I Loại mây Cơ cấu rót
CHƯƠNG 7: CÂC THIẾT BỊ NHIỆT
1. THIẾT BỊ đUN NÓNG -CHẦN - HẤP - LĂM HĨO : 1.1. Khâi niệm:
1.1.1. Công dụng vă phạm vi ứng dụng: 1. Công dụng:
Quâ trình ựun nóng, chần, hấp, lăm hĩo ựược sử dụng trong công nghiệp thực phẩm có thể với mục ựắch sau:
- Mục ựắch chuẩn bị:
+ đun nóng xirô trước khi cô ựặc ựể tăng cường quâ trình bốc hơi . + đun nóng sản phẩm trước khi văo hộp ghĩp nắp.
+ Chần câc loại quả ựể dễ bóc vỏ.
- Tạo ựiều kiện cho câc quâ trình phản ứng, quâ trình sinh học, lý học, thực hiện thuận lợi ...
- Mục ựắch khai thâc:
+ Lăm tăng khả năng thủy phđn tinh bột cao. + Lăm tăng khả năng trắch ly
+ Lăm tăng hiệu suất ĩp ... - Mục ựắch chế biến:
+ Lăm chắn sản phẩm, tăng giâ trị dinh dưỡng vă khả năng hấp thụ. + Lăm bay hơi những thănh phần gđy mùi, vị lạ, có mục ựắch tẩy mùi, - Mục ựắch bảo quản.
- Mục ựắch hoăn thiện sản phẩm.
2. Phạm vi ứng dụng: Khâ phổ biến.
- Trong công nghiệp sản xuất ựồ hộp rau quả. - Trong công nghiệp sản xuất ựường.
- Trong công nghiệp chế biến cđy nhiệt ựới. - Trong công nghiệp lạnh ựông, sấy rau quả. - Trong công nghiệp lắn men.
- Trong công nghiệp sản xuất dầu, tinh dầu ...
1. Theo phương thức lăm việc: - Thiết bị lăm việc giân ựoạn. - Thiết bị lăm việc liắn tục. 2. Theo phương thức ựun nóng
- Thiết bị ựun nóng giân tiếp. - Thiết bị ựun nóng kết hợp. 3. Theo âp suất lăm việc:
- Thiết bị lăm việc ở âp suất thường - Thiết bị lăm việc ở âp suất chđn 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 ựun nóng:
1.2.1. Thiết bị ựun nóng hai vỏ lăm việc giân ựoạn:
đđy lă loại thiết bị lăm việc ở âp suất thường.Thường dùng ựể ựun nóng nước, câc loại dung dịch dùng ựể chần (dung dịch muối, dung dịch axit nitric ..), câc dung dịch ựể rót văo hộp (dung dịch ựường, nước pha...), trong sản xuất bia... chất tải nhiệt lă hơi nước bêo hòa, truyền nhiệt giân tiếp.
* Phđn loại:
- Thiết bị hở có hoặc không có cânh khuấy - Thiết bị kắn có hoặc không có cânh khuấy
* Ưu ựiểm của thiết bị:
- Cấu tạo ựơn giản, vận hănh dễ dăng. - Sử dụng ựược cho nhiều loại sản phẩm.
* Nhược ựiểm:
- Âp suất hơi thấp, sự phđn bố nhiệt không ựều.
- Bề mặt truyền nhiệt không lớn, nắn thời gian ựun lđu .
- Lăm việc giân ựoạn.
. Hình 7.1: Thiết bị ựun nóng hai vỏ không có cânh khuấy
a) Sơ ựồ nguyắn tắc thiết bị ựun 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 khắ không ngưng 2.Phao
3. Sản phẩm 3. Thđn bình ngưng
4. bề mặt trao ựổi nhiệt 4.Van thoât
5. Bình ngưng .
Thiết bị có vỏ bắn trong tiếp xúc với thực phẩm nắn ựược chế tạo bằng thĩp không rỉ, hoặc thĩp có lớp men chống ăn mòn, còn vỏ ngoăi ựược lăm bằng thĩp hay gang, vă thường ựược bọc ngoăi một lớp câch nhiệt.
- Nguyắn tắc lăm việc:
Hơi nước theo van văo phòng hơi (1) truyền nhiệt cho sản phẩm qua bề mặt trao ựổi nhiệt (4), khắ không ngưng ựược xả ựịnh kỳ theo van (2), còn nước ngưng ựược thâo qua van xả nước ngưng hoặc qua bình ngưng 5.
Bình ngưng tụ (5) lăm việc như sau: Khi thđn (3) (hình 7.1b) tập trung ựược một lượng nước ngưng năo ựó thì phao 2 nối liền với van thoât 4 ựược nđng lắn theo hướng văo cốc 1 vă câc lỗ thoât mở ra ựể thâo nước ngưng. Khi thâo ựược một phần nước ngưng ra ngoăi thì phao sẽ hạ xuống vă ựậy kắn lỗ thâo nhưng không cho hơi thoât ra khỏi ống thâo.
để tăng cường khả năng truyền nhiệt vă ựun nóng ựều, có thể sử dụng thiết bị ựun nóng 2 vỏ có cânh khuấy như hình 7.2, câc dạng cânh khuấy có cấu tạo khâc nhau phụ thuộc loại sản phẩm cần ựun nóng trong thiết bị
Hình 7.2: Nồi nấu hai vỏ có cânh khuấy .
Với cấu tạo vă nguyắn tắc lăm việc tương tự, trong nhă mây bia người ta dùng nồi ựun hoa houblon ựể ựun sôi dung dịch ựường với hoa houblon nhằm trắch ly chất của hoa (hình 7.3).
Thiết bị có thđn hình trụ, ựây lồi hoặc lõm. Nắp dạng hình bân cầu có gắn ống thoât hơi vă cửa quan sât.
Hình 7.3. Nồi ựun hoa
1.Âo hơi 2. van thâo dịch 3. cânh khuấy 4. Hộp giảm tốc 5. Ống thoât hơi 6. Cửa quan sât 7. Âp kế hơi 8. Ống dẫn dịch văo nồi 9. Ống dẫn hơi 10. Hơi ngưng
1.2.2. Thiết bị ựun nóng hai vỏ lăm việc liắn tục (ở âp suất thường) .
Thường sử dụng ựể ựun nóng câc dung dịch có ựộ nhớt lớn. đđy lă loại thiết bị lăm việc liắn tục, có năng suất lớn.
1. Cấu tạo : (hình 7.4)
1. Vỏ bắn trong 6. Khoang không
2. Vỏ bắn ngoăi. 7. Cửa nguyắn liệu văo
3. Nắp thiết bị 8. Cửa sản phẩm ra
4. Trụ rỗng 9. Van cấp hơi
5. Cânh xoắn 10. Van thâo nước ngưng.
Hình 7.4. Thiết bị ựun nóng 2 vỏ lăm việc liắn tục 2. Nguyắn tắc lăm việc:
Thiết bị có cấu tạo dạng hình trụ nằm, gồm hai vỏ (1) vă (2) hệ nắp (3) có thể thâo mở ựược. Hơi ựược cấp văo qua van (9) văo khoảng không (6) vă trụ rỗng (4) ựể ựun nóng, nước ngưng ựược thâo qua van thâo nước ngưng (10). Dung dịch ựi văo cửa nạp (7) nhờ cânh xoắn (5) chuyển dần văo trong thiết bị, sau khi ựun nóng sản phẩm ựược thâo ra theo cửa (8)
1.2.3. Thiết bị ựun nóng kiểu ống:
Mục ựắch: ựể ựun nóng câc loại nước quả vă câc loại rau quả ựê nghiền nhỏ. Thiết bị lăm việc liắn tục.
a. Thiết bị ựun nóng kiểu ống chùm (Hình 7.5)
-Ưu ựiểm: Cơ cấu gọn, chắc chắn, bề mặt truyền nhiệt lớn
- Cấu tạo :
1. Cửa sản phẩm văo 6. Ống truyền nhiệt.
2. Cửa sản phẩm ra 7. Khoảng không
3. đường hơi văo 8. Lớp bọc câch nhiệt
5. Xả khắ không ngưng 10. Nắp thiết bị.
Hình 7.5. thiết bị ựun nóng kiểu ống chùm
- Nguyắn tắc:
Sản phẩm văo cửa (1) ựược ựi dắch dắc trong câc ống (6) vă sau khi ựun nóng ựược ra cửa (2).
Hơi ựược cấp văo theo ựường ống (3) vă phđn bổ văo khoảng không (7) truyền nhiệt cho câc ống (6), nước ngưng ựược xả theo van (4), còn khắ không ngưng xảựịnh kỳ theo van (5) .
Thiết bị ựược bọc câch nhiệt (8), vă tựa trắn giâ ựỡ (9) . Nắp thiết bị (10) có thể thâo lắp ựể vệ sinh ống khi cần.
Thường chiều dăi ống L = 2m, Φ ống = 32/34mm, vận tốc vsản phẩm = 0,2 ọ
3m/s
Câch chia ngăn trong thiết bị ống chùm: Khi cần tăng tốc ựộ của chất tải nhiệt ựể tăng hiệu quả truyền nhiệt, người ta chia thiết bị lăm nhiều ngăn ( Hình 8.6)
b. Thiết bị ựun nóng kiểu ống bọc ống: (hình 7.7)
Ưu ựiểm: hệ số truyền nhiệt lớn vì có thể tạo ra tốc ựộ lớn ở cả hai chất tải nhiệt. chế tạo ựơn giản.
Nhược ựiểm : Cồng kềnh.
Giâ thănh cao vì tốn nhiều kim loại. Khó lăm sạch khoảng không giữa hai ống
Cấu tạo :
1. Cửa sản phẩm văo 4. Cửa hơi văo
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
Hình 7.7. Thiết bị ựun nóng kiểu ống bọc ống
* Nguyắn tắc lăm việc:
đđy lă loại thiết bị lăm việc liắn tục, hơi vă sản phẩm ựi ngược chiều. Sản phẩm ựược bơm văo cửa (1) ựi trong ống truyền nhiệt (3), sau khi ựun nóng ựược ra cửa (2)
Hơi ựược văo theo ống (4) vă ựược phđn bổ văo khoảng không (5) bọc quanh câc ống truyền nhiệt (5). Nước ngưng ựược 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 nguyắn liệu văo 4. đường ống cấp hơi
2. Cửa nguyắn liệu ra 5. đường ống cấp nước, dung dịch
3. Trục xoắn rỗng 6. Bộ phận truyền ựộng.
2. Nguyắn tắc lăm việc:
Nguyắn liệu cần chần văo phểu nhận (1) nhờ trục xoắn (3) chuyển dần ựến cửa thâo (2). Trục xoắn (3) rỗng vă có ựục lỗ, chuyển ựộng nhờ hệ truyền ựộng (6). Nước hoặc dung dịch chần ựược cấp văo theo ựường ống (5). Hơi cấp văo theo ựường ống (4) văo trục xoắn (3) thoât qua câc lỗ trắn trục vă ựun nóng trực tiếp dung dịch chần.
Thiết bị lăm việc liắn tục, ở âp suất thường.
1 2 3 4 5 6 1
Hình 7.8. Thiết bị chần hấp kiểu trục xoắn 1.3.2. Thiết bị chần băng tải:
- Cấu tạo:
1. Cửa nguyắn liệu văo 5. Vòi nước rửa
2. Băng tải 6. Cửa nguyắn liệu ra
3. Thùng chần 7. đường nước cấp
4. Ống hơi 8. đường nước xả.
.
Hình 7.9. Thiết bị chần băng tải
- Nguyắn tắc lăm việc:
Nguyắn liệu văo cửa nạp (1) vă ựược vận chuyển trắn băng tải (2) trong thùng chần (3) có chứa nước nóng hoặc dung dịch chần nóng. Băng tải (2) ựược cấu tạo bằng dđy xắch truyền ựộng trắn có gắn câc lâ kim loại ghĩp có gờ ngang ựể giữ sản phẩm, hoặc lưới sắt hay gău chứa vật liệu.
1 2 3 4 5 6 3 6 2 4 5 1 7 8
Thùng chần (1) lăm bằng kim loại vă có nắp mở ựược khi cần thiết. Dung dịch hoặc nước chần ựược ựun nóng nhờ câc ống phun hơi (4) ựặt ở giữa hai nhânh băng tải.
Vật liệu sau khi chần có thể ựược lăm nguội hoặc rửa sạch nhờ hệ thống vòi rửa (5). Sản phẩm sau khi chần ựược ra ở mâng (6), thường mâng có ựộ nghiắng 400.
Nước văo thiết bị theo ựường cấp (7), khi cần mở xả nước hoặc dung dịch khỏi thiết bị theo ựường (8).
1.3.3. Thiết bị chần kiểu thùng quay:
Dùng ựể chần câc loại nguyắn liệu có kắch thước nhỏ vă thời gian chần tương ựối lđu như : đậu côve ...
1. Cấu tạo : Hình 7.10
1. Thùng quay 4. Trục quay phụ
2. Lâ kim loại 5. Thùng chần
3. Bânh xe ựỡ 6. Ống phun hơi.
Hình 7.10. Thiết bị chần kiểu thùng quay
2. Nguyắn tắc lăm việc:
Vật liệu ựược văo thùng quay (1) lăm bằng thĩp lâ, trắn bề mặt có ựục lỗ
φ = 3 ọ 4mm, bắn trong thùng có gắn câc lâ kim loại (2) theo hình xoắn ốc từ ựầu ựến cuối thùng ựể chuyển vật liệu từ ựầu ựến cuối thiết bị, thùng quay ựược ựặt trắn câc bânh xe ựỡ (3) vă quay ựược nhờ câc trục quay phụ (4). Thùng quay ựược ựặt trong thùng chần (5) bọc ngoăi, chứa nước hoặc dung dịch chần vă ựược ựun nóng nhờ hệ thống ống phun hơi (6) ựặt phắa dưới.
1.3.4. Thiết bị hấp băng tải:
1. Cấu tạo: Hình 7.11 : Sơ ựồ mây hấp băng tải dùng ựể hấp chỉ .
1 3 5 3 6 3 4 2
2. Hệ thống ống hơi 7. Băng chuyền lăm nguội
3. Buồng hấp 8. Mâng chứa chỉ
4. Ống thoât hơi 9. Giâ ựỡ
5. Ống thổi không khắ lạnh 10. Băng chuyền hấp chỉ
Hình 7.11. Sơ ựồ mây hấp nguyắn liệu chỉ
2. Nguyắn tắc lăm việc:
Vật liệu nhờ bộ phận gạt (1) ựể phđn bố ựều ở băng chuyền hấp chỉ (10) ựược ựặt trong buồng hấp (3). Hơi nước ựược phun văo phòng qua hệ thống ống phun hơi (2) vă hơi ẩm ựược thoât ra ống (4) .
Sau khi ra khỏi phòng hấp chỉ ựược rơi xuống băng chuyền (7) ựi văo phòng lăm nguội (6), tại ựđy không khắ lạnh ựược thổi văo qua hệ thống ống (5) nhờ quạt ly tđm, sau ựó văo mâng chứa (8).
Thường vận tốc băng chuyền 2m/ phút, thời gian hấp khoảng 2 phút.
1.4. Thiết bị lăm hĩo:
1.4.1. Khâi niệm:
- Công ựoạn lăm hĩo ựược sử dụng trong sản xuất chỉ ựen, chỉ xanh, trước khi qua câc công ựoạn tiếp (vò, sấy, lắn men...)
- Thiết bị lăm việc liắn tục, sử dụng không khắ nóng ựể lăm hĩo chỉ nguyắn liệu.
+ Ở sản xuất chỉ ựen, lăm hĩo nhằm mục ựắch giảm hăm lượng ẩm trong
quâ trình vò, lắn men tiếp theo. Công ựoạn năy sử dụng không khắ nóng 42 ọ 470C. với ựộ ẩm 20 ọ 30%, thời gian lăm hĩo 1 ọ 4 giờ.
+ Ở sản xuất chỉ xanh, lăm hĩo nhằm mục ựắch diệt men vốn có trong nguyắn liệu nhằm ựình chỉ quâ trình oxy hoâ câc chất nhất lă tanin, giữ cho sản phẩm có mău xanh vă vị chât ựặc trưng. Công ựoạn năy sử dụng không khắ nóng 170 ọ 1900C, thời gian diệt men 3 ọ 6 phút.
1.4.2. Cấu tạo vă nguyắn tắc lăm việc: 1. Cấu tạo: (Hình 7.12) Thiết bị diệt men:
1. Mâng chứa nguyắn liệu 6. Quạt không khắ nóng
2. Băng tải nđng 7. Ống thoât hơi ẩm
3. Bộ phận gạt ựều 8. Mâng hứng sản phẩm.
4. Băng chuyền diệt men 9. Buồng diệt men
5. Băng chuyền lăm nguội. 10. Buồng lăm nguội.
Thiết bị âp dụng trong nhă mây sản xuất chỉ xanh .
Hình 7.12. Thiết bị diệt men Axian- Lominatgie 2. Nguyắn tắc lăm việc:
Nguyắn liệu ựược ựưa văo mâng chứa (4) nhờ băng tải nđng (2) có gắn bộ phận gạt ựều (3) ựưa nguyắn liệu văo thiết bị.
đầu tiắn nguyắn liệu văo buồng diệt men (9) cấu tạo chắnh gồm có bốn băng
Lò tạo không khắ nóng
(6) hút không khắ nóng từ lò tạo không khắ nóng. Sau ựó hơi ẩm ựược thoât ra theo hệ thống ống thoât (7) vă ựược thu hồi về lò tạo không khắ nóng. Sau khi diệt men, nguyắn liệu ựến khu vực lăm nguội (10) gồm ba băng chuyền (5) vă rơi văo mâng hứng sản phẩm (8).
3. Ưu ựiểm:
- Dđy chuyền sản xuất gọn, thuận lợi cho việc cơ khắ hoâ, tự ựộng hoâ. - Sản phẩm có chất lượng cao, tỷ lệ phế phẩm ắt.
- Chi phắ nhđn công, nhiắn liệu, ựiện giảm 2,5 ọ 3 lần.
1.4.3. Thiết bị lăm bĩo chỉ:
Thiết bị lăm việc dạng liắn tục, sử dụng cho sản xuất chỉ ựen ( hình 7.13)
. Hình 7.13. Thiết bị lăm hĩo chỉ kiểu Marơựalđysvili
Thiết bị lă một hòm kim loại kắn, bắn trong có 5 băng chuyền phẳng theo phương nằm ngang ựặt trong 5 tầng. Câc tầng ựều ựược bọc trong lưới bằng ựồng thau ựể chỉ hĩo khỏi bay, băng chuyền chỉ lăm việc mặt trắn.
Vật liệu ựi từ băng chuyền trắn cùng chuyển dần xuống câc băng chuyền tiếp theo vă ra khỏi thiết bị.
Không khắ nóng ựược dẫn văo từ tầng 1 qua ống dẫn khắ nóng, có ựục lỗ ựặt ở khoảng giữa vòng ựai truyền của băng chuyền 1, chui qua câc lớp nguyắn liệu, sau ựó nhờ tấm hướng mă không khắ nóng theo ựường ống dẫn dồn xuống ống dẫn không khắ nóng của tầng 2, vă tiếp tục không khắ nóng lần lượt luồn qua mặt trắn của 5 tầng băng chuyền trước khi ựược dẫn thải ra khỏi mây.
Ngoăi ra, thiết bị còn có câc cửa ựiều chỉnh ựể mở bổ sung không khắ nóng, lạnh văo dưới câc tầng băng chuyền khi cần thiết.
Hỗn hợp không khắ nóng lă không khắ nóng ựược ựun nóng trong caloriphe trộn với không khắ hút từ bề ngoăi văo ở phòng hỗn hợp cho có ựộ ẩm vă nhiệt ựộ theo yắu cầu.
2. THIẾT BỊ CÔ đẶC (bốc hơi) . 2.1. Khâi niệm:
2.1.1. định nghĩa:
" Quâ trình cô ựặc lă quâ trình hoâ hơi dung dịch ựể lấy chất rắn bị hoă tan còn lại trong dung dịch ở nồng ựộ cao hơn " .
- Dung dịch lă hỗn hợp giữa dung môi vă chất rắn bị hòa tan trong dung môi. Dung môi thường gặp lă nước.
- Trong quâ trình cô ựặc, hơi của dung môi tạo ra gọi lă hơi thứ cấp.
Quâ trình hoâ hơi dung môi có thể lă quâ trình bay hơi trắn bề mặt dung dịch (tốc ựộ tạo hơi của quâ trình năy chậm), hoặc lă quâ trình sôi (bốc hơi) xảy ra trong toăn bộ dung dịch (tốc ựộ tạo hơi của quâ trình lớn). Trong công nghiệp thường gặp quâ trình bốc hơi.
Quâ trình bốc hơi có thể xảy ra ở ựiều kiện âp suất thường, âp suất dư hoặc chđn không.
2.1.2. Mục ựắch vă phạm vi sử dụng: 1. Mục ựắch:
Cô ựặc nhằm mục ựắch chuẩn bị, hoặc hoăn thiện sản phẩm, hoặc nhằm mục ựắch chế biến hoặc mục ựắch tăng thời gian bảo quản cho sản phẩm.
2. Phạm vi sử dụng:
- Trong sản xuất ựường, mì chắnh .
- Trong sản xuất ựồ hộp rau quả: như cô ựặc că chua, purắ... - Trong công nghiệp chế biến sữa.
2.1.3. Phđn loại thiết bị:
1. Theo nguyắn lý lăm việc:
- Thiết bị lăm việc giân ựoạn. - Thiết bị lăm việc liắn tục.
Thiết bị lăm việc giân ựoạn ựược dùng cho loại có công suất nhỏ hoặc với dung dịch ựặc có ựộ nhớt cao mă không thể dùng bơm ựể lấy dung dịch ra, hoặc trong trường hợp khi cần bốc hơi toăn bộ dung môi. Nhược ựiểm lă tổn thất nhiệt lớn.
2. Theo âp suất của dung dịch bắn trong thiết bị:
