Cơ sở khoa học
– Làm sạch là quá trình tách tạp chất ra khỏi nguyên liệu, bán thành phẩm, thành phẩm.
– Tạp chất rất đa dạng, có thể phân loại như sau:
- Tạp chất vô cơ: cát, đá, thủy tinh,…
- Thực vật: rơm, rạ,…
- Động vật như: côn trùng, sâu bọ,…
- Hóa chất sử dụng trong nông nghiệp: dư lượng thuốc trừ sâu, thuốc BVTV,…
- Vi sinh vật: các vi sinh vật và các sản phẩm sinh ra từ quá trình hoạt động của chúng.
Mục đích
– Loại bỏ tạp chất: là mối nguy đến sức khỏe người sử dụng hoặc ảnh hưởng đến tính chất cảm quan của sản phẩm.
– Loại bỏ các chất giúp kiểm soát vi sinh, các thành phần hóa học trong nguyên liệu từ đó kiểm soát được các phản ứng sinh hóa trong nguyên liệu, hạn chế đến mức thấp nhất các tác động xấu ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất, cũng như chất lượng của sản phẩm.
Yêu cầu
– Đảm bảo hiệu quả của quá trình phân riêng. Tạp chất bị loại ra là nhiều nhất, đồng thời lượng tổn thất nguyên liệu là thấp nhất.
– Đảm bảo yêu cầu về sự tái nhiễm bẩn: quy trình và thiết bị phải được thiết kế để hạn chế hiện tượn tái nhiễm bẩn vào thực phẩm. Tạp chất sau khi được phân riêng phải được tách khỏi hoàn toàn nguyên liệu, không để chúng tái xâm nhập vào nguyên liệu.
– Hạn chế đến mức thấp nhất dòng chất thải lỏng, vì chất thải lỏng càng lớn thì nguy cơ tái nhiễm càng cao.
Các yếu tố ảnh hưởng
– Tính chất của nguyên liệu: đặc biệt là tính chất bề mặt.
– Tính chất của tạp chất.
Phân loại
– Nhóm các phương pháp làm sạch ướt: ngâm, phun, rửa bằng hệ thống máng,…
– Nhóm các phương pháp làm sạch khô: sàng, chà, khí động, đánh bóng,…
Các biến đổi
– Tổn thương cơ học đối với nguyên liệu, đặc biệt đối với nguyên liệu có vỏ mềm. Do đó sẽ làm giảm thời gian bảo quản. Để hạn chế hiện tượng tái nhiễm và biến đổi do tổn thương cơ học gây ra ta nên đưa nguyên liệu sau khi làm sạch vào sản xuất ngay.
Các phương pháp và thiết bị
+ Phương pháp làm sạch khô: ưu điểm của phương pháp này là chi phí thực hiện thấp, dễ vận hành và lắp đặt. Tuy nhiên làm sạch khô thường có nguy cơ tái nhiễm bẩn cao.
– Sàng, rây: phân riêng các thành phần có trong nguyên liệu dựa trên sự khác nhau về kích thước ( sàng: vật liệu rời có kích thước > 1mm, rây: vật liệu rời có kích thước < 1 mm ).
– Làm sạch theo phương pháp chà xát: là sự cọ xát giữa các hạt nguyên liệu cũng như giữa nguyên liệu với phần chuyển động của thiết bị.
– Làm sạch bằng phương pháp khí động: là phương pháp làm sạch dựa trên sự khác nhau về tính chất khí động của tạp chất và nguyên liệu. Khi một dòng hỗn hợp vật liệu rời được đặt trong dòng khí, dưới sự tác động chuyển động của dòng khí thì các vật liệu rời có thể lôi cuốn bởi dòng khí, hoặc đứng yên hoặc rơi xuống tự do dưới tác dụng của trọng lực.
– Làm sạch bằng từ trường: dựa vào sự khác nhau của tương tác giữa từ trường với nguyên liệu và tạp chất. Phương pháp này thường được sử dụng để tách các tạp chất có từ tính như kim loại ra khỏi nguyên liệu.
+ Phương pháp làm sạch ướt: là phương pháp hiệu quả để tách các tạp chất bám chặt vào bề mặt nguyên liệu. Phương pháp này có thể kết hợp với các loại chất tẩy rửa và chất vệ sinh. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là: chi phí cao cho nguồn nước cấp để làm sạch, cũng như mất thêm chi phí cho việc sử lý nước thải. Bề mặt nguyên liệu khi bị ướt dễ hư hỏng, do đó cần phải có quá trình làm ráo sau đó => chi phí sản xuất tăng cao.
– Ngâm: Khi ngâm nguyên liệu, đất bám trên nguyên liệu trở nên mềm và một phần được tách ra cùng với cát, đá và các loại tạp chất có độ ma sát lớn khác. Để tăng cường hiệu quả của quá trình làm sạch có thể lắp thêm cánh khuấy trong thiết bị hoặc kết hợp thổi khí vào trong hỗn hợp nguyên liệu và nước. Có thể dùng nước nóng và chất tẩy rửa để hỗ trợ quá trình rửa đặ biệt là trường hợp nguyên liệu có lẫn các tạp chất như dầu. Trong quá trình ngâm cũng có thể sử dụng các dung dịch hóa chất có tính oxy hóa để tăng cường hiệu quả làm sạch ( như KmnO4, chlorine,…).
– Rửa xối: là phun nước lên nguyên liệu với một áp lực nhất định, dưới tác dụng của áp lực nước, chất bẩn sẽ được tách ra và đi theo dòng nước.
– Rửa tuyển nổi: trong phương pháp này thì tạp chất và nguyên liệu được phân riêng nhờ khác nhau về khả năng nổi trong nước. Theo đó, tạp chất như: đất , cát, kim loại… thường nặng hơn và có xu hướng chìm xuống, còn nguyên liệu thì nổi lên trên.
– Rửa kết hợp với sóng siêu âm: khi nguyên liệu được đặt trong môi trường có sóng siêu âm với tần số 20-100KHz, sẽ làm cho bề mặt của nguyên liệu liên tục hình thành các bọt khí và bị phá hủy ngay lập tức, tạp chất sẽ được tách ra khỏi nguyên liệu vào trong nước.
