CHƯƠNG 3. CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.3. Tính toán cân bằng vật chất
3.3.1. Rót hộp
msản phẩm = 500 × 1,022 = 511(kg)
mrót hộp = msản phẩm + mhao hụt, rót hộp = 511 + 1
100mrót hộp
⇔ 99
100mrót hộp = 511
⇔ { mrót hộp = 516,16 (kg) mhao hụt, rót hộp = 5,1616 (kg) 3.3.2. Tiệt trùng
mtiệt trùng = mrót hộp+ mhao hụt, tiệt trùng = 516,16 + 0,5%mtiệt trùng
⇔ 199
200mtiệt trùng = 516,16
⇔ { mtiệt trùng = 518,75 (kg) mhao hụt, tiệt trùng = 2,59375 (kg)
Tiệt trùng Hao hụt
mhao hụt, tiệt trùng = 0,5%mtiệt trùng Sữa trước tiệt trùng
mtiệt trùng
Sữa trước rót hộp mrót hộp = 516,16 kg
Rót hộp Hao hụt
mhao hụt, rót hộp = 1% mrót hộp Sữa trước rót hộp
mrót hộp
Sản phẩm Vsản phẩm = 500 lít
d = 1,022 kg/l
35 3.3.3. Đồng hoá
mđồng hoá = mtiệt trùng + mhao hụt, đồng hoá = 518,75 + 0,2%mđồng hoá
⇔ 499
500mđồng hoá = 518,75
⇔ { mđồng hoá = 519,79 (kg) mhao hụt, đồng hoá = 1,03958 (kg) 3.3.4. Bài khí
mbài 𝐤𝐡í = mđồng hoá + mhao hụt, bài khí
⇔ m𝐛à𝐢 khí = 519,79 + 0,1%mbài khí
⇔ 0,999mbài khí = 519,79
⇔ { mbài khí = 520,31 (kg) mhao hụt, bài khí = 0,52031 (kg)
Đồng hoá Hao hụt
mhao hụt, đồng hoá = 0,2%mđồng hoá Sữa trước đồng hoá
mđồng hoá
Sữa trước tiệt trùng mtiệt trùng = 518,75 kg
Bài khí Hao hụt
mhao hụt, bài khí = 0,1%mbài khí Sữa trước bài khí
mbài khí
Sữa trước đồng hoá mđồng hoá = 519,79 kg
36 3.3.5. Phối trộn
mphối trộn + mđường + mlecithin+ mcarrageenan = mbài khí+ mhao hụt, đồng hoá
⇔ mphối trộn+ 25%mphối trộn + 0,1%mphối trộn + 0,1%mphối trộn = 520,31 + 0,2%mphối trộn
⇔ 1,25mphối trộn = 520,31
⇔ {
mphối trộn = 416,248 (kg) mđường = 104,062 (kg) mlecithin = 0,416248 (kg) mcarrageenan = 0,416248 (kg)
3.3.6. Nấu
mnấu = mphối trộn + mhao hụt, nấu
Phối trộn
Hao hụt mhao hụt, phối trộn
= 0,2%mphối trộn Sữa trước phối trộn
mphối trộn
Sữa trước bài khí mbài khí = 520,31 kg Đường
mđường = 25%mphối trộn
Lecithin
mlecithin = 0,1%mphối trộn
Carrageenan
mcarrageenan = 0,1%mphối trộn
Nấu Hao hụt
mhao hụt, nấu = 1%mnấu
Sữa trước phối trộn mphối trộn = 416,248 kg Sữa trước khi nấu
mnấu
37
⇔ mnấu = 416,248 + 1%mnấu
⇔ 0,99mnấu = 416,248
⇔ { mnấu = 420,45 (kg) mhao hụt, nấu = 4,2045 (kg) 3.3.7. Lọc
Tính khối lượng bã (trong bã gồm ẩm, chất khô hoà tan và chất khô không hoà tan)
Trong dịch sữa trước khi nấu có lượng chất khô hoà tan là: 8,74%
⇒ Khối lượng chất khô hoà tan trong dịch sữa sau khi lọc (trước khi nấu) là:
m1 = 8,74%mnấu = 8,74 × 420,45
100 = 36,75 (kg)
Giả thiết hiệu suất lọc là 90%. Ta có khối lượng chất khô hoà tan trong dịch trước khi lọc là:
m1′ = m1
90% =36,75 × 100
90 = 40,83 (kg) Khối lượng chất khô hoà tan trong bã là:
m1′′ = m1′ − m1 = 40,83 − 36,74733 = 4,08 (kg)
Trong chất khô của đậu có tỷ lệ chất khô hoà tan ∶ chất khô không hoà tan = 85% ∶ 15% = 17 ∶ 3. Vậy nên khối lượng chất khô không hoà tan trong bã là:
Lọc Bã
mbã
Sữa trước khi nấu mnấu = 420,45 kg Hỗn hợp trước khi lọc
mlọc
Tổn thất
mtổn thất, lọc = 0,25%mlọc
38 m2′′ =m1 × 3
17 =36,75 × 3
17 = 6,49 (kg) Khối lượng chất khô trong bã là:
m12′′ = m1′′ + m2′′ = 4,08 + 6,49 = 10,57 (kg) Độ ẩm của bã là w = 80%, nên khối lượng của bã là:
mbã =m12′′× 100
100 − 80 = 10,57 × 100
100 − 80 = 52,85 (kg) Mặt khác, khối lượng dịch đậu trước khi đưa đi lọc:
mlọc = mnấu + mbã + mtổn thất, lọc
⇔ mlọc = 52,85 + 420,45 + 0,25%mlọc
⇔ 99,75%mlọc = 473,3 (kg)
⇔ { mlọc = 474,49 (kg) mtổn thất, lọc = 1,1862 (kg) 3.3.8. Nghiền ướt
Hạt đậu nành sau khi ngâm sẽ được đưa vào nghiền ướt để phá vỡ cấu trúc tế bào giải phóng các chất protein, glucid, lipid vào trong nước tạo thành dung dịch huyền phù.
Chọn tỷ lệ về khối lượng đậu ∶ nước là 1∶6 dùng trong quá trình nghiền ướt.
Ta có:
Nghiền ướt Dịch trước khi lọc mlọc = 474,49 (kg)
Tổn thất
mtổn thất, nghiền ướt = 0,2% mnghiền Đậu trước khi nghiền
mnghiền
Nước mnước
39 mnghiền + mnước = mlọc + mtổn thất, nghiền ướt
⇔ mnghiền+ 6mnghiền = 474,49 + 0,2%mnghiền
⇔ 6,998mnghiền = 474,49
⇔ {
mnghiền = 67,8037 (kg) mnước = 406,8222 (kg) mtổn thất, nghiền ướt = 0,1359 (kg)
3.3.9. Chần
Biết rằng đậu nành sau khi chần sẽ tăng 2,5 lần về thể tích.
Thể tích của đậu trước khi chần là: Vchần = mchần
ρđậu nành tách vỏ = x
1,241 (l) Thể tích của đậu sau khi chần (trước khi nghiền ướt): Vnghiền = 2,5x
1,241 (l) Thể tích nước được đậu hút vào: Vnước = Vnghiền − Vchần = 1,5x
1,241 (l) Khối lượng nước được đậu hút vào: mnước = Vnước× ρnước = 1,5x
1,241× 0,995 = 1,2027x (kg)
Mặt khác ta có:
mchần+ mnước = mnghiền
⇔ 𝑥 + 1,2027x = 67,8037
⇔ x = 30,7821 (kg)
⇔ {mchần = 30,7821 (kg) mnước = 37,0216 (kg)
Chần Đậu trước khi nghiền ướt mnghiền = 67,8037 (kg) Đậu trước khi chần
mchần = x (kg)
Nước mnước
40 3.3.10. Tách vỏ
mtrước tách vỏ = mchần+ mvỏ+ mhao hụt, vỡ hạt
= 30,7821 + 8%mtrước tách vỏ+ 2%mtrước tách vỏ
⇔ {
90%mtrước tách vỏ = 30,7821 mvỏ = 8%mtrước tách vỏ
mhao hụt, vỡ hạt = 2%mtrước tách vỏ
⇔ {
mtrước tách vỏ = 34,2023 (kg) mvỏ = 2,7362 (kg) mhao hụt, vỡ hạt = 0,684 (kg)
3.3.11. Làm sạch
mđậu = mtrước tách vỏ+ mtạp chất = 34,2023 + 0,5%mđậu
⇔ {99,5%mđậu = 34,2023
mtạp chất = 0,5%mđậu
Tách vỏ Đậu trước khi chần mchần = 30,7821 (kg) Đậu trước khi tách vỏ
mtrước tách vỏ
Vỏ
mvỏ = 8%mtrước tách vỏ Hao hụt do hạt vỡ
mhao hụt, vỡ hạt = 2%mtrước tách vỏ
Làm sạch Đậu trước tách vỏ
mtrước tách vỏ = 34,2023 (kg) Đậu nành ban đầu
mđậu
Tạp chất mtạp chất = 0,5%mđậu
41
⇔ { mđậu = 34,3742 (kg) mtạp chất = 0,1719 (kg)