Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất nước ép dứa dạng trong với năng suất 2 triệu lít/năm

Rót nóng: Nước quả có độ acid cao nên là môi trường hoạt động của nấm mốc và nấm men, do đó có thể bảo quản bằng cách rót nóng do nấm men và nấm mốc kém chịu nhiệt. Đun nóng nước quả lên 90-95oC trong 30-40 giây rồi rót vào chai lọ thủy tinh lớn đã sát trùng rồi đem đóng nắp ngay. Nước quả với dung tích lớn sẽ nguội chậm nên đủ để sát trùng. Nếu đóng nước quả trong bao bì nhỏ thì phương pháp này không hiệu quả. Bảo quản bằng CO2: Người ta nạp khí CO2 với tỉ lệ 1.5% (so với khối lượng nước quả) để bảo quản nước quả trong thùng dự trữ lớn. Độ hòa tan của CO2 trong nước quả phụ thuộc vào áp suất khí quyển, nhiệt độ nước quả. Nhiệt độ càng thấp, áp suất càng lớn thì độ hòa tan của CO2 càng nhiều. Nếu bảo quản nước quả ở 15-20oC cần có áp suất cao thì gặp khó khăn khi thực hiện. Nếu bảo quản ở nhiệt độ quá thấp thì nước quả bị đóng băng.Vì thế, tốt nhất là bảo quản nước quả bằng CO2 ở 0-5oC. Bảo quản bằng cách lọc thanh trùng: Có thể thanh trùng nước quả bằng cách lọc qua amiăng ép và xenluloza có lỗ đủ nhỏ để giữ lại vi sinh vật. Nước quả qua lọc cần đóng hộp ngay trong điều kiện vô trùng. Bảo quản bằng hóa chất: Người ta còn bảo quản nước quả bán phế phẩm bằng rượu etylic, khí SO2, Natri benzoate và acid sorbic. Sau khi pha rượu với tỉ lệ 25-30%(so với thể tích nước quả), sau 15-25 ngày, đem gạn cặn. Lượng cặn còn lại trong nước quả không quá 0.1%. Natri benzoate cho vào nước quả với tỉ lệ 0.1% tính theo khối lượng nước quả còn acid sorbic chỉ cần tỉ lệ 0.05-0.1%. 1.4 Quy trình sản xuất: Ngoài quy trình sản xuất dứa ép dạng trong thì còn có nhiều loại sản phẩm như dứa ép dạng đục, dứa cô đặc, dứa lạnh đông… Phối chế Bài khí Đồng hóa Bao gói Bảo quản Thanh trùng Necta Bao gói Thanh trùng Bào quản Puree Lọc thô Bài khí Đồng hóa Bao gói Thanh trùng Bảo quản Nước ép đục Trái cây Rửa, phân loại Gọt, sửa Chuẩn bị nghiền Nghiền, chà Phối chế Cô đặc Bao gói Xử lý enzym Lọc tinh Bao gói Thanh trùng Bảo quản Thanh trùng Bảo quản Bao gói Thanh trùng Bảo quản Siro quả Nước ép trong Nước cô đặc Hình 1.4 Các quy trình công nghệ 1.5 Tình hình sản xuất: Trong nước: Bảng 1.4 Tình hình trồng dứa tại Việt Nam [] Giống dứa, nơi trồng Khối lượng trái, g Chiều cao, cm Đường kính trái, cm Vỏ dày, cm Mắt sâu, cm Đường kính lõi, cm Dứa hoa Phú Thọ 500 10 8,5 1 1,2 2 Dứa hoa Tuyên Quang 490 10,5 8,7 1 1 2,35 Dứa Long An 900 15 10,5 - - 2,1 Dứa caien Phủ Quì 3150 24 15 0,3 1 4,5 Dứa caien Phú Hộ 2050 17,5 13 0,25 1 2,5 Dứa ta Hà Tĩnh 750 13 10 1 1,5 2 Dứa mật Vĩnh Phú 1300 15 11 1,5 1,5 2,6 CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU 2.1 Dứa: Loại: nhóm dứa Hoàng Hậu (Queen): trái dứa Queen tương đối nhỏ, khối lượng trung bình mỗi trái 0,8 – 1,6 kg/trái, mắt lồi, dạng trụ tròn khá đều. Thịt trái vàng đậm, giòn, hướng dứa, vị chua ngọt đậm đà. Chỉ tiêu chất lượng: Dứa nguyên liệu được nhân viên phòng QA đánh giá, phân loại rồi mới đưa vào chế biến. Dứa khi nhận vào bông, cuống còn tươi (bông tự nhiên, cuống dài không quá 10cm). Dứa già bóng ( phải nở từ 2/3 mắt trở lên). Ruột dứa phải có màu vàng nhạt trở lên. Quả dứa phải tươi tốt, không dập quá, không chín quá (mùi lên men). Không sâu bệnh, không meo mốc, không bị khuyết tật, không được dính bùn, đất, chuột cắn và có mùi lạ khác. Chỉ tiêu về độ chín: Độ chín của dứa đánh giá theo màu sắc vỏ quả có 5 mức độ sau: Độ chín 4: 100% quả có màu vàng sẫm, trên 5 hàng mắt hở. Độ chín 3: 75 – 100% vỏ quả có màu vàng tươi, khoảng 4 hàng mắt mở. Độ chín 2: 25 – 75% vỏ quả có màu vàng tươi, 3 hàng mắt mở. Độ chín 1: quả vẫn còn màu xanh bóng, 1 hàng mắt mở. Độ chín 0: quả vẫn còn xanh sẫm, mắt vẫn còn chưa mở. Dứa được dùng trong quá trình ép này tốt nhất là có độ chín cấp 4 hoặc 3 để đảm bảo thu được nhiều dịch nhất. 2.2 Nước: Bảng 2.1 Chỉ tiêu của nước theo tiêu chuẩn Việt Nam – TCVN 5502:2003 STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Mức tối đa 1 Màu sắc mg/l Pt 15 2 Mùi, vị - Không có 3 Độ đục NTU 5 4 pH - 6 – 8,5 5 Độ cứng mg/l 300 6 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 1000 7 Hàm lượng asen mg/l 0,01 8 Hàm lượng clorua mg/l 250 9 Hàm lượng chì mg/l 0,01 10 Hàm lượng crom mg/l 0,05 11 Hàm lượng đồng mg/l 1,0 12 Hàm lượng florua mg/l 0,7 – 1,5 13 Hàm lượng kẽm mg/l 3,0 14 Hàm lượng mangan mg/l 0,5 15 Hàm lượng nhôm mg/l 0,5 16 Coliform tổng số MPN/100ml 2,2 17 E.Coli và coliform chịu nhiệt MPN/100ml 0 18 Tổng hoạt độ alpha pCi/l 3,0 19 Tổng hoạt độ beta pCi/l 30 2.3 Đường: Syrup là một dung dịch đường có nồng độ chất khô cao và thường dao động trong khoảng 63 – 65% (khối lượng). Trong ngành công nghiệp thức uống, syrup được xem là bán thành phẩm. Từ syrup, người ta đã pha chế và tạo thức uống khác nhau. Chuẩn bị syrup là công đoạn quan trọng trong quy trình công nghệ sản xuất thức uống dạng pha chế. Syrup có thể được sản xuất từ đường saccharose hoặc từ tinh bột. Tại Việt Nam hiện nay, chúng ta sản xuất syrup từ đường saccharose. Quy trình sản xuất syrup từ nguyên liệu saccharose đơn giản hơn nhiều so với quy trình sản xuất từ nguyên liệu tinh bột. Tuy nhiên, giá thành syrup từ saccharose sẽ cao hơn. Công thức saccharose: C12H22O11 Hình 2.1 Công thức hóa học của Saccharose Bảng 2.2 Tieâu chuaån chaát löôïng ñöôøng saccharose ( theo TCVN 1696-75) Loaïi ñöôøng RE RS Haøm löôïng saccharose ³ 99,65 ³ 99,45 Ñoä aåm £ 0,07 £ 0,12 Haøm löôïng tro £ 0,15 £ 0,17 Haøm löôïng ñöôøng khöû £ 0,1 £ 0,15 Syrup đường nghịch đảo: Đường nghịch đảo là hỗn hợp glucose và fructose với tỉ lệ 1:1 với xúc tác acid hoặc bằng invertase. Ưu điểm của quá trình nghịch đảo đường trong công nghiệp sản xuất thức uống: Tăng độ ngọt cho syrup. Tăng hàm lượng chất khô. Ổn định chất lượng syrup, ngăn ngừa hiện tượng tái kết tinh đường. Tăng cường khả năng ức chế VSV có trong syrup. 2.4 Phụ gia: Chất điều chình độ chua: acid citric Hình 2.2 Công thức hóa học của Acid Citric Acid citric có vị chua dịu nên thường được sử dụng trong điều chỉnh vị của sản phẩm, là loại acid được sử dụng rộng rãi trong các loại thức uống. Quá trình bổ sung acid citric nhằm làm giảm vị ngọt gắt của đường, đồng thời làm tăng vị chua hài hòa cho sản phẩm, kích thích tiêu hóa, hạn chế sử phát triển của vi khuẩn, nấm sợi và nấm men, góp phần hạn chế sự oxy hóa, làm tăng thêm mùi vị sản phẩm. Bảng 2.3 Chỉ tiêu acid citric dùng trong thực phẩm (Rehm và cộng sự, 1996) Chỉ tiêu Đơn vị đo Mức quy định Hàm lượng acid citric % Không thấp hơn 99.5 Tro % Không vượt quá 0.05 Chì mg/kg Không vượt quá 10 Arsen mg/kg Không vượt quá 3 Sulphate % Không có Bảng 2.4 Chỉ tiêu cảm quan của acid citric được quy định theo TCVN 5516 - 1991 Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1. Hình dạng bên ngoài và màu sắc Các tinh thể không màu hay bột trắng không vón cục. Đối với acid citric hạng 1 cho phép hơi có ánh vàng, dung dịch caid citric trong nước cất có nồng độ khối lượng 20g/l phải trong suốt 2. Vị Chua, không có mùi vị lạ 3. Mùi Dung dịch acid trong nước cất có nồng độ 20g/l phải trong suốt 4. Cấu trúc Rời và khô 5. Tạp chất cơ học Không cho phép Chất bảo quản: kali sorbate Acid sorbic la trans-trans acid béo monocacborcylic không no và chúng có công thức: CH3-CH=CH-CH=CH-COOH. Acid sorbic là chất bột kết tinh màu trắng , ít tan trong nước (0.16g/100ml nước ở 200C). Tuy nhiên, sorbat Kali ở dạng hạt lại tan tốt trong nước (58,2g/100ml nước ở 200C) , chúng ít tan trong dầu. Hoạt tính chống khuẩn Acid sorbic và muối sorbate có tác dụng chống nấm men, vi khuẩn, nấm mốc, đặc biệt chúng có tác dụng tốt đối với nấm mốc ở pH = 6. Chúng hoạt động tốt hơn benzoate ở pH = 4,0 – 6,0. Ở pH = 3 chúng hoạt động kém hơn propionate cũng như benzoate. Cơ chế tác dụng Sự ức chế của sorbate đối với nấm mốc do chúng làm enzym của vi sinh vật mất hoạt tính, đặc biệt là enzym dehydrogenate. Sorbate ngăn cản sự phát triển của tế bào sinh dưỡng và ngăn cản sự tạo thành bào tử. Sorbate ức chế sự phát triển của tế bào theo cơ chế lực vận chuyển ion. Theo đó acid sorbic làm giảm gradient proton ở màng tế bào , giảm lực vận chuyển ion (PMF) kéo theo ngăn cản sự vận chuyển acid amin. Kết quả là sẽ gây ra sự ức chế trên nhiều hệ thống enzym của tế bào chất (Ronning and Frank , 1987). Độc tính Acid sorbic được xem là chất bảo quản kém độc tính nhất , ngay cả khi ở mức vượt trội so với mức thường sử dụng.(Lueck,1980, Sofos and Busia,1981). Mức LD50 là 7,4 – 10,5g/kg thể trọng. Nước dứa Thanh trùng Bảo ôn Ủ enzyme Enzyme Cuống, chồi Vỏ, lõi Dứa Lựa chọn Cắt cuống,chồi Gọt vỏ, đột lõi Nghiền xé Bã Ép Gia nhiệt Bã Lọc Nước thải Nước Rửa Nguyên liệu phụ Phối trộn Diatomit Rót lon, ghép mí lon Chương 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1 Qui trình công nghệ: 3.1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ: Hình 3.1 Quy trình công nghệ nước ép dứa dạng trong 3.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ: 3.1.2.1 Lựa chọn và phân loại: Mục đích: Chuẩn bị: lựa chọn những quả có độ chín kỹ thuật loại bỏ những quả hư hỏng, sâu bệnh, hư thối, men mốc. Hoàn thiện: phân loại nhằm phân chia thành nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dáng, màu sắc hoặc độ chín. Các biến đổi của nguyên liệu: nguyên liệu trở nên đồng đều về kích thước và độ chín, những phần hư hỏng được loại bỏ. Cách thực hiện là thủ công. Nguyên liệu được dàn mỏng trên băng tải, băng tải chuyển động với tốc độ chậm để người công nhân có thể lựa chọn được. Cắt cuống, chồi ngọn: Mục đích: Khai thác: loại bỏ những phần không sử dụng được và làm gọn quả dứa để chuẩn bị cho quá trình sau. Các biến dổi của nguyên liệu: Nguyên liệu thay đổi về hình dạng và kích thước. Mất lớp vỏ bảo vệ nên tốc độ hô hấp của trái tăng nhanh, trái sẽ mau bị nhũn. Dịch bào tiết ra trên bề mặt là nguyên nhân chính gây ra phản ứng oxy hóa làm thâm bề mặt trái và cũng là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động. Vì vậy sau khi cắt, gọt, nguyên liệu phải được nhanh chóng đưa qua quá trình xử lý tiếp theo nhằm tránh hư hỏng sản phẩm. Cách thực hiện: thủ công. Các quả dứa sau khi rửa được đưa lên băng tải, chuyển động chậm, người công nhân cắt, tỉa quả ngay trên băng tải. Rửa: Mục đích: loại bỏ đất, cát, tạp chất và một phần vi sinh vật bám vào khe, mắt quả dứa, chuẩn bị cho quá trình nghiền xé. Các biến đổi: nguyên liệu sạch và giảm bớt lượng vi sinh vật trên bề mặt vỏ. Yêu cầu: nguyên liệu sau khi rửa sạch, không bị dập nát, các chất dinh dưỡng ít bị tổn thất, thời gian rửa ngắn và tốn ít nước. Nước rửa cũng như nước dùng trong khi chế biến (như chần, nấu, pha chế) phải là nước an toàn, đảm bảo các chỉ tiêu do Viện vệ sinh dịch y tế (Bộ y tế) quy định. Cách thực hiện: dùng máy rửa chấn động quá trình rử gồm 2 giai đoạn ngâm và rửa xối. Nguyên lý hoạt động của máy: nguyên liệu được di chuyển trên băng chuyền với tốc độ thích hợp (0,2m/s). Nước từ các vòi phun từ trên xuống để rửa, đồng thời băng chuyền có độ rung thích hợp để nguyên liệu có thể xoay được và được rửa sạch hơn. Nước rửa đáp ứng theo tiêu chuẩn nước sinh hoạt (TCVN 5502:2003). 3.1.2.4 Tách lõi, vỏ: Mục đích: chuẩn bị cho quá trình nghiền và ép. Các biến đổi: : nguyên liệu thay đổi hình dạng, kích thước, khối lượng đáng kể. Lớp vỏ bảo vệ đã bị gọt bỏ, nên tốc độ hô hấp của quả tăng nhanh, quả sẽ mau bị nhũn. Dịch bào tiết ra trên bề mặt là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động. Nên quá trình này phải được tiến hành trong thời gian ngắn và mau chóng đưa qua quá trình xử lý tiếp theo, nhằm tránh hư hỏng sản phẩm. Cách thực hiện: dùng máy tách lõi và vỏ bán cơ khí. Yêu cầu: vết cắt phải sắc nét, không bị dập, ít phần thải bỏ; vì vậy bộ phận dao cắt là quan trọng nhất, dao phải bén, làm bằng inox không gỉ sét. Máy đột lõi gồm có giá đỡ, bàn đạp, hệ thống đòn bẩy, bàn đỡ, cánh gạt và dao đột. Dao đột là ống hình trụ rỗng làm bằng thép không rỉ, có đường kính 18-22mm (tuỳ theo độ lớn của lõi dứa mà sử dụng dao đột có đường kính tương ứng) lắp thẳng đứng vào giá đỡ. Đặt thẳng đứng quả dứa đã cắt đầu vào bàn đỡ, sao cho dao đột hướng đúng tâm quả dứa . Dậm chân vào bàn đạp và hệ đòn bẩy, bàn đỡ đưa quả dứa lên phía dao đột. Khi nhả chân khỏi bàn đạp, bàn đỡ hạ xuống kéo theo cánh gạt quả dứa khỏi dao đột. Cần đặt quả dứa chính xác để khi đột khỏi lệch tâm. Ống dao đột phải sắc để vết cắt được nhẵn. Năng suất của máy khoảng 15-20 quả/phút. Tỉ lệ phế liệu 3-6%. Máy gọt vỏ dứa gồm có cơ cấu gọt, hệ thống chuyển động và bệ máy. Cơ cấu gọt gồm 3 lưỡi dao lưỡi mỏng phẳng đặt cố định trên 1 vòng đỡ tròn cách nhau 120o, và ống dao hình trụ rỗng bằng thép không rỉ có đường kính 65-80mm (tuỳ theo đường kính quả dứa to hay nhỏ). Ống dao này quay với tốc độ khoảng 1000 vòng/phút nhờ một động cơ điện. Hệ thống chuyển động gồm một con xỏ gắn vào một trục chuyển dịch nhờ con lăn và rãnh trượt. Đặt quả dứa đã đột lõi vào con xỏ. Khi trục chuyển dịch, con xỏ kéo theo quả dứa lao về phía cơ cấu gọt. Khi qua cơ cấu gọt, 3 lưỡi dao phẳng khía trên vỏ dứa 3 rãnh theo chiều dọc quả có độ sâu bằng chiều dày lớp vỏ cần gọt, sau đó ống dao tách vỏ thành 3 mảnh. Quả dứa đã gọt vỏ đi ra cuối máy. Năng suất của máy khoảng 20 quả/phút. Tỉ lệ vỏ: 25-27%. 3.1.2.5 Nghiền xé: Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép giảm kích thước nguyên liệu, phá vỡ tế bào làm cho dịch bào thoát ra, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép, tăng hiệu suất cho quá trình ép. Các biến đổi: Vật lý: kích thước nguyên liệu sẽ giảm, diện tích bề mặt tăng Hóa học: cấu trúc bị phá vỡ làm phản ứng oxy hóa xảy ra nên cần phải bảo quản nghiêm ngặt sau khi ngiền. Hóa lý: tăng tốc độ bay hơi của các chất dễ bay hơi. Hóa sinh: các phản ứng oxy hóa dưới xúc tác enzyme xảy ra mạnh. Sinh học: thành phần dinh dưỡng thoát ra ngoài và làm cho mật độ vi sinh vật tăng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Yêu cầu: kích thước xé càng nhỏ càng thu được nhiều dịch ép. Tạo điều kiện tốt cho quá trình truyền nhiệt vào nguyên liệu (tăng hệ số truyền nhiệt). Tuy vậy, nếu nghiền quá nhỏ khi ép sẽ không tạo thành rãnh thoát nước quả, cũng làm giảm hiệu suất ép. Cách thực hiện: sử dụng thiết bị nghiền xé. 3.1.2.6 Ủ enzyme Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép Thực tế cho thấy trong dịch quả thường có chứa 1 hàm lượng pectin nhất định. Các hợp chất pectin tham gia tạo nên cấu trúc mô thực vật, liên kết tế bào rau quả lại với nhau. Khi pectin bị phân giải trong quá trình nghiền xé nguyên liệu, 1 phần sẽ hòa tan vào dịch quả, dung dịch chứa pectin có độ nhớt cao và đây là nguyên nhân gây khó khăn cho quá trình ép thu nhận dịch quả. Do đó các nhà sản xuất bổ sung chế phẩm pectinase vào khối nguyên liệu trái cây đã qua nghiền xé. Các biến đổi: Nhờ xúc tác của endopolygalacturonas, phân tử pectin bị giảm kích thước dịch bào giảm độ nhớt, giúp cho quá trình ép đạt hiệu quả cao hơn. Cách thực hiện: bán thành phẩm sau giai đoạn nghiền xé được đưa vào bồn chứa, bổ sung vào đó 0,05% enzyme pectinase, trộn đều rồi ủ trong 1,5h ở nhiệt độ phòng, thỉnh thoảng cần đảo trộn khối ủ. 3.1.2.7 Ép: Mục đích: khai thác, tách tối đa dịch bào ra khỏi nguyên liệu. Hiệu suất ép phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: phẩm chất nguyên liệu, phương pháp sơ chế, cấu tạo, chiều dày, độ chắc của lớp nguyên liệu ép và áp suất ép. Các biến đổi: một số liên kết trong quả bị phá vỡ do tác động của lực cơ học, cấu trúc tế bào bị phá vỡ, dịch bào thoát ra ngoài. Cách thực hiện : sử dụng thiết bị ép trục vis vận hành với tốc độ trục vis 150–200rpm, áp lực 138 – 150MN/m2 . 3.1.2.8 Gia nhiệt: Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lọc. Vô hoạt enzyme, tiêu diệt hoặc ức chế hệ vi sinh vật, gây kết tủa một số chất keo tạo điều kiện cho quá trình lọc trong. Các biến đổi: có thể tổn thất một số hợp chất hóa học mẫn cảm với nhiệt độ như protein, các hợp chất thơm, chất màu,…hay tạo ra một số hợp chất hóa học khác ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm; một số loài vi sinh vật bị ức chế, hệ enzyme của quả bị vô hoạt, có sự tách pha giữa protein kết tủa và dịch quả,… Cách thực hiện: sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng bản mỏng. Thông số kỹ thuật: nhiệt độ gia nhiệt: 75 – 80oC, thời gian gia nhiệt: 3 – 5 phút. Cuối quá trình gia nhiệt có bổ sung chất trợ lọc Diatomit. Lọc: Mục đích: hoàn thiện, khâu làm trong nước quả cuối cùng. Các biến đổi: các chất cặn, kết tủa trong nước quả sau gia nhiệt được lọc bỏ, dung dịch nước quả trở nên trong hơn, màu sắc sáng đẹp. Cách thực hiện: cuối quá trình gia nhiệt, thêm 0,01% diatomit, kèm theo khuấy trộn. Tiến hành lọc trên thiết bị lọc khung bản, áp lực lọc 3 at, lọc ở nhiệt độ phòng. 3.1.2.10 Phối trộn: Mục đích: hoàn thiện, đồng thời góp phần bảo quản sản phẩm. Thành phần: Trong quá trình chế biến, tanin trong quả thường bị oxi hóa thành flobafen có màu đen. Để tránh hiện tượng này, người ta pha chế thêm chất chống oxi hóa mà thường dùng nhất là acid ascorbic (vit C). Vit C vừa có tác dụng ổn định màu sắc, vừa tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Đường đạt 32o Bx. Cho vị ngọt dịu. Acid citric đạt pH = 3,7. Giảm vị ngọt gắt của đường. Sản phẩm có vị chua ngọt hài hoà. Kích thích tiêu hoá, góp phần hạn chế sơ phát triển của VSV, hạn chế sự oxi hoá… Ngoài ra còn bổ sung thêm màu thực phẩm để tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, đồng thời giúp sản phẩm không bị nhạt màu trong quá trình bảo quản. Yêu cầu: Sản phẩm phải có hương rõ rệt của nguyên liệu, vị chua thích hợp. Sản phẩm có nồng độ chất khô vào khoảng 16%, chỉnh pH về 4.5 - 5. Cách thực hiện: quá trình phối chế được thực hiện trong các thùng phối chế chuyên dùng có cánh khuấy để trộn đều. 3.1.2.11 Rót nóng, ghép mí: Mục đích: hoàn thiện: hạn chế sự nhiễm của vsv đồng thời rót nóng giúp bài khí trong bao bì. Các biến đổi: Vật lý: có sự thay đổi thể tích, khối lượng, tỉ trọng và xuất hiện gradient nhiệt độ. Hóa học: thay đổi tốc độ các phản ứng hóa học. Hóa lý: sự bốc hơi nước và đông tụ protein. Sinh học: vsv bị ức chế, tiêu diệt. Hóa sinh: enzyme bị vô hoạt. Màu sắc: hơi sậm. Độ trong tăng, mùi vị có thể bị giảm do bị phân hủy và bay hơi. Cách thực hiện: đun nóng nước quả lên nhiệt độ 70oC trong 30 – 40s à rót nóng. 3.1.2.12 Thanh trùng: Mục đích: tiêu diệt hầu hết vsv gây bệnh và gây hư hỏng sản phẩm giúp bảo quản sản phẩm lâu hơn. Cách thực hiện: sử dụng nồi autoclave nằm ngang Thông số kỹ thuật: Nhiệt độ thanh trùng: 100oC Thời gian gia nhiệt: 10 phút Thời gian thanh trùng: 10 phút Thời gian làm nguội: 10 phút 3.1.2.13 Bảo ôn: Mục đích: hoàn thiện sản phẩm sau khi thanh trùng Các biến đổi: không đáng kể 3.2 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm: Bảng 3.1 Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm (TCVN 4042 – 85) Màu Vàng Mùi, vị Đặc trưng, không lẫn mùi vị lạ Trạng thái Dạng trong Bảng 3.2 Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm (TCVN 6299:1997) Hàm lượng chất khô >=16% Hàm lượng acid 0,2 – 0,6% Bảng 3.3: Chỉ tiêu vi sinh sản phẩm Vi sinh vật Giới hạn cho phép trong 1ml thực phẩm Staphylococcus aureus 0 Coliforms 0 Escheria Coli 0 Bacillus cereus 0 Tổng số tế bào nấm men, nấm mốc 0 CHƯƠNG 4. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT-NĂNG LƯỢNG 4.1 Tính cân bằng vật chất: 4.1.1 Các thông số tính toán Bảng 4.1 Thành phần cấu tạo trái dứa theo phần trăm khối lượng Thành phần Tỉ lệ Cuống, đầu 10% Mắt 12% Vỏ 18% Lõi 12% Thịt 48% Bảng 4.2 Thành phần dịch syrup theo phần trăm khối lượng Thành phần Tỉ lệ % Đường tổng 18 Bảng 4.3 Tính chất nguyên liệu trong nước dứa ép tính theo khối lượng Tính chất của nguyên liệu Tỉ lệ % Độ brix của nước dứa sau khi ép 13 Hàm lượng acid citric 0,51 Bảng 4.4 Yêu cầu chất lượng sản phẩm Tính chất sản phẩm Tỉ lệ % Hàm lượng chất khô 16 Hàm lượng acid citric 0,45 Bảng 4.5 Các thông số tính toán Quá trình Tổn thất (-), tăng (+) % Giải thích Rửa -0,3 Loại bỏ bụi bẩn bám bên ngoài quả Cắt cuống, chồi -10 Loại bỏ cuống Tách lõi, vỏ -30 Tách lõi, vỏ Nghiền xé -0,3 Tổn thất do quá trình nghiền Ủ enzyme +0,3 Bổ sung Enzyme Ép -10 Tổn thất do quá trình ép Gia nhiệt -0,2 Tồn thất do quá tình gia nhiệt Lọc -0,5 Tổn thất do quá trình lọc Phối trộn + 2 lần -0,5% - Tăng lên do phối trộn dịch quả với đường, nước, acid citric - Giảm do sản phẩm dính thiết bị: thành, cánh khuấy Rót sản phẩm -0,5 - Tổn thất do sản phẩm dính vào đường ống,thành thiết bị - Sản phẩm rơi rớt bên ngoài Ghép mí -0,2 Tổn thất do bài khí, ghép mí 4.1.2 Tính cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu: Quy ước chung: Gtp: khối lượng thành phẩm Gnl: khối lượng nguyên liệu ban đầu Gv: khối lượng nguyên liệu đầu vào của từng quá trình Gr: khối lượng nguyên liệu đầu ra của từng quá trình T: tổn thất quá trình Quá trình rửa: Khối lượng đầu vào: Gv rửa = 100 (kg) Tổn thất T rửa = 0,3% Khối lượng đầu ra: Gr rửa = (1 – T ) * Gv = (1 – 0,3%)*100 = 99,7 (kg) Quá trình cắt cuống, chồi ngọn: Khối lượng đầu vào: Gv chồi ngọn = Gr rửa = 99,7 (kg) Tổn thất T chồi ngọn = 10% Khối lượng đầu ra: Gr chồi ngọn = (1 – T ) * Gv = (1 – 10%)*99,7 = 89,73 (kg) Quá trình tách lõi, vỏ: Khối lượng đầu vào: Gv tách lõi, vỏ = Gr chồi ngọn = 89,73 kg Tổn thất tách lõi, vỏ: T tách lõi, vỏ = 30% Khối lượng đầu ra: Gr tách lõi, vỏ = (1 - T )*Gv = (1- 30%)*89,73 = 62,811 (kg) Quá trình nghiền xé: Khối lượng đầu vào: Gv nghiền xé = Gr tách lõi = 62,811 kg Tổn thất nghiền, xé: T nghiền, xé = 0,3% Khồi lượng đầu ra: Gr nghiền xé = (1 - T)*Gv = (1 – 0,3%)*62,811 = 62,62 (kg) Quá trình ủ enzyme: Khối lượng đầu vào: Gv ủ = Gr nghiền xé = 62,62 kg Tổn thất ủ: T ủ = 0,3% Khối lượng đầu ra: Gr ủ = (1 - T )*Gv = (1+ 0,3%)*62,62 = 62,8 (kg) Quá trình ép: Khối lượng đầu vào: Gv ép = Gr ủ = 62,8 kg Tổn thất ép: T ép = 10% Khối lượng đầu ra: Gr ép = (1 - T )*Gv = (1- 10%)*62,8 = 56,52 (kg) Quá trình gia nhiệt: Khối lượng đầu vào: Gv gia nhiệt = Gr ép = 56,52 kg Tổn thất gia nhiệt: T gia nhiệt = 0,2% Khối lượng đầu ra: Gr gia nhiệt = (1 - T )*Gv = (1- 0,2%)*56,52 = 56,4 (kg) Khối lượng diatomit = 1% Gr gia nhiệt = 0,564 kg Quá trình lọc: Khối lượng đầu vào: Gv lọc = Gr gia nhiệt = 56,4 kg Tổn thất lọc: T lọc = 0,5% Khồi lượng đầu ra: Gr lọc = (1 - T )*Gv lọc = (1 – 0,5%)*56,4 = 56,18 (kg) Quá trình phối chế: Chọn syrup có độ Brix là 18o Ta có: nồng độ chất khô của sản phẩm: Csp = (C dứa * G dứa + C syrup * G syrup)/ (G dứa + G syrup) =16% Hay (13% * 56,18 + 18% * G syrup)/ (56,18 + G syrup) =16% Gr syrup = 84,27 kg Vậy khối lượng sản phẩm sau khi phối chế: Gr phối chế = Gr lọc + Gr syrup = 56,18 + 84,27 = 140,45 kg Khối lượng đường RE cần dùng: GRE = 100/99,8 * 18% * Gr syrup = 0,998 * 18% * 84,27 = 15,2 kg Khối lượng nước dùng để hòa tan đường: Gnước = 84,27 – 15,2 = 69,07 kg Hàm lượng acid trong sản phẩm: G citrid sản phảm = (C citric dứa*G dứa +C citric syrup*G syrup)/(G thành phẩm) = (0,51%*56,18 + C citric syrup*84,27)/ 140,45 = 0,5 Vậy C citric syrup = 0,49% Khối lượng acid citric cần dùng = 0,49% * 84,27 = 0,413 (kg) Khối lượng kali sorbate cần dùng = 0,1% * 56,18 = 0,056 (kg) Quá trình rót: Khối lượng đầu vào: Gv rót = Gr phối chế = 140,45 kg Tổn thất lọc: T rót = 0,5% Khồi lượng đầu ra: Gr rót = (1 - T )*Gv rót = (1 – 0,5%)*140,45 = 139,75 (kg) Quá trình ghép mí: Khối lượng đầu vào: Gv ghép mí = Gr rót = 139,75 kg Tổn thất ghép mí: T ghép mí = 0,2% Khồi lượng đầu ra: Gr ghép mí = (1 - T )*Gv ghép mí = (1 – 0,2%)*137,01 = 139,47 (kg) 4.1.3 Tính cân bằng vật chất theo năng suất nhà máy: Năng suất nhà máy 2 triệu lít/năm Nhà máy làm việc 300 ngày Vậy năng suất 1 ngày của nhà máy là : 2*106/300 = 6666,67 (l) Chọn khối lượng riêng của sản phẩm bằng khối lượng riêng của dịch đường 18% d= 1087 kg/m3 Khối lượng sản phẩm dứa sản xuất trong 1 ngày : m = 6666,67*1,087 = 7246,67 (kg) Khối lượng nguyên liệu cần cho 1 ngày m = 7246,67*100/139,47 = 5195,86 (kg) Vậy nguyên liệu cần cho 1 ngày sản xuất là 5195,86 (kg) Bảng 4.6 Nguyên liệu cần cho 1 ngày sản xuất Thành phần Khối lượng (kg) Dứa 5195,86 Đường 789,77 Nước 3588,78 Acid citric 21,45 Kali sobate 2,9 Diatomit 29,3 Chọn lon để chứa sản phẩm có thể tích là 330ml Tổn thất trong quá trình ghép mí, thanh trùng lần lượt là 2% , 0,1% Vậy số lượng lon ban đầu cần dùng là : 6666,67*103/(330*97,9%) = 207*103 ( lon) Mỗi ngày làm việc 2 ca : Bảng 4.7 Nguyên liệu cần cho mỗi ca Thành phần Khối lượng (kg) Dứa 2597,93 Đường 394,88 Nước 1794,4 Acid citric 10,725 Kali sorbate 1,45 Diatomit 14,65 Bảng 4.8 Thành phần nguyên liệu sau mỗi quá trình của mỗi ca Thành phần Khối lượng đầu vào (kg) Khối lượng đầu ra Nguyên liệu ban đầu 2597,93 Nguyên liệu sau rửa 2597,93 2697,63 Nguyên liệu sau cắt cuống 2697,63 2787,36 Nguyên liệu sau tách lõi, vỏ 2787,36 2850,17 Nguyên liệu sau nghiền xé 2850,17 2912,79 Nguyên liệu sau ủ enzyme 2912,79 2975,59 Nguyên liệu sau ép 2975,59 3032,11 Nguyên liệu sau gia nhiệt 3032,11 3088,51 Nguyên liệu sau lọc 3088,51 3144,69 Nguyên liệu sau phối trộn 3144,69 3285,14 Nguyên liệu sau rót lon 3285,14 3424,61 Nguyên liệu sau ghép mí 3424,61 3564,08 4.2 Tính cân bằng năng lượng: Công thức tính lượng nhiệt cần thiết cho quá trình gia nhiệt: Trong đó m : khối lượng (k