intTypePromotion=3

Giáo trình :Công nghệ thực phẩm

Chia sẻ: Paradise_12 Paradise_12 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:166

0
434
lượt xem
184
download

Giáo trình :Công nghệ thực phẩm

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngành công nghệ chế biến thực phẩm có nguồn gốc lịch sử khi thực phẩm được chế biến để chống lại sự phá hoại của động vật gặm nhấm, để tăng giá trị của thực phẩm. Ví dụ như ngũ cốc được sấy khô để kéo dài thời gian bảo quản, thịt khi nướng lên sẽ tăng hương vị của nó. Các thiết bị chế biến được phát triển để giảm thời gian cũng như lao động của phương pháp chế biến thủ công như sức gió, sức nước và sức kéo của động vật đã được sử dụng...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình :Công nghệ thực phẩm

  1. Giáo trình Công nghệ thực phẩm
  2. CHƯƠNG I : KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Ngành công nghệ chế biến thực phẩm có nguồn gốc lịch sử khi thực phẩm được chế biến để chống lại sự phá hoại của động vật gặm nhấm, để tăng giá trị của thực phẩm. Ví dụ như ngũ cốc được sấy khô để kéo dài thời gian bảo quản, thịt khi nướng lên sẽ tăng hương vị của nó. Các thiết bị chế biến được phát triển để giảm thời gian cũng như lao động của phương pháp chế biến thủ công như sức gió, sức nước và sức kéo của động vật đã được sử dụng trong các nhà máy xay xát ngũ cốc. Quá trình chế biến sinh học đầu tiên được thực hiện ở Ai cập với các sản phẩm lên men là phô mai và rượu vang. Trong một khoảng thời gian dài, các phương pháp này chỉ được sử dụng ở mức độ gia đình để phục vụ các nhu cầu cơ bản của gia đình. Tuy nhiên khi xã hội phát triển, xu hướng chuyên môn hóa cũng như thương mại phát triển, các phương pháp này là tiền thân cho nền công nghiệp chế biến thực phẩm hiện nay. Ở các nước ôn đới, các kỹ thuật chế biến thực phẩm được phát triển qua các thế hệ nhằm dự trữ thực phẩm trong những tháng mùa đông lạnh giá cũng như những khi không có sẵn thực phẩm. Sự phát triển của các thành phố và thị trấn đã tạo điều kiện cho sự phát triển các phương pháp bảo quản thực phẩm nhằm vận chuyển chúng từ nơi nông thôn xa xôi đến các thành phố đông dân cư. Trong thế kỷ 19, sản xuất quy mô lớn đã được tiến hành ở một số nhà máy nhằm sản xuất ra những sản phẩm thiết yếu như tinh bột, đường, bơ và sản phẩm bánh nướng. Những mẻ sản xuất này đơn thuần chỉ dựa vào truyền thống và kinh nghiệm chứ không dựa trên những kiến thức cơ bản về thành phần của thực phẩm hoặc những biến đổi trong quá trình chế biến. Cho đến cuối thế kỷ 19, sự hiểu biết khoa học đã bắt đầu thay đổi nền công nghiệp sản xuất thực phẩm dựa trên kinh nghiệm sang nền công nghiệp sản xuất dựa trên khoa học và điều này đã kéo dài cho đến tận ngày nay. Tất cả các quá trình chế biến thực phẩm là sự kết hợp của các công đoạn nhằm làm biến đổi nguyên liệu ban đầu thành sản phẩm cuối cùng. Mỗi công đoạn đều có những tác dụng cụ thể, xác định được cũng như dự đoán được lên thực phẩm. Một quy trình bao gồm một nhóm các công đoạn. Sự kết hợp cũng như thứ tự của các công đoạn sẽ quyết định tính chất của sản phẩm cuối cùng. Ở các nước công nghiệp, thị trường của các sản phẩm thực phẩm chế biến sẵn đang thay đổi. Người tiêu dùng không còn đỏi hỏi sản phẩm thực phẩm có thể bảo quản hàng tháng ở nhiệt độ môi trường nữa. Mỗi gia đình đều sở hữu tủ lạnh hoặc lò vi sóng do đó nhu cầu đối với thực phẩm là tiện lợi cho chế biến, thích hợp để bảo quản trong tủ lạnh cũng như có thời gian bảo quản vừa phải ở nhiệt độ môi trường. Tuy nhiên người tiêu dùng lại đòi hỏi thực phẩm phải gần giống trạng thái tự nhiên của nó nghĩa là thực phẩm càng ít biến đổi trong quá trình chế biến, bảo quản càng tốt. Điều này đã có những ảnh hưởng quan trọng đến những thay đổi của ngành chế biến thực phẩm. Chi chí năng lượng và nhân công đã ảnh hưởng nhiều đến công nghệ chế biến thực phẩm. Các nhà chế biến thực phẩm không còn tập trung đầu tư vào các quá trình có chi phí nhân công cao cũng như hiệu quá năng lượng thấp. Các thiết bị chế biến thực phẩm hiện nay cho phép điều khiển các quá trình chế biến phức tạp nhằm hai mục tiêu là giảm chi phí sản xuất và giảm ảnh hưởng xấu đến chất lượng cảm quan cũng như dinh dưỡng của thực phẩm. Tiết kiệm năng lượng hiện nay là một trong những tính năng quan trọng nhất của các thiết bị chế biến thực phẩm điều này đòi hỏi chi phí đầu tư cao hơn. 1.1. Tính chất cảm quan và dinh dưỡng của thực phẩm: 1.1.1. Tính chất cảm quan. Đối với người tiêu dùng, những thuộc tính quan trọng nhất của thực phẩm chính là các tính chất cảm quan (trạng thái, mùi, vị, hình dạng và màu sắc). Điều này quyết định sở thích cá nhân đối với những sản phẩm cụ thể, đôi khi chỉ một vài khác biệt nhỏ trong một loạt các sản phẩm cùng loại cũng sẽ ảnh hưởng đến thị hiếu của người tiêu dùng. Mục tiêu của các nhà chế biến thực phẩm là cải thiện công nghệ nhằm lưu giữ cũng như tạo ra các giá trị cảm quan 16
  3. mong đợi của thực phẩm đồng thời cũng giảm thiểu những hư hỏng đối với thực phẩm trong quá trình chế biến. 1.1.2. Trạng thái Một số thuộc tính trạng thái của thực phẩm được mô tả ở bảng 1.1. Trạng thái của thực phẩm được quyết định bởi hàm lượng ẩm và hàm lượng chất béo, loại cũng như khối lượng các cacbohydrate cấu trúc (cellulose, tinh bột, pectin) và protein. Những biến đổi về cấu trúc của thực phẩm là do sự thay đổi về hàm lượng ẩm, hàm lượng chất béo, sự hình thành cũng như phá vỡ của các hệ nhũ tương, sự thủy phân của các cacbohydrate, sự đông tụ hoặc thủy phân protein. Đặc trưng cơ bản Đặc trưng thứ cấp Thuật ngữ thông dụng Tính chất cơ học Độ cứng Mềm, chắc, cứng Độ liên kết Độ cứng Dễ vỡ vụn, dòn Độ dai Mềm, dai Độ dính Giòn, nhão, dính Độ nhớt Lỏng, nhớt Độ đàn hồi Dẻo, dai 1.1.2.1.Mùi, vị Vị của thực phẩm bao gồm: mặn, ngọt, đắng và chua. Vị của thực phẩm được quyết định bởi thành phần của thực phẩm cũng như những chất điều vị được sử dụng. Vị của thực phẩm ít bị ảnh hưởng trong quá trình chế biến ngoại trừ một số quá trình như: quá trình hô hấp của một số trái cây tươi, quá trình lên men. Thực phẩm tươi chứa hỗn hợp phức tạp của các chất dễ bay hơi. Các chất này tạo nên mùi đặc trưng của sản phẩm. Trong quá trình chế biến những chất này có thể bay hơi làm giảm cường độ mùi của thực phẩm cũng như làm xuất hiện những mùi mới. Các hợp chất mùi cũng có thể được tạo ra do tác dụng của nhiệt, bức xạ ion hóa, oxy hóa hoặc do hoạt động của enzyme lên protein, chất béo và cacbohydrate. Ví dụ như sự thủy phân chất béo thành acid béo và biến đổi tiếp theo thành aldehyde, esters và rượu. Mùi mà chúng ta cảm nhận được là do sự kết hợp rất phức tạp của hàng trăm các chất tạo mùi. 1.1.2.2.Màu sắc Nhiều chất màu tự nhiên bị biến đổi trong quá trình chế biến nhiệt, do sự thay đổi của pH hoặc do oxy hóa trong quá trình bảo quản. Điều này dẫn đến thực phẩm chế biến bị mất đi màu sắc đặc trưng và làm giảm giá trị của thực phẩm. Các chất màu tổng hợp thường ổn định hơn đối với nhiệt, ánh sáng và sự thay đổi của pH môi trường do đó chúng thường được đưa vào thực phẩm để giữ màu sắc cho thực phẩm. 1.1.3. Tính chất dinh dưỡng Nhiều công đoạn chế biến không sử dụng nhiệt do đó ít ảnh hưởng hoặc không ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Một số công đoạn đó bao gồm: trộn, làm sạch, phân loại, đông khô. Tuy nhiên trong nhiều công đoạn chế biến giá trị dinh dưỡng của thực phẩm bị biến đổi. Nhiệt là nguyên nhân chính gây ra những biến đổi về giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Nhiệt làm gelatin hóa tinh bột, làm đông tụ protein, các chất ức chế dinh dưỡng bị phá hủy dẫn đến tăng khả năng tiêu hóa. Tuy nhiên, nhiệt cũng phá hủy một số vitamin kém bền nhiệt, giảm giá trị sinh học của protein hoặc thúc đẩy quá trình oxy hóa chất béo. Oxy hóa là nguyên nhân quan trọng thứ hai đối với những biến đổi về giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Quá trình oxy hóa xảy ra khi thực phẩm tiếp xúc trực tiếp với không khí (như 17
  4. trong quá trình nghiền nhỏ hoặc sấy khô bằng khí nóng) hoặc do tác dụng của nhiệt, của enzyme oxy hóa. Ảnh hưởng chính của quá trình oxy hóa là: (1) Chất béo bị phân giải thành hydroperoxides và các phản ứng tiếp theo sẽ tạo thành các hợp chất carbonyl, hydroxy, các acid béo mạch ngắn hoặc một số độc tố trong dầu rán. (2) Phá hủy một số vitamin nhạy cảm với oxy. Vitamin A Phân hủy bởi tia cực Bền với nhiệt, tím, không khí thường không bị ảnh hưởng bởi nhiệt Vitamin D Tia cực tím làm trong quá trình chế tăng hàm lượng biến Vitamin E Phân hủy bởi mỡ ôi Vitamin K Rất ổn định Vitamin C Phân hủy bởi không Không bền với nhiệt Bị phân hủy bởi kiềm, ổn khí, enzyme, tia cực định hơn trong môi tím, kim loại sắt và trường acid đồng Vitamin B và acid Bền nhiệt hơn panthothenic Do đó trong quá trình chế biến, các biến đổi có lợi cần được phát huy và hạn chế các quá trình làm giảm giá trị dinh dương của thực phẩm. 1.2. Quá trình chế biến thực phẩm 1.2.1. Khái niệm về quá trình chế biến thực phẩm Quá trình chế biến thực phẩm bao gồm những bước tác động kỹ thuật lên nguyên liệu nhằm tạo ra sản phẩm mong muốn. Mỗi bước tác động lên nguyên liệu đều làm nguyên liệu thay đổi về mặt hình dạng, kích thước, thành phần hóa học, vi sinh vật, .. Các bước tác động kỹ thuật lên nguyên liệu không phải riêng lẻ mà liên hệ kế tiếp nhau từ khâu đầu đến khâu cuối. Mỗi bước tác động đó được coi là một quá trình nhỏ và gọi là một công đoạn. Trái cây  Rửa sạch  Phân loại  Gọt vỏ  Cắt lát  Trộn (thêm đường, nước)  Rót hộp  Ghép mí  Thanh trùng nhiệt  Sản phẩm đồ hộp trái cây cắt lát Sự kết hợp các công đoạn trong quá trình chế biến đồ hộp trái cây cắt lát 18
  5. Trong các công đoạn việc sử dụng các máy móc thiết bị sẽ làm giảm chi phí lao động, tăng năng suất, đảm bảo tính đồng đều của sản phẩm và dễ dàng tự động hóa toàn bộ quá trình sản xuất. Công nghệ có ý nghĩa tổng hợp của các yếu tố sau đây : - Vật liệu và quá trình biến đổi của vật liệu - Phương pháp (quy trình) sản xuất - Công cụ sản xuất - Điều kiện kinh tế, tổ chức sản xuất 1.2.2. Khái niệm công nghệ gia công và công nghệ chế biến: Gia công là phương pháp biến đổi vật liệu từ trạng thái này sang trạng thái khác, nhưng chưa đạt được đến trạng thái cuối cùng cần yêu cầu của vật liệu hay của sản phẩm. Chế biến là phương pháp biến đổi vật liệu cho tới khi đạt được trạng thái của yêu cầu sử dụng hay yêu cầu thành phẩm. 1.2.3. Phân loại các phương pháp chế biến thực phẩm Theo trình tự thời gian (thu hoạch, bảo quản, chế biến, bảo quản thành phẩm, xử lý trước sử dụng) Theo trình độ sử dụng công cụ (thủ công, cơ giới, tự động hóa) Theo nguồn năng lượng sử dụng (tác nhân vật lý, nội năng) Theo tính chất liên tục (gián đoạn, bán liên tục, liên tục) Theo trạng thái ẩm của vật liệu (khô, ướt) Theo mục đích (chuẩn bị, khai thác, chế biến, bảo quản, hoàn thiện) Phân loại theo mục đích của quá trình - Quá trình chuẩn bị: là quá trình sử lý sơ bộ nguyên liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp theo ví dụ như quá trình loại trừ tạp chất, phân loại, tạo hình đun nóng... - Quá trình khai thác : là quá trình làm giàu cấu tử có giá trị dinh dưỡng trong thực phẩm như quá trình cô đặc, kết tinh, chưng cất. ép.... - Quá trình chế biến: quá trình tác động vào nguyên liệu từ thực phẩm có chất lượng thấp trở thành thực phẩm chất lượng cao hơn. + Làm tăng giá trị cảm quan: giá trị cảm quan phụ thuộc vào : hình dạng, màu sắc, mùi, vị của thực phẩm. + Giữ được giá trị dinh dưỡng của thực phẩm + Làm tăng thời gian bảo quản : loại trừ vi sinh vật, một phần bào tử và enzyme chứa trong thực phẩm. 19
  6. - Quá trình hoàn thiện: quá trình bao gói tạo ra sản phẩm phù hợp như quá trình rót sản phẩm vào hộp, tạo dáng, tạo hình, dán nhãn... - Quá trình bảo quản: làm hạn chế sự hao hụt giá trị dinh dưỡng của sản phẩm như quá trình làm lạnh đông, thanh trùng... Phân loại các quá trình công nghệ: - Quá trình cơ học: Quá trình tác động cơ học lên nguyên liệu làm thay đổi hình dạng, kích thước mà không làm thay đổi thành phần hóa học. VD: nghiền, chà xát, cắt,... - Quá trình thủy lực cơ giới : Là quá trình cơ học nhưng tác động vào nguyên liệu dạng dịch lỏng sệt, VD: khuấy trộn, đồng hoá - Quá trình khuếch tán: Là quá trình chuyển vật chất từ pha này sang pha khác như quá trình hòa tan, quá trình kết tinh, ngưng tụ bay hơi.... - Quá trình nhiệt: Là các quá trình đun nóng làm lạnh, thường là quá trình nhiệt kèm theo quá trình khuếch tán. VD : thanh trùng, sấy, rán... - Quá trình hóa học và sinh học: Quá trình này tác động vào nguyên liệu tạo ra sản phẩm làm thay đổi cả tính chất, thành phần hóa học của nguyên liệu, tạo ra các sản phẩm mới. VD : lên men, enzyme thuỷ phân.. 1.3. Tính chất hệ thống của quá trình công nghệ thực phẩm Hệ thống = một tập hợp các phần tử (element) + tập hợp mối quan hệ giữa các phần tử đó. Các phần tử cấu thành hệ thống có nhiệm vụ chuyển hoá các đại lượng vào của hệ thống (input) thành các đại lượng ra (output) của hệ thống (chức năng của hệ thống). ĐẠI PT1 PT2 PT3 LƯỢNG ĐẠI ĐẦU LƯỢNG VÀO ĐẦU RA PT5 (OUTPUT) (INPUT) PT4 HỆ THỐNG CỤ THỂ 20
  7. y: các yếu tố bên ngoài Y X x: các yếu tố bên trong HỆ THỐNG TRỪU TƯỢNG NGUYÊN PT1 PT2 PT3 PT4 SP1 LIỆU PT5 PT6 PT7 SP1 PT8 PT9 SP1 HỆ THỐNG DÂY CHUYỀN Hệ thống NGUYÊN phương DC1 SP1 LIỆU pháp I Vận chuyển DC2 SP1 Hệ thống NGUYÊN DC3 phương SP1 LIỆU pháp II DC4 SP1 HỆ THỐNG LIÊN KẾT 21
  8. MỘT SỐ VÍ DỤ HẤP ÉP LÀM TƠI SẤY CÁ PT4 PT1 PT2 PT3 NGHIỀN BỘT CÁ SÀNG PT5 XỦ LÝ TINH DẦU CÁ TÁCH DẦU CHẾ PT6 PT7 HỆ THỐNG CỤ THỂ CỦA CNSX BỘT CÁ, DẦU CÁ Hoá Phân Vật lý Cơ lý học chia BỘT CÁ CÁ DẦU CÁ to  Thiết bị HỆ THỐNG TRỪU TƯỢNG CỦA CNSX BỘT CÁ, DẦU CÁ 22
  9. Mực khô Rửa Nướng Cán xé Tẩm gia vị Sấy Bao gói Sp P. ứ hoá P. ứ hoá Quá trình P. ứ hoá học (a) học (b) học (c) bao gói, định hình Quá trình Quá trình cơ lí hóa lí Quá trình cơ lí, định hình Quá trình nhiệt Quá trình cơ lí a) - Phản ứng thuỷ phân b) - Phản ứng hoá hợp c) - Phản ứng thuỷ phân -Phản ứng phân huỷ -Phản ứng melanoidin -Phản ứng caramen hóa -Phản ứng caramen hóa -Phản ứng quinonamin -Phản ứng melanoidin -Phản ứng quinonamin -Phản ứng melanoidin -Phản ứng oxy hoá khử -Phản ứng quinonamin -Phản ứng oxy hoá khử Quá trình lên men : to [đường] [NaCl] yếm khí Rau quả Rau quả LÊN MEN chua VSV Glucoza Axit lactic Saccaroza Sõ đồ hệ thống lên men muối chua rau quả 23
  10. to  [NaCl] pH Thuỷ sản Sản phẩm lỏng (fish sauce) Xử lý LÊN MEN Sản phẩm đặc (fish paste) Cơ học [E] Quá trình thuỷ phân Pr Quá trình tạo màu Quá trình tạo mùi Quá trình lên men lactic (có thính) Sõ đồ hệ thống thuỷ sản lên men to  yếm khí Cõ học LÊN MEN Tôm Xử lý Tôm chua VSV Đýờng Axit lactic (Saccaroza) Quá trình lên men lactic Quá trình thuỷ phân Pr Quá trình tạo màu Quá trình tạo mùi Sõ đồ hệ thống lên men tôm chua 24
  11. Tiêu chuẩn to  yếm khí Thanh trùng to  Đồng hoá LÊN MEN Sữa Chuẩn bị Ngâm SP VSV Axit lactic Đường Cấy Quá trình lên men chủn Quá trình tạo quện g Quá trình biến đổi Pr Quá trình lên men ethanol (t/h có Chuẩn nấm men) bị chủng Sõ đồ hệ thống lên men sữa chua 25
  12. Chương II: Các quá trình cơ lý 2.1 Quá trình phân chia 2.1.1 Bản chất của quá trình phân chia Là sự tách riêng các cấu tử có trong một hỗn hợp thông qua sự khác nhau bởi một hoặc nhiều tính chất đặc trưng của chúng. 2.1.2 Mục đích và phạm vi sử dụng Thông thường quá trình này được sử dụng trong công nghiệp chế biến hạt, sản xuất bánh mỳ, bánh kẹo, đồ hộp thức ăn với mục đích loại bỏ tạp chất, phân loại vật liệu trước khi đưa vào sản xuất. Mục đích hoàn thiện, ví dụ tách sạn ra khỏi gạo, phân loại các loại quả gồm quả chín, quả xanh... 2.1.3 Vật liệu và sự biến đổi vật liệu, sản phẩm của quá trình Vật liệu (nguyên liệu đầu): gồm nhiều cấu tử, khác nhau về nhiều tính chất. Trong quá trình phân loại chủ yếu là sự thay đổi về thành phần các cấu tử mà không có sự biến đổi về chất. Sản phẩm của quá trình là hỗn hợp mới được tách ra từ hỗn hợp đầu có thể gồm một hoặc nhiều cấu tử. 2.1.4 Phương pháp thực hiện quá trình Chọn dấu hiệu phân chia: Dấu hiệu phân chia là tính chất đặc trưng khác nhau của các cấu tử được phân chia. Dựa vào tính chất cơ lý (kích thước, hình dạng, thể nhuyễn hay cứng), trạng thái bề mặt, tính chất khí động (tốc độ bay khi thổi không khí vào), tính chất hoá lý (khối lượng riêng, ví dụ lắng dầu cá, tách gạo - sạn, nhiệt độ sôi...). Có thể chọn một hay nhiều dấu hiệu phân chia, thực hiện lần lượt hoặc tức thời. Việc chọn dấu hiệu phân chia là một vấn đề quan trọng. Để phân chia có hiệu quả thì phải chọn đúng dấu hiệu phân chia và kết hợp lực cơ học trong quá trình phân chia (ví dụ: dùng lực ép để đùn thịt cá qua rổ hình trống quay). Chọn xong dấu hiệu phân chia, chúng ta cần chọn thông số phân chia cho phù hợp để đạt được hiệu quả phân loại tối đa nhất. Thông số phân chia là giá trị cụ thể của các dấu hiệu phân chia. Ví dụ: tách riêng tôm 5mm ra khỏi tôm 23mm.  Mắt sàng phải có kích thước 3,1; 3,2.... thông số phân chia - Dùng một dấu hiệu phân chia. Một trong những phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi và cho hiệu quả tốt là phương pháp dùng hệ toạ độ đề các để biểu diễn quá trình phân chia. Giả sử chúng ta thực hiện quá trình phân chia hai cấu tử 1 và 2: x: dấu hiệu phân chia (kích thước của các cấu tử). Trên trục hoành biểu diễn dấu hiệu phân chia x (ví dụ chiều rộng). (hình 2.1 a, b, c) Diện tích tạo thành giữa đường cong 1 và trục hoành là hàm lượng phần từ kích thước lớn, diện tích tạo thành giữa đường cong 2 và trục hoành là hàm lượng các phần tử kích thước nhỏ. Có ba trường hợp xảy ra: Đồ thị: 26
  13. Theo phương án (a) nếu sử dụng thông số phân chia là D hoàn toàn có thể tách riêng khối hạt ra làm 2 phần, ta nói hỗn hợp dế phân chia theo x. Nếu sử dụng thông số phân chia là D1 (trường hợp b), chúng ta có thể tách khối hạt làm 2 phần nhưng không thể tách hoàn toàn do một số hạt cấu tử 1 và cấu tử 2 có chung kích thước. Trường hợp này gọi là khó phân chia theo x. Nếu chúng ta sử dụng thông số phân chia D2 (phương án c), thì không thể tách riêng được hai cấu tử 1 và 2 theo x. Trường hợp này gọi là hỗn hợp không phân chia được theo x và chúng ta phải chọn dấu hiệu phân chia khác. o Để đánh giá độ phân chia (hiệu quả phân chia) hỗn hợp hai cấu tử theo một dấu hiệu Hình 2.1.a phân chia, chúng ta dùng biểu thức sau:     0 1 0 0 Trong đó: o- : khoảng 2 cấu tử có thể phân chia o: khoảng chung của 2 cấu tử. a)  = 0 thì = 1  Hiệu quả phân chia  = Max o b) 
  14. Dùng 3 dấu hiệu phân chia Ví dụ: chiều rộng (x), chiều dày (y) và chiều dài (z). Độ phân chia của hỗn hợp 2 cấu tử theo 3 dấu hiệu phân chia là:    1 1 2 3  01  02  03 1, 2, 3, khoảng 2 cấu tử trùng nhau theo x, y, z 01, 02, 03, khoảng chung 2 cấu tử trùng nhau theo x, y, z V Chỉ tiêu số lượng:  0  1  3 100 V3 thể tích phần cấu tử không phân chia được theo x, y, z Cứ tiếp tục như vậy ta dùng n dấu hiệu phân chia để phân loại hỗn hợp + Đánh giá hiệu suất công nghệ của quá trình: về lý thuyết khi ta chọn được dấu hiệu phân chia đúng và thông số phân chia phù hợp và sử dụng các thiết bị tương ứng để thực hiện quá trình thì hiệu suất đạt 100% (  =1). Nhưng trong thực tế do nhiều lí do, hỗn hợp phân cấp mới nhận được vẫn còn lẫn các cấu tử tuỳ theo tỷ lệ khác nhau, tức là chưa được tách hoàn toàn. Hiệu suất của quá trình được tính như sau: (a  a d )  c .100% a d (1  a d ) ac độ thuần nhất cuối cùng của hỗn hợp cấu tử chính ad độ thuần nhất ban đầu của hỗn hợp cấu tử chính B là tỉ lệ thu hồi hỗn hợp phân cấp chứa cấu tử chính Ví dụ: Hỗn hợp hạt 500T chứa 20% tạp chất (ad=0,8) sau khi phân loại (làm sạch) cho hỗn hợp thứ nhất 400T, hỗn hợp thứ hai 100T. Kết quả phân tích kiểm nghiệm cho thấy trong hỗn hợp thứ nhất có chứa tạp chất 2% (ac=0,98). 400 Tính hiệu suất phân loại: ta có    0,8 500 0,98  0,8.0,8 .100  90 0  1  0,8.0,8 0 2.1.5 Vấn đề thiết bị Phụ thuộc vào dấu hiệu phân chia và thông số phân chia. Ví dụ: theo kích thước hình học dùng hệ rây, sàng với kích thước lỗ khác nhau để phân loại. Phân loại theo tính chất khí động học dùng sức gió, máy phân li, tổ hợp quạt hòm và máy gần đá (để tách các tạp chất nặng và nhẹ ra khỏi hạt sạch). Phân loại theo tỉ trọng: ví dụ máy phân li đá sỏi, máy tách đá (vì không tách được bằng sức sàng, do kích thước đá sỏi gần với kích thước hạt, nhưng lại khác nhau về tỉ trọng). Phân loại theo từ tính (tạp chất sắt) như nam châm vĩnh cửu. Phân loại theo tính chất bề mặt vật liệu dùng sàng nhiều tầng, do phần tử nào có hệ số ma sát nhỏ sẽ có vận tốc trượt lớn hoặc dùng rây nhiều tầng. Sử dụng phương pháp quang điện để phân loại độ chín của quả, phân loại sản phẩm đóng chai. Việc chọn thiết bị thích hợp sẽ cho hiệu quả phân chia cao. Đó chính là mục tiêu của quá trình. 28
  15. 3.8. Máy phân loại kiểu sàng Máy phân loại kiểu sàng thường có hai dạng là sàng phẳng và sàng hình trụ (thùng quay). 3.8.1. Máy phân loại kiểu sàng phẳng: Máy gồm một số sàng được xếp chồng lên nhau phía trên một khung tạo rung. Sàng có kích thước lỗ từ 20 mm đến 125 mm. Các hạt có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ sàng sẽ đi qua sàng dưới tác dụng của trọng lực cho đến sàng có kích thước lỗ mà nó sẽ giữ hạt lại ở trên sàng. Máy phân loại kiểu sàng phẳng 3.8.2. Máy phân loại kiểu sàng hình trụ: Máy phân loại dạng này chủ yếu để sử dụng phân loại các loại hạt ngũ cốc như lúa, gạo, cà phê, hạt điều... Máy có cấu tạo gồm sàng hình trụ làm bằng thép tấm có đục lỗ hoặc bằng lưới đan. Các sàng được đặt nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một góc từ 5-10°. Các sàng có thể được bố trí dạng đồng tâm (sàng này nằm trong sàng kia) hoặc dạng song song nối tiếp (các hạt đi từ sàng này đến sàng kia). Máy phân loại kiểu sàng hình trụ có năng suất cao hơn máy phân loại kiểu sàng phẳng. Năng suất của máy sẽ tăng cùng với tốc độ quay của sàng, tuy nhiên nếu tốc độ quay vượt quá tốc độ giới hạn, vật liệu do lực ly tâm sẽ dính vào sàng mà không rơi xuống. 29
  16. Máy phân loại kiểu sàng nối tiếp Máy phân loại kiểu sàng đồng tâm 3.9. Máy phân loại trái cây 3.9.1 Máy phân loại dùng con lăn Máy gồm một số con lăn lắp phía trên một băng chuyền nghiêng. Khoảng cách từ các con lăn đến bề mặt của băng tải tăng dần theo chiều chuyển động của vật liệu. Trong khi chuyển động cùng tấm băng, nếu kích thước của trái cây nhỏ hơn khoảng cách giữa con lăn và bề mặt tấm băng, trái cây ra đi ra ngoài máng hứng. 3.9.2. Máy phân loại dùng dây cáp Bộ phận phân loại là các dây cáp căng giữa hai trục quay. Khoảng cách giữa hai dây cáp tăng dần từ trên xuống. Nguyên liệu cần phân loại thường là các loại quả to như cam, bưởi, chanh... Nguyên liệu được nạp vào từ phía trên. Sau khi nạp vào, các quả sẽ chuyển động dọc theo khe hở giữa 2 sợi dây cáp và sẽ rơi xuống máng hứng ở dưới nếu khoảng cách giữa hai sợi dây cáp lớn hơn kích thước của quả. 30
  17. Trôc quay D©y c¸p Mét cì Puly 3.10. ống phân loại Sử dụng rất hiệu quả trong công nghiệp xay xát, dùng phân loại hạt dài và ngắn, thí dụ như phân loại tấm ra khỏi gạo. ống phân loại là một ống hình trụ được truyền động quay, làm từ thép tấm mỏng cuộn tròn lại. Bề mặt bên trong của ống được tạo các hốc lõm có kích thước chính xác và bằng nhau bằng phương pháp dập bên trong và đồng trục với ống có một vít tải và máng hứng có thể điều chỉnh vị trí hứng được bằng các quay máng. ống và vít tải có thể quay cùng số vòng quay hoặc có thể khác nhau. 31
  18. Nguyên liệu được đưa vào ở một đầu của ống. Khi quay, hạt sẽ chui vào hốc. Các hạt dài rơi ra ngay khi hốc vừa được quay lên. Trái lại, hạt ngắn nằm sâu trong hốc nên rơi ra sau khi ống đã quay lên cao. Phần hạt ngắn sẽ rơi vào máng hứng và được vít tải đẩy dọc theo máng ra ngoài và rơi theo một đường riêng. Sau một số lần quay, hấu hết hạt ngắn được chuyển lên máng hứng, phần còn lại trong ống chỉ là hạt dài. Do ống quay đặt hơi dốc nên hạt dài di chuyển dần về đầu thấp của ống và rơi ra. Tùy theo vị trí của máng hứng, kích thước của các hạt dài và ngắn được phân riêng sẽ thay đổi. Năng suất và chất lượng làm việc của ống phân loại tăng khi ống dài hơn. Ngoài ra kích thước cần chính xác và đồng nhất, nếu không rất khó phân loại. Trong trường hợp quay nhanh, lực lytâm quá lớn sẽ làm hạt bám chặt lên thành ống làm giảm khả năng phân riêng hoặc đôi khi không phân riêng được. 3.11 Máy phân phân cỡ tôm 3.11.1 Nguyên tắc Bộ phận làm việc chính là cặp trục lắp nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang. Khoảng cách giữa hai trục lăn tăng dần từ trên xuống. Tôm được nạp vào từ phía trên của cặp trục và đi xuống dưới. Khi nào khoảng cách giữa hai trục lăn lớn hơn chiều dày thân tôm, tôm sẽ rơi xuống máng hứng và đi đến băng chuyền tiếp nhận tôm. 1.Thùng chứa nguyên liệu 5.Tấm điều chỉnh cỡ tôm 32
  19. CÊu t¹o cña m¸y ph©n lo¹i trôc l¨n 2.Băng tải nạp liệu 6. Máng hứng tôm 3. Máng rung 7. Băng tải ra tôm 4.Trục lăn phân cỡ Máy phân cỡ gồm 2 phần chính: i) Bộ phận nạp liệu: Bộ phận này gồm một thùng nạp nguyên liệu dạng hình chữ nhật được làm bằng thép không rỉ. Bên trong thùng có đặt một băng tải nạp liệu để đưa nguyên liệu lên cao. Do độ dốc của băng tải lớn nên trên tấm băng gắn các thanh bằng thép tạo thành gờ để đưa tôm lên. Phía dưới đầu tháo liệu của băng tải là một màng rung có các rãnh định hướng. Mục đích của sàng rung là dàn đều nguyên liệu và sau đó phân bố đều đến các khe của trục lăn phân cỡ. Phía dưới màng rung có lắp mô tơ điện tạo rung. ii) Bộ phận phân cỡ: Bộ phận này bao gồm các cặp trục phân cỡ chuyển động ngược chiều nhau và đặt nghiêng một góc so với mặt nằm ngang. Do máy phân cỡ thường phân nhiều cỡ nên các trục lăn phân cỡ thường chia làm hai trục ngắn hơn. Trục lăn thường làm bằng thép không rỉ và có chiều dài khoảng từ 3- 4 m. Tại khoảng hở không phân cỡ giữa hai trục lăn, người ta đặt các tấm chắn dạng chữ Λ không cho nguyên liệu lọt xuống các khe không phân cỡ. Phía dưới trục lăn phân cỡ là các máng hứng nguyên liệu. Phía dưới các máng hứng là các băng tải chuyển tôm đã phân cỡ ra ngoài. 3.11.2 Nguyên lý hoạt động Nguyên liệu sau khi rửa sạch được đưa vào thùng nạp nguyên liệu. Băng tải nạp liệu sẽ đưa nguyên liệu lên phía trên và đổ vào sàng rung. Sàng rung sẽ phân bố đều nguyên liệu vào các trục lăn phân loại. Nguyên liệu sẽ đi vào khe hở giữa hai trục lăn và chuyển động đi xuống. Khi chiều dày thân tôm nhỏ hơn khoảng cách giữa hai trục lăn, tôm sẽ rơi xuống máng hứng và đến băng tải tiếp nhận nguyên liệu. Để điều chỉnh cỡ nguyên liệu, người ta có thể điều chỉnh khoảng cách của 2 trục lăn nhờ các vít hoặc điều chỉnh bằng các tấm điều chỉnh cỡ nguyên liệu số 5, tấm này có thể dịch lên, dịch xuống để tăng giảm cỡ nguyên liệu. 33
  20. 3.12. Máy lựa chọn dùng quang điện 3.4.1 Nguyên tắc: Thiết bị sử dụng các tia sáng chiếu vào thực phẩm, quá trình phân loại dựa vào sự khác nhau về màu sắc của thực phẩm. Thiết bị loại này dùng để phân loại thực phẩm có màu sắc khác nhau như các loại quả chín và quả xanh, loại gạo, phân loại lúa mì,... Nguyên lý làm việc Gạo bị loại Gạo thành phẩm 34

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản