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

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" được thực hiện với mục đích thanh trùng các loại đồ hộp hay chai lọ nhờ đạt được nhiệt độ thanh trùng cao, thiết bị đo lường hoạt động được dựa trên nguyên lý khi tăng áp suất thì nhiệt độ sẽ tăng theo. Hy vọng nội dung bài báo cáo phục vụ hữu ích cho các bạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
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.       Thiết bị đo và hiển thị nhiệt độ tại chỗ: nhiệt kế giãn nở nhiệt được  cố định ở vỏ thiết bị, phần chân cắm vào dung dịch để ( có vỏ bảo vệ )  xác định nhiệt độ của dung dịch. Dải đo của thiêt b ...