THIẾT KẾ MÁY, ÉP LỌC, LẤY TINH DẦU, THỰC VẬT, thuyết minh, quy trình sản xuất, bản vẽ nguyên lý, bản vẽ thiết kế, tập bản vẽ các chi tiết trong máy, Thiết kế kết cấu máy, Thiết kế động học máy ...
MỤC LỤC
Mục lục
Chương 1. DẪN NHẬP
- Đặt vấn đề..................................................................................... 3
1.2 Mục tiêu và nội dung chính............................................................... 3
1.3 Phạm vi nghiên cứu........................................................................... 3
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.......................................................... 3
Chương 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Đại cương dầu mỡ................................................................................. 4
2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ dầu thực vật ở nước ta hiện nay...... 5
2.3 Các phương pháp sản xuất dầu thực vật........................................... 6
2.4 Tinh luyện dầu thực vật.......................................................................... 6
2.5 Đặc điểm chung của cây bơ................................................................ 9
2.6 Thành phần dinh dưỡng của thịt bơ................................................. 13
2.7 Đặc điểm của dầu bơ.......................................................................... 14
2.8 Tình hình sản xuất và tiêu thụ dầu bơ trên thế giới....................... 15
2.9 Các sản phẩm khác từ trái bơ.......................................................... 17
Chương 3. CÔNG NGHỆ CHIẾT XUẤT DẦU BƠ
3.1 Qui trình................................................................................................ 18
3.2 Bảo quản dầu bơ................................................................................ 26
Chương 4. MÁY ÉP
4.1 Tổng quan thị trường máy ép
4.1.1 Một số hãng sản xuất thiết bị ép dầu trên thế giới .................................... 28
4.1.2 Các thiết bị ép dầu đang sử dụng phổ biến ở Việt Nam ........................ 29
4.2 Các nguyên lý ép dầu thực vật
4.2.1 Khái niệm ép .................................................................................................. 30
4.2.2 Các nguyên lý ép dầu thực vật .................................................................... 30
4.2.3 So sánh lựa chọn phương án ép ............................................................... 33
4.3 Cơ sở thiết kế
4.3.1 Sự chuyển động của nguyên liệu trong máy ép ........................................ 33
4.3.2 Sự tạo thành áp lực trong máy ép ................................................................ 34
4.3.3 Thiết kế trục ép ................................................................................................ 34
4.3.4 Tính toán sơ bộ các thông số của đoạn vít đầu ........................................ 36
4.3.5 Tính toán các thông số của từng đoạn vít ................................................... 37
4.3.6 Xác định sự phân bố áp suất trên các đoạn vít ......................................... 38
4.3.7 Tính toán tải trọng tác dụng lên từng đoạn vít ............................................ 40
4.3.8 Tính công suất động cơ ................................................................................. 56
4.3.9 Phân phối tỷ số truyền .................................................................................... 57
4.4 Tính toán thiết kế bộ phận vít tải nạp liệu
4.4.1 Giới thiệu chung về vít tải .............................................................................. 58
4.4.2 Thiết kế bộ phận nạp liệu ............................................................................. 59
4.5 Thiết kế bộ truyền đai thang 60
4.6 Thiết kế mạch điện điều khiển máy 63
Chương 5. MÁY LỌC
5.1 Cơ sở thiết kế
5.1.1 Khái niệm lọc.................................................................................................. 64
5.1.2 Mục đích của quá trình lọc............................................................................ 64
5.1.3 Yêu cầu kỹ thuật dầu bơ................................................................................ 64
5.1.4 Cơ sở vật lý của quá trình lọc ...................................................................... 65
5.1.5 Cơ sở tính toán của quá trình lọc................................................................ 65
5.1.5 Một số thiết bị lọc............................................................................................ 68
5.1.6 Lý luận chọn phương phương pháp lọc dầu........................................... 74
5.2 Thực hiện đề tài
5.2.1 Kỹ thuật lọc...................................................................................................... 76
5.2.2 Trình tự tính toán............................................................................................ 77
5.2.3 Các số liệu thực nghiệm và kinh nghiệm sản xuất................................. 78
5.2.4 Tính toán.......................................................................................................... 78
Chương 6. KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
A. TÀI LIỆU THAM KHẢO MÁY ÉP
B. TÀI LIỆU THAM KHẢO MÁY LỌC
PHỤ LỤC
Chương 1. DẪN NHẬP
1.1 Đặt vấn đề:Cây bơ – tên khoa học Persea americana, tên tiếng Anh là Avocado– là một loại cây ăn quả nhiệt đới và cận nhiệt đới,được trồng nhiều ở quốc gia Mêhicô, Mỹ, Colombia, Brazin, New Zealand, …Ở nước ta, cây bơ được trồng rộng rãi tại các tỉnh Đồng Nai, Lâm Đồng, Đăc Lăk, Gia Lai …vv. Chỉ riêng ở Đắc Lăk, hiện nay đã có 2.694 ha cây bơ, với sản lượng khoảng 40.000 tấn/năm ( Công Luận, 2006).
Từ trước đến nay, ở Việt Nam quả bơ chỉ được dùng để ăn tươi. Trong khi đó, bơ là loại quả có hàm lượng dầu khá cao ( 3-30% ) và dầu bơ được xác định là tốt cho sức khỏe vì chứa nhiều acid béo không bão hòa và thành phần phytosterol HDL.Mặt khác, các kết quả nghiên cứu còn cho thấy dầu bơ có tác dụng tốt đến da và tóc, do đó, các công ty sản xuất mỹ phẩm đã sử dụng dầu bơ làm thành phần trong nhiều loại kem dương da và tóc, do đó, các công ty sản xuất mỹ phẩm đã sử dụng dầu bơ làm thành phần trong nhiều loại kem dưỡng da và dưỡng tóc. Đã có nhiều quốc gia trên thế giới thành công trong việc chiết xuất dầu từ trái bơ nhưng ở nước ta hiện vẫn chưa có những nghiên cứu về công nghệ này.
Nhằm đa dạng hóa các sản phẩm từ trái bơ, chiết xuất nguồn dầu có khả năng sử dụng trong thực phẩm và mỹ phẩm của quả bơ, được sự hướng dẫn của thầy Hồ Viết Bình, khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, tôi tiến hành đề tài:
Tìm hiểu công nghệ chiết xuất dầu từ quả bơ, thiết kế máy ÉP, LỌC.
1.2 Mục tiêu và nội dung chính
Tìm hiểu:
- Công nghệ chiết xuất dầu thực vật
- Công nghệ ép, lọc tách dầu
- Cơ cấu máy ép, lọc
- Tính toán thiết kế máy ép, lọc
1.3 Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu công nghệ, tính toán thiết kế các cụm thiết bị chính của máy ép, lọc trên cơ sở lý thuyết, chưa sản xuất được máy ép, lọc cụ thể.
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Về mặt khoa học
Tìm ra giải pháp kỹ thuật để ép, lọc dầu từ quả bơ.
Về mặt thực tiễn
Tạo ra một sản phẩm mới từ trái bơ: dầu thực vật có hàm lượng dinh dưỡng cao dùng trong ngành thực phẩm và mỹ phẩm...................................
3.1.2. Phân loại:
Chất lượng nguyên liệu là yếu tố đầu tiên quyết định chất lượng sản phẩm. Bởi vậy trước hết cần chọn loại quả đẹp,có giá trị dinh dưỡng cao.
Lựa chọn những quả hoặc phần quả bị dập, bị chín rục sẽ được loại bỏ. Những quả không đủ độ chín có thể lưu lại cho đến khi đạt độ chín mới sử dụng.
Để hiệu suất bóc vỏ cao, khối nguyên liệu phải đồng đều về kích thước do đó cầ̀n phải phân loại trước khi bóc tách vỏ. Người ta thường dùng sàng để phân loại.
3.1.3.Rửa:
- Mục đích:
Nguyên liệu sau khi được thu mua về còn lẫn nhiều tạp chất như bụi, đất cát, thuốc trừ sâu…còn bám trên bề mặt vỏ quả. Ta cần rửa nguyên liệu để tránh các tạp chất này có thể lẫn vào ruột quả làm ảnh hưởng xấu đến tính chất sản phẩm, giảm lượng vi sinh vật ngoài vỏ quả.
-Thực hiện:
Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: ngâm và rửa xối.
Đầu tiên quả sẽ được đưa vào bồn ngâm sau đó được băng chuyền chuyển vào hệ thống xối tưới của máy ngâm rửa xối tưới.
Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm, bong ra, tạo điều kiện cho quá trình rửa dễ dàng.
Dung dịch ngâm có thể là nước thường, nước nóng hay dung dịch kiềm. Có thể ngâm tĩnh hay ngâm động. Thời gian ngâm được rút ngắn để giảm tổn thất chất dinh dưỡng.
Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dòng nước để kéo chất bẩn còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Thường dùng tia nước phun (p = 2 ÷ 3atm) hay vòi hoa sen để xối. Nước ra lại phải là nước sạch, lượng Cl2 còn lại trong nước tráng là 3 ÷ 5 mg/L.
Tùy nguyên liệu và độ nhiễm bẩn của nguyên liệu mà ta có thể rửa một hoặc nhiều lần, với nhiều phương pháp rửa tương ứng.
-Thiết bị:
Sử dụng máy rửa dạng băng chuyền, có hệ thống sủi bọt khuấy động và vòi phun nước áp suất 2 – 3 at.
3.1.4.Tách vỏ và hạt:
Thành phần chủ yếu của vỏ là xenlulo và hemixenlulo hầu như không chứa dầu hoặc chứa rất ít, hơn nữa vỏ đảm nhiệm chức năng bảo vệ cơ học cho quả nên độ bền của vỏ lớn hơn nhân rất nhiều (nếu để vỏ sẽ gây khó khăn cho quá trình ép). Mặt khác, muốn hiệu suất tách dầu cao, các tế bào nhân cần phải được phá vở triệt để nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự do nên phải qua công đoạn nghiền, chính vì vậy bóc và tách vỏ trước khi nghiền nhằm vào các mục đích sau:
- Tạo điều kiện cho việc nghiền nhân được dễ dàng, đạt độ nhỏ mong muốn,
- Giảm tổn thất dầu trong sản xuất vì vỏ có tính hút dầu cao.
Ngoài ra, vỏ là nơi tập trung nhiều chất màu, nếu không bóc vỏ trước khi ép, dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao chất màu tan mạnh vào dầu làm cho dầu có màu xấu.
Việc tách vỏ và hạt nhằm lấy được thịt bơ trước khi đem vào nghiền. Giai đoạn này ta tiến hành bằng tay như sau:
* Với bơ đông lạnh: dùng dao cắt quả bơ làm 4 phần theo chiều dọc, rồi lấy hạt ra, sau đó dùng dao gọt bỏ vỏ hoặc dùng muỗng nạo lấy phần thịt quả. Cho thịt quả vào bao PE với khối lượng 1,5kg bơ/bao, nén bao để đuổi khí, ghép kín mí rồi đem đông lạnh.
* Với bơ đem nghiền: làm tương tự như trên cho tới khâu lấy thịt quả ra. Phần thịt quả sau đó sẽ được cho vào máy nghiền.
3.1.5. Nghiền
Mục đích
- Phá hủy triệt để những tế bào nguyên liệu nhằm giải phóng dầu ra ở dạng tự do. Khi kích thước các hạt bột nghiền càng nhỏ, các tế bào chứa dầu càng được giải phóng.
- Tạo cho nguyên liệu có kích thước thích hợp cho các công đoạn chế biến tiếp theo, khi kích thước các hạt bột nghiền càng nhỏ, chiều dài khuếch tán của nước và thời gian truyền nhiệt vào khối bột nghiền trong quá trình chưng sấy càng ngắn, bề mặt tiếp xúc giữa các phân tử bột nghiền với nước, hơi trực tiếp, hơi gián tiếp càng lớn, do đó hiệu quả của quá trình chưng sấy sẽ tăng lên.
- Tạo cho nguyên liệu có hình dáng và kích thước đồng đều, từ đó, bột nghiền sau khi chưng sấy (bột chưng sấy) sẽ có chất lượng đồng đều, khi ép dầu sẽ thoát ra dễ dàng và đồng đều.
Tuy nhiên, nếu kích thước các hạt bột nghiền quá nhỏ, khi chưng sấy bột không đủ xốp làm nhiệt, nước khó tiếp xúc nên dễ sinh ra vón cục làm cho việc chưng sấy không đồng đều và do đó hiệu quả tách dầu sẽ không cao.
Thực hiện
Cho nguyên liệu vào máy, nghiền thành dạng sền sệt (paste).
Lưu ý: Trong khi nghiền, cấu trúc tế bào bị phá hủy nên làm cho bề mặt tự do của nguyên liệu tăng lên rất nhiều tạo ra khả năng tiếp xúc rộng lớn giữa dầu (trên bề mặt hạt nghiền) và oxy, ngoài ra trên bề mặt hạt nghiền còn có sự phát triển mạnh mẽ của các hệ VSV. Điều này làm ảnh hưởng xấu đến quá trình chế biến sau này, do đó, bột sau khi nghiền cần đưa đi chưng sấy ngay. Trong quá trình chế biến còn xảy ra sự biến đổi một số tính chất hóa học, sinh học của nguyên liệu do áp lực nghiền tác động lên nguyên liệu, protit, dầu sẽ bị biến tính do quá trình tạo nhiệt khi nghiền. Các thành phần khác như gluxit cũng bị caramen hóa làm cho dầu có màu sẩm, đồng thời quá trình oxy hóa xảy ra làm cho chất lượng dầu bị ảnh hưởng.
Thiết bị
Trong sản xuất lớn, người ta thường dùng các loại máy nghiền như nghiền búa, nghiền trục, nghiền đĩa; trong phòng thí nghiệm, ta chỉ cần dùng máy xay cỡ nhỏ như Moulinex.
3.1.6. Sấy
Muốn hiệu quả tách dầu cao, trước khi đem ép hoặc trích ly, bột nghiền phải qua công đoạn chưng sấy.
-Mục đích
- Tạo điều kiện cho bột nghiền có sự biến đổi về tính chất lý học, tức là làm thay đổi tính chất vật lý của phần háo nước và phần kị nước (dầu) làm cho bột nghiền có tính đàn hồi. Các mối liên kết phân tử vững bền giữa phần dầu (kị nước) và phần háo nước bị đứt hoặc yếu đi, khi ép dầu dễ dàng thoát ra,
- Làm cho độ nhớt của dầu giảm đi, khi ép dầu dễ dàng thoát ra,
- Làm cho một số thành phần không có lợi (mùi, độc tố..) mất tác dụng, từ đó làm tăng chất lượng của thành phẩm và khô dầu.
- Làm giảm cường độ hoạt động của các enzym tồn tại trong bột nghiền (do các enzym không chịu được nhiệt độ cao).
- Làm cho độ ẩm của bột nghiền được điều chỉnh phù hợp với công đoạn tiếp theo (ép hoặc trích ly).
Tùy theo các phương pháp lấy dầu (ép hoặc trích ly) mà tính chất của bột chưng sấy sẽ khác nhau, như bột chưng sấy dùng để ép dầu phải dẽo, xốp, trong khi đó bột chưng sấy dùng để trích ly phải xốp và có bề mặt tự do lớn.
-Thực hiện
Chưng sấy bột nghiền có thể dùng hai chế độ:
* Chế độ chưng sấy ướt: Trong quá trình chưng sấy tiến hành làm ẩm đến độ ẩm thích hợp (chưng) cho sự trương nở phần háo nước của bột rồi sau đó sấy để nguyên liệu có độ ẩm thích hợp cho viêc ép. Ở giai đoạn chưng, bột nghiền được làm ẩm bằng nước hoặc hỗn hợp của nước với hơi nước trực tiếp, ở giai đoạn sấy, bột sau khi chưng thường được sấy khô bằng hơi nước gián tiếp. Đây là chế độ được áp dụng rộng rãi hiện nay vì đã tạo điều kiện cho các thành phần của bột biến đổi đến mức tốt nhất.
Chỉ tiêu đặc trưng cho chế độ chưng sấy là mức độ làm ẩm bột, nhiệt độ chưng và sấy, thời gian chưng sấy và độ ẩm bột sau khi chưng sấy.
Tùy thuộc vào cấu tạo, thành phần của nguyên liệu, (chủ yếu là thành phần háo nước và thành phần dầu), độ ẩm ban đầu của nguyên liệu mà mỗi loại nguyên liệu có chế độ chưng sấy khác nhau, không được làm quá ẩm hay quá nhiệt vì bột sẽ trở thành một khối chảy dẻo, dầu sẽ không thoát ra khi ép.
* Chế độ chưng sấy khô: Trong quá trình chưng sấy không gia ẩm cho nguyên liệu mà chỉ đơn thuần sấy. Chế độ này ít được sử dụng vì hiệu suất tách dầu thấp do bột không được trương nở.
Yêu cầu công nghệ: trong công đoạn chưng sấy, bột chưng sấy phải đồ̀ng nhất về độ ẩm, độ dẻo, độ đàn hồi phù hợp với yêu cầu của công nghệ (phụ thuộc vào cơ cấu của máy ép và nguyên liệu). Khi bột chưng sấy không đạt được độ đồng nhất, hiệu quả thoát dầu từ các phần tử khác nhau sẽ khác nhau, dẫn đến hiệu quả thoát dầu không cao. Muốn đạt được độ đồng nhất của bột chưng sấy cần có những biện pháp sau:
- Lượng bột nghiền đưa vào nồi chưng sấy phải liên tục để ổn định lượng bột chưng sấy ra khỏi nồi. Muốn đảm bảo vấn đề này thì năng suất máy nghiền phải phù hợp với năng suất của nồi chưng sấy và máy ép. Ngoài ra, các cửa thông của các tầng nồi chưng sấy phải làm việc bình thường.
- Độ ẩm của bột nghiền đưa vào nồi chưng sấy phải ổn định. Nếu độ ẩm của bột nghiền thấp hoặc cao hơn độ ẩm cần thiết, cần phải có biện pháp điều hòa độ ẩm (sấy khô hoặc làm ẩm).
- Việc làm ẩm ở giai đoạn chưng phải đồng đều.
- Lượng nhiệt cung cấp phải đủ lớn và ổn định, do đó các thông số của hơi như áp suất, nhiệt độ, lưu lượng phải ổn định, lượng nước ngưng phải được lấy ra một cách triệt để.
Yêu cầu: Sấy ở các mức nhiệt độ 50oC, 65 oC, 80 oC cho tới khi ẩm độ trong nguyên liệu đạt 20%.
-Thiết bị
Chưng sấy có thể tiến hành thủ công hay cơ giới, chưng sấy thủ công được thực hiện ở nhiệt độ sôi của nước, thực tế chỉ có quá trình chưng, trong khi đó chưng sấy cơ giới gồm hai giai đoạn chưng và sấy được thực hiện trong hai phần của cùng một thiết bị.
Trong công nghiệp ép dầu, người ta thường dùng hai loại thiết bị chưng sấy, loại nồi đứng nhiều tầng và loại thùng nằm ngang với 1,2 hay 3 thùng.
* Nồi chưng sấy nhiều tầng: nồi chưng sấy loại này có dạng hình trụ, nhiều tầng đáy bằng. Trong nồi có lắp trục khuấy và cánh khuấy. Khi chưng sấy, nguyên liệu được cho vào nồi theo chiều cao (từ trên xuống dưới), để làm ẩm nguyên liệu, ở tầng trên cùng có bố trí hệ thống phun hơi và nước trực tiếp, để đun nóng và sấy, vỏ nồi được cấu tạo hai vỏ để truyền nhiệt gián tiếp. Sơ đồ cấu tạo như sau:
THIẾT KẾ MÁY, ÉP LỌC, LẤY TINH DẦU, THỰC VẬT, thuyết minh, quy trình sản xuất, bản vẽ nguyên lý, bản vẽ thiết kế, tập bản vẽ các chi tiết trong máy, Thiết kế kết cấu máy, Thiết kế động học máy ...
