BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ HỘP
ĐỀ TÀI: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ XỬ LÝ NHIỆT

GVHD: Nguyễn Thị Thanh Bình
Lớp HP: 210505405

TP. HCM 05/2015


DANH SÁCH NHÓM THỰC HIỆN

Họ và Tên

Mã số sinh viên

Hà Duy Đại

12063621

Nguyễn Thị Định

12001735

Lê Xuân Tiến

12015411


lập như số lượng hộp, số lượng giỏ, thực phẩm trong giỏ, nhiệt độ…Trong suốt thí
nghiệm, nhiệt độ của sản phẩm cũng như thiết bị được đo đạc và ghi lại một cách cẩn
thận và liên tục trong thời gian khá ngắn.
- Những dữ liệu này dùng để tính toán trong quá trình thanh/tiệt trùng, cũng là những
thông số phân bố nhiệt được sử dụng trong các công thức ở chương 11. Nghiên cứu
phân bố nhiệt được điều khiển một cách cẩn thận để làm cơ sở cho các trường hợp xấu
nhất làm chậm quá trình gia nhiệt.
II. Nghiên cứu sự phân bố nhiệt
- Nghiên cứu phân bố nhiệt là công việc mất nhiều thời gian và rất khó để thực hiện
đúng. Nó đòi hỏi người thực hiện phải có sự hiểu biết về các thiết bị gia nhiệt, thiết bị
đo nhiệt và phương pháp mà các dòng hơi di chuyển.
- Bài nghiên cứu nhằm mục đích:
•
•
•

Kiểm soát quá trình thông hơi
Xác định vị trí thấp nhiệt
Đánh giá hiệu quả phân bố nhiệt khi thay đổi thiết bị hoặc sản phẩm

- Vị trí thấp nhiệt thường là tạm thời, chúng xuất hiện trong giai đoạn nâng nhiệt của
thiết bị tiệt trùng. Đó là vùng có nhiệt độ thấp hơn so với các vị trí khác trong thiết bị.
Đối với kiểu dẫn nhiệt là truyền nhiệt thì vùng thấp nhiệt nằm ở vị trí trung tâm, còn
đối với kiễu dẫn nhiệt là đối lưu thì nó nằm ở 1/4 – 1/3 chiều cao của hộp (tính từ
đáy). Tuy nhiên vị trí thấp nhiệt là không cố định, nó khác nhau ở các thiết bị khác
nhau và trong một thiết bị có thể có nhiều điểm thấp nhiệt. Trong một thiết bị nhiệt độ
nên được đồng nhất trong một khoảng thời gian cho phép.
- Để khắc phục tình trạng phân bố nhiệt không đồng đều trong thiết bị, ta phải kiểm
soát cá vấn đề:
1. Khảo sát thiết bị chế biến

- Thiết bị ghi dữ liệu: được thiết kế để theo dõi nhiệt độ trong thiết bị
- Đồng hồ áp suất
- Nhiệt kế MIG
5. Tiêu chuẩn của thiết bị kiểm tra
- Nhiệt kế MIG nên phù hợp với tính chất của thiết bị tiệt trùng để phản ánh chính các
nhiệt độ đo được.
- Hệ thống đo lường nhiệt độ: bao gồm máy ghi dữ liệu, cặp nhiệt điện, dây điện mở
rộng và các thiết bị đo nhiệt khác (TMD).
- Trước khi tiến hành nghiên cứu thực tế phân bố nhiệt độ, tiêu chuẩn hoặc hiệu chỉnh
các thiết bị kiểm tra phải được thực hiện trong các thiết bị thử nghiệm.
- Điều chỉnh thiết bị tiệt trùng đến nhiệt độ được sử dụng trong thử nghiệm và cho
phép phân phối toàn hệ thống để cân bằng.
Kiểm tra tính chính xác của TMDs. Các chỉ số đơn TMD nne phù hợp trong vòng
0.5oF (0.3 oC). Sai số cho tất cả TMDs không quá 1oF (0.6 oC). Bất kì TMD nào không
đạt tiêu chuẩn đều không được sử dụng.

Thông số xử lý nhiệt

Page 6


Công nghệ sản xuất đồ hộp
6. Vị trí của thiết bị đo nhiệt trong thiết bị tiệt trùng
- TMDs nên được đặt ở những vị trí sau đây trong thiết bị tiệt trùng:
+ Đính kém hoặc đặt gần đầu dò nhiệt kế MIG.
+ Đính kém hoặc đặt gần với bộ điều khiển nhiệt độ thăm dò, trừ khi MIG và đầu dò
điều khiển nhiệt độ được đặt lại với nhau.
+ Đặt trong ít nhất hai hộp chứa đầy dùng để thử nghiệm với mục đích thu thập nhiệt
độ ban đầu. Nếu có dữ liệu trên tay để tương quan giữa nhiệt độ đo bằng TMDs bên
ngoài (kèm theo hộp) đến một nhiệt độ ban đầu cụ thể - trước khi chạy - đó như một

+ Các thông số dữ liệu cần ghi lại nhiệt độ của từng TMD ngay trước khi "hơi trên"
và đủ khoảng thời gian, không quá 1 phút, toàn quá trình thí nghiệm. Biên bản ghi dữ
liệu sẽ trở thành một phần tài liệu quan trọng cho các cuộc thí nghiệm.

Thông số xử lý nhiệt

Page 7


Công nghệ sản xuất đồ hộp
+ Điểm quan trọng cần được ghi nhận trong khoảng thời gian đủ tần số để mô tả và
xác minh thông số vận hành thiết bị tiệt trùng trong thử nghiệm. Những dữ liệu này
trở thành một phần của tài liệu kiểm tra và bao gồm các biểu đồ ghi nhiệt độ (s).
+ Thí nghiệm này nên mở rộng cho ít nhất 10 phút sau khi hệ thống kiểm soát thiết bị
tiệt trùng đã ổn định và một thông số nhiệt độ nhất định đã được thành lập hoặc tất cả
các thiết bị theo dõi nhiệt độ đã đạt đến một trạng thái ổn định.
+ Điều kiện lý tưởng nhất, không có TMD nên cộng hoặc trừ 1.0 ° F (0.6 ° C) tham
chiếu TMD lúc đầu chỉ ra các điểm thiết lập nhiệt độ xử lý đã đạt tới.
Những nguyên tắc này đã được dựng lên bởi sự cho phép của các viện chuyên chế
biến nhiệt. Bản bổ sung và các thông tin có thể thu được bằng cách giải quyết này tại
Viện PO Box 2764, Fairfax, VA 22031-0764.
- Nhiệt kế MIG, trong nhiều năm qua là một tham chiếu tiêu chuẩn TMD ở thiết bị
tiệt trùng, tuy nhiên nó đang được thay thế ngày càng nhiều bởi các máy dò nhiệt độ
điện trở (RTD) hoặc nhiệt trở. Ngoài độ chính xác và độ tin cậy của chúng, các thiết bị
này có những lợi thế nhất định họ sản xuất một thiết bị lưu trữ thông tin kỹ thuật số
của nhiệt độ có thể được gắn vào một vị trí dễ dàng hơn bởi các nhà điều hành thiết bị
tiệt trùng hơn MIG. Chúng có một thời gian phản ứng nhanh hơn so với MIG thông
thường, cũng như những lợi thế nhất định của việc đọc đến phần thập phân của một
độ, trong khi các phần thập phân của một mức độ phải được ước tính trên hầu hết các
máy được sử dụng trong thiết bị tiệt trùng. Máy ghi âm có thể được kết hợp để ghi liên


Page 8


Công nghệ sản xuất đồ hộp
- Nếu phích cắm kết nối được sử dụng, chúng phải được làm sạch thường xuyên để
đảm bảo tiếp xúc điện tốt và ngăn ngừa sai sót trong quá trình xác định nhiệt độ của
cặp nhiệt điện (NFPA, 1985).
- Để đảm bảo rằng nhiệt độ ghi dữ liệu thời gian thực hiện, tất cả các cặp nhiệt điện
nên được hiệu chỉnh một TMD tiêu chuẩn, thường là một nhiệt kế MIG. Những yếu tố
sau đây có thể gây ra sai sót cho cặp nhiệt điện:
•
•
•
•

Nút giao không đúng cách
Dây dẫn quá dài
Nhiều luồng kết nối cùng lúc
Dữ liệu không đầy đủ, thường bị mất do quá trình giao giữa các luồng thông tin
của dòng lạnh.

- Để phát hiện bất kỳ sự thiếu chính xác đòi hỏi các TMDs và tất cả các kết nối phải
được hiệu chuẩn tại chỗ (tức là, theo các điều kiện trong đó chúng sẽ được sử dụng).
Sau đây là một số biện pháp phòng ngừa gợi ý trong khi sử dụng một hệ thống thu
thập dữ liệu nhiệt điện dựa trên:
Giảm thiểu nhiều kết nối
Làm sạch tất cả các kết nối
Điện từ/ thiết bị ghi âm
Khe cách nhiệt bên ngoài cặp nhiệt bên ngoài thiết bị tiệt trùng để ngăn sự quá


Page 9


Công nghệ sản xuất đồ hộp
thăm dò từ một điểm để thống kê thường là năm. Có nhiều hơn mức tối thiểu ba thiết
bị thăm dò cũng gây trục trặc cho TMD trong khi thử nghiệm, một cái gì đó xảy ra
thường xuyên hơn mức bình thường. Như vậy, toàn bộ quá trình kiểm tra không bị bỏ
sót do thiếu sự phù hợp với các thiết kế thí nghiệm; thay vì nó có thể phục vụ một mục
đích miễn là số lượng tối thiểu là hợp lệ.
- Sự hiểu biết về các thiết bị tiệt trùng, các phương tiện để phân phối các hệ thống gia
nhiệt hoặc làm mát, và hệ thống của các thùng chứa trong các thùng lớn sẽ hỗ trợ
trong việc sắp đặt mỗi TMD. Thiết bị cần được cố định ở vị trí để nó có thể mở rộng
vào các không gian trống giữa các hộp và sẽ không chạm vào các thùng chứa hoặc các
bề mặt kim loại khác trong quá trình kiểm tra.
- Một bản tóm tắt các dữ liệu thu được từ một thử nghiệm phân bố nhiệt độ thực tế
được đưa ra trong Bảng 12.1. Các thử nghiệm được thực hiện trên một gói 3 thiết bị,
hơi ngang trong thiết bị tiệt trùng. Các vòi hơi nước bao gồm hai ống đục lỗ song song
nằm dọc theo phía dưới của thiết bị dưới mức của các giỏ. Các lỗ thông hơi trực tiếp
ra môi trường. Một nhiệt kế chuẩn MIG đã được cài đặt phù hợp với yêu cầu của tiêu
chuẩn và các tài liệu tham khảo cấu tạo TMD. Một máy ghi nhiệt độ / điều khiển thiết
bị thăm dò đã được cài đặt gần các gốc MIG. Các thùng đã được chất đầy (960 lon /
thùng với tổng số 2.880 lon) với kích thước 210 x 315 ba miếng kim loại được đặt
trong nước vào một khoảng trống 5%. Mỗi thùng gồm năm đầu dò cặp nhiệt điện nằm
ngay ở vị trí giữa hộp, một ở trung tâm và một nằm ở một nửa khoảng cách trên mỗi
đường chéo từ các trung tâm để mỗi góc của hộp hình chữ nhật. Kinh nghiệm đã chỉ
ra rằng đây là những điểm có nhiệt độ thấp hơn so với hững vùng khác, với cái thùng
giữa là chậm nhất. Nhiệt độ vặn lại được thiết lập cho 245 ° F (118 ° C). Nhiệt độ
được ghi nhận mỗi 20 giây cho thời gian thử nghiệm; Tuy nhiên, các số liệu trong
Bảng 12.1 giảm trong mỗi khoảng đo là 60 giây. Các dữ liệu cho hai giai đoạn, CUT,

77.6

45.7

31.9

1

81.7

52.1

29.6

2

182

52.4

129.6

3

213.3

52.9

160.4


1.3

8

243.9

243.1

0.8

9

244.7

243.9

0.8

10

245.3

244.5

0.8

11

245.6


246

245.1

0.9

16

246.2

245.4

0.8

17

246.2

245.3

0.9

18

246.2

245.4

0.8


có thể được đặt trong các hộp kiểm tra.
- Các hướng dẫn về hiệu chuẩn và sử dụng cặp nhiệt điện trong các nghiên cứu phân
bố nhiệt độ được áp dụng để làm nóng các nghiên cứu xâm nhập nhiệt. Tuy nhiên, có
những yếu tố quan trọng cần được biết và kiểm soát để có dữ liệu đáng tin cậy.
1. Các yếu tố ảnh hưởng đến xâm nhập nhiệt
- Ngoài sự khác biệt nhiệt độ, các yếu tố trực tiếp ảnh hưởng đến sự xâm nhập nhiệt
là bản chất của sản phẩm, các loại hộp, và sưởi ấm hoặc làm mát tầm trung. Khi thử
nghiệm xâm nhập nhiệt nên sử dụng các đơn vị kiểm tra đại diện cho trường hợp xấu
nhất (tức là gia nhiệt chậm nhất), thông tin đáng kể về các sản phẩm như là nó sẽ được
đựng trong hộp nên có sẵn để cho tất cả các biến có thể được xem xét. Số liệu định
lượng về sự biến thiên và trung bình các giá trị cần được xác định và ghi nhận ở nơi
thích hợp.
- Khi thay đổi thành phần trong sản phẩm có thể ảnh hưởng đến sự xâm nhập nhiệt,
công thức sản phẩm phải được giữ ổn định cho một tập hợp các điều kiện xử lý.
- Các kích thước, hình dạng, và trọng lượng của các thành phần cứng cần được đo và
biến thể của chúng dự kiến sẽ xảy ra trong quá trình hoạt động bình thường được xác
định. Những thể hiện sự thay đổi đáng kể tùy thuộc vào loại thành phần rắn và cách
thức mà nó đã được chuẩn bị. Như một số sản phẩm có thể thu nhỏ kích thước trong
quá trình nhiệt (các loại thịt) và những thành phần khác có thể trương lên (các loại
đậu), mức độ mà nó xãy ra nên được tìm hiểu và đưa vào dữ liệu để được tổng hợp.
- Sự ổn định hoặc độ nhớt của bất kỳ nước sốt hoặc thành phần chất lỏng cũng phải
được giữ không đổi. Lưu ý đến nồng độ và loại nguyên liệu cần giữ ổn định. Những
thay đổi về tính nhất quán sản phẩm hoặc độ nhớt trong quá trình chế biến nhiệt chắc
chắn sẽ ảnh hưởng đến quá trình xâm nhập nhiệt. Cần phải hết sức cẩn thận trong
trường hợp thay đổi công thức sản phẩm; cũng có thể nó sẽ thay đổi dữ liệu thâm nhập
nhiệt tổng thể. Do đó, kiểm tra đặc biệt để xác định và kiểm soát các biến cụ thể liên
quan đến tỷ lệ nóng của các loại sản phẩm.
- Chiếc hộp như là lớp hàng rào hoặc vách ngăn giữa sản phẩm được gia nhiệt lên cao
hoặc được làm lạnh đông, và là quan trọng là để nhiệt có thể xâm nhập vào trong một
cách dễ dàng. Các loại, kích thước, và chiều phải giống nhau thì mới có thể sản xuất

khí, sẽ ảnh hưởng tới các vùng trống ở phía trên và xác định đặc tính xâm nhập nhiệt.
Các loại phổ biến nhất của cặp nhiệt điện là loại T (tức là, đồng / đồng_niken) cách
nhiệt bằng Teflon ™ hoặc TFE-fluorocarbon. Cấu hình phổ biến là mềm dẻo hoặc là
cứng. Phương pháp ép các cặp hộp lại với nhau cần được áp dụng ở nơi kín gió, cần
được đóng chặt và kín nước đồng thời kiểm tra trước và sau khi thử nghiệm xâm nhập
nhiệt. Nếu như có sự rò gỉ xảy ra giữa vị trí các cặp hộp, sau đó các dữ liệu thu được
cho hộp không hợp lệ sẽ bị loại bỏ. Rò rỉ có thể được phát hiện bằng cách cân hộp sau
quá trình nhiệt để xác định một sự thay đổi trong trọng lượng.
- Các cặp nhiệt điện phải được bố trí tại các vị trí thấp nhiệt nhất trong các hộp. Trong
suốt quá trình lồng vào nhau của cặp nhiệt điện, cảnh báo phải được thực hiện để
tránh những thay đổi vật lý trong các sản phẩm như độ ẩm hoặc kích cỡ, có thể ảnh
hưởng đến nhiệt độ nóng. Ngoài ra, các phương pháp được sử dụng để chèn các cặp
nhiệt điện vào hộp không nên ảnh hưởng đến hình dạng hộp. NFPA (1985) đã mô tả
phương pháp để định vị một cặp nhiệt điện vào một thiết bị hạt và vị trí vững chắc để
đảm bảo rằng các cặp nhiệt điện là ở vị trí mong muốn trong các hộp và được duy trì ở
vị trí đó khi chế biến. Các thiết bị cố định cho vị trí linh hoạt của cặp nhiệt điện trong
hộp bao gồm các kỹ thuật chèn vào ngay từ đầu, các chế độ song song, các chế độ
vuông góc, mở vòng Teflon, và các phương pháp vòng Kraft (sử dụng Lexan1M Ring).
Để chọn thiết bị phù hợp nhất cho một ứng dụng cụ thể, nó là cần thiết để xem xét các
sản phẩm, hệ thống kệ, loại hộp, thiết bị đóng dấu (NFPA, 1985).
- Đối với kiểu dẫn nhiệt là truyền nhiệt thì vùng thấp nhiệt nằm ở vị trí trung tâm, còn
đối với kiễu dẫn nhiệt là đối lưu thì nó nằm ở 1/4 – 1/3 chiều cao của hộp (tính từ
đáy).
- Các quy trình liên quan đến vòng xoay của các hộp hiện vấn đề khác so với các
phương tiện mà các tín hiệu từ các TMD được chuyển giao cho các logger dữ liệu.
Cách thức mà các hộp được quay và tốc độ quay rất quan trọng và phải được duy trì
phù hợp với điều đó được sử dụng trong thực tiễn thương mại.
- Các quy trình liên quan đến vòng xoay của các hộp hiện vấn đề khác so với các
phương tiện mà các tín hiệu từ các TMD được chuyển giao cho các logger dữ liệu.
Cách thức mà các hộp được quay và tốc độ quay rất quan trọng và phải được duy trì

- Một chương trình thử nghiệm mức độ xâm nhập nhiệt nên đánh giá ít nhất 10 cặp
nhiệt điện làm việc từ từng chạy thử (NFPA, 1985). Nếu vị trí trong nồi chưng là
không đủ để chứa số lượng này, sau đó các số chạy thử nghiệm lặp lại nên được tăng
lên để thu được nhiều dữ liệu hơn để phân tích chính xác.
- Vị trí của hộp đựng thử nghiệm trong một nồi chưng có thể quan trọng hoặc không
quan trọng phụ thuộc vào thiết bị tiệt trùng có phân bố nhiệt độ thích hợp. Tuy nhiên,
lời khuyên được đưa ra là các hộp thử nghiệm được đặt ở vị trí thấp nhất trong thiết bị
tiệt trùng, như được xác định bằng các thử nghiệm phân bố nhiệt độ. Hộp kiểm tra
cũng có thể được đặt ở những khu vực được gia nhiệt nhanh nhất để có được một
thước đo chuẩn.
- Thời gian / nhiệt độ (nguyên như lúc đầu) dữ liệu thu được từ việc xâm nhập nhiệt
chạy thử nghiệm phải được kiểm tra bất thường (ví dụ như đo nhiệt độ có sai sót,
TMDs bị hỏng hóc, sai lệch nhiệt độ bất ngờ, vv) mà cuối cùng sẽ ảnh hưởng đến các
tính toán để xác định đặc điểm xâm nhập của nhiệt đối với nhiệt dung riêng. Đảm bảo
rằng tổng số các thang đo nhiệt độ được sử dụng một logger dữ liệu một cách chính
xác tương ứng với thời gian quy định cho toàn bộ chạy thử nghiệm (và làm mát, nếu
có) và khoảng thời gian giữa các phép đo nhiệt độ được chọn trước đó.

Thông số xử lý nhiệt

Page 15


Công nghệ sản xuất đồ hộp

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Jean Larousse Bruce E Brown, Food canning Technology.
2. Lê Mỹ Hồng, Công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp,Trường Đại Học Cần
Thơ,2005.