4.1 Chọn thiết bị phù hợp
Thiết bị thanh trùng kiểu nằm ngang gồm có thân 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 hộp 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.
Trình tự thao tác: Cho xe chở hộp vào, đậy nắp kín. Mở van xả khí cho hơi vào để đuổi 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 bằng áp suất khí quyển. Mở nắp thùng, kéo xe đến khu vực xối nước làm lạnh.
Hình 4.1 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 5. Nhiệt kế 6. Đồng hồ áp suất 7. Van an toàn 8. Thân thiết bị 9. Đường ray
10.Cửa xả nước ngưng 11.Xe chở hộp
Nếu làm nguội nước ngay trong thiết bị thì sau khi thanh trùng xong đóng hơi vào, phải cho không khí nén từ máy nén vào thiết bị thanh trùng với áp suất lớn hơn áp suất hơi khoảng 0,5 at rồi mới cho nước lạnh vào. Nếu không làm như vậy thì hơi nóng trong thiết bị thanh trùng bị ngưng tụ nhanh chóng, trong hộp sẽ tạo ra áp suất dư có thể gây ra hiện tượng làm mất độ kín của hộp. Năng suất trung bình của thiết bị thanh trùng kiểu nằm ngang là 5000 hộp cho một lần thanh trùng. Loại thiết bị này có khả năng làm việc với lượng lớn đồ hộp, thao tác, điều chỉnh không phức tạp. Tuy nhiên thiết bị cồng kềnh, thời gian thao tác đưa xe có hộp vào và lấy ra kéo dài dẫn đến tổng thời gian làm của thiết bị dài. Chi phí hơi, nước cho thiết bị tương đối lớn nên thiết bị chỉ được dùng cho năng suất vừa và nhỏ.
Thanh trùng nằm ngang có loại dùng nước, có loại dùng hơi nhưng loại dùng hơi được sử dụng phổ biến hơn. Công thức thanh trùng loại này như sau:
Trong đó:
a – thời gian đuổi khí ra; p – áp suất đối kháng
4.2 Lựa chọn phương pháp tiệt trùng
Quá trình thanh trùng bằng hơi trong nồi áp suất kiểu đứng được thực hiện như sau: Hộp được xếp vào giỏ thưa rồi cho vào nồi, đóng nắp kín. Hơi được cung cấp cho nồi từ phía dưới, phần hơi đầu có tác dụng chính là đuổi không khí khỏi nồi. Hỗn hợp hơi và không khí thoát ra ngoài bằng cách mở van xả khí ở nắp. Thời gian xả khí kéo dài khoảng 5 – 10 phút cho tới khi có tia nước phụt ra khỏi thiết bị. Sau đó đóng van xả khí lại, hơi tiếp tục được cung cấp cho nồi để nâng nhiệt các hộp thực phẩm. Thời gian nâng nhiệt tuân theo công thức thanh trùng quy định cho sản phẩm, lúc này van hơi phải mở to. Nhiệt độ thiết bị trong quá trình giữ nhiệt phải giữ ổn định không đôi bằng cách vặn bớt van hơi lại.
Trong suốt quá trình thanh trùng, luôn phải kiểm tra nhiệt độ và áp suất trong thiết bị, hai thông số náy có liên hệ tương ứng vì không khí đã đuổi ra hoàn toàn từ đầu. Nếu nhiệt kế chỉ đúng nhiệt độ quy định nhưng áp kế lại chỉ cao hơn áp suất tương ứng với nhiệt độ ấy thì nghĩa là trong thiết bị thanh trùng vẫn còn sót không khí, phải mở van xả khí ra. Nếu nhiệt kế chỉ nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tương ứng với áp suất do áp kế chỉ thì nguyên nhân sai lệch có thể do một trong hai dụng cụ này không chính xác, phải kiểm tra lạu hoạt động của chúng.
Sau khi kết thúc thời gian giữ nhiệt theo đúng công thức thanh trùng, bắt đầu tới giai đoạn làm nguội. Van hơi được đóng lại, mở từ từ van xả khí ở nắp hoặc van ở ống chảy tràn. Hơi thoát ra khỏi thiết bị làm áp suất và nhiệt độ trong thiết bị giảm dần tới khi bằng áp suất khí quyển. Việc xả hơi nhất định phải thực hiện từ từ, nếu thực hiện đột ngột thì áp suất chênh lệch giữa hộp và thiết bị lớn sẽ làm cho họp bị căng phồng, có thể biến dạng không đàn hồi hay nứt vỡ mí ghép.
4.3 Chọn chế độ tiệt trùng
Quá trình thanh trùng đồ hộp trong thiết bị thanh trùng bằng nhiệt được tiến hành theo ba giai đoạn liên tiếp nhau:
Nâng nhiệt độ của đồ hộp lên đến nhiệt độ thanh trùng. Giữ ở nhiệt độ thanh trùng đó một thời gian nhất định.
Giảm nhiệt độ và áp suất trong thiết bị hay làm nguội hộp.
Đối với mỗi loại đồ hộp chứa một sản phẩm khác nhau được thanh trùng thì nhiệt độ đó phải có một chế độ làm việc nhất định. Đặc trưng cho một chế độ làm việc của thiết bị thanh trùng bằng nhiệt là công thức thanh trùng có dạng tổng quát như sau:
Trong đó:
T- nhiệt độ thanh trùng, ℃ ;
A - thời gian nâng nhiệt độ trong thiết bị thanh trùng từ nhiệt độ ban đầu lên đến nhiệt độ thanh trùng, phút;
B - thời gian thanh trùng ở nhiệt độ không đổi, phú
C - thời gian hạ nhiệt độ và áp suất trong thiết bị thanh trùng cho tới khi bằng áp suất khí quyển, hay thời gian làm nguội đồ hộp, phút.
Công thức thanh trùng này hoàn toàn không có ý nghĩa về mặt toán học mà chỉ là biểu thị tượng trưng cho các giai đoạn của một quá trình thanh trùng. Khi thanh trùng đồ hộp trong thiết bị kín dùng áp suất có thể phải có những dạng công thức thanh trùng cụ thể hơn công thức tổng quát trên như:
Trong đó:
a- Thời gian xả không khí trong thiết bị ra ngoài, phút; A- Thời gian nâng nhiệt độ, phút;
C- Thời gian giảm áp suất hơi trong thiết bị, phút;
P- Áp suất đối kháng cần được tạo ra trong quá trình thanh trùng, at. Trong công thức này không ghi thời gian làm nguội đồ hộp.
Trong thời gian làm việc của thiết bị thanh trùng, tất nhiên nhiệt độ và thời gian chịu tác dụng nhiệt của sản phẩm chứa trong đồ hộp không hoàn toàn đúng với các công thức trên. Ở giai đoạn nâng nhiệt, nhiệt độ bên trong đồ hộp thấp hơn nhiệt độ của thiết bị và ở giai đoạn làm nguội nhiệt độ trong đồ hộp cao hơn nhiệt độ trong thiết bị. Sự trao đổi nhiệt trong sản phẩm đồ hộp chủ yếu bằng dẫn nhiệt (đối với sản phẩm đặc) hay đối lưu (đối với sản phẩm lỏng), hoặc vừa dẫn nhiệt vừa đối lưu (đối với sản phẩm vừa có phần đặc và phần lỏng).
Vận tốc đun nóng của sản phẩm trong đồ hộp chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ ban đầu của sản phẩm, độ rắn chắc hay độ khít của sản phẩm và tính chất của sản phẩm, bề dày và kích thước của bao bì đồ hộp.
Khi thanh trùng bằng nhiệt, đồ hộp là sản phẩm đựng trong bao bì, nên đồ hộp đó chịu tác dụng của áp suất bên ngoài và áp suất bên trong. Áp suất bên ngoài là áp suất của hơi nước hay còn gọi là áp suất của nước. Áp suất bên trong đồ hộp được tạo ra do sự giãn nở của sản phẩm, của không khí còn lại trong đồ hộp