BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TS. Trần Lệ Thu (GVHD)
BÁO CÁO
ĐỒ ÁN KỸ THÂ-̣T THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
THANH TRÙNG NƯỚC QÂẢ SƠRI CÔNG SÂẤT
250 KG/H
(Hê ̣: Đại Học Chính Quy)
Tên sinh viên
Lớp
Mã sinh viên
Nguyễn Hoài Thanh Thanh
05DHTP1
2005140508
Nguyễn Thị Diễm Mi
05DHTP5
2005140305
Tp.Hồ Chí Minh, Tháng 7/2017
NHẬN XÉT ĐỒ ÁN
Cán Bộ hướng dẫn. Nhận xét (CBHD ghi rõ đồ án được bảo vệ hay không)
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
Điểm:………………………………
Chữ ký: ………………………………..
Cán Bộ chấm hay Hội Đồng bảo vệ. Nhận xét:
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Điểm:………………………………
Chữ ký: ………………………………..
Điểm tổng kết:……………………………
i
M
MỤC LỤC.................................................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH...........................................................................................iv
DANH MỤC BẢNG....................................................................................................v
LỜI MỞ ĐẦÂ............................................................................................................vii
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................viii
PHẦN 1. TÔNG QÂAN...............................................................................................1
1.1 CƠ SỞ LÝ THÂYẾT CẨA THIẾT BỊ THANH TRÙNG..............................................1
1.2 CÁC YẾÂ TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QÂÁ TRÌNH THANH TRÙNG..............................1
1.3 CÁC THIẾT BỊ THANH TRÙNG VÀ MÔ TẢ ĐẶC TÍNH CỦA TỪNG THIẾT BỊ........2
1.3.1
Thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn....................................................3
1.3.2
Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục........................................................6
1.4 ỨNG DỤNG CỦA THIẾT BỊ TRÂYỀN NHIỆT TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XÂẤT THỰC
PHẨM
........................................................................................................................12
PHẦN 2. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THIẾT BỊ......................................................14
2.1 GIỚI THIỆÂ VỀ CÁC NGÂYÊN LIỆÂ TRONG DỊCH NƯỚC QÂẢ SƠRI.................14
2.1.1
Nguyên liệu sơri.......................................................................................14
2.1.2
Các nguyên liệu khác...............................................................................15
2.2 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI THÍCH CÔNG NGHỆ.............................................18
2.2.1
Quy trình công nghệ................................................................................18
2.2.2
Giải thích quy trình công nghệ................................................................19
2.3 TÍNH TOÁN CHO THIẾT BỊ CHÍNH....................................................................25
2.3.1
Tính toán cho quá trình thanh trùng........................................................25
2.3.2
Tính toán cho quá trình làm lạnh sau thanh trùng...................................39
2.4 TÍNH TOÁN CƠ KHÍ...........................................................................................45
2.4.1
Mặt bích...................................................................................................45
2.4.2
Mặt vỉ ống................................................................................................46
2.4.3
Ống dẫn vào và ra của hơi......................................................................46
2.4.4
Chọn cút ống............................................................................................47
2.5 SƠ ĐỒ THIẾT BỊ VÀ GIẢI THÍCH THIẾT BỊ........................................................47
TÀI LIỆÂ THAM KHẢO.........................................................................................48
PHỤ LỤC 1. BẢN VV THIẾT BỊ CHÍNH...............................................................50
YYY
iii
DANH MỤC HÌNH Ả
Hình 1. 1 Thiết bị thanh trùng hơi cao áp làm việc gián đoạn nằm ngang.....................4
Hình 1. 2 Thiết bị thanh trùng hơi dạng nằm ngang......................................................4
Hình 1. 3 Thiết bị thanh trùng dạng đứng......................................................................5
Hình 1. 4 Thiết bị thanh trùng hãng Lagarde.................................................................5
Hình 1. 5 Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục kiểu băng chuyền................................7
Hình 1. 6 Sơ đồ thiết bị thanh trùng liên tục bằng khí nóng dạng băng tải....................8
Hình 1. 7 Thiết bị thanh trùng liên tục kiểu thủy tĩnh....................................................8
Hình 1. 8 Thiết bị thanh trùng tấm bản hãng APV........................................................9
Hình 1. 9 Nguyên lí hoạt động của thiết bị thanh trùng tấm bản.................................10
Hình 1. 10 Thiết bị ống lồng ống.................................................................................10
Hình 1. 11 Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống...............................................11
Hình 1. 12 Máy thanh trùng UHT sữa , nước hoa quả , trà xanh, rượu, bia.................12
Hình 1. 13 Thiết bị thanh trùng dạng ống chùm..........................................................12
Hình 1. 14 Thiết bị tiệt trùng dạng bản được dùng trong quy trình sản xuất nước trà xanh
tại IFOOD................................................................................................................. 13Y
Hình 2. 1 Quả sơri.............................................................................................................27
Hình 2. 2 Đường saccharose.............................................................................................28
Hình 2. 3. Sơ đồ quy trình sản xuất nước quả sơri trong [5].............................................31
Hình 2. 4 Thiết bị ngâm rửa
Hình 2. 5 Thiết bị phun rửa.....................32
Hình 2. 6 Thiết bị phân loại của GP Graders....................................................................33
Hình 2. 7 Hệ thống thiết bị chần bằng hơi nước...............................................................33
Hình 2. 8 Thiết bị ép.........................................................................................................34
Hình 2. 9 Hệ thống thủy phân bằng emzyme....................................................................34
Hình 2. 10 Thiết bị lọc khung bản.....................................................................................34
Hình 2. 11 Thiết bị phối trộn.............................................................................................35
Hình 2. 12 Thiết bị thanh trùng ống lồng ống...................................................................36
Hình 2. 13 Quy trình chiết rót trong điều kiện vô trùng....................................................36
Hình 2. 14 Quy trình dãn nhãn..........................................................................................37
Hình 2. 15 Sản phẩm nước quả Sơri Vfresh......................................................................37
Hình 2. 16 Trao đổi nhiệt 2 dòng lưu chất........................................................................43
Hình 2. 17. Chiều di chuyển của 2 lưu chất trong thiết bị.................................................44
Hình 2. 18. Cách xếp 5 ống trong một hành trình.............................................................44
Hình 2. 19 Sơ đồ nguyên lý thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống.........................................60
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2. 1. Thành phần hóa học có 100g thịt quả sơri..................................................15
Bảng 2. 2 Các chỉ tiêu của đường................................................................................16
Bảng 2. 3 Các chỉ tiêu của acid citric...........................................................................17
Bảng 2. 4 Thành phần các thành phần trong 100g dịch sơ ri theo đơn vị %................25
Bảng 2. 5 Khối lượng riêng của dịch sơ ri ở 570C (kg/m3)...........................................26
Bảng 2. 6 Khối lượng riêng của dịch sơ ri ở 59,320C (kg/m3)......................................26
Bảng 2. 7 Nhiệt dung riêng của dịch sơ ri ở 570C (J/kg.độ).........................................27
Bảng 2. 8 Nhiệt dung riêng của dịch sơ ri ở 59,32oC (J/kg.độ)....................................27
Bảng 2. 9 Hệ số dẫn nhiệt của dịch sơ ri ở 59,320C (W/m.độ).....................................28
Bảng 2. 10 Các thông số ống trong..............................................................................34
Bảng 2. 11 Các thông số của ống ngoài.......................................................................34
Bảng 2. 12 Các thống số chính của quá trình thanh trùng............................................38
Bảng 2. 13 Khối lượng riêng của dịch sơ ri ở 43,90C (kg/m3)......................................39
Bảng 2. 14 Nhiệt dung riêng của dịch sơ ri ở 500C (J/kg.độ).......................................40
Bảng 2. 15 Nhiệt dung riêng của dịch sơ ri ở 43,9oC (J/kg.độ)....................................40
v
Bảng 2. 16 Hệ số dẫn nhiệt của dịch sơ ri ở 43,90C (W/m.độ).....................................41
Bảng 2. 17 Thông số vật lý của nước ở -40C................................................................41
Bảng 2. 18 Các thống số chính của quá trình làm lạnh................................................45
Bảng 2. 19 Bảng tra khích thước bích nối ống ngoài và cút.........................................46
Bảng 2. 20 Bảng tra kích thước bích nối ống dẫn hơi..................................................47
Bảng 2. 21 Bảng thông số cút nối ống.........................................................................47
LỜI MỞ ĐẦÂ
Công nghệ thực phẩm được xem là một trong những ngành học có tính ứng dụng
cao và đa dạng, đóng góp vai trò khá quan trọng trong cuộc sống hiện đại ngày nay. Nếu
từ thuở xa xưa, con người chú trọng đến cái ăn là để sống trước mắt, thì ngày nay, con
người sống với nhau không chỉ là ăn để no, mà là để thoả mãn nhu cầu của bản thân.
Ngoài ăn no, người ta còn mong ăn ngon, mặc đẹp. Đó là những lí do góp phần cho sự
phát triển không ngừng của ngành và luôn được sự xem xét, chú trọng quan tâm của nhà
nước, của các quốc gia trên thế giới và của cả hàng triệu con người.
Để hiểu rõ, hiểu sâu về kiến thức chuyên môn trong ngành công nghệ thực phẩm,
mỗi cá nhân cần phải ra sức học hỏi, tìm hiểu từ thầy cô, từ bạn bè, từ sách vở, từ nhiều
nguồn tài liệu và từ cả trong các hoạt động thực tiễn. Học lí thuyết là một chuyện, nhưng
để hiểu và vận dụng được nó thì học trong thực tế sẽ hay hơn nhiều.
Bởi nhận thức được điều đó, học phần “Đồ án kỹ thuật thực phẩm” đưa ra các đề
tài thiết kế thiết bị có tính ứng dụng cao trong thực phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất
của con người. Cũng vì lí do đó, nhóm chúng em đi tìm hiểu, nghiên cứu, thiết kế thiết bị
ống lồng ống để gia nhiệt dịch sơri bằng tác nhân hơi bão hoà. Thiết bị gia nhiệt này có
tính ứng dụng cao trong các nhà máy sản xuất nước quả và sữa, ngoài ra còn được nhiều
doanh nghiệp sử dụng rộng rãi. Ngoài ra, môn học giúp sinh viên giải quyết nhiệm vụ tính
toán cụ thể về: yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bị trong sản xuất hoá
chất - thực phẩm. Đây là bước đầu tiên để sinh viên vận dụng những kiến thức đã học của
nhiều môn học vào giải quyết những vấn đề kỹ thuật thực tế một cách tổng hợp.
vii
LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Công
Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM nói chung và các thầy cô trong khoa Công nghệ thực phẩm,
bộ môn Kỹ thuật thực phẩm nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức
và kinh nghiệm quý báu trong thời gian qua, giúp em hoàn thành đồ án này.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn đến cô Trần Lệ Thu, cô đã giúp đỡ, hướng dẫn và
giúp em hoàn thiện những thiếu sót trong suốt quá trình thực hiện đồ án học phần. Một
lần nữa, em xin chân thành cảm ơn cô.
Trong quá trình làm đồ án khó tránh khỏi sai sót, rất mong các thầy (cô) bỏ qua.
Đồng thời do chúng em thiếu kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên
bài báo cáo không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp
thầy cô để em học thêm nhiều kinh nghiệm và sẽ hoàn thành tốt hơn bài báo cáo sắp tới.
PHẦN 1. TÔNG QÂAN
1.1
Cơ sở lý thuyết cua thiết bị thanh trùng
Thanh trùng là quá trình tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm và ức
chế quá trình sinh tổng hợp độc tố của chúng. Chế độ xử lí trong quá trình thanh trùng
“nhẹ nhàng hơn” so với quá trình tiệt trùng. Do đó, quá trình thanh trùng không làm tổn
thất đáng kể giá trị dinh dưỡng và cảm quan của thực phẩm. Tuy nhiên, sau quá trình
thanh trùng, hệ vi sinh vật trong thực phẩm vẫn chưa bị tiêu diệt hết, đặc biệt là nhóm vi
sinh vật trong thực phẩm vẫn chưa bị tiêu diệt hết, đặc biệt là nhóm vi sinh vật chịu nhiệt
và vi sinh vật có khả năng sinh bào tử.
Phương pháp thanh trùng phổ biến hiện nay là phương pháp sử dụng nhiệt độ cao
và phương kết hợp nhiệt độ cao và áp suất cao.
Quá trình thanh trùng thường gồm 3 giai đoạn:
GĐ1: gia nhiệt mẫu thực phẩm từ giá trị nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ thanh trùng.
GĐ2: giữ mẫu thực phẩm ở nhiệt độ thanh trùng đã chọn.
GĐ3: làm nguội thực phẩm từ nhiệt độ thanh trùng về nhiệt độ thích hợp cho quá
trình chế biến tiếp theo trong quy trình sản xuất.
Các phương pháp thanh trùng có thể dược chia thành 2 nhóm: xử lý thực phẩm
trong bao bì và xử lý thực phẩm ngoài bao bì. Riêng phương pháp xử lý sản phẩm ngoài
bao bì thường áp dụng cho nhóm thực phẩm lỏng.
1.2
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thanh trùng
Có 2 thông số công nghệ quan trọng nhất trong qúa trình thanh trùng là nhiệt độ và
thời gian. Các nhà sản xuất cần xác định một chế độ thanh trùng hợp lý để chất lượng sản
phẩm đảm bảo an toàn vệ sinh đồng thời giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm
cũng đạt yêu cầu. Việc lựa chọn chế độ thanh trùng sẽ phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Hệ vi sinh vật trong thực phẩm
1
Mẫu thực phẩm trước khi đưa vào thanh trùng luôn chứa một hệ vi sinh vật. Các
nhà sản xuất cần quan tâm đến tên các loài vi sinh vật bị nhiễm và mật độ của chúng trong
mẫu thực phẩm. Theo lý thuyết, nếu các loài vi sinh vật bị nhiễm thuộc nhóm ưa nhiệt thì
chế độ thanh trùng cần phải “nghiêm ngặt” mới tiêu diệt được chúng. Khả năng chịu nhiệt
của 1 loài vi sinh vật thường được đánh giá dựa trên giá trị “thời gian phá huỷ thập phân”.
0
121 C
VD: loài Clostridium thermosacharolyticum có giá trị D
= 3 – 4, còn loài Clostridium
0
121 C
botulinum có giá trị D
= 0,1 – 0,3. Ngoài ra, mật độ vi sinh vật trong mẫu ban đầu
càng cao thì việc tăng nhiêt độ và thời gian xử lý là rất cần thiết để đảm bảo sản phẩm có
xác suất tái nhiễm thấp.
Trạng thái vật lý của thực phẩm
Thực phẩm lỏng có hệ số truyền nhiệt cao hơn thực phẩm rắn vì trong quá trình
thanh trùng sẽ xuất hiên các dòng đối lưu trong sản phẩm. Các chỉ tiêu như hàm lượng
chất khô, độ nhớt... sẽ ảnh hưởng đến hệ số truyền nhiệt của thực phẩm lỏng. Đối với thực
phẩm rắn, sự truyền nhiệt xảy ra chủ yếu là do sự dẫn nhiệt.
Thành phần hoá học của thực phẩm
Việc chọn chế độ thanh trùng sẽ phụ thuộc vào giá trị pH hay độ chua của sản
phẩm. Những thực phẩm lỏng có giá trị pH cao như sữa tươi (pH 4,5) thì giá trị nhiệt
độ xử lý thường không thấp hơn 100 0C để sản phẩm đạt được độ vô trùng công nghiệp.
Ngược lại những sản phẩm có pH khá thấp (pH = 3,7 – 4,5) như nước ép từ nhóm trái cây
có múi hoặc pH thấp < 3,7) một số loại rượu vang, rau trái dầm giấm... thì có thể thanh
trùng ở nhiệt độ thấp nhưng vẫn đảm bảo được độ vô trùng công nghiệp.
Trong các thành phần hoá học của thực phẩm, cần lưu ý đến chất béo vì chúng có
hệ số dẫn nhiệt thấp.
1.3
Các thiết bị thanh trùng và mô tả đặc tính cua từng thiết bị
Người ta có thể phân loại các thiết bị thanh trùng dùng nhiệt theo yếu tố sau:
Theo phương thức làm việc: có thiết bị làm việc gián đoạn và thiết bị làm việc liên
tục.
Theo áp suất được tạo ra trong thiết bị: có thiết bị làm việc ở áp suất thường và
thiết bị làm việc áp suất. Đối với thiết bị làm việc ở áp suất được chia ra: thiết bị có dùng
áp suất đối kháng và thiết bị không dùng áp suất đối kháng.
Theo cấu tạo: có hai loại thiết bị kiểu đứng và thiết bị nằm ngang (đối với thiết bị
gián đoạn). Loại thiết bị dùng băng tải, dây xích hay gàu tải (đối với thiết bị làm việc liên
tục).
1.3.1 Thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn
1.3.1.1 Thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn ở áp suất khí quyển
Các thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn ở áp suất khí quyển là các thiết bị thanh
trùng có cấu tạo đơn giản nhất thường làm bằng các thùng kim loại hay thùng gỗ hở nắp,
đun nóng trực tiếp bằng lửa hay phun hơi bằng các ống hơi đặt trong các thùng đó. Vì làm
việc ở áp suất thường nên nhiệt độ thanh trùng không vượt quá 100 0C. Thiết bị thanh
trùng hở nắp làm việc gián đoạn này được sử dụng phổ biến trong các cơ sở chế biến đồ
hộp rau quả với trang bị đơn giản hay bán cơ giới với năng suất nhỏ và trung bình.
1.3.1.2 Thiết bị thanh trùng áp suất cao làm việc gián đoạn kiểu nằm ngang
Cấu tạo: thiết bị thanh trùng kiểu nằm ngang gồm có thân hình trụ, nắp đậy kín thiết
bị có cơ cấu quay, miệng thùng tiếp xúc với nắp có gioăng cao su hoặc đệm amiăng.
Thùng được đặt nằm ngang trên chân đế. Hơi nóng vào thùng theo ống đặt phía trên thiết
bị, nước ngưng theo ống thoát ra ngoài. Các xe chở đồ được đẩy vào thùng trên các
đường ray. Phía trên thùng có lắp các thiết bị: áp kế, van xả khí không ngưng, đồng hồ
nhiệt độ, van an toàn.
Nguyên lí hoạt động: cho xe chở hộp vào, đậy nắp kín. Mở van xả khí cho hơi nước
vào để đuổi không khí không ngưng (5 phút). Đóng van xả khí, tiếp tục cho hơi vào đun
nóng hộp cho đến khi đạt nhiệt độ thanh trùng. Thanh trùng xong ngưng cho hơi vào, xả
từ từ hơi trong thiết bị cho đến khi đạt áp suất khí quyển. Mở nắp thùng, kéo xe đến khu
vực xối nước lạnh.
3
Hình 1. 1 Thiết bị thanh trùng hơi cao áp làm việc gián đoạn nằm ngang
1-Nắp thùng; 2- Cơ cấu treo nắp khi mở; 3- Cửa hơi đốt vào; 4- Cửa xả khí; 5nhiệt kế; 6- đồng hồ áp suất; 7- van an toàn; 8- thân thiết bị; 9- đường ray; 10cửa xả nước ngưng; 11- xe chở đồ
Thanh trùng nằm ngang có loại dùng nước, có loại dùng hơi nhưng loại dùng hơi
được sử dụng phổ biến hơn.
Hình 1. 2 Thiết bị thanh trùng hơi dạng nằm ngang
1.3.1.3 Thiết bị thanh trùng áp suất cao làm việc gián đoạn kiểu đứng
Loại này tường tự loại nằm ngang, chỉ khác là đặt đứng. Hộp được đặt trong các
giỏ, mỗi thùng chứa từ 1 đến 4 giờ.
1 - đường cấp hơi; 2 - đường cấp nước; 3 - ống dẫn khí; 4 - đường nước chảy tràn; 5 đường nước nguội; 6 - giỏ đựng hộp tp; 7 - khóa xả van ngoài; 8 - ống phân phối hơi và
ống khí; 9 - nắp nồi; 10 - Bầu lắp nhiệt kế và áp kế; 11 - Van khí khí; 12 - ống nước đối
lưu; 13 - Đối trọng.
Hình 1. 3 Thiết bị thanh trùng dạng đứng
Thiết bị thanh trùng cao áp làm việc gián đoạn kiểu đứng có cấu tạo gọn hơn so
với kiểu nằm ngang. Thiết bị thanh trùng này có thể làm việc với nhiều loại đồ hộp khác
nhau, ở nhiều nhiệt độ khác nhau và ngoài bao bì bằng kim loại còn có thể thanh trùng
được bao bì thủy tinh. Nhưng có nhược điểm là thao tác còn nặng nhọc, thời gian thanh
trùng kéo dài, năng suất chỉ thích hợp với quy mô trung bình trở xuống và được cơ khí
hóa cao.
1.3.1.4 Thiết bị thanh trùng Lagarde
Thiết bị thanh trùng nằm ngang Lagarde lại dùng cả hơi và không khí để thanh
trùng. Hộp cũng được sắp xấp trước vào các giỏ lưới rồi mới đẩy vào thiết bị để sau đó
gia nhiệt.
Hình 1. 4 Thiết bị thanh trùng hãng Lagarde
5
Đặc điểm cơ bản của thiết bị này là hai thống số nhiệt độ và áp suất thay đổi không
phụ thuộc nhau và phải cùng lúc theo dõi hai thông số riêng biệt. Sự khác biệt của thiết bị
này so với những loại khác là bên trong có một quạt có nhiệm vụ trộn và đẩy khí hòa lẫn
với hơi nước chuyển động vòng như trong hình. Ở đây, lượng hơi nước được điều chỉnh
để kiểm soát nhiệt độ trong thiết bị luôn đồng đều.
Khi làm nguội, người ta dùng nước ở dạng phun tia vào hỗn hợp hơi nước- không
khí để hạn chế “ sốc nhiệt” cho bao bì, đặc biệt khi thanh trùng bao bì thủy tinh.
1.3.2 Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục
Trong sản xuất đồ hộp, các dây chuyền được cơ khí hóa và tự động hóa, thường
được trang bị các thiết bị thanh trùng làm việc liên tục để đảm bảo chu kì làm việc của
dây chuyền liên tục. Sử dụng thiết bị thanh trùng liên tục ngoài ra góp phần tăng năng
suất lao động còn làm cho chất lượng sản phẩm tốt hơn, tiết kiệm năng lượng và điều kiện
lao động của công nhân cũng nhẹ nhàng hơn đỡ vất vả hơn. Các thiết bị thanh trùng liên
tục cho đồ hộp đựng trong bao bì thủy tinh và sắt tây được sử dụng phổ biến là thiết bị
băng chuyền, kiểu thùng quay và kiểu thủy lực.
1.3.2.1 Thiết bị thanh trung bằng nước làm việc liên tục kiểu băng tải ở áp suất
thường
Đối với các loại đồ hộp có kích thước nhỏ và không cần thanh trùng ở nhiệt độ cao
trên 1000C và thời gian ngắn thì có thể sử dụng băng chuyền kín làm việc liên tục đi qua
các thùng chứa nước nóng để nâng nhiệt và thanh trùng, sau đó qua bộ phận nước làm
lạnh hay bộ phận phun nước làm lạnh. Thời gian thanh trùng và làm nguội được điều
chỉnh vận tốc của băng chuyền. thiết bị thanh trùng liên tục tương đối đơn giản, dễ dàng
điều chỉnh năng suất, thuận lợi cho việc thanh trùng các loại sản phẩm như cà chua cô
đặc, vải, sari,…
1-Động cơ, hộp giảm tốc dẫn động; 2- Xích vận chuyển; 3- Lớp nước thanh trùng; 4- Ống
phun nước lạnh làm nguội; 5- Ống thoát hơi; 6- Thân thiết bị; 7- Đĩa xích; 8- Ống hơi
vào; 9- khung máy; 10- thanh gạt hộp
Hình 1. 5 Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục kiểu băng chuyền
Cấu tạo: thiết bị cấu tạo tương đối đơn giản gồm hai bể chứa nước để thanh trùng và
làm nguội dài 12m và 6m. Giữa hai bể có đoạn trung gian dài 1m để phun nước. Bể thanh
trùng có đáy gồm hai lớp, lớp ngoài kín, lớp trên tiếp giáp với nước, hộp, bằng lưới. Ống
cấp hơi nước được bố trí giữa hai lớp này để đốt nóng nước cho quá trình thanh trùng.
Nguyên lí hoạt động: hộp sau khi ghép mí, cho vào bể thanh trùng, được các thanh
gạt gạt đi. Tốc độ chuyển động của hộp được quyết định bởi thời gian thanh trùng. Ra
khỏi bể thanh trùng, hộp được phun nước làm nguội bớt trước khi cho vào bể nước lạnh
để làm nguội tiếp đến nhiệt độ 35-400C rồi đưa đi làm khô.
Loại thiết bị này được sử dụng thích hợp cho nhà máy có đồ hộp có năng suất lớn.
Tuy nhiên thiết bị đơn giản song diện tích chiếm chỗ lớn.
1.3.2.2 Thiết bị thanh trùng liên tục bằng khí nóng dạng băng tải ở áp suất thường
Loại thiết bị này thường thanh trùng cho sản phẩm ở nhiệt độ dưới 1000C dùng cho
các nước quả. Có thể thanh trùng được nhiều loại đồ hộp bằng sắt hay thủy tinh.
Cấu tạo: bộ phận chính của thiết bị là bằng tải 7 chuyển động tròn nhờ động cơ và
hộp giảm tốc 9. Nhánh trên của băng tải được bọc trong hộp kín 8. Trong hộp 8 chia làm
3 vùng: vùng thanh trùng 5 có nhiệt độ không khí cao do quạt 6 cung cấp- vùng làm
nguội bằng khí trời 3 do quạt 4 cung cấp, kết hợp với nước phun thành tia nhỏ do vòi 2
cung cấp- và vùng sấy khô cuối thiết bị bằng khí trời do quạt 1 cung cấp.
7
Hình 1. 6 Sơ đồ thiết bị thanh trùng liên tục bằng khí nóng dạng băng tải
1.Quạt gió; 2.Vòi phun nước tia nhỏ làm nguội; 3. Vùng làm nguội bằng không
khí; 4. Quạt; 5. Vùng thanh trùng bằng không khí nóng; 6. Quạt gió nóng; 7. Băng tải.
Nguyên lí hoạt động: nước quả được gia nhiệt lên 85- 950C rồi rót hộp, ghép mí và
đưa vào thiết bị thanh trùng băng tải. Qua vùng đầu tiên, hộp được thanh trùng ở nhiệt độ
cao, tiếp đến vùng hộp được làm nguội và cuối cùng là sấy khô, ra khỏi thiết bị hộp được
đi dán nhãn và bảo quản.
1.3.2.3 Thiết bị thanh trùng liên tục với áp lực thủy lực
Hình 1. 7 Thiết bị thanh trùng liên tục kiểu thuy tĩnh
Cấu tạo: Thiết bị gồm 2 nhánh cột nước 2a và 2b nối với phòng hơi 3. Áp suất trong
vòng hơi được điều chỉnh bằng chiều cao cột nước ở hai nhánh trên. Ở đây thiết bị có bộ
phận đun nước nóng. Dây xích vô tận 1 làm nhiệm vụ chuyển giá đồ hộp từ nhánh 2a qua
phòng hơi 3 để thanh trùng sau đó qua nhánh 2b để giảm nhiệt độ từ từ và qua thùng làm
nguội 4 rồi đưa hộp ra ngoài.
Nguyên lí hoạt động: tạo ra áp suất cao trong thiết bị thanh trùng bằng cột nước. Nếu
cột nước cao 10m thì tương áp suất dư 1at, tức là áp suất tuyệt đối 2at, như vậy tương ứng
nhiệt độ của hơi là 1200C có thể điều chỉnh áp suất của hơi trong thiết bị bằng cách tăng
hay giảm chiều dài của cột nước..
Ưu điểm: năng suất cao đến rất cao, có thể lên tới 100-200 hộp/ph.
Nhược điểm: thiết bị cồng kềnh, có chiều cao lớn.
Các thiết bị thanh trùng kiều này tuy có khác nhau về cấu tạo chi tiết nhưng
nguyên tác cấu tạo và làm việc thì giống nhau. Thiết bị có cấu tạo đơn giản là thiết bị của
hãng Cavallo, Mỹ
1.3.2.4 Thiết bị thanh trùng tấm bản
Hình 1. 8 Thiết bị thanh trùng tấm bản hãng APV
Thiết bị thanh trùng tấm bản là thiết bị trao đổi nhiệt. Trong một số nhà máy,
người ta sử dụng thiết bị này để thanh trùng sản phẩm như: thanh trùng dịch hoa quả,
thanh trùng sữa,…
Cấu tạo: có thành phần cơ bản là các tấm trao đổi nhiệt. Bề mặt gồm nhiều tấm xếp
lên một khung đỡ, bên trong co các rãnh để lưu chất chuyển động. Vật liệu thường là
thép không gỉ, nhôm,...
9
Hình 1. 9 Nguyên lí hoạt động cua thiết bị thanh trùng tấm bản
Nguyên lí hoạt động: khi chất lỏng lưu dộng qua các khe rãnh, môi chất sẽ chuyển
động duới dạng màng mỏng nên tạo ra hệ số trao đổi nhiệt rất cao tạo điều kiện tốt để đốt
nóng hay làm lạnh lưu chất. Các tấm thường dặt sông song với nhau tạo ra các khoảng
không gian hẹp tạo nên các kênh dẫn riêng biệt cho các môi chất khác nhau.
Ưu điểm :
Có hệ số truyền nhiệt rất cao
Có thể tăng thêm hay giảm bớt bề mặt truyền nhiệt bằng cách lắp thêm hoặc giảm bớt
số tấm truyền nhiệt một cách nhanh chóng và dễ dàng.
Dễ tháo lắp khi làm vệ sinh bề mặt truyền nhiệt bằng phương pháp cơ học.
Nhược điểm: Chế tạo các tấm truyền nhiệt thường phải qua xử lí nhiệt và gia công
phức tạp.
1.3.2.5 Thiết bị thanh trùng ống lồng ống
. Hình 1. 10 Thiết bị ống lồng ống
Cấu tạo: gồm 2 phần chính
Vỏ thiết bị: là phần không gian ba ngoài, có thể tích và đường kính lớn.
Ống thiết bị: là phần các ống nằm bên trong vỏ có cùng chiều dài, có đường kính
nhỏ hơn vỏ được bố trí lắp đặt theo một quy luật nhất định.
Hình 1. 11 Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống
1.ỐỐng trong
3. Khủy nốối
2. ỐỐng ngoài
4. ỐỐng nốối
5. Mốối hàn
Nguyên lí hoạt động: làm việc theo nguyên lý trao đổi nhiệt gián tiếp (sản phẩm
gia nhiệt và môi chất không tiếp xúc với nhau mà thông qua một bề mặt truyền nhiệt).
Môi chất nóng có thể bố trí hướng ống hoặc hướng vỏ sao cho có lợi về mặt truyền nhiệt
nhất, ngoài ra còn phải chú trọng đến dặc tính chất lỏng (độ nhớt, độ bám bẩn, sự ăn
mòn,..) và các vấn đề an toàn lao động. Quá trình truyền nhiệt có thể là cùng chiều hoặc
ngược chiều. Thiết bị thường được dùng nhiều trong các nhà máy sữa, nước quả,...
Ưu điểm:
Có hệ số truyền nhiệt lớn
Dễ điều chỉnh tốc độ chảy của môi chất
Chế tạo đơn giản, gọn gàng.
Nhược điểm:
Cồng kềnh, giá thành cao.
Khó vệ sinh, sửa chữa.
11
- Xem thêm -