thiết bị tiệt trùng dạng Tấm – Ống – Tấm

LỜI MỞ ĐẦU2CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN31.1.Giới thiệu sữa tươi tiệt trùng31.2. Giới thiệu thiết bị tiệt trùng dạng Tấm – Ống – Tấm4CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH62.1. Sơ đồ62.1.1.Sơ đồ khối62.1.2. Sơ đồ thiết bị.72.2. Thuyết minh.82.2.1. Đường đi của sữa.82.2.2. Đường đi của nước .82.3. Ưu nhược điểm của thiết bị.8

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nền kinh tế phát triển đời sống của đại

bộ phận người dân đều được nâng cao, không chỉ ăn no mà còn phải ăn đủ chất dinh dưỡng, sữa là một thành phần không thể thiếu trong cơ thể của mỗi người

Sữa là nguồn cung cấp các yếu tố thiết yếu cho sinh trưởng và phát triển của mỗi con người Trong những năm gần đây, vấn đề dinh dưỡng và vệ sinh an toàn thực phẩm

đã được đặt lên hàng đầu trong các quyết định mua sản phẩm của mọi khách hàng

Ngày xưa, sữa được vắt ra từ bò, dê, … sử dụng trực tiếp không được xử lý Do đó sũa giữ được nhiều dưỡng chất không bị mất đi nhưng trong đó có rất nhiều vi sinh vật có lợi lẫn có hại nên ảnh hưởng đến sức khỏe con người Đặc biệt là sữa vắt ra trực tiếp từ động vật phải bảo quản rất nghiêm ngặt và thời gian bảo quản không được nhiều chỉ được vài ngày Chính vì lí do này ngày nay nhiều quy trình mới ra đời như xử lý nhiệt Tiêu biểu như quá trình tiệt trùng sản phẩm sữa tươi tiệt trùng được chế biến từ sữa tươi nguyên liệu qua xử lý nhiệt cao trong vài giây có bổ sung đường, các nguyên liệu như cacao, dâu…

Sữa tươi tiệt trùng xử lý nhiệt ở thời gian ngắn nên ít bị mất các dưỡng chất, đem lại nhiều giá trị dinh dưỡng, dù giá thành cao nhưng vẫn được người tiêu dùng ưa chuộng, đánh giá cao Sữa tươi tiệt trùng có thể bảo quản từ 6 tháng đến một năm trong điều kiện bình thường và được đóng vào bao bì giấy rất thuận tiện cho mọi người sử dụng Ngày nay có rất nhiều quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng Trong đó sản sản xuất sữa tươi tiệt trùng theo phương pháp gián tiếp bằng thiết bị Tấm - Ống - Tấm là một trong những thiết

bị được sử dụng khá phổ biến Đó chính là lý do nhóm em chọn đề tài này

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Nhiều loài vi sinh vật khác nhau được tìm thấy trong thực phẩm và nguyên liệu chế biến thực phẩm Dựa vào khả năng sinh tổng hợp độc tố và gây bệnh, hệ vi sinh vật trong thực phẩm có thể chia làm hai nhóm:

• Nhóm vi sinh vật không có khả năng sinh tổng hợp độc tố và gây bệnh cho người: nếu

thực phẩm bị nhiễm nhóm vi sinh vật này thì có thể gây ngộ độc cho người sử dụng Đứng từ góc độ vệ sinh an toàn thực phẩm thì đây là nhóm vi sinh vật có hại và chúng ta cần phải áp dụng những giải pháp kĩ thuật trong quy trình sản xuất đế chúng không bị nhiễm vào thực phẩm

• Nhóm vi sinh vật không có khả năng sinh tổng họp độc tố: nhóm vi sinh vật này hoặc

chúng sẽ gây ra những biến đổi hóa sinh và cảm quan, từ đó làm thay đổi các chỉ tiêu chất lượng của thực phẩm trong quá trình bảo quản

Tiệt trùng là quá trình tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật (ở dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử) và ức chế không thuận nghịch các enzyme trong thực phẩm Sau quá trình tiệt trùng, sản phẩm sẽ trở thành vô trùng Như vậy, quá trình tiệt trùng không những đảm bảo cho thực phẩm an toàn về mặt vệ sinh mà còn kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm, giúp ổn định các chỉ tiêu chất lượng của thực phấm sau một thời gian dài sau sản xuất

Trong điều kiện sản xuất quy mô lớn, việc xử lý thực phẩm trở nên vô trùng là rất khó thực hiện Do đó,các nhà sản xuất thực phấm đã đưa ra khái niệm “thực phẩm vô trùng công nghiệp” (commercially sterile food) Những thực phẩm này chưa đạt mức độ vô trùng tuyệt đối nhưng không chứa vi sinh vật gây bệnh, còn những vi sinh vật không gây bệnh và không sinh tổng hợp độc tố thì có thể vẫn còn sống sót trong thực phẩm nhưng với số lượng rất hạn chế “Thực phẩm vô trùng công nghiệp” có thể bảo quản tối thiểu trong thời gian 6 tháng trong những điều kiện xác định mà vẫn không bị thay đổi những chỉ tiêu chất lượng về dinh dưỡng và cảm quan, …

1.2 Giới thiệu thiết bị tiệt trùng dạng Tấm – Ống – Tấm

Thiết bị này sử dụng nước nóng hoặc hơi nước làm tác nhân để gia nhiệt Có hai dạng thiết bị:

• Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm: thiết bị này gồm những tấm bản được đặt sát

nhau Độ dày của các tấm bản rất mỏng và trên bề mặt của chúng có các khe lồi lõm nhằm mục đích làm tăng hệ số và bề mặt truyền nhiệt Khi ghép các tấm bản lại với nhau trên bộ khung của thiết bị sẽ tạo nên hệ thống đường dẫn vào và ra cho thực phẩm và chất tải nhiệt

• Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống: có 2 kiểu cấu hình

- Cấu hình một kênh hoặc nhiều kênh: thiết bị gồm nhiều ống hình trụ đồng trục, có đường

kính khác nhau và được đặt lồng vào nhau Tại phần đầu của các ống trụ có bộ phận kết nối chung lại với nhau để tạo nên cửa nạp hoặc tháo sản phẩm và tác nhân nhiệt Người ta

sẽ sử dụng chốt trục để nối hai cụm ống hình trụ lại với nhau Trong quá trình gia nhiệt, thực phẩm và chất tải nhiệt thường chuyển động ngược chiều và xen kẽ nhau trong các kênh dẫn của sản phẩm Bề mặt thân của các ống trụ thường được thiết kế lồi lõm để cải thiện quá trình truyền nhiệt

- Cấu hình nhiều ống: gồm nhiều ống hình trụ song song, có cùng đường kính và được đặt

bên trong một ống hình trụ lớn Thực phẩm sẽ được bơm vào bên trong các ống hình trụ nhỏ, còn chất tải nhiệt sẽ đi vào khoảng không gian được tạo ra giữa bề mặt ngoài của các ống hình trụ nhỏ và bề mặt trong của các ống hình trụ lớn

Thiết bị này kết hợp thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm và thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống Trong đó, thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm có nhiệm vụ gia nhiệt sơ bộ và làm nguội; còn thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống vì có khả năng chịu nhiệt tốt hơn thiết

bị trao đổi nhiệt dạng tấm nên thiết bị này có nhiệm vụ tiệt trùng sữa

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH

2.1.1. Sơ đồ khối

2.1.2. Sơ đồ thiết bị.

Hình: Sơ đồ hệ thống máy thiết bị tiệt trùng gián tiếp Tấm - Ống – Tấm

Chú thích:

1. Bồn chứa dung dịch tẩy rửa Đường đi của sữa

4. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Đường đi của nước thường

6. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống

7. Ống lưu nhiệt

8. Hệ thống rót hộp vô trùng

9. Injector

2.2.1. Đường đi của sữa

Sữa tươi đã thanh trùng, bảo quản lạnh 40oC từ bồn cân bằng (2) sẽ được bơm vào ngăn thứ ba của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm (6) để gia nhiệt sơ bộ lên 75-80oC, là nhiệt

độ thích hợp cho quá trình đồng hóa Sữa 75-80oC được bơm vào thiết bị đồng hóa (12) nhằm mục đích chia nhỏ kích thước và phân tán đều các hạt cầu béo trong sữa để tránh hiện tượng tách lớp chất béo trong quá trình bảo quản sau này Áp suất đồng hóa cấp 1 là 200bar, cấp 2 là 45-50bar Sữa sau đồng hóa sẽ được dẫn vào thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp dạng ống lồng ống (9) để nâng nhiệt độ của sữa lên 138oC rồi chạy qua ống lưu nhiệt (10) trong thời gian 4 giây Đây là thời gian cần thiết để tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật và enzyme trong sữa Sữa sau tiệt trùng được làm lạnh xuống 20oC trước khi đưa sang hệ thống rót hộp (13) bằng cách trao đổi nhiệt với nước nóng 85oC ở ngăn thứ 4, với sữa 4oC ban đầu ở ngăn thứ ba và với nước lạnh 2oC tại ngăn thứ hai của thiết bị trao đổi nhiệt (6)

2.2.2 Đường đi của nước

Nước được đưa vào theo một chu trình khép kín Nước ở bồn luôn ở nhiệt độ 850oC

sẽ được bơm vào ngăn thứ 4 của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để gia nhiệt thêm nước nóng và đồng thời dòng nước sẽ trao đổi với dòng sữa sau tiệt trùng nhằm làm lạnh sơ bộ sữa còn nước được nâng nhiệt độ lên Nước nóng tiếp tục được gia nhiệt bằng cách phun thêm hơi nước ở injector để đạt nhiệt độ 1400oC và đị vào thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng Ống làm nhiệm nâng nhiệt độ sữa đến nhiệt độ tiệt trùng Sau khi quay về bồn, nước được làm nguội xuống 850oC bằng nước thường ở ngăn thứ nhất của thiết bị dạng tấm

2.3 Ưu nhược điểm của thiết bị

• Ưu điểm:

- Tái sử dụng nhiệt độ lên 90%

- Đồng hóa trước tiệt trùng, tiết kiệm chi phí chạy máy

- Sự biến đổi hóa lý ít hơn trực tiếp

- Thời gian chịu ảnh hưởng của nhiệt độ cao dài hơn nên các biến đổi hóa lý nhiều hơn phương pháp tiệt trùng trực tiếp

- Thiết bị trao đổi nhiệt bị đóng cặn nhiều hơn so với phương pháp tiệt trùng trực tiếp

- Chu kỳ chạy vệ sinh thiết bị ngắn (5h/lần)

- Yêu cầu về chất lượng sữa tươi nguyên liệu cao hơn so với phương pháp tiệt trùng trực tiếp