Trờng Đại học CÔNG NGHIệP TP Hồ CHí MINH Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Bài giảng: Máy thiết bị thực phẩm Ngời biên soạn : Th.s Dơng Văn Trờng TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2014 Contents Giới thiệu Chơng I: Những khái niệm 1.1 Tính chất cảm quan dinh dỡng thực phẩm: 1.2 Quá trình chế biến thực phẩm 1.3 Tính toán động lực 1.4 Cấu tạo chung máy, thiết bị 1.5 Một số yêu cầu máy thiết bị thực phẩm 1.6 Những thiết bị gặp nhà máy chế biến đồ hộp thực phẩm CHƯƠNG II CáC THIếT Bị VậN CHUYểN 11 2.1 Băng tải 11 2.2 Gầu tải 16 2.3 Vít tải 19 2.4 Vận chuyển không khí: 21 Chơng Các thiết bị làm phân loại 25 3.1 Quá trình làm 25 3.2 Máy rửa băng tải 25 3.3 Máy rửa thùng quay 27 3.4 Máy rửa kiểu sàng lắc 28 3.5 Máy rửa cánh đảo 29 3.6 Máy rửa hộp sắt 29 3.7 Máy rửa bao bì thủy tinh 31 3.8 Máy phân loại kiểu sàng 32 3.9 Máy phân loại trái 33 3.10 ống phân loại 34 3.11 Máy phân phân cỡ tôm 35 3.12 Máy lựa chọn dùng quang điện 36 Chơng 4: máy nghiền nhỏ thực phẩm 39 4.1 Quá trình nghiền nhỏ 39 4.2.Máy nghiền đĩa 39 4.3 Máy nghiền 40 4.4 Máy nghiền búa 42 4.6 Máy xay thịt (máy nghiền vít) 46 4.7 Máy băm nhuyễn 47 4.8 Máy chà xát 48 4.8 Máy đồng hoá 65 Chơng máy cắt lát nguyên liệu thực phẩm 67 5.1 Máy cắt thái nguyên liệu 67 5.2 Máy cắt lát dạng lỡi dao thẳng 67 5.3 Máy cắt lát dạng dao trụ 69 Chơng VI: thiết bị khuấy trộn 72 6.1 Thiết bị khuấy trộn chất lỏng 72 6.2 Máy khuấy trộn loại nguyên liệu dẻo 73 6.3 Khuấy trộn sản phẩm rời 75 Chơng vii Các thiết bị ép, lắng lọc 78 7.1 Máy ép 78 7.2 Các thiết bị lọc 79 Chơng Viii Các thiết bị định lợng 83 8.1 Các máy rót sản phẩm lỏng 83 8.2 Cơ cấu rót sản phẩm rời vào bao bì 86 Chơng ix Các máy ghép nắp bao bì 88 9.1 Các phơng pháp tạo mối ghép 88 9.2 Máy ghép hộp sắt bán tự động 89 9.3 Máy ghép mí tự động 91 9.4 Máy ghép mí chân không 92 Chơng x Thiết bị đun nóng, chần, hấp 94 10.1.Thiết bị đun nóng hai vỏ làm việc gián đoạn áp suất thờng 94 10.2 Thiết bị đun nóng ống kín làm việc áp suất thờng 94 10.3 Thiết bị chần, hấp, làm việc liên tục áp suất thờng 97 10.4 Các thiết bị trùng 98 10.5 Thiết bị sấy khô sản phẩm 103 CHƯƠNG XI : CáC MáY xử lý học nguyên liệu THủY SảN 113 11.1 Máy đánh vảy cá (scaling machines) 113 11.2 Máy cắt vây cá 114 11.3 Máy cắt đầu cá 115 11 Máy cắt khúc cá 116 11.5 Máy philê cá 118 11.6 Máy lọc da cá 118 Giới thiệu Ngành công nghệ chế biến thực phẩm có nguồn gốc lịch sử thực phẩm đợc chế biến để chống lại phá hoại động vật gặm nhấm, để tăng giá trị thực phẩm Ví dụ nh ngũ cốc đợc sấy khô để kéo dài thời gian bảo quản, thịt nớng lên tăng hơng vị Các thiết bị chế biến đợc phát triển để giảm thời gian nh lao động phơng pháp chế biến thủ công nh sức gió, sức nớc sức kéo động vật đợc sử dụng nhà máy xay xát ngũ cốc Quá trình chế biến sinh học đợc thực Ai cập với sản phẩm lên men phô mai rợu vang Trong khoảng thời gian dài, phơng pháp đợc sử dụng mức độ gia đình để phục vụ nhu cầu gia đình Tuy nhiên xã hội phát triển, xu hớng chuyên môn hóa nh thơng mại phát triển, phơng pháp tiền thân cho công nghiệp chế biến thực phẩm nớc ôn đới, kỹ thuật chế biến thực phẩm đợc phát triển qua hệ nhằm dự trữ thực phẩm tháng mùa đông lạnh giá nh sẵn thực phẩm Sự phát triển thành phố thị trấn tạo điều kiện cho phát triển phơng pháp bảo quản thực phẩm nhằm vận chuyển chúng từ nơi nông thôn xa xôi đến thành phố đông dân c Trong kỷ 19, sản xuất quy mô lớn đợc tiến hành số nhà máy nhằm sản xuất sản phẩm thiết yếu nh tinh bột, đờng, bơ sản phẩm bánh nớng Những mẻ sản xuất đơn dựa vào truyền thống kinh nghiệm không dựa kiến thức thành phần thực phẩm biến đổi trình chế biến Cho đến cuối kỷ 19, hiểu biết khoa học bắt đầu thay đổi công nghiệp sản xuất thực phẩm dựa kinh nghiệm sang công nghiệp sản xuất dựa khoa học điều kéo dài tận ngày Tất trình chế biến thực phẩm kết hợp công đoạn nhằm làm biến đổi nguyên liệu ban đầu thành sản phẩm cuối Mỗi công đoạn có tác dụng cụ thể, xác định đợc nh dự đoán đợc lên thực phẩm Một quy trình bao gồm nhóm công đoạn Sự kết hợp nh thứ tự công đoạn định tính chất sản phẩm cuối nớc công nghiệp, thị trờng sản phẩm thực phẩm chế biến sẵn thay đổi Ngời tiêu dùng không đỏi hỏi sản phẩm thực phẩm bảo quản hàng tháng nhiệt độ môi trờng Mỗi gia đình sở hữu tủ lạnh lò vi sóng nhu cầu thực phẩm tiện lợi cho chế biến, thích hợp để bảo quản tủ lạnh nh có thời gian bảo quản vừa phải nhiệt độ môi trờng Tuy nhiên ngời tiêu dùng lại đòi hỏi thực phẩm phải gần giống trạng thái tự nhiên nghĩa thực phẩm biến đổi trình chế biến, bảo quản tốt Điều có ảnh hởng quan trọng đến thay đổi ngành chế biến thực phẩm Chi chí lợng nhân công ảnh hởng nhiều đến công nghệ chế biến thực phẩm Các nhà chế biến thực phẩm không tập trung đầu t vào trình có chi phí nhân công cao nh hiệu lợng thấp Các thiết bị chế biến thực phẩm cho phép điều khiển trình chế biến phức tạp nhằm hai mục tiêu giảm chi phí sản xuất giảm ảnh hởng xấu đến chất lợng cảm quan nh dinh dỡng thực phẩm Tiết kiệm lợng tính quan trọng thiết bị chế biến thực phẩm điều đòi hỏi chi phí đầu t cao Chơng I: Những khái niệm 1.1 Tính chất cảm quan dinh dỡng thực phẩm: 1.1.1 Tính chất cảm quan Đối với ngời tiêu dùng, thuộc tính quan trọng thực phẩm tính chất cảm quan (trạng thái, mùi, vị, hình dạng màu sắc) Điều định sở thích cá nhân sản phẩm cụ thể, vài khác biệt nhỏ loạt sản phẩm loại ảnh hởng đến thị hiếu ngời tiêu dùng Mục tiêu nhà chế biến thực phẩm cải thiện công nghệ nhằm lu giữ nh tạo giá trị cảm quan mong đợi thực phẩm đồng thời giảm thiểu h hỏng thực phẩm trình chế biến 1.1.2 Trạng thái Một số thuộc tính trạng thái thực phẩm đợc mô tả bảng 1.1 Trạng thái thực phẩm đợc định hàm lợng ẩm hàm lợng chất béo, loại nh khối lợng cacbohydrate cấu trúc (cellulose, tinh bột, pectin) protein Những biến đổi cấu trúc thực phẩm thay đổi hàm lợng ẩm, hàm lợng chất béo, hình thành nh phá vỡ hệ nhũ tơng, thủy phân cacbohydrate, đông tụ thủy phân protein Đặc trng Tính chất học Độ cứng Độ liên kết Đặc trng thứ cấp Thuật ngữ thông dụng Mềm, chắc, cứng Dễ vỡ vụn, dòn Mềm, dai Giòn, nhão, dính Lỏng, nhớt Dẻo, dai Độ cứng Độ dai Độ dính Độ nhớt Độ đàn hồi 1.1.2.1 Mùi, vị Vị thực phẩm bao gồm: mặn, ngọt, đắng chua Vị thực phẩm đợc định thành phần thực phẩm nh chất điều vị đợc sử dụng Vị thực phẩm bị ảnh hởng trình chế biến ngoại trừ số trình nh: trình hô hấp số trái tơi, trình lên men Thực phẩm tơi chứa hỗn hợp phức tạp chất dễ bay Các chất tạo nên mùi đặc trng sản phẩm Trong trình chế biến chất bay làm giảm cờng độ mùi thực phẩm nh làm xuất mùi Các hợp chất mùi đợc tạo tác dụng nhiệt, xạ ion hóa, oxy hóa hoạt động enzyme lên protein, chất béo cacbohydrate Ví dụ nh thủy phân chất béo thành acid béo biến đổi thành aldehyde, esters rợu Mùi mà cảm nhận đợc kết hợp phức tạp hàng trăm chất tạo mùi 1.1.2.2 Màu sắc Nhiều chất màu tự nhiên bị biến đổi trình chế biến nhiệt, thay đổi pH oxy hóa trình bảo quản Điều dẫn đến thực phẩm chế biến bị màu sắc đặc trng làm giảm giá trị thực phẩm Các chất màu tổng hợp thờng ổn định nhiệt, ánh sáng thay đổi pH môi trờng chúng thờng đợc đa vào thực phẩm để giữ màu sắc cho thực phẩm 1.1.3 Tính chất dinh dỡng Nhiều công đoạn chế biến không sử dụng nhiệt ảnh hởng không ảnh hởng đến giá trị dinh dỡng thực phẩm Một số công đoạn bao gồm: trộn, làm sạch, phân loại, đông khô Tuy nhiên nhiều công đoạn chế biến giá trị dinh dỡng thực phẩm bị biến đổi Nhiệt nguyên nhân gây biến đổi giá trị dinh dỡng thực phẩm Nhiệt làm gelatin hóa tinh bột, làm đông tụ protein, chất ức chế dinh dỡng bị phá hủy dẫn đến tăng khả tiêu hóa Tuy nhiên, nhiệt phá hủy số vitamin bền nhiệt, giảm giá trị sinh học protein thúc đẩy trình oxy hóa chất béo Oxy hóa nguyên nhân quan trọng thứ hai biến đổi giá trị dinh dỡng thực phẩm Quá trình oxy hóa xảy thực phẩm tiếp xúc trực tiếp với không khí (nh trình nghiền nhỏ sấy khô khí nóng) tác dụng nhiệt, enzyme oxy hóa ảnh hởng trình oxy hóa là: (1) Chất béo bị phân giải thành hydroperoxides phản ứng tạo thành hợp chất carbonyl, hydroxy, acid béo mạch ngắn số độc tố dầu rán (2) Phá hủy số vitamin nhạy cảm với oxy Vitamin A Vitamin D Vitamin E Vitamin K Vitamin C Phân hủy tia cực tím, không khí Tia cực tím làm tăng hàm lợng Phân hủy mỡ ôi Rất ổn định Phân hủy không khí, enzyme, tia cực tím, kim loại sắt đồng Bền với nhiệt, thờng không bị ảnh hởng nhiệt trình chế biến Không nhiệt bền với Bị phân hủy kiềm, ổn định môi trờng acid Vitamin B Bền nhiệt acid panthothenic Do trình chế biến, biến đổi có lợi cần đợc phát huy hạn chế trình làm giảm giá trị dinh dơng thực phẩm 1.2 Quá trình chế biến thực phẩm 1.2.1 Khái niệm trình chế biến thực phẩm Quá trình chế biến thực phẩm bao gồm bớc tác động kỹ thuật lên nguyên liệu nhằm tạo sản phẩm mong muốn Mỗi bớc tác động lên nguyên liệu làm nguyên liệu thay đổi mặt hình dạng, kích thớc, thành phần hóa học, vi sinh vật, Các bớc tác động kỹ thuật lên nguyên liệu riêng lẻ mà liên hệ từ khâu đầu đến khâu cuối Mỗi bớc tác động đợc coi trình nhỏ gọi công đoạn Trái Rửa Phân loại Gọt vỏ Cắt lát Trộn (thêm đờng, nớc) Rót hộp Ghép mí Thanh trùng nhiệt Sản phẩm đồ hộp trái cắt lát Sự kết hợp công đoạn trình chế biến đồ hộp trái cắt lát Trong công đoạn việc sử dụng máy móc thiết bị làm giảm chi phí lao động, tăng suất, đảm bảo tính đồng sản phẩm dễ dàng tự động hóa toàn trình sản xuất 1.2.2 Phân loại máy chế biến thực phẩm Máy thiết bị chế biến thực phẩm đa dạng, tùy thuộc vào nguyên lý làm việc, hãng chế tạo, suất, Tuy nhiên máy thiết bị đợc phân chia theo số đặc điểm chung sau: (a) tính chất tác dụng lên nguyên liệu chế biến (b) cấu tạo chu trình làm việc (c) Mức độ khí hóa tự động hóa Theo tính chất tác dụng lên nguyên liệu ngời ta phân thành máy thiết bị - Máy (machine): máy cấu giới nhằm tác động lên nguyên liệu công học xác định Đặc điểm máy có phận làm việc chuyển động trực tiếp tác dụng học lên nguyên liệu Khi chế biến máy, nguyên liệu không thay đổi tính chất mà thay đổi hình dạng, kích thớc Ví dụ nh máy cắt, máy nghiền, máy trộn - Thiết bị (equipment): công cụ thực tác động lên nguyên liệu làm thay đổi tính chất hóa lý trạng thái sản phẩm Đặc điểm thiết bị phải có khoảng không gian tiến hành tác dụng lên nguyên liệu với mục đích thay đổi tính chất Thể tích khoảng không gian định suất thời gian trình Ví dụ nh thiết bị lên men, thiết bị lọc Theo cấu tạo trình làm việc máy thiết bị đợc phân thành (a) máy tác dụng gián đoạn (batch) (b) máy tác dụng liên tục (continuous process) Trong máy, thiết bị làm việc gián đoạn, nguyên liệu đợc đa vào chế biến kết thúc trình sản phẩm đợc lấy ra, sau lại lặp lại với mẻ nguyên liệu Tại vị trí máy, thiết bị, khoảng thời gian chu trình làm việc, thông số trình nh nhiệt độ, áp suất, nồng độ vật chất thay đổi nhiều lần Đối với máy, thiết bị làm việc liên tục khâu nạp liệu, chế biến lấy sản phẩm đợc tiến hành đồng thời Tại vị trí máy, thiết bị, thông số trình nh nhiệt độ, áp suất, nồng độ vật chất, không thay đổi theo thời gian Máy, thiết bị làm việc gián đoạn có u điểm sau: - Dễ dàng thay đổi loại sản phẩm nh suất thiết bị - Chi phí đầu t ban đầu cho thiết bị thấp - Vận hành đơn giản Tuy nhiên nhợc điểm là: - Chi phí lao động cao - Chi phí vận hành cao (chi phí nhiều cho lợng) - Diện tích chiếm chỗ lớn - Tính đồng sản phẩm thấp Các máy, thiết bị làm việc gián đoạn thờng đợc sử dụng chủng loại sản phẩm thờng thay đổi, sản xuất nhỏ sản xuất không liên tục năm tính chất mùa vụ nguyên liệu Ngợc lại máy, thiết bị làm việc liên tục có tính đa dạng sản phẩm thấp, chi phí đầu t ban đầu cao nhng chi phí vận hành thấp, trình sản xuất dễ dàng điều khiển chất lợng sản phẩm đồng Theo mức độ tự động hóa, máy thiết bị đợc phân thành: (a) máy không tự động (thủ công, manual) (b) máy bán tự động (semi-automatic) (c) máy tự động (automatic) máy thủ công, khâu phụ nh nạp liệu, lấy sản phẩm, kiểm tra, đợc thực trực tiếp ngời máy bán tự động, hầu hết nguyên công công nghệ thực máy số nguyên công phụ đợc thực tay Với máy tự động, nguyên công phụ đợc thực máy 1.3 Tính toán động lực 1.3.1 Cân vật chất (material balance) Ngời ta thiết lập cân vật chất công đoạn để xác định lợng tiêu hao nguyên vật liệu đa vào chế biến, lợng thành phẩm thu đợc để từ xác định đợc suất, số lợng thiết bị sử dụng trình chế biến Cân vật chất đợc thiết lập dựa định luật bảo toàn khối lợng Khối lợng nguyên liệu = Khối lợng thành phẩm phế liệu + Khối lợng lu lại máy + Hao phí Đối với trình liên tục, cân vật chất đợc lập cho đơn vị thời gian Còn trình gián đoạn, cân vật chất đợc lập cho mẻ 1.3.2 Cân lợng (energy balance) Cân lợng đợc thiết lập dựa sở định luật bảo toàn lợng Q + Q2 Q3 = Q4 + Q5 Trong đó: Q1: Năng lợng nguyên liệu mang vào Q2: Năng lợng cung cấp để thực trình Q3: Năng lợng phản ứng trình Dấu (-) cho trình có phản ứng sử dụng lợng, dấu (+) cho trình có phản ứng sinh lợng Q4: Năng lợng sản phẩm mang Q5: Năng lợng tổn thất môi trờng Năng lợng sử dụng nhiều trình chế biến thực phẩm lợng nhiệt Việc thiết lập tính toán cân lợng cho phép xác định lợng tổn thất để từ có biện pháp nhằm giảm chi phí lợng 1.3.3 Năng suất máy, thiết bị (output) Lợng nguyên liệu (thành phẩm) đa vào (lấy ra) đơn vị thời gian đợc gọi suất máy, thiết bị 1.3.4 Công suất máy, thiết bị (capacity) Là công máy thực đơn vị thời gian Đơn vị công suất w 1.3.5 Cờng độ trình: Cờng độ trình suất máy, thiết trị đơn vị đại lợng đặc trng cho máy thiết bị Ví dụ: thiết bị cô đặc đại lợng đặc trng bề mặt bay hơi, suất thiết bị lợng nớc bay đợc đơn vị thời gian Vậy cờng độ trình bay thiết bị cô đặc lợng nớc bay đơn vị thời gian đơn vị diện tích bề mặt bay 1.4 Cấu tạo chung máy, thiết bị Để nghiên cứu máy, thiết bị khác nhau, cần phải biết cấu tạo chúng chức chi tiết Nói chung, máy, thiết bị bao gồm phận sau 1.2.3 Bộ phận cấp liệu lấy sản phẩm - Nhiệm vụ phận cấp liệu cung cấp nguyên liệu cho máy, thiết bị Bộ phận làm việc gián đoạn hay liên tục tùy theo loại máy Trong số máy, thiết bị, phận cấp liệu đóng vai trò định lợng - Bộ phận lấy sản phẩm có nhiệm vụ đa sản phẩm khỏi máy đa đến máy làm việc 1.2.4 Bộ phận làm việc (cơ cấu thi hành) Bộ phận làm việc phận máy, xác định chức hay tên gọi Cơ cấu trực tiếp tác dụng lên nguyên liệu cần chế biến Máy đơn giản có phận làm việc Máy phức tạp có nhiều phận làm việc phận thực nguyên công xác định 1.2.5 Bộ phận động lực Bộ phận động lực phận cung cấp lợng cho máy hoạt động Nguồn lợng chủ yếu cho máy, thiết bị chế biến thực phẩm lợng nhiệt lợng điện Để cung cấp lợng điện ngời ta thờng dùng động điện 1.2.6 Bộ phận truyền động Bộ phận có nhiệm vụ truyền chuyển động từ phận động lực đến phận làm việc Thông thờng động có chuyển động quay phận làm việc chuyển động theo biên dạng tốc độ khác Nh phận truyền động truyền chuyển động mà phải tạo cho phận làm việc chuyển động theo biên dạng yêu cầu công nghệ Các hệ thống truyền động biết nh: đai, xích, cam, vít loại truyền động khí chủ yếu, thờng đợc sử dụng máy, thiết bị đại Bất kỳ hệ thống truyền động dù phức tạp đến đâu phân tích kỹ tổ hợp hệ thống truyền động 1.2.7 Bộ phận điều khiển Bộ phận điều khiển có chức đảm bảo cho máy hoạt động theo thông số mà công nghệ yêu cầu, tự động điều chỉnh khhi thông số thay đổi, bảo vệ máy tránh cố xảy Cấu tạo chung máy, thiết bị đợc mô hình hóa sơ đồ sau 1: Bộ phận động lực 3: Bộ phận tiếp liệu 2: Bộ phận truyền động 4, 5, 6: Bộ phận làm việc : Bộ phận điều khiển bảo vệ 1.5 Một số yêu cầu máy thiết bị thực phẩm -Thực trình công nghệ tiên tiến, tạo đợc thông số mà công nghệ yêu cầu -Tính tiêu chuẩn hóa cao (đơn giản thiết kế, sửa chữa) -Dễ vận hành, an toàn, dễ làm vệ sinh, bền, chắn, dễ tự động hoá -Hiệu kinh tế kỹ thuật cao, chi phí/đơn vị sản phẩm thấp nhất, suất, giá thành đầu t, diện tích chiếm chỗ, chi phí vận hành bảo dỡng -Độ bền hoá học máy: không bị ăn mòn hoá học, chịu nhiệt, độ bền học cao : độ bền vật liệu chế tạo phụ thuộc vào điều kiện sản xuất Vì chọn thiết bị trớc hết phải xác định xác thông số công nghệ nh : nhiệt độ, áp suất, môi trờng tiếp xúc - Sơ đồ cấu tạo: K2 thải VL sấy Sản phẩm Hơi đốt Sản phẩm Buồng sấy Vít tải Lới sấy Xyclon Calorifer Quạt li tâm -Nguyên lý làm việc: Vật liệu sấy dạng hạt đợc đa vào buồng sấy nhờ vít tải Trong buồng sấy, vật liệu sấy đợc không khí nóng thổi từ dới lên trạng thái tầng sôi (trạng thái lơ lửng); trình vật liệu sấy đợc gia nhiệt sấy khô, sản phẩm đợc đa Không khí trời đợc quạt gió hút thổi qua calorifer để thực trình nung nóng nhờ nhận nhiệt đốt Không khí nóng sau khỏi calorifer đợc đẩy trực tiếp vào buồng sấy với vận tốc đủ lớn để thổi lớp vật liệu sấy dạng hạt trạng thái lơ lửng Sau gia nhiệt cho vật liệu sấy, không khí thải hạt sản phẩm có kích thớc 105 nhỏ đợc đa qua xyclon để thực trình phân riêng (phân ly); sản phẩm đợc tách đáy xyclon, không khí thải lên phía 10.5.2.3 Các thiết bị sấy khí động - Sơ đồ cấu tạo: Kkông khí thải Sản phẩm VL sấy Hơi đốt ống sấy Calorifer Xyclon Quạt gió -Nguyên lý làm việc: Vật liệu sấy dạng hạt đợc đa vào ống sấy từ phía dới Trong ống sấy, vật liệu sấy đợc không khí nóng thổi từ dới lên bay dọc theo ống sấy Khi vật liệu sấy đợc gia nhiệt sấy khô Sau hết ống sấy, hỗn hợp không khí thải sản phẩm đợc đa vào xyclon để thực trình phân riêng (phân ly) Hỗn hợp không khí thải sản phẩm đợc đa vào xyclon theo phơng tiếp tuyến, dới tác dụng lực li tâm sản phẩm đợc tách đáy xyclon, không khí thải lên phía 106 10.5.2.4 Thiết bị sấy dùng bơm nhiệt - Sơ đồ cấu tạo: VL sấy Sản phẩm Bơm nhiệt Quạt gió Dàn nóng Buồng sấy Dàn lạnh - Nguyên lý làm việc: Máy nén thực trình nén môi chất lên dàn ngng, môi chất nhả nhiệt cho không khí thực trình ngng tụ Môi chất lỏng qua van tiết lu thực trình tiết lu giảm áp, giảm nhiệt độ sau vào dàn bay Tại đây, môi chất nhận nhiệt không khí thải sau khỏi buồng sấy để bay đợc máy nén hút tiếp tục thực trình ép nén Không khí qua dàn ngng nhận nhiệt môi chất nén thực trình nung nóng sau đợc quạt li tâm hút thổi vào buồng sấy Tại buồng sấy, không khí nóng nhả nhiệt cho vật liệu sấy trở thành không khí thải Không khí thải mang theo lợng ẩm tách khỏi vật liệu sấy đợc qua dàn lạnh để thực trình tách ẩm Tại dàn lạnh, không khí nhả nhiệt cho môi chất thực trình làm lạnh, không khí đợc hạ nhiệt độ xuống dới nhiệt độ điểm băng; nớc ngng tụ đợc tách Không khí khô đợc đa qua dàn ngng để thực trình nung nóng đợc đa vào buồng sấy tiếp tục thực trình sấy 107 10.5.2.5 Thiết bị sấy gỗ dùng bơm nhiệt: -Sơ đồ cấu tạo: Buồng sấy Nhiệt bổ sung Van TL Quạt gió Dàn lạnh Dàn nóng Máy nén Giá đỡ Hình 14 : Thiết bị sấy dùng bơm nhiệt -Nguyên lý làm việc: Gỗ đợc đặt giá đỡ nhận nhiệt không khí nóng thực trình sấy khô Không khí qua dàn ngng nhận nhiệt môi chất nén thực trình nung nóng sau đợc quạt li tâm hút thổi vào buồng sấy Tại buồng sấy, không khí nóng nhả nhiệt cho vật liệu sấy trở thành không khí thải Không khí thải mang theo lợng ẩm tách khỏi vật liệu sấy đợc qua dàn lạnh để thực trình tách ẩm Tại dàn lạnh, không khí nhả nhiệt cho môi chất thực trình làm lạnh, không khí đợc hạ nhiệt độ xuống dới nhiệt độ điểm băng; nớc ngng tụ đợc tách Không khí khô đợc đa qua dàn ngng để thực trình nung nóng đợc đa vào buồng sấy tiếp tục thực trình sấy 108 -Thiết bị sấy phun -Nguyên lý chung phơng pháp sấy phun: Phân tán dung dịch sấy thành hạt có kích thớc nhỏ dạng sơng mù sau cho tiếp xúc trực tiếp với không khí nóng Khi hạt vật liệu sấy đợc gia nhiệt sấy khô Hỗn hợp không khí thải sản phẩm khô dạng bột đợc đa qua xyclon để thực trình phân riêng (phân ly) 14.2.6.2 Sơ đồ nguyên lý thiết bị sấy phun: Hình 14 : thiết bị sấy phun 10.5.3 Các thiết bị sấy chân không: 10.5.3.1 Thiết bị sấy chân không tiếp xúc - Sơ đồ cấu tạo: Hơi đốt ẩm Nớc lạnh Hình 14 : sơ đồ nguyên lý làm việc thiết bị sấy chân không 109 Tủ sấy Tấm truyền nhiệt Máy hút chân không Cửa tủ Thiết bị ngng tụ -Nguyên lý làm việc: Vật liệu sấy đợc đặt truyền nhiệt nhận nhiệt từ đốt bên để thực trình tách ẩm ẩm tách từ vật liệu đợc đa qua thiết bị ngng tụ, ẩm trao đổi nhiệt với nớc làm lạnh thực trình ngng tụ Khí không ngng đợc máy hút chân không đa Hơi đốt đợc vào bên truyền nhiệt nhả nhiệt cho vật liệu sấy đặt Hình 1: Cấu tạo tủ sấy chân không bề mặt ngng tụ đợc đa 10.5.3.2 Thiết bị sấy chân không thăng hoa (thiết bị đông - khô): Khái niệm thăng hoa điều kiện trình thăng hoa: Khái niệm: Thăng hoa trình chuyển ẩm từ trạng thái rắn sang trạng thái không qua trạng thái lỏng Qua P (mmHg) khái niệm cho ta thấy, để thực trình sấy chân không thăng hoa trớc tiên ta phải làm đông ẩm vật liệu sau ta gia nhiệt để thực Lỏng trình thăng hoa ẩm Vì vậy, thiết bị sấy chân không thăng hoa đợc gọi Rắn thiết bị đông - khô -Điều kiện để thực trình thăng hoa 4,5 Hơi 0,0098 t (0C) Hình 14 : đồ thị chuyển pha nớc Ta tiến hành xét đồ thị chuyển pha nớc: Qua đồ thị chuyển pha nớc cho thấy, để ẩm chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái (thăng hoa) áp suất thiết 110 bị phải nhỏ áp suất điểm ba nhiệt độ phải nhỏ nhiệt độ điểm ba P < Pba = 4,58 mmHg t < tba = 0,00980C * Các giai đoạn trình sấy chân không thăng hoa: Đợc chia làm ba giai đoạn a Giai đoạn làm đông ẩm vật liệu sấy Trong giai đoạn ta tiến hành hút chân không cho tủ ẩm bay hơI (khoảng 10% - 15%) Việc bay ẩm làm cho nhiệt độ tủ giảm xuống dới nhiệt độ điểm ba, tạo điều kiện cho ẩm vật liệu sấy đóng băng Quá trình làm đông ẩm vật liệu sấy thực thiết bị làm đông riêng biệt (các tủ cấp đông) b Giai đoạn thăng hoa ẩm Hơi đốt ẩm d2 làm lạnh Hình 14 : sơ đồ nguyên lý hoạt độngcủa thiết bị sấy chân không thăng hoa Tủ sấy Cửa tủ Tấm truyền nhiệt Thiết bị ngng tụ Máy hút chân không Sau điều kiện tủ đông đáp ứng đợc yêu cầu trình thăng hoa ẩm, ta tiến hành gia nhiệt để ẩm thực trình thăng hoa (lợng nhiệt để thăng hoa ẩm khoảng 672 - 677Kcal/kg ẩm) Nhiệt cấp cho trình thăng hoa thực xạ nhờ hộp kim loại dẹt đặt xen kẽ với khay vật liệu, chất tải nhiệt nớc đợc bơm vào 111 Hình 14 : thiết bị sấy chân không thăng hoa hộp kim loại đèn xạ, gốm xạ đợc đặt xung quanh tủ sấy ẩm thoát trình thăng hoa đợc đa sang thiết bị ngng tụ, ẩm nhả nhiệt cho dung dịch làm lạnh đóng băng bám vào bề mặt ống truyền nhiệt Khí không ngng đợc máy hút chân không đa Thông thờng ngời ta thờng bố trí hai thiết bị ngng tụ hệ thống sấy để làm việc xen kẽ Máy hút chân không co nhiệm vụ tạo độ chân không ban đầu cần thiết cho tủ để thực trình thăng hoa đồng thời hút hết khí không ngng để đảm bảo cho tủ sấy làm việc liên tục c Giai đoạn tách ẩm lại Trong giai đoạn ta tiến hành cung cấp đốt vào truyền nhiệt để nâng nhiệt độ tủ lên 20 - 250C để tách ẩm lại 112 CHƯƠNG XI : CáC MáY xử lý học nguyên liệu THủY SảN 11.1 Máy đánh vảy cá (scaling machines) -Máy đánh vẩy : vẩy, suất thấp -Máy đánh vẩy hàng loạt : Không hết vẩy, suất cao o Yêu cầu việc đánh vẩy cá : -Không làm cho cá dập nát -Không làm rách phần da cá -Sạch hết vẩy 11.1.1 Dao điện đánh vẩy Là công cụ đánh vẩy tay, đánh vẩy Cấu tạo : Gồm môtơ điện, dao đánh vẩy, môtơ đợc nối với dao trục mềm.Cấu tạo dao : Bề mặt dao có đục rãnh có tác dụng lỡi dao để đánh vẩy Thao tác: Ngời công nhân cầm vào cán dao, đa dao sát vào cá, đa từ đuôi lên đầu hết vẩy cá 11.1.2 Máy đánh vẩy tang quay : -Công dụng : Đánh vẩy loại cá có vẩy bám không vào thân Gồm bàn đợc hàn từ thép góc, lắp hai tang quay (2) động điện (4) Tang quay (2) khối tròn xoay đờng sinh đờng hyperbol, bề mặt tang có chứa rãnh sâu (mm) tạo nên đờng vân khoảng (mm), tang quay đợc lắp nhô lên mặt bàn 3-4 (mm) công cụ để đánh vẩy máy Động điện đặt giữa, lắp trục với tang quay động truyền chuyển động trực tiếp cho tang Trục tang đặt gối đỡ ( ) cố định bàn 113 Thao tác: Cá đợc công nhân dùng tay đặt lên bàn, đuôi trớc, dùng tay ấn xuống đẩy cá lên phía trớc, ngang qua bề mặt tang, ngợc chiều quay tang Sau đánh vẩy xong mặt lật lại tiếp mặt lại - Năng suất tối đa : Q = 25 con/ phút - Tốc độ động : 1.450 v/ phút 11.2 Máy cắt vây cá Công dụng : dùng để cắt vây bụng, vây lng, vây hậu môn số loài cá vừa nhỏ, trớc đa vào cắt vây cá không cần phân loại Gồm chắn (1) làm nhôm có rãnh để đa vây cá vào, dao đĩa ca (2), động điện (3), chắn đỡ (4), trục (7) đợc đặt bể đỡ (6) Dao đĩa đợc lắp trục nhờ mặt bích then Trục dao đợc đặt hai ổ đỡ bi đợc nối với trục động điện Dao đĩa đợc đặt chìm chắn nhôm phía trên, chắn đợc cố định với vỏ máy có rãnh để đa vây cá vào, rãnh rộng khoảng mm Với cấu tạo nh hoàn toàn đảm bảo an toàn cho vận hành, khoảng cách chắn nhôm dao đĩa khoảng mm Bàn đa cá nâng lên hạ xuống giúp cho việc 114 đa vây cá vào dao hớng dễ dàng tuỳ theo chièu dày cá, ta cần điều chỉnh lên xuống bàn nhờ bulông Công nhân dùng tay đa cá lên bàn 4, đa phần vây cá vào rãnh, đẩy ngang qua dao vây đợc cắt Năng suất : 10-12 con/phút Công suất động cơ: 250W 11.3 Máy cắt đầu cá Vết cắt thẳng : vết cắt từ xuống vuông góc chéo phần Vết cắt cong : đờng cong ôm sát nắp mang, vết cắt lấy đợc nhiều phần thịt cắt 115 11.3.1 Máy cắt cắt dạng vết cắt thẳng Máy cắt sử dụng dao đĩa 11.3.2 Máy cắt đầu cá dao trụ Dùng để cắt đầu nhiều loại cá có kích lớn nhỏ khác Đầu cá đợc cắt sát mang nên tiết kiệm đợc nhiều thịt Cơ cấu làm việc chủ yếu phần đầu máy phận quan trọng dao hình trụ, làm việc dao tham gia chuyển động - Chuyển động quay quanh trục - Chuyển động tịnh tiến lên xuống để cắt Dao đợc lắp vào đầu dới một, ống thép đợc mài sắc có ca đầu lỡi dao Một đầu đợc gắn vào đế tròn trục nhờ đinh ốc Chính dao có khối hình nón để giữ chặt đầu cá trình cắt Dao có cỡ : 120, 150, 180 mm phía dới dao có đặt thớt có rãnh phù hợp với đờng kính dao tạo cho dao ăn ngập vào thớt, thay đổi kích thớc cá ngời ta thay đổi kích thớc dao thớt tơng ứng 11 Máy cắt khúc cá Nguyên tắc: sử dụng dao đĩa đặt trục để cắt thân cá thành nhiều đoạn khác Để đa cá phía dao cắt ngời ta sử dụng băng tải, gầu tải rô to đa cá Máy cắt khúc cá kiểu Rôto Cấu tạo : gồm hai phận - Bộ phận cắt - Bộ phận rôto đa cá Bộ phận Rôto đa cá : bao gồm nhiều bánh bánh có rãnh đợc lắp trục Các bánh đợc làm băng nhôm, bánh có đệm tạo khe hở cho dao xác vào khe hở bánh Bộ phận cắt : gồm nhiều dao đĩa đợc lắp trục, dao đĩa có đệm dao xác vào khe hở bánh Khi muốn thay đổi chiều dày khúc cá ngời ta thay đổi đệm phận cắt phận rôto Giữa dao đĩa có gạt làm nhiệm vụ gạt khúc cá dính vào dao Để an toàn cho trình nạp liệu máng nạp liệu có lắp đặt thêm cần bảo hiểm trờng hợp tay bị mắc vào rôto tay chạm vào cần gạt cần ngắt đIện Hệ thống truyền động: môtơ thông qua hệ thống truyền động đai đến bánh răng, qua hệ thống bánh truyền động cho rôto trục dao Động điện đợc đặt máng nghiêng để dễ dàng thoát nớc dễ dàng điều khiển lực căng cho đai, phận máy đợc phun nớc trình làm việc Cá sau đợc đánh vẩy, cắt đầu, đuôi, mổ bụng rửa đa cắt khúc Khi đa vào phận tiếp liệu, thiết diện đầu cá đợc đặt sát vào máng phần không đủ kích thớc dần phía đuôi Sau cắt khúc xong cá tự động rơi xuống máng Máy cắt đợc cỡ : 26, 40, 61 mm Năng suất tối đa : Q = 2,5 tấn/giờ 116 Tốc độ quay động : nd = 625 v/ph Tốc độ quay rôto : nr = 10 v/ph 117 11.5 Máy philê cá Nguyên tắc chung máy phi lê dùng hai dao đĩa đặt sát với để lấy phần thịt hai bên Đa cá vào phận cắt ngời ta dùng hai băng tải đứng Thân cá đợc hai băng tải mang tới dao đĩa để tiến hành phi lê Trong trình phi lê, dao cá đợc vòi nớc phun rửa Sau phi lê xong, miếng phi lê rơi vào máng nghiêng 11.6 Máy lọc da cá Máy lọc da cá dùng để tách phần thịt với phần da miếng cá sau phi lê Cấu tạo máy gồm dao cố định trục lăn đa cá Dao cố định đợc mài sắc tạo chuyển động rung Trục lăn đa cá bề mặt có khía rãnh để tạo ma sát Cá sau đợc phi lê đa vào máy tay Phần đuôi miếng cá trớc mặt có da dới Đẩy phần đuôi miếng cá phía trục lăn đa cá Trục lăn đa cá đa phần đuôi cá vào khe hở trục lăn dao cố định Dao cố định tách phần da cá khỏi phần thịt Trục lăn 118 đa cá tiếp tục đẩy miếng cá tới phần da cá đợc kéo xuống Sau lọc xong da, phần thịt cá dao phần da rơi xuống máng hứng phía dới 11.7 Máy tách thịt cá: Máy tách thịt cá dùng để tách phần thịt khỏi phần xơng cá cá tạp Máy thờng sử dụng dây chuyền sản xuất surimi từ cá tạp Cấu tạo máy gồm trống số bề mặt có đục lỗ Băng ép số ép sát vào bề mặt trống Bên trống có cấu tháo liệu dạng vít tải số Bên trống dao nạo số để làm bề mặt trống Con lăn điều chỉnh lực căng số dùng để điều chỉnh lực ép cho băng ép Băng ép đợc ép sát mặt trống nhờ lăn ép số Cá đợc nạp vào máy vào khe hở băng ép trống Cá bị ép nát, phần thịt chui qua lỗ vào bên đợc vít tải đa Phần da, phế liệu không chui qua lỗ 119