II/ THIẾT BỊ TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ
3) Các thiết bị tạo hạt bơ (churning)
3.2. Thiết bị hoạt động liên tục
3.2.1. Khảo sát hệ thống tạo hạt bơ và xử lý sản phẩm của hãng Invensys APV:
3.2.1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
¾ Thiết bị được cấu tạo với bốn vùng chính: Vùng tạo hạt bơ:
• Là một bộ phận hình trụ ngang có các thanh đập thực hiện chuyển động xoay. • Quá trình tạo hạt bơ diễn ra trong thời gian rất ngắn chỉ vài giây.
• Ta cần chọn tốc độ quay thích hợp cho các thanh đập để kích thước các hạt bơ, độ ẩm của bơ và lượng chất béo trong sữa bơ đạt yêu cầu.
Vùng tách hạt bơ và sữa bơ:
Vùng này có dạng hình trụ nằm ngang , có thể xoay quanh trục của nó và dược chia thành hai khu vực:
• Khu vực 1: có bố trí các tấm ngăn để thực hiện tiếp các quá trình xử lý cơ học hỗn hợp hạt bơ và sữa bơ.
• Khu vực 2:
- Thường được thiết kế như một thiết bị rây để tách sữa bơ. Kích thước các lỗ trên rây rất mịn cho phép ta có thể giữ lại các hạt bơ có kích thước nhỏ.
- Việc tách sữa bơ diễn ra và hiệu quả: do thùng hình trụ ngang thực hiện chuyển động xoay quanh trục nên hiện tượng các hạt bơ nhỏ làm bít nghẹt lỗ rây của thùng được hạn chế ở mức tối thiểu.
Vùng tạo khối bơ:
• Gồm hai khu vực I và II tương ứng với hai ống hình trụ đặt nghiêng, hai khu vực này đặt cách nhau bởi buồng chân không (4).
Bên trong mỗi ống trụ có hệ thống trục vis và tấm lưới. Mỗi ống trụ có một motor tương ứng để làm quay trục vis.
• Tại vùng này, trục vis xoay sẽ nén các hạt bơ lại thành khối và đẩy khối bơ chuyển động theo chiều dài thân trục.
• Trong trường hợp cần bổ sung thêm muối, người ta sử dụng hỗn hợp muối và nước (nồng độ 40 – 60%) cho vào khu vực I của vùng tạo khối bơ (3).
Việc hiệu chỉnh độ ẩm cho sản phẩm cũng sẽ được thực hiện tại khu vực này theo phương pháp tự động nhờ đầu dò độ ẩm.
Vùng xử lý chân không:
• Buồng chân không (4) được thiết kế để làm giảm lượng khí trong bơ thành phẩm. • Khối bơ rời khu vực I của vùng (3) được nén qua hai tấm bảng đục lỗ để làm tăng
tổng diện tích bề mặt của toàn bộ khối bơ. Dưới áp lực chân không, quá trình tách khí trong khối bơ diễn ra nhanh và hiệu quả.
• Với phương pháp này, lượng khí trong sản phẩm không quá 0,5%(v/v).
Sau cùng, bơ rời khỏi khu vực II của vùng (3) qua đầu phun. Bơm (5) sẽ vận chuyển bơ vào silo bảo quản hoặc đi đến thiết bị bao gói.
Hình 9: Thiết bị tạo hạt bơ và xử lý sàn phẩm liên tục của hãng Invensys APV
3.2.1.2. Thông số kỹ thuật:
• Năng suất hoạt động: 500 – 12000 kg/giờ.
• Tốc độ thanh đập: 0 – 1400 vòng/phút và có thể điều chỉnh được.
• Cân bằng vật chất: Theo hãng Invensys APV (2002), để sản xuất 1kg bơ (lượng chất béo 80%, độ ẩm 16%), người ta cần trung bình 20kg sữa 4,2% chất béo hoặc 2,2kg cream 38% chất béo.
3.2.2. Giới thiệu một số thiết bị khác:
Invensys APV
Continuous butter making machine - HCT
Simon
3.2.3. So sánh giữa hai nhóm thiết bị hoạt động gián đoạn và liên tục:
Diện tích nhà xưởng:
• Gián đoạn: Thiết bị đơn giản, gọn nhẹ, ít chiếm diện tích nhà xưởng hơn.
• Liên tục: Hệ thống thiết bị gồm các khu vực thực hiện các nhiệm vụ khác nhau nên chiếm nhiều diện tích nhà xưởng hơn.
Năng suất hoạt động:
• Gián đoạn: nhỏ hơn do thể tích hoạt động chỉ bằng 40 – 50% thể tích thiết bị. • Liên tục: lớn hơn.
Tính cơ giới hóa – tự động hóa và chi phí vận hành:
- Thực hiện thủ công hoặc cơ giới hóa một phần nhưng vẫn phải có công nhân kiểm tra.
- Chi phí vận hành cho thiết bị thấp hơn do làm việc gián đoạn, nhưng tốn chi phí thuê mướn nhân công.
• Liên tục:
- Tự động hóa hoàn toàn, tiện lợi trong việc điều khiển và kiểm tra các quá trình xảy ra trong thiết bị.
- Chi phí vận hành cho thiết bị cao hơn do làm việc liên tục, nhưng không tốn chi phí thuê mướn nhân công.
Chất lượng sản phẩm:
• Gián đoạn: Do thiết bị không kín và làm việc gián đoạn nên độ đồng đều và ổn định của sản phẩm thấp hơn, dễ nhiễm VSV hơn, chất lượng sản phẩm kém hơn.
• Liên tục: Do hệ thống thiết bị kín, làm việc liên tục nên độ đồng đều và ổn định của sản phẩm cao hơn, các chỉ tiêu chất lượng cảm quan, hóa lý và vi sinh đảm bảo hơn, khó nhiễm VSV hơn, chất lượng sản phẩm cao hơn.