Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất nước mắm theo phương pháp ngắn ngày

của NaCl vào cơ thể cá, vì độ hòa tan của chúng lớn hơn. Ngoài ra, còn làm cho màu sắc, mùi vị và độ vững chắc của sản phẩm kém đi + Tính thẩm thấu và khuếch tán Do tính hút nước của muối nên ướp cá với muối, nước ở trong cá thoát ra làm tan muối (gọi là quá trình khuếch tán). Song song đó là quá trình muối thấm vào cá (gọi là thẩm thấu). Sau cùng nước từ cá không thoát ra nữa nhưng muối trong dung dịch muối cá (nước bổi) vẫn tiếp tục ngấm vào cơ thể cá cho đến khi bão hòa muối. Độ bão hòa muối ở cá thường thấp hơn nước bổi. Cá càng tươi thì tốc độ thấm muối càng nhanh và nhiều hơn cá ươn. 1.3.4.Enzym protease Để rút ngắn quá trình sản xuất nước mắm, nhiều nhà khoa học nghiên cứu sử dụng enzyme protease có nguồn gốc thực vật, động vật, vi sinh vật bổ sung thêm vào trong quá trình chế biến nước mắm. -Enzym có nguồn gốc thự vật:papain(có trong đu đủ),bromelin(trong dứa),ficin(trong nhựa quả và thân một số loại sung) -Enzym có nguồn gốc động vật:enzyme tuyến tụy trypsin và chymotrypsin -Enzym có nguồn gốc vi sinh vật Các protease vi sinh vật được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm. Tất cả chúng đều là enzyme ngoại bào. Khác với protease thực vật và protease động vật protease vi sinh vật có tính đặc hiệu cao. Protease vi sinh vật được sản xuất chủ yếu từ vi khuẩn và nấm mốc và được chia thành 3 nhóm: protease kiềm tính, trung tính và axit. Các chế phẩm enzyme protease sử dụng trong công nghệ chế biến nước mắm là: *Neutrase: Là sản phẩm thương mại của hãng Novo (Đan Mạch). Là enzyme thủy phân liên kết peptít nội mạch (Endopeptidase) được sản xuất theo phương pháp vi sinh vật từ Bacillus Subtilis. Neutrase là một protease kim loại (Zn), được ổn định bằng Ca2+, bị EDTA ức chế, hoạt động tối ưu ở pH 5,5-7,5, nhiệt độ 45-550C[6]. *Flavourzyme: Được sản xuất từ chủng Asp. oryzae, chế phẩm này bao gồm cả enzyme endopeptidase và exopeptidase. pH thích hợp cho quá trình thủy phân là 5,0-7,0, nhiệt độ thích hợp 45-550C[5]. Qua nhiều nghiên cứu cho thấy việc sử dụng enzyme protease có nguồn gốc vi sinh vật có những ưu việt hơn hẳn các loại enzyme có nguồn gốc khác. Đó là: - Chủ động về nguồn nguyên liệu enzyme. - Giá thành thấp vì môi trường nuôi cấy rẻ tiền và dễ kiếm, có thể sử dụng phế thải của ngành công nghiệp khác. - Độ tinh khiết, đồng đều của chế phẩm enzyme cao do đó không tạo mùi vị lạ cho sản phẩm. - Hoạt lực của enzyme từ vi sinh vật mạnh do đó hiệu suất thu hồi đạm cao, tăng hiệu quả kinh tế, thu sản phẩm có chất lượng cao và rút ngắn thời gian thủy phân. Vì vậy, ở đồ án này em sử dụng chế phẩm Flavourzyme. 1.4.Sản phẩm nước mắm 1.4.1.Giới thiệu Hình 1.4.1: Một số loại nước mắm Nước mắm là một sản phẩm do thịt cá ngâm dầm trong nước muối mặn, phân giải dần từ chất protein phức tạp đến protein đơn giản và dừng lại ở giai đọan tạo thành amino acid nhờ tác dụng của enzym có sẵn trong thịt cá và ruột cá làm cho nước mắm có mùi vị đặc trưng. Đây là sản phẩm của nhiều quá trình phức tạp gồm đạm hóa, quá trình phân giải đường trong cá thành acid, quá trình phân hủy một phần amino acid dưới tác dụng của vi khuẩn có hại, tiếp tục bị phân hủy thành những hợp chất đơn giản như amin, amoniac, cacbonic hydrosunfua… Nước mắm được sản xuất từ cá và muối không chỉ đuợc sử dụng rộng rãi ở Việt Nam mà còn được ưa chuộng tại nhiều nước khác trên thế giới. Đặc biệt, nước mắm được sản xuất ở hầu hết các nước Châu Á. Mỗi nước có kiểu sản xuất khác nhau tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quản khác nhau. Bảng 1.4.1: Tên các loại nước mắm và tỷ lệ phối trộn tạo sản phẩm Nước mắm Điều kiện và thời gian lên men Nhật Bản Shottsuru Uwo – shoyu Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối + gạo lên men và koji (3 : 1)Thời gian lên men : 6 tháng Hàn Quốc Jeot – kal Tỷ lệ 4 : 1 = Cá : Muối (6 tháng) Việt Nam Nước mắm Tỷ lệ 3: 1 - 3 : 2 = Cá : Muối ( 4 - 12 tháng) Thái Lan Nam – pla Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối (5 - 12 tháng) Malaysia Budu Tỷ lệ 5 : 1 - 3 :1 = Cá : Muối + đường + me ( 3 - 12 tháng) Philippine Patis 3 : 1 - 4 : 1 = Cá : Muối (3 - 12 tháng) Bruma Ngapi 5 : 1 = Cá : Muối (3 - 6 tuần) 1.4.2. Phân loại Đặc biệt: độ đạm > 300N Nước mắm đặc biệt hay còn gọi là nước mắm nhỉ vì được kéo chảy nhỏ giọt đến thật nhỏ, nhỉ từng giọt. có màu cánh gián, có mùi thơm nồng, vị ngọt dụi đậm, độ đạm cao 30 g/lit, càng để lâu càng ngon. Thượng hạng: độ đạm > 250N Nước mắm thượng hạng hay còn gọi là nước mắm cốt có màu vàng rơm đến cánh gián, hương thơm, vị ngọt dịu đậm, độ đạm cao 25 g/lit, càng để lâu càng thơm ngon và có màu nâu đen lại, làm gia vị cho thức ăn. Hạng 1: độ đạm >150N Do nước kéo qua chượp đã rút 90% cốt, hàm lượng đạm 15 g/lit, dùng làm nước chấm. Hạng 2: độ đạm > 100N Do nước kéo qua bã chượp đã rút hết 90% loại 1, hàm lượng đạm 10 g/lit, dùng để nấu nếm thức ăn. Hạng 3: độ đạm <100N Do nước mắm kéo qua bã chượp đã rút 90% loại 2, hàm lượng đạm thấp, dùng làm nước mắm chượp cho mùa nước mắm sau. 1.4.3. Chỉ tiêu chất lượng nước mắm 1.4.3.1.Chỉ tiêu cảm quan Bảng 1.4.2:Chỉ tiêu chất lượng cảm quan nước mắm Tên chỉ tiêu Yêu cầu Đặc biệt Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Hạng 3 1. Màu sắc Nâu vàng, nâu vàng đến nâu đỏ, nâu đỏ 2. Độ trong Trong, sáng, sánh, không vẩn đục Trong, không vẩn đục 3. Mùi Mùi thơm dịu, đặc trưng của nước mắm, không có mùi lạ 4. Vị Ngọt đậm của đạm, có hậu vị rõ Ngọt của đạm, có hậu vị rõ Ngọt của đạm, có hậu vị Ngọt của đạm, ít hậu vị 5. Tạp chất nhìn thấy bằng mắt thường Không được có 1.4.3.2.Chỉ tiêu vi sinh Bảng 1.4.3:Chỉ tiêu chất lượng vi sinh nước mắm Thứ tự Tên chỉ tiêu Mức độ tối đa cho phép 1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 104 2 Coliforms, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 10 3 Clostridium perfringens, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 0 4 Escherichia coli, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 0 5 Staphyloccocus aureus, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 0 6 Tổng số nấm men và nấm mốc, tính theo số khuẩn lạc trong 1ml 10 1.4.3.3. Chỉ tiêu hóa học và hóa lý. Bảng 1.4.4:Chỉ tiêu hóa học và hóa lý của nước mắm Tên chỉ tiêu Mức chất lượng Đặc biệt Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Hạng 3 1. Hàm lượng nitơ toàn phần, tính bằng g/l, không nhỏ hơn 40 35 30 25 20 2. Hàm lượng nitơ axit amin, tính bằng % so với nitơ toàn phần, không nhỏ hơn 55 45 3. Hàm lượng nitơ amôniac, tính bằng % so với nitơ toàn phần, không lớn hơn 14 15 4. Hàm lượng axit, tính bằng g/l theo axit axetic, không nhỏ hơn 12 5. Hàm lượng muối Natri clorua, tính bằng g/l, trong khoảng 250 – 295 6. Hàm lượng Histamin, tính bằng mg/l, không lớn hơn 200 1.4.4. Giá trị dinh dưỡng của nước mắm Các chất đạm: Chiếm chủ yếu và quyết định giá trị dinh dưỡng của nước mắm. gồm 3 loại đạm: Đạm tổng số: là tổng lượng nitơ có trong nước mắm (g/l), quyết định phân hạng của nước mắm. Đạm amin: là tổng lương đạm nằm dưới dạng acid amin (g/l), quyết định giá trị dinh dưỡng của nước mắm. Đạm amon: càng nhiều,nước mắm càng kém chất lượng. Ngoài ra trong nước mắm còn chứa đầy đủ các acid amin, đặc biệt là các acid amin không thay thế: valin, leucin, methionin, isoleucin, pheylalanin, alanin… các phần trung gian này làm cho nước mắm dễ bị hư hỏng do hoạt động của vi sinh vật,thành phần dinh dưỡng của nước mắm phụ thuộc vào nguyên liệu mang đi chế biến. Các chất bay hơi: Rất phức tạp và quyết định hương vị của nước mắm. Hàm lượng các chất bay hơi trong nước mắm mg/100g nước mắm Các chất cacbonyl bay hơi: 407-512 (formaldehyde) Các acid bay hơi: 404-533 (propionic) Các acid amin bay hơi: 9,5-11,3 (izopropylamin) Các chất trung tính bay hơi: 5,1-13,2 (acetaldehyde) Mùi trong nước mắm được hình thành chủ yếu do hoạt động của vi sinh vật yếm khí trong quá trình sản xuất nước mắm tạo ra. Các chất khác: Các chất vô cơ: Nacl chiếm 250-280 g/l và một số các chất khoáng như: S, Ca, Mg, P, I, Br. Vitamin: B1, B12, B2, PP. Bảng 1.4.5: Thành phần các chất vô cơ P (g/l) 0.266-0.566 Ca (g/l) 0.439-0.541 Mg (g/l) 2.208-2.310 S (g/l) 0.546-1.163 I (mg/l) 5.08-7.62 Br (mg/l) 68.80-97.50 Bảng 1.4.6 :Hàm lượng các vitamin trong nước mắm Vitamin B1 (mg) Vitamin B2 (mg) Vitamin B12 (mg) Vitamin PP (mg) 7 8.7 3.3 4.4 CHƯƠNG 2: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1.Qui trình sản xuất nước mắm theo công nghệ ngắn ngày Nguyên liệu Rửa Xử lý cơ Trộn enzym Xử lý nhiệt Chiết rút Lọc Lên men Thanh trùng Phối trộn Muối Chế phẩm enzym protease Rót chai Sản phẩm Chai Bã Tạp chất 2.2.Thuyết minh qui trình công nghệ 2.2.1.Rửa Mục đích: chuẩn bị cho quá trình phối trộn cá với các nguyên liệu khác,quá trình này có thể xảy ra hay không xảy ra. Tùy vào nguồn nguyên liệu mà sẽ có những cách xử lý khác nhau -Đối với nguồn nguyên liệu là cá tươi: Thông thường cá sau khi đánh bắt được rửa bằng nước biển tương đối sạch nên khi mua về nhà máy không cần rửa lại nhằm tránh gây tổn thất -Đối với nguyên liệu là cá đã qua ướp muối: Khi nhận nguyên liệu về phải kiểm tra kĩ độ mặn của cá. Nếu lượng muối ướp vào cá trên thuyền quy định ứng với lương muối cho vào đợt 1 (4-6%) thì chỉ cần khử tạp chất sau đó cho vào thiết bị ngay, nước bổi đem phơi riêng. Nếu quá mặn phải rửa cá cho bớt mặn rồi mới phối trộn với các nguyên liệu khác. -Đối với nguyên liệu là cá lạnh đông: Đối với cá đông lạnh,trước khi trộn muối phải rã đông nếu không chượp sẽ đen từng vùng, trong bản thân cá thì đen từ xương sống trở ra… Khi phát hiện hiện tượng đen ta thường lầm tưởng nguyên nhân từ sắc tố hoặc vì khối chượp có mạch lươn (mao quản)… chứ ít ai biết được từ cá đông lạnh. Khi giám định trường hợp này, ta chỉ việc tách thịt cá ra nhìn xương là biết. 2.2.2.Xử lý Mục đích -Xử lý cơ:xay nhỏ giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa cá với nấm mốc -Xử lý nhiệt:đối với nguyên liệu là đầu cá,xương,do tính chất cơ cứng nên cần xử lý sơ bộ nhằm làm mềm,biến tính một phần protein Cách tiến hành -Sau khi qua quá trình rửa tách tạp chất,nguyên liệu sẽ được đưa vào thiết bị xay cắt cá nhằm làm giảm kích thước cá trước khi phối trộn với muối 2.2.2.Phối trộn Mục đích: -Chuẩn bị: cho quá trình lên men Cách tiến hành -Cá sau khi xử lý nguyên liệu xong,được băng tải vân chuyển đến thiết bị phối trộn.Lúc này ta cho lượng enzyme protease vào đến lượng cần thiết,rồi để yên trong 30 phút.Quá trình phối trộn này giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và cá hơn,thúc đẩy quá trình thủy phân protein cá nhanh hơn. 2.2.3.Lên men Mục đích -Chế biến: +tạo hỗn hợp nhiều loại axit amin,tăng giá trị dinh dưỡng cho nước mắm +tạo màu sắc,hương vị thơm ngon cho nước mắm thành phẩm Biến đổi -Vật lý +có sự thoát dịch trong cá ra ngoài +muối ngấm dần vào cá,cấu trúc cá trở nên mềm dần theo thời gian lên men +có sự tăng nhiệt độ khối cá khi ủ chín +tỷ trọng,thể tích khối chượp thay đổi theo thời gian -Hóa học +có sự hình thành các cấu tử hương cho nước mắm thành phẩm(hương do vi sinh vật và các cấu tử hương của dứa tạo thành) +pH thay đổi +có sự thay đổi hàm lượng axit amin,béo,đạm tổng:trong quá trình chế biến nước mắm hàm lượng protein giảm xuống theo thời gian,hàm lượng đạm tổng số,đạm axit amin,đạm thối tăng lên rõ rệt và hàm lượng béo giảm. +có xảy ra phản ứng thủy phân,oxy hóa chất béo,phản ứng Mailard,phản ứng deamin hóa,cacboxyl hóa…tạo màu sắc và hượng vị đặc trưng cho nước mắm. -Hóa lý Quá trình thủy phân cũng gây một số biến đổi về pha như thịt cá rắn chuyển thành dạng khối nhão.Khi quá trình lên men kết thúc ta thu được khối chượp là dạng rắn nhão. -Hóa sinh +Do tác dụng của hệ enzyme protease gồm enzym có trong nội tạng cá,enzyme bromelin của dứa,enzyme của nấm mốc lên protein của thịt cá nên quá trình phân giải protein sẽ tạo thành các sản phẩm theo chuỗi phản ứng Protein pepton polypeptide peptide axit amin +Vi sinh vật gây thối làm rữa nát thịt cá,xuất hiện ngay giai đoạn đầu hay trong suốt quá trình lên men và nếu không khống chế kịp thời thì nước mắm tạo thành sẽ có mùi thối +Enzym lipoxydase xúc tác quá trình oxy hóa chất béo tạo thành các sản phẩm andehit,xeton,rượu…. -Sinh học +có sự sinh trưởng và phát triển của các loài vi sinh vật trong khối cá -Cảm quan +màu sắc nước dịch chảy ra có màu nâu vàng +có mùi vị đặc trưng của nước mắm Cách tiến hành -Khối chượp sau khi để yên trong 30 phút sẽ được cho vào thiết bị lên men.Thời gian lên men khoảng 30 ngày.Trong quá trình lên men lượng muối bổ sung là 20% so với nguyên liệu cá nhưng được chia nhỏ bổ sung nhiều lần. -Lượng muối bổ sung lúc đầu là 4% so với nguyên liệu và được bổ sung 5 lần,mỗi lần cách nhau khoảng 5 ngày -Nhiệt độ khối chượp sẽ được giữ ở nhiệt độ 30-450C,đây là điều kiện tối ưu để enzyme hoạt động tốt. -Trong khối chượp tồn tại nhiều loại vi sinh vật và enzymm khác nhau nhưng quan trọng là các enzyme pepsin,tripsin trong cá,enzyme protease của nấm mốc.Mỗi loại hoạt động tốt ở những điều kiện pH khác nhau. Pepsin hoạt động tốt ở môi trường axit có pH=1,5-2,2.Môi trường muối mặn cũng như môi trường có muối MgCl2 ,NH4Cl…môi trường kiềm ức chế sự hoạt động củ enzyme này. Tripsin có vai trò quan trọng hơn pepsin hoạt động ở pH=8-9,nồng độ muối NaCl cao thì enzyme vẫn hoạt động được Enzym protease của nấm mốc hoạt động tốt nhất ở pH=6-8,nhiệt độ 37-410C +Chượp chế biến bằng phương pháp tự nhiên như trên thường có pH=5,5-6,5.Ở môi trường tự nhiên này tuy không ưu tiên phát triển loại nào,nhưng hệ enzyme trong chượp vẫn hoạt động được. +Trong quá trình lên men cũng thường xuyên đánh khuấy khối chượp giúp quá trình phân giải protein diễn ra nhanh hơn. 2.2.4.Chiết rút Mục đích -Hoàn thiện +chiết rút hết lượng dịch từ cá thoát ra +chiết rút nhiều lần giúp náo đảo dung dịch từ trên xuống dưới,dưới lên trên làm cho nhiệt độ khối chượp được ổn định +chiết rút nhiều lần có tác dụng làm trong nước mắm +chiết rút nhiều lần còn có tác dụng làm cho khí NH3,CO2 bay bớt ra ngoài không khí Biến đổi -Vật lý +khối cá xẹp xuống do sự chảy dịch +có sự thay đổi về thể tích,tỷ trọng,độ ẩm khối chượp -Hóa học +có sự thay đổi các thành phần axit amin,peptid và các thành phần khác trong khối chượp -Hóa lý +có sự khuếch tán dịch cá ra bên ngoài và muối ngấm sâu vào bên trong cá -Cảm quan +màu sắc thay đổi sẫm dần +có mùi vị đặc trưng của nước mắm +cấu trúc thịt cá mềm Cách tiến hành -Sau 2-3 ngày,nước dịch trong cá thoát ra ngoài,,nước này gọi là nước bổi. Nước bổi có màu đỏ nâu mùi tanh,chứa nhiều chất dinh dưỡng,là môi trường tốt cho nhiều vi sinh vật phát triển.Sau một thời gian lên men,lượng dịch thu được cuối cùng sẽ được rút theo một ống lù đặt phía dưới đáy thiết bị -Trong quá trình lên men nhiệt độ luôn được giữ ở nhiệt độ thích hợp cho quá trình phân giải protein bằng bộ phận điều nhiệt bên ngoài và thường xuyên đánh khuấy khối chượp tăng diện tích tiếp xúc giữa enzyme và cá. 2.2.5.Lọc Mục đích -Hoàn thiện:loại bỏ tạp chất,tăng độ trong cho nước mắm -Bảo quản: do lọc được các phân tử kích thước lớn polypeptide nên làm giảm đi sự xâm nhập của vi sinh vật gây thối Cách tiến hành -Nguyên liệu được chứa trong bồn, được bơm qua thiết bị lọc chân không 2.2.6.Thanh trùng Mục đích -Hoàn thiện: +làm bay hơi các hợp chất mùi gây khó chịu cho nước mắm do trong quá trình lên men sinh ra -Bảo quản +vô hoạt enzyme và ức chế một số vi sinh vật gây thối trong nước mắm Cách tiến hành -Nước mắm được đưa qua thiết bị thanh trùng bản mỏng,thanh trùng ở nhiệt độ 650C,15-20 phút 2.2.7.Phối trộn Mục đích -Quá trình này nhằm mục đích bổ sung hương,phối trộn các loại nước mắm với nhau tạo ra sản phẩm có độ đạm khác nhau. Cách tiến hành -Vì nước mắm sản xuất theo phương pháp ngắn ngày nên vấn đề hương nước mắm là điều phải quan tâm.Do vậy,để tăng giá trị cảm quan cho nước mắm,ta cần bổ sung chế phẩm hương -Để đa dạng cho sản phẩm,ta có thể pha đấu các loại nước mắm với nhau,tạo ra sản phẩm có độ đạm khác nhau -Thiết bị phối trộn có cánh khuấy,nhiệt độ thường. 2.2.8.Đóng chai Mục đích -Bảo quản:tạo môi trường kín,ngăn cách với môi trường bên ngoài -Hoàn thiện:tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Biến đổi Các biến đổi xảy ra không đáng kể Cách tiến hành Nước mắm được đưa qua thiết bị đóng chai,dán nhãn để hoàn thiện sản phẩm. CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1. Lượng đạm toàn phần có trong 1 kg nguyên liệu: Nguyên liệu dùng để sản xuất là các loại cá tạp có giá trị kinh tế thấp như: cá nục, cá liệt, cá mối, cá lẹp… Theo bảng 2.2 thì hàm lượng protein chiếm từ 10 – 21 % trọng lượng cá, do đó ta lấy hàm lượng protein trung bình trong cá nguyên liệu là 16 %. Trong thành phần protein có nhiều nguyên tố khác nhau như : N, C, H, S, O… hàm lượng N chỉ chiếm 15 -18%. Hệ số chuyển đổi từ hàm lượng N sang protein là 6,25. Vậy hàm lượng Nitơ có trong 1 kg nguyên liệu cá là: 1000 x 0,16 : 6,25 = 25,6 g N/kg 3.2. Hàm lượng N thu được trong nước mắm từ 1 kg nguyên liệu Trong quá trình sản xuất nước mắm không thể tránh khỏi tổn thất đạm. do quá trình thủy phân protein thành các axit amin còn kèm theo sự phân hủy protein tạo thành các hợp chất bay hơi gọi là đạm thối như NH3, indol, trimetylamin, skatol… Ngoài ra còn một lượng đạm còn lại trong bã chượp chưa thủy phân hết. trong qui trình sản xuất sử dụng enzyme protease nên thời gian chế biến rút ngắn, do vậy lượng đạm thối bay hơi tạo ra cũng ít hơn phương pháp cổ truyền. Lượng đạm thối khoảng 17-18%. Mặt khác quá trình thủy phân cũng triệt để hơn do vậy lượng đạm còn lại trong bã ít khoảng 3-4 %. Như vậy lượng đạm tổn thất trong quá trình chế biến khoảng 20 – 22%. Lượng N thu được từ 1 kg nguyên liệu cá là : 25,6 x 0,78 = 20 gN/ kg. 3.3.Tính toán cân bằng vật chất cho 100kg nguyên liệu Bảng 3.3.1:Tỉ lệ hao hụt của từng quá trình STT Công đoạn Hao hụt 1 Rửa 4% 2 Xử lý cơ 2% 3 Xử lý nhiệt 1% 4 Chiết rút 0.4% 5 Lọc 2% 6 Thanh trùng 2% 7 Rót chai 0.5% Lượng nguyên liệu sau quá trình rửa M1==96(kg) Sau khi rửa,nguyên liệu được đưa vào máy xay,cắt nhỏ đầu,xương cá.Tổn thất trong quá trình này là 3% =>lượng nguyên liệu thu được là: M2==94,08(kg) Lượng nguyên liệu sau quá trình xử lý nhiệt M3=(kg) Quá trình phối trộn:có sự tăng khối lượng do có bổ sung thêm enzym Lượng enzym bổ sung 0,1% so với nguyên liệu =>lượng enzym cho vào là: (kg) Tổng khối lượng thu được M4=93,14+0,093=93,233(kg) Quá trình lên men -Lượng muối bổ sung 20-25% so với nguyên liệu,ở đây chọn 20% =>lượng muối thêm vào là:0,2x93,14=18,628(kg) -Tổng khối lượng thu được M5=.93,233+18,628=111,861(kg) -Theo bảng 1.3.2 lượng nước trong cá chiếm 75 – 81 % trọng lượng cơ thể cá. Lấy hàm lượng nước trung bình trong cá là 77 %. Trong 93,14 kg nguyên liệu cá hàm lượng nước chiếm: 93,14 x 0,77 = 71,72 kg - Hàm lượng nước trong muối từ 10 – 13 % do đó ta có thể chọn hàm lượng nước trung bình trong muối là 10%. Vậy lượng nước trong muối dùng để ướp 93,14 kg nguyên liệu cá là: 93,14 x 0,2 x 0,1 = 1,863 kg -Tổng hàm lượng nước có trong 93,14 kg nguyên liệu đã ướp muối là: 71,72+ 1,863 = 73,583 kg -Trong bã của cá chứa chủ yếu là xương, vây, vảy. Trong quá trình thủy phân tạo nước mắm, xương và vảy hầu như không tham gia vào quá trình thủy phân. Do đó chúng không thay đổi về cả hình dạng và khối lượng. Sau khi thu dịch thì xương và vảy là những phần chủ yếu trong bã. -Qua bảng 1.3.1 ta thấy hàm lượng xương cá chiếm từ 10 – 13 % trọng lượng cơ thể cá, vây vảy chiếm 3 – 9 % trọng lượng cơ thể cá. Ta lấy hàm lượng xương trung bình là 11 % và hàm lượng vây, vảy trung bình là 5%. =>Khối lượng vây vảy, xương có trong 93,14 kg nguyên liệu là: 93,14 x ( 0,11 + 0,05) =14,9 kg -Trong bã không chỉ có xương, vây, vảy mà còn có cả thịt cá chưa thủy phân hết vẫn còn lại trong bã chượp. Lượng đạm còn lại trong bã chượp khi kéo rút khoảng 5,6 gN/ kg. -Trong 100 kg cá nguyên liệu ban đầu thì lượng protein còn lại trong bã là: 93,14 x 5,6 x 6,25 = 3259,9 g = 3,26 kg Vậy phần chất khô còn lại trong bã là : 14,9+ 3,26 = 18,16 kg -Bã thu được có hàm lượng ẩm khá cao, khoảng 80 %, do vậy lượng nước còn lại trong bã khi chế biến 93,14 kg nguyên liệu là: 18,16 x 0,8 = 14,528 kg -Khối lượng bã là: 18,16+ 14,528 = 32,688 kg -Lượng dịch lọc thu được là : V1=73,583 – 14,528 = 59,055 kg = 59,055 lít Quá trình lọc -Thể tích nước mắm thu được Quá trình thanh trùng -Thể tích nước mắm thu được Quá trình phối trộn -Lượng hương bổ sung vào làm tăng thể tích nước mắm lên không đáng kể -Tùy vào mục đích mà ta có thể phối trộn các loại nước mắm vối nhau để tạo sản phẩm có độ đạm khác nhau Quá trình rót chai,đóng nắp -Thể tích nước mắm sau khi rót chai 3.4.Tính toán cân bằng vật chất cho 100 lít nước mắm thành phẩm 3.4.1.Tính tiêu hao nguyên liệu cho 100 lít nước mắm thành phẩm Tiêu hao cá cho 100 lít nước mắm Tiêu hao muối cho 100 lít nước mắm Tiêu hao enzym cho 100 lít nước mắm 3.4.2.Tính lượng chai cần dùng cho 100 lít nước mắm thành phẩm Giả sử nước mắm được chiết vào chai có thể tích 500ml Tổn thất trong quá trình bảo quản chai trong kho là 0,45% Tổn thất trong quá trình rửa chai là 2% Tổn thất trong quá trình rót, đóng nắp là 2% Số chai cần dùng để chiết 100 lít nước mắm thành phẩm Số chai thực tế cần dùng trước quá trình rửa chai Số chai thực tế cần dùng ban đầu là Số chai còn lại sau quá trình rót,đóng nắp là 3.5.Tính cân bằng vật chất theo năng suất nhà máy 3.5.1.Tính lịch làm việc Chọn năng suất nhà máy là 500 000 lít/năm Thời gian hoàn thành một mẻ là 30 ngày Số ngày làm việc trong một năm 300 ngày =>Số mẻ sản xuất trong 1 năm là 10 mẻ =>Vậy 1 mẻ sản xuất được 50 000 lít nước mắm 3.5.2.Tính tiêu hao nguyên liệu cho sản xuất Tiêu hao cá cho 1 mẻ sản xuất Tiêu hao cá cho 1 năm (tấn) Tiêu hao cá cho một ngày sản xuất =2,953(tấn) Tiêu hao muối cho 1 mẻ sản xuất Tiêu hao muối cho 1 năm Tiêu hao muối cho một ngày sản xuất Tiêu hao nấm mốc cho 1 mẻ sản xuất Tiêu hao nấm mốc cho 1 năm Tiêu hao nấm mốc cho một ngày sản xuất CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 4.1.Thiết bị cân nguyên liệu Lượng cá trong 1 ngày 2,953 tấn Chọn loại cân bàn điện tử Nhà phân phối công ty cổ phần thiết bị đo lường Tân Phát Loại cân A12(500kgx0,1kg) Nguồn điện sử dụng : 220V/50Hz / Pin sạc (100 giờ). Kích thước đĩa cân :(300 x 400),(400 x 500),(500 x 600)mm và (700 x 800)mm (Đĩa cân bằng inox). 4.2.Hệ thống băng tải vận chuyển Hỗn hợp cá, enzyme được vận chuyển đến các thiết bị lên men ngắn ngày bằng hệ thống băng tải. Lựa chọn băng tải -Năng suất: 5 tấn/h -Vận tốc băng tải: 0,05 m/s -Chiều rộng băng tải 900mm. -Công suất động cơ: 5 kW. Cá sau khi rửa được đưa đến máy trộn cá với enzyme bằng băng tải lưới sắt để róc sạch nước. Chọn băng tải: -Năng uất: 5 tấn/h -Vận tốc băng tải 0,05 m/s -Kích thước băng tải: 5000 x 900 x 400 (mm) -Công suất động cơ: 6 kW 4.3.Máy rửa cá Khối lượng cá trước khi rửa m=2953kg Lượng nước cần sử dụng V=6m3 Hiệu suất làm việc của thiết bị là 80% Thời gian rửa dự kiến là 30 phút =>Năng suất của thiết bị Chọn máy rửa cá có các thông số kĩ thuật sau: - Sử dụng máy rửa cá dạng thùng quay -Năng suất 10 tấn/h -Kích thước 4000x2000x1800(mm) -Công suất 10kw Hình 4.3: Máy rửa cá dạng thùng quay 4.4.Xử lý cơ,nhiệt -Quá trình này có thể xảy ra hoặc không tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu đưa vào phân xưởng 4.5.Máy trộn cá Cá sau khi xử lý được băng tải lưới sắt đưa vào máy trộn để trộn đều cá và enzyme. Hình 4.5: Máy trộn cá Chọn máy trộn cá: -Năng suất 5 tấn/h -Thùng quay làm bằng inox có kích thước Ф = 1.5 m, L = 5 m -Số vòng quay 15 vòng/phút -Công suất động cơ: 15 kW 4.6.Thiết bị vận chuyển vít tải Cá sau khi trộn với enzyme được vít tải vận chuyển đưa đến các nhà xưởng. Vít tải để vận chuyển muối đến phân xưởng lên men ngắn ngày Năng suất: 5 tấn /h Số lượng : 2 cái Hình 4.6: Thiết bị vận chuyển vít tải 4.7.Thiết bị lên men Do yêu cầu của qui trình công nghệ chế biến nước mắm sử dụng enzyme kết hợp tiếp nhiệt, nhiệt độ trong quá trình thủy phân 450C do đó em chọn thiết bị thủy phân hình trụ, đáy hình cầu có đáy giả. Thiết bị được trang bị hai vỏ để điều chỉnh nhiệt độ và giữ nhiệt trong chượp. Có đầy đủ bộ phận phụ như van, nhiệt kế, kính quan sát. Tính thiết bị thủy phân -Chu kì thủy phân cá T=30 ngày -Lượng cá chế biến trong 1 ngày 2953kg -Lượng muối dùng trong 1 ngày 550kg -Lượng enzyme cho vào 2,75kg =>tổng khối lượng thu được: 2953+550+2,75=3505,75(kg) Theo thực tế xác định được khối lượng riêng của khối chượp là: 1 170 kg/m3 Thể tích khối chượp là: Vc = 3505,75 : 1 170 = 3 m3 Do hệ số sử dụng của bể là 0,8 nên thể tích của bể là: 3 : 0,8 = 3,75(m3) -Chọn chượp thủy phân có chiều cao h=1,8D -Thể tích thiết bị thủy phân(không kể phần đáy giả) được tính theo công thức V=Sxh=(πD2/4)xh=1,414D3=3,75 =>D=1,38(m) =>h=2,5(m) -Chiều cao chóp bể h=0,15D=0,207m -Chiều cao đáy bể h=0,15D=0,207m -Chiều cao của toàn bộ thiết bị H=2,5+0,207+0,207=2,914m -Thiết bị có cánh khuấy,đường kính cánh khuấy 0,8D=1,104m.Công suất động cơ cánh khuấy 8kw,tốc độ quay 10