Giáo trình Các thiết bị bảo quản nông sản
1.1.1. Nhiệm vụ
Kho bảo quản có nhiệm vụ bảo quản và tồn trữ các sản phẩm
nông nghiệp trước và sau khi chế biến.
Kho đóng vai trò quan trọng trong bảo quản nông sản. Vì
vậy, việc xây dựng kho nhằm chủ yếu phục vụ bảo quản chứ
không đơn thuần chỉ là nơi chứa đựng. Nói một cách khác, nhà
kho là cơ sở vật chất kỹ thuật để tiến hành các quá trình bảo quản
nông sản, là yếu tố đầu tiên và quan trọng quyết định tới chất
lượng bảo quản nông sản. Đối với mỗi loại sản phẩm khác nhau,
cần phải có loại kho tương ứng thích hợp, nhất là các trang bị cần
thiết phục vụ cho việc sơ chế, kiểm tra theo dõi, phát hiện và xử lý
kịp thời các sự cố không bình thường trong kho. Tuy nhiên để giữ
cho sản phẩm ở trạng thái an toàn được lâu dài, ngoài việc xây
dựng kho theo đúng tiêu chuẩn, thì cũng cần phải quản lý tốt các
tiêu chuẩn về chất lượng từ khi thu hoạch cho tới khi nhập kho.
Muốn đảm bảo yêu cầu chất lượng, nông sản phải được thu hoạch
đúng lúc (độ chín), lựa chọn, phân loại đúng tiêu chuẩn quy định,
kiểm tra phẩm chất ban đầu trước khi nhập kho về các chỉ tiêu: độ
sạch, độ ẩm, mức độ nhiễm sâu bệnh, thành phần dinh dưỡng.
Trong vận chuyển phải lưu ý ngăn ngừa những tác động cơ học
bên ngoài làm hư hỏng hạt: gẫy vỡ, dập nát, .
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Các thiết bị bảo quản nông sản
- 1 - Chương I KHO VÀ THIẾT BỊ BẢO QUẢN NÔNG SẢN 1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và phân loại 1.1.1. Nhiệm vụ Kho bảo quản có nhiệm vụ bảo quản và tồn trữ các sản phẩm nông nghiệp trước và sau khi chế biến. Kho đóng vai trò quan trọng trong bảo quản nông sản. Vì vậy, việc xây dựng kho nhằm chủ yếu phục vụ bảo quản chứ không đơn thuần chỉ là nơi chứa đựng. Nói một cách khác, nhà kho là cơ sở vật chất kỹ thuật để tiến hành các quá trình bảo quản nông sản, là yếu tố đầu tiên và quan trọng quyết định tới chất lượng bảo quản nông sản. Đối với mỗi loại sản phẩm khác nhau, cần phải có loại kho tương ứng thích hợp, nhất là các trang bị cần thiết phục vụ cho việc sơ chế, kiểm tra theo dõi, phát hiện và xử lý kịp thời các sự cố không bình thường trong kho. Tuy nhiên để giữ cho sản phẩm ở trạng thái an toàn được lâu dài, ngoài việc xây dựng kho theo đúng tiêu chuẩn, thì cũng cần phải quản lý tốt các tiêu chuẩn về chất lượng từ khi thu hoạch cho tới khi nhập kho. Muốn đảm bảo yêu cầu chất lượng, nông sản phải được thu hoạch đúng lúc (độ chín), lựa chọn, phân loại đúng tiêu chuẩn quy định, kiểm tra phẩm chất ban đầu trước khi nhập kho về các chỉ tiêu: độ sạch, độ ẩm, mức độ nhiễm sâu bệnh, thành phần dinh dưỡng. Trong vận chuyển phải lưu ý ngăn ngừa những tác động cơ học bên ngoài làm hư hỏng hạt: gẫy vỡ, dập nát, ... 1.1.2. Yêu cầu kỹ thuật Để bảo quản nông sản được lâu với tỷ lệ hao hụt thấp nhất, khi xây dựng kho cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau: - 2 - - Có đủ dung tích để chứa hết khối lượng sản phẩm cần lưu trữ. - Kho phải được xây dựng dựa trên địa hình cao ráo, dễ thoát nước, không ngập úng khi trời mưa kéo dài. - Hướng bố trí trục dọc của kho là hướng Đông - Tây, giảm đáng kể ảnh hưởng của bức xạ mặt trời. - Kết cấu kho phải đáp ứng được các yêu cầu trong bảo quản như: cách nhiệt, cách ẩm, tránh tạo điều kiện cho côn trùng phát triển và loài gặm nhấm (chuột) đục khoét, đồng thời phải tạo điều kiện thuận lợi cho công tác kiểm tra và xử lý sự cố, tiện lợi cho tiêu diệt vi sinh vật có hại và côn trùng. - Phải có trang thiết bị để sơ chế trước khi nhập kho hoặc xử lý các sự cố không bình thường xảy ra trong kho: thiết bị làm sạch, sấy, thông gió, ... Đặc biệt là phải có các phương tiện vận chuyển để cơ khí hoá việc bốc dỡ, xuất nhập kho. 1.1.3. Phân loại Dựa trên cơ sở loại nông sản cần bảo quản ta chia ra: kho bảo quản hạt, kho bảo quản củ, kho bảo quản rau quả, kho bảo quản sữa, thịt, cá, ... Dựa trên mức độ cơ khí hoá có: kho đơn giản, kho cơ giới, kho silô. Kho đơn giản là loại kho hầu như không có trang thiết bị kèm theo, mọi công việc trong kho chủ yếu dùng sức lao động của con người. Kho cơ giới có trang bị các phương tiện vận chuyển để cơ khí hoá toàn bộ công việc xuất nhập kho. Việc thông gió, điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm đều giải quyết bằng cơ khí hoạc tự động hoá. Kho silô là loại kho hiện đại, tiên tiến nhất hiện nay. Ngoài - 3 - những tính chất như kho cơ giới, nó còn được trang bị các phương tiện để thực hiện các phương pháp bảo quản lạnh, thoáng, kín, ... 1.2. Nguyên lý xây dựng kho và cách bố trí nguyên liệu trong kho 1.2.1. Nguyên lý xây dựng kho ¾ Móng kho Móng kho được làm băng bêtông cốt thép, cao hơn bề mặt đất ngoài công trình 30 ÷ 40 cm, thường có gờ úp xuống tránh chuột khỏi trèo lên. Móng phải được xây trên nền đất cứng, để khỏi bị lún. ¾ Sàn kho Cấu trúc của sàn kho có ảnh hưởng lớn tới độ bền của kho và điều kiện áp dụng cơ khí hoá. Sàn kho phải đáp ứng một số yêu cầu kỹ thuật sau: + Bền vững, chịu được tải trọng riêng lớn (Trọng lượng sản phẩm trên 1m2sàn). + Cách ẩm tốt, ngăn được mạch nước ngầm và khí ẩm ở bên ngoài vào. + Bảo đảm không cho côn trùng và sâu bọ xâm nhập vào kho. Kho chứa ngũ cốc, sàn kho thường hơi nghiêng để dễ dàng cho việc cơ khí hoá xuất hạt. Sàn kho đựng rau quả thường làm phẳng, chia thành các ngăn dọc ngang kho. Giữa các ngăn có lối đi đủ lớn để tạo thông thoáng và để các phương tiện vận chuyển đi lại trong kho để bốc dỡ hàng. Sàn kho hiện nay thường có ba loại: sàn gỗ, sàn gạch và sàn bêtông cốt thép. Sàn có thể có gầm thông thoáng phía dưới, tránh ẩm từ dưới theo mạch nước ngầm ngấm vào. Sàn bêtông thường dày và có lớp chống thấm bằng bitum. - 4 - ¾ Tường kho Tường kho thường có một lớp hoặc hai lớp. Giữa hai lớp có lớp chống thấm và cách nhiệt. Tường kho phải đảm bảo vững chắc, không bị nứt nẻ, ... ¾ Mái kho Mái kho thường làm bằng tôn, phibrô ximăng hoặc đổ bêtông. Yêu cầu đối với mái kho phải cách nhiệt tốt (giảm bức xạ mặt trời). Để đảm bảo cách nhiệt người ta có thể sử dụng bông thuỷ tinh. Đối với mái ngói thường phải có trần bằng vôi rơm. Trần loại này rẻ tiền, nhưng hiệu quả cũng tốt, nhưng có nhược điểm là độ bền kém. ¾ Cửa kho Các cửa ra vào phải bố trí hợp lý để công việc kiểm tra, xuất nhập, xử lý sự cố được thuận tiện và nhanh chóng. Cửa sổ phía trên phải có máng hất, tránh mưa hắt vào. Cửa thông gió phải có hai lớp, lớp trong bằng lưới, phía ngoài bằng kính hoặc chớp, tránh chim chuột xâm nhập và khi thông gió có thể mở cửa dễ dàng. Kích thước cửa phổ biến 2,5×2,5m đóng kín. 1.2.2. Bố trí nguyên liệu trong kho Ta không thể sắp xếp các bao hạt đầy kín trong kho. Cần phải có lối vào, ra đủ rộng để các phương tiện vận chuyển đi lại để chất hàng vào kho và lấy hàng ra khỏi kho. Khoảng trống ở trần và xung quanh các đống bao cần thiết cho việc thông gió, làm vệ sinh và phun thuốc phòng trừ, ... Người ta qui định với kho chứa 500 tấn thì thể tích sử dụng có thể ít hơn 50% tổng thể tích bên trong tính tới dưới chỗ bắt đầu mái chìa. khi kích thước của kho tăng lên thì thể tích sử dụng cũng tăng lên (tối đa 80% với kho chứa 10.000tấn). - 5 - Đối với mỗi thể tích nhà kho nhất định, thể tích sử dụng cũng giảm do số loại sản phẩm lưu kho gia tăng, bị sâu bệnh, quản lý không tốt, ... Chăm sóc nông sản trong kho với những nội dung sau: - Khi xây dựng, tấm sàn có bố trí nhiều lớp trong đó có lớp ngăn ẩm xâm nhập từ dưới đất lên bằng lớp nhựa bitum. Đồng thời bao sản phẩm không đặt trực tiếp lên sàn mà thông qua giá đỡ. - Ngăn nước ẩm từ tường thấm vào nông sản: khối nông sản không được xếp tiếp xúc trực tiếp với tường mà cần có khoảng cách thích hợp. Hình 1.1. Giá đỡ và giá lót. - Xếp các bao đúng quy cách: Điều này có nghĩa là phải đảm bảo sử dụng tối đa không gian kho, làm vệ sinh mặt sàn dễ dàng, kiểm tra nông sản, kiểm tra số lượng dễ dàng. Tạo khoảng cách để thông gió cho các bao. - 6 - - Phòng trừ chuột và sâu bệnh: Phải bịt kín các lỗ nơi ẩn náu của chuột. Bảo đảm kho sạch tuyệt đối, dọn và huỷ các phế phẩm bị nhiễm bệnh. Hình 1.2. Khoảng cách giữa nông sản và tường. Giá lót là một vật liệu đặt giữa sàn kho và bao đựng hạt, nhằm ngăn không cho ẩm thấm vào nông sản từ sàn, dẫn tới mốc và hư hỏng hạt. Giá lót đơn giản nhất là tấm nilông dày không bị thủng đặt trực tiếp xuống sàn và trên các bao hạt. Giá lót gỗ (thường gọi là palet nâng hàng) cấu tạo gồm các thanh gỗ ngang và dọc, bao nông sản đặt trên đó cách ly với sàn. Cần lưu ý trước khi dùng cần tẩy trùng sạch, tránh nhiễm sâu bệnh. Cách xếp bao như hình vẽ dưới, tránh cho bao bị đổ và làm cho việc kiểm kê kho dễ dàng. Lớp lẻ Lớp chẵn Số bao của mỗi lớp - 7 - Mỗi lớp 3 bao Mỗi lớp 5 bao Mỗi lớp 8 bao Hình 1.3. Phương pháp xếp các bao nông sản. 1.3. Cấu tạo hoạt động của một số loại kho thường dụng 1.3.1. Bảo quản hạt nông sản a/ Kho đơn giản Kho bảo quản hạt trong gia đình là đơn giản nhất (người ta thường gọi là cót thóc). Hiện nay loại kho này không còn vì quá - 8 - đơn giản và không đảm bảo chất lượng bảo quản, khả năng chống chuột và sâu bọ. Kho dùng dự trữ lương thực quốc gia hiện nay tồn tại dưới ba dạng: Kho A1, kho A2 và kho cuốn. + Kho A1, A2: Loại kho dùng phổ biến trong ngành lương thực những năm 60 của thế kỷ trước. Kết cấu của kho A1 gồm: Mái gói, dầm gỗ và nhiều kèo gỗ chịu lực. Dưới lớp mái có lớp trần bằng vôi rơm để cách nhiệt. Tường xây bằng gạch, có lớp ván gỗ ghép (chiều cao tường gỗ 3 ÷ 3,5m) sàn bằng xi măng, hoặc lát gỗ. Sàn thường là loại sàn trệt (thấp và cách ẩm không tốt) hoặc sàn có vòm cuốn, có lớp không khí đệm, chống ẩm. Mỗi ngăn kho A1 thường có sức chứa 130 ÷ 250 tấn hạt. Kích thước phổ biến: dài 23 ÷ 46m, rộng 8 ÷ 12m, cao từ 4 ÷ 6m. Ưu điểm của kho A1: kiên cố, có khả năng chống được mưa bão, khả năng thoát nhiệt tốt, tường không có máng ở phía trên, tường trước và sau có mái hiên nên chống được mưa hắt. Kho A1 thích hợp để bảo quản thóc, gạo và cả bột. Nhược điểm của loại kho này là tốn nhiều gỗ (lát tường và sàn). Tuy nhiên hiện nay vì kèo gỗ đã được thay bằng kim loại. Khả năng chống xâm nhập ẩm vào kho kém. Khả năng làm kín chưa tốt, do đó cần khử trùng kho bằng hơi sát trùng gặp nhiều khó khăn. Sâu mọt và chuột dễ xâm nhập và hoạt động (đặc biệt kho A1 thông thoáng) và lan từ khoang này sang khoang khác. Đặc điểm của kho A2 là mái gói, cột, dầm chịu lực bằng gỗ, sàn và tường cũng bằng gỗ. Sàn cách nền kho từ 50 ÷ 80 cm. Loại kho này có nhiều ở trung du và miền núi. Gần đây các loại kho này bị loại bỏ. + Kho cuốn: Kho cuốn là loại kho phổ biến nhất ở ta hiện - 9 - nay. Nguyên liệu chính để xây dựng là gạch, vôi, cát, ximăng, cần rất ít gỗ. Kết cấu chịu lực là tường chịu lực (đồng thời cũng là tường ngăn giữa hai khoang) và vòm cuốn mái. Kích thước cơ bản của một khoang khô: dài (8 ÷ 15m), rộng (4 ÷ 6,5m) cao (4 ÷ 6m). Mỗi ngăn kho cuốn chứa từ 50 ÷ 140 tấn thóc. Kho có nền cao và dưới có vòm cuốn, dùng lớp không khí đệm để chống thấm ở nền. Trên vòm cuốn mái có gắn một lớp ngói lợp ngoài. Về phương diện bảo quản kho cuốn có một số ưu nhược điểm chính sau: Ưu điểm: - Nhà kho chắc chắn, có khả năng chống mưa bão và hoả hoạn. - Mái có khả năng cản nhiệt do bức xạ mặt trời tốt. - Kho khá kín (khi cần kín), chim, chuột rất khó xâm nhập. - Nếu chất lượng thóc ban đầu tốt, bảo quản trong kho cuốn sẽ an toàn. Nhược điểm: - Ngăn kho có tiết diện chữ nhật nên sự phân bố nhiệt và ẩm trong đống hạt không đều; càng vào giữa gian kho, nhiệt độ đống hạt càng cao; gần tường và cửa nhiệt độ thấp hơn. - Khả năng thoát nhiệt của kho cuốn kém hơn kho A1 và kho A2. Trường hợp hạt nhập kho không đạt chất lượng bảo quản, hạt dễ bị bốc nóng. Nhiệt độ đống hạt trong mùa hè từ 38 ÷ 420C. Chính vì thế để tránh đọng sương và men mốc ở lớp mặt, yêu cầu quan trọng là đống hạt phải được cào đảo thường xuyên. - 10 - - Lớp ximăng chống thấm ở máng trên tường ngăn giữa hai gian kho thì bị rạn nứt. Vào mùa mưa kéo dài trong hai tháng 2, 3, các máng đều bị thấm ướt, làm ẩm tường ngăn. Thóc gần sát tường ngăn dễ bị mốc. - Do chia nhiều ngăn, diện tích kho hẹp, cửa thấp nên rất khó cơ khí hoá xuất nhập kho. Trong bảo quản cũng gặp nhiều khó khăn. Nhìn chung các loại kho phổ biến hiện nay còn tồn tại nhiều vấn đề: - Các kho chưa đáp ứng được yêu cầu bảo quản là chống ẩm và chống thấm, do đó lương thực bảo quản thường hay bị mốc (sát tường và nền). Khắc phục hiện tượng này thường phải dùng khung đóng, kê lót ở tường và nền gây lãng phí và tốn kém bảo dưỡng, thay thế hàng năm. - Mức độ chứa hạt (đổ đống, không đóng bao) còn thấp, chiều cao đống hạt chỉ từ 3 ÷ 3,5m. Mức độ chứa hạt mới chỉ 50 ÷ 60% thể tích nhà kho, còn 40% là khoảng không vô ích. Chính khoảng không này là môi trường thuận lợi để không khí ẩm bên ngoài xâm nhập và tác động vào lương thực, làm cho sâu mọt và vi sinh vật có hại phát triển, phá hoại lương thực. - Những nhà kho để bảo quản lương thực còn thủ công. Để bảo quản tốt lương thực cần thiết phải cơ khí hoá các khâu như xuất, nhập, xử lý lương thực trước khi nhập, xử lý trong quá trình bảo quản. b/ Kho cơ giới: Kho cơ giới không có thiết bị sơ chế dùng để bảo quản hạt. - 11 - Hình 1.4. Sơ đồ cấu tạo kho cơ giới không có thiết bị sơ chế. 1 - Băng tải 2 - ống thổi không khí 3 - Quạt 4 - Băng tải nhập 5 - Tấm chắn. Trong kho trang bị bộ phận vận chuyển kiểu gầu tải, đưa nguyên liệu từ dưới lên cao và đổ vào băng chuyền 4 đặt trên nóc, chạy suốt chiều dài kho. Trên từng đoạn băng tải có thiết bị gạt hạt xuống từng ô kho một. Hạt được lấy ra dưới đáy nghiêng cũng là một băng tải 1 chạy dọc kho. Khối hạt trong kho theo từng giai đoạn được thông gió cưỡng bức khi cần thiết nhờ hệ thống ống thổi không khí 2 đặt trên mặt nền theo hướng ngang. Ống phân phối khí bằng thép, phía trên bố trí lỗ. Trên miệng lỗ lắp tấm chắn 5 để hạt không rơi vào ống và không khí tràn ra hai bên. Hệ thống thổi không khí cưỡng bức vào ống gồm quạt cao áp 3. Đối với kho cơ giới có thiết bị sơ chế (Hình 1.5). Thiết bị sơ chế gồm buồng sấy, sàng làm sạch hạt và một số thiết bị khác để thực hiện việc bốc dỡ, vận chuyển, xuất nhập kho hoặc xử lý - 12 - những sự cố nguy hiểm (bốc nóng, côn trùng phá hoại, ...). Loại kho này có thể hoàn thành các quá trình cần thiết trong quá trình bảo quản. Hình 1.5. Sơ đồ cấu tạo kho cơ giới có thiết bị sơ chế. 1 - Xe vận chuyển 2 - Thùng tiếp nhận 3, 8 - Băng tải 4 - Gầu tải 5 - Thùng phân phối 6 - Sàng làm sạch tạp chất 7 - Buồng sấy 9 - Cơ cấu tháo liệu 10 - Băng tải xuất. c/ Kho silô Kho silô thường được dùng để bảo quản hạt. Đây là phương pháp bảo quản hạt tiên tiến nhất hiện nay. Hầu hết các nước phát triển đều sử dụng phương pháp này. Cấu tạo kho gồm một số tháp hình trụ (silô) bằng thép hoặc bằng bêtông cốt thép, đáy dạng hình chóp. Hình 1.6 sơ đồ cấu tạo kho silô nói chung. Hạt được đưa lên cao nhờ gầu tải 1 và phân phối xuống các silô bằng băng tải 2. Hạt được lấy ra ở đáy silô và vận chuyển bằng băng tải 5. - 13 - Trên từng silô, theo chiều cao có các ống dẫn không khí 4 thổi gió ngoài trời vào hạt nhằm điều chỉnh nhiệt độ và ẩm độ của khối hạt. Việc theo dõi được tự động hoá nhờ các cảm biến đặt trong silô ở các độ cao khác nhau của silô (5 ÷ 7m đặt một chiếc). Các tín hiệu nhận được qua bộ chuyển đổi đo, bộ khuếch đại tới chỉ thị đo, ... Ngoài hệ thống điều khiển, điều chỉnh kể trên, người ta còn trang bị buồng sấy hạt, quạt gió, hệ thống vận chuyển xuất nhập kho, đảo hạt, ... Nhờ thiết bị điện tử và hệ thống máy tính chương trình, công việc của kho được tự động hoá hoàn toàn. Kho có sức chứa 20.000 tấn chỉ cần 1 ÷ 2 người phục vụ. Kho silô vốn đầu tư lớn, nhưng hiệu quả kinh tế lại rất cao, do giảm được hư hỏng sản phẩm và giảm chi phí lao động. Hình 1.6. Sơ đồ cấu tạo kho silô. 1 - gầu tải 2, 5 - Băng tải 3 - Bộ phận tháo liệu 4 - ống dẫn không khí 6 - Silô. - 14 - Hình 1.7. Kho silô bằng thép, dạng lục giác ở Pháp, sức chứa mỗi silô 200 tấn hạt - 15 - Hình 1.8. Silô bằng thép, tiết diện tròn. Hình 1.9. Kho silô bằng bêtông 1.3.2. Kho tồn trữ rau quả tươi Đã có nhiều phương pháp tồn trữ rau quả tươi: vùi trong cát, để trong hầm, đựng trong bao kín, ... những cách này chỉ tồn trữ tạm thời, c ... n vào rơ le điện từ, công tắc mạch chính mở, ngắt dòng điện vào động cơ 3, đình chỉ việc cấp liệu. Khi xả hết lượng nguyên liệu trong 12 - 137 - thùng 5, tiếp điểm 10 đóng lại. Tiến hành đóng điện lại cho động cơ làm việc để định lượng mẻ sau bằng cách ấn công tắc 11. Đối trọng 9 dùng để thay đổi lượng nguyên liệu trong thùng 5 khi cần thay đổi mức. Hình 8.7. Máy định lượng kiểu cân tự động 1- bộ phận cấp liệu; 2- bộ gây rung; 3- đèn chiếu sáng; 4- ống dẫn luồng ánh sáng; 5- tế bào quang điện; 6- tấm chắn; 7- mẫu khối lượng; 8- thang chia độ của cơ cấu khối lượng; 9- bao bì đã nạp đầy; 10- bao bì rỗng; 11- rơ le quang điện. Máy định lượng kiểu cân tự động (hình 8.7) là loại máy dùng để định lượng sản phẩm rời vào bao bì. Đây là loại máy định lượng theo khối lượng điều khiển tự động nhờ tế bào quang điện. Bao bì rỗng đặt lên bàn quay và đưa về phía bộ phận cấp liệu dao động 1 có gắn bộ gây rung động 2. Bao bì sẽ đi vào một trong các đĩa cân của đòn cân, trên đĩa cân khác có đặt sẵn mẫu khối lượng 7 và cuối đòn cân có lắp tấm chắn ánh sáng 6. Khi cấp nguyên liệu vào bao bì rỗng đạt đến khối lượng cân bằng với mẫu khối lượng 7 thì tấm chắn đó che nguồn sáng 3 tác dụng lên tế bào quang điện 5.Khi đó rơ le quang điện 11 lập tức sẽ tác động lên các bộ phận điều hành của thiệt bị tự động, làm đình chỉ việc cấp sản phẩm vào trong bao bì.Đồng thời cơ cấu bàn quay làm việc, đẩy bao bì đầy ra và đặt - 138 - lên đó bao bì rỗng khác. Sau đó bộ phận cấp liệu lại tự động làm việc và nạp đầy bao bì mới. 8.3. Máy ghép kín 8.3.1. Máy ghép kín bao bì cứng a) Các loại mối ghép Để làm kín bao bì cứng người ta thường dùng nắp bằng kim loại, nhựa, gỗ,... Có 3 loại mối ghép nắp được sử dụng phổ biến : mối ghép đơn, mối ghép kép và mối ghép xoáy. Mối ghép đơn dùng để ghép kín nắp bao bì bằng thủy tinh. ở mối ghép này chỉ có nắp kim loại là cuộn lại. Trên Hình 8.8 là các kiểu mối ghép đơn đã được tiêu chuẩn hóa. - Kiểu ghép nhẵn (Liên xô cũ ký hiệu CKO), dùng cho loại miệng rộng, nắp bằng sắt hay nhôm (hình 8.8a). Phương pháp ghép này có ưu điểm là chắc chắn nhưng có nhược điểm là năng suất ghép thấp, miệng dễ bị vỡ. - Kiểu "Imra" dùng cho lọ miệng rộng, nắp sắt có răng (hình 8.8b). Loại này có nhược điểm như CKO, ngoài ra còn tốn sắt và hình dáng mối ghép không đẹp. - Kiểu ghép đột (Liên xô cũ ký hiệu CKK), dùng cho chai miệng hẹp, nắp sắt hay nhôm (hình 8.8c). Loại này có ưu điểm là kín, chắc, dễ cậy nắp, tiết kiệm sắt nhưng có nhược điểm là miệng chai dễ bị sứt khi ghép. - Kiểu "Comec" và "Anxêcôxin" dùng cho cả hai loại miệng rộng và hẹp, nắp nhôm mỏng có rãnh tròn ở đáy khi nắp khít với đỉnh miệng chai (hình 8.8d). Khi ghép thì nắp xoắn bám theo gân của miệng chai. Loại này thường dễ lắp ghép, nhưng năng suất ghép không cao, tốn nhôm, độ chân không khi thanh trùng và bảo quản giảm. - 139 - Hình 8.8. Mối ghép đơn a) CKO; b) "Imra"; c) CKK; d) "Comec"; e) Omnia; f) CKBO; g) CKH - Kiểu “Omnia” dùng cho chai miệng rộng, nắp nhôm mỏng có rãnh ở đáy nắp, gắn chặt vào miệng chai khi trong chai có chân không (hình 8.8e). Để nắp khỏi xoay hay bật gờ, người ta bóp nhẹ nắp vào cổ. Loại này có nhược điểm như kiểu “Cômec” và “Anxêcôxin”. - Kiểu ghép nhẵn chân không (Liên xô cũ ký hiệu là CKBO) dùng cho lọ miệng rộng, giống như "Omnia" chỉ khác là thay nắp nhôm bằng nắp sắt có răng (hình 8.8f). Mối ghép này có ưu điểm như kiểu "Omnia", nhưng nếu như nắp làm bằng vật liệu càng giòn, càng cứng thì độ kín càng kém. - Kiểu ghép nén (Liên xô cũ ký hiệu là CKH, Anh - Mỹ gọi là "prai- ốp") dùng cho cả loại miệng rộng và hẹp, nắp kim loại có đệm cao su đặt quanh thành sẽ bị kéo căng và dính sát vào miệng chai khi trong chai có chân không (hình 8.8g). Nắp không bị biến dạng mà chỉ ép vào miệng bao bì. Kiểu ghép này có ưu điểm : năng suất cao, dễ lắp ghép, máy ghép dùng cho nhiều cỡ bao bì mà không cần thay cơ cấu ghép, nắp giữ nguyên vẹn và dễ cậy, độ kín đảm bảo, bao bì ít bị vỡ và gia công đơn giản. Mối ghép kép được áp dụng để ghép kín nắp hộp bằng kim loại. ở mối ghép này cả thân và nắp hộp đều được cuộn lại (hình 8.9). Loại mối ghép này có ưu điểm là chắc chắn, nhưng có nhược điểm là mí hộp dễ bị hư hỏng, không đảm bảo được các tiêu chuẩn kỹ thuật, đặc biệt là độ kín. - 140 - Mối ghép xoáy được dùng để ghép kín nắp hộp thủy tinh hoặc nhựa. ở mối ghép này cả cổ và nắp hình thành các đoạn gờ theo đường ren vít hoặc các rãnh xoắn vít. Khi ghép nắp, có thể dùng máy hoặc dùng tay. Hình 8.9. Mối ghép kép Trên Hình 8.10 trình bày các kiểu mối ghép xoáy. - Kiểu "Fenic" dùng cho lọ miệng rộng nắp sắt có hai chi tiết : nắp và vòng khóa (hình 8.10a). Loại này có ưu điểm là dễ mở, dễ đậy, dùng được nhiều lần nhưng có nhược điểm là ghép tay hay máy đều chậm, khó tự động hóa, tốn sắt và khó đảm bảo độ chân không khi thanh trùng. Hình 8.10. Mối ghép xoáy a) "Fênic"; b) CKB; c) “Tuyt- ôp” - Kiểu ghép xoắn vít CKB (Liên xô cũ) dùng cho bao bì miệng hẹp, nắp và cổ bao bì có rãnh xoắn vít (hình 8.10b). Loại này có ưu điểm tháo nắp dễ và thuận tiện, nhưng có nhược điểm là hạn chế năng suất ghép, cấu trúc và sử dụng máy phức tạp, khó gia công nắp, tốn kim loại làm nắp và thuỷ tinh làm cổ xoắn, khó đảm bảo độ kín khi bảo quản. - Kiểu "Tuyt-ôp" dùng cho bao bì miệng rộng, cổ ngắn, nắp sắt, khi đậy và tháo nắp chỉ cần xoay 1/4 vòng (hình 8.10c). ưu nhược điểm tương tự như kiểu CKB. Mối ghép xoáy có ưu điểm là việc ghép hoặc tháo nắp đơn giản và thuận tiện, sử dụng được nhiều lần nhưng có nhược điểm là năng suất ghép - 141 - thấp, chế tạo nắp phức tạp, tốn thủy tinh làm cổ xoắn, khó đảm bảo độ kín và khó tự động hóa. b) Quá trình hình thành mối ghép Để tạo ra mối ghép, người ta thường dùng hai loại con lăn : con lăn cuộn có rãnh sâu để ghép sơ bộ tức là làm cho nắp và mép hộp gập vào nhau và cuộn lại, nắp hộp vẫn có thể xoay được nhưng không tháo ra được (hình 8.11a) và con lăn ép có rãnh nông để ghép kín tức là ép cho mí hộp chắc lại, nắp hộp không xoay được và không tháo được (hình 8.11b). Khi ghép kín hộp thủy tinh (ghép nhẵn kiểu CKO) người ta chỉ dùng con lăn ép mà không cần con lăn cuộn. a) b) Hình 8.11. Các con lăn a) con lăn cuộn; b) con lăn ép Đối với hộp kim loại khi bắt đầu ghép sơ bộ, con lăn cuộn tiến sát tới hộp (hình 8.12a), trong khi thân và nắp hộp được hai mâm giữ chặt. a) b) c) - 142 - Hình 8.12. Sơ đồ tạo ra mối ghép kép a) bắt đầu ghép; b) ghép sơ bộ; c) ghép kín. 1- con lăn; 2- mâm trên; 3- thân hộp; 4- nắp hộp. Tùy cấu trúc của từng kiểu máy ghép mà trong quá trình ghép hoặc con lăn cố định hộp quay quanh trục của nó, hoặc hộp cố định con lăn quay quanh hộp. Hộp đã ghép sơ bộ thì thân và nắp được cuộn lại, không khí trong hộp vẫn thông được với bên ngoài (hình 8.12b). Do đó người ta tiến hành bài khí bằng nhiệt và hút chân không khi hộp ở trạng thái ghép sơ bộ. Hộp ghép kín bắt đầu khi con lăn ép tiến sát vào hộp, tạo ra mối ghép kín hoàn toàn (hình 8.12c). Đối với hộp thủy tinh các nắp kim loại được ghép chắc vào vành gờ của miệng chai lọ bằng 3 phương pháp : - Dùng con lăn để ghép chặt và kín nắp kim loại và vành đệm cao vào miệng chai lọ, tương tự như giai đoạn ghép kín đối với hộp kim loại. Phương pháp này gọi là phương pháp ghép nhẵn bằng con lăn. - Dùng nòng bấm có cấu tạo đặc biệt để bấm nắp và vòng đệm cao su vào miệng hộp (hình 8.13). Lọ thủy tinh 1 cùng với nắp 2 được nâng lên phía nòng đỡ 3. Khi nòng đỡ 3 dập xuống thì nòng bấm 4 tiến vào bóp nắp móp lại và mắc chặt vào vành gờ của miệng lọ. - Dùng nòng dập hình côn, tác dụng từ trên xuống để dập nắp vào miệng chai lọ có miệng hẹp (hình 8.14). Tùy theo cấu tạo máy mà nòng hình côn cố định, chai và nút được bàn đỡ nâng lên hoặc là nòng hình côn dập xuống, chai cùng với nút được đặt trên bàn đỡ cố định. Khi chịu lực tác dụng thẳng đứng, nút kim loại bị bóp lại do đường kính của nòng nhỏ dần, tạo ra các nếp nhăn và bám chặt vào gờ miệng chai. Hai phương pháp đầu được dùng cho bao bì thủy tinh có miệng rộng còn phương pháp thứ ba được dùng cho bao bì thủy tinh miệng hẹp. Chú ý cả ba phương pháp ghép trên đều phải dùng đệm cao su, nỉ hay chất dẻo ở miệng chai để vừa đảm bảo độ kín vừa làm êm khi chịu lực ép dập. - 143 - a) b) Hình 8.13. Sơ đồ tạo ra mối ghép đơn bằng nòng bấm a) tư thế trước khi bóp; b) tư thế sau khi bóp 1- miệng lọ thủy tinh; 2- nắp kim loại; 3- vòng đỡ; 4- vòng bấm; 5- vòng đệm cao su; 6- kẹp đỡ nòng bấm. a) b) Hình 8.14. Sơ đồ mối ghép đơn bằng nòng dập hình côn a) sơ đồ ghép dập; b) nòng hình côn 1- nòng hình côn; 2- chai; 3- nắp kim loại; 4- đệm cao su. 8.3.2. Máy ghép kín bao bì mềm a) Các loại mối ghép Mối ghép bằng nhiệt là loại mối ghép dùng tác dụng của nhiệt để làm nóng chảy vật liệu bao bì, nhờ đó mà chúng được hàn chặt với nhau. Mối ghép này được áp dụng để ghép kín bao bì bằng chất trùng hợp dạng màng mỏng, giấy sáp, giấy có tráng kim loại,... Mối ghép bằng nhiệt có ưu điểm chắc chắn, đảm bảo được độ kín nhưng chỉ áp dụng được cho những vật liệu dễ bị nóng chảy dưới tác dụng của nhiệt. Mối ghép bằng băng dính dùng để ghép các loại bao bì bằng vải. Đây là loại mối ghép đơn giản, không đòi hỏi thiết bị phức tạp, tuy nhiên mối ghép loại này chỉ dùng cho các thực phẩm có thời hạn sử dụng ngắn vài ngày không đòi hỏi chống khí ẩm kỹ lắm. Mối ghép bằng chỉ khâu được dùng để ghép bao bì bằng vải. Mối ghép này khá chắc chắn nhưng không đảm bảo được độ kín. - 144 - Ngoài ra, người ta còn dùng mối ghép bằng hồ dán cho các loại bao bì bằng giấy. b) Quá trình hình thành mối ghép Đối với mối ghép bằng nhiệt để tạo ra mối ghép người ta dùng nguồn năng lượng điện để đốt nóng hai thanh nhiệt đặt song song, cùng chuyển động ép vào hoặc tách ra. Một thanh có cạnh sắc nhô cao hơn bề mặt ép để sau khi ghép kín sẽ thực hiện ép cắt rời thành từng gói (hình 8.15). Hiện nay việc làm kín bao bì mềm thường thực hiện phối hợp: tạo bao, nạp liệu, ghép kín và cắt bao trên các thiết bị chuyên dùng. Hình 8.15. Sơ đồ cấu tạo thanh nhiệt Trên Hình 8.16 là sơ đồ nguyên lý làm việc của máy đóng gói sản phẩm rời. Vật liệu bao bì dạng màng mỏng bằng chất trùng hợp từ cuộn 1 được các trục lăn 3 kéo xuống dưới, có bộ phận dẫn hướng 2 giúp cho màng mỏng quấn đều xung quanh ống. Bộ phận hàn mép 4 sẽ ghép kín hai mép màng mỏng. Phần đã hàn tiếp tục di chuyển xuống dưới, vượt qua mép dưới của ống cấp sản phẩm 5 một khoảng thích hợp thì sản phẩm được rót vào bao bì và bộ phận hàn miệng bao 6 sẽ tự động ghép kín phần trên của bao bì, sau đó sản phẩm lại được rót vào phần bao bì rỗng ở phía trên và quá trình được lặp lại. Sản phẩm - 145 - Hình 8.16. Sơ đồ quá trình đóng gói sản phẩm rời 1-bộ phận dẫn hướng màng bao bì; 2- cuộn vật liệu bao bì màng mỏng; 3- trục lăn ép; 4- bộ phận ghép hàn ghép mối; 5- ống dẫn sản phẩm rời; 6- bộ phận ghép kín miệng bao Trên Hình 8.17 là sơ đồ nguyên lý làm việc của máy đóng gói sản phẩm dạng khối. Bao bì được hình thành nhờ hai cuộn màng mỏng phía trên 2 và phía dưới 3, sản phẩm dạng khối được cung cấp vào khe hở giữa 2 màng nhờ băng chuyền. Quá trình ghép kín được thực hiện nhờ bộ phận gia nhiệt 4, bộ phận ép 5, bộ phận ghép kín miệng bao 6 và bộ phận cắt rời bao 7. - 146 - Hình 8.17. Sơ đồ quá trình đóng gói sản phẩm dạng cục 1- sản phẩm đưa vào bằng băng chuyền; 2, 3- cuộn bao bì màng mỏng trên và dưới; 4- bộ phận gia nhiệt; 5- con lăn ép; 6- bộ phận ghép kín miệng bao; 7- bộ phận cắt Đối với mối ghép bằng băng dính, để ghép kín trước hết miệng bao được xoắn lại, sau đó nó được đưa qua máy quấn băng dính (hình 8.18). Sau khi quấn một số vòng đảm bảo được độ chặt và kín thì băng dính được cắt và bao bì được đưa ra ngoài. Hình 8.18. Sơ đồ quá trình ghép kín miệng bao bằng băng dính. .Đối với mối ghép bằng chỉ khâu, mối ghép được tạo ra nhờ hai đường chỉ khâu luồn vào nhau. 8.4. Cấu tạo và hoạt động của một số thiết bị bao gói sản phẩm 8.4.1. Máy ghép nắp nửa tự động Loại máy này thực hiện đưa hộp vào và lấy ra bằng tay, quá trình ghép được tự động. Cấu tạo máy gồm động cơ điện 1 làm chuyển động hệ thống bánh răng 2, quay các con lăn 3 (hình 8.19). - 147 - Bàn đạp 8 điều khiển trục 6 và mâm 5 trên đó có đặt hộp 4. Bàn đạp còn điều khiển cơ cấu 7 làm cho các con lăn tiến sát vào hộp để ghép mí. Khi ghép, người ta đặt hộp vào mâm dưới, rồi đạp bàn đạp. Lúc đó mâm dưới cùng hộp được nâng lên, đồng thời cặp con lăn cuộn sẽ tiến sát vào hộp cuộn mép thân và mép nắp, sau đó cặp con lăn ép ghép chặt mối lại. Bỏ bàn đạp ra mọi hoạt động diễn ra ngược lại. Con lăn ép lùi xa hộp, mâm dưới hạ xuống, dùng tay nhấc hộp ra, sau đó lại đặt hộp mới, quá trình được lặp lại a) b) Hình 8.19. Máy ghép nắp nửa tự động a) ảnh máy ghép nắp; b) sơ đồ nguyên lý cấu tạo 1- động cơ điện; 2- bánh răng; 3- con lăn; 4- hộp; 5- mâm dưới; 6- trục mâm; 7- cơ cấu đưa con lăn tiến sát vào hộp; 8- bàn đạp. 8.4.2. Máy đóng gói CY - 602 Máy đóng gói CY - 602 (hình 10.17) do Đài loan chế tạo dùng để đóng gói các bao bì mềm làm bằng chất trùng hợp. Có thể sử dụng để đóng - 148 - gói : đậu phộng, chè, cà phê, đường, bánh, kẹo, lát khoai tây chiên,... a) b) Hình 2.20. Máy đóng gói CY - 602 a) ảnh máy đóng gói; b) sơ đồ nguyên lý làm việc Đây là loại máy đóng gói tổng hợp vừa tạo bao, nạp liệu, ghép kín. Việc định lượng nguyên liệu vào bao theo nguyên tắc đong (định lượng theo thể tích), việc ghép kín dùng nhiệt. Toàn bộ quá trình làm việc của máy được tự động hoàn toàn, điều khiển chế độ làm việc của máy theo chương trình lập sẵn trên máy vi tính. Đặc tính kỹ thuật : kích thước gói dài 200 ÷ 450mm, rộng 100 ÷ 280mm; năng suất 30 ÷ 80 bao/phút; kích thước máy: dài x rộng x cao : 1100 x 840 x 1390mm; khối lượng máy 770kg. 8.4.3. Máy ghép nắp tự động chân không Loại máy này được sử dụng để ghép nắp hộp kim loại (hình 10.16). Ngoài việc tiến hành các quá trình như trên máy ghép tự động, máy ghép tự động chân không còn thực hiện hút không khí tạo ra độ chân không trong hộp nhằm tạo ra môi trường không có oxi để hạn chế hoạt động và phát triển của vi sinh vật, đặc biệt khi thanh trùng sẽ không bị bật nắp hay phồng hộp. Trong các máy này, ở giữa thân máy có ngăn chân không nối với bơm chân không qua bình trung gian. Khi hộp vào ghép thì cửa nối với - 149 - bình trung gian mở ra, cửa vào của hộp đóng lại và buồng ghép được thông với bơm chân không, lúc đó tiến hành quá trình ghép. Khi ghép xong, cửa của buồng ghép thông với bình trung gian đóng lại, cửa nối với khí quyển mở ra, cửa cho hộp vào cũng mở ra, hộp đã ghép được đưa ra ngoài, đồng thời hộp mới được đưa vào buồng ghép. a) b) Hình 8.21. Máy ghép nắp tự động chân không B M - 4 a) ảnh máy ghép nắp; b) sơ đồ nguyên lý làm việc 1- buồng ghép; 2- bình trung gian; 3- hộp; 4- bơm chân không; 5- động cơ điện; 6- ống nước vào bơm chân không; 7- ống thải nước; 8- chân không kế.
File đính kèm:
- giao_trinh_cac_thiet_bi_bao_quan_nong_san.pdf