Kĩ Thuật Quá Trình Thiết Bị Khuấy Chất Lỏng - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pptx) (36 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Hóa học - Dầu khí

kĩ thuật quá trình thiết bị khuấy chất lỏng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.79 MB, 36 trang )

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCMKHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨMTiểu luận: Kỹ Thuật Quá Trình Và Thiết BịĐề tài: Khuấy TrộnDanh sách nhómHọ và tênMSSVVũ Nguyễn Trúc Giang2205162007Trương Đức Tài2205162053Trà Lê Tiến Thành2205162057Phạm Trung Thế22051620791. Khuấy trộnKhuấy trộn là một quá trình cơ học được dùng rất nhiều trong các quá trình sảnxuất thực phẩm nhằm tăng cường các quá trình truyền nhiệt hoặc để thu đượcmột hỗn hợp đồng nhất từ nhiều cấu tử trộn lại. Ngoài ra khuấy trộn còn đượcdùng nhiều để làm tan nhanh chất rắn trong lỏng hoặc tăng cường các phản ứnghóa học trong hỗn hợp.• Mục đích:Khuấy trộn sản phẩm lỏng thường được ứng dụng rộng rải trong các ngành côngnghiệp hóa chất, dầu khí, xây dựng, công nghiệp thực phẩm để tạo ra dung dịchhuyền phù, nhũ tương, làm đảo trộn để tăng cường quá trình hòa tan các chấtkhi khuấy trộn lại với nhau tạo ra sự đồng đều nhất định.• Yêu cầu kĩ thuật:- Phải tạo được sự hòa trộn các chất lỏng vào nhau theo đúng yêu cầu kĩ thuật đặtra, tạo sự đồng đều cao của hỗn hợp chất lỏng.- Khi thiết kế các cơ cấu máy làm sao có thể dễ dàng thay thế được các bộ phậntrộn cho phù hợp với từng dạng nguyên liệu đưa vào khuấy trộn, để có thể nângcao được năng suất chất lượng trộn và đa dạng hóa sản phẩm trộn.• Các cơ sở để chọn kiểu, loại chất lỏng để chọn cánh khuấy cho chất lỏng đó. Tùy vào độ nhớt của từng loại chất lỏng để chọn cánh khuấy cho chất lỏng đó.-Độ nhớt lớn thì dùng bộ phận khuấy răng lược.-Độ nhớt cao tới 80 Ns/m2 dùng bộ phận khuấy kiểu tua bin.-Độ nhớt > 1 Ns/m2 dùng bộ phận khuấy mỏ neo.-Độ nhớt thấp 0.5 – 2.0 thì dùng bộ phận khuấy chân vịt. Tùy vào đối tượng khuấy và sản phẩm.-Để tạo ra sản phẩm là bột nhào kem, huyền phù nhũ tương thì dùng bộ phận khuấyhành tinh.-Sản phầm trộn chất lỏng cần cung cấp oxy cho phản ứng hóa học hay lên men thìdùng phương pháp khuấy trộn chất lỏng bằng vòi phun. Tùy vào thùng chứa và thể tích để chọn cánh khuấy.-Đối với thùng chứa lớn thì dùng khuấy bằng vòi phun, khuy bằng khung, hành tinh.-Đối với thùng chứa nhỏ thì dùng bằng khuấy cánh, khuấy tấm.Các loại cánh khuấy: Bộ phận khuấy cánh:- Cấu tạo: bộ phận khuấy có các dạng: Tấm, khung, dạng răng lược, dạng hànhtinh,... được lắp trên trục thẳng đứng hoặc nằm ngang.- Ưu điểm: thường tạo ra dòng chảy tiếp tuyến, tạo ra sự khuấy đều cho hỗn hợp.- Nhược điểm: sự khuấy trộn chất lỏng chỉ phát sinh theo đường viền của cánhkhuấy do xoáy, còn theo chiều dọc trục và hướng tâm là không đáng kể, lực cảncánh khuấy lớn vì vậy thường năng suất thấp.- Phạm vi ứng dụng: dùng để khuấy các hỗn hợp chất lỏng có độ nhớt thấp vàdung tích bể chứa không lớn lắm. Bộ phận khuấy tấm:- Cấu tạo: thường được kết cấu bởi một số cánh dạng tấm phẳng, được lắp trên trụcnằm ngang, thường trên trục có lắp vài dãy cánh hướng tâm hay cánh định hình đểvừa tạo ra dòng chảy tiếp tuyến vừa tạo ra dòng chảy hướng tâm.-Ưu điểm: đối với cánh khuấy lắp trên trục thẳng đứng, để nâng cao khả năngkhuấy trộn thì cánh thường đặt nghiêng một góc 30 – 45 0 , đồng thời mỗi cặp cánhđược bố trí lệch đi so với cặp cánh bên cạnh một góc 90 0 để vừa tạo ra dòng chảytiếp tuyến vừa tạo ra dòng chảy hướng trục. Có khả năng khuấy trộn cao hơn so vớibộ phận cánh khuấy, dung tích thùng chứa lớn.-Nhược điểm: kết cấu phức tạp.- Phạm vi ứng dụng: những sản phẩm lỏng có độ nhớt thấp.Cánh khuấy đặt trong thùng chứa nằm ngang1. Thùng khuấy2. Trục lắp cánh khuấy3. Cánh khuấyCánh khuấy tấm đặt trong thùng chứa thẳngđứng4. Cánh khuấy5. Trục lắp cánh khuấy6. Bộ phận dẫn động7. Thùng khuấy Bộ phận khuấy răng lược:- Cấu tạo: là sự phối hợp của cánh thẳng đứng và nằm ngang. Theo cấu tạo chúngcó thể là đơn hay kép. Ở những máy khuấy hình răng lược kép, cánh thẳng đứngcủa một lược đi vào trong khe hở giữa những cánh của lược thứ hai.-Ưu điểm: hai lược quay ngược chiều nhau làm tăng hiệu quả khuấy trộn. Cánhkhuấy răng lược dùng để trộn sản phẩm thực phẩm lỏng khi cần ngăn ngừa chuyểnđộng vòng tròn của chất lỏng trong thùng chứa.- Nhược điểm: năng suất thấp.- Phạm vi ứng dụng: chỉ áp dụng đối với những sản phẩm lỏng dễ bị thay đổi tínhchất khi có tác dụng cơ học.Cánh khuấy răng lược đơn1. Cánh thẳng đứng2. Cánh nằm ngang3. TrụcCánh khuấy râng lược kép4. Lược phía dưới5. Lược phía trên6. Trục Bộ phận khuấy khung:-Cấu tạo: là sự phối hợp của cánh thẳng đứng, nằm ngang và nghiêng. Cánh khuấykhung có thể làm bằng thép (a) khung được kết cấu bằng một loạt các thanh thépthẳng đứng và nằm ngang ghép chặt với nhau trên trục thẳng đứng.Hoặc bằng gỗ (b) khung được làm bằng một loạt thanh gỗ liên kết với nhau.-Ưu điểm: có độ bền cơ học lớn, cho phép khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt khá caoở trong những thùng chứa lớn. Có khả năng làm cho gần như toàn bộ khối chất lỏngtrong thùng chứa chuyển động đồng thời.-Nhược điểm: chi phí năng lượng tương đối lớn.- Phạm vi ứng dụng: dùng để khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt khá cao và độ nhớtlớn. Bộ phận khuấy hành tinh:- Cấu tạo: dùng để khuấy trộnmãnh liệt sản phẩm thực phẩmlỏng trong thùng chứa dung tíchlớn. Thực chất đó là bộ phận khuấycánh đặt lệch tâm trong thùng chứavà được truyền chuyển động bằngbộ phận hành tinh, trong đó cánhkhuấy nằm ngang thực hiện haichuyển động: vòng quanh trục củabản thân nó và cùng với trục vòngquanh trung tâm của máy khuấy.Nhờ có sự chuyển động hành tinhcủa cánh mà tất cả vật liệu chứabên trong thùng khuấy được liêntục tiếp xúc với cánh.-Ưu điểm: khả năng khuấy trộn mảnh liệt, dung tích thùng chứa lớn. Khấy đều dovật liêu tiếp xúc nhiều với cánh khuấy.- Nhược điểm: kết cấu phức tạp.-Phạm vi ứng dụng: dùng chủ yếu trong công nghệ thực phẩm để khuấy trộn bộtnhào, kem, huyền phù, nhũ tương.Bộ phận khuấy hành tinh1. Trục trung tâm2. Bánh răng di động3. Bánh răng cố định4. Thanh dẫn5. Trục gắn cánh6. Cánh nằm ngang Bộ phận khuấy mỏ neo:-Cấu tạo: là một dạng của bộ phận khuấy cánh có hình dạng phù hợp với hình dạng củathùng chứa là thùng chứa hình cầu. Cánh khuấy mỏ neo có nhiều dạng khác nhau tùy thuộcvào đặc điểm và tính chất của chất lỏng trong thùng chứa. Thông thường cánh khuấy mỏ neođược đúc bằng gang. Để tránh ăn mòn kim loại trong môi trường hoạt tính, phần lớn chúngđược phủ men sứ hay chất phủ bảo vệ khác. Đôi khi người ta chế tạo cánh khuấy mỏ neobằng gốm hay vật liệu cao phân tử.-Ưu điểm: có thể khuấy nhiều dạng chất lỏng có tính chất đặc điểm khác nhau. Có độ bền cơhọc cao.- Nhược điểm: do thường dùng thùng chứa hình cầu nên khó bố trí trong phân xưởng. Đòihỏi những vật liệu có khả năng chịu được tác dụng cơ học và hóa học vì vậy giá thành cao.- Phạm vi ứng dụng: dùng để khuấy trộn những chất lỏng có độ nhớt cao vượt qua 1 Ns/m2 . Bộ phận khuấy tua bin:-Cấu tạo: thường được cấu tạo bởi một hay nhiều tua bin quay trên trục thẳng đứng. Mỗi tuabin thường có 4 – 16 cánh. Tùy theo tính chất của hỗn hợp lỏng ( chủ yếu là độ nhớt ) và mụcđích khuấy trộn mà tua bin ở dạng hở hay kín và cánh tua bin có thể thẳng, nghiêng hay cong.- Nguyên lí: thường tạo ra dòng chảy lưỡng tâm, nghĩa là chuyển đường từ cánh khuấy vàotâm. Để đảm bảo cho chất lỏng chảy hướng tâm cần tạo ra lực li tâm lớn hơn lực chảy vòngcủa chất lỏng. Độ lớn của lực li tâm phụ thuộc vào đường kính cánh khuấy và số vòng quaycủa nó. Loại này thường dùng để khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt cao tới 80 Ns/m2 .Nguyên lí: thường tạo ra dòngchảy lưỡng tâm, nghĩa làchuyển đường từ cánh khuấyvào tâm. Để đảm bảo cho chấtlỏng chảy hướng tâm cần tạo ralực li tâm lớn hơn lực chảy vòngcủa chất lỏng. Độ lớn của lực litâm phụ thuộc vào đường kínhcánh khuấy và số vòng quay củanó. Loại này thường dùng đểkhuấy trộn chất lỏng có độ nhớtcao tới 80 Ns/m2 .Sơ đồ tạo ra dòng chảytrong thiết bị khuấytua bin.Các dạng cánh máy khuấy tua bin:+ Loại máy khuấy tua bin thẳng: sẽ tạo dòng chảy tiếp tuyến và hướng tâm trong đó chấtlỏng được hút vào tâm và đẩy ra theo chu vi của cánh, loại này vừa có tác dụng trộn vừa làmđồng nhất chất lỏng.+ Loại máy khuấy tua bin cánh nghiêng: sẽ tạo nên dòng chảy hướng tâm và hướng trục sẽlàm tăng khả năng khuấy trộn và hòa tan vật rắn trong chất lỏng.+ Loại máy khuấy tua bin cánh cong: sẽ tạo ra dòng chảy tiếp tuyến và hướng tâm khi khuấytrộn, mặt lõm của cánh hướng về phía chiều quay, nhờ đó đã giảm được hiện tượng trượttương đối của chất lỏng với cánh, đồng thời tạo điều kiện cho cánh quét chất lỏng được tốthơn. Loại tua bin cánh cong kín dùng để quét chất lỏng có độ nhớt cao.a. Tua bin cánh thẳngb. Tua bin cánh nghiêngc. Tua bin cánh cong hởd. Tua bin cánh cong kín-Ưu điểm: bộ phận khuấy tua bin tạo ra lực ly tâm lớn nên làm tăng khả năng va đập giữanguyên liệu và máy khuấy nên các thành phần của hỗn hợp dễ di chuyển vào nhau hơn. Trộnđược chất lỏng có độ nhớt lớn.- Nhược điểm: đòi hỏi động cơ có công suất lớn.- Phạm vi ứng dụng: dùng để khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt cao. Cánh máy khuấy chân vịt:-Tạo ra dòng chảy hướng trục bao gồm cả chuyển động đi vào và đi ra khỏi cánh khuấy đềusong song với trục quay.- Bộ phận khuấy chân vịt dùng để khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt thấp (0,5 – 2,0 Ns/m 2 ).- Tùy theo độ cao của tầng chất lỏng trong thùng chứa mà có thể có một hay nhiều tầng chânvịt. Mỗi chân vịt có thể có 2 hoặc 3 cánh, mỗi cánh quạt là một phần mặt xoắn vát nghiêngvới bề mặt nằm ngang một góc α có trị số thay đổi từ 0 – 900 theo hướng từ trục quay đếnmép cánh.- Dạng cánh như thế đảm bảo tạo ra dòng chảy hướng trục rất lớn và rút ngắn được thờigian khuấy trộn. Trường hợp nối 2 tầng chân vịt người ta bố trí sao cho sự hút và đẩy của haichân vịt thực hiện theo một hướng tạo nên khả năng khấy trộn mãnh liệt hoặc hai chân vịthút đẩy theo hai hướng ngược nhau để khuấy trộn nhanh chất lỏng với các cấu tử phụ.Sơ đồ tạo ra dòng chảy trongthiết bị khuấy chân vịt.Bộ phận khuấy chân vịt-Ưu điểm: có thể tạo ra dòng chảy hướng trục lớn nên có thể rút ngắn thời giankhuấy trộn.- Nhược điểm: đòi hỏi cánh khuấy có độ bền cơ học cao.- Phạm vi ứng dụng: khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt thấp (0,5 – 2,0 ns/m2) .2. Khuấy trộn chất lỏng dùng vòi phun, tuần hoàn và khí nén.- Ngoài các bộ phận khuấy trộn kiểu cơ khí, người ta có thể dùng các phương pháp khuấytrộn khác như dùng vòi phun, ống dẫn tuần hoàn hoặc không khí nén,...-Khi dùng vòi phun thì chất lỏng được khuấy trộn nhờ các dòng tia chất lỏng từ vòi phunra. Hiệu quả khuấy trộn ở trong những máy khuấy vòi phun được nâng cao khi đặt thêmnhững tấm đệm xoắn ốc nhằm làm tăng tính chảy rối.Sơ đồ khuấy trộn bằng vòi phun có đệm xoắn ốc.1. Miệng phun2. ống dẫn3. đệm xoắn ốc