Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Hình 7.Máy ly tâm tháo bã bằng dao có cửa tháo ở đáy

Hình 7.Máy ly tâm tháo bã bằng dao có cửa tháo ở đáy

Tải bản đầy đủ - 0trang

Máy ly tâm tháo bã bằng lực ly tâm gồm có roto lọc hình cơn, lắp cơng-xơn trên trục thẳng đứng,

trục quay trên các ổ đỡ .Ổ đỡ được đặt trên các bộ giảm chấn bằng cao su. Rôto quay được nhờ động cơ qua

bộ phận truyền động đai. Nguyên liệu liên tục chảy thành dòng vào trong rơto hình côn. Do tác dụng của lực

ly tâm, huyền phù di chuyển dọc theo lưới lọc của roto. Chất lỏng được tách ra qua lỗ lưới của rơto, còn bã

được rửa sạch và làm khô. Thành phần lỏng đi vào bộ phận chứa hình vành khăn, phần bã rắn chuyển động

lên trên văng ra khỏi rôto và được đưa vào thùng chứa.

Góc nghiêng của rơto lọc phải bảo đảm cho huyền phù chuyển động lên phía trên, dưới tác động của

áp suất phần nguyên liệu mới đưa vào. Lỗ của lưới lọc của roto lọc hình cơn dạng khe có chiều rộng khoảng

0,04-0,15mm. Vì thế mà sức cản của lưới lọc rất lớn, tương đương với sức cản của bã (có chiều dày khoảng

vài milimet).

5.3. Thiết bị ly tâm tách vi sinh vật



Nguyên liệu sữa được xem như một hệ huyền phù, trong đó pha rắn là vi sinh vật và các tạp chất rắn

có mặt trong sữa. Trong nhóm thiết bị này bao gồm hai dạng thiết bị:

-Máy ly tâm siêu tốc loại đĩa.

-Máy ly tâm siêu tốc loại ống.

Ly tâm tách vi khuẩn có tốc độ ly tâm cao hơn so với ly tâm tách béo, dùng tách các vi khuẩn và bào

tử của vi khuẩn. Ly tâm sữa thường không phải là rất hiệu quả trong việc loại bỏ tất cả vi sinh vật, nhưng nó

đã được sử dụng để lọc sữa. Thiết bị ly tâm tách vi khuẩn được gọi là bactofuge được sử dụng để loại bỏ các

vi khuẩn chịu nhiệt và các vi khuẩn khác trong sữa trước khi tiệt trùng sữa. Thiết bị này được dùng để loại

bỏ các loại vi khuẩn chịu nhiệt và bào tử của chúng như Clostridia sp (Clostridium tyrobutyricum) và

Bacillus sp, những vi khuẩn này nếu không được loại bỏ vẫn có thể tiếp tục hoạt động dù sữa đã được tiệt

trùng. Bằng cách sử dụng thiết bị ly tâm tách vi khuẩn sữa sẽ có thời gian sử dụng lâu hơn, hương vị tốt

hơn, số tế bào vi khuẩn đếm được thấp hơn và giảm được những tạp chất có trong sữa. Việc ly tâm tách vi

khuẩn loại bỏ được 95% của bào tử có trong sữa, điều đó có nghĩa là các nguy cơ có liên quan đến sự sinh

trưởng và phát triển của vi khuẩn và bào tử vi khuẩn dù khơng được loại bỏ hồn toàn nhưng đã được giảm

thiểu rất nhiều.

Phần dịch sữa mà máy ly tâm tách ra khỏi sữa nguyên liệu, trong đó có chứa casein, vi khuẩn và các

phần của tế bào vi khuẩn (gọi là sữa có hàm lượng vi sinh vật cao) chiếm khoảng 0,2 – 3% thể tích sữa

nguyên liệu (tùy thiết bị sử dụng). Đối với sữa đã tách béo, nếu sử dụng ly



tâm tách béo giảm được 95% vi khuẩn thì có thể sử dụng tiếp phương pháp siêu lọc để giảm số vi khuẩn đến

99%. Nhiệt độ tối ưu cho quá trihf này là 55-600C

5.3.1. Thiết bị ly tâm có một dòng thốt sản phẩm

Chỉ có một cửa thốt dành cho dòng sữa đã tách vi sinh vật, đặt phía trên đỉnh thiết bị. Phần tế bào

vi sinh vật và bào tử của chúng (chiếm 0,2-0,3%) dưới tác dụng lực ly tâm bám vào thùng quay, sẽ được

tháo ra theo định kì.

5.3.2. Thiết bị ly tâm có hai dòng thốt sản phẩm

Các máy ly tâm dạng này cho phép tháo bã liên tục trong quá trình ly tâm. Thiết bị loại này gồm một

thùng quay có cấu trúc đặc biệt có hai khe thốt sản phẩm. Khe tháo dòng sữa có hàm lượng vi sinh vật thấp

đặt phía trên đỉnh thùng, khe tháo dòng sữa có hàm lượng vi sinh vật cao hơn (chiếm 2-3%) đặt phía bên

hơng thùng. Những khe này được giữ đóng chặt lại bằng áp suất. Trong thời gian khoảng 0,15s, áp suất

được điều chỉnh cho các khe này mở ra, khi đó thể tích lớp cáu cặn trong thiết bị được đẩy ra ngồi. Điều

này có nghĩa là bất cứ lúc nào một thể tích từ 8 đến 25L có thể được đẩy ra ngoài theo chu kỳ 60 phút.



Chương 2 : Qúa trình đồng hố

1.



Tổng quan



1.1.



Định nghĩa



Đồng hóa là phương pháp phá vỡ, làm giảm kích thước các hạt pha phân tán và phân bố đều chúng

trong pha liên tục, làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa hai pha, làm cho hệ nhũ tương đồng nhất, ổn định

hơn và tránh hiện tượng tách pha [10].

1.2.



Cơ sở khoa học



Máy đồng hóa là một thiết bị phổ biến có một máy bơm áp lực cao, cho dòng chất lỏng chảy qua một

khe hẹp có kích thước giảm dần gọi là van đồng hóa (xem Hình 8A). Ngun lý hoạt động của van được

minh họa ở Hình 8B. Kích thước van được thiết kế sao cho áp suất trong van (p2) tiến về bằng khơng tại

một áp suất đồng hóa hợp lý (phom = p1), chẳng hạn phom > 3MPa. Nhưng trên thực tế, p2 có xu hướng trở nên

âm tính, nghĩa là chất lỏng có thể bắt đầu sơi. Nói cách khác, hiện tượng khí xâm thực có thể xảy ra (khi hệ

phân tán được bơm qua khe hẹp với tốc độ cao sẽ làm xuất hiện những bong bóng hơi trong hệ. Chúng sẽ va

đập vào các hạt phân tán và làm vỡ hạt). Theo nguyên lý này, sự đồng hóa chỉ xảy ra khi hệ phân tán rời

khỏi khe hẹp, do đó đối áp giữ một vai trò quan trọng và sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả đồng hóa. Tuy nhiên,

một số nhà



nghiên cứu cho rằng sự đồng hóa vẫn có thể diễn ra mà khơng cần sự xuất hiện của những bong bóng hơi,

tuy nhiên hiệu quả của quá trình sẽ thấp hơn [10].

Trong quá trình đồng hóa, dòng chất lỏng thượng lưu (liquid upstream) sẽ có năng lượng cao về thế

năng. Khi vào van, năng lượng này sẽ chuyển hóa thành động năng (theo quy luật của Bernoulli). Vận tốc

chất lỏng lớn khi qua một khe rất hẹp của van đồng hóa sẽ tạo ra các dòng chảy rối rất mạnh, động năng của

dòng chất lỏng bây giờ bị mất đi do chuyển hóa thành nhiệt năng, chỉ một phần động năng rất nhỏ (thường ít

hơn 0.1%) được sử dụng để phá vỡ các giọt chất lỏng và chuyển thành năng lượng bề mặt. Lượng năng

lượng tiêu hao trên mỗi đơn vị thể tích (J/m 3) bằng phom (N/m2). Nếu nhiệt độ của chất lỏng là cp thì sự gia

tăng nhiệt độ do đồng hóa là phom/cp. Đối với sữa, cp ≈ 4 x 106 (J.m-3.K-1). Do đó, ∆T≈ phom/4 nếu phom

(MPa) và T (°K) [10].

Thời gian chất lỏng chảy qua van là rất ngắn (dưới 1ms). Kết quả là năng lượng tiêu hao trên mỗi đơn

vị thể tích và trong mỗi đơn vị thời gian 𝜀 (J.m-3.s-1 hoặc W/m3) là rất cao từ 1010 - 1012 W/m3 (xem Hình

8B). Với 𝜀 cao như vậy sẽ tạo ra các dòng chảy rối rất dữ dội, nhiều vi lốc xốy nhỏ, trong đó gradient vận

tốc của chất lỏng sẽ cao. Những vi lốc xốy đó làm thay đổi áp suất, va đập vào các hạt pha phân tán và làm

cho hạt bị vỡ ra, đặc biệt là các giọt nhỏ (xem mục 9.3) [10].

Hình 9 minh họa sơ đồ van đồng hóa đơn giản nhất khi sử dụng. Các áp suất được điều chỉnh bằng

cách điều khiển lò xo ấn xuống van với một lực thích hợp. Trong các máy có áp suất thủy lực lớn thay vì áp

suất cơ học thường được áp dụng.

Đơi khi, có một bề mặt cứng làm ảnh hưởng, tại đó vận tốc chất lỏng vẫn cao 50 m/s (180 km/h). Các

hạt rắn có thể va chạm vào và bị phá vỡ nếu mật độ hạt cao hơn đáng kể so với mật độ chất lỏng. Đây là một

phương pháp được sử dụng nhiều để giảm kích thước hạt ca cao trong sữa sơ-cơ-la.

Hầu hết van đồng hóa phức tạp hơn nhiều so với van được minh họa ở Hình 9. Để tránh sự mài mòn

khơng đều thì một trong số các van đồng hóa sẽ được quay tương đối đến van ghế (valve seat) [10].



Hình 8.Hoạt động của máy đồng hóa áp lực cao.

(A) sơ đồ dòng chảy: 1: bể chứ, 2: máy bơm áp lực cao, 3,5: áp kế, 4:van đồng hóa, 6: van của

giai đoạn thứ hai, 5 và 6 khơng phải lúc nào cũng có mặt. (B) Nguyên tắc van đồng hóa: p (áp

suất), r (mật độ khối lượng),v (vận tốc chất lỏng), tp (thời gian), L (chiều dài đường dẫn).



Hình 9.Mặt cát ngang của một van đồng hóa (gần với quy mơ nhưng khoảng cách giữa

valve và valve seat nhỏ hơn nhiều so với hình vẽ).

2.



Mục đích



Chống tạo kem: để đạt được điều này, kích thước các hạt cầu béo phải được giảm đáng kể. Một lớp

kem có thể làm giảm thị hiếu, đặc biệt là nếu đóng gói khơng kỹ càng [1] [10].

Cải thiện tính ổn định: làm giảm đường kính hạt cầu béo và tăng diện tích tiếp xúc bề mặt sẽ làm

tăng tính ổn định. Hơn nữa, sự kết dính từng phần sẽ tạo nên một lớp kem nhưng sẽ hình thành chậm hơn

nhiều trong các sản phẩm được đồng hóa. Việc ngăn ngừa sự kết dính từng phần thường là mục đích quan

trọng nhất của q trình đồng hóa [1] [10].

Tạo tính lưu biến mong muốn: làm tăng độ nhớt vì một phần các hạt cầu béo được bao

phủ bởi casein tham gia vào sự tạo thành mixen casein [10].

Chuẩn bị: xử lý nguyên liệu để hỗ trợ cho các quá trình sản xuất tiếp theo được thực hiện tốt hơn [1]

[10].

Bảo quản: làm tăng độ bền của các thực phẩm dạng nhũ tương và huyền phù. Nhờ đó, thời gian bảo

quản sản phẩm sẽ lâu hơn [1] [10].

Hoàn thiện: làm phân bố đều các hạt thuộc pha phân tán trong pha liên tục của nhũ tương và huyền

phù. Do đó, độ đồng nhất của sản phẩm sẽ tăng, đồng thời cải thiện một số chỉ tiêu cảm quan như trạng thái,

vị... [1] [10].

3.



Các biến đổi của nguyên liệu



Đồng hóa làm giảm kích thước các hạt phân tán trong hệ nhũ tương hoặc huyền phù. Đây là biến đổi

quan trọng nhằm hạn chế hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản sản phẩm. Kích thước của các hạt

phân tán càng nhỏ thì khả năng bị tách pha của huyền phù hoặc nhũ tương sẽ càng khó xảy ra. Việc sử dụng

áp lực cao để thực hiện q trình đồng hóa sẽ làm tăng nhiệt độ



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Hình 7.Máy ly tâm tháo bã bằng dao có cửa tháo ở đáy

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×