Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Mục lục Phần 1: Khái niệm phân loại trùng 1.1 Khái niệm 1.1.1 Vô trùng 1.1.2 Thanh trùng Pasteur 1.1.3 Bảo quản lạnh 1.1.4 Sấy 1.1.5 Các phương pháp hóa học 1.1.6 Vô trùng nhiệt độ thường 1.1.7 Chất kháng sinh Phần 2: Phân Loại, Chế Độ Thanh Trùng Nhiệt Và Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Trong Thanh Trùng Nhiệt 2.1 Phân loại trùng nhiệt 2.2 Các chế độ trùng 2.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến chế độ trùng 2.3.1 Ảnh hưởng thành phần hóa học thực phẩm 2.3.2 Ảnh hưởng giống loài số lượng vi sinh vật ban đầu hộp 12 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt 18 2.4.1 Ảnh hưởng tính chất vật lý thực phẩm 18 2.4.2 Ảnh hưởng tính chất vật lý độ dày vật liệu làm vỏ hộp 20 2.4.3 Ảnh hưởng kích thước hình học bao bì đồ hộp 20 SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 i Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh 2.4.4 Ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu, cuối nhiệt độ trùng 20 2.4.5 Ảnh hưởng trạng thái hộp trùng 23 Phần 3: Các Loại Thiết Bị Thanh Trùng 26 3.1 Thiết bị trùng làm việc gián đoạn 27 3.1.1 Thiết bị trùng làm việc gián đoạn áp suất khí 27 3.1.2 Thiết bị trùng áp suất cao làm việc gián đoạn kiểu nằm ngang 28 3.1.3 Thiết bị trùng áp suất cao làm việc gián đoạn kiểu đứng 31 3.1.1 Thiết bị trùng Lagarde 33 3.2 Các phương pháp tạo áp suất đối kháng thiết bị trùng áp suất cao 34 3.2.1 Thanh trùng nước 35 3.2.2 Thanh trùng tạo áp suất đối kháng khơng khí nén 36 3.2.3 Thanh trùng dùng áp suất đối kháng nước khơng khí giãn nở 37 Phần 4: Tính tốn thiết bị trùng làm việc gián đoạn 39 4.1 Tính kỹ thuật 39 4.2 Tính tốn thiết bị 42 4.2.1 Bề dày thân thiết bị trùng 42 4.2.2 Tính tốn nắp đáy dạng Elip chịu áp suất 43 4.2.3 Đường kính bulơng thiết bị trùng[1] 43 4.2.4 Đường kính ống dẫn vào thiết bị[1] 44 SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 ii Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh 4.2.5 Tính chọn đối trọng cho nắp 45 4.3 Tính toán nhiệt 45 4.3.1 Nhiệt lượng đun nóng thiết bị 46 4.3.2 Nhiệt lượng đun nóng giỏ 47 4.3.3 Nhiệt lượng đun nóng bao bì 47 4.3.4 Nhiệt lượng đun nóng sản phẩm đồ hộp 47 4.3.5 Nhiệt lượng tổn thất môi trường xung quanh 48 SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 iii Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh LỜI MỞ ĐẦU Cuộc sống ngày đại, người tất bật với công việc Làm để cung cấp thực phẩm vừa gọn nhẹ, vừa thuận tiện, vừa an toàn vừa vệ sinh lại vừa đạt chất lượng Đó nhu cầu cần thiết Ngành cơng nghệ đồ hộp đời góp phần giải phần thực trạng Ngành công nghệ đồ hộp đời vào cuối kỷ XVIII Pháp sau lan sang nước ngày phát triển Nó du nhập vào Việt Nam kể từ năm 1954, theo xu hướng chung giới, ngành đồ hộp Việt Nam ngày phát triển Tuy nhiên nhiều hạn chế, cần khắc phục để phát huy tiềm ngành Hiện sản phẩm đồ hộp đa dạng thị trường nước Đồ hộp từ nguyên liệu thủy sản, gia súc, gia cầm hay rau với mẫu mã bao bì đa dạng phong phú Trên sở kiến thức học hướng dẫn tận tình thầy giáo đồ án mơn học này, em xin trình bày “ Tính tốn thiết kế hệ thống trùng gián đoạn dạng thẳng đứng với suất 700 hộp/ mẻ ” với nội dung bao gồm phần sau : Phần : Khái niệm phân loại trùng Phần : Phân loại, chế độ trùng nhiệt yếu tố ảnh hưởng trùng nhiệt Phần : Các loại thiết bị trùng Phần : Tính tốn thiết bị trùng làm việc gián đoạn SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh Do trình độ, kinh nghiệm nghiên cứu tài liệu tham khảo hạn chế nên em khơng thể tránh khỏi sai sót q trình tính tốn, thiết kế đồ án này, mong có góp ý, chỉnh sửa để em bổ sung, củng cố kiến thức cho thân Em xin trân thành cảm ơn ! SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Phần 1: Khái niệm phân loại trùng Để đảm bảo sản phẩm nguyên liệu lâu dài có nhiều phương pháp nguyên tắc đưa để tránh hư hỏng chúng 1.1 Khái niệm 1.1.1 Vô trùng Biện pháp vô trùng bảo quản thực phẩm cách ngăn nhiễm tạp vi sinh vật từ nguyên liệu ban đầu vào sản phẩm cuối Có thể là: - Thanh trùng nguyên liệu đầu Thanh trùng vật liệu bao gói Duy trì mơi trường làm việc vơ trùng Tạo cơng đoạn bao gói đủ kín để ngăn cản tái nhiễm vi sinh vật 1.1.2 Thanh trùng Pasteur Thanh trùng Pasteur sử dụng nhiệt độ khoảng 60-75℃ áp dụng cho số thực phẩm để tiêu diệt hầu hết tế bào vi sinh vật Thường vi sinh vật gây bệnh không tạo bào tử bị tiêu diệt thời gian bảo quản sản phẩm kéo dài 1.1.3 Bảo quản lạnh Nhiệt độ thấp làm hạn chế ngừng phát triển vi sinh vật nhiệt độ thấp, phản ứng hóa học bị chậm lại, enzyme khơng hoạt động Do nguyên liệu ( rau quả, thịt, cá, …) bị hư hỏng SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh 1.1.4 Sấy Với phương pháp độ ẩm giảm, hoạt độ nước giảm thấp hoạt độ yêu cầu cho vi sinh vật phát triển Các phương pháp khác để sấy sấy lượng mặt trời, sấy lạnh đông, sấy nhiệt nhân tạo, sấy tia hồng ngoại… Các loại rau quả, thịt cá…khi sấy khô bảo quản lâu dài 1.1.5 Các phương pháp hóa học Sử dụng chất bảo quản hóa học muối, kiềm, halogen, oxy già, khí trơ, acid (lactic, axetic, citric), benzoic, sorbic, chất chống oxy hóa chất kháng sinh 1.1.6 Vô trùng nhiệt độ thường Các tia X, tia tử ngoại, tia beta ion hóa phân tử chủ yếu nước nguyên liệu vi sinh vật mà không cần tăng nhiệt độ Do vô trùng nhiệt độ thấp làm giảm tốc độ hư hỏng thực phẩm cách đáng kể 1.1.7 Chất kháng sinh - Chất kháng sinh từ vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic có tính chất đặc biệt để bảo quản thực phẩm khả tiết số chất kháng khuẩn có tên gọi Bacteriocin, hydro peroxyt diacetyl Có thể hạn chế phát triển chủng sinh vật phân hủy thực phẩm, nhờ kéo dài thời gian sử dụng giảm nguy nhiễm độc thưc phẩm - Chất kháng bào từ vi khuẩn Sử dụng số hóa chất NaCl, nitrit, sorbate, EDTA, cồn, chất phenol, chất chống oxy hóa, nisin… hạn chế nảy mầm bào tử chịu nhiệt - Các kháng sinh từ tỏi SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh Tỏi có chứa số chât có tính kháng sinh Chất chiết từ tỏi có hoạt tính kháng nấm kháng khuẩn nghiên cứu nhằm áp dụng bảo quản thực phẩm Trong phương pháp bảo quản trên, phương pháp trúng sản phẩm nhiệt sử dụng nhiều Vì chương dành trình bày phương pháp trùng nhiệt nhà máy sản xuất đồ hộp, sau qua giai đoạn chế biến sơ cho vào bao bì, ghép kín nắp, phải tiệt trùng có khả bảo quản lâu dài Vì trùng đồ hộp trình quan trọng để sản xuất đồ hộp Việc trùng đồ hộp mục đích tiêu diệt vi sinh vật men sống sót làm cho việc bảo quản lâu dài Thanh trùng nhiệt có tác dụng làm tăng hương vị đồ hộp, làm nhừ kết cấu tổ chức sản phẩm, tạo nét hấp dẫn riêng thực phẩm đóng hộp Một điều cần ý số vi sinh vật không phát triển đồ hộp vô hại, việc tiêu diệt chúng khơng có ý nghĩa bảo quản, chúng bền nhiệt, cố tình tiêu diệt chúng dẫn đến tiêu phí lượng giảm chất lượng thực phẩm Q trình trùng cần đạt khơng phải độ vô trùng tuyệt đối cần độ vô trùng công nghiệp hay độ vô trùng thương phẩm, nghĩa đồ hộp không tồn vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm loại tạo độc tố hay sống sót vi sinh vật khơng có khả phát triển gây hư hỏng đồ hộp điều kiện bảo quản bình thường SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Phần 2: Phân Loại, Chế Độ Thanh Trùng Nhiệt Và Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Trong Thanh Trùng Nhiệt 2.1 Phân loại trùng nhiệt Thanh trùng nhiệt phân làm hai nhóm trùng nhiệt độ nhỏ 100℃ (thường khoảng 80-100℃) trùng nhiệt độ cao với nhiệt độ lớn 100℃ (thường từ 105-121℃) Thanh trùng nhiệt chia ra:  Thanh trùng Pasteur nói trùng nhiệt độ 100℃ Thanh trùng Pasteur nhằm tiêu diệt loại vi sinh vật dạng phát triển (dạng mầm -sinh dưỡng) loại sinh vật không bền nhiệt Phương pháp trùng Pasteur thường dùng với sản phẩm có độ chua cao như: nước quả, nước đường, rau dầu dấm, sản phẩm cô đặc, mứt…  Thanh trùng Tyldan trùng Pasteur thực nhiều lần Khoảng thời gian trùng lần 20-28 giờ, đủ để vi sinh vật dạng nha bào chưa bị tiêu diệt lần trước phát triển thành dạng mầm bị tiêu diệt lần trùng Số lần trùng hay nhiều phụ thuộc vào lượng nha bào vi sinh vật, trùng diệt hết vi sinh vật (khoảng 3-4 lần) Ngày phương pháp không sử dụng rộng rãi sản xuất nhược điểm thời gian tác dụng nhiệt kéo dài, thao tác vất vả nên khơng thích hợp với u cầu sản xuất cơng nghiệp  Thanh trùng công nghiệp (tiệt trùng) trùng nhiệt độ 100℃ (105 – 127℃) Phần lớn sản phẩm thực phẩm có độ pH cao trùng theo kiểu SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh 2.2 Các chế độ trùng Quá trình trùng đồ hộp thiết bị trùng nhiệt tiến hành theo ba giai đoạn liên tiếp nhau: - Nâng nhiệt độ đồ hộp lên đến nhiệt độ trùng - Giữ nhiệt độ trùng thời gian định - Giảm nhiệt độ áp suất thiết bị hay làm nguội hộp Đối với loại đồ hộp chứa sản phẩm khác trùng nhiệt độ phải có chế độ làm việc định Đặc trưng cho chế độ làm việc thiết bị trùng nhiệt cơng thức trùng có dạng tổng quát sau: A−B−C T Trong đó: T- nhiệt độ trùng, ℃ ; A - thời gian nâng nhiệt độ thiết bị trùng từ nhiệt độ ban đầu lên đến nhiệt độ trùng, phút; B - thời gian trùng nhiệt độ không đổi, phút; C - thời gian hạ nhiệt độ áp suất thiết bị trùng áp suất khí quyển, hay thời gian làm nguội đồ hộp, phút Cơng thức trùng hồn tồn khơng có ý nghĩa mặt toán học mà biểu thị tượng trưng cho giai đoạn trình trùng Khi trùng đồ hộp thiết bị kín dùng áp suất phải có dạng công thức trùng cụ thể công thức tổng quát như: SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh - d2 – đường kính ngồi đồ hộp, d2 = 0,08 m; - a – số lớp đồ hộp xếp giỏ, a phải số nguyên bằng: ℎ1 a≤ ℎ2 h1 – chiều cao giỏ, h1 = 0,5 m; h2 – chiều cao hộp, h2 = 0,05 m; →a= 0,5 0,05 = 10 Z – số giỏ trùng xếp thiết bị; Z = giỏ k – hệ số xếp đầy giỏ; Trong thực tế đồ hộp xếp vào giỏ trùng, thành hàng khơng thật sít số đồ hộp thực tế giỏ giảm khoảng 10% Trong trường hợp đồ hộp xếp giỏ khơng thành hàng, lớp xếp chồng lẫn lộn số lượng đồ hộp thực tế giỏ giảm khoảng 25 – 35% Vì vậy: k = 0,65 ÷ 0,9 (chọn k = 0,7) n = 0,785 0,642 0,082 10.2.0,7 = 700 hộp Năng suất thiết bị trùng: n M = 60 , hộp/h T 700 → M = 60 60 = 700 hộp/h SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 40 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh Tính khoảng thời gian lập chương trình làm việc chi tiết thiết bị trùng tức biết thời gian thao tác qua giai đoạn trùng thiết bị hệ thống trùng SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 41 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh 4.2 Tính tốn thiết bị 4.2.1 Bề dày thân thiết bị trùng Theo sở tính tốn thiết bị, thiết bị thuộc loại vỏ mỏng chịu áp suất trong, nên chiều dày vỏ tính theo cơng thức: S= P.Dt k 2,3.[σ].φ + C, (cm) [Tôn Thất Minh, Các QT&TB Trao Đổi Nhiệt tập II, Trang 360] Trong - S – bề dày thân thiết bị, cm; - P – áp suất làm việc thiết bị, 120oC P = atm theo tiêu chuẩn an tồn ta lấy P’ = 1,3 ÷1,5P lấy P’ = atm = 3,1 kg/cm2 ; - Dt – đường kính thiết bị, Dt = 88 cm; - k – hệ số dự trữ độ bền kim loại mối hàn k = 4,5; - φ – hệ số độ bền mối hàn, φ = 0,7; - [σ] - ứng suất cho phép thép (Ứng suất kéo, ứng suất chảy -> chọn nơi có ứng suất bé [σ] = 4300 kg/cm2 để tính bề dày thiết bị), thép CT3; [σ] = 4300 kg/cm2 [1, trang 361] - C – hệ số an toàn dự trữ cho ăn mòn hóa học, bào mòn dung sai chiều dày, C = 0,3 cm Thay vào ta tính S= 3,1.88.4,5 2,3.4300.0,7 + 0,3 = 0,478 (cm) = 4,78 (mm) Kiểm tra lại ứng suất với bề dày S 0,478 mm ta thấy hợp lý lấy theo tiêu chuẩn thép chọn S=5 mm SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 42 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh 4.2.2 Tính tốn nắp đáy dạng Elip chịu áp suất Chiều dày S tính theo công thức sau: Sn  Dt p D t C 3,8  k .k.h  p 2.hb Trong - Dt: Đường kính nắp; - P: Áp suất làm việc thiết bị (kg/cm2); -  k  ứng suất cho phép thép CT3; - φh: Hệ số bền mối hàn hướng tâm, chọn φh = 0,95; - hb: Chiều cao chóp, lấy hb = 0,25.Dt =22cm; - C: hệ số an toàn dự trữ (cm); - Ta chọn lỗ đáy tăng cứng, k = Thay số ta Sn  88.3,1 88  0,3  0,34(cm) 3,8.4300.1.0,95  3,1 2.22 Để cho thuận tiện việc chế tạo thiết bị ta chọn chiều dày nắp đáy với chiều dày thân thiết bị 0,5 cm hay 5mm 4.2.3 Đường kính bulơng thiết bị trùng[1] d0 = 0,055√P ′ + 0,5 , mm Trong - d0 – đường kính ren bulơng, mm; P ′ - lực tác động lên bulông, kg; SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 43 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh P Với ′ = π.D2a P 4n , kg - Da – đường kính ngồi thân thiết bị, Da = 98 cm; - n – số chốt vặn bulông, n = 1; - P – áp suất làm việc, P = atm ′ P = 3,14.982 4.1 = 22628 kg => d0 = 0,055 √22628 + 0,54 = 8,8 mm Lấy theo tiêu chuẩn 10 mm 4.2.4 Đường kính ống dẫn vào thiết bị[1] dh = √ 4.Dh π.3600v.γ ,m Trong - v – vận tốc hơi, m/s Lấy v = 15 m/s; - γ – khối lượng riêng hơi, γ = 5,049 kg/m3 ; - Dh - lưu lượng giờ, Dh = 174,7 kg/h dh = √ 4.174,7 3,14.3600.15.5,049 = 0,0286 m → chọn ống 32 mm Chiều dày 2.0 mm theo tiêu chuẩn BS1387/85 SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 44 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh 4.2.5 Tính chọn đối trọng cho nắp - Thể tích chỏm cầu Vc hom cau  Vc hom cau  .h .h (3an  hn )  (3at  ht ) 6 .0, 29 .0, 285 (3.0, 422  0, 292 )  (3.0, 42  0, 2852 )  0, 01m3 6 - Khối lượng chỏm cầu  mc hom cau  0,01.7,85.10  78,5(kg ) - Thể tích lề nắp Coi lề nắp tấp thép hình hộp chữ nhật có kích thước LxRxH= 620x100x100 (mm3) Khối lượng lề: mbl = 620.100.100.10-3.7,85.103 = 48,67 (kg)  Khối lượng nắp là: m = mchomcau + mbl = 78,5 + 48,67 = 127,17 (kg)  Chọn đối trọng cho nắp với khối lượng 120(kg), lại tính cho giá đỡ đối trọng 120  0, 015m3 7, 78.10 Chọn kích thước đối trọng LxRxH = 0,3x0,25x0,2 (m.m.m) - Thể tích đối trọng Vđt  Hay LxRxH = 300x250x200 (mm.mm.mm) 4.3 Tính tốn nhiệt Trong q trình trùng cần chi phí nhiệt cho giai đoạn đun nóng giai đoạn giữ nhiệt độ khơng đổi SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 45 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh Ở giai đoạn đun nóng, nhiệt lượng chi phí theo cơng thức tổng qt bao gồm: Q = Q1 + Q + Q + Q + Q + Q , kJ Trong - Q1 – nhiệt lượng đun nóng thiết bị; - Q – nhiệt lượng đun nóng giỏ; - Q – nhiệt lượng đun nóng bao bì; - Q – nhiệt lượng đun nóng sản phẩm đồ hộp; - Q – nhiệt lượng tổn thất môi trường xung quanh Trong trường hợp xả khí hay thiết bị hở tổn thất nhiệt nóng ngồi Ở giai đoạn giữ nhiệt độ không đổi tổn thất nhiệt nhiệt tỏa mơi trường xung quanh Biết chi phí nhiệt độ giai đoạn tính chi phí giai đoạn Bằng phương pháp tính cân nhiệt lượng, tính chi phí nước dùng để làm nguội đồ hộp sau trùng 4.3.1 Nhiệt lượng đun nóng thiết bị Q1 = G1 C1 (t c - t1 ), kJ Trong - G1 – khối lượng thiết bị, G1 = 600 kg; KLR CT3 = 7,85.103kg/m3 - C1 – nhiệt dung thép, C1 = 0,5 kJ/kg.℃; SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 46 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh - t1 – nhiệt độ ban đầu thiết bị, t1 = 25 ℃; - t c – nhiệt độ trùng, t c = 121 ℃ Q1 = 600.0,5.(121-25) = 28800 kJ 4.3.2 Nhiệt lượng đun nóng giỏ Q = G2 C1 (t c - t ), kJ Trong - G2: khối lượng giỏ, G2 = 20 kg; - t : nhiệt độ giỏ, t = 25 ℃ (cho nhiệt độ khơng khí) Q = 20.0,5.(121-25) = 960 kJ 4.3.3 Nhiệt lượng đun nóng bao bì: Q = G3 C3 (t c − t ), kJ Trong - G3 – khối lượng bao bì, G3 = 0,03.1870= 56,1 kg; (với 30 g/hộp) - C3 – nhiệt dung riêng vật liệu bao bì, Với bao bì sắt tây C3 = 0,502 kJ/kg.℃ ; - t3: nhiệt độ ban đầu bao bì, lấy nhiệt độ sản phẩm, t = 30℃ Q = 56.1.0,502.( 121-30) = 2562,7 kJ 4.3.4 Nhiệt lượng đun nóng sản phẩm đồ hộp: Q = G4 C4 (t c − t ) - Đối với sản phẩm “Thịt Kho Tàu” - thực phẩm nhiều gluxit, protein lipit: SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 47 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh C4 = 100+0,08n2 +0,03n1 −0,06n 100 4,18 kJ/kg.℃ Trong đó: - n : phần trăm hàm lượng chất khô thực phẩm, 18 %; - n1 : phần trăm hàm lượng protein thực phẩm, 20 %; - n2 : phần trăm hàm lượng lipit thực phẩm, 23 %; - G4 : khối lượng sản phẩm, G4 = 0,15.700 = 105kg; (với 150g/hộp) - C4 – nhiệt dung sản phẩm, C4 = 4,3 kJ/kg.℃ Q = 105.4,3.(121 – 30) = 41086,5 ,kJ 4.3.5 Nhiệt lượng tổn thất môi trường xung quanh: Q = F α1 (t t − t KK ) τ1 Trong - F: bề mặt thiết bị; F = 2𝜋.R.h + 4π.R2 = 2.ᴨ.0,45.1,8 + ᴨ.0,452 = 8,56 m2 - t t : nhiệt độ thành thiết bị, t t = 50 ℃; - α1 : hệ số tỏa nhiệt, W/𝑚2 ℃; α1 = 9,3 + 0,058t t → α1 = 9,3 + 0,058.50 = 12,2 W/𝑚2 ℃; SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 48 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tơn Thất Minh - t KK : nhiệt độ khí quyển; t KK = 25 ℃ - τ1 : thời gian trùng (giờ), τ1 = 0,42 h Q = 8,56.12,2.(50-25).0,42 = 1096,5 kJ ( với W = J/s) Trong trường hợp xả khí hay trùng nồi hở nắp lượng nhiệt tổn thất giai đoạn đun nóng phải kể đến nhiệt lượng tiêu hao nóng bị xả ngồi làm bốc nước Nhiệt lượng tổn thất xác định theo tính tốn, phần lớn xác định theo kinh nghiệm, tỷ lệ chiếm vào khoảng ÷ 12% chi phí nhiệt chung  Nhiệt lượng cung cấp cho giai đoạn đun nóng chu kỳ trùng mẻ Q′ = Q1 + Q + Q + Q + Q kJ Q′ = 28800 +960 + 4943 + 2562,7 + 41086,5 + 1096,5 = 79448,7 kJ 4.3.6 Lượng cung cấp cho giai đoạn đun nóng D1′ = Q′ i−iK , kg Trong đó: - i : nhiệt hàm hơi, i = 663.4,19 kJ/kg; - iK : nhiệt hàm nước ngưng, iK = 181,2.4,19 kJ/kg D1'  79448,  40(kg ) 4,19.(663  181, 2)  Lượng cung cấp giai đoạn đun nóng SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 49 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh D1 = = D′₁ τ₁ 40 0.42 = 95,2 kg/h Nhiệt lượng cung cấp cho giai đoạn giữ nhiệt độ trùng không đổi nhiệt lượng bù đắp cho nhiệt lượng tổn thất môi trường xung quanh giai đoạn Q" = F.α2 (t ′t − t KK ) τ2 , kJ Trong - t ′t - nhiệt độ thành thiết bị giai đoạn trùng, t ′t = 50 ℃; α2 = 9,3 + 0,058.50 = 12,2 W/𝑚2 ℃; - τ2 – thời gian trùng, τ2 = phút Q" = 8,56.12,2.(50-25) .3600 = 217,6 kJ 60  Lượng cung cấp cho giai đoạn trùng D′2 = D′2 = Q" i−iK , kg/h 217,6 4,19.(663−181,2) = 0,12 kg Chi phí cho chu kỳ trùng: D = D1′ + D′2 = 40+ 0,12 = 40,12 kg Chi phí cho ca làm việc với n chu kỳ trùng: Dtb = D.n, kg/ca SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 50 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Lượng nước cần thiết để làm nguội đồ hộp thiết bị trùng Đồ hộp sau trùng xong phải làm nguội nhanh không đồ hộp bị tiếp tục gia nhiệt làm ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm hộp như: màu sắc, mùi vị giảm xuống, kết cấu tổ chức bị phá vỡ, tạo điều kiện cho vi khuẩn ưa nhiệt phát triển… 4.3.7 Lượng nước làm nguội tính sau Sau kết thúc giai đoạn giữ nhiệt, áp suất cấp giảm dần ngưng hẳn, bắt dầu trình làm nguội thiết bị đồ hộp nước lạnh luân lưu Ta tính lượng nước làm nguội sau (bỏ qua lượng nước làm nguội giỏ): W= Gsp Csp (t1 −t2 ) + Gbb Cbb (t1 −t2 )+G1 C1 (t1 −t2 ) C (t′ −t′′ ) , kg Trong - Gsp , Gbb – khối lượng sản phẩm bao bì, kg; G1 – khối lượng thiết bị Gsp = 0,122.700= 85 kg ; Gbb = 0,053.700= 37,1 kg; G1 = 600 kg - Csp , C𝑏𝑏 – nhiệt dung sản phẩm bao bì, kJ/kg.℃; Csp = 4,3 kJ/kg.℃ ; Cbb = 0,502 kJ/kg.℃; C1 = 0,5 kJ/kg.℃; - t1 , t – nhiệt độ đầu cuối sản phẩm, ℃; t1 = 121 ℃ ; t = 45 ℃ SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 51 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh - t ′ , t ′′ - nhiệt độ cuối đầu nước nguội, ℃; t ′ = 45 ℃ ; t ′′ = 25 ℃ - C – nhiệt dung riêng nước làm nguội, C = 4,19 kJ/kg.℃; W 85.4,3  37,1.0,502  600.0,5 (121  45)  620, 4kg 4,19.(45  25) τ3 – thời gian làm nguội đồ hộp, τ3 = 25 phút  Lượng nước tiêu thụ Wn = Wn = W τ3 , kg/h 620,4 25 60 = 1488,96 kg/h SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 52 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh LỜI KẾT Thông qua đồ án thiết kế thiết bị trùng gián đoạn, em ôn lại kiến thức lý thuyết học phần Quá trình thiết bị truyền nhiệt mơn học liên quan Em học cách tính toán thiết kế hệ thống trùng thực tế Đồ án giúp em làm quen với việc tìm tài liệu tra cứu, học cách tính tốn khí giúp em nắm mối quan hệ lý thuyết thực tế Đối với hệ thống trùng gián đoạn này, việc thiết kế, tính tốn dựa nhiều vào công thức thực nghiệm, cho nhiều tài liệu tham khảo khác Do vậy, việc tính tốn khó tránh sai số q trình thiết kế Để thiết kế xác, ta cần lập hệ thống hoạt động thử để kiểm tra chọn chế độ làm việc tối ưu Đồng thời, việc thiết kế hệ thống dựa nhiều tài liệu lý thuyết khơng có thực tế kinh nghiệm, nên có nhiều điều chưa thật hợp lý, em mong nhận hướng dẫn, góp ý, bổ sung thầy để đồ án hoàn thiện Em xin trân thành cảm ơn ! SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 53 Đồ án CN II GVHD: PGS.TS Tôn Thất Minh Tài Liệu Tham Khảo [1] - PGS.TS Tôn Thất Minh, “ Các trình thiết bị chuyển khối ” ( Tập I ) [2] - PGS.TS Tôn Thất Minh, “ Các trình thiết bị trao đổi nhiệt ” ( Tập II ) [3] - PGS.TS Tôn Thất Minh, “ Cơ sở tính tốn thiết kế máy thiết bị thực phẩm” NXB Bách Khoa Hà Nội, 2012 [4] – GS.TSKH Nguyễn Bin, “ Các q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, Tập – NXB Khoa học Kỹ Thuật, 2011 [5] – GS.TSKH Nguyễn Bin, PGS.TS Đỗ Văn Đài, PGS.TS Nguyễn Trọng Khuông, KS Long Thanh Hùng, TS Phan Văn Thơm, TS Đinh Văn Huynh, TS Trần Xoa, TS Phạm Xuân Toản, “ Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất ” ( Tập I, II) – NXB Khoa học Kỹ Thuật, 1999 [6]- Nguồn internet https://www.slideshare.net/ljmonking/cng-ngh-ch-bin-thc-phm-ng-hp SVTH: Nguyễn Tuấn Anh -20140187 54 ... chỉnh nước làm nguội 3.1 Thiết bị trùng làm việc gián đoạn 3.1.1 Thiết bị trùng làm việc gián đoạn áp suất khí Các thiết bị trùng làm việc gián đoạn áp suất khí thiết bị trùng có cấu tạo đơn giản... rau với mẫu mã bao bì đa dạng phong phú Trên sở kiến thức học hướng dẫn tận tình thầy giáo đồ án môn học này, em xin trình bày “ Tính tốn thiết kế hệ thống trùng gián đoạn dạng thẳng đứng với suất. .. độ trùng 20 2.4.5 Ảnh hưởng trạng thái hộp trùng 23 Phần 3: Các Loại Thiết Bị Thanh Trùng 26 3.1 Thiết bị trùng làm việc gián đoạn 27 3.1.1 Thiết bị trùng làm việc gián đoạn