Bài giảng quá trình và thiêt bị nhiệt

BÀI GIẢNG QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ NHIỆT PHẦN II: CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ CÓ SỬ DỤNG NHIỆT 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH PHẦN II: CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ CÓ SỬ DỤNG NHIỆT Chương 1: QUÁ TRÌNH ĐUN NÓNG I.1 Bản chất: trình làm tăng nhiệt độ từ nhiệt độ đầu đến nhiệt độ cuối theo yêu cầu công nghệ - Nhiệt độ ban đầu thường nhiệt độ môi trường xảy trình đun nóng, nhiệt độ cuối nhiệt độ xác định yêu cầu công nghệ trình đun nóng VD: - Đun nóng để diệt VSV tcuối = 100 - 120°C - Đun nóng để làm mềm cà chua, làm bột, mứt cà chua : tcuối = 85 - 90°C 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH - Trong qt hoạt hóa enzym α – amylaza (quá trình đường hóa tinh bột) tc = 65 - 70°C (nhiệt độ tối ưu để α – amylaza hoạt động) + Quá trình đun nóng thỏa mãn điều kiện: Δt = tc – tđ > Khi trình đun nóng liên tục Δt luôn > 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH VD: Khi sử dụng enzym để tăng hiệu suất ép dầu từ quả, đun dịch enzym lên nhiệt độ tối ưu (50°C) giữ 50°C để enzym tác dụng với chất đun nóng để diệt enzym, sau diệt để nhiệt độ hạ xuống 1-2-3-4 qt đun nóng gián đoạn 4-5’ qt làm nguội 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH I.2 Mục đích công nghệ: Trong thực tế sản xuất người ta chia loại mục đích công nghệ như: mục đích chuẩn bị, mục đích khai thác, mục đích chế biến, mục đích bảo quản, mục đích hoàn thiện - Một trình thực nhằm mục đích chuẩn bị kết làm cho trình dễ dàng hơn, suất VD: chần cam trước bóc vỏ, băm nhỏ trước ép… 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH - Một trình thực nhằm mục đích khai thác kết thực trình nhằm mục đích thu nhận sản phẩm VD: trình ép dầu, quả… - Một trình thực nhằm mục đích chế biến kết thực trình làm cho chất lượng sản phẩm từ chỗ không dùng trở nên dùng được, từ chưa tốt trở nên tốt VD… 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH - Một trình thực nhằm mục đích bảo quản kết thực trình làm cho sản phẩm bảo quản lâu ngày VD…? - Một trình thực nhằm mục đích hoàn thiện trình thực trình làm cho chất lượng sản phẩm trở nên tốt QT thường cuối, gần cuối công đoạn sản xuất 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH Như vậy: mục đích quy trình sản xuất hay nhiều loại sản phẩm thực phẩm thường theo sơ đồ: Chuẩn bị Khai thác Chế biến Bảo quản 08/24/17 Hoàn thiện NGUYỄN TÂN THÀNH I.2.1 Mục đích chuẩn bị trình đun nóng: Trong thực tế có tiến hành trình đun nóng nhằm mục đích chuẩn bị cho trình khác:  Đun nóng trước cô đặc sản phẩm lỏng để trình bốc nước bắt đầu nhanh  Để bóc vỏ cam, vỏ cà chua cho dễ người ta thường chần nước sôi khoảng thời gian 5-10 phút 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH I.2.2 Mục đích khai thác trình đun nóng: Qúa trình đun nóng làm tăng hiệu suất thu nhận sản phẩm từ loại nguyên liệu Nhiệt độ cao làm trích li chất hòa tan đường từ mía, dịch từ quả, làm tăng hiệu suất ép, tăng hòa tan chất màu VD: không đun nóng, ép thu 40 – 50% dịch quả, đun nóng thu 70 – 80 % dịch qủa 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 10 + Về tính chất vật lý dầu : chất lỏng nhẹ nước, có tỉ trọng từ 0,908 đến 0,927 T/m3 Dầu có nhiệt độ đông đặc cao khoảng - 4°C Còn loại dầu khác đông đặc 0°C + Về tính chất hóa học: Dầu thực chất este glixerin axit béo với tên hóa học glixerid, có công thức: CH2 - OOC – R1 CH – OOCR2 CH – OOCR3 Trong R1,R2,R3 thành phần axit béo 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 110 Trong thực tế dầu không tồn dạng tinh khiết Trong chúng chứa số chất hòa tan với khống lượng Quan trọng photphatid, steril, chất màu… chúng hợp thành với dầu có tên chung Lipit Các số đánh giá chất lượng dầu: - Chỉ số axit: số mg KOH cần để trung hoà axit béo tự có 1g dầu Nó đặc trưng cho lượng axit chứa dầu Chỉ số axit cho biết mức độ nguyên chất dầu Chỉ số axit cao dầu bị biến đổi nhiều 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 111 - Chỉ số xà phòng: Là số mg KOH cầ để xà phòng hóa dầu ( tách glixerid thành glixerin axit béo) trung hòa axit tự gam dầu Glixerid + KOH → Muối axit béo + glyxerin - Chỉ số iôt: Là số gam iôt kết hợp với glixerid không no có 100 gam dầu Nó đặc trưng cho mức độ không no loại dầu - Chỉ số rôđan: Là số gam iôt tương đương với lượng rôđan cần để kết hợp với 100 gam dầu 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 112 Ngoài số nêu chất lượng dầu đánh giá qua tiêu vật lí như: khối lượng riêng, độ nhớt, màu sắc, điểm nóng chảy… 4.2.2 Những biến đổi: a) Biến đổi vật lí : Biến đổi nhiệt độ: Khi cho nguyên liệu vào rán nhiệt độ VL tăng dần lên trở nên không đổi nhiệt độ VL đạt tới nhiệt độ sôi nước 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 113 Khi nước VL bay hết, nhiệt độ VL tăng nhằm cân với nhiệt độ dầu rán Đồng thời, với biến đổi VL, nhiệt độ dầu rán thay đổi: nhiệt độ dầu giảm sau tăng lên nhiệt độ cần rán ta tiếp tục cấp nhiệt Mức độ giảm nhiệt độ dầu rán phụ thuộc vào tỷ lệ dầu rán nguyên liệu cho vào, tỷ lệ cao mức độ giảm nhiệt dầu rán ngược lại 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 114 - Để xác định điểm kết thúc trình rán cho loại sản phẩm vào hai tiêu khách quan sau: độ rán biểu kiến độ rán thực tế  Độ rán biểu kiến: tỷ lệ % hiệu khối lượng ban đầu cuối so với khối lượng ban đầu: b= G1 − G2 100 G1 Trong đó:- b : độ rán biểu kiến - G1, G2: khối lượng ban đầu, cuối SP 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 115  Độ rán thực tế: tỷ số % lượng ẩm thực tế so với khối lượng ban đàu nguyên liệu, không kể lượng dầu vào sản phẩm Nó tổmg độ rán biểu kiến với phần trăm dầu có sản phẩm so với khối lượng ban đàu nguyên liệu: g = b + M’ M’ = 100.M/G1 với M lượng dầu sản phẩm Vậy: 08/24/17 g= G1 − G2 M 100 G1 − G2 + M 100 + = 100 G1 G1 G1 NGUYỄN TÂN THÀNH 116 Trong thực tế thường rán sản phẩm đến độ rán biểu kiến từ 32 đến 35%, độ rán thực tế từ 47 đến 70% Lượng dầu thấm vào sản phẩm thường từ 10 đến 12% Trong thực tế thường rán: Các loại rau củ nhiệt độ khoảng 130 – 140 °C Cà : 140 – 150 °C Hành 150 - 170 °C 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 117 b) Biến đổi hóa học: - Nguyên liệu chính: Các thành phần hóa học nguyên liệu bị thay đổi tác dụng nhiệt độ cao tương tự thay đổi trình đun nóng - Dầu : Chất lượng dầu rán chịu thay đổi nhiều xảy phản ứng hóa học trình rán hay trình bảo quản nhiệt độ thường Những phản ứng hóa học xảy dầu: phản ứng oxi hóa, phản ứng thủy phân, polyme hóa 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 118 c) Biến đổi sinh học: Phần lớn Enzym, vi sinh vật vật liệu rán bị tiêu diệt tác động nhiệt độ cao Tuy nhiên, trình rán có vùng gối nước thiết bị rán nơi chứa nhiều vi sinh vật chịu nhiệt nhiệt độ 60°C Do đó, có khả sản phẩm rán nhiễm nguồn vi sinh vật gây hư hỏng bảo quản dài ngày d) Biến đổi cảm quan: Sản phẩm rán có chất lượng cảm quan tốt thích hợp với nhiều đối tượng sử dụng 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 119 4.3 Phương pháp thực hiện: 4.3.1 Thiết bị rán: TB Truyền Cấu tạo bể dầu: nhiệt Lớp rán Dầu Lớp truyền nhiệt Lớp đệm Lớp gối nước Nước 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 120 Quá trình rán liên tục: thông gió làm nguôi dâu 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 121 + Khi thiết kế, chế tạo thiết bị rán cần đáp ứng số yêu cầu sau đây: - Đảm bảo cho dây chuyền liên tục (hạn chế biến đổi chất lượng dầu) - Thiết bị đáp ứng yêu cầu sản xuất tối đa với lượng dầu không đổi thiết bị tối thiểu - Diện tích bề mặt truyền nhiệt thiết bị cần đảm bảo cung cấp lượng cho trình với yêu cầu chênh lệch nhiệt độ tnị truyền nhiệt dầu nhỏ tốt 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 122 - Nhiệt độ làm việc cần kiểm tra, điều khiển tự động - Cấu tạo thiết bị cho không tạo điểm nhiệt độ cục khối dầu, đảm bảo dầu chuyển động bình thường - Thiết bị cần phải có phận làm nguội nhanh Các thiết bị rán đại ngày cấu tạo gồm phần chính: bể dầu, thiết bị truyền nhiệt, hệ thống tải nguyên liệu liên tục, hệ thống kiểm tra điều khiển tự động nhiệt độ, hơi, dầu, nước, buồng làm nguội… 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 123 4.3.2 Thực rán: - Nhiệt độ dầu lên đến nhiệt độ cần rán Mục đích làm bay chất không thích hợp trình bảo quản gây mùi nước - Cho sản phẩm vào rán - Sau thời gian rán xong sản phẩm phải làm nguội Quá trình làm nguội để ngăn ngừa xâm nhập vi sinh vật bị nhiễm vào sản phẩm hạn chế phát triển vi sinh vật chịu nhiệt 08/24/17 NGUYỄN TÂN THÀNH 124 ... CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ CÓ SỬ DỤNG NHIỆT Chương 1: QUÁ TRÌNH ĐUN NÓNG I.1 Bản chất: trình làm tăng nhiệt độ từ nhiệt độ đầu đến nhiệt độ cuối theo yêu cầu công nghệ - Nhiệt độ ban đầu thường nhiệt. .. tiếp: Truyền nhiệt vào sản phẩm qua vách ngăn, chất tải nhiệt nước nóng, nước nóng, khí nóng, điện… -Ưu điểm: mùi vị sản phẩm không bị ảnh hưởng chất tải nhiệt, không bị pha loãng, không bị hòa tan... cách đến nguồn nhiệt nhiệt độ Do vật liệu hình thành trường nhiệt độ - Điểm tăng nhiệt độ chậm vật liệu trình đun nóng trung tâm vật lý vật liệu vật liệu chất rắn đồng - Điểm tăng nhiệt độ chậm