Đồ án Thiết kể phân xưởng sản xuất cà chua cô đặc năng suất 30 tấn sản phẩm/ ngày

(thang màu coban) Chỉ tiêu hóa học pH CaO MgO Fe2O3 MnO BO43- SO42- NH4+ NO2- NO3- Pb As Cu Zn F Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi sinh vật hiếu khí Chỉ số Coli (Số Coli/1lít nước) Chuẩn số Coli (Số ml nước có 1 Coli) Vi sinh vật gây bệnh Không 100 ml 5o 6,0 – 7,8 50 – 100 mg/l 50 mg/l 0,3 mg/l 0.2 mg/l 1,2 – 2,5 mg/l 0.5 mg/l 0,1- 0,3 mg/l không không 0,1 mg/l 0,05 mg/l 2,0 mg/l 5,0 mg/l 0,3 – 0,5 mg/l  < 100 cfu/ ml < 20 > 50 không có 1.1.3. Bao bì đồ hộp cà chua cô đặc 1.1.3.1. Vai trò của bao bì[4,p39] - Bảo vệ tốt sản phẩm. - Kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. - Nâng cao giá trị của nguyên liệu hoặc thành phẩm. - Làm cho sản phẩm hấp dẫn hơn. - Có nhiều mẫu mã để khách hàng lựa chọn theo thị hiếu. - Dễ phân phối và trưng bày. - Phù hợp với loại sản phẩm ăn liền hay làm sẵn để chế biến tiếp. - Cung cấp những thông tin cần thiết về sản phẩm. Đồ hộp thực phẩm bảo quản được lâu là do nó đã ứng dụng tốt nguyên lý bịt kín. Thực phẩm sau khi cho vào hộp đem ghép kín rồi thanh trùng xong nó không còn tiếp xúc với môi trường bên ngoài do đó ít chịu sự ảnh hưởng của các điều kiện xung quanh. Vi sinh vật và không khí bên ngoài không xâm nhập vào trong hộp được nữa vì vậy thực phẩm không bị hư hỏng. 1.1.3.2. Bao bì sắt tây Đối với dòng sản phẩm đồ hộp cà chua cô đặc, ta lựa chọn bao bì sắt tây vì những ưu điểm sau: - Lớp tráng thiếc của sắt tây có thể tránh được sự ăn mòn của thực phẩm và vảo quản thực phẩm được lâu ngày. - Trong thời gian thực phẩm đựng trong hộp lâu, có thể lớp thiếc bị thực phẩm ăn mòn hòa tan trong hộp nhưng không gây hại tới sức khỏe người. - Tính đóng kín và cách ly tốt hơn so với các loại bao bì khác như tính chất chống thấm khí và hơi ẩm rất tốt, ngăn cách được ánh sáng, có khả năng chịu được sự thay đổi lớn của nhiệt độ và áp suất… - Chịu được quá trình thanh trùng mà không biến dạng, tiện lợi cho việc vận chuyển và bảo quản thực phẩm được lâu hơn. - Có màu sáng bóng, có thể in và tréc véc ni hoặc in các màu sắc hấp dẫn để nâng cao giá trị hàng hóa của sản phẩm. - Dễ dàng cơ giới hóa tự động hóa trong quá trình sản xuất. Lựa chọn kích thước bao bì sắt tây cho sản phẩm, chọn 3 loại kích thước tương ứng với các thể tích sau: 1 lít (thể tích này phù hợp với nhu cầu của người tiêu dùng trong nước), 5 lít và 10 lít (đối với thể tích lớn này chúng ta có thể xuất khẩu sang nước ngoài, hoặc dùng cho một số nhà hàng lớn tại Việt Nam). 1. 2. Tổng quan về sản phẩm đồ hộp cà chua cô đặc 1.2.1. Giới thiệu chung về sản phẩm đồ hộp cà chua cô đặc[3,p324-325] Cà  chua cô đặc là một trong những sản phẩm chính của công nghiệp đồ hộp rau quả, được coi là bán chế phẩm vì nó được dùng để chế biến các loại đồ hộp khác như đồ hộp xốt các loại, nước xốt của đồ hộp thịt, cá, rau, để làm nguyên liệu nấu nướng. Cà chua cô đặc được chế biến bằng cách cô đặc thịt cà chua (theo mức độ khác nhau) sau khi đã nghiền nhỏ và loại bỏ hạt, vỏ. Phân loại cà chua cô đặc như sau: - Pure cà chua: có độ khô 12, 15 và 20% - Cà chua cô đặc loại độ khô 30, 35 và 40% - Cà chua cô đặc loại độ khô 50 – 70% - Bột cà chua: độ khô 88 – 95% Dạng cà chua cô đặc có độ khô 30% được chế biến nhiều hơn cả Ở Mỹ, cà chua cô đặc được phân loại như sau: - Pure cà chua: cà chua chà mịn qua rây để loại bỏ vỏ, hạt - Pure cà chua miếng: cà chua xé tơi, qua sàng để loại bỏ vỏ, hạt. - Cà chua cô đặc loại có độ khô 25 – 29% - Cà chua cô đặc có độ khô 29 – 33% - Cà chua cô đặc có độ khô trên 33% - Cà chua miếng cô đặc: cà chua xé tơi, loại bỏ vỏ và hạt, rồi cô đặc. 1.2.2 Sản phẩm thị trên thị trường 1.2.3 Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm[4] Quả cà chua được chế biến thành nhiều dạng khác nhau và được dùng trong các bữa ăn hàng ngày của người Việt Nam nhằm mục đích làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng và tạo nên vẻ đẹp bắt mắt trong việc trình bày các món ăn. Hàm lượng sinh tố: khi cà chua chín màu đỏ tươi của cà chua tạo nên vẻ đẹp rất bắt mắt trong việc trình bày các món ăn. Màu đỏ của cà chua cũng cho thấy hàm lượng Vitamin A thiên nhiên trong cà chua cao, trung bình 100g cà chua chín tươi sẽ đáp ứng được 13% nhu cầu hằng ngày về Vitamin A, Vitamin C, ngoài ra còn có Vitamin B1, B2.. Sắc tố hồng có trong quả cà chua có thể làm giảm chỉ số thương tổn da xuống 40% đặc biệt là những quả cà chua chín đỏ Cà chua cung cấp ít năng lượng do vậy thích hợp với người sợ mập. Khoáng vi lượng: Canxi, sắt, kali, phospho, lưu huỳnh, niken, iot, các axit hữu cơ dưới dạng muối citrat, malat và tuỳ môi trường trồng mà cà chua còn có đồng, molibden. Hợp chất caroten trong quả cà chua là chất có khả năng chống oxi hoá phổ biến. Ngoài tác dụng làm tiền chất tạo ra vitamin A giúp cho sự đổi mới tế bào, hợp chất caroten còn có tác dụng bảo vệ mạnh mẽ tế bào, bảo vệ niêm mạc, miệng, mũi, đường hô hấp… Hàm lượng Vitamin C có tác dụng ngăn ngừa nhiễm trùng, giảm nhẹ dị ứng do các nguyên nhân như khói bụi. Ngoài ra Vitamin C còn có tác dụng chống oxi hoá, còn giúp cho cơ thể hấp thụ tốt các chất vi lượng cần thiết cho cơ thể như: Cu, Zn Ngoài ra, cà chua còn chứa nhiều hợp chất hóa thực vật khác và chất xơ giúp cho cơ thể bài xuất cholesterol, giảm cục máu đông, đề phòng các tai biến của bệnh tim mạch, bệnh béo phì Cà chua rất giàu lycopen có khả năng Lycopene là chất chống oxy hoá rất tích cực, nó có khả năng ngăn ngừa sự hình thành oxy hoá LDL, cholesterol có hại trong máu, từ đó sẽ ngăn chặn được chứng xơ vữa động mạch và các nguy cơ dẫn tới đột quỵ. Lycopene được coi là có khả năng ngăn ngừa sự hình thành các gốc tự do gây ung thư như ung thư vú, tuyến tiền liệt, tuyến tụy và đại tràng. Cơ thể chúng ta không có khả năng tự tổng hợp chất lycopene, chính bởi thế bạn phải “thu nhận” nó từ bên ngoài qua chế độ ăn uống hàng ngày. Và trong các loại thực phẩm cà chua giữ” ngôi vị quán quân”có chứa rất nhiều lycopene Theo y học cổ truyền, cà chua vị ngọt chua, tính mát, có công dụng thanh nhiệt, chỉ khát, dưỡng âm và lương huyết, thường được dùng để chữa các chứng bệnh như nhiệt bệnh phiền khát, môi khô hang khát do vị nhiệt, can âm bất túc, hay hoa mắt chóng mặt, âm hư huyết nhiệt, chảy máu cam, chảy máu chân răng, tiêu hoá kém, loét dạ dày, huyết áp cao… 1.2.4. Tiêu chuẩn đồ hộp[2] Khi đưa ra thị trường để cung cấp cho người tiêu dùng phải đạt các yêu cầu: -Về hình thức bên ngoài Đồ hộp phải có nhãn hiệu nguyên vẹn, ngay ngắn, sạch sẽ, ghi rõ các mục : cơ quan quản lý, cơ sở chế biến, tên mặt hàng, phẩm cấp, ngày sản xuất, khối lượng tịnh và khối lượng cả bì. Hộp sắt hay các hộp kim loại khác không bị rỉ, nắp hộp không bị phồng dưới mọi hình thức. - Về vi sinh vật Đồ hộp không hư hỏng do hoạt động của vi sinh vật, không có vi sinh vật gây bệnh, lượng tạp trùng không quá qui định. - Về hóa học : Không vượt quá qui định về hàm lượng kim loại nặng : Thiếc : 100 - 200 mg/kg sản phẩm Đồng : 5 - 80 mg/kg sản phẩm Kẽm : vết Chì : không có Đảm bảo các chỉ tiêu về thành phần hóa học, chủ yếu như nồng độ đường, acid, muối... - Về cảm quan Lớp vecni phải nguyên vẹn, phải đảm bảo hình thái, hương vị, màu sắc đặc trưng của sản phẩm theo những qui định của từng loại sản phẩm Phương án thiết kế Sản phẩm cô đặc có nồng độ chất khô cao nên giá trị dinh dưỡng cao, thời gian cất giữ lâu, chi phí bao gói, vận chuyển và bảo quản giảm đồng thời tạo ra sản phẩm đặc trưng cho nhà máy. Cô đặc là phương pháp được dùng để tăng nồng độ một cấu tử nào đó trong dung dịch 2 hay nhiều cấu tử. Tùy theo tính chất của cấu tử dể bay hơi hay khó bay hơi ta có thể tách một phần dung môi( cấu tử dể bay hơi) bầng phương pháp nhiệt độ (đun nóng) hay bằng phương pháp làm lạnhkết tinh. Trong bài đồ àn này nhiệm vụ được đặt ra là thiết kể phân xưởng sản xuất cà chua cô đặc năng suất 30 tấn sản phẩm/ ngày và nồng độ chất khô theo thành phẩm là 55%. Sử dụng phương pháp nhiệt để nâng cao nồng độ, dưới tác dụng của nhiệt (đun nóng) dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng của dung dịch( khi dung dịch sôi). Để cô đặc các dung dịch không chịu được nhiệt độ cao, các thành phần dể bị biến đổi( như dịch cà chua) thì phải cô đặc ở nhiệt độ thấp. Mục tiêu cuả quá trình là đảm bảo nồng độ chất khô dung dịch ra khỏi hệ thống đạt yêu cầu, chất lượng không thay đổi sau khi cô đặc, đặc biệt là các cấu tử quan trọng của thành phẩm không bị mất và tổn thất là nhỏ nhất. Do vậy sử dụng thiết bị cô đặc chân không là thích hợp nhất, sử dụng loại nhiều nồi có ưu điểm hơn loại một nồi: - Tiết kiệm hơi vì dùng được hơi thứ và tổn thất ít hơi. - Chất lượng sản phẩm tốt vì cô đặc liên tục, nhiệt độ sôi thấp, thời gian cô nhanh. Quá trình cô đặc được đặc trung bởi 3 thông số cơ bản nhiệt độ sôi, thời gian cô đặc, cường độ bốc hơi. Trong quá trình cô đặc để đảm bảo được nồng độ dung dịch ra và chất lượng sản phẩm cần phaỉ theo dõi và điều chỉnh các thông số đó cho phù hợp. Nội dung chính trong bài đồ án này là tính được cân bằng vật liệu cho từng công đoạn, cho cả quy trình sản xuất trong 1 ngày, chọn và tính được thiết bị để đảm bảo sản xuất được lượng sản phẩm theo yêu cầu. Chương 2 Thuyết minh quy trình 2.1. Sơ đồ tổng quát Nguyên liệu Thành phẩm Bảo ôn Nhãn Dán nhãn, đóng thùng Phế liệu Lựa chọn, phân loại Rửa Rót hộp Ghép mí Xé tơi Đun nóng Chà Cô đặc Hộp N 0 8 (Tiệt trùng) Nắp Thanh trùng, Làm nguội Thanh trùng 2.2 Thuyết minh quy trình 2.2.1. Nguyên liệu -Cà chua để sản xuất là loại có cùi dày, nhiều thịt quả, ít hạt và thu hái khi vừa chín tới, vỏ đỏ đều và trong quá trình thu hái ngắt bỏ cả cuống quả để khi vận chuyển không gây tổn thương quả do đè nén. -Cà chua đưa vào sản xuất phải đạt độ chín kĩ thuật. Khi chế biến cà chua cô đặc, vỏ và hạt trở thành phế liệu, do đó cần chọn giống có ít vỏ và hạt (tỷ lệ vỏ và hạt chiếm tỷ lệ 2¸3% khối lượng quả). Đối với quả to (trên 100g), hình cầu, màu đỏ đều có tỷ lệ phế liệu thấp. Hàm lượng chất khô trong cà chua là chỉ tiêu phẩm chất quan trọng nhất, vì độ khô cao thì ít tốn nguyên liệu và nâng cao năng suất của thiết bị cô đặc. Hàm lượng chất khô của cà chua Việt Nam là 5¸7%. Không sử dụng những quả còn xanh hoặc quá chín vì sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. -Cà chua sau khi thu hái được vận chuyển về nhà máy, sử dụng sọt tre để đựng cà chua. Khi bốc xếp cà chua phải nhẹ nhàng, tránh làm xay xát, dập nát, quá trình vận chuyển phải nhanh chóng. 2.2.2. Lựa chọn [3, p89 -90] Phân loại và tuyển chọn sẽ xác định chất lượng và giá thành của sản phẩm hàng hóa khi đưa ra thị trường. Phân loại và tuyển chọn sẽ tránh được sự hư hỏng sớm của quả. Nếu để lẫn các loại quả khác nhau về chất lượng, quả bị bệnh hoặc bị tổn thương với các quả lành lặn sẽ làm tăng tỷ lệ thối hỏng, vì quả chất lượng kém hoặc quả bị tổn thương rất nhạy cảm với sự phát sinh bệnh, dễ dàng bị nhiễm bệnh từ quả bị bệnh, và có thể dẫn đến hư hỏng cả những quả lành lặn khác. 2.2.2.1. Mục đích - Loại bỏ các thành phần nguyên liệu không đủ quy cách để chế biến như bị sâu, bệnh thối hỏng, … - Lọai bỏ những quả có độ chín (màu sắc) không thích hợp. - Cắt bỏ chỗ bầm dập, vết rám, núm quả. 2.2.2.2. Cách tiến hành - Nguyên liệu được lựa chọn bằng tay ngay trên băng tải. - Công nhân đứng hai bên băng tải loại ra những quả cà chua không hợp quy cách. - Nguyên liệu phải dàn mỏng hai bên băng tải và việc lựa chọn không bị bỏ sót. 2.2.3. Rửa[4, p71] Đây là công đoạn không thể bỏ qua với tất cả các quy trình sản xuất chế biến rau quả.Trong quá trình chế biến thực phẩm, nước có tầm quan trọng hàng đầu, là yếu tố quyết định hiệu quả của quá trình độ sạch của nguyên liệu.Vì thế nước rửa phải đủ tiêu chuẩn nước sạch.Sau nước là kĩ thuật rửa. Rửa đúng kĩ thuật chất lượng sản phẩm sẽ tốt hơn .Thông thường tùy theo độ nhiễm bẩn nguyên liệu có thể rửa một lần hay nhiều lần.Trước khi chế biến quả phải được rửa sạch. Trên bề mặt quả thường có bụi bẩn, bùn đất, thuốc trừ sâu và bào tử của vi sinh vật, đặc biệt là bào tử nấm,những thứ có hại cho sức khỏe, vì thế cần loại bỏ trước khi chế biến. 2.2.3.1. Nguyên lý của quá trình rửa Quá trình rửa nhằm đảm bảo 2 giai đoạn: - Ngâm cho bở các cáu bẩn: ngâm là quá trình làm cho nước thấm ướt cà chua, các chất bẩn hút nước trương lên, làm giảm lực bám của chúng lên quả cà chua - Xối nước cho sạch hết bẩn: dùng tác dụng của dòng chảy để kéo các chất bẩn còn lại trên mặt cà chua sau khi ngâm. Thời gian rửa phụ thuộc vào giai đoạn đầu tức là phụ thuộc vào tính chất hóa lý của chất bẩn, sức bám chặt của nó vào cà chua rửa và khả năng tác dụng của dung dịch rửa. 2.2.3.2. Mục đích: - Loại trừ các tạp chất, bụi, đất cát bám xung quanh cà chua. - Làm giảm một lượng lớn vi sinh vật ở cà chua. - Tẩy sạch một số chất hóa học gây độc hại được dùng trong kỹ thuật nông nghiệp như thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật còn lưu lại. 2.2.3.3. Cách tiến hành: Sử dụng máy rửa thổi khí : gồm có bốn bộ phận chính là thùng ngâm, băng tải, quạt gió, ống thổi khí - Nguyên liệu vào máy được kéo đi trên băng tải qua thùng ngâm để ngâm cho bở. - Sau đó được xối lại nhờ hệ thống vòi phun gắn ngay phía trên băng tải, trước khi ra khỏi máy. - Không khí được quạt gió thổi vào thùng ngâm làm đảo trộn nguyên liệu trong nước, nhờ đó nguyên liệu va chạm với nhau và với nước, giúp chất bẩn hòa tan nước rửa dễ dàng. - Đồng thời các vật nhẹ như lá, rác… sẽ nổi lên trên mặt nước. Yêu cầu: - Cà chua rửa xong phải sạch, không bị dập nát nếu không sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật xâm nhập và phát triển sau này. -Cà chua ít bị tổn thất chất dinh dưỡng, hạn chế mất mát vitamin C…do chúng là thành phần dễ hòa tan trong nước sẽ khuếch tán vào trong nước rửa. - Ngoài ra muốn đạt chất lượng của công đoạn rửa cao thì nước rửa phải có phẩm chất tốt, đạt tiêu chuẩn nước uống. Cấu tạo Thùng ngâm Băng tải quạt gió ống thổi khí Hình 2.1.: Máy rửa thổi khí 2.2.4. Xé tơi [3, p 327] 2.2.4.1. Mục đích Trong sản xuất đồ hộp người ta dùng các tác dụng cơ học để làm thay đổi kích thước, hình dáng nguyên liệu thành dạng nhỏ và đồng đều.Quá trình này thực hiện bằng tay sẽ tốn nhiều công sức, mức độ đồng đều kém. Nguyên liệu sẽ được làm nhỏ, xé tơi phần thịt quả, hỗ trợ cho công đoạn đun nóng. 2.2.4.2. Cách tiến hành Cà chua được xé tơi trên máy xé tơi kiểu lưỡi dao cong, kiểu trục đinh hoặc kiểu đĩa quay. Cấu tạo: Gồm 1 động cơ gắn liền với trục có các cánh nghiền. Cách cánh nghiền 1 khoảng là các má nghiền. Ngoài ra còn có các bộ phận khác như: bảng điều khiển, các đường nước vệ sinh thiết bị. Nguyên lý hoạt động : nguyên liệu sau khi rửa sạch, thái miếng thích hợp được đưa đến cửa vào phía trên của thiết bị nghiền. Nhờ động cơ có cánh nghiền, nguyên liệu được băm và ép vào má nghiền. Qua các lỗ nhỏ trên má nghiền, nguyên liệu ra ngoài theo cửa ra ở phía dưới vào phễu của thiết bị đun 2.2.5. Đun nóng[3, p 327] 2.2.5.1. Mục đích - Giảm phế liệu từ 12% xuống 3.5 – 4%, vì khi đun nóng protopectin chuyển thành pectin hòa tan nên vỏ quả khi chà không dính thịt quả. - Hạn chế hiện tượng phân lớp sản phẩm, nhất là với cà chua cô đặc có độ khô thấp, vì lượng pectin hòa tan tăng. - Làm cho cà chua chóng sôi và ngăn ngừa hiện tượng khê cháy trong khi cô đặc. - Bài khí trong thịt quả cà chua để vitamin đỡ bị tổn thất và hạn chế hiện tượng tạo bọt khi cô đặc. Nếu cà chua nâng nhiệt lên 80 – 100oC thì lượng caroten bị tổn thất giảm đi nhiều so với cà chua chỉ đun nóng ở 60oC và chưa bài hết không khí. - Vô hoạt enzyme pectinase để giữ cho sản phẩm không bị tách nước, bên cạnh đó enzyme oxy hóa cũng bị vô hoạt. - Tiêu diệt vi sinh vật. Nếu cà chua đã xé tơi và không đun nóng trong 10 phút, cơ chất men phân hủy tới 70% pectin trong nguyên liệu. 2.2.5.2. Cách tiến hành Cà chua sau khi xé tơi được đun nóng gián tiếp ở 85oC trong thời gian 10 phút trên thiết bị gia nhiệt kiểu tấm 2.2.6. Chà [2,p13] 2.2.6.1. Mục đích - Loại bỏ phần nguyên liệu có giá trị dinh dưỡng thấp hoặc không ăn được: vỏ, hạt. - Làm cho nguyên liệu cà chua đồng nhất về trạng thái và thành phần để chế biến được thuận lợi và nâng cao chất lượng thành phẩm. - Mức độ mịn của cà chua khi chà ảnh hưởng nhiều đến qúa trình cô đặc: cà chua càng mịn, độ nhớt càng thấp và thời gian cô càng ngắn. 2.2.6.2. Cách tiến hành: Cà chua sau khi được đun nóng sẽ được chuyển vào máy chà cánh đập để được chà nhỏ. Để sản xuất cà chua cô đặc, người ta dùng lỗ lưới có đường kính :1,0-1,5mm. Rây được làm bằng thép không rỉ có đục lỗ nhỏ, với kích thước: 0,5; 0,75; 1; 1,5 mm. Sử dụng máy chà cánh đập - Cấp cho nguyên liệu một lực cơ học làm cho nó văng và ép mạnh vào thành rây có lỗ nhỏ theo ý muốn. - Phần nhỏ mềm chui qua lỗ ra ngoài, còn phần cứng nằm lại bên trong và sau đó ra ngoài theo một đường khác rồi đi ra khỏi máy. - Kích thước lỗ rây có thể thay đổi theo yêu cầu chế biến. - Khi chà cánh đập quay nhanh (700 vòng/phút) cuốn nhiều không khí vào máy, tác hại đến sản phẩm, nên người ta phun hơi nước vào máy. Lưu ý: Trong khi chà, công nhân vận hành phải thường xuyên kiểm tra bã chà  (không quá ướt hay quá khô) để điều chỉnh thông số làm việc của máy cho thích hợp. - Trong công đoạn chà mịn cà chua thì ta nên chú ý đến các vấn đề sau, các vấn đề này có khả năng làm biến đổi màu sắc của sản phẩm: + Kích thước lỗ rây không phù hợp với yêu cầu, khi đó dung dịch cà chua thu được sẽ không đồng nhất, dẫn đến thời gian cô đặc kéo dài làm biến màu của sản phẩm. + Sự tiếp xúc giữa cánh chà và dung dịch, nếu cánh chà không được bao bọc bằng cao su hay không được chế tạo bằng loại thép không rỉ thì sẽ xảy ra hiện tượng oxi hóa => làm biến màu của sản phẩm, do vậy ta phải chọn thiết bị chà phù hợp Hình 2.2.: Máy chà cánh đập Cấu tạo: gồm 7 bộ phận chính 1. Máng xoắn tải nguyên liệu     2. Phiễu nạp liệu            3. Bơi chèo chuyển nguyên liệu 4. Cánh đập                  5. Trục quay               6. Mặt rây                7. Cửa thải bã. 2.2.7. Cô đặc[4, p 111-113] 2.2.7.1. Mục đích - Tăng nồng độ chất khô trong sản phẩm tới nồng độ yêu cầu (làm tăng độ sệt đặc trưng cho sản phẩm), làm tăng độ sinh năng lượng của thực phẩm. - Kéo dài thời gian bảo quản (vì hạn chế vi sinh vật phát triển do ít nước, áp suất thẩm thấu cao). - Giảm được khối lượng vận chuyển. 2.2.7.2. Cách tiến hành: - Cà chua sau khi được chà sẽ chuyển qua thiết bị cô đặc chân không - Quá trình cô đặc được thực hiện trong điều kiện chân không khoảng 600 – 650 mmHg. Trong điều kiện chân không này nhiệt độ sôi của dung dịch rất thấp khoảng 55 – 60 0C. - Cô đặc từ nồng độ 7% đến nồng độ 55% - Thời gian cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị, và cường độ bốc hơi của sản phẩm. Quá trình kết thúc khi nồng độ chất khô sản phẩm đạt yêu cầu 55%. Yêu cầu trong quá trình cô đặc phải thường xuyên theo dõi áp suất hơi, độ chân không của thiết bị, hàm lượng chất khô và màu sắc của sản phẩm. Chú ý: - Bề mặt truyền nhiệt càng sạch, không có nguyên liệu cháy bám vào cản trở sự truyền nhiệt thì hệ số truyền nhiệt càng cao. Vì vậy trong quá trình cô đặc cà chua này chúng ta phải thường xuyên cọ rửa các cặn cháy bám ở bề mặt truyền nhiệt - Trong quá trình cô đặc chân không, do cà chua có hàm lượng pectin nhiều nên sẽ tạo ra sức căng bề mặt lớn và tạo lớp bọt trên bề mặt sản phẩm. Hiện tượng tạo bọt này làm cản trở quá trình bốc hơi và có thể làm tổn thất sản phẩm đi theo ống thoát hơi (để khắc phục hiện tượng này người ta dùng bộ phận khử bọt đặt gần ống thoát hơi). 2.2.7.3. Các yếu tố kỹ thuật của quá trình cô đặc thực phẩm Quá trình cô đặc thực phẩm có 3 thông số cơ bản: nhiệt độ sôi, thời gian sản phẩm lưu lại trong thiết bị (thời gian cô đặc) và cường độ bốc hơi *Nhiệt độ sôi Khi tiến hành một quá trình cô đặc thực phẩm người ta đun nóng khối sản phẩm tới nhiệt độ sôi. Nước trong sản phẩm bốc hơi cho đến khi nồng độ chất khô đã đến nồng độ yêu cầu thì ngừng quá trình cô đặc và cho sản phẩm ra khỏi thiết bị Nhiệt độ sôi của sản phẩm phụ thuộc áp suất hơi ở trên bề mặt, nồng độ chất khô và tính chất vật lý, hóa học của sản phẩm . Khi áp suất hơi trên bề mặt của sản phẩm càng thấp thì nhiệt độ sôi của sản phẩm càng thấp. Vì vậy việc tạo độ chân không trong thiết bị cô đặc sẽ giảm được nhiệt độ sôi của sản phẩm. Hay nói cách khác là điều chỉnh nhiệt độ sôi bằng cách thay đổi độ chân không. Bảng 2.1. Quan hệ giữa độ chân không và nhiệt độ sôi của nước[3] Độ chân không (mmHg) Nhiệt độ sôi (0C) 0 0 126 95 234 90 326 85 405 80 430 75 526 70 572,5 65 610 60 642 55 667,6 50 690 44,5 Khi nồng độ chất khô trong sản phẩm càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao. Trong quá trình cô đặc, nồng độ chất khô tăng dần nên nhiệt độ sôi của sản phẩm cũng tăng dần. Bảng 2.2. Quan hệ giữa nồng độ chất khô và nhiệt độ sôi ở 760 mmHg[3] Nồng độ chất khô (%) Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg (0C) 55 102,4 60 103,5 65 104,5 70 105,5 75 105,5 Nhiệt độ sôi thấp thì tính chất của thực phẩm ít bị biến đổi như sinh tố ít bị tổn thất, màu sắc ít bị biến đổi, mùi thơm cũng ít bị bay hơi. Nhiệt độ sôi thấp còn làm giảm tốc độ ăn mòn và kéo dài thời gian bền của vật liệu làm thiết bị cô đặc. * Thời gian cô đặc - Là thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị cô đặc cho sự bốc hơi nước ra khỏi nguyên liệu để đạt đến độ khô yêu cầu. Thời gian cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị và cường độ bốc hơi của sản phẩm. Các thiết bị cho nguyên liệu vào, sản phẩm ra liên tục và sản phẩm có cường độ bốc hơi lớn thì thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị càng ngắn. * Cường độ bốc hơi Cường độ bốc hơi của sản phẩm phụ thuộc cường độ trao đổi nhiệt giữa hơi nóng và sản phẩm bốc hơi. Cường độ trao đổi nhiệt được đặc trưng bằng hệ số truyền nhiệt của quá trình cô đặc. Hệ số truyền nhiệt càng lớn, cường độ bốc hơi càng cao. 2.2.7.4. Các biến đổi trong quá trình cô đặc Dung dịch cà chua là một hệ của nhiều chất hòa tan như đường, acid, còn chứa cả các chất không tan như tinh bột, cellulose ở trạng thái huyền phù. Khi cô đặc, dung môi bay hơi, nồng độ chất hòa tan tăng dần, nhiệt độ sôi, độ nhớt, khối lượng riêng tăng, và hệ số truyền nhiệt giảm, hàm lượng không khí còn lại trong gian bào và hòa tan trong sản phẩm cũng giảm. Phản ứng caramel xảy ra ít do quá trình cô đặc được thực hiện trong nồi chân không với nhiệt độ thấp (50 – 60 0C). Đồng thời với nhiệt độ thấp này thì cấu trúc pectin không bị phá vỡ nên giữ được độ sệt của tương cà chua. Ngoài ra các thành phần khác cũng ít bị biến đổi nhất là vitamin C. Sắc tố của cà chua chủ yếu thuộc họ carotenoid (licopen) nên ít bị biến đổi (bền nhiệt). Sản phẩm có thể xám đen do phản ứng giữa tannin với kim loại  là do phản ứng oxy hóa tannin dưới tác dụng của men peroxydase và polifenolxydase, điều kiện của phản ứng này là nhiệt độ tăng từ từ và tiếp xúc nhiều với không khí. Nhưng do sản phẩm đã được đun nóng à đã vô hoạt enzyme. Và do được cô đặc trong môi trường chân không. 2.2.8. Xử lý bao bì 2.2.8.1. Kiểm tra chất lượng bao bì Loại trừ các hộp bị lỗi như xước trên mặt thiếc, xước lớp vecni, vecni bị nổ… Chọn hộp theo xác xuất để kiểm tra độ kín. Phương pháp đơn giản nhất là cho vào hộp một lượng nhỏ chất lỏng (khoảng 0.5 – 1.5 ml) có nhiệt độ sôi thấp như ete chẳng hạn, rồi ghép mí kín. Khi cho hộp vào nước nóng có nhiệt độ khoảng 85 – 90oC, ete sẽ sôi và chuyển sang trạng thái hơi, trong hộp sẽ xuất hiện áp suất lớn. Nếu hộp không kín thì ở các mí ghép sẽ có các bóng khí nhỏ sủi ra trong nước. 2.2.8.2. Xử lý Các hộp đủ tiêu chuẩn được vận chuyển từ nơi gia công hay bảo quản trong kho bao bì. Chúng sẽ được ngâm trong nước, rồi xối lại lại bằng tia nước nóng hay phun hơi nóng, cũng có thể rửa lại hai lần bằng nước nóng. Việc dùng nước nóng hay hơi nóng để vệ sinh hộp vừa dễ dàng, vừa có tác dụng làm lượng nước còn đọng lại ở bao bì bay hơi nhanh chóng. 2.2.9. Rót hộp 2.2.9.1. Mục đích, yêu cầu [3, p145] - Đảm bảo khối lượng tịnh và các thành phần của hộp đúng theo tỷ lệ quy định. - Có hình thức trình bày đẹp. - Đảm bảo hệ số truyền nhiệt và có điều kiện thuận lợi để thanh trùng và bảo quản. - Không lẫn các tạp chất khác. - Do thực hiện chiết nóng nên công đoạn này cũng là công đoạn bài khí (và do công đoạn cô đặc trên đã phần nào loại bỏ được lượng không khí). 2.2.8.2. Cách tiến hành Cà chua cô đặc xong tiến hành rót vào hộp. Hộp làm bằng sắt tây cỡ hộp số No8. Quá trình rót được thực hiện bằng máy rót tự động định lượng bằng thể tích. -Yêu cầu bao bì: Hộp N 0 8 trước khi đưa vào máy rót phải đảm bảo vệ sinh và chất lượng qui định. Bên trong có sơn phủ vecni chống ăn mòn, hộp được rửa sạch bằng dung dịch kiềm nóng loãng, sau đó tráng lại bằng nước sạch và được phun hơi nóng tiệt trùng. - Khi cho sản phẩm vào hộp phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Đảm bảo khối lượng tịnh và các thành phần của hộp theo tỷ lệ qui định. + Có hình thức trình bày đẹp. + Đảm bảo hệ số truyền nhiệt và có điều kiện thuận lợi để thanh trùng và bảo quản. + Không lẫn các tạp chất. - Khi rót không được rót quá đầy, phải cách miệng hộp 2÷3 mm. Khi rót xong chuyển sang ghép mí ngay. 2.2.9 Ghép nắp 2.2.9.1. Mục đích - Cách ly thực phẩm với môi trường không khí và vi sinh vật bên ngoài. - Có tác dụng rất quan trọng đến thời gian bảo quản và chất lượng sản phẩm 2.2.9.1. Yêu cầu - Nắp hộp cần phải ghép thật kín và chắc chắn để khi thanh trùng áp suất chênh lệch giữa bên trong và bên ngoài hộp không làm bung mí ghép hay bật nắp ra khỏi thân hộp. 2.2.9.3. Cách tiến hành - Ghép mí là một quá trình quan trọng nhằm làm cho thực phẩm cách ly hoàn toàn với môi trường không khí và vi sinh vật bên ngoài, có tác dụng rất quan trọng đến thời gian bảo quản thực phẩm và chất lượng của nó. -Việc ghép mí được tiến hành trên máy ghép chân không. Máy này ngoài ghép mí hộp còn có nhiệm vụ hút không khí trong hộp ra và tạo độ chân không trong hộp đến 400÷600 mmHg. Với độ chân không này không khí được hút hết ra khỏi hộp mà không làm sản phẩm trào ra. Yêu cầu nắp trước khi ghép phải được rửa sạch vô trùng, không có vết xướt. -Trong quá trình ghép thường xuyên kiểm tra độ kín của hộp, đảm bảo khi thanh trùng khi bị bật nắp hay hở mối ghép. Kịp thời phát hiện các sự cố của máy ghép mí, thường xuyên kiểm tra kích thước mối ghép. 2.2.10. Thanh trùng, làm nguội 2.2.10.1. Mục đích Tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh, mục tiêu chính là tiêu diệt bào tử yếm khí Clostridium botulinum  vì: - Có thể sản sinh ra độc tố làm chết người dù ở liều lượng rất thấp. - Có khả năng thành lập bào tử, rất bền nhiệt - Clostridium botulinum có thể tìm thấy bất cứ nơi đâu, vì vậy hầu hết nguyên liệu đều nhiễm vi sinh vật này, nên chúng quan hệ mật thiết tới lĩnh vực an toàn thực phẩm. - Vô hoạt hóa enzyme đảm bảo an toàn thực phẩm.   2.2.10.2. Cách tiến hành Mỗi một dạng đồ hộp thanh trùng trong các thiết bị thanh trùng khác nhau đều có chế độ thanh trùng riêng. Đối với sản phẩm cà chua cô đặc được đựng trong bao bì sắt tây N 08 có chế độ thanh trùng như sau: Có nghĩa là: Thời gian nâng nhiệt của nước trong thiết bị thanh trùng từ khi cho giỏ đồ hộp cà chua vào đến khi đạt nhiệt độ thanh trùng 100oC là 10 phút, sau đó giữ nhiệt độ ấy trong 15 phút, rồi là nguội nước trong thiết bị xuống 40÷50oC trong 10 phút. Đối với hộp cỡ lớn, sau khi ghép kín mí thì ta không cần thanh trùng làm làm nguội nhanh vì: -Thực phẩm đựng trong hộp bao gồm các thành phần: chất rắn, chất lỏng, chất khí. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các áp suất riêng phần và sự dãn nở của các cấu tử đó tăng lên, làm cho áp suất chung trong bao bì đựng sản phẩm tăng lên. Áp suất này (có thể tới 2 atm) có thể làm cho bao bì sắt tây bị biến dạng, bao bì thủy tinh bị nứt, vở. -Vì vậy ta cần tạo ra áp suất trong thiết bị thanh trùng (căn cứ vào tính chất của bao bì, thành phần của sản phẩm đựng trong hộp và nhất là nhiệt độ thanh trùng) bằng hay gần bằng áp suất dư đã tăng lên trong hộp, áp suất này gọi là áp suất đối kháng, thường vào khoảng 0.4 – 1.4 atm. - Nhưng do đối với hộp cỡ lớn không tiến hành thanh trùng nên ta cho làm nguội sản phẩm ngay trong nước lạnh để cân bằng áp suất trong và ngoài bao bì. - Đối với hộp cỡ nhỏ, sau khi ghép kín mí thì ta tiến hành thanh trùng, sản phẩm được làm nguội ngay trong bể làm nguội sau khi thời gian thanh trùng đạt yêu cầu. Hình 2.3.: Thiết bị thanh trùng 2.2.11. Dán nhãn -Sau khi làm nguội, đồ hộp được rửa sạch bằng nước nóng hay dung dịch xút loãng, lau khô rồi chuyển đến thiết bị dán nhãn. - Yêu cầu nhãn Nhãn phải đúng kích thước hộp, trên nhãn có in thành phần sản phẩm, cách sử dụng, cơ sở sản xuất, tên đồ hộp, phẩm cấp, khối lượng tịnh và khối lượng cả bì của mỗi hộp và của cả kiện, ngày, tháng, năm sản xuất. Và đặc biệt nhãn phải có tính mỹ quan cao có tác dụng đến thị hiếu người tiêu dùng. 2.2.12. Bảo ôn, thành phẩm Trong thời gian đầu của quá trình bảo quản, các hợp phần của đồ hộp tiếp tục ổn định, và cũng trong thời gian này người ta có thể sớm phát hiện các đồ hộp bị hư hỏng. -Trong khi bảo quản, các hợp phần sẽ khuyếch tán vào nhau để tiến tới trạng thái cân bằng về nồng độ làm cho đồ hộp có hương vị, màu sắc đồng đều và tăng lên rõ rệt. Hiện tượng ổn định này còn gọi là “hiện tượng chín” của đồ hộp. -Trong quá trình bảo quản cần phải đảo vị trí hộp. Sau thời gian 7÷10 ngày về mùa hè, 10÷15 ngày về mùa đông, sản phẩm được kiểm tra nhằm loại bỏ hộp không đạt tiêu chuẩn (phồng, hở, méo mó, han gỉ). Các kiện đồ hộp phải xếp riêng từng lô (cùng loại hàng, cùng phẩm cấp, cùng ngày sản xuất) cao không quá 5 m.  Chương 3 TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU 3.1. Chọn các số liệu ban đầu Cà chua cô đặc năng suất 30 tấn sản phẩm/ ngày và nồng độ chất khô theo thành phẩm là 55%. Giả sử tỷ lệ hao hụt qua các công đoạn : - Công đoạn chọn lựa nguyên liệu : 2% - Công đoạn rửa : 1 % - Công đoạn xé tơi : 0,5 % - Công đoạn đun nóng : 0,5 % - Công đoạn chà: : 3,5 % Vỏ và hạt trở thành phế liệu và chiếm 3-4 % khối lượng quả do vậy ta chọn hao hụt cho công đoạn này là 3,5 % - Công đoạn cô đặc chân không Trong công đoạn này, tỷ lệ tiêu hao chính là tỷ lệ lượng nước bốc hơi so với khối lượng nước cà chua đem đi cô đặc. Ở công đoạn đem đi cô đặc, cà chua có nồng độ chất khô đạt 7%, sau khi cô đặc nồng độ chất khô đạt 55 % Công thức tính lượng nước bốc hơi như sau: W = Gđ ´ (1 – m1/m2) Trong đó: Gđ: Khối lượng dung dịch cần cô đặc (kg) m1: Nồng độ chất khô ban đầu, m1 = 7 % m2: Nồng độ dung dịch sau khi cô đặc, m2 = 55 % Thay số vào ta tính được lượng nước bốc hơi: W = Gđ ´ (1 – 7/55) = 0,87 ´ Gđ =0,872 % ´ Gđ (kg) Như vậy, tỷ lệ hao hụt trong công đoạn cô đặc chân không là 87,2 % - Công đoạn rót hộp, ghép mí : 1 % - Công đoạn thanh trùng, làm nguội : 1% 3.2. Tính cân bằng sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu( 100kg/h) 3.2.1. Lựa chọn - Lượng nguyên liệu vào : 100 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 2 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 2 (kg/h) 3.2.2. Rửa - Lượng nguyên liệu vào : 100 – 2 = 98 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 1 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 0,98 (kg/h) 3.2.3. Xé tơi - Lượng nguyên liệu vào : 98 – 0,98 = 97,02 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 0,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 0,485 (kg/h) 3.2.4. Đun nóng - Lượng nguyên liệu vào : 97,02 – 0,485 = 96,535 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 0,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 0,483 (kg/h) 3.2.5. Chà - Lượng nguyên liệu vào : 96,535 – 0,483 = 96,052 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 3,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 3,362 (kg/h) 3.2.6. Cô đặc - Lượng nguyên liệu vào : 96,052 – 3,362 = 92,69 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 87,2 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 80,826 (kg/h) 3.2.7. Rót hộp, ghép mí - Lượng nguyên liệu vào : 92,69 - 80,826 =11,864 ( kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 1 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 0,119 (kg/h 3.2.8. Thanh trùng, làm nguội - Lượng nguyên liệu vào : 11,864 – 0,119 = 11,746 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 0,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 0,1175 (kg/h) 3.2.9. Thành phẩm - Lượng thành phẩm thu được : 11,746 - 0,1175 = 11,628 (kg/h) - Tỷ lệ giữa nguyên liệu và thành phẩm là : A = = 8,56 - Vậy cứ 8,56 (kg) nguyên liệu thì sẻ cho 1 (kg) sản phẩm cà chua cô đặc nồng đô chất khô 55% STT Công đoạn Hao hụt(%) Lượng nguyên liệu tính cho 100 (kg/h) Lượng hao hụt tính theo 100 (kg/h) Đầu vào Đầu ra 1 Nguyên liệu cà chua 100 2 Lựa chọn 2 100 98 2 3 Rửa 1 98 97,02 0,98 4 Xé tơi 0,5 97,02 96,535 0,4851 5 Đung nóng 0,5 96,535 96,052 0,4827 6 Chà 3,5 96,052 92,69 3,3618 7 Cô đặc 87,2 92,69 11,864 80,826 8 Rót hộp, ghép mí 1 11,864 11,746 0,1186 9 Thanh trùng, làm nguội 1 11,746 11,628 0,1175 10 Bảo quản, Thành phẩm 11,628 11,628 0 Bảng 3.1 . Tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào, ra qua các công đoạn chế biến tính cho 100 kg nguyên liệu 3.3. Tính cân bằng sản phẩm cho một ngày 3.3.1. Lượng nguyên liệu ban đầu cho một ngày Cứ 100 kg nguyên liệu ban đầu sản xuất được 11,628 kg thành phẩm. Với năng suất 30 tấn sản phẩm/ ngày : - Năng suất cho một giờ là: = = 1875 (kg/h) Ta có thể tính : chi phí nguyên liệu cà chua được tính theo công thức: (1) Trong đó: T: Lượng nguyên liệu cà chua ban đầu. S: Lượng sản phẩm tạo thành. n: Số công đoạn. x1, x2,...,xn: Tỷ lệ hao hụt qua từng công đoạn so với nguyên liệu ban đầu (%). Thay số vào (1) ta tính được chi phí nguyên liệu cà chua ban đầu: 16124 (Kg/h) 3.3.2. Chọn lựa - Lượng nguyên liệu vào : 16124 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 2 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 322,49(kg/h) 3.3.3. Rửa - Lượng nguyên liệu vào : 16124 – 322,49 = 15802 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 1 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 158,02 (kg/h) 3.3.5. Xé tơi - Lượng nguyên liệu vào : 15802 - 158,02 = 15644 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 0,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 78,22 (kg/h) 3.3.6. Đun nóng - Lượng nguyên liệu vào : 15644 - 78,22= 15566 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 0,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 78,22 (kg/h) 3.3.7. Chà - Lượng nguyên liệu vào : 15566 - 78,22 = 15488 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 3,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 542,08 (kg/h) 3.3.8. Cô đặc - Lượng nguyên liệu vào : 15488 – 542,08 = 14946 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 87,2 % - Lượng hơi nước : = 13033 (kg/h) 3.3.9. Rót hộp, ghép nắp, - Lượng nguyên liệu vào : 14946 - 13033 = 1913,1 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 1 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 19,131 (kg/h) 3.3.10. Thanh trùng, làm nguội - Lượng nguyên liệu vào : 1913,1 - 19,131= 1893,9 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 1 % - Lượng nguyên liệu hao hụt : = 18,939 (kg/h) 3.3.11. Thành phẩm - Lượng thành phẩm thu được : 1893,9 - 18,939 = 1875 (kg/h) - Tỷ lệ giữa nguyên liệu và thành phẩm : 8,56 - Vậy cứ 8,56 (kg) nguyên liệu thì sẽ cho 1 (kg) sản phẩm cà chua cô đặc - Như vậy để sản xuất 30 tấn sản phẩm/ ngày thì cần lượng nguyên liệu là: 16124 kg /h = 16,124 tấn 16 giờ = 258 tấn / ngày 3.3.12. Chi phí hộp, nắp, nhãn Nếu rót vào hộp nhỏ: Chọn hộp số N 0 8 khối lượng sản phẩm 0,4 kg/hộp = 400 g/ hộp - Lượng sảm phẩm trước khi rót hộp: 30 tấn sản phẩm/ngày - Trọng lượng trung bình của mỗi hộp: 400 g - Vậy số hộp trong 1 ngày là: = 7500 (hộp/ngày) - Chọn số hộp hao hụt là 3%, vậy số hộp trong thực tế là: 7500 . = 77320 (hộp/ngày) - Số hộp trong một giờ : 4832 (hộp/ giờ) Nếu rót vào hộp lớn ( thùng sắt vuông): - Trọng lượng trung bình của mỗi thùng 21 kg - Vậy số thùng trong một ngày là: = 1429 ( thùng) - Chọn số thùng hao hụt là 1%, vậy số thùng trong thực tế là: 1429. = 1443,434 (thùng/ngày) Chọn 1444 thùng - Số thùng trong một giờ: (thùng/giờ) Chọn 91 thùng - Chi phí nắp: Số nắp cần cho 1 ngày = Số hộp cần cho 1 ngày : 77320 nắp. - Chi phí nhãn: Tỷ lệ nhãn tiêu hao trong 1 ngày(so với số hộp cần cho 1 ngày): 2%. 77320 + 77320 0,02 = 78866 nhãn. Số nhãn trong một giờ: (nhãn) Bảng 3.2. Tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào, ra qua các công đoạn chế biến tính theo nguyên liệu cho một ngày STT Công đoạn Hao hụt(%) Lượng nguyên liệu vào tính theo năng suất nhà máy (kg/h) Lượng hao hụt tính theo năng suất nhà máy (kg/h) Lượng nguyên liệu vào tính theo năng suất nhà máy (kg/ngày) Lượng hao hụt tính theo năng suất nhà máy (kg/ngày) 1 Nguyên liệu cà chua 16124 257992 2 Lựa chọn 2 16124 322,49 257992 5159,8 3 Rửa 1 15801,990 158,02 252832 2528,3 4 Xé tơi 0,5 15643,971 78,22 250304 1251,5 5 Đung nóng 0,5 15565,751 77,829 249052 1245,3 6 Chà 3,5 15487,922 542,08 247807 8673,2 7 Cô đặc 87,2 14945,845 13033 239134 208524 8 Rót hộp, ghép mí 1,5 1913,068 19,131 30609 306,09 9 Thanh trùng, làm nguội 1 1893,937 18,939 30303 303,03 10 Bảo ôn, Thành phẩm 1 1875 0 30000 0 STT Công đoạn Hao hụt(%) Lượng nguyên liệu tính cho 100 (kg/h) Lượng nguyên liệu vào tính theo năng suất nhà máy (kg/h) Lượng hao hụt tính theo 100 (kg/h) Lượng hao hụt tính theo năng suất nhà máy (kg/h) Đầu vào Đầu ra 1 Nguyên liệu cà chua 100 16124,480 2 Lựa chọn 2 100 98 16124,480 2 322,49 3 Rửa 1 98 97,02 15801,990 0,98 158,02 4 Xé tơi 0,5 97,02 96,535 15643,971 0,4851 78,22 5 Đung nóng 0,5 96,535 96,052 15565,751 0,4827 77,829 6 Chà 3,5 96,052 92,69 15487,922 3,3618 542,08 7 Cô đặc 87,2 92,69 11,864 14945,845 80,826 13033 8 Rót hộp, ghép mí 1 11,864 11,746 1913,068 0,1186 19,131 9 Thanh trùng, làm nguội 1 11,746 11,628 1893,937 0,1175 18,939 10 Bảo quản, Thành phẩm 1 11,628 11,628 1874,998 0 0 Bảng 3.3. Tổng kết tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào ra qua các công đoạn chế biến Chương 4: Tính Chọn Thiết Bị 4.1. Băng tải vận chuyển và lựa chọn nguyên liệu: Chọn băng tải con lăn để vận chuyển nguyên liệu và lựa chọn nguyên liệu ngay trên băng tải. - Năng suất băng tải Áp dụng công thức: Q=3600 × B × y × v × ŋ × h. Trong đó: B: Chiều rộng băng tải, B =1200 mm y: Khối lượng riêng của cà chua, y = 550 kg/m3. v: Vận tốc băng tải, v = 0,15 m/s. ŋ: Hệ số sử dụng của băng tải, ŋ = 0,75. h: Chiều cao trung bình của lớp cà chua, h = 0,03 m. Thay số vào ta tính được: Q = 3600 × 1,2 × 550 × 0,15 × 0,75 × 0,03 = 8019 kg/h. - Số băng tải cần chọn: 2 Vậy ta chọn 2 băng tải con lăn. - Tính chiều dài băng tải: L = N/2 ×L1 + L2 (m). Trong đó: L: Chiều dài băng tải (m). L1: Chiều rộng chỗ làm việc của 1 công nhân, L1 = 0,75 m. L2: Chiều dài bộ phận dẫn động và tang quay, L2 = 1 m. N: Số chỗ làm việc của công nhân (tức là số công nhân). Chọn 20 công nhân làm việc - Chiều dài mỗi băng tải: 8,5 m - Chiều cao băng tải : 900 mm Hình 4.1. :Băng chuyền ống 4.2. Máy rửa thổi khí[6,p-317] Chọn máy rửa thổi khí kiểu KMB. Đặc tính kĩ thuật: - Năng suất máy : 4000 kg/h. - Tiêu hao nước : 4,5 m3/h. - Chiều rộng băng tải: 500 mm. - Vận tốc băng tải : 0,17 m/s. - Công suất động cơ điện: 4,5 KW. - Số vòng quay của động cơ: 950 vòng/phút. - Kích thước (mm): 6755 ×1040× 1340. - Khối lượng máy : 1260 kg. - Năng suất công đoạn: 15802 kg/h. - Số thiết bị cần chọn: 3,97 Vậy ta chọn 4 máy Hình 4.2.: Máy rửa thổi khí 4.3. Máy xé tơi Dùng máy xé có lưỡi dao cong, chế tạo bằng thép không gỉ kiểu REITRP-12K của Mỹ [9] Đặc tính kĩ thuật: Năng suất máy : 6000 kg/h. Công suất động cơ : 4 KW. Kích thước nguyên liệu sau khi xé: 2÷3 mm. Kích thước (mm) : 1150 ×900 × 1500. Năng suất công đoạn: 15644 kg/h. Số thiết bị cần chọn: 2,6 Vậy ta chọn 3 máy. Hình 4.3. Máy xé 4.4. Thiết bị đun nóng - Chọn thiết bị gia nhiệt kiểu tấm. - Cấu tạo: + Gồm những bản mỏng ghép lại với nhau, chế tạo từ thép không rỉ. + Các tấm có hình chữ nhật, có vách định hướng, có đệm cao su ở phần rìa và có những lỗ thông nhau giữa các tấm. Khi xếp và ép các bản mỏng lại với nhau thì các lỗ sẽ tạo thành rãnh thông kín, giữa các bản mỏng là các khoang kín. Các khoang này chứa đầy dịch cần đun nóng thông với nhau bằng một rãnh thông đặt xen kẽ với các khoang chứa chất tải nhiệt cũng thông với nhau bằng một rãnh thông khác. + Các bản mỏng này được ghép chặt với nhau nhờ ốc xiết, đầu ngang và hai đầu mép. - Nguyên tắc làm việc: dung dịch cần đun nóng được bơm vào thiết bị ở ống dẫn phía trên vào các tấm bản xen kẽ. Chất tải nhiệt sẽ vào thiết bị ở ống dẫn phía dưới và vào các bản còn lại. Như vậy dung dịch cần đun nóng và chất tải nhiệt sẽ tiếp xúc gián tiếp qua các bản mỏng. Tại đây quá trình truyền nhiệt sẽ xảy ra, lúc này nhiệt độ của các chất cần đun nóng tăng lên và sau khi đạt yêu cầu thì thu hồi ở ống dẫn phía dưới, còn chất tải nhiệt sau khi trao đổi nhiệt xong thì theo ống trên ra ngoài. Ưu điểm + Thời gian đun nóng nhanh do dung dịch cần đun nóng nằm trong khoang kín bằng một lớp mỏng lại được truyền nhiệt cả hai mặt. + Thiết bị gọn. + Diện tích tiếp xúc giữa chất tải nhiệt và sản phẩm lớn nên hiệu quả truyền nhiệt tăng Chọn thiết bị gia nhiệt kiểu tấm APV, đặc tính kỹ thuật: - Năng suất : 6000 (kg/h) - Số tấm : 15 (tấm) - Khoảng cách giữa các tấm : 2,5 (mm) - Tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt: 38 (m2) - Tiêu hao :120 (kg/h) - Áp suất làm việc lớn nhất : 3,5 (at) - Đường kính ống sản phẩm : 36 (mm) - Đường kính ống dẫn hơi : 15 (mm) - Kích thước : 1250 x 600 x 1000 (mm) - Nhiệt độ dịch ra khỏi thiết bị :700C - Lượng nguyên liệu máy cần đun nóng trong 1 giờ: 15566 (kg/h) - Số thiết bị cần: n = 2,59 Vậy: Chọn 3 thiết bị. Hình 4.4. Thiết bị đun nóng 4.5. Máy chà - Máy chà không nên sử dụng các loại máy chà có kích thước lỗ rây quá lớn vì khi đó ta sẽ thu được dung dịch cà chua không đồng nhất, điều này không có lợi trong quá trình sản xuất vì làm cho thời gian cô đặc kéo dài, làm cho sản phẩm bị biến màu giảm giá trị cảm quan. - Cấu tạo: máy chà chia thành hai bộ phận chủ yếu là bộ phận chà và rây lọc. + Bộ phận chà gồm có trục quay làm bằng thép không rỉ, gắn trên trục là cánh đập, cánh đập có thể làm bằng gỗ có nẹp cao su hoặc cũng được làm bằng thép không rỉ. Các cánh đập lắp nghiêng so với đường sinh của trục 1 góc 1.5 - 20. Nhờ có góc nghiêng mà nguyên liệu di chuyển theo đường xoắn ốc và bã được đẩy ra ngoài ở cuối máy. + Rây lọc có hình trụ làm bằng thép không rỉ có đục lỗ, kích thước lỗ rây trên máy thường là 0.5; 0.75; 1; 1.5 mm. - Nguyên tắc làm việc: động cơ truyền chuyển động quay đến trục qua đai truyền động, nguyên liệu từ phễu nạp liệu nhờ vít tải nghiền sơ bộ và chuyển vào khoang chà. Nguyên liệu chịu tác dụng của lực đập của cánh chà nên tế bào bị phá vỡ và được làm nhỏ, dưới tác dụng của lực ly tâm sinh ra khi cánh đập quay nên phần thịt quả sẽ lọt qua các lỗ rây, sau đó thu hồi được qua máng tháo sản phẩm. Phần bã sau khi chà di chuyển đến cuối máy và được tháo ra ngoài qua cửa tháo bã. + Máy chà cánh đập quay nhanh (700 vòng/phút) - Năng suất máy chà (kg/h) được tính theo công thức : DL2 Q = 0,07 n tg D: Đường kính của rây (m) L: Chiều dài cánh đập : góc nghiêng của cánh chà so với trục quay n: Số vòng quay/phút : Tổng diện tích lỗ rây so với diện tích rây (23 - 45 %) Chọn máy chà kiểu KПY-M [6, p-412] - Đặc tính kĩ thuật: Năng suất máy : 4000 kg/h. Công suất động cơ : 4,5 KW. Số vòng quay của động cơ : 1440 vòng/phút. Kích thước (mm) : 1940 ×1130 × 1015. Khối lượng máy : 270 kg. ●Năng suất công đoạn: 15488 kg/h. ●Số thiết bị cần chọn: 3,87 Vậy ta chọn 4 máy. Hình 4.5.:Máy chà Hình 4.5 :Máy chà cánh đập Cấu tạo: gồm 7 bộ phận chính 1. Máng xoắn tải nguyên liệu     2. Phiễu nạp liệu            3. Bơi chèo chuyển nguyên liệu 4. Cánh đập                  5. Trục quay               6. Mặt rây                7. Cửa thải bã. 4.6. Thiết bị cô đặc[10] Lựa thiết bị cô đặc chân không nhiều nồi loại SJN3-3000 - Vì khi thực hiện ở điều kiện áp suất chân không thì nhiệt độ sôi của dung dịch sẽ giảm xuống và thời gian cô đặc ngắn hơn. Khi đó sẽ giữ được các thành phần dễ bị biến đổi (như giữ đựơc tính chất tự nhiên của mùi, màu, vị, đảm bảo lượng vitamin không bị tổn thất nhờ nhiệt độ thấp và không tiếp xúc với oxi không khí) - Năng suất thiết bị : 3000 kg/h - Tiêu hao hơi nước bão hòa : 2200 kg/h - Áp suất hơi : < 0,1Mpa - Kích thước(mm) : =2000, H= 4000 -Lượng nước làm mát (Tấn/giờ) : 60 - Năng suất công đoạn: 14946 kg/h - Số thiết bị cần chọn: N = 4,98 Chọn thiết bị cô đặc chân không 5 nồi Hình 4.6.:Hệ thống nồi cô đặc chân không 4.7. Thiết bị rót Chọn máy rót hộp kiểu KH-02M [6, p-151] Đặc tính kĩ thuật: Năng suất :60÷100 hộp/phút. Số vòi rót : 6 Có thể rót cho cỡ hộp : No1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Thể tích rót 1 lần : 100÷500 cm3 Độ chính xác : . Công suất : 1,0 KW. Số vòng quay động cơ : 1410 vòng/phút. Kích thước : 1580 × 970 × 1460 Trọng lượng : 920 kg. Năng suất công đoạn: 1913,1 kg/h Số hộp cần rót trong một giờ : 4832 Số máy rót hộp: 0,8 Vậy ta chọn 1 máy. Hình 4.7.: Thiết bị rót 4.8. Máy ghép mí chân không[7] - Chọn máy nghép mí tự động Model Canco - Máy ghép mí tự động 1 đầu ghép công suất 50 hôp/phút - Cỡ hôp. 200-404 - Chiều cao hộp 2 ½” - 5 ¼”  - Công suất 50 Hộp/Phút - Động cơ 3HP/3PHA - Kích thước máy 150x150x190 cm - Trọng lượng máy 1050 kgs. Đặc điểm kỹ thuật : - Số hộp cần ghép mí là 4832 (hộp/giờ) - Số lượng thiết bị cần là: = 1,610667 Chọn 2 máy Hình 4.8.: Máy ghép mí chân không 4.9. Nồi thanh trùng Ta thiết kế nồi thanh trùng có kích thước như sau: - Chiều cao : 2000 mm. - Đường kính trong : 1500 mm. - Bề dày thiết bị : 4 mm. Giỏ thanh trùng bằng thép có: - Chiều cao : 1200 mm. - Đường kính trong : 1400 mm. - Bề dày : 3 mm. - Có đục lỗ 60% Năng suất thiết bị thanh trùng: hộp/h. Trong đó: n: Số hộp trong 1 nồi. T: Thời gian 1 chu kì làm việc. Số hộp trong 1 nồi: Ta sử dụng công thức: hộp. d1: Đường kính trong của giỏ (m). d2: Đường kính ngoài của hộp No8 (m). d2 = 102,3 mm. a: Số lớp đồ hộp sắp trong giỏ. a phải là 1 số nguyên và bằng: . Với h1: Chiều cao của giỏ (m). h2: Chiều cao của hộp. h2 = 52,8 mm = 0,0528 m. Vậy a = 13. z: Số giỏ thanh trùng xếp trong thiết bị. Ta chọn z = 1. k: Hệ số xếp đầy giỏ, k = 0,65 ÷ 0,9. Ta chọn k = 0,75. Thay số vào ta tính được số hộp trong 1 nồi. 1433 hộp. - Thời gian 1 chu kì làm việc: T. Công thức thanh trùng: . T được tính như sau: T=T1 + A + B + C + T2. Trong đó: T1,T2: Thời gian đưa giỏ vào và tháo giỏ ra khỏi nồi. T1 + T2 = 10 phút. A: Thời gian nâng nhiệt, A = 10 phút. B: Thời gian giữ nhiệt, B = 15 phút. C: Thời gian hạ nhiệt, C = 10 phút. Vậy: T=10 + 10 + 15 + 10 = 45 phút -Năng suất thiết bị thanh trùng: 1910 hộp/h. - Số thiết bị thanh trùng cần thiết trong dây chuyền sản xuất có năng suất: N = 4832 hộp/h. Vậy: x = 3 - Khoảng thời gian làm việc liên tiếp giữa 2 thiết bị thanh trùng: Ta sử dụng công thức: ∆T = phút. Hình 4.9. : Thiết bị thanh trùng 4.10. Thiết bị dán nhãn[8] Sản phẩm (ENG) : Auomatic Labeling machine - Thông số kỹ thuật + Kích thước: 1500L*800W*1100H mm + Đường kính lọ thích hợp: φ40mm -φ110mm (loại lọ có đường kính quy chuẩn), không giới hạn chiều cao của lọ. + Loại nhãn (Dài x Rộng): 80mm—370mm×20mm—200mm, nhãn được làm bằng giấy, được in quy chuẩn. + Tốc độ dán: 2 loại tốc độ: 60-150 lọ/phút. + Các bộ phận chủ chốt được nhập khẩu nguyên kiện. +  Đối với các loại lọ và nhãn có kích thước gần giống nhau, không cần phải thay đổi linh kiện, chỉ cần điều chỉnh là có thể vận hành sản xuất được. +  Công suất motor: 0.7 kw +  Nguồn điện: 3 phases; 380V + Trọng lượng máy: 750 kg - Năng suất công đoạn : 4832 (hộp/giờ) - Số lượng thiết bị cần: = 0,536 Vậy chọn 1 máy dán nhãn Hình 4.10.: Máy dán nhãn Hình 4.10. : Thiết bị dán nhãn Bảng 3.4. Thống kê các thiết bị chính cho dây chuyền cà chua cô đặc STT Tên thiết bị Kích thước (mm) Số lượng (cái) 1 Băng chuyền ống 8500×1200×900 2 2 Máy rửa thổi khí 6755 ×1040× 1340 4 3 Máy xé dao cong 1150 ×900 × 1500 3 4 Thiết bị gia nhiệt loại tấm 1250 x 600 x 1000 3 5 Máy chà 1940 ×1130 × 1015 4 6 Nồi cô đặc chân không = 2000, H = 4300 5 7 Máy rót 1580 × 970 × 1460 1 8 Máy ghép nắp 1500x1500x1900 2 9 Thiết bị thanh trùng = 1000, H = 900 3 10 Bể làm nguội 2500x1500x1100 1 11 Máy dán nhãn 1500 x 800 x 1100 1 KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian hơn một tháng nổ lực, cố gắng tìm hiểu tài liệu, học hỏi của bản thân, cùng với sự giúp đỡ tận tình của Thầy Trần Thế Truyền đã giúp tôi đã hoàn thành đồ án công nghệ 2 “Thiết kế phân xưởng sản xuất cà chua cô đặc – Năng suất 30 tấn sản phẩm/ngày” Qua quá trình làm đồ án, tôi đã phần nào nắm được những kiến thức cơ bản để có thể thiết kế được một phân xưởng nhà máy thực phẩm nói chung và phân xưởng sản xuất cà chua cô đặc nói riêng, đồng thời nắm rõ hơn về công nghệ sản xuất, cách bố trí và lựa chọn thiết bị sao cho kinh tế và hợp lý. Tuy nhiên do sự hạn chế về mặt kiến thức của bản thân cũng như những vấn đề về lĩnh vực thực tế và do tài liệu tham khảo còn chưa đầy đủ nên đồ án của tôi còn nhiều thiếu sót. Vì thế tôi rất mong được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để tôi có thể nhận thấy những thiếu sót, giúp cho đồ án của tôi hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Trần Thế Truyền cùng tất cả các thầy cô đã giúp đỡ tôi hoàn thành nhiệm vụ được giao. Đà Nẵng, ngày 27 tháng 11 năm 2010 Sinh viên thực hiện Đỗ Thị Hoan Tài liệu tham khảo [1]Đỗ Văn Đài – Nguyễn Trọng Khương – Trần quang Thảo – Võ Thị Ngọc Tươi, Các qúa trình và thiết bị công nghệ hóa học, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp [2] Lê Mỹ hồng, Công nghệ chế biến thực phẩm đóng hộp, Trường ĐH Cần Thơ, 2005 [3]  Nguyễn Văn Tiếp – Quách Đĩnh – Ngô Mỹ Văn, Kỹ thuật sản xuất đồ hộp rau quả, NXB Thanh Niên [4] Nguyễn Trọng Cẩn – Nguyễn Lệ Hà, Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật. [5] [6] [7] CΠPABOЧНИК ΠO ΠPOИЗВOДСТВУ КOНСΕPВOВ, TOM 1. ИЗДАТЕΠbCTBO "ΠИЩΕВАЯ ΠPOMNШЛЕННOCTb", MOKBA 1965 [8] [9] [ 10]. Dự án khả thi nhà máy sản xuất nước dứa cô đặc xuất khẩu Quảng Nam. [11]. MỤC LỤC Lời Mở Đầu