9. Cơ cấu nâng hộp 10 Bàn đạp
10.4. Các thiết bị thanh trùng
10.4.1. Các ph-ơng pháp thanh trùng
10.4.1.1. Ph-ơng pháp thanh trùng nhiệt:
Sử dụng nhiệt để nâng nhiệt độ trong thực phẩm, khi đó vi sinh vật sẽ bị chết còn enzyme thì bị biến tính, phá hủy. Tùy từng loại vi sinh vật mà ta có nhiệt độ và thời gian duy trì nhiệt độ khác nhau. Nguồn nhiệt tác động vào thực phẩm th-ờng ở dạng gián tiếp qua vách ngăn, quá trình này đ-ợc thực hiện trong các thiết bị thanh trùng. Nguồn nhiệt th-ờng hay sử dụng là hơi n-ớc bão hòa, khói lò, hơi quá nhiệt làm tác nhân nâng nhiệt cho thực phẩm.
- Khi quá trình nâng nhiệt nhằm tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật và bào tử của vi sinh vật thì gọi là quá trình tiệt trùng, th-ờng hay sử dụng nhiệt độ lớn hơn 121oC.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị chần thùng quay
- Khi quá trình nâng nhiệt nhằm tiêu diệt vi sinh vật thì gọi là quá trình thanh trùng (hay thanh trùng Pasteur)
- Chế độ thanh trùng và công thức thanh trùng nhiệt.
TQ: P T T T T2 _ 3 _ 4 Trong đó:
-T2: Thời gian nâng nhiệt độ lên đến nhiệt độ thanh trùng (phút). -T3: Thời gian giữ nhiệt ở nhiệt độ thanh trùng (phút).
-T4: Thời gian làm nguội đồ hộp (phút). -T : Nhiệt độ thanh trùng(oC).
-P : áp suất đối kháng cần tạo ra trong quá trình thanh trùng (at). 10.4.1.2. Thanh trùng bằng dòng điện cao tần
Sử dụng dòng điện có tần số cao để nâng nhiệt làm nòng thực phẩm. Dòng điện với tần số cao khoảng 3.107Hz, khi đó nó dao động sẽ kéo theo các phân tử n-ớc trong thực phẩm dao động, khi các phân tử này dao động thì sinh ra nhiệt làm nóng thực phẩm từ trong lòng của thực phẩm.
10.4.1.3. Thanh trùng sử dụng tia cực tím
- Tia cực tím có b-ớc sóng ngắn, khi chiếu lên bề mặt của thực phẩm, tia cực tím sẽ phá hủy màng tế bào vi sinh vật, làm teo nguyên sinh chất và lúc đó vi sinh vật sẽ chết. - Ph-ơng pháp này áp dụng cho ph-ơng pháp thanh trùng bề mặt thực phẩm hoặc thanh
10.4.2. Thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn
10.4.2.1 Thiết bị thanh trùng cáo áp làm việc gián đoạn kiểu nằm ngang.
Trong đó:
1: thành nồi 2: chân đỡ 3: nắp thiết bị 4: cơ cấu tay lái 5: đai ốc 6: móc 7: van hơi 8: van nén khí 9: van tháo n-ớc ng-ng 10: van xả n-ớc lạnh
11: ống dẫn đo nhiệt độ, áp suất 12 : van an toàn
13: thanh ray
14: giỏ đựng đồ hộp
Thiết bị có cấu tạo hình trụ tròn, làm bằng thép. Thiết bị có hai dạng: một đầu bịt kín còn đầu kia có nắp đậy hoặc cả hai đầu đều mở, nắp nồi có thể đóng mở dễ dàng nhờ cơ cấu quay, nắp đ-ợc gắn vào thân nhờ mặt bích, hệ thồng móc và các đai ốc. Mặt bích chứa các đệm cao su chịu nhiệt hoặc amiăng để tạo độ kín.
Thiết bị thanh trùng nằm ngang
Đồ hộp chứa trong các giỏ phía d-ới có các bánh xe, đ-ợc đ-a vào thiết bị trên một thanh ray (13), hơi đ-a phía d-ới thiết bị từ van 5, n-ớc ng-ng đ-a ra ở phía d-ới qua một van tháo n-ớc ng-ng. Trong quá trình làm nguội đồ hộp, n-ớc lạnh đ-ợc đ-a vào bằng van (10) và phân phối bởi ống phân phối (11), trong quá trình thanh trùng không khí nén tạo áp suất đối kháng đ-ợc đ-a vào từ van (8). Ngoài ra còn có các van đo nhiệt độ, áp suất, và van an toàn.
Quá trình thanh trùng đ-ợc tiến hành khi đồ hộp đã chứa trong các giỏ, công nhân sẽ đ-a các giỏ đồ hộp này vào thiết bị bằng một xe nâng nhỏ nâng giỏ đồ hộp lên cao bằng chiều cao của thanh ray, hoặc đẩy giỏ chứa này chuyển động lên bề mặt của thanh ray bằng một thanh nghiêng nối với thanh ray bằng một khớp bản lề. Các giỏ thanh trùng đ-ợc xếp thành hàng trong thiết bị thanh trùng. Đóng chặt nắp, kiểm tra các van: các van khác phải đóng, còn van xả khí phải mở. Cấp hơi cho thiết bị, hơi n-ớc vào trong thiét bị sẽ đuổi hết không khí ra khỏi không gian thiết bị. Quan sát van xả khí, khi thấy hơi hơi thoát ra van xả khí, đóng van xả khí lại. Tiếp tục cung cấp hơi cho thiết bị thanh trùng, quan sát nhiệt kế, khi nhiệt độ thanh trùng đạt, đóng bớt van hơi lại, mở khoảng từ 1/4-1/8 van. Tính thời gian thanh trùng, duy trì nhiệt độ. Trong quá trình thanh trùng, luôn quan sát nhiệt độ và áp suất thanh trùng. Khi thời gian thanh trùng đã hết, tiến hành quá trình làm nguội, đóng van cấp hơi, sử dụng n-ớc lạnh để làm nguội đồ hộp, trong quá trình làm nguội do hơi n-ớc ng-ng tụ nên tạo khoảng không trong thiết bị vì thế tạo nên sự chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài hộp. Để hạn chế sự chênh lệch này cần nén không khí thêm vào trong thiết bị. Nhiệt độ làm nguội bên ngoài của đồ hộp khoảng 40oC.
10.4.2.2 Thiết bị thanh trùng cáo áp làm việc gián đoạn kiểu thẳng đứng.
1:thành thiết bị 2: nắp 3: chân đế
4: đối trọng 5: móc 6: bu lông
7 : van hơi 8: van xả khí 9: van an toàn
10, 11: van n-ớc lạnh 12 van xả n-ớc ng-ng
13 : tấm đỡ giỏ 14 : áp kế 15 : nhiệt kế
Thiết bị có thân hình trụ bằng thép dày, đáy và nắp dạng chỏm cầu. Nắp đ-ợc lắp chặt với thân bằng các bu lông tai hồng và có vòng đệm kín để làm kín nắp thiết bị. Trên nắp có đối trọng để khi mở nắp đ-ợc nhẹ nhàng, có van xả khí và van an toàn. Trên thân nồi đ-ợc lắp nhiệt kế và áp kế. Giữa các van cấp và nồi đ-ợc lắp van một chiều để cho hơi n-ớc và n-ớc chỉ đi theo một chiều không trở lại bộ phận cấp. Bên trong nồi có giá đỡ giỏ đồ hộp. D-ới giá đỡ này có một ống cấp hơi và cấp không khí nén tạo áp suất đối kháng.
Đồ hộp đ-ợc xếp vào trong các giỏ dạng hình trụ. Các giỏ này đ-ợc đ-a vào trong thiết bị thanh trùng kiểu đứng bằng các palăng điện. Palăng này có tác dụng nâng giỏ đồ hộp lên, vận chuyển đến thiết bị và hạ giỏ đồ hộp vào trong thiết bị thanh trùng. Các thao tác tiếp theo giống nh- thiết bị thanh trùng nằm ngang nh-ng có một đặc điểm là đối với thiết bị thanh trùng kiểu đứng khi đã làm nguội đồ hộp xong thì không cần phải tháo hết n-ớc làm nguội trong thiết bị ra ngoài.
Thiết bị thanh trùng nằm ngang dùng n-ớc
10.4.2.3 Thiết bị thanh trùng gián đoạn nằm ngang sử dụng n-ớc.
Thiết bị có cấu tạo giống thiết bị thanh trùng áp lực cao nằm ngang, nh-ng cấu tạo của thiết bị này cần lắp thêm một số chi tiết nh- bơm tuần hoàn n-ớc, bơm có thể bơm đ-ợc tới 40 mH2O. thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Thiết bị này có nhiệm vụ làm nóng n-ớc ở một nhiệt độ và áp suất nhất định. Hơi n-ớc bão hòa đI vào thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tấm làm nóng n-ớc, bơm tuần hoàn sẽ bơm n-ớc vào trong thiết bị ở áp lực cần thiết, n-ớc sẽ làm nóng đồ hộp. Ngoài ra thiết bị còn lắp thêm một số van tự động điều chỉnh hơi, nhiệt độ và một số thiết bị tự động hóa khác.
Ph-ơng pháp thanh trùng bằng n-ớc dùng hơi n-ớc đun nóng, khí nén làm áp suất đối kháng. Sau khi giỏ thanh trùng đ-ợc cho vào nồi, đóng nắp lại. Ta tiến hành mở van cấp n-ớc vào nồi, khi đủ n-ớc đóng van cấp n-ớc. Tiến hành cài đặt chế độ hoạt động của nồi. Nồi hoạt động tự động.
+ Giai đoạn nâng nhiệt: n-ớc trong nồi đ-ợc bơm đến thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tấm và thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với hơi nóng đ-ợc đ-a vào từ đ-ờng ống dẫn. Sau khi thực hiện quá trình trao đổi nhiệt n-ớc nóng theo đ-ờng ống và đi vào thiết bị thanh trùng. Quá trình đ-ợc thực hiện liên tục, tuần hoàn cho đến khi đạt nhiệt độ yêu cầu. Để rút ngắn thời gian nâng nhiệt, ta tiến hành đun n-ớc tr-ớc sau đó bơm lên bồn chứa 4. Khi sử dụng mở van cấp n-ớc vào nồi nh- bình th-ờng.
+ Giai đoạn giữ nhiệt: hệ thống sẽ tự động điều chỉnh van cấp hơi nhỏ lại, đồng thời có sự tham gia của van cấp khí và xả khí để điều chỉnh nhiệt độ thanh trùng đúng theo yêu cầu của công nghệ đặt ra.
+ Giai đoạn làm nguội: van cấp hơi đóng lại, van cấp n-ớc đ-ợc mở ra. Thông qua bộ phận trao đổi nhiệt n-ớc trong nồi sẽ đ-ợc làm nguội. N-ớc làm nguội sau khi thực hiện quá trình trao đổi nhiệt sẽ theo đ-ờng ống ra ngoài. Trong quá trình làm nguội một phần n-ớc nóng trong nồi sẽ đ-ợc bơm lên bồn chứa nhằm tiết kiệm thời gian cũng nh- l-ợng n-ớc làm nguội. Khi kết thúc quá trình thanh trùng, mở nắp lấy giỏ ra ngoài và tiếp tục mẻ tiếp theo.
10.4.3 Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục 11.4.3.1 Thiết bị thanh trùng dạng băng tải
Thiết bị thanh trùng làm việc ở áp suất th-ờng th-ờng sử dụng thanh trùng các dạng n-ớc đóng chai nh- bia, n-ớc giải khát... nhiệt độ của quá trình thanh trùng nhỏ hơn hoặc bằng 100oC. Chai đ-ợc đặt lên băng tải thành hàng, băng tải sẽ mang chai đi qua các vòi phun n-ớc. Ban đầu, chai sẽ đ-ợc gia nhiệt nâng nhiệt đến nhiệt độ thanh trùng. Sau đó chai sẽ đ-ợc đ-a đến các vòi phun có nhiệt độ bằng nhiệt độ thanh trùng, thực phẩm trong chai sẽ đ-ợc thanh trùng. Sau đó tiến hành làm nguội bằng cách hạ nhiệt độ của n-ớc xuống thấp hơn. Thông th-ờng ng-ời ta làm nguội đồ hộp xuống nhiệt độ bên ngoài chai khoảng 40oC để tạo sự bay hơi n-ớc bám trên bề mặt chai.
10.4.3.2 Thiết bị thanh trùng liên tục thuỷ lực
Thiết bị thanh trùng thủy lực bao gồm một băng tải, trên băng tải có chứa các giỏ đồ hộp mang cac hộp kim loại. Băng tải đ-ợc đặt trong một thiết bị có chứa n-ớc với chiều cao của thiết bị lớn hơn 10 mét. Tại phần thân của thiết bị là không gian chứa hơi, hai bên cột là không gian chứa n-ớc, các cột này cao khoảng từ 10 đến 20 mét. Băng tải trong phần phòng chứa có đ-ờng đi dạng zíc zắc để tạo khoảng thời gian l-u phù hợp với thời gian thanh trùng. Phía ngoài thiết bị có đặt các vòi phun xối n-ớc và bể làm nguội đồ hộp sau khi thanh trùng.
Hộp nằm trên các giá mang hộp và đ-ợc băng tải vận chuyển vào không gian thanh trùng. Nhiệt độ của hộp sẽ đ-ợc nâng lên dần dần và đi vào không gian thanh trùng. Tại không gian này thời gian l-u của hộp lâu hơn và nhiệt độ của không gian này đ-ợc điều chỉnh bằng chiều cao của cột n-ớc. Nhiệt độ trong không gian này khoảng 121oC đến 130oC, với nhiệt độ này thì hầu hết vi sinh vật bị tiêu diệt và bào tử của vi sinh vật bị phá vỡ. Sau khi đi ra khỏi không gian thanh trùng, hộp đ-ợc mang đi làm nguội tại không gian của cột thứ 2 và mang ra ngoài làm nguội tiếp bằng n-ớc lạnh và đ-ợc lấy ra ngoài.
CHƯƠNG 11 : CáC MáY xử lý cơ học nguyên liệu THủY SảN