IV/ THIẾT BỊ TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ:
2)Các thiết bị lên men:
2.1 Cấu tạo chung:
Do cream là môi trường lỏng nên ta sử dụng thiết bị lên men bề sâu có cấu tạo như sau:
• Vật liệu: thép không gỉ. • Dạng hình trụ đứng.
• Bên trong thiết bị có hệ thống cánh khuấy và các đầu dò nhiệt độ, pH… để có thể theo dõi trực tiếp các thông số công nghệ trong quá trình lên men.
Trong sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa, do không cần cung cấp oxy cho giống VSV (trường hợp này là vi khuẩn lactic kị khí tùy tiện) khi lên men nên các thiết bị không có hệ thống sục khí.
• Phần trên nắp thiết bị có các cửa với nhiều chức năng khác nhau: cửa thông cánh khuấy nối với motor, cửa nạp giống, cửa nạp chất diều chỉnh pH, …
• Cửa nạp môi trường và tháo canh trường ra khỏi thiết bị thường được bố trí ở phần đáy.
• Ngoài ra thiết bị còn có cửa quan sát, van lấy mẫu, …
2.2 Nguyên lý hoạt động
Thiết bị hoạt động liên tục với các công đoạn như sau:
- Chuẩn bị thiết bị lên men
- Nạp môi trường vô trùng vào thiết bị - Cấy giống và lên men
- Bổ sung cơ chất và tháo sản phẩm liên tục
2.3 Giới thiệu một số thiết bị
Dung tích 500-8000L
3 Các thiết bị tạo hạt bơ (churning):
3.1. Thiết bị hoạt động gián đoạn:
3.1.1. Cấu tạo chung:
Thiết bị tạo hạt bơ hay còn gọi là thiết bị khuấy đảo cream hoặc thiết bị đánh cream có cấu tạo như sau:
• Vật liệu: thép không gỉ.
• Nhiều hình dạng khác nhau: hình trụ đứng – đáy côn, hình trụ ngang, hình lập phương, hình chóp, …
• Bên trong có các tấm chắn và thanh đánh cream.
• Thiết bị có thể thực hiện chuyển động xoay nhờ một motor và bộ phận truyền động. Tốc độ quay của thiết bị có thể hiệu chỉnh được.
• Thông số kỹ thuật:
- Thể tích: V = 8000 – 12000 lít, thể tích làm việc tối đa khoảng 40 – 50%V. - Tốc độ xoay: v = 25 – 35 vòng/phút.
3.1.2. Nguyên lý hoạt động: Tạo hạt bơ:
Chất béo trong hỗn hợp cream được nạp vào thiết bị sẽ tồn tại dưới hai dạng: tinh thể và dịch lỏng. Trong trường hợp có sử dụng chất màu, chúng được bổ sung vào hỗn hợp cream trong thiết bị trước khi quá trình khuấy đảo bắt đầu.
• Khi thiết bị chuyển động xoay sẽ khuấy đảo mạnh hỗn hợp cream bên trong để thực hiện quá trình tạo hạt bơ.
• Khi quá trình tạo hạt bơ kết thúc, hỗn hợp thu được trong thiết bị gồm hai phần: các hạt bơ (butter grains) và sữa bơ (butter milk). Trong sữa bơ có chứa một lượng chất béo. Giá trị này càng nhỏ chứng tỏ độ tổn thất chất béo trong quá trình tạo hạt bơ sẽ càng thấp. Ở các nước châu Âu, vào mùa hè hàm lượng chất béo trong sữa bơ thường cao hơn khi ta so sánh với các mùa khác trong năm.
Xử lý hạt bơ:
• Rửa: Sau khi tách sữa bơ ra khỏi thiết bị, người ta thường dùng nước vô trùng để rửa các hạt bơ nhằm loại bỏ các hợp chất hòa tan trong sữa bơ còn bám trên bề mặt các hạt bơ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Tách nước và bổ sung muối. • Trộn và nén ép:
- Các hạt bơ sẽ được nén ép để tạo thành một khối đồng nhất.
Ở giai đoạn này, nước sẽ được phân bố dưới dạng những hạt rất mịn trong toàn bộ khối bơ mà ta không thể nhìn thấy được chúng bằng mắt thường. Một hệ nhũ tương mới “nước/dầu” được hình thành.
- Các nhà sản xuất sẽ kiểm tra và hiệu chỉnh độ ẩm cho khối bơ. • Bài khí:
- Nhằm làm giảm lượng khí tự do có trong khối bơ (nếu cần). Trong các sản phẩm bơ được sản xuất bằng phương pháp thủ công, thông thường lượng khí chiếm 5 – 7%(v/v). Hàm lượng khí trong bơ càng thấp thì cấu trúc bơ sẽ càng cứng.
- Để tách khí, người ta thực hiện khuấy đảo khối bơ trong điều kiện chân không. Khi đó, lượng khí có thể giảm xuống 1% so với thể tích bơ thành phẩm.
3.1.3. Giới thiệu một số thiết bị:
Invensys APV
Traditional butter churns - URC and UOH
Van den Heuvel Dairy & Food Equipment
Khuấy đảo hỗn hợp cream chứa 30-40% lipid. Năng suất 3.00-3.20 l/h
Cung cấp thiết bị khuấy đảo cream với các hình dạng khác nhau như hình trụ đứng đáy côn, hình trụ ngang, hình lập phương, hình chóp. Dung tích từ 200 – 10,000 l với thể tích làm việc tối đa khoảng 40 – 50%.
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:
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 được 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.
- Phần sữa bơ chảy qua rây theo hệ thống máng bên dưới được đưa đến cửa thoát để tháo ra ngoài.
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. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• 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
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.
• Gián đoạn:
- 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.
4) Các thiết bị bao gói:
FASA
Thiết bị bao gói bơ (dạng hình hộp chữ nhật)
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});