tâm (C=mv2/R).

[fusion_builder_container hundred_percent=”yes” overflow=”visible”][fusion_builder_row][fusion_builder_column type=”1_1″ background_position=”left top” background_color=”” border_size=”” border_color=”” border_style=”solid” spacing=”yes” background_image=”” background_repeat=”no-repeat” padding=”” margin_top=”0px” margin_bottom=”0px” class=”” id=”” animation_type=”” animation_speed=”0.3″ animation_direction=”left” hide_on_mobile=”no” center_content=”no” min_height=”none”]
 quá trình ly tâm
Lực ly tâm

Mục đích và phạm vi sử dụng quá trình

Chuẩn bị cho quá trình tiếp theo

Ví dụ:

  • Ly tâm trước khi đun nóng để tách các phân tử gây cháy hoặc tách vi khuẩn.
  • Ly tâm trước khi lọc nhằm tăng năng suất máy, giảm thời gian, giảm hao phí trong sản xuất nước quả, dầu thực vật,…
  • Làm sạch tách tạp chất trong sản xuất dấu ăn, năng cao chất lượng sản phẩm trong sản xuất tinh bột, tách axit glutamic…
  • Khai thác, thu nhận sản phẩm từ hỗn hợp bao gồm các pha rắn và các dung dịch bao quanh nó như thu đường sacaroza, glucoza, mì chính, thu emzyme sau thời gian nuôi cấy, thu nhận chế phẩm enzyme sau khi kết tủa bằng cồn,…
  • Ngoài ra, ly tâm còn có mục đích phân chia sản phẩm.Ví dụ: các loại sữa, bơ,…
  • thu hối một số sản phảm. Ví dụ: bụi đường. cà phê,chè, thuốc lá

Đặc điểm nguyên liệu

Vật liệu đưa vào quá trình là một hổn hơp không đồng nhất.Trong công nghiệp chủ yếu là hổn hợp rắn-lỏng, hoặc lỏng-lỏng có khối lượng riêng khác nhau.

  • Vật liệu đưa vào ly tâm phải dễ phân ly, có khả năng tách khỏi nhau, tính keo và độ nhớt của dung dịch không quá lớn, pha rắn ở dạng to và chắc
  • Sản phẩm sau quá trình là chất rắn có độ tinh khiết cao nhưng còn ẩm
  • Các chất lỏng có khối lương riêng khác nhau (Ví dụ:tách bơ trong sữa)

Sau quá trình ly tâm còn nhận được pha lỏng có thể là dung môi (nước) bỏ đi, hoặc các dung dịch thực phẩm bao quanh tinh thể được tách ra, thường đưa đi xử lý lại bằng các quá trình tiếp theo

Những biến đổi trong quá trình li tâm

Sau quá trình ly tâm hỗn hợp được tách biệt chủ yếu là thay đổi trạng thái, không có biến đổi hóa học, hóa lý, hóa sinh đáng kể nhưng nói chung về chất lượng của sản phẩm được tăng lên do:

  • Tách được tạp chất hòa tan không phải dạng tinh thể, đặc biệt là các chất màu nên sản phẩm sạch hơn (trắng hơn).
  • Trong quá trình ly tâm thường có rửa mọt hoặc hai lần nên chật lương tốt hơn.
  • Tách tinh thể sản phẩm thực phẩm ra khỏi dung dịch tránh vi sinh vật có thể phát triển.
  • Có tổn thất do chui qua lưới ly tâm hoặc bị hòa tan khi rửa nước hoặc rửa hơi

Phương pháp thực hiện quá trình

Có thể thực hiên bằng phương pháp ly tâm lắng hoặc ly tâm lọc.

  • Ly tâm lắng thường dùng phân ly hỗn hợp có ∆ρ nhỏ.vd: lắng cái men, thu nhận enzyme, chế phẩm protein, axit amin, …
  • Ly tâm lọc được dùng phổ biến trong sản xuất. Trên thành thùng quay của máy có đục lỗ và được bọc bằng các lớp lưới hoặc vải có kích thước lỗ phù hợp với tính chất của sản phẩm. Dưới tác dụng của lực ly tâm pha lỏng bắn ra qua các lỗ, pha rắn nằm lại trên thành máy.

Có thể thực hiện li tâm gián đoạn, bán liên tục, hoặc liên tục.

  • Đối với li tâm bán liên tục có thể cho vật liệu vào liên tục, một thành phần ra liên tục còn thành phần chủ yếu gian đoạn.
  • Li tâm liên tục: vật liệu vào và các thành phần ra đều liên tục, trạng thái ổn định ở mọi điểm bất kỳ trên thiết bị, thông số vật lý không thay đổi theo thời gian.

Thiết bị

Máy li tâm làm việc gián đoạn

Máy li tâm 3 chân

p1

Cấu tạo của máy ly tâm ba chân gồm thùng, thân máy được gắn chặt vào vỏ, vào thùng và bộ phận truyền động. Thân máy được treo nhờ các thanh thẳng đứng có đầu hình cầu đặt trên bàn chân lệch nhau một góc 120o

  • Ưu điểm: Dùng để tách chất lỏng ra khỏi hỗn hợp cơ học, để phân li huyền phù trung bình và thô đòi hỏi thời gian li tâm kéo dài. Máy li tâm loại này có độ ổn định cao.
  • Nhược điểm: Tháo bã bằng tay, ổ trục và bộ phận chuyển động dễ bị ăn mòn do không kín.

 Máy li tâm kiểu treo

p2

Đầu trên của trục nối với môtơ điện qua ổ trục. Ổ trục này gắn chặt trên khung, thùng đặt trong vỏ,  đáy thùng có các cạnh tựa, giữa các cạnh có khe để tháo bã xuống, các khe này lúc làm việc được che kín bằng chóp. Khi lấy bã nâng chóp lên và lấy tay đẩy bã rơi xuống.

Ưu điểm của máy ly tâm treo là ổ bi và bộ truyền động không bị chất lỏng ăn mòn; bã tháo tương đối nhe nhàng; làm việc chắc chắn; thùng quay có thể dao động.

Máy li tâm tự động cào bã

Thiết bị bao gồm có thùng nằm trên trục nằm ngang, huyền phù theo ốngđi vào thùng, đóng mở huyền phù vào một van được điều chỉnh bằng bộ phận tự động, trong thùng có dao cạo bã, nâng và hạ dao cũng nhờ bộ phận tự động thủy lực, bã bị cao rơi xuống máng rồi ra ngoài.

Ưu điểm của loại máy li tâm này là rút ngằn thời gian và năng lượng tiêu hao ít, không phải ngừng máy để cạo bã, quá trình hoàn toàn tự động.

Nhược điểm: bã bị nát khi cạo

Máy li tâm làm việc liên tục

Máy li tâm đẩy bã bằng pittông

 

p3

1 – Máng nhập liệu;

2 –Phễu hình nón

3 –Roto;

4- Pittông;

5 – Đĩa đẩy;

6- Vòi phun rửa

Kiểu máy ly tâm này có pittông đẩy được dùng để phân tách huyền phù.Nhập liệu được đưa vào phễu hình nón số 2. Chất rắn di chuyển không liêntục dọc theo bề mặt của roto nhờ đĩa 5 thông qua pittông 4. Bề dày lớp chất rắn hình thành không vượt quá khoảng cách giữa roto và mép phễu. Chất lỏng được đẩy qua các lổ trên roto nhờ lực ly tâm. Chất rắn được làm sạch nhờ vòi phun số 6.

Ưu điểm: hiệu quả phân ly cao, do thời gian ly tâm dài. Bã chuyển từ thùng nọ sang thùng kia nên bị tơi ra do đó làm tăng hiệu quả làm khô bã.

Nhược điểm của loại máy này là nước lọc và nước rửa bã tách riêng không trộn lẫn với nhau.

Máy li tâm vít xoắn nằm ngang

p4

Nó gồm hai thùng, thùng ngoài là hình nón cụt, thùng trong rỗng có đục các lỗ để huyền phù đi ra, trên bề mặt thùng có vít xoắn để đẩy bã. Thùngquay trên hai trục rỗng, huyền phù theo ống nằm ở trục thùng vào thùng. Dolực ly tâm những hạt rắn lắng trên bề mặt bên trong thùng, thùng trong có vít xoắn quay châm hơn thùng ngoài do đó bã được vít xoắn tải ra ngoài, còn  nước trong chuyển động ngược lại qua cửa ở nắp thùng ngoài. Người ta có thể điều chỉnh chế độ làm việc của máy ly tâm bằng cách điều chỉnh tấm che ở cửa hoặc thay đổi số vòng quay của thùng.

Ưu điểm: năng suất cao, tiện lợi dùng để phân riêng huyền phù đường kính nhỏ và nồng độ cao, có thể dùng phân loại các hạt rắn theo kích thước hoặc trọng lượng riêng.

Nhược điểm: tiêu hao năng lượnglớn, bã bị nghiền nhỏ, nước trong vẫn bị đục bởi các hạt nhỏ.

Máy li tâm cao tốc

Máy phân li chất lỏng loại đĩa

p5

Loại máy này dùng để phân ly dung dịch nhũ tương hay để làm trong chất lỏng.

Cấu tạo gồm có thùng quay,bên trong có gắn hình nón cụt. Nhũ tương đi vào đi qua đường ống xuống phần dưới của thùng rồi qua lỗ ở các đĩa phân thành lớp mỏng. hất lỏng nặng trượt trên đĩa xuống tập trung ở ngoài thành thùng và được đưa ra ngoài. Chất lỏng nhẹ chuyển động ngược trở lại theo hướng tâm qua rãnh ra ngoài.

Ưu điểm: mức độ phân ly cao, thể tích thùng lớn.

Nhược điểm: cấu tạo phức tạp, gia công khó khi cần chế tạo bằng vật liệu chống ăn mòn.

Máy phân li cao tốc loại ống

p6

Dùng để phân riêng huyền phù mịn, huyền phù nhớt, nhũ tương bềnvững,… Loại này có bán kính nhỏ nhưng số vòng quay lại rất lớn, từ 14000đến 45000 vòng/phút.

Cấu tạo: gồm ống có đường kính khoảng 200mm, chiều dài ống gấp 5 đến 7 lần đường kính, ống đặt trong vỏ hình nón, dung dịch cho vào qua ống dẫn. Để ống quay được, đầu trên của ống nối với trục dẻo có dây đai nối với môtơ truyền động, đầu dưới của ống lắp vào ổ đỡ để quay ổn định và khử rung động. Khi  muốn dừng máy thì tắt động cơ, dùng tay hãm để hãm máy. Muốn dung dịch khỏi bị trượt khi ống quay và để hướng chất lỏng chuyển động lên phía trên, bên trong ống người ta có lắp 3 hoặc 4 cánh hướng tâm chạy dọc gần suốt ống.

Tùy theo nhiệm vụ của máy ly tâm dùng để lắng trong hay dùng để phân riêng mà cấu tạo đầu ống có khác nhau. Nếu dùng lắng trong thì đầu trên có một lỗ để dẫn chất lỏng trong ra ngoài, nếu dùng phân riêng thì đầu trên có lắp màng chia làm 2 lỗ, 1 lỗ để dẫn pha nhẹ, 1 lỗ dẫn pha nặng. Điều chỉnh bề dày của lớp pha nặng bằng máng, máng được lắp cứng vào ống.

Ưu điểm: Độ phân riêng rất lớn, làm việc chắc chắn, cấu tạo gọn gàng.

Nhược điểm: Làm việc gián đoạn, dung tích nhỏ, nếu ly tâm huyền phù thì phải tháo bả bằng tay.

 

Ban biên tập Ifood

[/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *