Báo cáo thí nghiệm: Kỹ thuật đo lường và điều khiển các quá trình thiết bị trong công nghệ sinh học - công nghệ thực phẩm

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Bộ môn máy và tự động hóa các thiết bị trong CNSH­ CNTP BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÔN HỌC: Kỹ thuật đo lường và điều khiển các quá trình thiết bị trong CNSH­CNTP GVHD:TS. Nguyễn Đức Trung SVTH : Đặng Thu Quỳnh MSSV : 20123453 Lớp : Kỹ Thuật Sinh Học­ K57 Mở Đầu Ngày nay, từ một nguyên liệu thực phẩm người ta đã chế biến được hàng trăm các sản phẩm khác nhau, những sản phẩm chế biến này không còn trạng thái của nguyên liệu ban đầu. Mỗi quá trình chế biến đều nhằm tạo cho thực phẩm có giá trị sử dụng cao hơn: hoặc về hình thức, hoặc về giá trị khẩu vị, hoặc về giá trị dinh dưỡng. Hóa học và sinh học đã được áp dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm. Ở Việt Nam, các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, mặc dù mới hình thành được khoảng vài chục năm nay nhưng đang nhận được sự đầu tư rất lớn cả về mặt trí tuệ cũng như tài chính từ các nguồn trong nước cũng như nước ngoài. Các sản phẩm được sản xuất ra ngày càng nhiều, đa dạng về chủng loại, phong phú về chất lượng. Do vậy, các quy trình chế biến sản xuất cũng như các máy móc thiết bị ngày càng được cơ giới hóa, tự động hóa,nhằm tạo ra những sản phẩm tốt nhất đến người tiêu dùng và phục vụ xuất khẩu. Trong quá trình thực hành môn học kỹ thuật đo lường và điều khiển quá trình công nghệ, em đã được làm quen với các máy móc chuyên dùng, được tìm hiểu về các thiết bị chuyên dụng trong ngành chế biến thực phẩm như thùng lên men fomat, máy thanh trùng sữa, nước ép hoa quả, thiết bị cô đặc chân không, máy mài... Trong bài báo cáo này, em xin được trình bày kết quả tìm hiểu các máy thiết bị và hệ thống đo­ điều khiển tại trung tâm thực hành B4 theo mục tóm tắt sau : 1.Mục đích thí nghiệm 2.Cấu tạo 3.Nguyên lý hoạt động Thiết bị 1: Thiết bị cô đặc chân không. 1. Vai trò của thiết bị ­ Làm giảm lượng nước trong sản phẩm mà nhiệt độ không quá cao, giữ nguyên chất lượng thành phẩm. ­ Dùng cho những sản phẩm yêu cầu nhiệt độ chế biến không quá cao (60­70oC) . 2. Cấu tạo Gồm khoang đun nóng nguyên liệu, khoang nước ngưng, bơm chân không vòng nước, động cơ cánh khuấy. Ngoài ra còn có phễu chất thơm, bảng điều khiển, hệ thống van và đường dẫn hơi, dẫn nước, đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ… Dưới đây là hình ảnh thiết bị cô đặc chân không. ­ Biến đổi thực phẩm trong quá trình cô đặc: + Biến đổi vật lý: Thực phẩm cô đặc là một hệ của nhiều chất hòa tan như đường, acid, muối, còn chứa cả các chất không tan như tinh bột, cellulose ở trạng thái huyền phù. Khi cô đặc, dung môi bay hơi, nồng độ chất hòa tan tăng dần, nhiệt độ sôi, độ nhớt, khối lượng riêng tăng, nhưng hệ số truyền nhiệt giảm, hàm lượng không khí còn lại trong gian bào và hòa tan trong sản phẩm cũng giảm. + Biến đổi hóa học: Các loại đường trong rau quả, do chịu tác dụng của nhiệt độ cao ở bề mặt truyền nhiệt của thiết bị cô đặc, nên bị caramel hóa. Hiện tượng caramel hóa tạo ra các sản phẩm có màu đen và vị đắng làm sản phẩm có chất lượng kém. Ở nhiệt độ 95oC, đường khử có thể bị caramel hóa. Ở nhiệt độ 160oC, quá trình caramel hóa xảy ra mạnh. Ở 160oC, saccharose loại 1 phân tử nước tạo ra glucosan và fructosan. Ở 185 – 190oC, glucosan kết hợp với fructosan tạo thành isosaccharosan. Tiếp tục, 2 phân tử isosaccharosan kết với nhau, loại 2 phân tử nước tạo thành caramelan. Caramelan lại kết hợp với isosaccharosan, loại 3 phân tử nước tạo thành caramelen. Khi nhiệt độ tăng cao trên 200oC tạo thành caramelin (mất tính hòa tan) Sơ đồ phản ứng caramel hóa như sau: Chuỗi phản ứng : Quá trình carmel hóa của đường saccharose 3. Nguyên lý hoạt động. Nguyên liệu được đưa vào trong khoang đun nóng nhờ sự chênh áp giữa áp suất chân không trong khoang và áp suất khí quyển bên ngoài, và được đảo trộn nhờ động cơ cánh khuấy. Hơi được cấp vào khoang đun nóng, làm sôi nguyên liệu dẫn tới hiện tượng bốc hơi. Phần hơi nước sẽ được hút sang khoang ngưng, sau đó được làm mát và ngưng tụ. Để tăng hiệu suất bốc hơi ta dùng bơm hút chân không để bơm hút hơi, khí và tạo độ chân không. Để đảm bảo quá trình cô đặc thì nhiệt độ nên giữ ở khoảng 60 – 70ºC (ở ­0,5 đến ­0,6 at), tránh nhiệt độ quá cao khiến sản phẩm bị hút theo đường hơi. Quá trình bốc hơi sẽ làm nguyên liệu dần được cô đặc. Lấy mẫu sản phẩm qua cửa thử và kiểm tra độ cô đặc bằng thiết bị chuyên dùng. Có thể bổ sung các chất phụ gia qua phễu chất thơm. Nước ngưng ở bình có thước đo để ta dễ dàng kiểm tra và tháo nước để tránh tình trạng nước tràn. Khi lấy sản phẩm ra phải tiến hành ngừng cấp hơi, mở van xả áp tăng áp suất bên trong thiết bị cho cân bằng với áp suất bên ngoài, mở van ở đáy thiết bị, sản phẩm sẽ tự động chảy xuống. 4. Các thiết bị đo lường và điều khiển tự động. ... - tailieumienphi.vn