Tài liệu Tính toán và thiết kế hệ thống thanh trùng nước quả sari công suất 1000 kgh

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TS. Trần Lệ Thu (GVHD) BÁO CÁO ĐỒ ÁN KỸ THÂէ̣T THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KYẾ HỆ THỐNG THANH TRÙNG NƯỚC QÂẢ SARI CÔNG SÂẤT 1000 KYG/H (Hê ̣: Đại Học Chính Quy) Tên sinh viên Nguyễn Thị Thùy Trang Lớp 05DHTP4 Tp.Hồ Chí Minh, Tháng 7/2017 Mã sinh viên 2005140656 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG............................................................................................................4 MỤC LỤC HÌNH ẢNH...................................................................................................5 LỜI MỞ ĐẦÂ................................................................................................................... 7 LỜI CẢM ƠN................................................................................................................... 8 PHẦN 1. TÔNG QÂAN...................................................................................................9 1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT................................................9 1.1.1. Các định nghĩa...............................................................................................9 1.1.2. Phân loại các thiết bị trao đổi nhiệt...............................................................9 1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA THIẾT BỊ THANH TRÙNG.................................................11 1.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THANH TRÙNG.................................12 1.4. CÁC THIẾT BỊ THANH TRÙNG VÀ MÔ TẢ ĐẶC TÍNH CỦA TỪNG THIẾT BỊ.............13 1.4.1. Thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn......................................................13 1.4.2. Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục..........................................................18 1.5. ỨNG DỤNG CỦA THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỰC PHẨM ........................................................................................................................... 26 1.6. CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ WEBSITE..............................................................28 PHẦN 2. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THIẾT BI...........................................................29 2.1. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI THÍCH CÔNG NGHỆ.................................................29 2.1.1. Giới thiệu về thành phần nguyên liệu của sản phẩm nước quả sơri............29 2.1.2. Quy trình công nghệ....................................................................................38 2.1.3. Giải thích quy trình......................................................................................38 2.2. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU VÀ LỰA CHỌN TIÊU CHUẨN.........................................48 2.2.1. Thông số cho thiết bị:..................................................................................48 2.2.2. Thông số dịch sơ ri và chất tải nhiệt:...........................................................48 2.3. TÍNH TOÁN CHO THIẾT BỊ CHÍNH.......................................................................53 GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 2 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 2.3.1. Tính toán cho quá trình thanh trùng............................................................53 2.3.2. Tính toán cho quá trình làm lạnh sau thanh trùng.......................................62 2.4. THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT KHÁC............................................................................69 2.5. SƠ ĐỒ THIẾT BỊ VÀ GIẢI THÍCH THIẾT BỊ............................................................73 2.6. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ MẶT BẰNG NHÀ MÁY.....................................................................75 2.7. TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................77 PHỤ LỤC. BẢN VE THIẾT BI CHÍNH......................................................................79 (BẢN IN A3 - AUTOCAD KÈM THEO ĐÚNG TIÊU CHUẨN VẼ KỸ THUẬT).......79 GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 3 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 MỤC LỤC BẢNG Bảng 2. 1 Thành phần hóa học của trái sơri trong 100g..................................................32 Bảng 2. 2 Thành phần vitamin và khoáng chất trong 100g sơri.......................................34 Bảng 2. 3 Các chỉ tiêu của đường trắng...........................................................................35 Bảng 2. 4 Các chỉ tiêu của acid citric..............................................................................36 Bảng 2. 5 Thành phần các thành phần trong 100g dịch sơ ri theo đơn vị % [6]..............49 Bảng 2. 6 Khối lượng riêng của dịch sơ ri ở 57oC (kg/m3)..............................................49 Bảng 2. 7 Khối lượng riêng của dịch sơ ri ở 59,320C (kg/m3)..........................................50 Bảng 2. 8 Nhiệt dung riêng của dịch sơ ri ở 59,32℃ (J/kg.độ)......................................50 Bảng 2. 9 Nhiệt dung riêng của dịch sơ ri ở 570C (J/kg.độ).............................................51 Bảng 2. 10 Hệ số dẫn nhiệt của dịch sơ ri ở 59,32℃ (W/m.độ).......................................51 Bảng 2. 11 Các thông số ống trong..................................................................................56 Bảng 2. 12 Các thông số ống ngoài.................................................................................57 Bảng 2. 13 Các thông số chính của thiết bị......................................................................61 Bảng 2. 14 Khối lượng riêng của dịch sơ ri ở 43,90C (kg/m3)..........................................62 Bảng 2. 15Nhiệt dung riêng của dịch sơ ri ở 500C (J/kg.độ)............................................63 Bảng 2. 16Nhiệt dung riêng của dịch sơ ri ở 43,9oC (J/kg.độ).........................................64 Bảng 2. 17Hệ số dẫn nhiệt của dịch sơ ri ở 43,90C (W/m.độ)..........................................64 Bảng 2. 18 Thông số vật lý của nước ở -40C....................................................................65 Bảng 2. 19 Các thống số chính của quá trình làm lạnh.....................................................69 GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 4 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 MỤC LỤC HÌNH Ả Hình 1. 1 Sơ đồ khối của thiết bị trao đổi nhiệt..................................................................9 Hình 1. 2 Thiết bị thanh trùng hơi cao áp làm việc gián đoạn nằm ngang......................15 Hình 1. 3 Thiết bị thanh trùng hơi dạng nằm ngang........................................................15 Hình 1. 4 Thiết bị thanh trùng dạng đứng........................................................................16 Hình 1. 5 Thiết bị thanh trùng hãng Lagarde...................................................................17 Hình 1. 6 Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục kiểu băng chuyền..................................19 Hình 1. 7 Sơ đồ thiết bị thanh trùng liên tục bằng khí nóng dạng băng tải......................20 Hình 1. 8 Thiết bị thanh trùng liên tục kiểu thủy tĩnh.......................................................22 Hình 1. 9 Thiết bị thanh trùng tấm bản hãng APV...........................................................23 Hình 1. 10 Nguyên lí hoạt động của thiết bị thanh trùng tấm bản...................................23 Hình 1. 11 Thiết bị ống lồng ống......................................................................................24 Hình 1. 12 Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống...................................................25 Hình 1. 13 Máy thanh trùng UHT sữa , nước hoa quả , trà xanh, rượu, bia....................26 Hình 1. 14 Thiết bị thanh trùng dạng ống chùm...............................................................27 Hình 1. 15 Thiết bị tiệt trùng dạng bản được dùng trong quy trình sản xuất nước trà xanh tại IFOOD........................................................................................................................ 27 Y Hình 2. 1 Quả sơri...........................................................................................................30 Hình 2. 2 Đường trắng.....................................................................................................35 Hình 2. 3 Thiết bị ngâm rửa của GP Graders..................................................................40 Hình 2. 4 Thiết bị phun rửa của GP Graders...................................................................40 Hình 2. 5 Thiết bị phân loại của GP Graders..................................................................41 Hình 2. 6 Hệ thống thiết bị chần bằng hơi nước..............................................................41 Hình 2. 7 Thiết bị ép.........................................................................................................42 Hình 2. 8 Hệ thống thủy phân bằng emzyme....................................................................43 Hình 2. 9 Thiết bị lọc khung bản......................................................................................43 Hình 2. 10 Thiết bị phối trộn............................................................................................45 GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 5 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 Hình 2. 11 Thiết bị thanh trùng ống lồng ống..................................................................46 Hình 2. 12 Quy trình rót chai trong điều kiện vô trùng....................................................46 Hình 2. 13 Quy trình dãn nhãn.........................................................................................47 Hình 2. 14 Sản phẩm nước quả Sơ ri...............................................................................48 Hình 2. 15 Trao đổi nhiệt 2 dòng lưu chất.......................................................................49 Hình 2.17 Sơ đồ nguyên lí về thiết bị ống lồng ống.........................................................73 Hình 2.18 Sơ đồ mặt bằng tổng thể nhà máy sản xuất nước sơ ri.....................................75 GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 6 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 LỜI MỞ ĐẦÂ Công nghệ thực phẩm được xem là một trong những ngành học có tính ứng dụng cao và đa dạng, đóng góp vai trò khá quan trọng trong cuộc sống hiện đại ngày nay. Nếu từ thuở xa xưa, con người chú trọng đến cái ăn là để sống trước mắt, thì ngày nay, con người sống với nhau không chỉ là ăn để no, mà là để thoả mãn nhu cầu của bản thân. Ngoài ăn no, người ta còn mong ăn ngon, mặc đẹp. Đó là những lí do góp phần cho sự phát triển không ngừng của ngành và luôn được sự xem xét, chú trọng quan tâm của nhà nước, của các quốc gia trên thế giới và của cả hàng triệu con người. Để hiểu rõ, hiểu sâu về kiến thức chuyên môn trong ngành công nghệ thựcphẩm, mỗi cá nhân cần phải ra sức học hỏi, tìm hiểu từ thầy cô, từ bạn bè, từ sách vở, từnhiều nguồn tài liệu và từ cả trong các hoạt động thực tiễn. Học lí thuyết là một chuyện,nhưng để hiểu và vận dụng được nó thì học trong thực tế sẽ hay hơn nhiều. Bởi nhận thức được điều đó, học phần “Đồ án kỹ thuật thực phẩm” đưa ra các đềtài thiết kế thiết bị có tính ứng dụng cao trong thực phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuấtcủa con người. Cũng vì lí do đó, nhóm chúng em đi tìm hiểu, nghiên cứu, thiết kế thiết bị ống lồng ống để gia nhiệt dịch sơri bằng tác nhân hơi bão hoà. Thiết bị gia nhiệt này có tính ứng dụng cao trong các nhà máy sản xuất nước quả và sữa, ngoài ra còn được nhiều doanh nghiệp sử dụng rộng rãi. Ngoài ra, môn học giúp sinh viên giải quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về: yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bị trong sản xuất hoá chất - thực phẩm. Đây là bước đầu tiên để sinh viên vận dụng những kiến thức đã học của nhiều môn học vào giải quyết những vấn đề kỹ thuật thực tế một cách tổng hợp. GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 7 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án kỹ thuâ ̣t thực phẩm với đề tài tài “ Tính toán và thiết kế hệ thống thanh trùng nước quả sơ ri công suất 1000 kg/h”, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân, nhóm luôn nhâ ̣n được sự hướng dẫn tâ ̣n tình của GVHD và sự giúp đỡ của các bạn cùng khóa. Thay mặt nhóm em xin gửi lời cảm ơn đến Ban chủ nhiê ̣m khoa Công nghê ̣ thực phẩm trường Đại Học Công Nghiê ̣p Thực Phẩm Tp. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiê ̣n cho nhóm được thực hiê ̣n đồ án này, xin chân thành cảm ơn Cô Trần Lệ Thu đã tâ ̣n tình hướng dẫn nhóm trong suốt quá trình thực hiê ̣n đề tài. Khi thực hiện đề tài còn nhiều vấn đề chưa thể hiểu hết nên khó tránh được sai soát trong khi tính toán nên nhóm mong nhận được sự góp ý tận tình từ Thầy Cô để có thể hoàn thiện bài tốt hơn. Xin chân thành cảm ơn! GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 8 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 PHẦN 1. TÔNG QÂAN 1.1. Cơ sở lý thuyết củ thhết bi tt̉a đổh nhhệt 1.1.1. Các định nghĩa Thiết bị trao đổi nhiệt (TBTĐN) là thiết bị trong đó thực hiện sự trao đổi nhiệt giữa chất cần gia công với chất cần mang nhiệt hoặc lạnh. Chất mang nhiệt hoặc lạnh được gọi chung là môi chất có nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn chất gia công, dùng để đun hoặc làm nguội chất gia công. Chất gia công và môi trường ở pha lỏng hoặc pha hơi, gọi chung là chất lỏng. Các chất này có nhiệt độ khác nhau. Để phân biệt mỗi thông số φ là của chất lỏng nóng hay chất lỏng lạnh, đi vào hay ra khỏi thiết bị, người ta quy ước: - Dùng chỉ số 1 để chỉ chất lỏng nóng: φ1. - Dùng chỉ số 2 để chỉ chất lỏng nóng: φ2. - Dùng dấu “ ‫ “ ׳‬để chỉ thông số vào thiết bị: φ1‫ ;׳‬φ2‫׳‬ - Dùng dấu “ ‫ “ ״‬để chỉ thông số vào thiết bị: φ1‫ ;״‬φ2‫״‬ Ví dụ: Hình 1.1Sơ đồ khối của thiết bị trao đổi nhiệt 1.1.2. Phân loại các thiết bị trao đổi nhiệt a. Phân loại theo nguyên lý làm việc của TBTĐN GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 9 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 1) TBTĐN tiếp xúc (hay hỗn hợp), là loại TBTĐN trong đó chất gia công và môi chất tiếp xúc nhau, thực hiện cả quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất, tạo ra một hỗn hợp. Ví dụ bình gia nhiệt nước bằng cách sục 1 dòng hơi. 2) TBTĐN hồi nhiệt, là loại thiết bị TĐN có mặt trao đổi nhiệt được quay, khi tiếp xúc chất lỏng 1 mặt nhận nhiệt, khi tiếp xúc chất lỏng 2 mặt tỏa nhiệt. Quá trình TĐN là không ổn định và trong mặt trao đổi nhiệt có sự dao động nhiệt. Ví dụ: bộ sấy không khí quay trong lò hơi nhà máy nhiệt điện. 3) TBTĐN vách ngăn, là loại TBTĐN có vách ngăn rắn cách chất lỏng nóng và chất lỏng lạnh và 2 chất lỏng TĐN theo kiểu truyền nhiệt. Loại TBTĐN đảm bảo độ kín tuyệt đối giữa 2 chất, làm cho chất gia công được tinh khiết và vệ sinh, an toàn, do đó được sử dụng rộng rãi trong mọi công nghệ. 4) TBTĐN kiểu ống nhiệt, là loại TBTĐN dùng ống nhiệt để truyền tải nhiệt từ chất lỏng nóng đến chất lỏng lạnh. Môi chất trong các ống nhiệt nhận nhiệt từ chất lỏng 1, sôi và hóa hơi thành hơi bão hòa khô, truyền đến vùng tiếp xúc chất lỏng 2, ngưng thành lỏng rồi quay về vùng nóng để lặp lại chu trình.Trong ống nhiệt, môi chất sôi, ngưng và chuyển động tuần hoàn, tải một lượng nhiệt lớn từ chất lỏng 1 đến chất lỏng 2. b. Phân loại TBTĐN theo sơ đồ chuyển động chất lỏng, với loại TBTĐN có vách ngăn. 1) Sơ đồ song song cùng chiều 2) Sơ đồ song song ngược chiều 3) Sơ đồ song song đổi chiều 4) Sơ đồ giao nhau 1 lần 5) Sơ đồ giao nhau nhiều lần c. Phân loại TBTĐN theo thời gian Thường phân ra 2 loại: 1) Thiết bị liên tục (ví dụ bình ngưng, calorife). 2) Thiết bị làm việc theo chu kì (nồi nấu, thiết bị sấy theo mẻ). d. Phân loại TBTĐN theo công dụng GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 10 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 - Thiết bị gia nhiệt dùng để gia nhiệt cho sản phẩm (ví dụ nồi nấu, lò - Thiết bị làm mát để làm nguội sản phẩm đến nhiệt độ môi trường (ví hơi) dụ tháp giải nhiệt nước, bình làm mát dầu) - Thiết bị lạnh để hạ nhiệt độ sản phẩm đến nhiệt độ nhỏ hơn môi trường (ví dụ tủ cấp đông, tủ lạnh). 1.2. Cơ sở lý thuyết cua thiết bị thanh trùng Thanh trùng là quá trình tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm và ức chế quá trình sinh tổng hợp độc tố của chúng. Chế độ xử lí trong quá trình thanh trùng “nhẹ nhàng hơn” so với quá trình tiệt trùng. Do đó, quá trình thanh trùng không làm tổn thất đáng kể giá trị dinh dưỡng và cảm quan của thực phẩm. Tuy nhiên, sau quá trình thanh trùng, hệ vi sinh vật trong thực phẩm vẫn chưa bị tiêu diệt hết, đặc biệt là nhóm vi sinh vật trong thực phẩm vẫn chưa bị tiêu diệt hết, đặc biệt là nhóm vi sinh vật chịu nhiệt và vi sinh vật có khả năng sinh bào tử. Phương pháp thanh trùng phổ biến hiện nay là phương pháp sử dụng nhiệt độ cao và phương kết hợp nhiệt độ cao và áp suất cao. Qúa trình thanh trùng thường gồm 3 giai đoạn: GĐ1: gia nhiệt mẫu thực phẩm từ giá trị nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ thanh trùng. GĐ2: giữ mẫu thực phẩm ở nhiệt độ thanh trùng đã chọn. GĐ3: làm nguội thực phẩm từ nhiệt độ thanh trùng về nhiệt độ thích hợp cho quá trình chế biến tiếp theo trong quy trình sản xuất. Các phương pháp thanh trùng có thể dược chia thành 2 nhóm: xử lý thực phẩm trong bao bì và xử lý thực phẩm ngoài bao bì. Riêng phương pháp xử lý sản phẩm ngoài bao bì thường áp dụng cho nhóm thực phẩm lỏng. GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 11 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thanh trùng Có 2 thông số công nghệ quan trọng nhất trong qúa trình thanh trùng là nhiệt độ và thời. Các nhà sản xuất cần xác định một chế độ thanh trùng hợp lý để chất lượng sản phẩm đảm bảo an toàn vệ sinh đồng thời giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sản phaatm cũng đạt yêu cầu. Việc lựa chọn chế độ thanh trùng sẽ phụ thuộc vào các yếu tố sau: Hệ vi sinh vật trong thực phẩm Mẫu thực phẩm trước khi đưa vào thanh trùng luôn chứa một hệ vi sinh vật. Các nhà sản xuất cần quan tâm đến tên các loài ci sinh vật bị nhiễm và mật độ của chúng trong mẫu thực phẩm. Theo lý thuyết, nếu các loài vi sinh vật bị nhiễm thuộc nhóm ưa nhiệt thì chế độ thanh trùng cần phải “nghiêm ngặt” mới tiêu diệt được chúng. Khả năng chịu nhiệt của 1 loài vi sinh vật thường được đánh giá dựa trên giá trị “thời gian phá huỷ thập phân”. VD: loài Clostridium 0 121 C thermosacharolyticum có giá trị D = 3 – 4, còn loài Clostridium botulinum có 0 121 C giá trị D = 0,1 – 0,3. Ngoài ra, mật độ vi sinh vật trong mẫu ban đầu càng cao thì việc tăng nhiêt độ và thời gian xử lý là rất cần thiết để đảm bảo sản phẩm có xác suất tái nhiễm thấp. Trạng thái vật lý của thực phẩm Thực phẩm lỏng có hệ số truyền nhiệt cao hơn thực phẩm rắn vì trong quá trình thanh trùng sẽ xuất hiên các dòng đối lưu trong sản phẩm. Các chỉ tiêu như hàm lượng chất khô, độ nhớt... sẽ ảnh hưởng đến hệ số truyền nhiệt của thực phẩm lỏng. Đối với thực phẩm rắn, sự truyền nhiệt xảy ra chủ yếu là do sự dẫn nhiệt. Thành phần hoá học của thực phẩm Việc chọn chế độ thanh trùng sẽ phụ thuộc vào giá trị pH hay độ chua của sản phẩm. Những thực phẩm lỏng có giá trị pH cao như sữa tươi (pH  4,5) thì giá trị nhiệt độ xử lý thường không thấp hơn 1000C để sản phẩm đạt được độ vô GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 12 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 trùng công nghiệp. Ngược lại những sản phẩm có pH khá thấp (pH = 3,7 – 4,5) như nước ép từ nhóm trái cây có múi hoặc pH thấp < 3,7)một số loại rượu vang, rau trái dầm giấm... thì có thể thanh trùng ở nhiệt độ thấp nhưng vẫn đảm bảo được độ vô trùng công nghiệp. Trong các thành phần hoá học của thực phẩm, cần lưu ý đến chất béo vì chúng có hệ số dẫn nhiệt thấp. 1.4. Các thiết bị thanh trùng và mô tả đặc tính cua từng thiết bị Người ta có thể phân loại các thiết bị thanh trùng dùng nhiệt theo yếu tố sau:  Theo phương thức làm việc: có thiết bị làm việc gián đoạn và thiết bị làm việc liên tục.  Theo áp suất được tạo ra trong thiết bị: có thiết bị làm việc ở áp suất thường và thiết bị làm việc áp suất. Đối với thiết bị làm việc ở áp suất được chia ra: thiết bị có dùng áp suất đối kháng và thiết bị không dùng áp suất đối kháng.  Theo cấu tạo: có hai loại thiết bị kiểu đứng và thiết bị nằm ngang (đối với thiết bị gián đoạn). Loại thiết bị dùng băng tải, dây xích hay gàu tải (đối với thiết bị làm việc liên tục). Môi trường gia nhiệt được sử dụng trong thiết bị thanh trùng thường là hơi nước bão hòa hay nước nóng. Dùng hơi nước làm chất truyền nhiệt có lợi là tiết kiệm được chi phí hơi ở nhiệt độ cao, được truyền trực tiếp cho hộp và quá trình nâng nhiệt đến nhiệt độ cần thiết nhanh. Nước nóng dùng để truyền nhiệt cho hộp trong thiết bị thanh trùng đóng vai trò là chất truyền nhiệt trung gian và thường cũng được nâng nhiệt bằng hơi. 1.4.1. Thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn 1.4.1.1. Thhết bi th̉nh ttùng làm vhệc ghán đaạn ở áp suất khí quyển Các thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn ở áp suất khí quyển là các thiết bị thanh trùng có cấu tạo đơn giản nhất thường làm bằng các thùng kim loại hay GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 13 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 thùng gỗ hở nắp, đun nóng trực tiếp bằng lửa hay phun hơi bằng các ống hơi đặt trong các thùng đó. Vì làm việc ở áp suất thường nên nhiệt độ thanh trùng không vượt quá 100ᴼC. Thiết bị thanh trùng hở nắp làm việc gián đoạn này được sử dụng phổ biến trong các cơ sở chế biến đồ hộp rau quả với trang bị đơn giản hay bán cơ giới với năng suất nhỏ và trung bình. 1.4.1.2. Thhết bi th̉nh ttùng áp suất c̉a làm vhệc ghán đaạn khểu nằm ng̉ng  Cấu tạa: thiết bị thanh trùng kiểu nằm ngang gồm có thân hình trụ, nắp đậy kín thiết bị có cơ cấu quay, miệng thùng tiếp xúc với nắp có gioăng cao su hoặc đệm amiăng. Thùng được đặt nằm ngang trên chân đế. Hơi nóng vào thùng theo ống đặt phía trên thiết bị, nước ngưng theo ống thoát ra ngoài. Các xe chở đồ được đẩy vào thùng trên các đường ray. Phía trên thùng có lắp các thiết bị: áp kế, van xả khí không ngưng, đồng hồ nhiệt độ, van an toàn.  Nguyên lí haạt động: cho xe chở hộp vào, đậy nắp kín. Mở van xả khí cho hơi nước vào để đuổi không khí không ngưng( 5 phút). Đóng van xả khí, tiếp tục cho hơi vào đun nóng hộp cho đến khi đạt nhiệt độ thanh trùng. Thanh trùng xong ngưng cho hơi vào, xả từ từ hơi trong thiết bị cho đến khi đạt áp suất khí quyển. Mở nắp thùng, kéo xe đến khu vực xối nước lạnh. Hình 1.2 Thiết bị thanh trùng hơi cao áp làm việc gián đoạn nằm ngang GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 14 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 1-Nắp thùng; 2- Cơ cấu treo nắp khi mở;3- Cửa hơi đốt vào; 4- Cửa xả khí;5- nhiệt kế; 6- đồng hồ áp suất;7- van an toàn; 8- thân thiết bị;9- đường ray; 10- cửa xả nước ngưng;11- xe chở đồ Thanh trùng nằm ngang có loại dùng nước, có loại dùng hơi nhưng loại dùng hơi được sử dụng phổ biến hơn. Hình 1.3 Thiết bị thanh trùng hơi dạng nằm ngang 1.4.1.3. Thhết bi th̉nh ttùng áp suất c̉a làm vhệc ghán đaạn khểu đứng Loại này tường tự loại nằm ngang, chỉ khác là đặt đứng. Hộp được dặt trong các giỏ, mỗi thùng chứa từ 1 đến 4 giờ. GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 15 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 1 - đường cấp hơi; 2 - đường cấp nước;3 - ống dẫn khí; 4 - đường nước chảy tràn;5 - đường nước nguội; 6 - giỏ đựng hộp tp;7 - khóa xả van ngoài; 8 -mống phân phối hơi và ống khí; 9 - nắp nồi;10 - Bầu lắp nhiệt kế và áp kế; 11 Van khí khí;12 - ống nước đối lưu; 13 - Đối trọng. Hình 1.4 Thiết bị thanh trùng dạng đứng  Cấu tạa: thiết bị hình trụ chế tạo bằng thép đen, nắp và đáy hình elip hoặc ovan. Nắp đậy kín nhanh do có kết cấu đai xiết và mở nhanh được do có đối trọng. Phía đáy trong thiết bị có ống hơi hình tròn hoặc chữ thập 8 và giá đỡ giỏ nguyên liệu. Giỏ nguyên liệu 6 hình tròn làm bằng thép inox phía trên có quai, xung quanh có lỗ. Trên nắp thiết bị có van xả khí 11. Giữa thiết bị có một bầu 10 nhô ra để lắp nhiệt kế (150 ᴼC), áp kế (6at). Đáy bầu được nối với đáy bằng ống dẫn 12 cho nước đối lưu, để nhiệt độ đo được chính xác. Thiết bị thanh trùng cao áp làm việc gián đoạn kiểu đứng có cấu tạo gọn hơn so với kiểu nằm ngang. Thiết bị thanh trùng này có thể làm việc với nhiều loại đồ hộp khác nhau, ở nhiều nhiệt độ khác nhau và ngoài bao bì bằng kim loại còn có thể thanh trùng được bao bì thủy tinh. Tuy nhiên thiết bị thanh trùng loại này có nhược điểm là thao tác còn nặng nhọc, thời gian thanh trùng kéo dài, năng suất chỉ thích hợp với quy mô trung bình trở xuống và được cơ khí hóa cao. 1.4.1.4. Thhết bi th̉nh ttùng L̉g̉tde GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 16 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 Thiết bị thanh trùng nằm ngang Lagarde lại dùng cả hơi và không khí để thanh trùng. Hộp cũng được sắp xấp trước vào các giỏ lưới rồi mới đẩy vào thiết bị để sau đó gia nhiệt. Hình 1.5 Thiết bị thanh trùng hãng Lagarde Đặc điểm cơ bản của thiết bị này là hai thống số nhiệt độ và áp suất thay đổi không phụ thuộc nhau và phải cùng lúc theo dõi hai thông số riêng biệt. Sự khác biệt của thiết bị này so với những loại khác là bên trong có một quạt có nhiệm vụ trộn và đẩy khí hòa lẫn với hơi nước chuyển động vòng như trong hình. Ở đây, lượng hơi nước được điều chỉnh để kiểm soát nhiệt độ trong thiết bị luôn đồng đều. Khi làm nguội, người ta dùng nước ở dạng phun tia vào hỗn hợp hơi nướckhông khí để hạn chế “ sốc nhiệt” cho bao bì, đặc biệt khi thanh trùng bao bì thủy tinh. 1.4.2. Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục Trong sản xuất đồ hộp, các dây chuyền được cơ khí hóa và tự động hóa, thường được trang bị các thiết bị thanh trùng làm việc liên tục để đảm bảo chu kì làm việc của dây chuyền liên tục. Sử dụng thiết bị thanh trùng liên tục ngoài ra góp phần tăng năng suất lao động còn làm cho chất lượng sản phẩm tốt hơn, tiết kiệm năng lượng và điều kiện lao động của công nhân cũng nhẹ nhàng hơn đỡ vất GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 17 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 vả hơn. Các thiết bị thanh trùng liên tục cho đồ hộp đựng trong bao bì thủy tinh và sắt tây được sử dụng phổ biến là thiết bị băng chuyền, kiểu thùng quay và kiểu thủy lực. GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 18 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017 1.4.2.1. Thhết bi th̉nh ttung bằng nước làm vhệc lhên tục khểu băng tảh ở áp suất thường Đối với các loại đồ hộp có kích thước nhỏ và không cần thanh trùng ở nhiệt độ cao trên 100ᴼC và thời gian ngắn thì có thể sử dụng băng chuyền kín làm việc liên tụcđi qua các thùng chứa nước nóng để nâng nhiệt và thanh trùng, sau đó qua bộ phận nước làm lạnh hay bộ phận phun nước làm lạnh. Thời gian thanh trùng và làm nguội được điều chỉnh vận tốc cảu băng chuyền. thiết bị thanh trùng liên tục tương đối đơn giản, dễ dàng điều chỉnh năng suất, thuận lợi cho việc thanh trùng các loại sản phẩm như cà chua cô đặc, vải, sari,… Hình 1.6 Thiết bị thanh trùng làm việc liên tục kiểu băng chuyền 1-Động cơ, hộp giảm tốc dẫn động; 2- Xích vận chuyển; 3- Lớp nước thanh trùng; 4- Ống phun nước lạnh làm nguội; 5- Ống thoát hơi; 6- Thân thiết bị; 7- Đĩa xích; 8- Ống hơi vào; 9- khung máy; 10- thanh gạt hộp  Cấu tạa: thiết bị cấu tạo tương đối đơn giản gồm hai bể chứa nước để thanh trùng và làm nguội dài 12m và 6m. Giữa hai bể có đoạn trung gian dài 1m để phun nước. Bể thanh trùng có đáy gồm hai lớp, lớp ngoài kín, lớp trên tiếp giáp với nước, hộp, bằng lưới. Ống cấp hơi nước được bố trí giữa hai lớp này để đốt nóng nước cho quá trình thanh trùng. GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 19 Đồ án Kỹ Thuật Thực Phẩm 2017  Nguyên lí haạt động: hộp sau khi ghép mí, cho vào bể thanh trùng, được các thanh gạt gạt đi. Tốc độ chuyển động của hộp được quyết định bởi thời gian thanh trùng. Ra khỏi bể thanh trùng, hộp được phun nước làm nguội bớt trước khi cho vào bể nước lạnh để làm nguội tiếp đến nhiệt độ 35-40ᴼC rồi đưa đi làm khô. Loại thiết bị này được sử dụng thích hợp cho nhà máy có đồ hộp có năng suất lớn. Tuy nhiên thiết bị đơn giản song diện tích chiếm chỗ lớn. 1.4.2.2. Thhết bi th̉nh ttùng lhên tục bằng khí nóng dạng băng tảh ở áp suất thường Loại thiết bị này thường thanh trùng cho sản phẩm ở nhiệt độ dưới 100 0C dùng cho các nước quả. Có thể thanh trùng được nhiều loại đồ hộp bằng sắt hay thủy tinh. Cấu tạa: bộ phận chính của thiết bị là bằng tải 7 chuyển động tròn nhờ động cơ và hộp giảm tốc 9. Nhánh trên của băng tải được bọc trong hộp kín 8. Trong hộp 8 chia làm 3 vùng: vùng thanh trùng 5 có nhiệt độ không khí cao do quạt 6 cung cấp- vùng làm nguội bằng khí trời 3 do quạt 4 cung cấp, kết hợp với nước phun thành tia nhỏ do vòi 2 cung cấp- và vùng sấy khô cuối thiết bị bằng khí trời do quạt 1 cung cấp. Hình 1.6Sơ đồ thiết bị thanh trùng liên tục bằng khí nóng dạng băng tải 1.Quạt gió; 2.Vòi phun nước tia nhỏ làm nguội; 3. Vùng làm nguội bằng không khí; 4. Quạt; 5. Vùng thanh trùng bằng không khí nóng; 6. Quạt gió nóng; 7. Băng tải. GVHD: TS. TRẦN LỆ THÂ Page 20