Quá trình phân chia

PART 2. The fundamental technical processes
Quá trình phân chia là quá trình cơ lý nhằm tách một hỗn hợp vật liệu gồm nhiều đặc điểm khác nhau thành 2 hoặc nhiều nhóm khác nhau có cùng đặc tính giống nhau.
2.1.1. Essence of process
Chuyện cổ tích Tấm Cám: Tấm phải phân loại giữa thóc và gạo.
Đố bạn ai là ông tổ của
ngành quá trình phân chia?
2.1.2. Purpose and scope of process
 Chuẩn bị: tách bớt các tạp chất làm sạch hỗn hợp
VD: trong chế biến lương thực các công đoạn rây, sàng phân chia các loại hạt có kích cỡ khác nhau.
trong công nghệ sản xuất dứa, phân chia các loại dứa khác nhau để chuẩn bị đưa vào sản xuất các sản phẩm nước dứa, dứa đóng hộp, mứt dứa.
2.1.2. Purpose and scope of process
VD:  phân loại hỗn hợp hạt, loại tấm trong chế biến gạo.
 Hoàn thiện là quá trình phân loại sản phẩm thực phẩm trong và sau khi chế biến.
 phân loại thực phẩm sau khi sấy, phần nào không đạt yêu cầu thì sấy lại hoặc loại bỏ.
 dựa vào độ chín của hạt cà phê để phân chia sẽ cho được chất lượng sản phẩm tốt hơn.
2.1.3. Material transform and products of process
 Vật liệu(nguyên liệu đầu) đưa vào quá trình phân chia rất đa dạng khác nhau về nhiều tính chất và gồm nhiều cấu tử.
 Quá trình phân chia chủ yếu là thay đổi về thành phần các cấu tử, mà không có sự thay đổi về chất.
 Hỗn hợp phân cấp: sản phẩm của quá trình phân chia là hỗn hợp mới được tách ra từ hỗn hợp đầu có thể gồm một hoặc nhiều cấu tử.
2.1.4. Process operation method
 Dấu hiệu phân chia: là tính chất đặc trưng sự khác nhau của các cấu tử được chọn làm cơ sở cho quá trình phân chia, nhằm đạt yêu cầu phân chia được tối đa các cấu tử thông qua việc sử dụng các thiết bị thích hợp.
 Thông số phân chia: là những dấu hiệu cụ thể của dấu hiệu phân chia.
2.1.4. Process operation method
Một số dấu hiệu phân chia:
 Tính chất cơ lý: kích thước hình học, hình dạng...
 Trạng thái bề mặt: nhẵn, xốp hoặc nhám...
 Tính chất hóa lý: khối lượng riêng, độ nhớt, nhiệt độ sôi đối với hỗn hợp lỏng.
 Tính chất khí động: đặc trưng hay vận tốc cân bằng động và hệ số bay khác nhau của các cấu tử được tách ra.
2.1.4. Process operation method
VD: Trong 1 hỗn hợp gồm có đậu xanh, đậu nành
Kích thước hạt đậu xanh: 2  d  4 mm
Kích thước hạt đậu nành 4  d  7 mm
 Dấu hiệu phân chia: đường kính hạt, màu sắc...
 Thông số phân chia: D = 4
 nếu D > 4 là đậu nành,
 nếu D < 4 là đậu xanh,
 dùng sàng có kích thước lỗ sàng là 4 mm để tách hỗn hợp đậu xanh và đậu nành.
2.1.5. Partitioning method
Phân chia theo 1 dấu hiệu: chỉ dùng một dấu hiệu để phân chia một hỗn hợp.
Phân chia theo 1 dấu hiệu: có 3 trường hợp
 Dễ phân chia.
 Khó phân chia.
 Không thể phân chia.
VD: chỉ dùng thông số chiều dài hay chiều rộng để phân chia hỗn hợp.
2.1.5. Partitioning method
a. Sử dụng 1 dấu hiệu phân chia
TH1. Sử dụng thông số phân chia D1 hoàn toàn tách khối hạt ra làm 2 phần: cấu tử 1 và cấu tử 2.
Hình 1. Hỗn hợp dễ phân chia theo x
2.1.5. Partitioning method
a. Sử dụng 1 dấu hiệu phân chia
TH2. Sử dụng thông số phân chia D2 tách khối hạt ra làm 3 phần:
Phần 1. Toàn cấu tử 1
Phần 2. Toàn cấu tử 2.
Phần 3. Hỗn hợp cấu tử 1 và 2
Hình 2. Hỗn hợp khó phân chia theo x
2.1.5. Partitioning method
a. Sử dụng 1 dấu hiệu phân chia
TH3. Sử dụng thông số phân chia D3 không thể tách khối hạt ra làm 2 phần.
Yêu cầu chọn dấu hiệu phân chia khác.
Hình 3. Hỗn hợp không phân chia theo x
2.1.5. Partitioning method
a. Sử dụng 1 dấu hiệu phân chia
 0 : khoảng chung của 2 cấu tử theo x.
  : khoảng 2 cấu tử trùng nhau theo x.
2.1.5. Partitioning method
a. Sử dụng 1 dấu hiệu phân chia
  = 1 khi  = 0  hỗn hợp dễ phân chia theo dấu hiệu phân chia x (TH1)
  < 1 khi  < 0  hỗn hợp khó phân chia theo dấu hiệu phân chia x (TH2)
 = 0 khi  = 0  hỗn hợp không thể phân chia theo dấu hiệu phân chia x (TH3)
Bài tập 1. Hỗn hợp hạt đậu xanh và đậu đỏ được phân chia bằng sàng với kích thước lỗ bằng 4m.
Đánh giá độ phân chia hỗn hợp.
Khi nào thì hỗn hợp được phân chia hoàn toàn.
Biết  Kích thước hạt đậu xanh 3  d  5 mm
 Kích thước hạt đậu đỏ 5  d  9 mm
Bài tập 1
D2= 4 mm.
 = 1 mm
0 = 6 mm
2.1.5. Partitioning method
b. Sử dụng nhiều dấu hiệu phân chia
Yêu cầu để phân chia triệt để, cần chọn dấu hiệu phân chia cho đúng, chọn những yếu tố đặc điểm khác biệt nhất của cấu tử, càng khác biệt nhiều cách tách rõ ràng và triệt để.
Mục đích: tăng hiệu suất phân chia.
 Phân chia theo 2 dấu hiệu.
 Phân chia theo 3 dấu hiệu.
 Phân chia theo n dấu hiệu: phối hợp nhiều dấu hiệu phân chia cùng một lúc: chiều dài, chiều rộng, tỷ trọng hay tính chất khí động...
2.1.5. Partitioning method
b. Sử dụng nhiều dấu hiệu phân chia
Sử dụng 2 thông số phân chia là D2 và 

Hình 4. Hỗn hợp sử dụng 2 dấu hiệu phân chia
2.1.6. Partitioning productivity
ac: độ thuần nhất cuối cùng của hỗn hợp cấu tử chính.
ađ: độ thuần nhất ban đầu của hỗn hợp tính theo cấu tử chính.
E: tỷ lệ thu hồi hỗn hợp phân cấp chứa cấu tử chính.
2.1.6. Partitioning productivity
Bài tập 2. Hỗn hợp 600 tấn hạt thóc có chứa 10% tạp chất. Sau khi dùng sàng phân loại thu được 2 hỗn hợp trong đó có hỗn hợp 540 tấn chứa 2% tạp chất.
Tính hiệu suất phân loại?
Trường hợp nào thì hiệu suất phân loại =1. Vì sao?
2.1.7. Some partitioning machines
Thiết bị phân chia được phân loại theo dấu hiệu phân chia và thông số phân chia.
 Kích thước hình học: sàng, rây với các kích thước lỗ khác nhau.
 Tính chất khí động học dùng sức gió: máy phân ly, các loại quạt để tách các tạp chất nặng và nhẹ ra khỏi hạt sạch.
2.1.7. Some partitioning machines
 Từ tính dùng nam châm để tách các tạp chất sắt trong sản xuất thức ăn gia súc.
 Tính chất bề mặt vật liệu dùng sàng hoặc nhiều tầng, phần tử nào có hệ số ma sát nhỏ sẽ có vận tốc trượt lớn hơn.
 Phương pháp quang điện để phân loại độ chín của quả, phân loại sản phẩm đóng chai.
 ...
2.1.7. Some partitioning machines
a. Phân chia(lựa chọn trên băng tải)
Nguyên liệu được trải thành từng lớp mỏng trên băng tải chuyển động. Công nhân đứng hoặc ngồi hai bên băng tải để lựa chọn những phần tử không đủ qui cách hoặc tạp chất ra khỏi băng tải.

2.1.7. Some partitioning machines
Phân chia(lựa chọn trên băng tải)
Để bảo đảm lựa chọn kỹ cần phải đảo trộn nguyên liệu và băng tải chuyển động từ từ 0,12- 0,15m/s.
Tùy loại nguyên liệu mà băng tải được làm từ cao su, lưới sắt hoặc các tấm sắt ghép lại với nhau.
2.1.7. Some partitioning machines
 L: chiều dài băng tải, m
 Q: năng suất của băng tải, kg/h
 N: năng suất lựa chọn của một công nhân, kg/h
 I:khoảng cách giữa hai công nhân lựa chọn, m
 1/2: hai bên có hai công nhân
 a: khoảng cách giữa 2 đầu băng tải để trống bảo đảm an toàn lao động
2.1.7. Some partitioning machines
b. Tế bào quang điện
Dựa trên nguyên tắc phản chiếu ánh sáng khác nhau từ phía nguyên liệu tới tế bào quang điện sẽ chuyển thành điện năng rồi điều khiển quá trình phân loại cơ học  tự động hóa quá trình lựa chọn.
2.1.7. Some partitioning machines
b. Tế bào quang điện
Nếu nguyên liệu đạt qui cách, phẩm chất tốt thì cường độ ánh sáng phản chiếu từ lớp nguyên liệu sẽ ở trong phạm vi tạo ra dòng điện có cường độ nhất định để cho lớp nguyên liệu đi qua bình thường.
Nếu trong số nguyên liệu đi qua có một phần tử không đủ quy cách (quá xanh, bầm, không bình thường...) thì ánh sáng phản chiếu có cường độ khác sẽ làm cho dòng điện thay đổi lúc đó rơle sẽ thực hiện sự loại trừ cơ học.
Famous person!
Dẫu tại bãi chiến trường
Thắng ngàn ngàn quân địch
Không bằng tự thắng mình
Chiến công ấy kỳ tích!
Famous saying!