NHỮNG MÁY ĐỂ ĐỊNH LƯỢNG SẢN PHẨM THỰC PHẨM LỎNG.
5.1. Mục đích và phạm vi ứng dụng.
– Định lượng sản phẩm lỏng bằng máy được phổ biến rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất thực phẩm. Ưu điểm khi định lượng bằng máy :
. Cải tiến được điều kiện vệ sinh.
. Đảm bảo được năng suất cao.
. Định lượng sản phẩm một cách chính xác.
– Có ba phương pháp định lượng cơ bản: Trọng lượng, thể tích và định lượng theo mức trong đó phổ biến nhất đối với sản phẩm lỏng là hai phương pháp định lượng thể tích và định lượng theo mức.
– Các yêu cầu đối với những máy để rót sản phẩm thực phẩm lỏng chủ yếu là do những tính chất vật lý khác nhau của chúng quyết định (tạo bọt, độ nhớt, độ bay hơi); Ví dụ như bia, săm pa và các đồ uống khác có chứa khí, để giảm tổn thất khí cacbonnic thì phải rót dưới áp suất cao hơn áp suất khí quyển. Người ta tạo nên trong bao bì một áp suất cao bằng áp suất trong bình đựng chất lỏng chảy ra. Những sản phẩm có chứa vitamin (nước ép hoa quả và rau) nên rót dưới chân không, trong trường hợp này giảm được hàm lượng oxy trên mặt sản phẩm trong bao bì kín. đối với những máy rót các chất lỏng có bọt thì cần các yêu cầu đặc biệt.
5.2. Phân loại các máy rót:
Những máy để phân lượng sản phẩm thực phẩm lỏng có thể phân loại theo những dấu hiệu khác nhau. Trong bảng 5.1 nêu ra sự phân loại của máy rót phụ thuộc vào phương pháp rót chất lỏng, cấu tạo của máy và các bộ phận rót.
– Đối với những sản phẩm có độ nhớt nhỏ: khối lượng riêng từ 0,9 đến 1,0g/cm3, và độ nhớt 0,8 – 8,5 centipoize nhớt như: sữa, kem, rượu, nước, rượu mùi, bia, rượu vang xi rô, nước ép, dầu thực vật, dầu cá, dấm … thì có thể dùng các bộ phậ nrót trong đó chất lỏng cần phân lượng chảy dưới tác dụng của trọng lượng (thiết bị rót, trọng lực).
– Đối với những sản phẩm có độ nhớt cao hơn (hàng chục lần): như dịch cà chua, váng sữa, dịch rau, mứt nhừ, kem cốc … người ta phân lượng những sản phẩm ấy nhờép cưỡng bức chúng trong những dụng cụđặc biệt của máy định lượng.
5.3. Các cơ cấu rót của máy định lượng .
5.3.1.Cơ cấu rót kiểu van
a.Cấu tạo:
Trên hình 5.13a, chỉ cơ cấu rót kiểu van đơn giản nhất, nó gồm có bình lường 1, van ba chiều 2, ống 3, ống nối 4 để nạp đầy bình lường và ống nối 5 để rót thể tích đã đo lường vào bao bì chứa.
b.Nguyên tắc làm việc: Thể tích chất lỏng đi vào trong bình lường 1 phụ thuộc vào vị tríđầu bên dưới của ống 3 hở cả hai đầu.
Khi nút của van ba chiều tại vị trí chỉở phần bên phải của hình vẽ, chất lỏng dưới áp suất thủy tinh đi vào trong bình lường, đẩy không khí trong bình ra qua ống 3.
Khi chất lỏng dâng đến mép dưới của ống thì không khí không ra được nữa, còn chất lỏng ở trong bình lường được dâng lên cao hơn mép dưới của ống một đoạn, phụ thuộc vào mực chất lỏng ở trong thùng rót. Áp suất không khí trên chất lỏng sẽ ngăn cản việc nạp tiếp tục vào bình lường, còn lối ra của chất lỏng bịđóng; chất lỏng trong ống 3 sẽ dâng lên và theo quy tắc bình thông nhau nóđược xác định bằng mực chất lỏng ở trong thùng rót. Như thế là chấm dứt một chu trình định lượng. Thể tích được điều chỉnh bằng cách nâng lên hoặc hạ ống 3 xuống. Để tháo chất lỏng vào bao bì chứa, thì quay nút của van ba chiều ngược kim đồng hồ một góc 900, như đã chỉở phần bên trái hình vẽ. Tuỳ theo cách quay van mà những máy dùng cơ cấu rót này thuộc loại quay tay, bán tự động và tự động.
Chất lỏng chảy ra càng nhanh, thì năng suất máy càng lớn, trong những điều kiện khác giống nhau.
c. Tính toán năng suất chất lỏng:Trên hình 5.13b cho sơ đồ để xác định năng suất chất lỏng chảy ra :
5.3.2. CƠ CẤU RÓT KIỂU VAN XOÁY ĐỂ RÓT ĐẲNG ÁP CHẤT LỎNG CÓ NẠP KHÍ .
– Để tránh tổn thất khí khi rót chất lỏng có nạp khí người ta nạp đầy bằng cơ cấu rót đẳng áp đặc biệt. Trên hình 5.14a cho mặt cắt của van để rót đẳng áp chất lỏng có nạp khí ( ví dụ như bia)
– Chu trình làm việc của cơ cấu rót đẳng áp :
a/ Nạp đầy khí vào bao bì, áp suất của khí bằng áp suất dư, chất lỏng sẽ được rót ở áp suất đó .
b/ Mở lỗ nạp chất lỏng.
c/ Chất lỏng chảy vào bao bì chứa không có chênh lệch áp suất (dưới tác dụng của trọng lượng bản thân)
d/ Nạp vào đầy bao bì đến mực chất lỏng đã định trước (thông thường thì không có thiết bị định lượng)
e/ Đóng lỗ nạp chất lỏng.
– Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:
Trong thân van 4 có ba lỗ khoan dưới những góc khác nhau. Ở trong vỏ van 11 cũng có 3 rãnh 1,2,3 tương ứng. Phần bên trên của vỏ van nối liền với đáy 12 của thùng rót còn phần bên dưới thì nối với khớp trục 5, tiếp dưới là hình nón định tâm 9 có vành cao su 10.
Các ống 6, 8, 13, 14 thông với thùng rót để nạp chất lỏng vào bao bì. Rãnh vòng 15 nối khoang trong của bao bì cần nạp đầy với ống 13; ống hình ô van 8, như ta thấy ở mặt cắt A -A, đi trong ống 6, kết thúc bằng lỗ 7. Tay gạt 16 quay thân van 4 một cách liên tục, hợp lý. Trong những máy rót tựđộng thì tay quay có prôfin phức tạp (cam); khi quay bàn quay thì tay quay được lăn trên tấm định lượng cố định; nhờđó mà thân van được quay theo với quy tắc đã quy định theo thời gian và không gian.
Các vị trí tiếp nhau của thân van chỉ trên hình 5.14b
Ở vị trí làm việc thứ nhất, rãnh 2 mở và chai được nạp đầy khí từ thùng khí có áp suất. Ở vị trí làm việc thứ hai thì các rãnh 1 và 3 mở và chai được nạp đầy chất lỏng qua rãnh 1. Khi bị chất lỏng đẩy ra khỏi chai đi vào thùng chứa khí theo rãnh 3. Chất lỏng nạp đầy vào chai đến mực h1, chỗ có lỗ 7 của ống 8. Bên trên chất lỏng còn có khí không có chỗ ra, chất lỏng sẽ được nâng lên theo ống 3 và theo quy tắc bình thông nhau, nó được xác định bằng mực chất lỏng ở trong thùng áp lực. Ở vị trí thứ ba, thân van ngừng nạp chất lỏng và làm thông thể tích bên trong của bao bì cần nạp đầy với thể tích ở thùng rót theo hai đường ống 2 và 3. Lúc này chất lỏng ở trong ống 3 chảy ra làm dâng mực chất lỏng ở trong chai lên đến h2, còn lượng khí tương ứng lại từ chai theo đường ống 2 quay ngược về thùng. Ở vị trí thứ 4 khâu van phân cách hoàn toàn bao bì với thùng rót và chất lỏng ở trong ống 1 lại chảy vào chai làm dâng mực chất lỏng trong chai đến h3. điều chỉnh vị trí của lỗ 7 theo chiều cao, có thể nạp đầy bao bì tới mức sai số cho phép trong thực tế.
5.3.3. CƠ CẤU RÓT KIỂU VAN CÓ BÌNH LƯỜNG CỐ ĐỊNH
a. Cấu tạo:
Trên hình 5.15 chỉ ra thùng rót 1, nối với đáy là bình lường 2 gồm hai ngăn a và b. Van nút 3 cho phép cắt ngăn b trong những trường hợp phải giảm lượng chất lỏng đổ vào bao bì (thường thì thể tích a và b bằng nhau, bởi vậy khi cắt ngăn b thì việc nạp giảm đi một nữa). Hình nón 4 để định tâm miệng chai bắt buộc nâng các khung 10, 12, 13 do các chai 5 bị dâng lên, khi đó lò xo 11 bị nén.
b.Nguyên tắc làm việc:
Khi nâng khung 10, 12, 13, lò xo nén 6 có thể giãn dài và van 8 ép lên đế 9, tách bình lường khỏi thùng rót. Khi thanh ngang bên trên 13 đi đến vòng kẹp 14 thì nâng vòng kẹp này lên, thanh 15 có lắp van 7 ở đầu dưới cũng được nâng lên cùng với chúng. Đúng lúc đó chất lỏng bắt đầu ở trong bình lường chảy ra. Sau khi hạ chai xuống lò xo 11 dưa hệ thống về vị trí ban đầu, bình lường được đổ đầy chất lỏng và chu trình làm việc đã mô tả được lặp lại như cũ. Khác với cơ cấu có bình lường di động đã mô tả trong thiết bị ấy không yêu cầu bít kín bằng đệm giữa đáy thùng rót và bình lường.
5.3.4. CƠ CẤU RÓT KIỂU VAN TRƯỢT
Trên hình 5.16 chỉ van trượt hình trụ dùng như cơ cấu đóng kín của máy rót. Thùng rót 1 nối với thân rỗng 2, bên trong cóđặt van trượt hình trụ 3. Van trượt được nâng lên hay hạ xuống là nhờ tay gạt 4, đảm bảo việc nạp hoặc không nạp chất lỏng từ thùng 1.
b. Nguyên tắc làm việc:
Trên hình vẽ chỉ ra hai vị trí của van trượt, có lỗ tương ứng với sự mở lỗ chảy (bên phải) và đóng lỗ chảy (bên trái) để nạp chất lỏng từ thùng rót vào chai. Trong các máy có chi tiết che kiểu van trượt mới, thực hiện được những chức năng phức tạp nhất, phản ánh kịp thời khi có hay không có bao bì dưới cơ cấu rót. Van trượt tự động nhận vị trí cần thiết (mở, đóng), còn hốc trong thân van trượt hình trụ cho phép chất lỏng đong bằng chi tiết định lượng quay trở về thùng rót. Lượng chất lỏng chảy ra hay thời gian nạp đầy bao bì khi mực chất lỏng ở trong thùng rót không đổi có thể tính toán theo công thức.
5.3.5.CƠ CẤU RÓT CÓ BÌNH LƯỜNG VÀ VAN TRƯỢT
a. Cấu tạo
Trên hình 5.17 là cơ cấu rót kiểu có bình lường và van trượt được dùng trong ngành sữa, rượu, rượu vang và trong những lĩnh vực công nghiệp thực phẩm khác để rót sản phẩm thực phẩm lỏng không nhớt.Trong thùng rót 1 có bình đựng 2, đáy bình vặn chặt với van trượt 3. Phần bên trên của van trượt 3 thì rỗng, còn phần bên dưới đặc. Bên thành phần rỗng của van trượt có lỗ 4; phía đáy thùng 1 có lắp ống lót rỗng 5, có lỗ 6, ống chảy tràn 7 và đầu cuối 8 để cắm vào bao bì Hình 5.17. Cơ cấu van trượt của máy BRP-8 Lò xo 9 và con lăn 10 dịch chuyển theo cơ cấu cam có profin tương ứng đảm bảo sự dịch chuyển thẳng đứng của van trượt
b. Nguyên tắc làm việc: Khi nâng van trượt lên một đại lượng H thì bình lường 2 dùng chứa chất lỏng được nâng lên, mép bên trên của nó nằm cao hơn mực chất lỏng như đã chỉ bằng đường chấm chấm. ðồng thời xảy ra sự trùng khít các lỗ 4 và 6 của cặp van trượt, nhờ đó mà chất lỏng ở trong bình lường chảy vào bao bì chứa. Sau khi chảy hết chất lỏng thì bình lường được hạ xuống lại được nạp chất lỏng và lặp lại chu trình làm việc đã mô tả