Xây dựng quy trình công nghệ, nguyên lý làm việc và kết cấu của các máy, thiết bị trong dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai
Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, cơng nghệ sản xuất nước giải khát phát triển nhanh Trên thị trường có nhiều dòng sản phẩm nước giải khát từ trái cây, thảo mộc, trà… Và sữa đậu nành sản phẩm nước giải khát phổ biến với nhiều chủng loại đa dạng từ đóng chai, đóng lon đến đóng hộp Sữa đậu nành sản phẩm quen thuộc với người dân Việt Nam , đậu nành có tỷ lệ chất đạm cao, có nhiều vitamin, khống chất, chất xơ, isoflavones… Protein đậu nành khơng có giá trị sinh học gần protein động vật, mà lại dễ tiêu hơn, nhiều axit béo chưa bảo hòa có lợi cho sức khỏe Mà giá thành thấp loại sữa có nguồn gốc từ động vật Nhằm nắm bắt quy trình cơng nghệ sản xuất sữa đậu nành nhóm chúng em chọn đề tài báo cáo: Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai I GIỚI THIỆU VỀ SỮA ĐẬU NÀNH Hạt đậu nành chứa 8% nước, 5% chất vơ cơ, 15- 25% glucose, 15-20% chất béo, 35- 45% chất protein với đủ loại amino acid cần thiết; loại sinh tố khống chất So với thịt động vật, đậu nành có nhiều chất dinh dưỡng 100 gr đậu nành có: 411 calo, 34 gr protein, 18 gr béo,165mg calcium, 11mg sắt; thịt bò loại ngon có 165 calo, 21gr protein, 9gr béo, 10mg calcium, 2.7mg sắt Protein tốt để thay cho protein động vật có mỡ cholesterol Nhưng quan trọng đậu nành có hóa chất tương tự kích thích tố nữ estrogen mà nhiều cơng trình khoa học chứng minh tốt việc trị ngừa số bệnh Ðó chất isoflavones Isoflavones tác dụng chất chống oxy hóa, giảm cholesterol, giảm nguy mắc bệnh tim mạch Sữa đậu nành chống nguy lỗng xương phụ nữ, có khả ngăn ngừa ung thu vú Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai II QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHUNG Hạt đậu nành Sàng Gia nhiệt Tách vỏ Nghiền ướt UHT Ly tâm Đồng hóa Phối trộn Lọc Tròng nhãn Hấp Chiết Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai Rữa Kiểm tra Chai Phụ gia, hương liệu Sản phẩm Ngâm nước nóng Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai III MÁY THIẾT BỊ Máy sàng - Loại bỏ tạp chất bám bề mặt vỏ đậu nành đá, đất, bụi, hạt cỏ, kim loại Làm cho hạt hơn, sáng hơn, tăng giá trị cảm quan, đồng thời tăng chất lượng sản phẩm 1.1 Kết cấu CẤP LIỆU BỤI Van điểu chỉnh lưu lượng khí I Sàng số Tạp chất nhẹ Tạp chất lớn II Sàng số Tạp chất lớn Sàng số Tạp chất bé Hạt Hình Máy làm có quạt hút tác động đơn kiểu kín Máy sàng gồm có phận chính: Bộ phận cấp liệu, Quạt hút tạp chất, Sàng phẳng, Bộ phận truyền động, Khung máy Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Phần tĩnh (I) cố định khung gỗ thép có lắp quạt hút Quạt hút hút tạp chất nhẹ như: rác, cát nhuyễn… -Phần dao động (II) treo khung hoạt động nhờ cấu lệch tâm lắp trục chuyển động Phần dao động gồm có: nam châm vĩnh cửu (để hút tạp chất kim loại), loại sàng với kích cỡ khác (loại bỏ tạp chất lớn nhỏ khác nhau) Sàng làm kim loại mỏng có khoan lỗ tròn, dài, xiên,… phổ biến khoang lỗ tròn - Nếu có n lưới sàng có n + sản phẩm theo kích thước khác Sàng lắp nghiêng góc α (góc α góc xác định độ tự chảy hạt) Ở thiết bị này, sàng chuyển động theo kiểu chuyển động lắc Sàng nối với động biên tay quay (chuyển động lên xuống) Chính chuyển động làm hạt vừa chuyển động chảy vừa nảy lên khỏi mặt sàng rơi qua lỗ sàng giúp hạt phân loại tốt hơn, loại nhiều tạp - chất Có thể dùng sàng tĩnh sàng rung Nếu sử dụng sàn rung giúp nâng cao suất làm việc máy đặc biệt có trục lệch tâm trọng tâm bị dịch chuyển lực ly tâm lớn Trong chu trình xảy ba giai đoạn: lực ly tâm hướng lên có xu hướng kéo lò xo lên, lực ly tâm hướng xuống kéo lò xo xuống, cuối nén lò xo xuống Do đó, làm cho hạt đậu nành dễ di chuyển theo chiều - rung sàng Trong trường hợp người ta thường sử dụng bánh đà lệch tâm Trong thiết kế máy tùy theo điều kiện mặt nhà sản xuất mà bố trí nhiều sàng có chiều dài ngắn để tiết kiệm khơng gian thiết kế sàng dài có phân đoạn kích thước lỗ sàng từ nhỏ tới lớn để đảm bảo u cầu hạt đậu nành đầu 1.2 Ngun lý hoạt động - Đậu nành phân loại thành phần có kích thước khác dựa ngun tắc phân loại theo tỷ trọng theo kích thước Ở phần tĩnh hạt phân loại dựa ngun tắc phân loại theo tỷ trọng Khi đó, tạp chất nhẹ có tỷ trọng thấp hút ngồi đậu nành có tỷ trọng cao rơi xuống lưới sàng Ở phần dao động hạt phân loại dựa ngun tắc phân loại theo kích thước Tùy theo kích thước lỗ sàng mà ta phân loại hạt đậu nành có kích thước mong muốn 1.3 Q trình hoạt động - Đậu nành cung cấp vào máy qua cửa cao (cửa cấp liệu) Theo ngun tắc tỷ trọng hạt hút tạp chất nhẹ có đậu nành bụi, rác, … lưu lượng dòng khí Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai điều chỉnh van Tạp chất nhẹ rơi vào thùng đáy hình buồng hút tự động thải ngồi qua cửa tạp chất nhẹ Cửa có gắn van khơng khí kép (dùng cho việc xả tự động) - Hạt đậu rơi xuống sàng số có khoan lỗ lớn để tách tạp chất lớn nặng cửa tạp chất lớn, đổ vào sàng số 2,tại tạp chất lớn tiếp tục thu hồi cửa tạp chất lớn (phần chủ yếu hạt đậu nành bị hỏng trương lên to kích thước thơng thường - Trước hạt đậu nành rơi xuống sàng số nam châm ngắn dẫn sàng số để hút tạp chất kim loại Sau hạt đậu tạp chất lại rơi xuống sàng số - Đậu nành sau di chuyển qua sàng thứ loại tạp chất cát, sỏi, hạt vỡ, hạt lép nên ta thu hạt đậu nành có kích thước mong muốn - Sản phẩm sàng hạt đậu nành làm sơ ngồi theo cửa hạt Quạt thổi khơng khí bụi bẩn vào xiclon để phân ly bụi Điều làm cho tồn khâu làm thực tế khơng gây nhiễm bẩn mơi trường Thiết bị gia nhiệt Gia nhiệt cho đậu nành để làm giản bớt hàm lượng oligosaccharide (raffinose, stachyose) -> tăng khả tiêu hóa, làm đậu nành “ dậy mùi”, giảm mùi hăng để góp phần tăng giá trị cảm quan sản phẩm, đgiảm vi sinh vật bám vỏ đậu 2.1 Kết cấu Hình Thiết bị gia nhiệt băng tải Thiết bị gia nhiệt băng tải gồm: Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Hệ thống băng tải vận chuyển ngun liệu chuyển động ngược chiều nhau, dài 20 – 30 m/băng tải, rộng – m Nếu sử dụng băng tải chưa đủ để ẩm nên dùng nhiều - băng tải để khả ẩm cao Phểu cấp liệu Buồng gia nhiệt Quạt vận chuyển khơng khí nóng vào thiết bị Bộ phận lọc khơng khí Bộ phận gia nhiệt khơng khí Tùy theo điều kiện mà sử dụng nhiều băng tải Quan trọng phải tính tốn cho phù hợp thời gian sấy chiều dài băng tải cho đạt độ ẩm cần thiết đậu nành 2.2 Ngun lý hoạt động - Do chênh lệch áp suất nhiệt độ kéo nước vật liệu đồng thời làm liên kết lớp vỏ bền mối liên kết hóa học bị suy giảm, xảy q trình ẩm từ bên hạt mơi trường ngồi, độ ẩm đậu nành 12 – 13%, số protein biến tính Hạt đậu nành sau gia nhiệt phải để nguội với mục đích làm cho vỏ đậu nành giòn q trình tách vỏ dễ dàng 2.3 Q trình hoạt động - Đậu nành sau làm vận chuyển theo hệ thống gàu tải vào cửa nhập liệu thiết bị gia nhiệt Trong thiết bị gia nhiệt, đậu nành vận chuyển hệ thống ba băng tải chuyển động ngược chiều nhau, hết băng tải ngun liệu rơi xuống băng tải khác đến khỏi thiết bị Khơng khí qua phận lọc gia nhiệt (95 oC) trước vào thiết bị Dòng khơng khí phân phối nhờ quạt đảm bảo cho q trình gia nhiệt diễn đồng Khơng khí sau trao đổi nhiệt với ngun liệu ngồi theo ống dẫn khí Vận tốc băng tải điều chỉnh thích hợp đảm bảo ngun liệu gia nhiệt đủ thời gian trước khỏi thiết bị Thiết bị tách vỏ kiểu rulo cao su Thành phần vỏ đậu nành chủ yếu celullose, giá trị dinh dưỡng khơng cao, có mùi hăng nên trước đưa vào q trình nghiền ướt cần tách vỏ để tăng hiệu suất lọc sau Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai Phểu cấp liệu rulo vỏ Không khí 3.1.Kết cấu Quạt Hình Thiết bị tách vỏ kiểu rulơ cao su Hai phận làm việc máy bao gồm: Cặp rulo (bằng gang) có vỏ cao su, Quạt để hút vỏ Ngồi có: -Phễu nhập liệu - Bộ phận phân phối - Quạt để hút vỏ khỏi buồng tách vỏ - Bộ phận điều khiển khoảng cách hai trục cán Một ru lơ quay với trục, khơng đổi vị trí (tạm gọi trục cố định) Ru lơ thứ quay trục thay đổi vị trí (trục di động) để thay đổi khoảng cách hai ru lơ Hai ru lơ nhận truyền động từ động qua hệ thống truyền động đai bánh Hai ru lơ quay ngược chiều với vận tốc khác Kích thước ru lơ lớn, suất bóc vỏ cao 3.2 Ngun lý hoạt động Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Khi hạt đậu nành rơi vào hai ru lơ (khe hở hai ru lơ nhỏ kích thước hạt đậu nành), áp lực, cao su kéo hạt đậu nành theo Do chênh lệch vận tốc hai ru lơ lớp cao su làm tăng lực ma sát nên vỏ hạt bị bóc (nhưng lực khơng đủ để tách hồn tồn vỏ hạt đậu nành) Dưới tác dụng dòng khơng khí, vỏ quạt hút ngồi, hạt đậu nành sau tách vỏ rơi xuống thu hồi Do tính chất đàn hồi cao su nên ru lơ bọc cao su lúc đậu nành qua khe hẹp khơng bị vỡ kích thước khe hẹp có nhỏ kích thước hạt đậu nành (nhỏ giới hạn tương đối) Chú ý: - Phần cao su bị mài mòn q trình máy làm việc nên vận tốc tiếp tuyến giảm, làm giảm suất bóc vỏ máy - Khi làm việc, ru lơ quay nhanh bị mòn nhiều hơn, sau thời gian làm việc, cần thay đổi vị trí hai ru lơ để bề dày lớp cao su hai ru lơ khơng chênh lệch nhiều, điều tạo điều kiện thay thay đồng hai ru lơ - Do phận phân phối khơng xác, bề mặt làm việc hai ru lơ bị mài mòn khơng đều, cần hồi phục bề mặt làm việc cách lấy bớt lượng cao su thừa Máy nghiền Để đạt đặc trưng cho sản phẩm huyền phù trắng đục dùng phương pháp nghiền ướt ( để tăng hiệu suất nghiền tăng tỷ lệ thu hồi ta ngâm qua nước nóng trước nghiền) Huyền phù sau nghiền phân tử có kích thước khoảng 20µm Máy nghiền kiểu đĩa đĩa quay 4.1 Kết cấu Hình Máy nghiền kiểu đĩa đĩa quay 10 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai Chuyển động hạt đậu nành (dạng huyền phù) chuyển động quay chuyển động trượt theo bề mặt cánh Do đậu nành nước có tỷ trọng, kích thước khác nên xảy tượng phân tầng: nước nhẹ phía đậu nành nặng phía ngồi có xu hướng chuyển động theo hai chiều ngược Lợi dụng điều người ta tách bã dịch đậu nành khỏi thiết bị theo hướng mong muốn Ly tâm lắng gồm hai q trình: - Q trình lắng pha rắn tiến hành theo quy luật thủy động lực học; Q trình nén bã tiến hành theo quy luật học 5.3 Q trình hoạt động Dịch đậu nành đưa vào lòng rơto đến khoảng rơto dịch khoảng khơng rơto ngồi nhờ số lỗ bề mặt rơto Dưới tác dụng chuyển động quay vít tải nên xuất lực ly tâm, dịch phân làm hai tầng Q trình lắng xảy khoảng khơng gian hai rơto, bã bám vào mặt rơto ngồi vít tải đẩy phía cửa tháo bã Nước phía ngược lại, chảy qua van stack ngồi Trong phần rơto khơng bị ngập nước, bã vừa đưa khỏi rơto vừa làm khơ Lọc Sau ly tâm chưa loại bỏ hồn tồn cặn nhỏ sót lại Do đó, để sữa đậu nành khơng bị lẫn phần cặn, tránh tách lớp đóng chai để tăng giá trị cảm quan sử dụng nên phải dùng thiết bị lọc để loại bỏ cặn Ngồi ra, q trình lọc tinh loại bỏ số vi sinh vật khơng có lợi Giúp cho q trình truyền nhiệt tốt giai đoạn sau - Q trình lọc tinh dựa ngun lý: dung dịch qua túi lọc áp suất dư so với áp suất bên màng lọc Áp suất tạo áp suất thủy tĩnh lớp chất lỏng màng lọc bơm làm thay đổi trạng thái dung dịch từ huyền phù sang keo - Bộ phận lọc túi vải lọc với kích thước lỗ 10 µm nằm bên thùng lọc Sữa từ bên ngồi chảy vào thiết bị qua túi lọc theo ống bên ngồi Túi lọc giữ căng nhờ lưới sắt nằm thiết bị túi lọc Phối trộn 13 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Nhằm thu sản phẩm sữa đậu nành có hương vị, màu sắc thích hợp độ đặc cần thiết ta trộn sữa với thành phần khác nước, đường,chất làm đặc, chất ổn định, chất chống oxy hố … đồng thời đạt hiệu kinh tế - Sản phẩm phải có hương thơm rõ rệt ngun liệu, vị thích hợp Sản phẩm thường có nồng độ 0,3-0,4 Be, có pH từ – 6.5 7.1 Kết cấu Hình Thiết bị phối trộn Thùng khuấy, Cánh khuấy, Nhiệt kế, Máy bơm, Lưu lượng kế Thùng khuấy hình trụ đáy chảo cầu có hai lớp, gia nhiệt gián tiếp nước dầu Trục khấy đặt lệch tâm để góp phần tạo chuyển động dọc trục xun tâm khơng tạo chuyển động lõm thùng nên q trình q trình chảy rối Sử dụng cánh khuấy khơng phải dùng cánh khuấy bình thường mà sử dụng cánh khuấy có khả tạo phản lực, dạng turbin cánh nghiêng 450 7.2 Ngun lý hoạt động Ngun tắc làm việc máy phối trộn dựa cánh khuấy dạng nghiêng 45 Nếu sử dụng turbin cánh thẳng cánh nghiêng, dạng turbin cánh thẳng tạo dòng chảy xun tâm với ứng suất cắt lớn Còn dạng turbin cánh nghiêng 45 tạo dòng chảy xun tâm dọc trục ứng suất cắt nhỏ so với turbin cánh thẳng Chúng ta khơng nên dùng cánh 14 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai khuấy dạng chân vịt tạo dòng chảy hướng tâm ứng suất cắt nhỏ nên khơng đảm bảo u cầu khuấy trộn sữa Do đó, thiết bị phối trộn sử dụng turbin cánh nghiêng vừa tạo dòng chảy xun tâm, hướng trục vừa tạo chuyển động xung quanh, đồng thời tạo vòng xoắn kết hợp với nhiệt độ thùng khuấy giúp tăng khả phân tán phụ gia hương liệu, đồng thời nấu chín sữa đậu nành mà khơng bị cháy khét Cánh khuấy dạng turbin có vai trò gần máy đồng hóa Khuấy kết hợp với nấu có chất giống q trình trùng, trùng nhằm mục đích tiêu diệt vi sinh vật, nấu làm sữa chín hồn tồn, tạo hương vị sản phẩm, đảm bảo protein biến tính hồn tồn 7.3 Q trình hoạt động - Chất lỏng đưa vào thùng trộn với hương liệu phụ gia, cánh khuấy gắn lên trục, trục nối với rơto, rơto hoạt động kéo theo cánh khuấy hoạt động q trình đảo trộn bắt đầu Nhiệt kế kiểm tra nhiệt độ thùng khuấy ln ổn định Nấu khoảng thời gian thích hợp máy bơm hút sữa ngồi Thời gian trộn tank trộn phụ gia 20 - 25 phút, nhiệt độ lớn 650C Bài khí chân khơng Trong q trình chế biến học nghiền, chà, lọc, ép v.v vận chuyển bán chế phẩm bơm chuyển từ thùng chứa sang thùng chứa khác, cho thực phẩm vào bao bì, làm cho số khơng khí xâm nhập, hòa lẫn vào sản phẩm Trong gian bào thực phẩm lúc đóng hộp tồn chất khí khơng khí, nước, khí carbonic Sản phẩm cho vào bao bì khơng hồn tồn chiếm đầy dung tích hộp mà lại khoảng khơng gian chai kín, chứa khơng khí nước Vì trước đóng chai, cần loại bỏ chất khí tồn chai Giảm áp suất bên chai trùng, hạn chế oxy hóa, hạn chế phát triển vi khuẩn hiếu khí tồn chai, tạo độ chân khơng sản phẩm làm nguội 8.1 Kết cấu - Thiết bị hình trụ đứng có đáy nón với phần đỉnh nón quay lên phía Dưới nắp thiết bị phận ngưng tụ nối với bơm chân khơng Người ta thiết kế hệ thống đường ống vào cho tác nhân lạnh phận ngưng tụ xun qua nắp thiết bị Đối với đường ống dẫn sữa vào có tiết diện lớn thiết kế nằm thân thiết bị 15 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Buồng tạo chân khơng gồm có: thiết bị tải lạnh nằm nối với ống dẫn nước lạnh, van điều chỉnh chân khơng 8.2 Ngun lý hoạt động - Thiết bị khí chân khơng dựa ngun lý chân lệch nhiệt độ áp lực chân khơng Hình Thiết bị khí chân khơng - Buồng tạo chân khơng, Ống dẫn sữa vào, Ống dẫn sữa Bộ phận chân khơng tạo chênh lệch áp suất bên thiết bị cho nhiệt độ sữa giảm khoảng – 80C Khi đó, khí dạng phân tán, hòa tan vào phần nước nước hợp chất dễ bay khác vào phân ngưng tụ đặt đỉnh thiết bị khí Khi đó, nước từ trạng thái chuyển sang dạng lỏng rơi xuống đáy thiết bị Còn khí cấu tử khác khơng ngưng tụ bơm chân khơng hút thải ngồi 8.3 Q trình hoạt động Sữa nâng nhiệt độ q trình nấu vào thiết bị khí theo phương tiếp tuyến với thiệt bị khí dạng hình trụ qua cửa cấp liệu Do chênh lệch áp suất thiết bị mà phân tử bay hơi, nước cấu tử khác lên buồng chân khơng Ở đây, nhiệt độ thấp nước ngưng tụ rơi xuống thiết bị, phân tử khí bị buồng hút chân khơng 16 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai ngồi Các khí phân tán phần khỏi sữa làm tăng tốc độ dòng chuyển động của sữa theo vòng xốy xuống thiết bị ngồi theo đường ống dẫn sữa Đồng hóa Q trình đồng hóa giúp hệ nhũ tương đồng nhất, ổn định kết cấu, cải thiện sản phẩm làm cho sữa trở nên đồng nhất, tăng hiệu truyền nhiệt tăng giá trị cảm quan 9.1 Kết cấu Hình 10 Thiết bị đồng hóa Mơ tơ chính, Bộ truyền đai, Đồng hồ đo áp suất, Trục quay, Piston, Hộp pít tơng, - Bơm, Van, Bộ phận đồng hóa, 10 Hệ thống tạo áp thủy lực - Mơ tơ có nhiệm vụ khởi động thiết bị - Bộ phận truyền xích hoạt động tạo lực lớn kéo theo trục quay hoạt động Pittong nằm phận nối với trục quay, trục quay hoạt động pittong di chuyển bên xylanh Nhiệm vụ pittong tạo áp suất lớn Trên thân pittong có vòng sec nhờ vòng mà chuyển động pittong dãn nở nhiệt khơng bị - kẹt lại xylanh Van nối liền với phận xylanh, pittong lên kéo van mở ra, pittong xuống - kéo van đóng lại Bơm hoạt động phụ thuộc vào van, van mở bơm hoạt động đẩy sữa vào hệ thống đồng hóa, van đóng lại bơm ngưng khơng bơm sữa tiếp Vòng hoạt động liên tục sữa bơm hết 17 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Hệ thống tạo áp thủy lực tăng áp lực dòng sữa, từ vận tốc chảy dòng sữa lớn lực va đập mạnh - Hệ thống lò xo để kiểm tra áp suất đồng hóa, áp suất đạt 10 – 25 MPa lò xo bị đẩy lùi tạo điều kiện cho sữa qua khe hẹp - Bộ phận đồng hóa gồm có: van đồng hóa , vòng va đập đế van Van đồng hóa phải chịu đựng áp lực chảy dòng sữa Đế van thiết kế với góc nghiêng 50 so với dòng chảy sữa đưa vào nhằm tạo thêm áp lực đưa sữa vào kheo hẹp kích thước 1mm nhanh - Van đồng hóa – Vòng va đập - Đế van – Sơ đồ hệ thống 9.2 Ngun lý làm việc Hình 11: Bộ phận đồng hóa Dựa ngun tắc dùng áp lực cao lực va đập mạnh để phá vỡ hạt chất béo Dòng sữa liên tục đưa vào hệ thống đồng hóa, dòng sữa va đập vào van đồng hóa với áp lực lớn lực va đập khơng đáng kể Khi dòng sữa vào khe hẹp đế van van đồng hóa, sữa từ đường ống lớn sang đường ống nhỏ mà để đảm 18 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai bảo lưu lượng vận tốc áp suất phải tăng làm sữa thẳng lên va đập mạnh vào vòng va đập làm hạt sữa vỡ thành kích thước nhỏ Sữa bơm liên tục với áp suất từ 10 – 25 MPa Q trình hoạt động Pittong hoạt động nhờ mơtơ khởi động thơng qua phận truyền đai trục quay 9.3 làm thay đổi nhịp chuyển động xylanh Pittong kéo lên tạo áp lực lớn Bình thường bơm van đóng lại pittong hoạt động tạo áp lực van mở ra, bơm hoạt động tạo khe hở áp lực lớn hút ngun liệu sữa vòa ống đẩy sữa vào phận đồng hóa Pittong tạo áp suất đẩy sữa chảy vào phận đồng hóa với áp suất trì 10 – 25 MPa (100 – 250 bar) Sữa chảy với vận tốc nhanh 100 – 400 m/s va đập vào van đồng hóa theo khe hẹp đế van tạo tia sữa có áp suất cao (cao áp suất pittong tạo ra) đập mạnh vào vòng va đập Bơm tiếp tục hoạt động đẩy dòng sữa liên tục vào phận đồng hóa, áp suất vận tốc lớn liên tục tạo thiết bị đồng hóa hạt chất béo liên tục bị vỡ thành kích thước nhỏ kích thước 20μm ban đầu nhiều 9.4 Đồng hóa pha – đồng hóa pha –đồng hóa pha Hình 12: Đồng hóa pha 19 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Cấu tạo: đồng hóa pha pha giống Nhưng sản phẩm đồng hóa pha ngun liệu để tiếp tục đồng hóa pha - Ngun tắc hoạt động: trình bày trên, dòng sữa đẩy liên tục với áp lực cao qua khe hẹp hạt chất béo bị vỡ tiếp tục bị đẩy sang phận đồng hóa pha với áp lực lớn kích thước khe hẹp nhỏ đồng hóa pha - Diễn biến hoạt động: Sữa đưa vào thiết bị đồng hóa bơm pittong, bơm tạo áp lực 3500 psi cho sữa lên đầu vào khe hẹp thứ Ở đây, tạo đối áp lên sữa cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp thiết bị Sau qua khe hẹp thứ hạt pha phân tán bị phá vỡ giảm kích thước Tuy nhiên, hạt chất béo lớn, sản phẩm cần độ phân tán cao độ nhớt thấp dùng pha Sau đó, sữa đươc tăng đối áp để tạo áp lực lên cao áp lực ban đầu 500 psi đầu khe hẹp thứ hai nhờ áp lực tạo sau sữa qua khe hẹp thứ Đối áp kiểm tra hệ thống lò xo Đồng hóa lần thứ hai tạo điều kiện cho chùm hạt pha phân tán tách thành hạt riêng lẻ, sữa khơng bị tách pha q trình bảo quản 10 Thanh trùng Thanh trùng chủ yếu để tiêu diệt vi sinh vật có sữa Cơng nghệ trùng UHT nhiệt độ cao thời gian ngắn giúp tiêu diệt vi sinh vật giảm thiểu tổn thất dinh dưỡng so với trùng bình thường Sữa trùng UHT chế độ 140 oC/30s Hình 13 Thiết bị trùng dạng mỏng 10.1 Kết cấu 20 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai Kết cấu thiết bị gồm phận chính: thép mỏng khung máy Các thép mỏng ghép lại với khung Trên có lỗ góc, hai lỗ tạo thành đường dẫn dịch cho sữa, lỗ lại dẫn chất tải nhiệt, cho dịch sữa vào phía phía chất tải nhiệt chảy theo hướng ngược lại để tăng hiệu truyền nhiệt Trên có lắp giỗng cao su để ghép lại đảm bảo độ kín cho máy phân hai đường dịch chuyển khác lòng Khi chứa sữa chất tải nhiệt bên Tấm có độ dày mỏng để tăng hiệu truyền nhiệt giảm khoảng cách nhiệt phải truyền từ thành đến trung tâm dòng sữa Ngồi bề mặt có hệ thống đường rãnh xun để tạo dòng chảy rối tăng diện tích truyền nhiệt Khung máy gồm kim loại dày mặt đầu mặt cuối máy với ngang để cố định Số lượng phụ thuộc vào kích thước máy, phổ biến thường dùng 10.2 Ngun lý hoạt động Khi cho sữa nhiệt độ thấp tiếp xúc với chất tải nhiệt qua thép, có chênh lệch nhiệt độ nên xảy tượng truyền nhiệt dẫn nhiệt qua vách truyền nhiệt đối lưu (cho sữa chất tải nhiệt chuyển động ngược chiều bản) 10.3 Q trình hoạt động Dòng sữa chất tải nhiệt bơm vào thiết bị tạo thành dòng chảy thiết bị Sau q trình trao đổi nhiệt xảy dòng chất tải nhiệt sữa trùng khỏi thiết bị Q trình truyền nhiệt nên đảm bảo hiệu trùng đồng sữa Để đảm bảo chế độ trùng đạt u cầu cần kiểm sốt lưu lượng đầu vào để có thời gian lưu xác ứng với nhiệt độ dòng sữa nhiệt độ dòng chất tải nhiệt biết Chất tải nhiệt thường dùng nước nóng nước nóng 11 Rửa chai Chai đưa qua hệ thống rửa chai trước vào bồn chiết nhằm loại bỏ tạp chất đất, cát, bụi, kim loại, sữa bám chai… để đảm bảo an tồn vệ sinh 21 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai Hình 14: Sơ đồ rửa chai 11.1 Kết cấu Kết cấu máy rửa chai có vòi: vòi xịt nước vòi xịt hóa chất theo thứ tự Chai làm sơ vòi xịt nước thứ 1, xịt hóa chất vòi thứ 2, thứ (do pH sữa pH axit nên hóa chất sử dụng NaOH), sau xịt nước nóng vòi thứ 4, tiếp tục xịt nước lạnh vòi thứ 11.2 Ngun lý hoạt động Máy rửa chai dựa ngun lý dùng áp lực của nước tác dụng hóa học NaOH để tẩy (trung hòa) chất bẩn bám chai 11.3 Q trình hoạt động - Chai sau thu từ thị trường chứa két băng tải vận chuyển lên máy gắp chai Các chai sau gắp khỏi két theo băng chuyền đến máy rửa chai Tại máy rửa chai, chai đưa vào rọ vỉ chứa chai, vỉ qua hầm máy rửa theo trình tự sau: - Vòi 1: Có béc phun béc phun ngồi để làm sơ chai, loại bỏ sữa, tạp chất sót chai - Vòi 2: chứa NaOH nhiệt độ 700C nồng độ 1-1,5% - Vòi 3: chứa NaOH nhiệt độ 800C, nồng độ 1-2%, có bổ sung P3 stabilon (hàm lượng 0,1 – 0,2%) mục đích loại bỏ cặn hữu sót lại chai photphat để làm bóng chai - Vòi 4: chứa nước, nhiệt cung cấp vào 700C, sót NaOH xịt từ vòi thứ - Vòi 5: xịt nước lạnh để rửa chai lần cuối 22 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Chai sau qua máy rửa phận QC kiểm tra dư lượng NaOH chai đầu máy rửa Hình 15 Máy rửa chai loại mâm tròn Băng tải cáp chai, Vít chia chai, Đĩa cấp chai, Mâm quay rửa, Đĩa dẫn chai - Trong đó, cụ thể mâm tròn có18 đầu kẹp đưa chai vào ra, 22 đầu phun nước, 10 đầu phun hóa chất, 12 đầu phun nước rửa hóa chất, cặn bẩn 11.3 Kiểm tra chai Chai sau rửa xong qua phận kiểm tra xem có sót tạp chất khơng, nước rửa dư, chai bị bể miệng chai dính số tạp chất khơng rửa Ngun lý: Các chai ngón kẹp bánh gắn tang quay quanh trục đứng đưa qua hệ thống kiểm tra Hệ thống gồm đèn chiếu mạnh chiếu từ đáy chai lên Ánh sáng xun qua chai phận cảm biến phân tích tín hiệu nhận được, chai khơng đảm bảo vệ sinh bị loại ngồi khỏi dây truyền nhờ hệ thống khí tác động khí nén Do chức máy sai sót kiểm tra, dây truyền có bố trí bàn đèn để cơng nhân vận hành kiểm tra trực tiếp mắt, loại bỏ chai chức máy khơng kiểm tra hay sai sót kiểm tra 23 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai 12.Máy chiết chai Sau sữa nạp vào chai để tiếp tục thực cơng đoạn khác cần có q trình chiết chai để trách bụi, bẩn rơi vào sữa, tránh khơng để tạp nhiễm vi sinh vật từ mơi trường ngồi Sữa chiết đẳng áp để chai khơng bị vỡ 12.1 CẤu tẠo Bánh hình đưa chai Băng tải đầu vào Bánh hình đưa chai vào Vòng chiết Bánh hình ở giữa Máy đóng nắp Băng tải đầu Hình 15 Máy chiết chai 12.2 Ngun tắc hoạt đợng - Băng tải vận chuyển chai vào vị trí gặp bánh hình đầu vào - Bánh hình này đưa chai vào bợ phận nâng chai: bợ phận này đưa chai lên, chai đội nâng lên bịt kín chai vào van chiết vòng ép cao su - Vòng ép cao su có hình nón cụt cho chiết, sữa xả từ thành chai xuống tránh tạo bọt - Khi chai vào vị trí, van chiết chuyển động đoạn ngắn đến hệ thống cam ( là hệ thớng gờm trục cam và các cam, trục cam sẽ quay để cam tác đợng vào các van) - Cam tác dụng vào van hút chân khơng, lúc van khai thơng bơm hút chân khơng hút khơng khí chai ra, sau đó van chân khơng nhả 24 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Tiếp bồn chiết, cam tác dụng vào cần đẩy van khí CO (hay N2) để đưa CO2 (hay N2)vào chai - Kế tiếp qua cam thứ ba đóng bớt van CO (hay N2) để cân áp chai bồn chiết, đạt đến cân áp, van chiết sẽ tự đợng mở ,sữa tràn xuống chai theo nút cao su hình nón cụt vào thành chai đẩy CO2 (hay N2) trở bồn chiết - Khi sữa đầy đến van bịt đầu (nút cao su) khí CO (hay N2) khơng thể tiếp tục ra, gây chênh lệch áp, van sữa tự động ngừng cấp sữa -Tiếp đó, chai chuyển qua vòi phun nước nóng khoảng 80 oC kích thích CO2 (hay N2) trào lên đẩy hết oxy khỏi chai tránh hư hỏng sữa sau - Sau đó, chai được đưa vào mợt bánh hình và vào thiết bị đóng nắp - Ći cùng, chai được đưa bánh hình đầu rời chủn lên băng tải 25 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai IV KẾT LUẬN Thiết bị sử dùng cơng nghệ sản xuất sữa đậu nành đa dạng, vấn đề đặt cần lựa hợp lý với quy trình sản xuất cơng ty cho đảm bảo chất lượng đầu sản phẩm tận dụng tối đa lượng ngun liệu phế phẩm cho ngành sản xuất khác Dây chuyền sản xuất sữa đậu nành đóng chai cho nhìn vai trò loại máy thiết bị, chúng thành phần quan trọng khơng thể thiếu q trình sản xuất thực phẩm nói chung sản xuất sữa đậu nành đóng chai nói riêng, góp phần việc hình thành sản phẩm có chất lượng đáp ứng ứng u cầu người tiêu dùng Việc giới hóa dây chuyền sản xuất góp phần làm tăng xuất giảm sức lao động cho người Với vận động phát triển khơng ngừng xã hội nói chung, cơng nghệ kĩ thuật nói chung, loại máy thiết bị cải thiện phát triển khơng ngừng Chúng ta khơng thể khẳng định loại máy, thiết bị, hay cơng nghệ đại tuyệt đối, mà điều mang tính tương đối thời điểm định Từ đó, lựa chọn dây chuyền sản xuất, máy móc thiết bị ta khơng nên lựa chọn theo tiêu chí thời đại mà phải dựa vào tính thương thích, phù hợp sản phẩm, tình hình thực cơng ty để đạt lợi nhuận cao, giá thành phù hợp, đặc biệt sản phẩm sữa đậu nành – sản phẩm có xu hướng phát triển mạnh tương lai 26 Xây dựng quy trình cơng nghệ, ngun lý làm việc kết cấu máy, thiết bị dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai V TÀI LIỆU THAM KHẢO Teknotext AB, Dairy processing handbook, 1995, Tetra Pak Processing Systems AB Lê Văn Việt Mẫn, Cơng nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống tập 1, 2004, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh http://www.spiraxsarco.com/resources/steam-engineering-tutorials/steam-engineering- principles-and-heat-transfer/steam-consumption-of-heat- exchangers.asp http://www.separationequipment.com/marineexchangers.htm http://d3.violet.vn/uploads/previews/600/1039230/preview.swf www.fumatech.com/EN/Membrane-technology/Membrane-processes/Microfiltra/tion/ http://www.otosaigon.com/forum/tm.aspx?m=112421 http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/quy-trinh-san-xuat-bia-sai-gon-tay-do.563128.html http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/cong-nghe-san-xuat-bia-chai-chuong-5.375475.html 27 [...]... Dưới nắp thiết bị là bộ phận ngưng tụ được nối với một bơm chân không Người ta thiết kế hệ thống đường ống vào và ra cho tác nhân lạnh trong bộ phận ngưng tụ xuyên qua nắp thiết bị Đối với đường ống dẫn sữa vào có tiết diện lớn và thiết kế nằm trên thân thiết bị 15 Xây dựng quy trình công nghệ, nguyên lý làm việc và kết cấu của các máy, thiết bị trong dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Buồng... khỏi chai tránh hư hỏng sữa sau này - Sau đó, chai được đưa vào một bánh hình sao và đi vào thiết bị đóng nắp - Cuối cùng, chai được đưa ra bánh hình sao đầu ra rồi chuyển lên băng tải 25 Xây dựng quy trình công nghệ, nguyên lý làm việc và kết cấu của các máy, thiết bị trong dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai IV KẾT LUẬN Thiết bị sử dùng trong công nghệ sản xuất sữa đậu nành. .. trên dây truyền có bố trí bàn đèn để công nhân vận hành kiểm tra trực tiếp bằng mắt, loại bỏ những chai do chức năng của máy không kiểm tra được hay sai sót khi kiểm tra 23 Xây dựng quy trình công nghệ, nguyên lý làm việc và kết cấu của các máy, thiết bị trong dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai 12.Máy chiết chai Sau khi sữa được nạp vào chai để tiếp tục thực hiện các công đoạn khác cần có quá trình. .. còn sót lại trong chai và photphat để làm bóng chai - Vòi 4: chứa nước, nhiệt được cung cấp vào ở 700C, còn sót NaOH được xịt từ vòi thứ 3 - Vòi 5: xịt nước lạnh để rửa sạch chai lần cuối 22 Xây dựng quy trình công nghệ, nguyên lý làm việc và kết cấu của các máy, thiết bị trong dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Chai sau khi qua máy rửa sẽ được bộ phận QC kiểm tra dư lượng NaOH của chai ở đầu... Cam tác dụng vào van hút chân không, lúc này van được khai thông và bơm hút chân không sẽ hút không khí trong chai ra, sau đó van chân không được nhả ra 24 Xây dựng quy trình công nghệ, nguyên lý làm việc và kết cấu của các máy, thiết bị trong dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Tiếp đó ở bồn chiết, các cam sẽ tác dụng vào cần đẩy của van khí CO 2 (hay N2) để đưa CO2 (hay N2)vào chai - Kế tiếp... pha 19 Xây dựng quy trình công nghệ, nguyên lý làm việc và kết cấu của các máy, thiết bị trong dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Cấu tạo: đồng hóa 1 pha và 2 pha là giống nhau Nhưng sản phẩm đồng hóa ở pha 1 là nguyên liệu để tiếp tục đồng hóa ở pha 2 - Nguyên tắc hoạt động: được trình bày ở trên, dòng sữa được đẩy liên tục với áp lực cao qua khe hẹp các hạt chất béo bị vỡ tiếp tục bị đẩy... đẩy sữa đi vào hệ thống đồng hóa, khi van đóng lại bơm ngưng không bơm sữa tiếp Vòng hoạt động liên tục như vậy cho tới khi sữa được bơm hết 17 Xây dựng quy trình công nghệ, nguyên lý làm việc và kết cấu của các máy, thiết bị trong dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai - Hệ thống tạo áp thủy lực tăng áp lực của dòng sữa, từ đó vận tốc chảy của dòng sữa lớn và lực va đập mạnh - Hệ thống lò xo để kiểm... có trong sữa Công nghệ thanh trùng UHT ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn sẽ giúp tiêu diệt vi sinh vật nhưng giảm thiểu được tổn thất dinh dưỡng so với thanh trùng bình thường Sữa được thanh trùng UHT ở chế độ 140 oC/30s Hình 13 Thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng 10.1 Kết cấu 20 Xây dựng quy trình công nghệ, nguyên lý làm việc và kết cấu của các máy, thiết bị trong dây chuyền chế biến sữa đậu nành. .. dịch đậu nành ra khỏi máy ly tâm 5.2 Nguyên lý hoạt động Khi rôto quay dưới tác dụng của lực ly tâm, huyền phù hay nhũ tương được phân thành các lớp riêng biệt tùy theo khối lượng riêng của nó Lớp khối lượng riêng lớn ở sát thành rôto, lớp có khối lượng riêng nhỏ ở phía trong 12 Xây dựng quy trình công nghệ, nguyên lý làm việc và kết cấu của các máy, thiết bị trong dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng. .. biệt là sản phẩm sữa đậu nành – một sản phẩm có xu hướng phát triển mạnh trong tương lai 26 Xây dựng quy trình công nghệ, nguyên lý làm việc và kết cấu của các máy, thiết bị trong dây chuyền chế biến sữa đậu nành đóng chai V TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Teknotext AB, Dairy processing handbook, 1995, Tetra Pak Processing Systems AB 2 Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống tập 1, 2004,