Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất bột chanh dây hòa tan

/ml Dưới 20 con/ml Không có 2.6 Vật liệu bao bì: bao bì ghép nhiều lớp: OPP-Lá nhôm-PE (thứ tự từ ngoài vào) Hình 2.4 Bao bì ghép nhiều lớp OPP Tỷ trọng: 0.902÷0.907g/cm3 Các điểm nhiệt độ: tnc= 140÷146oC thàn= 150oC Đặc điểm: Rất bền cơ học, nhưng bị xé dễ dàng khi đã có một vết nứt nhỏ. Trong suốt. Khả năng in ấn cao. Tính chống thấm khí, hơi nước cao. Bền hóa học với muối, acid, kiềm, muối vô cơ. Ứng dụng: Làm lớp màng ngoài cùng của bao bì ghép dạng túi vì có tính chịu nhiệt, bền cơ học, chống thấm khí, hơi nước tốt và dễ xé rách nếu có vết nứt PE (LDPE) Tỷ trọng: 0.91÷0.925g/cm3 Các điểm nhiệt độ: tnc= 93oC thàn= 120÷150oC Đặc điểm: Bị kéo dãn và dễ đứt dưới tác dụng lực. Chống thấm nước tốt. Chống thấm các khí O2, CO2, N2 và hơi nước kém. Bền đối với acid, kiềm, muối vô cơ. Lá nhôm Nhôm được sử dụng làm bao bì thực phẩm có độ tinh khiết từ 99÷99.8% Đặc điểm: Tính mềm dẻo, tạo nếp gấp cố định. Trung tính về mùi và vị. Chống sự xâm nhập của O2, không khí, ánh sáng, mùi lạ bên ngoài, hoá chất vào sản phẩm. Chống sự thất thoát cấu tử hương. Chống tia cực tím. Chịu nhiệt. Ứng dụng: Lá nhôm khi được ghép với các vật liệu plastic để bao gói thực phẩm có tác dụng chống thoát hương, chống tia cực tím. Thường dùng bao gói các loại kẹo, chocolate do có tính mềm dẻo, nó có thể áp sát bề mặt các loại thực phẩm, ngăn cản sự tiếp xúc với không khí, vi sinh vật, hơi nước. Thích hợp để bảo quản các thực phẩm giàu protein, giàu chất béo chống sự oxy hóa bởi O2 và ngăn ngừ sự tăng độ ẩm (vi sinh vật không phát triển được). 2.1.3 Yêu cầu kỹ thuật về nguyên liệu: Chanh dây được vận chuyển từ nơi trồng đến thẳng phân xưởng sản xuất nhằm thu được nguyên liệu có chất lượng tốt nhất.Ngay từ khi thu nhận vào cơ sở chế biến, nguyên liệu đã phải được lựa chọn phân loại theo những yêu cầu nhất định. - Nhằm thu được nguyên liệu đạt được những chỉ tiêu chất lượng như : độ chín, hàm lượng chất khô, mức độ hư hỏng, kích thước, độ lớn, … - Phân loại nguyên liệu có cùng chất lượng thành từng lô Kích thước và độ lớn: những quả quá bé hoặc quá lớn đều phải loại bỏ, chỉ thu nhận những quả có kích thước trung bình. Kích thước quả dài từ 6-8 cm. Khối lượng mỗi quả nằm trong khoảng 80-95g. Sử dụng chanh dây đỏ tía, chọn trái chín, không dập nát, không thối hỏng, chọn những quả to, nặng. Để chọn được trái chanh dây có vị chua thanh, ngọt dịu ta thường chọn chanh dây có vỏ ngoài hơi nhăn, bề mặt sần sùi, màu da hơi sạm vì khi đó quả có mùi thơm và độ chín, ngọt vừa phải phù hợp cho sản xuất.. Nếu chọn trái quá tươi dịch quả và sản phẩm chế biến sẽ có vị chua gắt, không tốt cho cảm quan của người tiêu dùng. Chọn mua trái cùng lứa, tương đối đồng đều về kích thước và thành phần hóa học để tính chất sản phẩm ổn định hơn. Trong nguồn nguyên liệu nhập về, do thời gian bảo quản chanh dây có hạn (điều kiện nhiệt độ mát mẻ có thể bảo quản được khoảng 5-7 ngày) nên cần chọn ra những trái chin để chế biến trước, loại ra những quả quá dập hoặc chín quá mức. Đối với những quả có lớp vỏ ngoài láng bong, sau khi mua về ta cần bảo quản 1 thời gian cho quả nhăn đi rồi mới sử dụng. 2.2 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ: 2.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ: Vỏ Pectinase Ủ enzym T= 40-45oC t= 3 h Chọn lựa- Phân loại Rửa Tách ruột quả Chà Phối trộn Sấy phun Maltodextrin Phụ gia ToC =165oC P = 3.5 bar Chanh dây Đường Sản phẩm Đóng gói Bao bì Đồng hóa Hoàn thiện Hạt Hình 2.5 Sơ đồ quy trình công nghệ 2.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ: 2.2.2.1 Chọn lựa – phân loại: Chất lượng nguyên liệu là yếu tố đầu tiên quyết định chất lượng sản phẩm. Bởi vậy trước hết cần chọn loại rau quả có giá trị dinh dưỡng cao. a. Mục đích: Lựa chọn: loại trừ những nguyên liệu không đủ qui cách, sâu bệnh, men mốc, thối hỏng. Phân loại: phân chia nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dáng, màu sắc, độ chín b. Biến đổi: Nguyên liệu đồng nhất về kích thước, màu sắc, độ chín. Loại bỏ được trái hư hỏng, không đồng đều về kích thước. d. Thực hiện: thủ công Nguyên liệu được đưa vào thùng chứa nguyên liệu, sau đó được đưa lên một băng chuyền, nguyên liệu được dàn mỏng để không lực chọn sót, hai bên băng chuyền là các công nhân làm nhiệm vụ phân loại quả, ở đây là loại bỏ những quả có nghi ngờ bị hư hỏng (dập, nát, thối,…), trên băng chuyền này cũng loại ra những quả có kích thước không phù hợp cho quá trình sản xuất. Chanh dây được đưa qua băng chuyền và công nhân sẽ tiến hành kiểm tra, lựa chọn ra trái thối, sâu, trái bị côn trùng phá hoại, loại bỏ những vật lạ như lá, rác và các vật khác … Có thể thực hiện rửa sơ bộ trước khi phân loại đối với những trái quá bẩn. Những quả không đủ độ chín có thể lưu lại cho đến khi đạt độ chín mới sử dụng. Còn những quả chín quá cũng có thể được sử dụng nếu chưa có biểu hiện hư hỏng. Nhất thiết phải loại bỏ những quả đã thối rửa hoàn toàn vì những vết dập nát thối rửa là cửa ngõ để vi sinh vật xâm nhập và phát triển, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sau này. 2.2.2.2 Rửa: a. Mục đích: Nguyên liệu sau khi được thu mua về còn lẫn nhiều tạp chất như bụi, đất cát, thuốc trừ sâu…còn bám trên bề mặt vỏ quả. Ta cần làm rửa nguyên liệu để tránh các tạp chất này có thể lẫn vào ruột quả làm ảnh hưởng xấu đến tính chất sản phẩm, giảm lượng vi sinh vật ngoài vỏ quả. b. Biến đổi: sạch đất cát, bụi bẩn, loại bớt 1 số vi sinh vật ngoài vỏ quả c. Phương pháp thực hiện: Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: ngâm và rửa xối. Đầu tiên quả sẽ được đưa vào bồn ngâm sau đó được băng chuyền chuyển vào hệ thống xối tưới của máy ngâm rửa xối tưới. Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm, bong ra, tạo điều kiện cho quá trình rửa dễ dàng. Dung dịch ngâm có thể là nước thường, nước nóng hay dung dịch kiềm. Có thể ngâm tĩnh hay ngâm động. Thời gian ngâm được rút ngắn để giảm tổn thất chất dinh dưỡng. Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dòng nước để kéo chất bẩn còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Thường dùng tia nước phun (p = 2 ÷ 3atm) hay vòi hoa sen để xối. Nước ra lại phải là nước sạch, lượng Cl2 còn lại trong nước tráng là 3 ÷ 5 mg/L. Tùy nguyên liệu và độ nhiễm bẩn của nguyên liệu mà ta có thể rửa một hoặc nhiều lần, với nhiều phương pháp rửa tương ứng. d. Sử dụng thiết bị ngâm rửa xối tưới 2.2.2.3 Tách ruột quả: a. Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ủ enzyme, loại bỏ những phần quả không sử dụng được như cuống, vỏ. b. Biến đổi: nguyên liệu giảm kích thước, trái bị phá vỡ nát ra, phần dịch ruột thoát ra, tổn thất vitamin C do bị oxi hóa, tổn thất các thành phần dinh dưỡng khác trong ruột quả. c. Thực hiện: Giai đoạn này nên tiến hành càng nhanh càng tốt để hạn chế sự tổn thất vitamin C và các thành phần dinh dưỡng khác trong ruột quả. Cho chanh dây váo máy cắt chanh dây, nghiền nát vỏ rồi sau đó tách riêng phần ruột chanh dây ra. 2.4 Ủ enzyme: a. Mục đích: Phân cắt chuỗi pectin trong thịt quả thành những đoạn có độ dài ngắn hơn nhằm làm giảm độ nhớt, làm trong dịch quả, giúp tách hạt được dễ dàng, tăng năng suất thu nhận dịch quả trong quá trình chà. b. Biến đổi: chủ yếu xảy ra các biến đổi về mặt hóa sinh Enzym pectinase sẽ cắt đứt các liên kết a-1.4-glycoside (giữa các acid galacturonic) và các liên kết este (giữa acid galacturonic và nhóm methyl), mạch pectin bị phân cắt thành các phân tử tự do như acit galacturonic, methanol và các mạch tương đối ngắn. Biến đổi khối dịch quả sau khi thủy phân: khối dịch quả có sự phân lớp rõ ràng, phía dưới đáy là lớp hạt màu nâu đen, phía trên là lớp thịt quả màu àng cam, trên cùng là lớp dịch trong màu vàng nhạt. c. Phương pháp thực hiện: Đầu tiên, dịch quả sẽ được nâng nhiệt độ lên nhiệt độ tối ưu cho enzyme hoạt động 40 – 45oC trong thiết bị trao đổi nhiệt. Sau đó, dịch quả được đưa đến thiết bị ủ, đồng thời tiến hành bổ sung chế phẩm pectinase, tiến hành ủ trong thời gian 3 giờ. Trong quá trình ủ thỉnh thoảng tiến hành khuấy trộn đều khối ruột quả để tăng khả năng tiếp xúc giữa enzym và cơ chất, để thúc đẩy quá trình tách hạt. Các thông số: Nồng độ chế phẩm enzyme pectinase sử dụng: 0.3% Thời gian ủ enzyme: 3h Sau khi ủ được 3h, ta tiến hành gia nhiệt để vô hoạt enzyme ở 80oC trong 15 phút. Thiết bị: sử dụng thiết bị hình trụ đáy nón, có lớp vỏ áo để gia nhiệt, ổn định nhiệt, bên trong thiết bị có gắn cánh khuấy. 2.2.2.5 Chà: a. Mục đích: tách phần thịt chanh dây ra khỏi hạt, các chất xơ và biến đổi phần thịt quả thành dạng nhuyễn. b. Biến đổi: Nhiệt độ tăng nhẹ do ma sát. Giảm khối lượng, tăng độ mịn. Phần thịt quả giảm kích thước tương ứng với lỗ rây sử dụng, chuyển thành dạng nhuyễn. Puree đồng nhất, loại bỏ hạt. Dịch bào thoát ra dễ bị chuyển hóa và vi sinh vật tấn công. Trong quá trình chà, thịt quả tiếp xúc nhiều với không khí, có thể xảy ra các phản ứng oxy hóa làm biển màu nguyên liệu, nhưng nhờ nguyên liệu đã được qua chần, nên các enzyme xúc tác phản ứng oxy hóa khử bị vô hoạt, do đó biến đổi hóa học là không đáng kể Giải phóng các enzyme oxy hóa khử (catalase, dehydrogenase, …), enzyme thủy phân ( pectinesterase, polymethylgalacturonase,…), enzyme ascorbinoxydase xúc tác quá trình oxy hóa acid ascorbic thành dạng khử hidro. c. Thực hiện: sử dụng thiết bị chà cánh đập. Quá trình chà làm cho khối ruột quả bị ép mạnh vào mặt rây có đục lỗ nhỏ. Phần qua lưới rây là dịch puree còn lại thải ra là bã chà chứa các chất xơ và hạt. 2.2.2.6 Phối trộn: a. Mục đích: chuẩn bị, hoàn thiện Chuẩn bị cho quá trình sấy phun: trộn thêm chất độn hay chất mang vào dịch quả để điều chỉnh nồng độ chất khô trong dịch quả, làm tăng hàm lượng chất khô, giảm chi phí cô đặc góp phần làm tăng hiệu quả quá trình sấy, nhà sản xuất thường bổ sung thêm maltodextrin. Hoàn thiện sản phẩm: trong quá trình này có thể phối trộn thêm chất bảo quản, phụ gia màu, hương liệu để tăng thêm chất lượng cho sản phẩm.Quá trình phối chế làm đồng đều hỗn hợp giữa dịch quả và maltodextrin theo tỉ lệ xác định, phối trộn thêm chất độn tạo nên cấu trúc dạng bột mịn cho sản phẩm. b. Biến đổi: Vật lý: khối lượng thay đổi. Độ trong, độ khúc xạ ánh sáng thay đổi.Thay đổi các chỉ tiêu nhiệt lý. Hoá học: thay đổi thành phần hóa học của hỗn hợp Hoá lý: nồng độ chất khô trong dịch quả tăng, sự tăng độ nhớt của dịch quả. c. Phương pháp thực hiện: Chọn nguyên liệu phối chế: Maltodextrin Dựa vào nồng độ chất khô ban đầu, tính toán khối lượng maltodextrin cần thiết cho một mẻ sản xuất, để sau khi phối trộn nồng độ chất khô đạt yêu cầu cho quá trình sấy phun. Dùng bơm để vận chuyển dung dịch poree thiết bị phối trộn có cánh khuấy, rồi bổ sung maltodextrin vào để thực hiện quá trình phối trộn. Thông số: yêu cầu độ khô dịch quả sau khi phối trộn là 25% d. Thiết bị: bồn hình trụ, bên trong có lắp cánh khuấy. 2.2.2.7 Đồng hóa: a. Mục đích: Giảm kích thước phần thịt quả chanh dây, tăng khả năng phân tán, lơ lửng của thịt quả, giảm hiện tượng tách lớp. Tạo puree đồng nhất, kết hợp với phụ gia tạo nên dạng lơ lửng b. Biến đổi: Phần thịt quả giảm kích thước tối đa, bị xé nhỏ. Quá trình đồng hóa tạo nhiệt độ, xảy ra phản ứng oxi hóa gây sẫm màu, làm thất thoát dinh dưỡng, gây biến tính protein. c. Thiết bị: sử dụng thiết bị đồng hóa áp lực cao 2.2.2.8 Sấy phun a. Mục đích : khai thác, chế biến, bảo quản. Cung cấp nhiệt làm bốc hơi nhanh nước trong dịch sau phối trộn quả tạo sản phẩm dạng bột với độ ẩm thấp để bảo quản được lâu hơn. Là quá trình chế biến, nâng cao hàm lượng chất dinh dưỡng trong sản phẩm, giảm thể tích bao bì, khối lượng vận chuyển. b. Biến đổi: Vật lý: Thể tích giảm, khối lượng giảm, khối lượng riêng tăng. Hóa lý Hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm trong quá trình sấy Một số chất thơm bay hơi theo ẩm và bị phân hủy do nhiệt độ gây tổn thất chất thơm. Ngược lại một số hương thơm được phát huy hay tạo thành trong quá trình sấy do phản ứng maillard, caramen… và mùi nấu của furfurol làm giảm giá trị cảm quan … Hóa học: Có 2 khuynh hướng Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng như: phân hủy vitamin, phản ứng oxy hóa, phản ứng maillard giữa đường khử và acid amin tạo màu cho sản phẩm (có lợi). Tốc độ phản ứng hóa học chậm đi do lượng nước giảm dần, enzym bị vô hoạt do nhiệt độ cao lúc sau: phản ứng thủy phân, oxi hóa… Protein, tinh bột, đường bị biến đổi. Sinh học: ức chế một phần vi sinh vật trên bề mặt vật liệu, kéo dài thời gian bảo quản. Cảm quan: nguyên liệu chuyển từ dạng lỏng sang dạng cấu trúc bột mịn, màu sắc mùi vị thay đổi. c. Phương pháp thục hiện: Thiết bị: sử dụng thiết bị sấy phun Thông số quá trình: Nhiệt độ đầu vào dòng không khí nóng: 165oC 2.2.2.9 Hoàn thiện: a. Mục đích : hoàn thiện sản phẩm Phối trộn thêm đường, chất màu, hương, các vitamin…làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm, tạo sự hấp dẫn đối với người tiêu dung. Bằng cách thay đổi thành phần tỷ lệ các chất trong hỗn hợp sản phẩm, có thể tạo ra được nhiều màu sắc,hương vị khác nhau. b. Biến đổi: Vật lý: thay đổi về khối lượng riêng, độ dẫn nhiệt, thể tích … Hóa học: tăng thành phần các chất trong hỗn hợp. Cảm quan: tăng vị ngọt, vị chua, màu sắc thay đổi và tăng mùi thơm cho sản phẩm. c. Phương pháp thực hiện: Trộn các chất đường, Vitamin C, hương liệu theo tỷ lệ nhất định để đạt được chất lượng sản phẩm theo yêu cầu. Quá trình phối trộn được thực hiện ở nhiệt độ phòng và áp suất phòng. Thiết bị : Thiết bị: sử dụng thiết bị hình trụ đáy nón, bên trong thiết bị có gắn cánh khuấy. 2.2.2.10. Đóng gói a. Mục đích Hoàn thiện: nhằm tạo thuận tiện cho người tiêu dùng, sản phẩm có trọng lượng phù hợp cho người tiêu dùng sử dụng; bên cạnh đó dựa vào màu sắc và cách bố trí còn làm cho sản phẩm thu hút người tiêu dùng. Bảo quản: bao bì giúp bảo vệ thực phẩm tránh khỏi ảnh hưởng không tốt của môi trường xung quanh như: độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng… b. Biến đổi: không đáng kể c. Phương pháp thực hiện Quá trình đóng gói được diễn ra ở nhiệt độ và áp suất phòng. Trọng lượng: 100-500g/gói. Nhiệt độ ghép mí: 150oC Thiết bị: Thiết bị đóng gói 2.3 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 2.3.1 Chỉ tiêu vật lý Hình dạng: dạng bột mịn, đồng nhất, không vón cục 2.3.2 Chỉ tiêu hóa học Độ ẩm : 4 % Hàm lượng đường : 60% Hàm lượng vitamin C: 0.05% Độ tro: không quá 6.5% Tạp chất: không quá 0.3% 2.3.3 Chỉ tiêu hóa lý Độ hòa tan cao Tỉ lệ hòa tan cao, không có cặn. Không bị hút ẩm khi bảo quản. 2.3.4 Chỉ tiêu cảm quan: Sản phẩm có dạng bột mịn, màu vàng tươi, có mùi thơm và vị chua đặc trưng. Khi pha phân tán tốt trong nước tạo dung dịch puree chanh dây có màu sắc mùi vị tự nhiên tương tự như puree quả tươi. Dung dịch đồng nhất, không tách lớp. Vị: Vị chua, ngọt hài hòa không quá gắt. CHƯƠNG 3:TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT-NĂNG LƯỢNG 3.1 Tính cân bằng vật chất: 3.1.2 Các thông số tính toán Bảng 3.1 Thông số nguyên liệu- sản phẩm Quy trình Nguyên liệu Thành phần Giá trị % Tách ruột quả Quả Vỏ Dịch quả Hạt 49,19 46,00 4,81 Ủ enzym Ruột quả Pectinase Dịch quả Hạt Petinase 90,53 9,47 0,30 Chà Ruột quả Dịch quả Hạt 90,53 9,47 Phối trộn Matodextrin Puree 1 Matodextrin Puree 1 Hàm lượng chất khô 8,55 91,45 18 Đồng hoá Puree 2 Hàm lượng chất khô 25 Sấy phun Puree 3 Hàm lượng chất khô 26 Hoàn thiện Sản phẩm Đường Độ ẩm 50 4 3.1.2 Tính cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu Saûn phaåm: ñoä aåm 4% Döïa vaøo baûng thaønh phaàn hoùa hoïc chanh daây suy ra: trong 100 kg nguyeân lieäu coù 82 kg aåm, 18 kg chaát khoâ) 3.1.2.1. Khối lượng chanh dây thu được sau quá trình phân loại –lựa chọn: (mngl) Mngl = mnglđ* (1 – f1/100) = 100 * (1 – 3/100) = 97 kg (chất khô chiếm 18%). Với: mngl : khối lượng chanh dây thu được sau quá trình phân loại- lựa chọn mnglđ : khối lượng nguyên liệu ban đầu f1 : tổn thất quá trình 3.1.2.2 Khối lượng phần dịch ruột chanh dây thu được sau quá trình tách ruột quả: (md1) md1 = mngl * (1 – f2/100) = 97 * (1 – 49.19/100) = 49,3 kg (chất khô chiếm 18%). Với: md1 : khối lượng dịch quả thu được sau quá trình tách ruột quả mngl : khối lượng nguyên liệu ban đầu f2 : tổn thất quá trình md2 = md1 * (1 – f3/100) = 49,3* (1 – 0,5/100) = 49 kg ((chất khô chiếm 18%). Với: md2: khối lượng dịch quả thu được có tính tổn thất quá trình md1 : khối lượng dịch quả thu được sau quá trình tách ruột quả f3 : tổn thất quá trình Khối lượng chất khô trong dịch quả sau khi tách ruột là: mck1 = 49 * 18/100 = 8,8 kg 3.1.2.3 Lượng dịch quả sau khi bổ sung enzyme trong quá trình ủ enzyme: md3 = md2 * (1 + f4/100) = 49 * (1 + 0,3/100) = 49,2 kg (chất khô chiếm 18%). Với: md3: khối lượng dịch quả thu được sau quá trình trình ủ enzyme. md2 : khối lượng dịch quả thu được sau quá trình tách ruột quả f4 : tổn thất quá trình Lượng dịch quả sau quá trình chà: md4 = md3 * (1 – f5/100). Với f5 là tổn thất của quá trình do chà bỏ hạt = 49,2 * (1 – 4.81/100) = 46,8 kg. md5 = md4 * (1 – f6/100). Với f6 là tổn thất của quá trình do dính thiết bị = 46,8* (1 – 3/100) = 45,4 kg. Khoái löôïng chaát khoâ trong dòch quaû sau khi taùch laø: mck2 = 45,4 * 18/100 = 8,2 kg Quá trình phối trộn: Khối lượng maltosedextrin sử dụng để phối trộn để nâng nồng độ chất khô trong dịch quả lên 25% Khối lượng maltosedextrin sử dụng để phối trộn là: (mnglp) mck2 + mnglp = (md5 + mnglp)*25/100 8,2+ mnglp = (45,4+ mnglp)*25/100 à mnglp = 4,2 kg Tổng khối lượng dịch quả cần phối trộn: (mdphoi tron) mdphoitron = (md5 + mnglp) = 45,4 + 4,3 = 49,7 kg. Khối lượng dịch sau phối trộn: (md3) md6 = mdphoitron * (1 – f7/100). Với f7 : tổn thất của quá trình phối trộn = 49,7* (1 – 0.2/100) = 49,6 kg. Tính khối lượng chất khô của dịch sau phối trộn( nồng độ chất khô 25%) mck3 = 49,6*25/100 = 12,4 kg Khối lượng dịch thu được sau quá trình đồng hóa : (md6) md7 = md6 * (1 – f8/100). Với f8 : tổn thất của quá trình đồng hóa do mất nước = 49,6 * (1 – 1/100) = 49,1 kg. md8 = md7 * (1 – f9/100). Với f9 : tổn thất của quá trình đồng hóa do dính thiết bị = 49,1 * (1 – 0.1/100) = 49 kg. 3.1.2.7 Quá trình sấy phun: Độ ẩm sản phẩm: 4% Þ % khối lượng chất khô trong sản phẩm là: Cssp = 96%. Phần trăm khối lượng chất khô trước sấy phun: Ctsp = 25% Khối lượng chất khô trong dịch trước sấy phun: mck4 = md8 * Ctsp/100 = 49* 25/100 = 12,25 kg. Khối lượng sản phẩm thu được sau khi sấy phun chưa kể tổn thất là: msp sau sấy phun = = 12,25/96 * 100 = 12,18 kg. Khối lượng sản phẩm thu được sau sấy phun kể cả tổn thất là: (msp1) msp1 = mspsausấyphun * (1 – f10/100). Với f10: tổn thất khác trong qu trình sấy phun = 12,18* (1 – 5/100) = 12,1 kg. 3.1.2.7 Khối lượng sản phẩm thu được sau quá trình hoàn thiện: msp2 = msp1 * (1 + f11/100). Với f11: tăng khối lượng do bổ sung đường = 12,1 * (1 + 100/100) = 24,3 kg. msp3 = msp2 * (1 – f11/100). Với f11: tổn thất của quá trình hoàn thiện = 24,2 * (1 – 0.1/100) = 24,2 kg. 3.1.2.8 Khối lượng sản phẩm thu được sau quá trình đóng gói: msp4 = msp3 * (1 – f9/100). Với f7: tổn thất của qu trình đóng gói. = 24,2 * (1 – 0.5/100) = 24,1 kg. Tính cân bằng cho 1 ngày Bảng 3.2 Cân bằng vật chất cho 1 mẻ sản xuất sử dụng 1250 kg nguyên liệu Qui trình Đầu vào (kg) Tổn thất % Thay đổi khác % Đầu ra (kg) Ghi chú Lựa chọn Phân loại 1250 - 3 1212,5 - Tổn thất do loại bỏ quả hư hỏng, sâu bệnh, quả không đủ qui cách. Tách ruột quả 1212,5 - 0.5 - 49.19 613 - Tổn thất do tch bỏ vỏ - Tổn thất do nguyên liệu dính vào thành thiết bị, dính đưởng ống Ủ enzym 50.546 + 0.3 614,8 -Bổ sung enzyme Pectinase Chà 50.698 - 1 - 4.81 567,7 - Tổn thất do tách bỏ hạt, xơ -Tổn thất do dịch chà dính vào thành thiết bị, đường ống Phối trộn 47.776 - 0.2 + 9.33 619,4 -Tổn thất nguyên liệu dính vào thành thiết bị, cánh khuấy, đường ống. -Khối lượng nguyên liệu tăng do bổ sung thêm Maltodextrin Đồng hoá 52.13 - 0.1 612,6 -Tổn thất do nguyên liệu dính vào thành thiết bị, đường ống Sấy phun 52.077 - 5 -74.28% 151,6 -Tổn thất do bay hơi nước -Tổn thất do sản phẩm sấy bị dính vo thnh thiết bị Hoàn thiện 12.72 - 0.1 + 175% 302,8 -Tổn thất do sản phẩm dính vo thnh thiết bị khuấy trộn Sản phẩm tăng khối lượng do bổ sung đường Đóng gói 34.98 - 0.5 301,3 -Tổn thất do sản phẩm rơi ra trong quá trình đóng gói,bao bì bị lủng rách, tổn thất sản phẩm khi vận chuyển. 3.1.3.1 Tính lượng sản phẩm sản xuất được trong 1 ngày Trong 1 ngày: (với năng suất 5000 kg nguyên liệu) Một ngày làm 2 ca: mỗi ca làm 2 mẻ, mổi mẻ sử dụng 1250 kg nguyên liệu Vậy Mỗi mẻ sản xuất được:301,3 kg sản phẩm Mỗi ca sản xuất được:602,6 kg sản phẩm Mỗi ngày sản xuất được:1025,2 kg sản phẩm 3.1.3.2 Tính lượng nguyên liệu đầu vào trong 1 ngày Bảng3.3 Nguyên liệu cho 1 ngày sản xuất Thành phần Khối lượng(kg) Chanh dây 5000 Maltodextrin 211,9 Đường 606,3 EnzymPectinase 7,36 Vitamin C 0,3 3.2 Tính năng lượng: Công thức tính lượng nhiệt cần thiết cho quá trình gia nhiệt: Trong đó m : khối lượng (kg) c : nhiệt dung riêng của dịch chanh dây (kJ/kgoC) DT : biến thiên nhiệt độ (oC) Công thức tính lượng nhiệt cần cho quá trình giữ nhiệt: Q = G * T * r * q Trong đó G : khối lượng (kg) T : thời gian ( h ) r : nhiệt hóa hơi của nước ( kJ/kg ) q : lượng nước bốc hơi trong 1 giờ. Nhiệt dung riêng của puree chanh dây: Theo nguồn choi& Okos (1986) trong khoảng -40oC đến 150oC: nhiệt dung riêng cac chất tuân theo công thức: Cp= 4,18xXnước + 1,711xXprotein + 1,928 xXbéo + 1,547xXcacbonhydrat + 0,908Xtro Với X: phần trăm khối lượng các chất Dựa theo bảng 2.3 ta suy ra nhiệt dung riêng của puree chanh dây là: Cp = 4,18x0,73 + 1.711x0,022 + 1,928x0,007 + 1,547x0,233 + 0,908x0,008 = 3,47 (J/Kg oC) Nhiệt cung cấp cho thiết bị ủ enzym: Nhiệt cung cấp để gia nhiệt: Khối lượng dịch chanh dây cần gia nhiệt trong 1 mẻ: 614,8 Kg Lượng nhiệt dùng để gia nhiệt cho dịch chanh dây từ 30oC lên 45oC Q1(1) = 614,8 * 3,47 * (45– 30) = 32004,2 (kJ) Giả sử thời gian gia nhiệt là 15 phút, năng lượng điện cần cung cấp cho quá trình gia nhiệt là P1(1) = Q1(1) /(15*60) = 35,56 kW Lượng nhiệt cung cấp trong quá trình giữ nhiệt ở 45oC Q1(2) = G1 * T1 * r1 * 0,05 Với G1 : khối lượng dịch chanh dây ( » 614,8 kg) T1 : thời gian giữ nhiệt ( 1 giờ ) r1 : nhiệt hóa hơi của nước ở 45oC ( 2391.3 kJ/kg ) 0,05 : lượng nước bốc hơi trong 1 giờ. è Q1(2) = 614,8 * 1* 2391.3 * 0,05 = 73512,1(kJ) Thời gian giữ nhiệt là 1h, năng lượng điện cần cung cấp cho quá trình giữ nhiệt là P1(2) = Q1(2) /(60*60) = 20,42 kW è Nhiệt cung cấp cho quá trình ủ enzym: Q1 = Q1(1) + Q1(2) = 21307.088(kJ) Lượng điện cần cung cấp: P1 = P1(1) + P1(2) = 35,56 + 20,42 = 55,98 kW Nhiệt cung cấp để vô hoạt enzym: Lượng nhiệt dùng để gia nhiệt cho dịch chanh dy từ 45oC lên 80oC Q2(1) = 614,8 * 3,47 * (80 – 45) = 74676,5 (kJ) Giả sử thời gian gia nhiệt là 15 phút, năng lượng điện cần cung cấp cho quá trình gia nhiệt là P2(1) = Q2(1) /(15*60) = 82,97 kW Lượng nhiệt cung cấp trong quá trình giữ nhiệt ở 80oC trong 15 phút Q2(2) = G1 * T2 * r2 * 0,05 Với G1 : khối lượng dịch chanh dây ( » 614,8 kg) T2 : thời gian giữ nhiệt ( 15 phút=0.25 giờ ) r2 : nhiệt hóa hơi của nước ở 80oC ( 2310 kJ/kg ) 0,05 : lượng nước bốc hơi trong 1 giờ. è Q2(2) = 50.7076 * 0.25 * 2310 * 0,05 = 17753,2 (kJ) Thời gian giữ nhiệt là 15 phút, năng lượng điện cần cung cấp cho quá trình giữ nhiệt là P2(2) = Q2(1) /(15*60) = 19,73 kW è Nhiệt cung cấp cho thiết ủ enzym: Q2 = Q2(1) + Q2(2) = 8740.73(kJ) Lượng điện cần cung cấp: P21 = P2(1) + P2(2) = 82,97 + 19,73 = 102,7 kW Nhiệt cung cấp cho thiết bị phối trộn: sau quá trình chà chanh dây có nhiệt độ khoảng 50OC Lượng nhiệt dùng để gia nhiệt cho dịch chanh dây từ 50oC lên 80oC Q3(1) = 619,4* 3,47 * (80 – 50) = 75236,8(kJ) Giả sử thời gian gia nhiệt là 15 phút, năng lượng điện cần cung cấp cho quá trình gia nhiệt là P3(1) = Q3(1) /(15*60) = 83,6 kW Lượng nhiệt cung cấp trong quá trình giữ nhiệt ở 80oC trong 15phút Q3(2) = G1 * T2 * r2 * 0,05 Với G1 : khối lượng dịch chanh dây ( » 619,4 kg) T2 : thời gian giữ nhiệt ( 15 phút=0.25 giờ ) r2 : nhiệt hóa hơi của nước ở 80oC ( 2310 kJ/kg ) 0,05 : lượng nước bốc hơi trong 1 giờ. è Q3(2) = 619,4 * 0.25 * 2310 * 0,05 = 37031,8 (kJ) Thời gian giữ nhiệt là 15 phút, năng lượng điện cần cung cấp cho quá trình giữ nhiệt là P3(2) = Q231) /(15*60) = 41,2 kW è Nhiệt cung cấp cho thiết bị phối trộn: Q2 = Q2(1) + Q2(2) = 8740.73(kJ) Lượng điện cần cung cấp: P3 = P3(1) + P3(2) = 83,6 + 41,2 = 124,7 kW Nhiệt cung cấp cho thiết bị sấy Sau khi qua đồng hóa, nhiệt độ dịch chanh dây khoảng 80oC. Nhiệt lượng để gia nhiệt không khí trong buồng calofiphe Không khí sử dụng lấy theo đài khí tượng thủy văn ở Đà Lạt có nhiệt độ trung bình thấp nhất là 20oC, độ ẩm tương đối trung bình là 70%--> độ ẩm không khí trước sấy là Y1=0.01 kg ẩm/kg kkk; giả sử sau sấy không khí có độ ẩm: Y2=0.03 kg ẩm/kg kkk Suất lượng ẩm bốc hơi trong suốt quá trình sấy: W = = = 453,1 Kg ẩm/mẻ Lượng không khí tuyệt đối đi qua thiết bị sấy: G = == 22654,7 kg kkk Nhiệt lượng cung cấp cho thiết bị sấy: Q4 =G (H2-H0)+ L2Cvl(tvld-tvlc)+mCvc(tvcc