Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất nectar chanh dây

hen suyễn. Chanh dây cũng có nhiều chất xơ rất tốt cho sức khỏe, có thể ngừa bệnh tim mạch, giữ được lượng cholesterol và giúp làm dịu các cơ đang bị căng cứng. Chanh dây cũng giàu carbohydrate cung cấp năng lượng cho cơ thể. Nhìn chung, chanh dây đỏ tía có vị ngọt hơn, ít acid nhiều vitamin C hơn, được sử dụng phổ biến hơn chanh dây vàng trong công nghiệp chế biến rau quả. Chanh dây đỏ tía được trồng theo qui mô công nghiệp, chăm sóc kỹ lưỡng nên là nguồn nguyên liệu tương đối rẻ, số lượng dồi dào và tính chất ổn định thích hợp cho qui mô sản xuất công nghiệp Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 25 2.2. Nguyên liệu phụ: 2.2.1. Đường [4] Đường là chất phụ gia tạo vị dùng để bổ sung vào sản phẩm. Đường làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm và kích thích dịch vị. Đường có tác dụng tạo độ ngọt nhằm điều chỉnh hài hoà độ ngọt, vị chua của chanh dây. Ngoài ra đường còn có tác dụng cung cấp năng lượng cho cơ thể (4,1 kcal/1g đường). Đường sử dụng trong thực phẩm là đường tinh luyện RE. Đường tinh luyện là đường saccharrose được tinh chế và kết tinh có độ Pol trên 99.8% (trên 99,8% là đường saccharose). TCVN 6958-2001 Bảng 2.11: Chỉ tiêu cảm quan của đƣờng tinh luyện Chỉ tiêu Yêu cầu Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô không vón cục. Mùi vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ. Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh. Khi pha vào nước cất cho dung dịch trong suốt. Bảng 2.12: Chỉ tiêu hoá lý của đƣờng tinh luyện Tên chỉ tiêu Mức Độ Pol, (oZ) ≥ 99.8 Hàm lượng đường khử, % khối lượng ≤ 0.03 Tro dẫn điện, % khối lượng ≤ 0.03 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105oC trong 3h, % khối lượng ≤ 0.05 Độ màu, đơn vị ICUMSA ≤ 30 Bảng 2.13: Chỉ tiêu về dƣ lƣợng SO2 và kim loại nặng trong đƣờng tinh luyện Tên chỉ tiêu Mức Dư lượng SO2 (mg/kg) ≤ 70 As(mg/kg) ≤ 1 Cu(mg/kg) ≤ 2 Pd(mg/kg) ≤ 0.5 Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 26 Bảng 2.14: Chỉ tiêu vi sinh vật của đƣờng tinh luyện Tổng số VSV hiếu khí, CFU/10g ≤ 200 Nấm men, CFU/10g ≤ 10 Nấm mốc, CFU/10g ≤ 10 Syrup đƣờng : Đường có vai trò : - Cung cấp năng lượng. - Điều chỉnh hài hoà giữa độ chua, độ ngọt, và mùi vị. - Tạo cấu trúc, trạng thái sản phẩm. Để bổ sung đường vào nước quả theo nguyên tắc có thể dùng tất cả các loại đường, nhưng trong thực tế ta phải chọn đường kính trắng là tốt nhất vì đường này sẽ không làm xấu màu nước quả. Ta dùng đường RE , yêu cầu phải có độ tinh khiết cao, không lẫn tạp chất . Chuẩn bị syrup: đường saccharose được đưa vào thiết bị nấu syrup đã gia nhiệt nước lên 55 – 600C, tốc độ cánh khuấy trong bồn syrup khoảng 30 – 50 rpm. Thời gian đun sôi khoảng 30 phút, sau đó dung dịch đường được đưa qua thiết bị phối trộn. 2.2.2. Nƣớc [3,4]: - Chỉ tiêu cảm quan: trong suốt, không màu, không mùi vị lạ. Nước sử dụng phải thỏa mãn yêu cầu chất lượng nước dùng để chế biến thực phẩm. Cụ thể là các chỉ tiêu chất lượng sau : Bảng 2.15: Các chỉ tiêu chất lƣợng nƣớc Tên chỉ tiêu Mức chất lƣợng 1.Chỉ tiêu hóa học Độ trong >100 cm Độ đục <1.5 g/l Độ màu (độ Coban) <5 Mùi vị xác định bằng cảm quan ở 20oC va 60oC không phát hiện thấy Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 27 Hàm lượng cặn không tan < 10 mg/l Hàm lượng cặn hòa tan < 500 mg/l Độ pH 6-8.5 Độ cứng toàn phần < 300 mgCaCO3 Hàm lượng Clorua < 0.1 mg/l Hàm lượng Nitrit < 0.3 mg/l Hàm lượng sắt tổng số < 0.01 mg/l Hàm lượng thủy ngân không được có 2.Chỉ tiêu sinh học Tổng số vi khuẩn hiếu khí < 200 khuẩn lạc/1ml Tổng số Coliforms, khuẩn lạc/100ml không được có Coliforms phân, khuẩn lạc/100ml không được có 2.2.3. Enzym Pectinase: [ 2,3] Enzyme pectinase là enzyme xúc tác sự phân hủy của các polymer pectin. Sự phân hủy pectin trong tự nhiên thường xảy ra khi trái cây chín. Những enzyme này vì vậy có một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình bảo quản trái cây và rau quả 2.2.3.1. Phân loại : Enzyme pectinase có thể được phân loại theo cơ chế tác dụng của chúng.  Pectinesterase (PE): xúc tác sự thủy phân của các nhóm methyl ester. Enzyme thường tấn công vào các nhóm ester methyl của đơn vị galaturonate nằm kề đơn vị không bị ester hoá, phân cắt các nhóm methoxy (COOCH3) đứng cạnh các nhóm –COOH tự do, tạo thành acid pectinic hoặc acid pectic và methanol. Pectinesterase thu được từ các nguồn khác nhau có giá trị pH tối ưu khác nhau. Nếu thu từ nguồn VSV thì PH tối ưu từ 4,5-5,5, còn nếu từ nguồn thực vật thì có pH tối ưu từ 5,0-8,5. Pectinesterase từ nấm mốc có nhiệt độ tối ưu là 30-40oC và bị vô hoạt ở 55-62oC. Pectinesterase thường được hoạt hoá bởi các ion Ca2+ và Mg2+. Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 28  Nhóm enzym thủy phân liên kết α-1,4 glycoside trong các hợp chất pectin  Polygalacturonase còn có tên gọi là poly -1,4- galacturoniglucanohydrolase, xúc tác sự phân cắt các mối liên kết – 1,4-glycoside.  Endo-PG : thủy phân liên kết α-1,4 glycoside tại những vị trí ở giữa mạch của phân tử acid pectic hay acid pectinic.  Exo-PG: thủy phân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu không khử của phân tử acid pectic hay acid pectinic và tạo ra sản phẩm là D- galacturonase.  Exo-PG: thủy phân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu không khử của phân tử acid pectic hay acid pectinic và tạo ra sản phẩm là digalacturonase.  Polymethylgalacturonase (PMG) gồm 2 enzym:  Endo-PMG: thủy phân liên kết α-1,4 glycoside tại những vị trí ở giữa mạch của phân tử pectin.  Exo-PG: thủy phân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu không khử của phân tử pectin và tạo ra sản phẩm là galacturonase.  Pectin-transeliminase : những enzym này xúc tác sự thủy phân liên kết α- 1,4 glycoside trong các hợp chất pectin nhưng không có sự tham gia của phân tử nước.  Polygalacturonaselyase(PGL): gồm:  Endo PLG : xúc tác trên cơ chất là acid pectic hay acid pectinic , liên kết bị phân hủy nằm ở giữa mạch phân tử cơ chất.  Exo PLG: xúc tác trên cơ chất là acid pectic hay acid pectinic , liên kết bị phân hủy nằm ở đầu không khử phân tử cơ chất.  Polymethylgalacturonaselyase (PMLG) :  Endo PMLG: xúc tác trên cơ chất là pectin, liên kết bị phân hủy nằm ở giữa mạch phân tử cơ chất. Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 29  Exo PLG: xúc tác trên cơ chất là pectin, liên kết bị phân hủy nằm ở đầu không khử phân tử cơ chất. Ngoài ra hệ pectinase còn có những enzym thủy phân hoặc phân hủy liên kết α-1,4 glycoside trong các Oligo-D- galacturonate. 2.2.3.2. Vai trò: - Làm tăng hiêu suất thu hồi chất chiết. - Giảm độ nhớt. - Tăng độ bền keo của sản phẩm nước quả. 2.2.3.3. Chế phẩm enzym: Trong quá trình sản xuất, ta sử dụng enzym thương phẩm: Pectinex Ultra SP – L của công ty Novo Nordisk Đan Mạch, thu nhận từ Aspergillus aculeatus. Chế phẩm ở dạng dung dịch lỏng, màu hơi nâu, có mùi nhẹ đặc trưng của sản phẩm lên men. Enzym có khả năng hoạt động tối ưu ở nhiệt độ 40-45oC và pH khoảng 3.5-4.5. Đây không phải loại chế phẩm enzyme pectinase tinh khiết mà là hỗn hợp của nhiều loại enzyme chủ yếu là pectintranseliminase, polygalactorunase, pectinesterase và 1 ít hemicellulase, cellulose. Chế phẩm Pectinase nếu bảo quản ở 0-10oC thì hoạt tính có thể duy trì ít nhất 1 năm., nếu bảo quản ở 20oC thì có thể duy trì được 3 tháng. Nếu thời gian bảo quản lâu hơn thì hoạt tính enzyme sẽ mất đi từ 1-2% mỗi tháng. Enzym được cho trực tiếp vào nguyên liệu ban đầu theo phần trăm khối lượng xác định. 2.2.4. Acid sorbic và muối sorbate:[4] 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 Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 30 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. 2.2.5. CMC (carboxymethyl cellulose):[2] - CMC là dẫn xuất của cellulose với chloroacetic. Tính chất của CMC phụ thuộc vào mức độ thay thế và mức độ polymer hóa . CMC có mức độ thay thế thấp (DS<0,3) không tan trong nước nhưng tan trong kiềm , trong khi CMC có mức độ polymer háo cao (DS>0,4) lại tan trong nước . Độ hòa tan và độ nhớt của CMC phụ thuộc vào pH. - Cấu tạo CMC (trên một gốc glucose) Trong lĩnh vực thực phẩm, CMC được sử dụng do có các tính chất:  Không màu, không mùi, không vị, không độc hại.  Hoà tan trong nước.  Giữ độ ẩm tốt.  Chịu được pH thấp Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 31  Thường sử dụng muối Na của CMC (sodium carboxymethyl cellulose) vì đây mới là sản phẩm sinh ra trong phản ứng điều chế CMC. Natri carboxymethyl cellulose có tính tan tốt và có các tính chất như CMC. Sodium carboxymethyl cellulose 2.3. 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. Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 32 CHƢƠNG 3: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ: Vỏ Pectinase Ủ enzym Chọn lựa- Phân loại Rửa Tách ruột quả Chà Phối trộn Rót lon Syrup đường , phụ gia Chanh dây Thanh trùng 90 0 C Đồng hóa Ghép mí Hạt Sản phẩm Lon Nắp Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 33 3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ:[3] 3.2.1. Chọn lựa – phân loại:  Mục đích: chuẩn bị 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  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.  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 lựa 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. 3.2.2. Rửa:  Mục đích: chuẩn bị  Biến đổi: sạch đất cát, bụi bẩn, loại bớt 1 số vi sinh vật ngoài vỏ quả  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. 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. 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. 3.2.3. Tách ruột quả:  Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ủ enzyme, loại bỏ những phần quả không sử dụng được như cuống, vỏ.  Biến đổi: - Vật lý: nguyên liệu giảm kích thước, trái bị phá vỡ nát ra. Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 34 - Hóa học: phần dịch ruột thoát ra, tổn thất vitamin C do bị oxy hóa, tổn thất các thành phần dinh dưỡng khác trong ruột quả.  Thực hiện: nguyên liệu được đưa vào thiết bị cắt. Sau đó vào thiết bị tách ruột quả. 3.2.4. Ủ enzyme:  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.  Biến đổi: chủ yếu xảy ra các biến đổi về mặt hóa sinh Enzym pectinase sẽ cắt đứt các liên kết -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 acid 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 vàng cam, trên cùng là lớp dịch trong màu vàng nhạt.  Phương pháp thực hiện: Đầu tiên, dịch quả sẽ được nâng nhiệt độ lên nhiệt độ tối ưu cho enzyme hoạt động 40 – 45oC. Sau đó dịch quả được ủ trong 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. 3.2.5. Chà:  Mục đích: + Chuẩn bị: làm nhỏ và đồng nhất nguyên liệu chuẩn bị cho quá trình phối chế, đồng hóa được thuận lợi hơn. Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 35 + Khai thác: thu nhận bột chà chứa dịch quả và thịt quả mịn trên rây, loại bỏ những phần không có hoặc có giá trị dinh dưỡng kém ra khỏi khối nguyên liệu như hạt, xơ, thạch bào.  Các biến đổi của nguyên liệu: - Vật lý: Thịt quả bị giảm kích thước đến khoảng 0.5-0.75mm, tế bào bị phá vỡ làm cho dịch bào thoát ra ngoài tế bào nguyên liệu. Nhiệt độ tăng nhẹ do ma sát. - Hóa học: Trong quá trình chà, thịt quả tiếp xúc nhiều với oxy không khí, có thể xảy ra các phản ứng oxy hóa hóa học làm biến màu nguyên liệu  Phƣơng pháp thực hiện:  Thiết bị: sử dụng máy chà cánh đập 1 tầng lưới. Bộ phận chà gồm có: - Trục quay với vận tốc 700 rpm. - Thanh đỡ. - Cánh chà được làm bằng thép không gỉ, lắp nghiêng với đường sinh của trục chà 1 góc 1.5-2 o, nhờ đó nguyên liệu được di chuyển theo đường xoắn ốc và bã được đưa ra ngoài ở cuối máy. - Rây cố định được làm bằng đồng hoặc thép không gỉ để đảm bảo nguyên liệu chà không bị thâm đen. Khi chà cần thường xuyên kiểm tra bã chà, bã còn ướt chứa nhiều thịt quả làm giảm hiệu suất chà, ngược lại bã khô quá sẽ làm giảm chất lượng puree do bột chà có lẫn nhiều chất xơ.  Hoạt động: - Thiết bị chà sử dụng cả lực ma sát lẫn lực ly tâm. Bộ phân chính là một trục vis và roi đập trong buồng chà nằm ngang. Bao quanh trục có lỗ rây có kích thước theo yêu cầu. Khi hoạt động trục quay tạo lực ly tâm trái sẽ văng ra ngoài đập vào lưới rây trục vis vừa đẩy vừa chà giúp phần thịt trái dễ lọt qua rây. Các cánh đập sẽ va đập làm vỡ trái và phần thịt trái sẽ sẽ đi qua rây.  Có thể điều chỉnh máy chà để đảm bảo năng suất và chất lượng puree bằng nhiều cách: Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 36 - Điều chỉnh số vòng quay của bộ phận chà: tăng số vòng quay thì năng suất và hiệu suất chà tăng. Các máy chà thường có số vòng quay cố định nên ta ít khi chỉnh thông số này để thay đổi năng suất. - Điều chỉnh góc nghiêng của cánh chà: tăng góc nghiêng thì bã chà thoát ra nhanh hơn và bớt khô. - Điều chỉnh khe hở giữa cánh chà và mặt rây: bã quá khô thì tăng khoảng cách khe hở, bã quá ướt thì giảm khoảng cách đó lại, thông thường ta chỉnh ở 0.5- 3mm. - Để máy chà hoạt động tốt việc nhập liệu cần tiến hành liên tục và đồng đều, nhiệt độ nguyên liệu cố định và nhiệt độ mặt rây tốt, không bị tắc nghẽn. 3.2.6. Phối trộn:  Mục đích: chế biến  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.  Phương pháp thực hiện: Thiết bị: bồn hình trụ, bên trong có lắp cánh khuấy, có vỏ áo để gia nhiệt, xả liệu ở đáy nồi. Dùng bơm để vận chuyển dung dịch puree đến thiết bị phối trộn có cánh khuấy, rồi bơm syrup vào để thực hiện quá trình phối trộn. Các phụ gia trước khi phối trộn cũng được ngâm nước để chúng hút nước và trương nở và phân tán đều thành dung dịch rồi mới bơm vào thiết bị phối trộn. Thông số: tỉ lệ dịch quả: syrup = 1:2 CMC : 0,3% so với dịch quả Kali sorbat: 0,1 % so với dịch quả. Hàm lượng chất khô sản phẩm: 20%. 3.2.7. Đồng hóa:  Mục đích: bảo quản Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 37 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  Biến đổi: - Vật lý: Phần thịt quả giảm kích thước tối đa, bị xé nhỏ. - Hóa học: 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.  Thiết bị: sử dụng thiết bị đồng hóa áp lực cao với áp suất dao động 200-250 bar. 3.2.8. Rót lon  Mục đích công nghệ : Hoàn thiện: Phân chia sản phẩm vào lon, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vận chuyển và phân phối sản phẩm. Giảm tối thiểu lượng oxy hòa tan, giảm sự nhiễm khuẩn từ môi trường vào sản phẩm. Tăng giá trị cảm quan, thẩm mỹ của sản phẩm.  Các biến đổi của nguyên liệu  Thiết bi : dùng dây chuyền rót tự động hóa. Tiến hành rót nóng ở nhiệt độ 80o. 3.2.9. Ghép mí :  Mục đích: + Hoàn thiện: làm cho thực phẩm cách li hoàn toàn với môi trừơng không khí và vi sinh vật bên ngoài. + Bảo quản: hạn chế sự tái nhiễm và phát triển của vi sinh vật, có tác dụng rất quan trọng đến thời gian bảo quản thực phẩm và chất lượng của nó.  Nguyên tắc thực hiện: máy ghép mí tự động 3.2.10. Thanh trùng :  Mục đích: Bảo quản  Các biến đổi của nguyên liệu: + Sinh học: tiêu diệt phần lớn vi sinh vật tồn tại trong sản phẩm nectar + Hóa học: nhiệt độ tăng cao có thể phá hủy một số hợp chất dinh dưỡng đặc trưng như: vit C, vit A…, các chất màu, chất mùi và tạo điều kiện cho một số phản ứng Maillard, Caramen hóa. Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 38 + Hóa lý:xảy ra sự bốc hơi nước và các chất dễ bay hơi + Hóa sinh: tốc độ các phản ứng hóa sinh bị chậm lại, hoạt tính các enzyme bị vô hoạt + Cảm quan: màu sắc của nước có thể thay đổi do các phản ứng Maillard và Caramen hóa, mùi đặc trưng của nước chanh dây giảm do sự thất thoát của các cấu tử hương dễ bay hơi.  Phƣơng pháp thực hiện: Giai đoạn 1: gia nhiệt. Nâng nhiệt sơ bộ của nước quả mới bằng nhiệt toả ra của nước quả đã thanh trùng (từ t1 lên t2). Giai đoạn 2: giữ nhiệt. Nâng nhiệt độ nước quả từ t2 lên nhiệt độ thanh trùng t3 ,duy trì ở nhiệt độ thanh trùng trong khoảng thời gian nhất định. Giai đoạn 3: làm nguội. Làm nguội sơ bộ bằng cách truyền nhiệt cho nước quả mới vào thiết bị  làm nguội hẳn bằng nước lạnh hay nước muối. - Sử dụng thiết bị thanh trùng tunnel: Thiết bị có dạng hình hộp chữ nhật được chia thành 5 khu vực liên tiếp: một khu vực có chức năng gia nhiệt, một khu vực có chức năng giữ nhiệt và 3 khu vực có chức năng làm nguội. Các bao bì sản phẩm được đặt lên băng tải lưới và lần lượt đi qua 5 khu vực nói trên. Sử dụng nước nóng để gia nhiệt giữ nhiệt cho sản phẩm, sử dụng nước lạnh để làm nguội. Các tác nhân gia nhiệt,giữ nhiệt và làm nguội được phun từ các vòi phun gắn bên dưới trần của thiết bị. Khi được phun từ trên xuống các tác nhân này sẽ tiếp xúc với bao bì chứa sản phẩm rồi đi qua băng tải lưới và được thu hồi trong 5 bể chứa đặt bên dưới băng tải lưới. 3.3. Sản phẩm: Một số hư hỏng thường gặp của nectar chanh dây: - Sản phẩm bị tách lớp. + Nguyên nhân: quá trình đồng hóa không tốt. + Khắc phục: bổ sung phụ gia hỗ trợ quá trình đồng hóa để hạn chế quá trình tách lớp. - Sản phẩm bị phồng hộp, xì mí trong quá trình bảo ôn. Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 39 + Nguyên nhân: không kiểm tra kỹ bao bì trước khi rót sản phẩm, sự phát triển của vi sinh vật. + Khắc phục: kiểm tra khâu bao bì và chế độ thanh trùng cùng môi trường rót sản phẩm. - Sản phẩm bị nhớt, sủi bọt. + Nguyên nhân: sản phẩm bị nhiễm vi sinh vật. + Khắc phục: Kiểm tra chế độ thanh trùng và bao bì. Bảng 3.1: Thành phần dinh dƣỡng của nectar chanh dây Thành phần dinh dƣỡng Hàm lƣợng ( tính theo 100g dung dịch) Hàm lượng chất khô 17g Glucid 15.4g Protein 0.22g Lipid 0.07g Acid citric 1g Xơ 0,1g Vitamin A 70IU Vitamin C 3mg Sản phẩm có màu sắc, mùi đặc trưng của chanh dây, vị ngọt hài hoà pha lẫn vị chua, có chỉ tiêu vi sinh trong mức cho phép. - Chỉ tiêu hoá lý: TCVN 6299: 1997 Bảng 3.2: Chỉ tiêu kim loại nặng của nectar chanh dây Chỉ tiêu Yêu cầu Hàm lượng kim loại nặng Sn Pb Zn Cu Asen Fe Tổng hàm lượng Cu, Fe, Zn SO2 Không lớn hơn 200ppm 0,3ppm 5ppm 5ppm 0,2ppm 15ppm 20ppm 10ppm - Chỉ tiêu vi sinh : TCVN 6299:1997 Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 40 Bảng 3.3: Chỉ tiêu vi sinh của nectar chanh dây Vi sinh vật Giới hạn cho phép ( cfu/1ml sản phẩm) Tồng số vi khuẩn hiếu khí Colifroms Escherichia coli Stapylococus aureus Streptocci Pseudomonas aeruginosa Clotridium perfringens Tổng số tế bào nấm men, nấm mốc 100 10 0 0 0 0 0 10 - Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm : TCVN 4042-82 Bảng 3.4: Chỉ tiêu cảm quan của nectar chanh dây Chỉ tiêu Yêu cầu Trạng thái Thể lỏng, đục mịn đổng nhất. Cho phép không đáng kể chấm đen do mãnh hạt lẫn vào. Nếu đề lâu thịt trái có thể lắng xuống, song khi lắc mạnh thì phải phân tán đều, không vón cục. Không có tạp chất lạ Màu sắc Màu vàng đặc trưng cho nước chanh dây Mùi Có mùi thơm, vị chua ngọt tự nhiên chanh dây, không có mùi lạ Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 41 CHƢƠNG 4:TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT-NĂNG LƢỢNG 4.1. Tính cân bằng vật chất: [5,8] Thành phần cấu tạo trái chanh dây Thành phần Tỉ lệ % Vỏ 49,2 Hạt 4,8 Dịch quả 46 Thành phần dịch chanh dây Thành phần Tỉ lệ % Nước 84 Tro 0,4 Đường tổng 13 Acid citric 2,5 Vitamin C 0,032 Bảng 4.1: Các thông số tính toán Quá trình Tổn thất (-), tăng (+) % Giải thích Lựa chọn- Phân loại -1 Tổn thất do loại bỏ quả hư hỏng, sâu bệnh, không đúng theo chỉ tiêu Rửa 0 Lấy ruột -1 Tổn thất trong quá trình lấy ruột - 49,2 -Loại bỏ vỏ( vỏ chiếm 49,2%) Ủ enzyme +0,3 - Bổ sung thêm enzyme 0,3% so với ruột quả Chà -9,4 - Loại bỏ hạt ( hạt chiếm 9,4% so với ruột quả sau khi ủ) -3 - Tổn thất trong quá trình chà Phối trộn + 2 lần - Tăng lên do phối trộn dịch quả Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 42 -0,5% với đường, nước, acid citric - Giảm do sản phẩm dính thiết bị: thành, cánh khuấy Đồng hoá -0,5 Tổn thất do sản phẩm dính vào đường ống,thành thiết bị. 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 ghép mí 4.1.1. Tính cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu: Khối lượng nguyên liệu sau quá quá trình lựa chọn- phân loại Ta có: M2 = M1 * (1 + T1) Trong đó: M1 : khối lượng đầu vào của nguyên liệu ( 100g ) M2 : khối lượng nguyên liệu còn lại sau lựa chọn, phân loại ( kg ) T1 : tổn thất của quá trình lựa chọn- phân loại, Tlcpl = -0,01 Nên : M2 = M1 * (1 + T1) = 100 *( 1 -0,01) = 99kg Khối lƣợng nguyên liệu còn lại sau quá trình lấy ruột: Ta có: M3 = M2* (1+ T2 ) Trong đó: M3: khối lượng nguyên liệu còn lại sau quá trình lấy ruột, tức khối lượng ruột lấy được ( kg). T2’: tổn thất quá trình lấy ruột, Tlr = - 0,01 T2’’ : lượng vỏ quả, T2’’ = 49,2% Nên: Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 43 M3 = M2 *(1+T2’)*(1+ T2’’ ) = 99 *(1-0,492)*(1 – 0,01) = 49,79kg Khối lượng ruột quả sau quá trình ủ enzyme: Ta có: M4 = M3 * ( 1 + T3 ) Trong đó: M4: khối lượng ruột quả sau quá trình ủ enzyme ( kg) T3 : lượng ủ enzyme , Tu = 0,3% Nên: M4 = M3 * ( 1 + T3 ) = 48,3* ( 1+0,003 ) = 49,94 kg Khối lượng dịch quả thu được sau khi chà: Ta có: M5 = M4 * ( 1+ T4 ) Trong đó: M5 : khối lượng dịch quả thu được sau khi chà (kg) T4 : tổn thất quá trình chà, Tc = -0,124 Nên: M5 = M4 * ( 1+ T4 ) = 49,94 * ( 1 – 0,124 ) = 43,75 kg Khối lượng sản phẩm thu được sau quá trình phối trộn: Chọn tỉ lệ phối trộn dịch quả : nước là = 1:2 43,75 * 13% + 43,75 * 2 * C% = 43,75 * 3 * 20% Vậy C% = 24% Vậy dịch quả được trộn với syrup đường có nồng độ là 24% Khối lượng dịch quả khi phối trộn: M6 = (43,75 * 3+43,75 * 0,003) * 0,995 = 130,71 (kg) Khối lượng đường RE cần dùng : M = 43,75 * 2 * 24% / 0,998 = 20,6 ( kg) Trong quá trình nấu syrup ước tính tổn thất là 5% lượng nước. Khối lượng nước sử dụng để phối trộn : M = (43,75 * 2 – 20,6)*1,05 = 70,23 (kg) Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 44 Khối lượng CMC bổ sung: M = 43,75 * 0,3% = 0,13 ( kg) Khối lượng Kali sorbat: M = 0,1% * 43,75= 0,09 kg Khối lượng sản phẩm sau quá trình đồng hoá: Ta có: M7 = M6 * ( 1 + T6) Trong đó: M6 : khối lượng sản phẩm sau quá trình đồng hoá T6: tổn thất của quá trình đồng hoá, T6 = - 0,005 Nên: M7 = M6 * ( 1 + T6) = 130,71 * ( 1 -0,005) = 130,06 kg Khối lượng sản phẩm còn lại sau quá trình rót lon: Ta có: M 8 = M7* ( 1 + T7 ) Trong đó: M8 : khối lượng sản phẩm còn lại sau quá trình rót lon T7 : tổn thất sản phẩm của quá trình tiệt trùng, T7 = -0,005 Nên: M8 = M7* ( 1 + T7 ) = 126,16 * ( 1 – 0,005 ) = 129,41kg Khối lượng sản phẩm sau quá trình ghép mí: Ta có: M9 = M8t * ( 1+ T8 ) Trong đó: M9: khối lượng sản phẩm sau ghép mí T8: tổn thất quá trình rót, T8 = - 0,002 Nên: M9 = M8 * ( 1+ T8 ) = 124,9 * ( 1 – 0,002 ) =129,15 kg Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 45 4.1.2. Tính cân bằng vật chất theo năng suất nhà máy: Năng suất nhà máy là 2triệu lít/năm. Nhà máy làm việc năm 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 24% d= 1087 kg/m 3 Khối lượng sản phẩm chanh dây sản xuất trong 1 ngày : m = 6666,67*1,087 = 7213,33 (kg) Khối lượng nguyên liệu cần cho 1 ngày m = 7213,33 *100/129,15 = 5585,24 (kg) Vậy nguyên liệu cân cho 1 ngày sản xuất là 5585,24 (kg) Bảng 4.2: Nguyên liệu cần cho 1 ngày sản xuất Thành phần Khối lượng (kg) Chanh dây 5585,239 Enzym 8,3425 Đường 1150,66 Nước 3922,78 CMC 7,33 Kali sorbat 2,44 Chọn lon để chứa sản phẩm có thể tích là 330ml Tổn thất trong quá trình ghép mí, thanh trùng lần lượt là 2% Vậy số lượng lon ban đầu cần dùng là : 6666,67*103/(330*98%) = 207*103 ( lon) Mỗi ngày làm việc 2 ca : Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 46 Bảng 4.3: Nguyên liệu cần cho mỗi ca : Thành phần Khối lượng (kg) Chanh dây 2792,6194 Enzym 4,17 Đường 575,33 Nước 1961,39 CMC 3,66 Kali sorbat 1,22 Bảng 4.4: 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 2792,62 Nguyên liệu sau phân loại 2792,62 2764,69 Nguyên liệu sau rửa 2764,69 2764,69 Nguyên liệu sau tách ruột 2764,69 1390,42 Nguyên liệu sau ủ enzym 1390,42 1394,59 Nguyên liệu sau chà 1394,59 1221,66 Nguyên liệu sau phối trộn 1221,66 3650,31 Nguyên liệu sau đồng hóa 3650,31 3632,05 Nguyên liệu sau rót lon 3632,05 3613,89 Nguyên liệu sau ghép mí 3613,89 3606,67 Nguyên liệu sau thanh trùng 3606,67 3606,67 Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 47 4.2. Tính năng lƣợng: Công thức tính lượng nhiệt cần thiết cho quá trình gia nhiệt: )(** kJTcmQ  Trong đó - m : khối lượng (kg) - c : nhiệt dung riêng của dịch chanh dây (kJ/kgoC) - T : 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. 4.2.1. Nhiệt cần cung cấp cho quá trình nấu syrup : - Nhiệt cần cung cấp cho quá trình gia nhiệt nước lên 600C : Q = 1961,39 *4,18*(60-30) = 245958,43 KJ - Nhiệt cần cung cấp cho quá trình giữ nhiệt trong 15 phút : Q = (1961,39 +575,33)*15/60*2260*0,05 = 71662,41 KJ Với r = 2260 KJ/kg là ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở 60oC - Nhiệt cần cung cấp cho quá trình gia nhiệt nước lên 1000C : Q = (1961,39 +575,33)*3,63*(100-60) = 368560,71 KJ Với c là nhiệt dung riêng dung dịch đường 24%: C= 4,18*(1-(0,6-0,0018*30)*24/100) = 3,63 kJ - Lượng hơi cần cung cấp cho quá trình nấu syrup; H = 1,05*Q/(0,9*r) = 1,05*(245958,43+71662,41+368560,71)/(0,9*2208) = 362,57 (kg/ ca) Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 48 Với: 1,05: tổn thất nhiệt ra môi trường ngoài 5% 0,9: lượng hơi ngưng 90% r1 = 2208 kJ/kg: ẩn nhiệt hoá hơi của nước ở áp suất 2at. 4.2.2. Nhiệt cung cấp cho thiết bị ủ enzym: Theo nguồn choi& Okos (1986) trong khoảng -40oC đến 150oC: nhiệt dung riêng các 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 1.1 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 o C) Nhiệt cung cấp để gia nhiệt: Lượng nhiệt dùng để gia nhiệt cho dịch chanh dây từ 30oC lên 45oC Q= 1390,42* 3,47 * (45– 30) = 72371,34 kJ Lượng nhiệt cung cấp trong quá trình giữ nhiệt ở 45oC Q= G1 * T1 * r1 * 0,05 Q = 72371,34* 2* 2391.3 * 0,05 = 332449,3 (kJ) Lượng nhiệt dùng để gia nhiệt cho dịch chanh dây từ 45oC lên 80oC Q = 1390,42* 3,47 * (80 – 45) = 168866,47(kJ) Lượng nhiệt cung cấp trong quá trình giữ nhiệt ở 80oC trong 15 phút Q = G1 * T2 * r2 * 0,05 = 1390,42*15/60*2310*0,05= 40148,36 Lượng hơi cần cung cấp cho quá trình ủ : H = 1,05*(72371,34+ 332449,3+168866,47+40148,36) / (0,9*2204) = 324,34 ( kg/ ca) 4.2.3. Nhiệt cung cấp cho quá trình phối trộn : - Nhiệt cần cung cấp cho quá trình gia nhiệt dịch chanh dây lên 60oC : Q = 3650,31*3,63*(60-30) = 397.517,67 Với c là nhiệt dung riêng dung dịch đường 24%: C= 4,18*(1-(0,6-0,0018*30)*24/100) = 3,63 kJ - Nhiệt lượng cần cung cấp cho quá trình giữ nhiệt : Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 49 Q= 3650,31*15 / 60*2260*0,05 = 103.121,3 Với r = 2260 KJ/Kg là ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở 60oC - Lượng hơi cần cung cấp cho quá trình phối trộn : H = 1,05*(397.517,67 + 103.121,3 ) / (0,9*2260) = 258,44 (kg/ ca). 4.2.4. Nhiệt cung cấp cho quá trình rót nóng: )(** kJTcmQ  Q = 3632,05*3,63*(80-40) = 395776,23 (KJ). Lượng hơi cần cung cấp cho quá trình rót: H = 1,05 * 395776,23 / (0,9*2208) = 209,03 (kg/ ca). 4.2.5. Nhiệt cung cấp cho quá trình thanh trùng: - nhiệt cung cấp cho quá trình gia nhiệt: Q = 3606,67*3,63*(90-30) = 786019,51 KJ - Nhiệt cung cấp cho quá trình giữ nhiệt 10 phút; Q = 3606,67*10/60*2310*0,05 = 69428,33 KJ - Lượng hơi cần cung cấp cho quá trình thanh trùng: H = 1,05*(786019,51 + 69428,33) / (0,9*2208) = 452 kg/ca - Nhiệt cung cấp cho quá trình làm nguôi : Q = 3606,67 *3,63*(90-30) = 786019,51 KJ - Lượng nước cần cung cấp cho quá trình làm nguội : N = 786019,51 /[4,18*(50-30)] = 9402,15( lít) 4.2. Chọn nồi hơi: Lưu lượng cho 1 lần CIP là 7000 l/h hay 7000kg/h  Chạy CIP cho thiết bị xử lý nhiệt (loại 1) Tráng rửa với nước ấm 500C trong 10 phút: + Lượng nước: N11 = 7000 *(10 / 60) = 1167 kg + Lượng hơi 3 bar: H11 = 11 2 1( ) 0,9 N c t t r     Trong đó: c = 4.18 kJ/kgK: nhiệt dung riêng của nước t1 = 30 0C: nhiệt độ nước lạnh Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 50 t2 = 50 0C : nhiệt độ nước sau khi gia nhiệt r = 2141 kJ/kg : ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi nước 3 bar 0.9 : lượng hơi ngưng tụ 90%  H11 = 50.6 kg Bơm tuần hoàn dung dịch NaOH 1% ở 750C trong 30 phút: + Lượng nước N12 = 7000 *(30 / 60) = 3500 kg + Lượng hơi 3 bar: H12 = 3500 4.18 (75 30) 0.9 2141     = 341,663 kg + Lượng NaOH: Gk1 = 1%* 3500 = 35kg Tráng rửa với nước ấm ở 500C trong 5 phút: + Lượng nước: N13 = 7000 *( 5 / 60) = 583,333 kg + Lượng hơi 3 bar: H13 = 583.333 4.18 (50 30) 0.9 2141     = 25,3 kg Bơm tuần hoàn dung dịch HNO3 1% ở 70 0 C trong 20 phút: + Lượng nước: N14 = 7000 *(20 / 60) = 2333,33 kg + Lượng hơi 3 bar: H14 = = 202.467 kg + Lượng HNO3 : Ga1 = 1% * 2333.33 = 23,333 kg Tráng rửa với nước lạnh ở 300C trong 5 phút: + Lượng nước: N15 = 7000*(5 / 60) = 583,33 kg Làm lạnh từ từ với nước lạnh ở 300C trong 8 phút + Lượng nước: N16 = 7000*(8 / 60) = 933,33 kg Tổng lượng tiêu hao: + Nước: N1 = N11 + N12 + N13 + N14 + N15 + N16 = 9100 kg + Hơi: H1 = H11 + H12 + H13 + H14 = 620.03 kg + NaOH: Gk1 = 35 kg + HNO3: Ga1 = 23,333 kg  Chạy CIP thiết bị không xử lý nhiệt (loại 2) Tráng rửa với nước ấm ở 500C trong 3 phút + Lượng nước: N21 = 7000. 3 / 60 = 350 kg + Lượng hới 3 bar: H21 = 350 4.18 (50 30) 0.9 2141     = 15,185 kg Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 51 Bơm tuần hoàn dung dịch NaOH 1% ở 750C trong 10 phút: + Lượng nước: N22 = 7000 *(10 / 60) = 1166,67 kg + Lượng hơi: H22 = 1166.67 4.18 (75 30) 0.9 2141     = 113,89 kg + Lượng NaOH: Gk2 = 1% *1166.67 = 11,667 kg Tráng rửa với nước ấm ở 500C trong 3 phút: + Lượng nước: N23 = 7000 *(3 / 60) = 350 kg + Lượng hơi: H23 = 350 4.18 (50 30) 0.9 2141     = 15,185 kg Thanh trùng với nước nóng ở 950C trong 5 phút: + Lượng nước: N24 = 7000 *(5 / 60) = 583,33 kg + Lượng hơi: H24 = 583.33 4.18 (95 30) 0.9 2141     = 82,252 kg Làm nguội với nước ở 300C trong 10 phút: + Lượng nước: N25 = 7000 *(10 / 60) = 1166,67 kg Tổng lượng tiêu hao: + Nước : N2 = N21 + N22 + N23 + N24 + N25 = 3616,67 kg + Hơi: H2 = H21 + H22 + H23 + H24 = 226.512 kg + NaOH: Gk2 = 11,667 kg Tổng lượng hơi sử dụng trong nhà máy trong 1 ngày: H = (362,57+405,98+452+324,34+6094,96)*2 = 15279,69. Lượng hơi sử dụng trung bình trong 1 giờ: Htb = H / 16 = 954,98/h Bảng 4.5: Lƣợng nƣớc, hơi, NaOH, HNO3 sử dụng để chạy CIP cho 1 ca Thiết bị Loại CIP Số lần CIp Nước (m3) Hơi (kg) NaOH HNO3 Lựa chọn- Phân loại 1 2 18200 1240,6 70 46,66 Rửa 1 2 18200 1240,6 70 46,66 Lấy ruột 1 2 18200 1240,6 70 46,66 Rót lon 1 1 9100 620,3 35 23,33 Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 52 Ghép mí 1 1 9100 620,3 35 23,33 Ủ enzym 2 1 3616,67 226,512 11,67 Chà 2 1 3616,67 226,512 11,67 Phối trộn 2 1 3616,67 226,512 11,67 Đồng hóa 2 1 3616,67 226,512 11,67 Thanh trùng 2 1 3616,67 226,512 11,67 Bảng 4.6: Các thông số kỹ thuật của nồi hơi Mã số SB -100 Nơi sản xuất SAZ BOILER Năng suất bốc hơi 1000kg/h Ap suất hơi tối đa 15at Tiêu hao dầu FO 64kg/h (70.8 lit/h) Công suất 15kw Kích thước 1500mm x 1400mm x 2000mm Khối lượng 1550kg Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 53 CHƢƠNG 5: CHỌN THIẾT BỊ 5.1. Băng tải con lăn: [19], [21]. Công suất 0.55 kW Kích thước (LxWxH) 4000x610x1200mm Vận tốc băng tải 0,12 – 0,15m/s. Nhà sản xuất Huanyu-Trung Quốc Định mức thời gian lựa chọn 1 mẻ 30ph . Chọn 2 băng tải. Lượng công nhân sử dụng: 10 người. 5.2. Thiết bị ngâm rửa xối: Nguyên liệu ban đầu :2792,6 kg. Chọn thời gian rửa : 1h Năng suất thiết bị : 3 tấn/h. Chọn 2 thiết bị rửa xối. Thiết bị: sử dụng thiết bị rửa CXJ – 5 của công ty Saiwei, Trung Quốc Thông số kỹ thuật: Năng suất 3 tấn/h Công suất 5,15 KW Kích thước thiết bị 2540x1140x1800 Lượng nước sử dụng 6m3/h Hình 5.1: Thiết bị rửa 5.3. Cắt tách ruột quả: Cắt- Tách ruột quả: Thông số kỹ thuật máy tách ruột Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 54 Năng suất 2 tấn/h Hãng sản xuất Ching Tan machinery Works Đài Loan Kích thước (LxWxH) 3300x 980 x 2560mm Động cơ 7,88 kW Hình 5.2: Thiết bị cắt, tách ruột 5.4. Thiết bị ủ enzym: Khối lượng nguyên liệu cần ủ: 1390,4 kg. Chọn hệ số chứa đầy thiết bị là 0,8. Thể tích thiết bị : 1390,4/0,8 = 1738 kg Chọn bồn phối trộn có thể tích là 2000 l. Hãng sản xuất Whenzou, China Model SUS304 Công suất 1,5 KW Kích thước thiết bị (dxh) 1580x2300 Tốc độ cánh khuấy 200 vòng/phút Thể tích 2000 lít Số lượng 1 Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 55 Hình 5.3: Thiết bị ủ enzym 5.4. Máy chà cánh đập: Nguyên liệu cần chà : 1394,6 kg. Chọn thời gian chà : 60 phút. Năng suất thiết bị : 1394,6 kg/h. Chọn thiết bị có năng suất là 1500 kg/h. Model: LZ-1.5 Đường kính trục vít Φ175 mm Vật liệu SUS304 Tốc độ xoay trục vít 400 vòng/phút Năng suất 1.5T/H Kích thước màng lọc 1mm Kích thước(LxWxH) 1, 560 x 960x 1, 340mm Động cơ 4kW Hãng sản xuất Jiangsu Haiou Food Machinery Co.,Ltd- Trung Quốc Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 56 Hình 5.4: Thiết bị chà 5.5. Thiết bị nấu syrup: Lượng syrup cần nấu : 2467 kg Chọn hệ số chứa đầy : 0,8 Thể tích thiết bị cần là : 3000 lít Model LRG-1000 Kích thước(DxD1xHxH1) 1500x1700x3700x1700mm Thể tích thùng chứa 5000L Công suất động cơ 1,1 kW Áp suất làm việc 0.25 Mpa Hãng sản xuất Zhejiang DaYu Light Industrial Machinery Co., Ltd. - Trung Quốc Nhiệt độ làm việc 100 o C Tốc độ cánh khuấy 700 vòng/phút Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 57 Hình 5.5: Thiết bị nấu syrup 5.6. Thiết bị phối trộn: Nguyên liệu cần phối trộn: 3650 kg. Chọn hệ số chứa đầy là 0,8 Thể tích bồn phối trộn là :3650/0,8 = 4562,5 Chọn bồn phối trộn có thể tích là 5000 l. Model LRG-1000 Kích thước(DxD1xHxH1) 2000x1800x4250x2000mm Thể tích thùng chứa 5000L Công suất động cơ 1,1 kW Áp suất làm việc 0.25 Mpa Hãng sản xuất Zhejiang DaYu Light Industrial Machinery Co., Ltd. - Trung Quốc Nhiệt độ làm việc 100oC Chỉ tiêu GMP, ISO Tốc độ cánh khuấy 0-720 vòng/phút Vật liệu Thép không gỉ Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 58 Hình 5.6: Thiết bị phối trộn 5.7. Thiết bị đồng hóa: Thời gian đồng hóa là 30 phút. Năng suất thiết bị : 3650,3*60/30 = 7300 kg/h Model LH 1000-25 Nhiệt độ làm việc 80oC Năng suất 10000 L/h Độ nhớt nguyện liệu thô <0.2Pa.s Áp suất làm việc liên tục 20 Mpa Đường kính ống cấp liệu 25 mm Áp suất làm việc lớn nhất 25 Mpa Đường kính ống thoát liệu 15 mm Kích thước nguyên liệu trước đồng hóa <30 m Hãng sản xuất Minhua Machinery Co.,Ltd- Trung Quốc Kích thước hệ nhũ <5 m Trọng lượng 410 kg Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 59 tương sau đồng hóa Kích thước(LxWxH) 1250x950x1300mm Động cơ 7.5 kW Hình 5.7: Thiết bị đồng hóa 5.8. Thiết bị rót lon: Thiết bị: sử dụng thiết bị rót lon kết hợp ghép nắp hiệu CGFR 18186 của công ty Saiwei, Trung Quốc. Thời gian rót – ghép nắp : 60 phút Công suất 2,2 kW Số vòi rót 18 vòi Năng suất 6000 l/h Kích thước 2560x1760x2650 Áp suất chân không 450-550 Hg Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 60 Hình 5.8: thiết bị rót , ghép mí 5.9. Bơm: Chọn bơm nước số hiệu CPM – 130 của hãng Huifeng – motor, Trung Quốc, cho các quá trình sau: gia nhiệt, phối trộn (2 cái), rót nóng, rót lon Công suất 250 W Điện thế 220V Năng suất 3 m3/h Kích thước 265mm x 165 mm x215 mm Số lượng 3 cái 5.10. Thiết bị thanh trùng: Hãng sản xuất Shangdong China Công suất 19,97Kw Kích thước 8500x1380x1720 mm Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 61 Thieát Bò Thanh Truøng Hình 5.9: Thiết bị thanh trùng 5.11. Tính thời gian làm việc: Bảng tính thời gian sản xuất: Quá trình Thời gian Năng suất Chọn lựa , phần loại 30 ph Rửa 30h 3 tấn /h Tách ruột 30 ph 2 tấn /h Ủ enzym 3h Chà 45ph 1500 kg/h Phối trộn 30ph 7371,8 kg/h Đồng hóa 30ph 7271,4 kg/h Rót lon 45ph 4889,6 kg/h Thanh trùng 30ph Bảng thời gian làm việc cho ngày: Ngày làm 2 ca, ca 1: 6h-1h, ca 2: 1h-8h Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 62 Quá trình Thời gian Thời gian Chọn lựa , phần loại 6h -6h30 1h -1h30 Rửa 6h15 – 7h45 1h 15-1h30 Tách ruột 6h30 – 7h 1h30 -2h Ủ enzym 7h -10h 2h -5h Chà 10h – 10h45 5h – 5h45 Nấu syrup 10h -10h30 4h – 4h30 Phối trộn 10h45 – 11h 15 5h45 – 6h15 Đồng hóa 11h15-11h45 6h15- 6h45 Rót lon 11h45 – 12h30 6h45-7h30 Thanh trùng 12h30-1h 7h-7h30 Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 63 CHƢƠNG 6: TÍNH DIỆN TÍCH NHÀ XƢỞNG – ĐIỆN- NƢỚC 5.1. Tính diện tích sử dụng thiết bị: 5.1.1. Kho chứa bao bì, thành phẩm: Số lượng chai cần sử dụng trong 1 ngày là 20.202 lon. Chọn thời gian lưu kho là 4 ngày, khi đó kho chứa lon phải có diện tích chứa khoảng 80.808 chai. 1 thùng chứa 24 chai => Cần 3.367 thùng. Kích thước của 1 thùng là (dài  rộng  cao): 40 25  15 (cm)  thể tích của 1 két là 0.015 m 3 . Diện tích kho (với chiều cao xếp két là 4 m, dành 30% cho diện tích lối đi) là: 3367*0,015*1,3/4 = 16,41 (m 2 ) Vậy, ta chọn kho chứa chai và kho chứa sản phẩm có kích thước (dài  rộng  cao) là: 6 x 3 x 5 (m). 5.1.2. Kho chứa nguyên liệu: Nguyên liệu được chứa trong thiết bị có dạng hình hộp 0,5x0,5x1,5 m. Lượng nguyên liệu cần cho ngày là 6 tấn. Mổi hộp chứa 50kg nguyên liệu. Vậy cần 60 thùng chứa Chọn lượng nguyên liệu dự trữ sản xuất trong 3ngày. Diện tích kho chứa nguyên liệu. 0,5*0,5*60*1,3*4 = 78 m 2 Chọn kho nguyên liệu có kích thước : 6x3m Bảng tính diện tích thiết bị và kho chứa Thiết bị Kích thước Diện tích(m2) Băng tải 4000x1000x1200 4 Rửa 2540x1140x1800 2,9 Thiết bị tách ruột quả 1680x1500x980 2,52 bơm 265x165x215 0,04 Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 64 Ủ enzym 1580x3300 1,96 Chà 1560x960x1340 1,5 Nấu syrup 1500x1700x3700x1700 2,27 Phối trộn 2000x1800x4250x2000 0,03 Đồng hóa 1250x950x1300 1,19 Rót lon 2560x1760x2650 4,5 Thanh trùng 8500x1380x1720 11,73 Kho thành phẩm 6000x3000x5000 18 Kho nguyên liệu 10000x8000x5000 80 Kho bao bì 6000x3000x5000 18 Kho nguyên liệu phụ 2000x2000x5000 4 Tổng cộng 150,12 Do khoảng cách giữa các thiết bị với nhau và khoảng cách giữa thiết bị và tường là 1.2 m Nên diện tích máy chiếm: 30 + 150,12 = 180,12 (m2) Số lượng công nhân trong phân xưởng là 30 người. Ta tính diện tích cho 1 người là 2 m2. Do đó, tổng diện tích cho công nhân: 30 x 1 = 30 (m2) Diện tích lối đi trong các nhà máy thường chiếm 30% tổng các diện tích còn lại. Do đó, diện tích cho lối đi trong phân xưởng: 0.3×(180,12 + 30)=63(m2) Tổng diện tích phân xưởng theo tính toán: 273 m2. Ta chọn diện tích cho nhà xưởng là : 273 m2, với kích thước phân xưởng là 12x24 m. 5.2. Tính nƣớc : Nước cho quá trình rửa : 15 m3 Nước dùng cho quá trình nấu syrup: 3922,78lít. Nước công nghệ :N1 = 10 m 3 Nước nồi hơi: N2 = 181,7 m 3 /ngày Nước chạy CIP: N3 = 12,2m 3 /ngày Nước vệ sinh nhà máy, nước sinh hoạt và các hoạt động khác: Chọn N4 = 20% (N1 + N2 + N3) = 40,78 m 3 /ngày Nước cần cho 1 ngày : N = 263,68 m3 Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 65 5.3. Tính điện: Điện dùng trong nhà máy có 2 loại: - Điện động lực: điện vận hành thiết bị - Điện dân dụng: điện thắp sáng và sinh hoạt 5.3.1. Điện cho thiết bị chính Bảng 4.3: Công suất điện của các thiết bị chính trong nhà máy STT Thiết bị Công suất (kW) SL Tổng công suất (kW) 1 Lựa chọn-Phân loại 0,55 2 1,1 2 Rửa 5,15 2 2 3 Lấy ruột 7,88 2 15,76 4 Ủ enzyme 1,5 1 1 5 Chà 4 1 4 6 Phối trộn 1,1 1 1,1 7 Nấu syrup 1,1 1 1,1 8 Đồng hoá 7,5 1 7,5 9 Rót lon+ghép mí 2,1 1 2,1 10 Bơm 0,25 5 1,25 11 thanh trùng 19,97 1 19,97 12 Nồi hơi 15 1 15 13 CIP 20 1 20 - Tổng công suất điện của các thiết bị chính: 87,48 kW - Công suất của hệ thống cấp nước, xử lý nước thải … lấy bằng 20% tổng công suất thiết bị chính  Công suất điện động lực của nhà máy: Pđl = 1.2 * 87,48 = 104,98 kW 5.3.2. Điện dân dụng: - Lấy bằng 10% điện động lực: Pdd = 0.1 * Pđl = 10,5 kW Vậy tổng lượng điện sử dụng là: 115,48 KW. Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1]. Đống Thị Anh Đào, 2008, Kỹ thuật bao bì thực phẩm, NXB ĐH Quốc gia TPHCM. [2]. Hoàng Kim Anh, 2008, Hóa Học Thực phẩm, NXB Khoa học và kỹ thuật. [3]. Lê Văn Việt Mẫn, 2009, Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB ĐH Quốc gia TPHCM. [4]. Lê Văn Việt Mẫn, 2009, Công nghệ sản xuất thức uống, NXB ĐH Quốc gia TPHCM. [5]. Phạm Văn Bôn, Nguyễn Đình Thọ, 2002, Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học – Tập 5 – Quá trình và thiết bị truyền nhiệt, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM. [6]. Tôn Nữ Minh Nguyệt, 2009, Công nghệ chế biến rau trái, NXB ĐH Quốc gia TPHCM. [7]. Tạp chí phát triển khoa học và công nghệ, tập 9, số 4, 2006, NXB ĐH Quốc gia TPHCM. [8]. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuôn, Hồ Lê Viên, 1992, Sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 1, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội. [9]. Coronel, Promising Fruits of the Philippines, CA-UPLB, p.502; USDA Handbook No.8, 1986 [10]. Hons J. Beilig and Joachim Wener, Fruit juice processing, FAO, 1986 [11]. Eloı ´ sa Rovaris Pinheiro , Iolanda M.D.A. Silva , Luciano V. Gonzaga , Edna R. Amante ,Reinaldo F. Teo ´filo ,Ma ´rcia M.C. Ferreira, Renata D.M.C. Amboni, Optimization of extraction of high-ester pectin from passion fruit peel (Passiflora edulis flavicarpa) with citric acid by using response surface methodology, 2008. [12]. Farhana Alam Ripa, Mahmuda Haque, Laizuman Nahar, Antibacterial, Cytotoxic and Antioxidant Activity of Passiflora Edulis Sims, EuroJournals Publishing, Vol.31 No.4 (2009), pp.592-598. [13]. Morton.J, Fruits of warm climates, 1987. [14]. R.J. Knight, Jr. and Julian W. Sauls, The Passion Fruit, 1994. [15]. Passionfruit,www.hort.purdue.edu/newcrop/morton/passionfruit.html [16]. [17]. che.html. Đồ án môn học công nghệ thực phẩm GVHD:PGS.TS.Đống Thị Anh Đào SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 67 [18]. [19]. uit%2FOrange+Juice+Press+Juicer+&CatId=0&IndexArea=product_en&fs b=y&sq=y&tracelog=detail__direct_0914. [20]. 202.pdf. [21]. Mixing-Tank.html [22]. chiet-rot-ghep-mi-tu-dong.