Thiết bị bài khí là thiết bị quan trọng trong việc loại bỏ các chất khí tồn tại trong đồ hộp trước khi ghép kín đồ hộp. Cùng HCTECHCO tìm hiểu chi tiết hơn về ý nghĩa, cấu tạo và phân loại các thiết bị bài khí.
1. Thiết bị bài khí là gì?
Trong các quá trình chế biến đồ hộp, người ta phải dùng các hoạt động chế biến cơ học như: cắt, nghiền, chà, ép, lọc,… Bên cạnh đó, chúng cũng trải qua quá trình bơm, vận chuyển chế phẩm từ thùng chứa này qua thùng chứa khác. Tất cả các quá trình này đều có thể làm cho một số không khí xâm nhập và hòa lẫn vào các sản phẩm.
Trước khi ghép kín đồ hộp, cần loại bỏ bớt các chất khí tồn tại trong đồ hộp ấy đi. Quá trình này gọi là bài khí – Vacuum degasser (hay bài khí đồ hộp). Và thiết bị chuyên dụng, sử dụng cho quá trình này được gọi là thiết bị bài khí.
Bài khí là việc loại bỏ không khí trong đồ hộp trước khi đóng kín
Ví dụ: Trong quy trình sản xuất sữa tiệt trùng; hệ thống thiết bị bài khí được sử dụng để loại bỏ các hỗn hợp khí trộn lẫn với sữa. Sau đó sản phẩm được đồng hóa và tiệt trùng trước khi chiết rót và đóng gói.
2. Ý nghĩa của bài khí trong sản xuất
Có khi nào bạn thắc mắc bài khí để làm gì? Bài khí có vai trò gì cho sản xuất? Việc bài khí trong sản xuất đồ hộp đem đến nhiều ý nghĩa quan trọng. Dưới đây là 5 mục đích và ý nghĩa chính:
a. Giảm áp suất bên trong hộp khi thanh trùng
Lượng không khí tồn tại trong đồ hộp sau khi ghép kín có thể làm tăng áp suất bên trong đồ hộp khi thanh trùng.
Áp suất của hộp khi thanh trùng được tính toán bằng tổng áp suất riêng của hơi nước, áp suất riêng của không khí và áp suất do sản phẩm dãn nở. Khi tổng áp suất ấy đạt 1.96 – 3.92*10^5 N/m2 (2-4at) có thể gây ra biến dạng, hư hỏng hộp.
Loại bỏ khí bên trong hộp giúp giảm áp suất bên trong hộp khi thanh trùng; tránh để hộp bị bật nắp, đứt mối hàn hay biến dạng.
b. Loại bỏ oxy hóa trong hộp
Việc bài khí khi chế biến đồ hộp có tác dụng loại bỏ oxy, bảo quản sản phẩm
Oxy còn lại trong các sản phẩm đồ hộp có thể làm cho các quá trình oxy hóa xảy ra, làm cho cá sinh tố, nhất là sinh tố C bị tổn thất. Các chất hữu cơ bị oxy làm thay đổi màu sắc và hương vị của thực phẩm.
Các thiết bị bài khí giúp loại bỏ oxy trong hộp. Từ đó, giúp hạn chế sự phát triển của các sinh vật hiếu khí, giảm hư hỏng và ngăn chặn tình trạng oxy hóa các chất hữu cơ. Nhờ vậy mà hạn sử dụng của các sản phẩm cũng được cải thiện hơn.
Ngoài ra, bài khí giúp ngăn tình trạng màng bọt khi thực hiện rót sản phẩm vào hộp. Hình thức của sản phẩm đẹp hơn, không làm thay đổi hương vị và màu sắc của thực phẩm trong hộp.
c. Hạn chế sự ăn mòn vỏ hộp
Ở hộp sắt tây, các lỗ nhỏ không phủ thiếc trên bề mặt sẽ tạo ra các cặp pin li ti trong môi trường acid yếu (hai điện cực là sắt và thiếc).
Dòng điện chạy từ cực dương sang cực âm – đẩy hydro thoát ra dung dịch đến bám vào cực âm. Chúng tạo thành một màng bảo vệ cực âm, hạn chế sự phân cực của pin. Và nhờ đó làm ngừng quá trình ăn mòn.
Tuy nhiên, nếu trong hộp vẫn còn oxy. Oxy này phản ứng ngay với hydro, phá hủy màng bảo vệ. Dòng điện vẫn tiếp tục chạy và diễn ra quá trình ăn mòn.
Do đó, bài khí đồ hộp có ý nghĩa trong việc hạn chế hiện tượng ăn mòn này.
d. Tạo độ chân không trong đồ hộp khi đã làm nguội
Các sản phẩm đồ hộp thực phẩm yêu cầu có một độ chân không nhất định. Mục đích: khi vận chuyển, bảo quản trong các điều kiện khí hậu khác nhau; đồ hộp không bị phồng đáy và nắp. Đây cũng là đặc điểm để khách hàng phân biệt được đồ hộp tốt hay xấu.
Độ chân không của các sản phẩm đồ hộp thường từ: 250-450mmHg (3.22 – 5.98*10^4 N/m2). Một số trường hợp đặc biệt mới tới 650 – 680 mmHg (8.65 – 9.05*10^4 N/m2).
Bạn cũng có thể dễ dàng xác định mục đích của việc bài khí trong quy trình công nghệ chế biến thịt hộp qua 5 mục đích ở trên.
Những tác dụng của việc bài khí trong công nghệ đóng hộp là vô cùng quan trọng. Bởi vậy, các phương pháp bài khí đã sớm được ứng dụng vào việc sản xuất đồ hộp.
>> Tham khảo thêm: Công nghệ ngâm tẩm chân không
3. 4 phương pháp bài khí cho đồ hộp phổ biến
Có nhiều phương pháp khác nhau trong việc bài khí đồ hộp. Tuy nhiên có 4 phương pháp phổ biến nhất hiện nay: bài khí bằng nhiệt, bài khí bằng thiết bị chân không, bài khí bằng phun hơi và bài khí bằng hồng ngoại.
Các phương pháp bài khí này đều có những đặc trưng và ưu nhược điểm riêng. HCTECH xin đưa ra các thông tin chính của từng phương pháp, ưu và nhược điểm của từng phương pháp.
3.1. Bài khí bằng nhiệt
Phương pháp bài khí bằng nhiệt là phương pháp cho sản phẩm vào bào bì khi còn nóng.
a, Nguyên tắc
Hình thức này sử dụng các nguyên tắc cơ bản của sự giãn nở nhiệt đối với thực phẩm và không khí. Các chất khí nở ra một cách tối đa vì nhiệt. Bởi vậy, khi hộp/lon và thực phẩm bên trong bị nung nóng; các chất rắn, chất lỏng nở ra. Đặc biệt, không khí nở ra và bị đẩy ra khỏi hộp ban đầu. Sau đó, hộp được đóng và làm nguội, các thực phẩm bên trong sẽ co lại và tạo ra chân không.
Bài khí bằng nhiệt cho sản phẩm hộp sốt cà chua
b, Phân loại
Bài khí bằng nhiệt có thể được thực hiện theo hai cách:
Làm nóng thức ăn trước khi đóng hộp: Thức ăn, thực phẩm đã được làm nóng được cho vào hộp và đậy kín ngay. Phương pháp này thích hợp cho các thực phẩm lỏng, hoặc có các thành phần và hình thái không thể khuấy trộn hay hư hỏng trong quá trình đun nóng. Ví dụ: mứt cam quýt, thạch, sốt cà chua và bột trái cây.
Làm nóng thực phẩm trước khi làm kín: Hộp/lon đã chứa đầy thực phẩm được đưa qua các hộp xả chuyên dụng. Trong hộp xả, vỏ hộp/lon và thành phần bên trong được làm nóng bằng hơi nước trong một khoảng thời gian xác định trước. Ngay sau khi lon ra khỏi thùng xả, chúng ngay lập tức được đóng kín và khử trùng.
Nhiệt độ và thời gian bài khí phụ thuộc vào:
- Loại thực phẩm,
- Khoảng trống đầu hộp,
- Loại hộp (kim loại hoặc thủy tinh)
- Hình thức của thực phẩm (lỏng, bán lỏng hoặc rắn).
Nhiệt độ thường từ 90 đến 100 ° C – Thời gian xả nhiệt là 5–20 phút.
Cấu tạo thiết bị bài khí cũng có những đặc điểm riêng cho từng phương pháp trên.
c, Ưu- nhược điểm
Mặc dù đây là phương pháp đơn giản, tiết kiệm chi phí và đem lại hiệu quả.
Nhưng phương pháp bài khí bằng nhiệt là một kỹ thuật tốn nhiều thời gian. Đồng thời, còn ảnh hưởng xấu đến màu sắc, mùi và vị vì nhiệt độ cao. Ngoài ra, sản phẩm được làm nóng có thể sôi lên dẫn đến tràn và bị hụt sản phẩm trong hộp.
3.2. Bài khí chân không
Hệ thống máy bài khí chân không công nghiệp
Phương pháp bài khí chân không (bài khí cơ học) là việc dùng bơm hút chân không để loại bỏ không khí ra khỏi hộp.
Cụ thể, các hộp/lon được để trong một buồng chân không và chân không trong buồng được tạo ra nhờ việc sử dụng máy bơm hút chân không. Có thể chứa đầy thực phẩm vào khoang kín, sau đó không khí bên trong được rút ra một cách cơ học và ngay lập tức hộp được đóng gói lại. Mức áp suất thường sử dụng cho phương pháp này là khoảng 0.8 đến 0.86 atm.
a, Ưu điểm
Hiện nay, các thiết bị bài khí chân không được sử dụng phổ biến để tạo độ chân không cho các sản phẩm đồ hộp. Dùng chân không cho quá trình bài khí là phương pháp hiện đại với nhiều ưu điểm:
- Hút chân không dễ dàng, hiệu quả và nhanh chóng.
- Tốc độ của phương pháp cao, có thể đạt 150-200 lon / phút.
- Yêu cầu không gian ít hơn
- Giữ vệ sinh môi trường tốt.
- Chỉ loại bỏ không khí, khí và hơi khỏi khoang đầu chứ không phải từ mô của thực phẩm.
- Giữ được hương vị, mùi và kết cấu của thực phẩm.
- Ứng dụng bài khí cho nhiều dòng sản phẩm: đồ uống, mứt, thiết bị bài khí sữa tiệt trùng,…
b, Nhược điểm
- Phương pháp này đòi hỏi cần có thiết bị bài khí chuyên dụng, cần nhiều chi phí hơn (tốn kém máy móc).
- Không thích hợp cho các sản phẩm chứa nhiều khí mắc kẹt trong tế bào/mô.
3.3. Bài khí bằng phun hơi
Mô tả nguyên lý của phương pháp bài khí bằng hơi
Đây là phương pháp dùng hơi nước nóng phun vào khoảng không gian trong hộp trước khi thực hiện ghép kín. Hơi nước có tác dụng đẩy không khí ra ngoài.
Sau khi ghép kín và làm nguội, chúng được ngưng tự và tạo độ chân không trong hộp.
Phương pháp phun hơi chỉ áp dụng cho loại đồ hộp lỏng, không dùng cho các sản phẩm đặc vì làm hình thức trên mặt sản phẩm xấu.
3.4. Bài khí bằng hồng ngoại
Phương pháp này sử dụng thiết bị bài khí bằng đèn hồng ngoại nhằm mục đích bài khí ra khỏi sản phẩm.
Hiện nay, cũng có nhiều nhà sản xuất thực hiện bài khí bằng phương pháp hỗn hợp. Tức là kết hợp các phương pháp trên với nhau.
>> Tham khảo thêm: Thiết bị kết tinh chân không
5. Cấu tạo thiết bị bài khí
Có rất ít tài liệu đề cập chi tiết về cấu tạo thiết bị bài khí, cũng như các máy móc sử dụng trong từng phương pháp bài khí kể trên. HCTECH tham khảo và sưu tầm, cấu tạo dưới đây:
5.1. Cấu tạo thiết bị bài khí chân không
Hình ảnh thực tế của một thiết bị bài khí
Mô tả cấu tạo của thiết bị bài khí chân không
Thiết bị khử khử khí bằng chân không có cấu tạo gồm 4 phần: buồng khử khí, bơm hút chân không, bơm vận chuyển và bảng điều khiển. Ngoài ra còn có các thành phần khác như: nắp đậy, van một chiều, vòi phun, lỗ thoát nước,…
Bơm hút chân không vòng nước là loại bơm được sử dụng phổ biến nhất cho các thiết bị này.
Do được sử dụng chuyên dụng cho thực phẩm, sữa, nước trái cây, tất cả các bộ phận tiếp xúc sản phẩm của thiết bị đều sử dụng các vật liệu thân thiện: thép không gỉ cao cấp, inox, cao su Silicone cấp thực phẩm.
5.2. Cấu tạo thiết bị bài khí bằng nhiệt
Thiết bị dùng cho bài khí bằng nhiệt thường sử dụng là băng tải hấp bài khí. Băng tải giúp tăng nhiệt độ của hộp/lon sản phẩm trước khi đóng kín.
Đặc điểm cấu tạo:
- Vật liệu inox
- Lưới inox
- Gia nhiệt bằng điện trở
- Có thể điều khiển tốc độ bằng thiết bị điều khiển.
6. Các thiết bị bài khí trong sản xuất nước quả
Trong sản xuất nước quả, có thể dùng các thiết bị bài khí chân không:
- Thiết bị bài khí ly tâm: Nước quả đưa vào buồng kín áp suất âm, có ngăn quay rồi theo rãnh vòng đi ra ngoài.
- Thiết bị bài khí kiểu phun: nước quả được phun thành tia tạo thành các giọt rất nhỏ bên trong buồng kín hút chân không.
- Thiết bị bài khí kiểu màng: dùng vòi phun mạnh nước quả vào thành một bình có kết hợp bộ hút chân không để tạo thành màng chất lỏng rất mỏng trên thành bình.
Các thiết bị này làm việc với độ chân không rất cao có thể tới 740 mmHg nên tác dụng bài khí rất mạnh.
Trên đây là thông tin về khái niệm thiết bị bài khí là gì? Đặc điểm cấu tạo, phân loại cũng như ý nghĩa của nó trong sản xuất. Vì là lĩnh vực tương đối chuyên biệt nên các thông tin và tài liệu còn chưa hoàn hảo nhất. Hy vọng các thông tin trên hữu ích cho bạn.
Bạn đọc có thể để lại comment dưới bài viết để cùng HCTECH thảo luận chi tiết hơn về các thiết bị bài khí này.
Có thể bạn quan tâm: Máy lọc dầu chân không
Trả lời
Bạn phải đăng nhập để gửi phản hồi.