CHƯƠNG 3 : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN
1. Thiết bị đồng hóa [2]
1.1. Cấu tạo
Thiết bị đồng hóa về cơ bản có cấu tạo như hình 3.1 bao gồm: motor chính (1), bộ truyền đai (2), đồng hồ đo áp suất (3), trục quay (4), piston (5), hộp piston (6), bơm (7), van (8), bộ phận đồng hóa (9) và hệ thống tạo áp suất thủy lực (10).
Hình 3.1. Thiết bị đồng hóa
1.2. Ngun tắc hoạt động
Gồm hai bộ phận chính: Bơm cao áp và hệ thống tạo đối áp.
Bơm cao áp được vận hành bởi động cơ điện (1) thông qua một trục quay (4) và bộ truyền động (2) để chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của piston. Các piston (5) chuyển động trong xilanh ở áp suất cao. Bên trong thiết bị cịn có hệ thống dẫn nước vào nhằm mục đích làm mát cho piston trong suốt quá trình làm việc.
Mẫu nguyên liệu sẽ được đưa vào thiết bị đồng hoá bởi một bơm piston. Bơm sẽ tăng áp lực cho hệ nhũ tương từ 3 bar lên đến 100 ÷ 250 bar hoặc cao hơn tại đầu vào của khe hẹp (5). người ta sẽ tạo ra một đối áp lên hệ nhũ tương bằng cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp trong thiết bị giữa bộ phận sinh lực (1) và bộ phận tạo khe hẹp (3). Đối áp này được duy trì bởi một bơm thuỷ lực sử dụng dầu. Khi đó áp suất đồng hố sẽ cân bằng với áp suất dầu tác động lên piston thuỷ lực.
Vòng đập (2) được gắn với bộ phận tạo khe hẹp (3) sao cho mặt trong của vịng đập vng góc với lối thốt ra của hệ nhũ tương khi rời khe hẹp. Như vậy, một số hạt của pha phân tán sẽ tiếp tục va vào vòng đập (2) bị vỡ ra và giảm kích thước. Q trình đồng hố chỉ xảy ra trong vịng 15 giây.
Trong cơng nghiệp máy đồng hố có thể thiết kế dưới dạng một cấp hoặc hai cấp.
Thiết bị đồng hoá một cấp bao gồm một bơm piston để đưa nguyên liệu vào máy, một khe hẹp và một hệ thống thuỷ lực tạo đối áp. Trong công nghiệp chế biến
sữa thiết bị này được sử dụng khi sản phẩm có hàm lượng chất béo thấp hoặc hệ nhũ tương sau đồng hố có độ nhớt cao.
Thiết bị đồng hố hai cấp bao gồm một bơm piston để đưa nguyên liệu vào máy, hai khe hẹp và hai hệ thống thuỷ lực. Thiết bị đồng hoá hai cấp sử dụng phổ biến trong cơng nghiệp chế biến sữa đặc biệt đối với nhóm sản phẩm có hàm lượng chất béo cao và các sản phẩm yêu cầu có độ nhớt thấp.
2. Thiết bị thanh trùng [2] 2.1. Cấu tạo
Thiết bị thanh trùng gồm hai bộ phận chính: Bộ phận gia nhiệt và bộ phận thanh trùng.
Hình 3.2. Thiết bị thanh trùng
2.2. Nguyên tắc hoạt động 2.2.1. Bộ phận gia nhiệt
Bộ phận này có nhiệm vụ tạo ra nhiệt độ cần thiết để tiêu diệt các loại vi sinh vật khác nhau có trong sản phẩm. Có hai loại thiết bị tạo nhiệt được dùng nhiều trong các máy thanh trùng:
- Thiết bị tạo nhiệt bằng hơi nước nóng gồm có lị tạo hơi, hệ thống đường ống dẫn. Hệ thống này được nối với bộ phận thanh trùng nhờ van áp suất có
đồng hồ kiểm tra áp suất. Nhiệt độ thanh trùng phụ thuộc chủ yếu vào áp suất hơi nước nóng do thiết bị tạo ra. Khi áp suất cao thì nhiệt độ thanh trùng cao và ngược lại. Bằng cách thay đổi áp suất ta có thể điều chỉnh nhiệt độ thanh trùng phù hợp với từng loại sản phẩm.
- Thiết bị tạo nhiệt bằng dịng điện cao tần gồm có bảng điều khiển, bộ chỉnh lưu để biến dòng điện xoay chiều thành dịng một chiều có áp suất cao, máy tạo dao động thứ cấp để biến dịng một chiều có điện áp cao thành dịng xoay chiều có tần số cao.
2.2.2. Bộ phận thanh trùng
Bộ phận thanh trùng có nhiệm vụ chuyển nhiệt từ thiết bị gia nhiệt cho sản phẩm. Khi thanh trùng trực tiếp các sản phẩm sữa bộ phận thanh trùng có thể là những bản kim loại mỏng, một mặt tiếp xúc với hơi nước nóng, một mặt tiếp xúc với sản phẩm thanh trùng hoặc có thể là các điện cực mà khoảng khơng gian giữa chúng là điện trường của dịng điện cao tần. Khi thanh trùng gián tiếp các sản phẩm đồ hộp, bộ phận thanh trùng có thể là nồi hơi trong đó nước được dẫn từ lị tạo hơi vào hoặc có thể là buồng chứa hơi, trong đó hơi nước nóng được bốc hơi trực tiếp từ các cột nước nóng.
3. Thiết bị làm lạnh [6] 3.1. Cấu tạo
Đây là loại thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, được ứng dụng rộng rãi để làm lạnh trong công nghệ sản xuất sữa, thức uống, thực phẩm dạng lỏng hay nhớt.
Thiết bị làm lạnh gồm nhiều tấm kim loại gợn sóng ghép chặt với nhau tạo thành 5 khu vực riêng biệt.
Hình 3.3: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng
Hai vỉ liên tiếp ngăn cách nhau bằng một tấm kim loại dày gọi là tấm nối. Ngồi cùng thiết bị có 2 tấm kim loại dày hơn, to hơn tấm nối, gồm: thứ nhất là tấm khung được hàn chặt và bắt ốc vào bộ khung, thứ hai là tấm chịu áp. Người ta bố trí các thanh kim loại ở 2 bên thiết bị, có đai ốc ép chặt lấy tấm khung và tấm chịu áp để giữ cho các tấm trao đổi nhiệt ép kín lại với nhau.
3.2. Nguyên tắc hoạt động
Các tấm truyền nhiệt được bố trí sao cho phân phối các dịng chảy vào các khe song song và ngược nhau.
Quá trình xảy ra trong thiết bị là truyền nhiệt gián tiếp qua tấm kim loại mỏng giữa 2 dòng lưu chất chuyển động ngược chiều theo 2 cơ chế:
- Truyền nhiệt đối luu trong lòng mỗi lưu chất.
- Truyền nhiệt do dẫn nhiệt qua tấm kim loại.