bài giảng các thiết bị nhiệt

91 CHƯƠNG 7 : CÁC THIẾT BỊ NHIỆT 1. THIẾT BỊ ðUN NÓNG -CHẦN - HẤP - LÀM HÉO : 1.1. Khái niệm: 1.1.1. Công dụng và phạm vi ứng dụng: 1. Công dụng: Quá trình ñun nóng, chần, hấp, làm héo ñược sử dụng trong công nghiệp thực phẩm có thể với mục ñích sau: - Mục ñích chuẩn bị: + ðun nóng xirô trước khi cô ñặc ñể tăng cường quá trình bốc hơi . + ðun nóng sản phẩm trước khi vào hộp ghép nắp. + Chần các loại quả ñể dễ bóc vỏ. - Tạo ñiều kiện cho các quá trình phản ứng, quá trình sinh học, lý học, thực hiện thuận lợi - Mục ñích khai thác: + Làm tăng khả năng thủy phân tinh bột cao. + Làm tăng khả năng trích ly + Làm tăng hiệu suất ép - Mục ñích chế biến: + Làm chín sản phẩm, tăng giá trị dinh dưỡng và khả năng hấp thụ. + Làm bay hơi những thành phần gây mùi, vị lạ, có mục ñích tẩy mùi, - Mục ñích bảo quản. - Mục ñích hoàn thiện sản phẩm. 2. Phạm vi ứng dụng: Khá phổ biến. - Trong công nghiệp sản xuất ñồ hộp rau quả. - Trong công nghiệp sản xuất ñường. - Trong công nghiệp chế biến cây nhiệt ñới. - Trong công nghiệp lạnh ñông, sấy rau quả. - Trong công nghiệp lên men. - Trong công nghiệp sản xuất dầu, tinh dầu 1.1.2. Phân loại: Các thiết bị ñun nóng, chần, hấp và làm héo có thể phân loại theo các cách sau: 92 1. Theo phương thức làm việc: - Thiết bị làm việc gián ñoạn. - Thiết bị làm việc liên tục. 2. Theo phương thức ñun nóng - Thiết bị ñun nóng gián tiếp. - Thiết bị ñun nóng kết hợp. 3. Theo áp suất làm việc: - Thiết bị làm việc ở áp suất thường - Thiết bị làm việc ở áp suất chân không. 4. Theo cấu tạo thiết bị: - Thiết bị truyền nhiệt hai vỏ. - Thiết bị dạng khung bản, dạng ống chùm, ống bọc ống - Thiết bị kiểu thùng quay, kiểu băng tải, kiểu trục xoắn 1.2. Thiết bị ñun nóng: 1.2.1. Thiết bị ñun nóng hai vỏ làm việc gián ñoạn: ðây là loại thiết bị làm việc ở áp suất thường.Thường dùng ñể ñun nóng nước, các loại dung dịch dùng ñể chần (dung dịch muối, dung dịch axit nitric ), các dung dịch ñể rót vào hộp (dung dịch ñường, nước pha ), trong sản xuất bia chất tải nhiệt là hơi nước bão hòa, truyền nhiệt gián tiếp. * Phân loại: - Thiết bị hở có hoặc không có cánh khuấy - Thiết bị kín có hoặc không có cánh khuấy * Ưu ñiểm của thiết bị: - Cấu tạo ñơn giản, vận hành dễ dàng. - Sử dụng ñược cho nhiều loại sản phẩm. * Nhược ñiểm: - Áp suất hơi thấp, sự phân bố nhiệt không ñều. - Bề mặt truyền nhiệt không lớn, nên thời gian ñun lâu . - Làm việc gián ñoạn. *Cấu tạo và nguyên tắc làm việc: 93 . Hình 7.1: Thiết bị ñun nóng hai vỏ không có cánh khuấy a) Sơ ñồ nguyên tắc thiết bị ñun nóng 2 vỏ b) cấu tạo bình ngưng tụ - Cấu tạo: Hình 7.1a Hình 7.1b 1. Phòng hơi 1 Cốc. 2. Van xả khí không ngưng 2.Phao 3. Sản phẩm 3. Thân bình ngưng 4. bề mặt trao ñổi nhiệt 4.Van thoát 5. Bình ngưng . Thiết bị có vỏ bên trong tiếp xúc với thực phẩm nên ñược chế tạo bằng thép không rỉ, hoặc thép có lớp men chống ăn mòn, còn vỏ ngoài ñược làm bằng thép hay gang, và thường ñược bọc ngoài một lớp cách nhiệt. - Nguyên tắc làm việc: Hơi nước theo van vào phòng hơi (1) truyền nhiệt cho sản phẩm qua bề mặt trao ñổi nhiệt (4), khí không ngưng ñược xả ñịnh kỳ theo van (2), còn nước ngưng ñược tháo qua van xả nước ngưng hoặc qua bình ngưng 5. Bình ngưng tụ (5) làm việc như sau: Khi thân (3) (hình 7.1b) tập trung ñược một lượng nước ngưng nào ñó thì phao 2 nối liền với van thoát 4 ñược nâng lên theo hướng vào cốc 1 và các lỗ thoát mở ra ñể tháo nước ngưng. Khi tháo ñược một phần nước ngưng ra ngoài thì phao sẽ hạ xuống và ñậy kín lỗ tháo nhưng không cho hơi thoát ra khỏi ống tháo. 94 ðể tăng cường khả năng truyền nhiệt và ñun nóng ñều, có thể sử dụng thiết bị ñun nóng 2 vỏ có cánh khuấy như hình 7.2, các dạng cánh khuấy có cấu tạo khác nhau phụ thuộc loại sản phẩm cần ñun nóng trong thiết bị Hình 7.2: Nồi nấu hai vỏ có cánh khuấy . Với cấu tạo và nguyên tắc làm việc tương tự, trong nhà máy bia người ta dùng nồi ñun hoa houblon ñể ñun sôi dung dịch ñường với hoa houblon nhằm trích ly chất của hoa (hình 7.3). Thiết bị có thân hình trụ, ñáy lồi hoặc lõm. Nắp dạng hình bán cầu có gắn ống thoát hơi và cửa quan sát. Hình 7.3. Nồi ñun hoa 1.Áo hơi 2. van tháo dịch 3. cánh khuấy 4. Hộp giảm tốc 5. Ống thoát hơi 6. Cửa quan sát 7. Áp kế hơi 8. Ống dẫn dịch vào nồi 9. Ống dẫn hơi 10. Hơi ngưng 95 1.2.2. Thiết bị ñun nóng hai vỏ làm việc liên tục (ở áp suất thường) . Thường sử dụng ñể ñun nóng các dung dịch có ñộ nhớt lớn. ðây là loại thiết bị làm việc liên tục, có năng suất lớn. 1. Cấu tạo : (hình 7.4) 1. Vỏ bên trong 6. Khoang không 2. Vỏ bên ngoài. 7. Cửa nguyên liệu vào 3. Nắp thiết bị 8. Cửa sản phẩm ra 4. Trụ rỗng 9. Van cấp hơi 5. Cánh xoắn 10. Van tháo nước ngưng. Hình 7.4. Thiết bị ñun nóng 2 vỏ làm việc liên tục 2. Nguyên tắc làm việc: Thiết bị có cấu tạo dạng hình trụ nằm, gồm hai vỏ (1) và (2) hệ nắp (3) có thể tháo mở ñược. Hơi ñược cấp vào qua van (9) vào khoảng không (6) và trụ rỗng (4) ñể ñun nóng, nước ngưng ñược tháo qua van tháo nước ngưng (10). Dung dịch ñi vào cửa nạp (7) nhờ cánh xoắn (5) chuyển dần vào trong thiết bị, sau khi ñun nóng sản phẩm ñược tháo ra theo cửa (8) 1.2.3. Thiết bị ñun nóng kiểu ống: Mục ñích: ñể ñun nóng các loại nước quả và các loại rau quả ñã nghiền nhỏ. Thiết bị làm việc liên tục. a. Thiết bị ñun nóng kiểu ống chùm (Hình 7.5) -Ưu ñiểm: Cơ cấu gọn, chắc chắn, bề mặt truyền nhiệt lớn - Cấu tạo : 1. Cửa sản phẩm vào 6. Ống truyền nhiệt. 2. Cửa sản phẩm ra 7. Khoảng không 3. ðường hơi vào 8. Lớp bọc cách nhiệt 4. Van xả nước ngưng 9. Chân ñế 96 5. Xả khí không ngưng 10. Nắp thiết bị. Hình 7.5. thiết bị ñun nóng kiểu ống chùm - Nguyên tắc: Sản phẩm vào cửa (1) ñược ñi dích dắc trong các ống (6) và sau khi ñun nóng ñược ra cửa (2). Hơi ñược cấp vào theo ñường ống (3) và phân bổ vào khoảng không (7) truyền nhiệt cho các ống (6), nước ngưng ñược xả theo van (4), còn khí không ngưng xả ñịnh kỳ theo van (5) . Thiết bị ñược bọc cách nhiệt (8), và tựa trên giá ñỡ (9) . Nắp thiết bị (10) có thể tháo lắp ñể vệ sinh ống khi cần. Thường chiều dài ống L = 2m, Φ ống = 32/34mm, vận tốc v sản phẩm = 0,2 ÷ 3m/s Cách chia ngăn trong thiết bị ống chùm: Khi cần tăng tốc ñộ của chất tải nhiệt ñể tăng hiệu quả truyền nhiệt, người ta chia thiết bị làm nhiều ngăn ( Hình 8.6) b. Thiết bị ñun nóng kiểu ống bọc ống: (hình 7.7) Ưu ñiểm: hệ số truyền nhiệt lớn vì có thể tạo ra tốc ñộ lớn ở cả hai chất tải nhiệt. chế tạo ñơn giản. Nhược ñiểm : Cồng kềnh. Giá thành cao vì tốn nhiều kim loại. Khó làm sạch khoảng không giữa hai ống Cấu tạo : 1. Cửa sản phẩm vào 4. Cửa hơi vào 2. Cửa sản phẩm ra 5. Khoảng không 3. Ống truyền nhiệt 6. Xả nước ngưng . 1 3 5 8 7 6 2 9 4 10 1 3 5 8 7 6 2 9 4 10 97 Hình 7.7. Thiết bị ñun nóng kiểu ống bọc ống * Nguyên tắc làm việc: ðây là loại thiết bị làm việc liên tục, hơi và sản phẩm ñi ngược chiều. Sản phẩm ñược bơm vào cửa (1) ñi trong ống truyền nhiệt (3), sau khi ñun nóng ñược ra cửa (2) Hơi ñược vào theo ống (4) và ñược phân bổ vào khoảng không (5) bọc quanh các ống truyền nhiệt (5). Nước ngưng ñược xả theo van xả nước ngưng (6). 1.3. Thiết bị chần - hấp: 1.3.1. Thiết bị chần - hấp trục xoắn: 1. Cấu tạo: (Hình 7.8). 1. Cửa nguyên liệu vào 4. ðường ống cấp hơi 2. Cửa nguyên liệu ra 5. ðường ống cấp nước, dung dịch 3. Trục xoắn rỗng 6. Bộ phận truyền ñộng. 2. Nguyên tắc làm việc: Nguyên liệu cần chần vào phểu nhận (1) nhờ trục xoắn (3) chuyển dần ñến cửa tháo (2). Trục xoắn (3) rỗng và có ñục lỗ, chuyển ñộng nhờ hệ truyền ñộng (6). Nước hoặc dung dịch chần ñược cấp vào theo ñường ống (5). Hơi cấp vào theo ñường ống (4) vào trục xoắn (3) thoát qua các lỗ trên trục và ñun nóng trực tiếp dung dịch chần. Thiết bị làm việc liên tục, ở áp suất thường. 1 2 3 4 5 6 1 98 Hình 7.8. Thiết bị chần hấp kiểu trục xoắn 1.3.2. Thiết bị chần băng tải: - Cấu tạo: 1. Cửa nguyên liệu vào 5. Vòi nước rửa 2. Băng tải 6. Cửa nguyên liệu ra 3. Thùng chần 7. ðường nước cấp 4. Ống hơi 8. ðường nước xả. . Hình 7.9. Thiết bị chần băng tải - Nguyên tắc làm việc: Nguyên liệu vào cửa nạp (1) và ñược vận chuyển trên băng tải (2) trong thùng chần (3) có chứa nước nóng hoặc dung dịch chần nóng. Băng tải (2) ñược cấu tạo bằng dây xích truyền ñộng trên có gắn các lá kim loại ghép có gờ ngang ñể giữ sản phẩm, hoặc lưới sắt hay gàu chứa vật liệu. 1 2 3 4 5 6 3 6 2 4 5 1 7 8 99 Thùng chần (1) làm bằng kim loại và có nắp mở ñược khi cần thiết. Dung dịch hoặc nước chần ñược ñun nóng nhờ các ống phun hơi (4) ñặt ở giữa hai nhánh băng tải. Vật liệu sau khi chần có thể ñược làm nguội hoặc rửa sạch nhờ hệ thống vòi rửa (5). Sản phẩm sau khi chần ñược ra ở máng (6), thường máng có ñộ nghiêng 40 0 . Nước vào thiết bị theo ñường cấp (7), khi cần mở xả nước hoặc dung dịch khỏi thiết bị theo ñường (8). 1.3.3. Thiết bị chần kiểu thùng quay: Dùng ñể chần các loại nguyên liệu có kích thước nhỏ và thời gian chần tương ñối lâu như : ðậu côve 1. Cấu tạo : Hình 7.10 1. Thùng quay 4. Trục quay phụ 2. Lá kim loại 5. Thùng chần 3. Bánh xe ñỡ 6. Ống phun hơi. Hình 7.10. Thiết bị chần kiểu thùng quay 2. Nguyên tắc làm việc: Vật liệu ñược vào thùng quay (1) làm bằng thép lá, trên bề mặt có ñục lỗ φ = 3 ÷ 4mm, bên trong thùng có gắn các lá kim loại (2) theo hình xoắn ốc từ ñầu ñến cuối thùng ñể chuyển vật liệu từ ñầu ñến cuối thiết bị, thùng quay ñược ñặt trên các bánh xe ñỡ (3) và quay ñược nhờ các trục quay phụ (4). Thùng quay ñược ñặt trong thùng chần (5) bọc ngoài, chứa nước hoặc dung dịch chần và ñược ñun nóng nhờ hệ thống ống phun hơi (6) ñặt phía dưới. 1.3.4. Thiết bị hấp băng tải: 1. Cấu tạo: Hình 7.11 : Sơ ñồ máy hấp băng tải dùng ñể hấp chè . 1. Bộ phận gạt chè 6. Buồng làm lạnh 1 3 5 3 6 3 4 2 100 2. Hệ thống ống hơi 7. Băng chuyền làm nguội 3. Buồng hấp 8. Máng chứa chè 4. Ống thoát hơi 9. Giá ñỡ 5. Ống thổi không khí lạnh 10. Băng chuyền hấp chè Hình 7.11. Sơ ñồ máy hấp nguyên liệu chè 2. Nguyên tắc làm việc: Vật liệu nhờ bộ phận gạt (1) ñể phân bố ñều ở băng chuyền hấp chè (10) ñược ñặt trong buồng hấp (3). Hơi nước ñược phun vào phòng qua hệ thống ống phun hơi (2) và hơi ẩm ñược thoát ra ống (4) . Sau khi ra khỏi phòng hấp chè ñược rơi xuống băng chuyền (7) ñi vào phòng làm nguội (6), tại ñây không khí lạnh ñược thổi vào qua hệ thống ống (5) nhờ quạt ly tâm, sau ñó vào máng chứa (8). Thường vận tốc băng chuyền 2m/ phút, thời gian hấp khoảng 2 phút. 1.4. Thiết bị làm héo: 1.4.1. Khái niệm: - Công ñoạn làm héo ñược sử dụng trong sản xuất chè ñen, chè xanh, trước khi qua các công ñoạn tiếp (vò, sấy, lên men ) - Thiết bị làm việc liên tục, sử dụng không khí nóng ñể làm héo chè nguyên liệu. + Ở sản xuất chè ñen, làm héo nhằm mục ñích giảm hàm lượng ẩm trong nguyên liệu từ 75 - 80% xuống còn 60 ÷ 65% ñể chè trở nên mềm, tạo ñiều kiện cho [...]... phân ly Ngư i ta s d ng các phương pháp v t lý sau ñ phân ly 1 Phương pháp s d ng l c tr ng trư ng: Nh l c tr ng trư ng mà các h t ch t l ng to s rơi xu ng 2 Phương pháp s d ng l c dính ư t: Khi các h t ch t l ng ch m vào b m t vách r n, l c dính ư t s làm dính các h t ch t l ng trên b m t và ch y xu ng 3 Phương pháp dùng l c ly tâm: Hư ng dòng hơi th c p quay tròn, nh l c li tâm các h t ch t l ng b văng... c a t ng lo i s n ph m Hình 7.28 Thi t b chiên liên t c 121 Hình 7.29 Cách b trí h th ng băng chuy n trong thi t b chiên liên t c a) cho các s n ph m d chìm và m ng ( như cá c t d ng thanh m ng) b) cho các s n ph m có t m b t c) cho các s n ph m nh d n i trên d u ( như snack) cho 2 ki u 4 THI T B THANH TRÙNG: 4.1 Khái ni m: 4.1.1 Các phương pháp thanh trùng: D a vào phương pháp c p nhi t mà phân thành:... không ñư c ti p xúc v i b ph n ñun nóng ñ tránh hi n tư ng sôi nư c Kho ng cách l p d u nư c cách ng truy n nhi t 15 - 20 cm, và nhi t ñ l p g i nư c ñư c gi < 600C, b ng cách cho nư c luân lưu V n t c d u ñ i lưu trong thi t b kho ng 0,8 ÷ 1m/s 2 Nguyên t c làm vi c: Nguyên li u ñư c c p vào t i bàn ti p nh n (5) ñư c ñ ng trong các khay, gi và ñư c móc vào h th ng dây xích c a băng chuy n (2), ñư c... 35mm ñ ngăn cách gi a l p d u ñ t nóng và l p g i nư c 4 L p g i nư c là l p cu i cùng ñáy, ñ làm gi m lư ng d u chiên trong thi t b và là nơi ch a các c n, các m nh nguyên li u b cháy tách ra trong quá trình chiên, tránh cho d u b s m màu L p g i nư c thư ng chi m 75 - 85% lư ng d u chiên, yêu c u nhi t ñ l p g i nư c ≤ 700C Thi t b : 3.2.1 Thi t b chiên rán ñ t b ng l a: - Thư ng g p các cơ s nh... p, săn ch c, dòn, có mùi thơm d ch u - Tiêu di t các enzim và vi sinh v t trong s n ph m, vì rán và chiên th c hi n nhi t ñ cao t 120 - 1700C nên chúng b tiêu di t hoàn toàn 3.1.2 Nh ng bi n ñ i c a nguyên li u trong rán và chiên: Nguyên li u ñưa vào rán ho c chiên thư ng g m: rau như cà tím, qu như chu i, th t cá, các s n ph m t b t nhão: mì ăn li n, các lo i bánh t b t ngô, khoai, s n Do nguyên li... ng cơ h c c n thi t Vì v y không rán th t, cá kéo dài nhi t ñ 600C mà ph i ti n hành nhanh nhi t ñ cao + ð i v i các s n ph m t b t: Các s n ph m này thành ph n ch y u là tinh b t nên quá trình ñ u tiên là h hoá tinh b t, ti p theo là quá trình caramen hoá t o cho s n ph m có màu vàng rơm Các s n ph m t b t có kh năng th m d u trong quá trình rán ho c chiên nhi u hơn so v i rau qu và th t, cá * Nh ng... ñ c ñ i v i cơ th con ngư i, vì v y ph i làm thoát khí t t các lò rán ho c chiên Trong quá trình rán và chiên d u b ôi, khét do tích t các peroxit, andehyt , axeton Nh ng ch t này d bay hơi nên ít nh hư ng ñ n ch t lư ng c a s n ph m S bi n ñ i c a d u nh hư ng l n ñ n ch t lư ng c a s n ph m rán ho c chiên, vì v y khi d u chiên ñã vư t quá các ch tiêu cho phép c n ph i thay d u trong thi t b chiên... 2.1.4 Yêu c u v thi t b cô ñ c: 1 C u t o chung: V c u t o thi t b cô ñ c có nhi u lo i, nhưng nhìn chung các thi t b ñ u có 3 b ph n chính sau: - B ph n nh n nhi t - Không gian ñ phân ly 104 - B ph n phân ly: Nh m ñ tách các gi t dung d ch còn l i trong hơi 2 Yêu c u: Thi t b cô ñ c c n ñ m b o các yêu c u sau ñây: - Thích ng ñư c v i tính ch t ñ c bi t c a dung d ch như : ñ nh t, tính d b trào, tính... ñ c ki u màng ch t l ng: 1 Khái ni m: - Trong thi t b , quá trình bay hơi ti n hành trên các màng dung d ch m ng, và dung d ch ñi qua giàn ng m t l n mà không có s tu n hoàn, thi t b làm vi c liên t c - ðư c s d ng trong công nghi p ñư ng và s n xu t m t tinh b t cũng thích h p ñ i v i các dung d ch có b t ho c các lo i dung d ch r t nh y v i nhi t ñ cao - Ưu ñi m: Do t o ñư c t c ñ l n nên h s truy... theo phương n m ngang ñ t trong 5 t ng Các t ng ñ u ñư c b c trong lư i b ng ñ ng thau ñ chè héo kh i bay, băng chuy n ch làm vi c m t trên V t li u ñi t băng chuy n trên cùng chuy n d n xu ng các băng chuy n ti p theo và ra kh i thi t b Không khí nóng ñư c d n vào t t ng 1 qua ng d n khí nóng, có ñ c l ñ t kho ng gi a vòng ñai truy n c a băng chuy n 1, chui qua các l p nguyên li u, sau ñó nh t m hư . nước - Thiết bị dùng nước nóng, dầu nóng - Thiết bị dùng ñiện - Thiết bị dùng khói của phản ứng cháy nhiên liệu (loại cũ) 4. Theo cấu tạo thiết bị: - Thiết bị giàn ống ñứng. - Thiết bị có. suất thường - Thiết bị làm việc ở áp suất chân không. 4. Theo cấu tạo thiết bị: - Thiết bị truyền nhiệt hai vỏ. - Thiết bị dạng khung bản, dạng ống chùm, ống bọc ống - Thiết bị kiểu thùng. thiết bị: - Thiết bị làm việc ở áp suất dư - Thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển - Thiết bị làm việc ở ñiều kiện chân không. Thường sử dụng thiết bị cô ñặc làm việc ở chân không trong các