Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất đồ hộp thịt

ng mỡ cao hơn, nhưng lượng nước, protein và khoáng chất giảm sút, thớ thịt thường rất dai. Thịt của các con thú bệnh thường có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người, vì vậy không được sử dung thịt chế biến thức ăn nếu không được khám nghiệm cho phép của thú y và không được xử lý đúng quy định. Sau đây là thành phần hóa học của một số loại thịt: Bảng 2.1: Thành phần hóa học chủ yếu của một số loại thịt Loại thịt Thành phần hoá học (g/100g) Nước Protein Lipid Khoáng Năng lượng (cal) Bò 70,5 18,0 10,5 1,0 171 Lợn mỡ 47,5 14,5 37,5 0,7 406 Lợn 1/2 nạc 60,9 16,5 21,5 1,1 268 Lợn nạc 73,0 19,0 7,0 1,0 143 Trâu (bắp) 72,3 21,9 4,9 0,9 118 Gà 69,2 22,4 7,5 0,9 162 Vịt 59,5 17,8 2,8 0,9 276 Bảng 2.2: Hàm lượng khoáng chất và vitamin trong một số loại thịt Loại thịt Muối khoáng (mg%) Vitamin (mg%) Ca P Fe A B1 B2 PP C Bò loại I 10,0 191,0 2,7 0,01 0,17 0,17 4,22 1,00 Bò loại II 12,0 226,0 3,1 - - - - 1,00 Heo mỡ 8,0 156,0 2,2 - - - - - Heo nạc 9,0 178,0 2,5 0,01 0,93 0,16 2,70 2,00 Bảng 2.3: Thành phần trung bình các acid amin không thay thế trong một số loại thịt Acid amin không thay thế (g% protein) Thịt heo Thịt bò Lysine 7,5 8,4 Methionine 2,5 2,3 Tryptophan 1,3 1,1 Phenylalanine 4,1 4,0 Threonine 5,1 4,0 Valine 5,0 5,7 Leucine 7,5 8,4 Isoleucine 4,9 5,1 Arginine 6,4 6,6 Histidine 3,2 2,9 Trong thành phần chất khô thịt thì protein đóng vai trò chủ yếu quyết định giá trị và nguồn dinh dưỡng của thịt. Protein của thịt là một protein khá hoàn thiện có chứa đầy đủ các acid amin không thay thế với tỷ lệ khá hoàn hảo. Protein của thịt có thể chia thành ba loại: - Protein của chất cơ: đó chính là myoglobin có vai trò quyết định màu sắc của thịt. - Protein của khung mạng: có trong xương, da gân, sụn và trong hệ thống tim mạch. Trong thịt nạc không chứa loại protein này. Protein của khung mạng chủ yếu gồm collagen và elastin. - Protein của tơ cơ: Bao gồm chủ yếu là actin và myosin, troponin, tropomyosin. Actin và myosin nằm xen kẽ song song liên kết với nhau tạo thành các sợi cơ. Chúng có khả năng liên kết thuận nghịch với nhau tạo actomyosin. 2.2 Gan: Trong sản xuất paté, nhất là paté gan, gan là một nguyên liệu quan trọng quyết định cấu trúc, mùi vị và dinh dưỡng của sản phẩm. Gan động vật và nhất là gia súc, gia cầm là kho dự trữ rất nhiều dưỡng chất như glycogen, vitamine (B1, B2, B6, B12, A, D, PP, K, E, H (biotin), acid pantothenic, cholin, acid folic, acid paraaminobenzoic,…), khoáng vi lượng, chất béo,…Ngoài ra trong gan còn chứa nhiều nội tiết tố không những có giá trị thực phẩm mà còn có giá trị dược liệu. Trong gan có chứa nhiều enzyme như protease, lipase, arginase, nuclease, amylase, xantioxidase, catalase, carotinase. Thành phần dưỡng chất dự trữ trong gan thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào điều kiện nuôi dưỡng, tình trạng sức khỏe của gia súc, gia cầm. Bảng 2.4: Thành phần hóa học trong gan của một số loại gia súc Loại gan Thành phần hóa học (g%) Năng lượng cho 100g ăn được (cal) Nước Protein Lipid Chất trích ly Tro Gan bò 72,9 17,4 3,1 5,3 1,3 100 Gan heo 71,4 18,8 3,6 4,7 1,5 111 Bảng 2.5 : Hàm lượng khoáng chất và vitamin trong một số loại gan Loại gan Muối khoáng (mg%) Vitamine (mg%) Ca P Fe A B1 B2 PP C Gan bò 5,0 340,0 9,0 15,0 0,40 3,00 17,00 30,00 Gan heo 7,0 353,0 12,0 6,0 0,50 3,50 16,20 18,00 Bảng 2.6: Thành phần acid amin không thay thế của protein gan Acid amin không thay thế Tỉ lệ % tính theo protein Glysine 7,3 Methionine 2,2 Tryptophan 1,6 Phenylalanine 5,4 Threonine 4,4 Valine 6,5 Leucine 8,4 Isoleucine 5,4 Arginine 6,0 Histidine 2,8 2.3 Mỡ: Mô mỡ là loại mô liên kết biến dạng, chứa nhiều tế bào mỡ. Đây là nơi dự trữ, cung cấp năng lượng cho cơ thể. Mỡ heo là nguồn cung cấp chất béo. Mỡ có tác dụng làm tăng độ dính, độ béo, độ bóng, làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, giúp tận dụng nguồn nguyên liệu và làm giảm giá thành, tăng hiệu quả kinh tế . 2.4 Các chất phụ gia: Để đảm bảo cho sản phẩm paté có mùi vị và cấu trúc đặc trưng, các chất phụ gia chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng. Có thể chia các chất phụ gia thành các nhóm như sau: 2.4.1 Nhóm tạo vị: Các phụ gia tạo vị bao gồm: muối, đường, bột ngọt, tiêu,… tạo vị đặc trưng cho sản phẩm. 2.4.2 Nhóm tạo cấu trúc: Trứng: protein trứng có khả năng tạo gel, giúp tạo cấu trúc cho sản phẩm. Ngoài ra lòng đỏ trứng có chứa lecithin làm tăng khả năng nhũ hóa, giúp cho sản phẩm có cấu trúc đồng nhất không bị tách mỡ lỏng sau khi hấp tiệt trùng. Bột mì: gồm có tinh bột và gluten. Bột mì có tác dụng giữ nước cho sản phẩm và liên kết các thành phần của sản phẩm tạo nên cấu trúc khối dẻo cho sản phẩm. Ngoài ra, có thể sử dụng một số chất tạo cấu trúc khác như: mono stearin, bánh mì khô, tinh bột bắp… Phosphate K7: là hỗn hợp của di, tri, polyphophosphate, có pH = 8 – 8,9. Tác dụng: - Tăng khả năng giữ nước. - Đồng nhất khối nhũ tương thịt. - Tăng khả năng tạo nhũ của khối mỡ. - Cải thiện cấu trúc mềm mại cho sản phẩm. - Ngăn cản sự tách lớp của protein – mỡ – nước. - Giảm sự hao hụt trọng lượng. 2.4.3 Nhóm tạo mùi: Paté là một sản phẩm phổ biến và có nhiều nơi sản xuất, nhưng một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của sản phẩm này là phải tạo mùi đặc trưng và thích hợp với thị hiếu của khách hàng. Các hợp chất tạo mùi thường dùng: hành củ, tỏi, húng lìu, ngũ vị hương, hương paté (nhập từ Pháp),… Ngoài ra có thể sử dụng nutmeg (hạt nhục đậu khấu) để tạo mùi. Nutmeg có một hương thơm đặc trưng dễ chịu, và vị ấm nhẹ. Nó được dùng để tăng thêm hương vị cho các loại bánh nướng, kẹo, bánh pudding, các loại thịt, sausage, nước sốt và đồ uống. Nutmeg rất dễ mất hương thơm khi nghiền. Vì vậy chỉ nghiền một lượng cần thiết trước khi sử dụng. Hình 2.1: Nutmeg 2.4.4 Nhóm tạo màu: Màu tự nhiên của paté là màu của nguyên liệu chín. Nhưng theo thị hiếu, sản phẩm paté phải có màu hồng nâu sáng. Vì vậy cần phải cho thêm vào hỗn hợp nguyên liệu một số chất tạo màu: nitrit natri, nitrat natri (diêm tiêu). Ngoài ra, người ta còn dùng các chất tạo màu đỏ như: chất màu từ hạt điều (bixine), Cochenille (E120), Rouge Cochenille A(E124) hay Ponceau 4R… 2.4.5 Chất bảo quản: Phụ gia bảo quản thường sử dụng là aicd benzoic và muối benzoate, acid sorbic và muối sorbate,… Ngoài các chất trên, chính các nitrit và nitrat sử dụng để giữ màu cho sản phẩm cũng là các chất sát khuẩn hiệu quả. 2.5 Nước đá vảy: Nước đá vảy có vai trò rất quan trọng trong quá trình chế biến, giúp cho việc giữ nhiệt độ thấp trong quá trình xay (do sự ma sát xảy ra giữa các dao và nguyên liệu đưa vào), ngoài an ó còn là dung môi giúp hòa tan các chất phụ gia. Nước đá vảy ảnh hưởng đến khả năng tạo nhũ tương, tham gia vào việc tạo cấu trúc và trạng thái của sản phẩm thực phẩm chế biến, đồng thời làm tăng độ ẩm cũng như trọng lượng của sản phẩm. 2.6 Vitamin C: Vitamin C có tác dụng : - Thúc đẩy quá trình tạo màu của nitrit, rút ngắn thời gian ướp xuống chỉ còn một ngày. - Chống oxy hóa. Chương 3: KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ Hỗn hợp NaCl. diêm tiêu, đường, bột ngọt Ướp muối Tiệt trùng Sản phẩm Bài khí - Ghép mí Bảo ôn Vào hộp Phụ gia Hộp Xay nhuyễn Đá vảy Rã đông Xay thô Ướp muối Gan Hỗn hợp NaCl. diêm tiêu, đường, bột ngọt Thịt Rã đông Chặt thịt Xay thô 3.1. Lựa chọn nguyên liệu: 3.1.1 Thịt: Thịt chế biến paté phải đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh thực phẩm phải được chọn từ con vật khoẻ mạnh, không mắc bệnh nhất là các bệnh truyền nhiễm, sau khi pha lóc không được lẫn tạp chất lạ và bụi bẩn, tránh để thịt nhiễm bẩn hệ vi sinh có trong đất. Thịt phải có màu sắc tự nhiên (từ hồng đến đỏ sáng), không có mùi ôi. Về nguyên tắc thịt loại I hay loại II đều có thể dùng để sản xuất paté, chỉ cần bảo đảm 50% là thịt nạc, nhưng thực tế người ta hay sử dụng thịt loại II (thịt bụng, hay còn gọi là thịt ba rọi). Cũng có thể sử dụng thịt nạc hay thịt mỡ heo tỷ lệ nhất định. Tùy theo công nghệ chế biến và yêu cầu sản phẩm, đôi khi người ta phải sử dụng thịt lạnh (thịt đã bảo quản lạnh) và giữ nhiệt độ lạnh của thịt trong suốt quá trình chế biến nhằm làm cho protein trong thịt không bị biến tính bởi nhiệt sinh ra do ma sát trong quá trình chế biến. Thịt qua bảo quản lạnh hay đông có ưu thế hơn thịt “nóng” ở chỗ: sau thời gian bảo quản, thịt đạt đến độ chín tới, có những biểu hiện tốt về mùi và vị, trở nên mềm mại tươi ngon, có khả năng giữ ẩm lớn hơn so với thịt trong giai đoạn co cứng và dễ bị tác dụng của enzyme tiêu hoá hơn. Chỉ tiêu chất lượng thịt lạnh đông: Bảng 3.1: Chỉ tiêu cảm quan thịt lạnh đông Tên chỉ tiêu Yêu cầu Trạng thái lạnh đông Trạng thái bên ngoài - Khối thịt đông cứng, lạnh, dính tay, bề mặt khô, gõ không có tiếng vang, cho phép có ít tuyết trên bề mặt ngoài của khối thịt. - Khối thịt sạch, không có tạp chất lạ, không có băng đá, không được rã đông. Màu sắc Đặc trưng cho từng loại sản phẩm. Trạng thái sau rã đông Trạng thái bên ngoài - Đàn hồi, bề mặt không bị nhớt, không dính tạp chất lạ. - Mỡ mềm, dai, định hình. Màu sắc Đặc trưng cho từng loại sản phẩm. Mùi Tự nhiên, đặc trưng cho từng loại sản phẩm, không có mùi lạ. - Chỉ tiêu hóa lý: + pH = 5,5 – 6,2. + Phản ứng định tính H2S: âm tính. + Hàm lượng NH3, mg/100g: ≤ 33. Bảng 3.2: Chỉ tiêu dư lượng kim loại nặng trong thịt lạnh đông Kim loại Giới hạn tối đa (mg/kg) Chì (Pb) 0,5 Thủy ngân (Hg) 0,03 Cadimi (Cd) 0,05 Bảng 3.3: Chỉ tiêu vi sinh thịt lạnh đông Vi sinh vật Giới hạn cho phép trong 1 g sản phẩm (cfu/g) Tổng số vi khuẩn hiếu khí 106 Coliforms 100 Escherichia coli 100 Clostridium perfringens 10 Salmonella 0 Bacillus cereus 100 Staphylococcus aureus 100 Clostridium botulinum 0 Hàm lượng aflatoxin B1 ≤ 0,005 mg/kg. 3.1.2 Gan: Để sản xuất paté có thể sử dụng gan tươi hay đã qua bảo quản lạnh đông, nhưng phải đảm bảo là gan còn tươi, màu nâu sáng, không bị dập nát, không có màu vàng của nước mật, không có mùi lạ nhất là mùi ôi. Nếu gan có màu vàng hoặc xuất huyết hay có đốm đỏ, đốm trắng, vàng xám,… đều là bất thường, thường thấy ở thú bệnh, không được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất. 3.1.3 Các loại phụ gia khác: Muối ăn: chọn muối tinh chế, tinh thể màu trắng đều, sạch, không có tạp chất và độ ẩm không qúa 12%, không có vị lạ, khi hoà tan trong nước nhận được dung dịch trong đồng nhất. Đường: hình dáng tinh thể đồng đều, tơi, khô, không có vón cục, hoà tan hoàn toàn trong nước, vị ngọt, không có vị lạ, khi pha trong dung dịch phải trong, không có lẫn tạp chất. Bột mì: khô, trắng, sạch, không ẩm mốc và không lẫn tạp chất, không bị vón cục. Trứng: trứng gà tươi, không bị vữa, lòng đỏ tròn, dây chằng lòng đỏ còn chắc. Diêm tiêu: sử dụng diêm tiêu có chất lượng tốt, khô, tinh thể đồng nhất. Húng lìu: dùng bột húng lìu khô, màu nâu rượu, có mùi thơm đăc trưng, không mốc và không có mùi vị lạ. Hành củ, tỏi: sử dụng hành củ khô, củ già, không bị thối hay mốc.Trước khi sử dụng phải bốc hết vỏ bọc và cắt hết cuống rễ. 3.2 Chuẩn bị nguyên liệu: 3.2.1 Thịt: 3.2.1.1 Rã đông: Mục đích: - Chuẩn bị cho quá trình chế biến: nâng nhiệt độ của thịt lên nhiệt độ yêu cầu, khôi phục lại trạng thái và tính chất ban đầu của nguyên liệu, phục vụ cho quá trình chế biến tiếp theo. - Thịt khi trữ đông thường có nhiệt độ tâm khoảng -20 đến -18o C, lúc này thịt đông lại thành khối cứng nên rất khó đưa vào máy xay để thực hiện quá trình xay, vì vậy cần phải rã đông trước . Thông số công nghệ: - Môi trường rã đông: không khí đối lưu tự nhiên. - Nhiệt độ phòng rã đông : 5 - 10oC . - Độ ẩm: 85%. - Thời gian rã đông : khoảng 24 giờ . Các biến đổi trong quá trình rã đông: - Vật lý: nhiệt độ thịt tăng dần, các tinh thể đá tan ra làm khối lượng giảm, đồng thời dẫn đến những biến đổi trong cấu trúc, và làm cho thịt mềm hơn, thuận lợi cho quá trình xay. - Hóa lý: có sự trích ly dịch bào từ bên trong khối thịt làm cho bề mặt thịt hoá nhầy. - Sinh học: có sự phát triển của vi sinh vật. Tuy nhiên do tiến hành trong phòng có nhiệt độ thấp nên nhiệt độ tâm của khối thịt rã đông thấp, với nhiệt độ này thì vi sinh vật hầu như phát triển rất ít và giá trị dinh dưỡng của thịt hầu như giảm không đáng kể. 3.2.1.2 Chặt thịt: Mục đích: chuẩn bị cho quá trình xay thô - Trong dây chuyền sản xuất trước khi đưa vào máy xay thô ta có thể sử dụng thêm máy chặt thịt để giảm kích thước khối thịt tạo điều kiện dễ dàng cho quá trình xay. - Khi sử dụng máy này chỉ cần rã đông thịt đến khi nhiệt độ tâm thịt đạt -1oC, sau đó đưa cả khối thịt vào máy chặt. Máy chặt thịt sẽ chặt khối thịt cứng thành từng miếng nhỏ. Điều này có ý nghĩa quan trọng cho cả quy trình, làm tăng hiệu quả kinh tế hơn, hạn chế sự hư hỏng của nguyên liệu dễ xảy ra trong quá trình rã đông. Đồng thời sử dụng máy chặt thịt còn đáp ứng được năng suất cao, không cần tốn nhiều diện tích rã đông. 3.2.1.3 Xay thô: Mục đích: làm giảm kích thước của khối thịt, tăng diện tích tiếp xúc của thịt, tạo điều kiện cho việc ướp muối và xay nhuyễn. Các biến đổi trong quá trình xay thô chủ yếu là biến đổi vật lý: sự cắt đứt các mô liên kết của khối thịt, gia tăng nhiệt độ khối thịt do có sự ma sát giữa vật liệu và dao cắt. 3.2.1.4 Ướp muối: Mục đích: - Ổn định màu tự nhiên của thịt . - Tăng cường và ổn định cấu trúc cho sản phẩm . - Ức chế và tiêu diệt vi sinh vật . - Tạo áp suất thẩm thấu trích ly protein . Các biến đổi trong quá trình ướp: - Vật lý: nhiệt độ khối thịt tăng lên do hoạt động của máy, cấu trúc thịt mềm hơn do sự cắt đứt các mô liên kết làm giảm kích thước của khối thịt . - Hoá học: + Phản ứng ổn định và tạo màu cho thịt. + Cơ chế: màu đỏ của thịt là do myoglobin, cơ chất có chứa Fe2+ trong nhân Hem. Nếu có tác nhân Oxy hoá nào đó chuyển Fe2+ thành Fe3+ thì màu thịt trở nên tối sậm.Khi ướp muối, dưới sự có mặt của muối Nitrit và Nitrat sẽ xảy ra các phản ứng: Hình 3.1: Các phản ứng tạo màu xảy ra trong thịt được ướp muối Nitrat + Vì vậy màu đỏ hồng của thịt sẽ được ổn định và duy trì. + Tuy nhiên , muối Nitrit có tính độc nên khi sử dụng phải tuân thủ về liều lượng .Nếu sử dụng quá liều sẽ gây các bênh nguy hiểm: Hình 3.2: Các phản ứng xảy ra khi lượng Nitrit sử dụng vượt quá liều lượng cho phép - Hoá lý: muối tạo áp suất thẩm thấu làm xảy ra quá trình trích ly protein. Do có sự chênh lệch về áp suất thẩm thấu, các protein tan, các acit amin tự do, các chất chiết có chứa hay không chứa nitơ, một số khoáng chất, vitamin có thể chuyển vào dung dịch nước muối. Ở nồng độ muối thích hợp thì độ hoà tan của protein là thích hợp. Protein trong thịt tiết ra tạo chất nhầy, điều này rất quan trọng cho việc tạo cấu trúc do khi nấu chín sẽ tạo sự kết dính của toàn khối sản phẩm. - Sinh học: muối nitrit có mặt trong thịt sẽ ức chế hoặc khử hoạt tính của các enzyme, làm ngừng các phản ứng của quá trình trao đổi chất trong tế bào vi sinh vật. Chính vì vậy, vi sinh vật trong thịt xay bị nhiễm từ bên ngoài vào là rất ít. - Cảm quan: thịt có màu đỏ hồng, mùi thơm đặc trưng. Thông số công nghệ: - Nhiệt độ của phòng xay ướp : 5 - 10oC . - Kích thước hạt thịt sau khi xay: 3 - 5 mm. - Thời gian ướp: 24 giờ . - Nhiệt độ tâm thịt ướp phải đạt từ -2 đến 0oC . Các yếu tố ảnh hưởng: - Thời gian ướp: phải đạt yêu cầu. Nếu thời gian quá lâu sẽ làm giảm chất lượng thịt, nếu thời gian quá ngắn thì việc ổn định màu, tạo màu và ngấm muối vào trong thịt chưa hiệu quả . - Nhiệt độ của kho lạnh: nếu nhiệt độ kho cao quá sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, nếu nhiệt độ quá thấp sẽ làm cho thịt có khả năng bị đông lạnh lần thứ hai, cấu trúc thịt bị phá vỡ, protein bị biến tính, ảnh hưởng đến quá trình chế biến sau này. 3.2.1.5 Xay thô: Mục đích: làm giảm kích thước của khối thịt, tăng diện tích tiếp xúc của thịt, tạo điều kiện cho việc ướp muối và xay nhuyễn. Các biến đổi trong quá trình xay thô chủ yếu là biến đổi vật lý: sự cắt đứt các mô liên kết của khối thịt, gia tăng nhiệt độ khối thịt do có sự ma sát giữa vật liệu và dao cắt. Thông số kỹ thuật: kích thước hạt thịt sau khi xay: 3 - 5 mm. 3.2.2 Gan: 3.2.2.1 Rã đông: Trong môi trường không khí như thịt. Yêu cầu: Nhiệt độ tại tâm của gan sau khi tan giá phải đạt 5oC, gan hơi mềm. 3.2.2.2 Xay thô: Mục đích: giảm kích thước của gan để tạo điều kiện cho quá trình ướp muối và xay nhuyễn, trộn đều các cấu tử. 3.2.2.3 Ướp muối: Gan sau khi xay được đem đi ướp muối. Mục đích: tạo màu sắc và hương vị cho gan, giúp gan dễ thấm gia vị trước khi đưa vào xay nhuyễn. Phương pháp: trộn đều các loại gia vị gồm muối, diêm tiêu, đường, bột ngọt vào trong gan. Thông số kỹ thuật: nếu ở nhiệt độ thường, thời gian ướp muối khoảng 1 giờ. Sau khi ướp muối xong nếu đưa đi bảo quản ở nhiệt độ 2 – 3o C trong vòng 24 giờ thì chất lượng paté sẽ tốt hơn. 3.2.3 Các nguyên liệu phụ khác: Hành tỏi được rửa sạch và xay nhuyễn để chuẩn bị cho khâu xay nhuyễn và phối trộn. 3.3. Xay nhuyễn: Mục đích: - Làm thay đổi trạng thái, cấu trúc của thịt, gan và các thành phần khác, làm tăng diện tích tiếp xúc của chúng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phối trộn giữa chúng với nhau, để cho quá trình thẩm thấu giữa nguyên liệu và gia vị xảy ra một cách triệt để. - Tạo nên hệ gel bền vững của tất cả các thành phần vật chất có trong paté ( thịt, gan, gia vị, phụ gia, các chất độn, …), làm cho chúng phân bố đều vào nhau. Các biến đổi: - Vật lý: sự biến đổi của các hạt vật liệu + Kích thước hạt giảm xuống còn rất nhỏ. + Nhiệt độ của hỗn hợp tăng lên do hoạt động của dao cắt. Vì vậy khi xay ta cho nước đá vảy vào để chống lại sự tăng nhiệt độ khi xay; vì khi nhiệt độ tăng lên do ma sát có thể làm protein biến tính, đông tụ không tạo gel được làm ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm. + Trọng lượng riêng thay đổi, độ cứng giảm, độ dẻo và độ nhớt tăng lên. - Hóa học, hóa sinh: không đáng kể. - Hóa lý: đây là biến đổi quan trọng nhất. + Có sự chuyển pha của hệ, từ dạng hỗn hợp không đồng nhất, từ các phân tử tồn tại độc lập, riêng rẽ, có tính chất khác nhau thành một khối gel có cấu trúc đồng nhất. + Vai trò của các phụ gia tạo cấu trúc đặc biệt quan trọng. Tinh bột có tác dụng giữ nước cho sản phẩm, lòng đỏ trứng có chứa lecithine làm tăng khả năng nhũ hóa, giúp sản phẩm có cấu trúc khối dẻo đồng nhất, không bị tách mỡ lòng sau khi hấp chín. - Sinh học: do có thời gian tiếp xúc giữa máy với nguyên liệu, giữa nguyên liệu với môi trường nên có thể sẽ nhiễm một số vi sinh vật. Có thể hạn chế bằng cách vệ sinh máy trước khi xay và cách ly môi trường làm việc với xung quanh. - Cảm quan: màu sắc thay đổi do có sự tiết dịch khi các mô cơ bị vỡ nát. 3.4 Vào hộp: Các loại bao bì hộp phải đáp ứng được các yêu cầu sau: - Không gây độc cho thực phẩm, không làm cho thực phẩm biến đổi chất lượng, không gây mùi vị, màu sắc lạ cho thực phẩm. - Bền với tác dụng của thực phẩm. - Chịu được nhiệt độ và áp suất cao. - Truyền nhiệt tốt, chắc chắn, nhẹ. - Dễ gia công, rẻ tiền. - Hình thức hấp dẫn, thích hợp với sản phẩm. - Sử dụng, vận chuyển, bảo quản tiện lợi. Trong sản xuất đồ hộp thịt, đặc biệt là đồ hộp paté, người ta thường sử dụng hộp kim loại, chủ yếu là sắt trắng hay sắt tây ( thép lá mỏng được mạ thiếc cả hai mặt ). Ngoài ra để tránh tác dụng của hộp với sản phẩm người ta phủ một lớp verni lên trên bề mặt hộp. Verni là một loại sơn tổng hợp, đi từ các hợp chất cao phân tử. Verni dùng trong thực phẩm phải có những tính chất sau: - Không có chất độc, không gây mùi vị, màu sắc lạ cho thực phẩm. - Không có tác dụng hóa học đối với sản phẩm. - Có tác dụng chống ăn mòn tốt. - Có độ bám cao, độ bền cơ học tốt. - Chịu được áp suất và nhiệt độ cao. - Tạo thành lớp mỏng khi sơn. - Gia công dễ dàng: dung môi bay hơi nhanh, nhiệt độ sấy không cao lắm. - Giá thành thấp. Hộp sắt có thể được gia công bằng phương pháp ghép hoặc phương pháp dập và có nhiều hình dạng: tròn, chữ nhật, oval, elip, hình thang. Nắp hộp được làm từ sắt tráng thiếc hoặc verni, vành nắp có một lớp đệm bằng cao su để đảm bảo độ kín của hộp khi ghép nắp. Trước khi sử dụng, hộp phải được kiểm tra tiêu chuẩn và rửa sạch bằng nước lã, nước nóng, khi cần thiết có thể dùng dung dịch kiềm loãng hay nước xà phòng loãng, soda để làm sạch tạp chất bụi cát, dầu khoáng còn dính ở vỏ hộp khi gia công, sau đó sấy khô. Khi cho sản phẩm vào hộp phải đạt các yêu cầu sau: - Đảm bảo khối lượng tịnh và tỷ lệ các thành phần của sản phẩm theo quy định. - Hình thức trình bày đẹp. - Đảm bảo hệ số truyền nhiệt và có điều kiện thuận lợi để tiệt trùng và bảo quản. - Không lẫn tạp chất. Hỗn hợp thịt sau khi xay nhuyễn được cho vào phễu nhập liệu và được rót vào hộp, sau đó hộp sẽ theo băng tải đến thiết bị ghép mí. 3.5. Ghép mí: Mục đích: đây 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. Nó có tác dụng rất quan trọng đến thời gian bảo quản và chất lượng của sản phẩm. Yêu cầu: - Nắp hộp phải được ghép thật kín và thật chắc đảm bảo không bị bật nắp hay hở mối ghép khi thanh trùng. - Ơ hộp kim loại, mối ghép kín là mối kép, tức là ở chỗ mí hộp thì cả thân và nắp đều cuộn lại. - Để ghép kín hộp sắt người ta dùng 2 con lăn: + Con lăn cuộn có rãnh sâu để ghép sơ bộ, tức là làm cho nắp và mép hộp gập vào nhau và cuộn lại, nắp hộp vẫn có thể xoay được nhưng không tháo ra được. + Con lăn ép có rãnh nông để ghép kín tức là ép cho mí hộp chắc lại, nắp hộp không xoay được và không tháo được. Hình 3.3: Sơ đồ tạo ra mối ghép kép 3.6. Tiệt trùng: Mục đích: - Chế biến: Quá trình tiệt trùng tạo ra các biến đổi hóa học và hóa lý làm thay đổi cấu trúc, tính chất cơ lý và làm chín sản phẩm. - Bảo quản: Ức chế và tiêu diệt các vi sinh vật có trong sản phẩm. Các biến đổi: - Vật lý: + Nhiệt độ sản phẩm tăng dần trong quá trình gia nhiệt, được giữ ổn định trong giai đoạn giữ nhiệt sau đó giảm dần trong giai đoạn hạ nhiệt. + Do nhiệt độ thay đổi nên áp suất trong hộp cũng biến đổi theo. + Thể tích, tỉ trọng của sản phẩm cũng có sự biến đổi nhưng không đáng kể. - Hóa lý: tạo cấu trúc gel mới: + Sự tạo gel của protein: ở nhiệt độ cao protein bị biến tính, các cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giữa các phần tử bị đứt. Các mạch polypeptid bị duỗi ra, gần nhau, tiếp xúc với nhau thành mạng lưới không gian 3 chiều mà mỗi vị trí tiếp xúc của mạch là một nút. Các phần còn lại hình thành mạng lưới không gian vô định hình trong đó chứa đầy pha phân tán là nước. + Tinh bột tương tác với protein thông qua liên kết hydro và lực Van der Waals, cả protein và tinh bột đều sắp xếp lại phân tử để tạo thành gel, nói cách khác tinh bột đồng tạo gel với protein làm tăng độ đàn hồi, độ cứng, khả năng giữ nước của khối gel. Ngoài ra còn có sự bốc hơi nước và một số hợp chất dễ bay hơi. - Hóa học: các phản ứng xảy ra trong quá trình tiệt trùng: + Phản ứng thủy phân: protein bị phan hủy thành các peptid và acid amin. Chất béo bị thủy phân tạo ra acid béo và glycerin,… + Một số vitamin bị phân hủy. + Phản ứng Maillard hình thành nhóm chất Melanoidine tạo màu cho sản phẩm. + Các phản ứng tạo mùi thơm đặc trưng cho sản phẩm. Sự thay đổi tốc độ các phản ứng hóa học. - Hóa sinh: sự thay đổi hoạt tính enzyme và tốc độ các phản ứng hóa sinh: trong thời gian nâng nhiệt các enzyme thủy phân, oxy hóa,…được hoạt hóa; khi nhiệt độ được nâng lên cao thì các enzyme bị vô hoạt. Do đó làm thay đổi tốc độ các phản ứng hóa sinh. Ngoài ra các phản ứng hóa sinh cũng chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi nhiệt độ. - Sinh học: vi sinh vật có trong hộp bị ức chế và tiêu diệt. - Cảm quan: quá trình tiệt trùng tạo màu sắc, mùi vị thơm ngon đặc trưng cho sản phẩm đồng thời làm chín nguyên liệu nên làm thay đổi chất lượng sản phẩm. Chế độ tiệt trùng: phụ thuộc vào mức độ nhiễm và tính chất vi sinh vật, thành phần và tính chất sản phẩm trong hộp, tính chất bao bì và đặc tính kỹ thuật của thiết bị sử dụng. - Vi sinh vật: + Nhiệt độ và thời gian tiệt trùng phụ thuộc vào loại và lượng vi sinh vật nhiễm vào sản phẩm trước khi tiệt trùng. Lượng vi sinh vật càng nhiều, vi sinh vật càng bền nhiệt thì nhiệt độ càng phải cao, thời gian càng phải dài. + Các loại vi sinh vật thường nhiễm vào sản phẩm thịt cá nói chung, paté nói riêng: Salmonella, Clostridium (đặc biệt là Clostridium botulinum). Đây là loại vi sinh vật gây thối, có hại đến sức khỏe con người, lại ưa nóng nên nhiệt độ tiệt trùng cần đạt 115 – 121o C trong thời gian 15 – 30 phút. Tại nhiệt độ tiệt trùng này tiêu diệt được cả tế bào vi sinh vật và bào tử. - Thành phần và tính chất sản phẩm: + Paté là loại sản phẩm dạng đặc và không có nước rót do đó sự truyền nhiệt chủ yếu là dẫn nhiệt mà hầu như không có đối lưu nhiệt. Vì vậy so với các sản phẩm dạng lỏng hoặc có nước rót thì khối paté được đun nóng chậm hơn, thời gian nâng nhiệt lâu hơn; điểm có nhiệt độ thấp nhất nằm ngay tâm hình học của hộp. + Môi trường pH thấp có thể ức chế sự phát triển của vi sinh vật, làm giảm khả năng chịu nhiệt của chúng nên có thể giảm nhiệt độ và thời gian tiệt trùng. Tuy nhiên sản phẩm paté hộp cũng như các sản phẩm thịt cá khác có độ pH khoảng 6 – 7 nên cần nhiệt độ cao hơn để tiêu diệt vi sinh vật. + Ngoài ra, do môi trường sản phẩm giàu dinh dưỡng thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật nên cũng làm tăng nhiệt độ tiệt trùng. + Sản phẩm paté hộp có thể được dùng ngay sau khi mở hộp do đó trong quá trình tiệt trùng cần chọn nhiệt độ đủ cao, thời gian đủ dài để làm biến tính protein, làm chín khối thịt. Tuy nhiên nếu nâng nhiệt độ lên quá cao ( 140 – 160oC ) thì sản phẩm sẽ bị nát do protein bị phân hủy; đồng thời tạo ra H2S và NH3, thiếc ở vỏ hộp tác dụng với NH3 đưa một lượng thiếc vào trong sản phẩm làm sản phẩm có mùi khó chịu,… - Bao bì: + Tùy theo kích cỡ và hình dạng hộp người ta chọn chế độ tiệt trùng phù hợp. Hộp có thể tích càng lớn việc đun nóng sản phẩm càng chậm. Hộp nhỏ thì thời gian đun nóng nhanh do khoảng cách đến vị trí có nhiệt độ thấp nhất trong hộp bé hơn. Thời gian gia nhiệt còn phụ thuộc độ dẫn nhiệt của vật liệu làm hộp và chiều dày của thành hộp. Khi truyền nhiệt từ môi trường đun nóng vào trung tâm hộp, trước hết phải vượt qua nhiệt trở của bao bì. Nhiệt trở càng nhỏ thì thời gian truyền nhiệt càng ngắn. Nhiệt trở tỉ lệ thuận với chiều dày (d) của thành bao bì và tỉ lệ nghịch với độ dẫn nhiệt (l). Tuy nhiên đối với đồ hộp paté do sản phẩm ở dạng đặc, có nhiệt trở quá lớn nên tính chất của vật liệu hộp ảnh hưởng không đáng kể. + Trong quá trình tiệt trùng đồ hộp ở nhiệt độ > 100o C, không khí trong hộp dãn nở và nước trong sản phẩm bay hơi tạo ra một áp suất bên trong hộp. Chênh lệch giữa áp suất bên trong hộp và áp suất trong thiết bị tiệt trùng nếu vượt quá giới hạn cho phép ( gọi là hiệu số áp suất tới hạn ) sẽ gây phồng hộp, biến dạng quá mức, làm bật nắp và các mối hàn. Vì thế cần tạo ra một áp suất đối kháng ở trong thiết bị tiệt trùng để chống lại hiệu số áp suất tới hạn. Ap suất đối kháng phụ thuộc nhiều vào độ đàn hồi của vật liệu làm hộp. Sắt tây là loại vật liệu đàn hồi, khi tăng áp suất bên trong hoặc ngoài hộp thì đáy hộp phồng lên hoặc lõm vào. Chế độ tiệt trùng thích hợp cho sản phẩm: , trong đó: + Nhiệt độ tiệt trùng: 121o C + Thời gian nâng nhiệt: 20 phút. + Thời gian giữ nhiệt: 20 phút. + Thời gian hạ nhiệt: 20 phút. + Áp suất đối kháng: 1,5 – 2,5 N/m2. 3.7 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm: 3.7.1. Chỉ tiêu cảm quan: Màu sắc: màu hồng nâu sáng đặc trưng. Mùi vị: có mùi thơm, mùi gan, thịt và gia vị hòa hợp đặc trưng của sản phẩm. Trạng thái: bền mặt mịn, đồng nhất, mềm mại. 3.7.2.Chỉ tiêu hóa học: Sản phẩm có pH 5,5 – 6,2. Hàm lượng các muối nitrit, nitrate của Na không lớn hơn 80mg/100g. 3.7.3 Chỉ tiêu hóa lý: Bảng 3.4: Hàm lượng kim loại cho phép trong sản phẩm Kim loại Giới hạn tối đa (mg/kg) Asen (As) 1 Chì (Pb) 2 Đồng (Cu) 20 Thiếc (Sn) 40 Kẽm (Zn) 40 Thủy ngân (Hg) 0,05 Cadimi (Cd) 1 3.7.4 Chỉ tiêu vi sinh: Bảng 3.5: Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm Vi sinh vật Giới hạn cho phép trong 1 g sản phẩm (cfu/g) Tổng số vi khuẩn hiếu khí 3.105 Coliforms 50 Escherichia Coli 3 Clostridium Perfringens 0 Salmonella 0 Bacillus cereus 10 Staphylococcus aureus 10 Clostridium botulinum 0 Độc tố nấm mốc: hàm lượng Aflatoxin B1 không lớn hơn 0,005mg/kg. Chương 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Lịch làm việc của phân xưởng: Mỗi ngày làm việc 2 ca, mỗi ca 8h Mỗi tháng làm việc trung bình 25 ngày. Mỗi năm làm việc trung bình 300 ngày. Mỗi ngày sản xuất 6 mẻ, 12000 hộp/ngày. 4.2 Thông số kỹ thuật của bao bì: Chọn hộp kim loại có các kích thước như sau: - Thế tích: 200ml. - Đường kính trong: 80 mm. - Đường kính ngoài: 85 mm. - Chiều cao trong: 35 mm. - Chiều cao ngoài: 40 mm. - Khối lượng tịnh: 170 g. 4.3 Tính toán cân bằng vật chất: Phương trình cân bằng vật chất: Khối lượng nguyên liệu cần thiết = Khối lượng nguyên liệu hao hụt + Khối lượng nguyên liệu còn lại. Bảng 4.1: Công thức làm paté hộp Nguyên liệu Tỉ lệ nguyên liệu/mẻ (%) Heo I 33,21 Mỡ 24,56 Nước đá vảy 20 Gan 20,47 NaCl/Nitrit 0,37 Đường 0,16 Phosphate K7 0,33 Vit C 0,08 Nutmeg 0,41 Tinh bột 0,41 Tổng cộng 100 Chọn tỉ lệ hao hụt của các nguyên liệu qua tất cả các công đoạn là 5%. Ta có: Tổng khối lượng nguyên liệu trong 12000 hộp thành phẩm: Gt = 12000.0,17 = 2040 (kg) Mỗi mẻ sản phẩm hoàn thành trong 160 phút, mỗi ngày chỉ làm 2 ca (16 giờ) nên số mẻ làm trong một ngày là (mẻ) Vậy tổng lượng nguyên liệu cần cho mỗi mẻ là: Gm = = 340 (kg). Vì tỉ lệ hao hụt của nguyên liệu qua tất cả các công đoạn là 5% nên tổng lượng nguyên liệu thực sự cần cho mỗi mẻ là: G’m= = 357,9 (kg). Dựa vào thành phần (%) của mỗi loại nguyên liệu ta có bảng tính sau: Bảng 4.2: Bảng tính cân bằng vật chất của quá trình sản xuất STT Nguyên liệu Tỉ lệ nguyên liệu/mẻ (%) Khối lượng mỗi mẻ (kg) Khối lượng 6 mẻ/ngày (kg) Tỉ lệ hao hụt (%) Khối lượng cần 1 ngày (kg) Khối lượng cần cho 1 mẻ/ngày (kg) 1 Heo I 33,21 112,914 677,484 5 713,141 118,857 2 Mỡ 24,56 83,504 501,024 527,394 87,899 3 Nước đá vảy 20,00 68 408 429,474 71,579 4 Gan 20,47 69,598 417,588 439,566 73,261 5 NaCl 0,37 1,258 7,548 7,945 1,324 6 Đường 0,16 0,544 3,264 3,436 0,573 7 Phosphate K7 0,33 1,122 6,732 7,086 1,181 8 Vit C 0,08 0,272 1,632 1,718 0,286 9 Nutmeg 0,41 1,394 8,364 8,804 1,467 10 Tinh bột 0,41 1,394 8,364 8,804 1,467 Tổng cộng 100 340 2040 2147,37 357,9 Chương 5: TÍNH toán thiẾt bỊ 5.1 Máy chặt thịt: Lượng thịt lớn nhất cần chặt trong một mẻ là: Gctmax = 118,857 kg Thời gian chặt: tct = 6 (phút) Năng suất thiết bị: Qct = = = 1188,57 (kg/h) Chọn thiết bị: Starcutter 312 của MAGURIT. - Năng suất: 1500 kg/h. - Kích thước block thịt tối đa cắt được: 410 x 250 x 650 (mm). - Trọng lượng: 825 kg - Motor: 7,5 kW, 400V, 50Hz Hình 5.1: Máy chặt thịt Starcutter 312 của MAGURIT 5.2. Máy xay thô thịt: Lượng thịt lớn nhất cần xay thô trong một mẻ là: Gxtmax = Gthịt max + + = 118,857 + + = 119,662 (kg). Thời gian xay thô là: txt = 10 (phút). Năng suất thiết bị: Qxt = = = 717,972 (kg/h) Chọn thiết bị: LKY-102 42# của LEE KING YIH Co, Ltd. - Năng suất: 1000 kg/h. - Kích thước: dài x rộng x cao = 950 x 500 x 950 (mm) - Trọng lượng: 250 kg. - Động cơ: 7,5 Hp. - Điện cung cấp: 3 pha, 220V/380V, 50/60 Hz. - Đường kính đĩa: 130mm. - Làm bằng thép không rỉ. Hình 5.2: Máy xay thô LKY-102 42# của LEE KING YIH Co, Ltd 5.3 Máy xay thô gan: Lượng gan lớn nhất cần xay thô trong một mẻ là: Gxtmax = Ggan max + + = 73,261 + + = 74,066 (kg). Thời gian xay thô là: txt = 6 (phút). Năng suất thiết bị: Qxt = = = 740,66 (kg/h) Chọn thiết bị: tương tự thiết bị xay thô thịt 5.4 Máy xay nhuyễn: Lượng nguyên liệu lớn nhất cần xay nhuyễn trong một mẻ là: Gxnmax = Gthịt + Ggan + Gcác nguyên liệu còn lại = 357,9 (kg). Thời gian xay nhuyễn là: txn = 10 (phút). Năng suất thiết bị: Qxt = = = 1752,58 (kg/h) Chọn thiết bị: SEYDELMANN K 506 High – Efficiency Cutter - Dung tích chảo: 550 lít - Đường kính hạt sau khi xay: 0,3 – 0,8 mm - Điện áp: 170V – 200V. Hình 5.3: Máy xay nhuyễn K 506 High – Efficiency Cutter của SEYDELMANN. 5.5. Thiết bị rót hộp: Lượng nguyên liệu lớn nhất cần rót vào hộp trong một mẻ là: Grhmax = 357,9(kg). Thời gian thực hiện dự kiến là: trh = 25 (phút). Năng suất thiết bị: Qxt = = = 858,96 (kg/h) = 5052,71 hộp/giờ. Chọn thiết bị: SHOUDA – China - Năng suất: 7200 hộp/h - Đường kính hộp: 52,5 – 99mm. - Chiều cao hộp: 39 -160 mm. - Khối lượng: 1200 kg - Công suất: 4 kW - Kích thước: 1300 x 1100 x 1700 mm. 5.6. Thiết bị ghép mí: Năng suất thiết bị phải bằng với năng suất của quá trình rót hôp : Gmax = 357,9 (kg). Lượng hộp cần cho 1 mẻ: Ghộp = = 2105,3 hộp/mẻ. Thời gian ghép mí dự kiến là: txt = 25 (phút). Năng suất thiết bị: Qgm = = = 5052,71 hộp/giờ Chọn thiết bị: INDOSA – MATIC 131 của công ty INDOSA. Đây là thiết bi ghép mí tự động, sử dụng 4 con lăn cuộn. Có thể ghép mí các loại hộp bằng thép tráng thiếc, nhôm, vật liệu composite. Nắp hộp tự động được chuyển xuống phía dưới để ghép vào hộp Hình 5.4: Máy ghép mí INDOSA – MATIC 131 của công ty INDOSA. - Năng suất: 50 hộp/phút. - Kích thước hộp: chiều cao tối đa 340 mm. - Áp lực khí: 5 bar – 38 m3/h - Trọng lượng: 370 kg. - Công suất: 1,5 kW. - Điện cung cấp: 3 pha, 380 – 415 V, 50/60 Hz. 5.7 Thiết bị tiệt trùng: Lượng hộp tối đa cần tiệt trùng trong một mẻ: Ghộp = 2105,3 hộp/mẻ Thời gian tiệt trùng dự kiến là: ttt = 60 (phút). Năng suất thiết bị: Qxt = = = 2105,3 hộp/mẻ Tổng thể tích các hộp: V = 2105,3.0,2 = 421,06 l Chọn thiết bị: SAT - S0454 của STURDY (Đài Loan). - Loại: Steam Floor Type Autoclave Sterilizer. - Kích thước: 1050(W) x 1800(H) x 1650(D) / MM - Thể tích: 454l - Động cơ nhiệt: 15,0 KW – 50/60 HZ - Nhiệt độ thiết kế:140oC - Nhiệt độ hoạt động: 105oC – 136oC (0,2 – 2,3 kg/cm²) (211oF – 277oF) - Điện áp: 230V 3 pha, 380V hay 415V hay 440V 3 pha Hình 5.5: Thiết bị tiệt trùng SAT - S0454 của STURDY (Đài Loan). 5.8 Máy làm đá vảy: Nước đá vảy còn gọi là nước đá mảnh, đôi khi còn gọi là nước đá hạt, nước đá siêu hạt. Với các máy năng suất nhỏ, máy nước đá vảy thường được chế tạo ở dạng hoàn chỉnh nguyên cụm hệ thống lạnh với thiết bị đặc biệt để làm đá. Các máy năng suất lớn thường có dạng tách: hệ thống lạnh đặt riêng, còn bộ phận làm đá gồm dàn bay hơi (hoặc nước muối lạnh), tang trống hoặc trục vít làm đá và với các bộ phận cấp, tháo nước, tháo đá đặt riêng. Kho chứa đặt nằm ngang dưới bộ làm đá. Hình 5.6: Sơ đồ cấu tạo máy làm đá vảy. 1. Bình ngưng 2. Ống gas lỏng đi 3. Tang trống 4. Hơi gas đi về máy nén 5. Ống cấp nước làm đá và làm mát bình ngưng 6. Phin lọc nước 7. Van nước 8. Đường xả nước dàn bình ngưng 9. Đường xả nước thừa 10. Buồng chứa đá vảy Nguyên tắc hoạt động: tang trống 1 nằm ngang làm bằng thép không rỉ, bề mặt bên trong bố trí dàn ống xoắn bay hơi, bên ngoài là khay nước. Khi trống quay, trên bề mặt trống hình thành một lớp đá dày 0,5 – 1,5 mm và được một lưỡi dao đứng im nạo ra, rơi vào máng xuống buồng chứa đá. Độ dày đá được quyết định bởi nhiệt độ bay hơi và tốc độ quay của trống. Trống quay được nhờ mô tơ kéo và hộp giảm tốc điều chỉnh tốc độ. Cụm máy lạnh gồm máy nén bình ngưng làm mát bằng nước hoặc máy nén dàn ngưng làm mát bằng không khí đặt cách xa bộ làm đá. Nối giữa hai phần là đường ống ga đi về và các thiết bị điện cũng như tự động điều khiển điền chỉnh máy đá. Hình 5.7: Nguyên tắc làm đá trên trống quay 1. Trống quay bằng thép không rỉ có dàn ống xoắn bay hơi phía trong 2. Bể nước 3. Van phao điều chỉnh mức nước 4. Dao nạo đá 5. Đá vảy a. Phần làm lạnh và kết đông nước trên bề mặt trống quay b. Phần quá lạnh nước đá đã kết đông c. Phần nhận nước và bắt đầu quá trình hình thành nước đá. Chọn máy làm đá vảy MV 1000 của hãng SCOTSMAN (Italia). - Năng suất tối đa: 485 kg/24h. - Kích thước: 680(W) x 60(D) x 1000(H) (mm). - Khối lượng máy: 70 kg. - Nguồn điện: 380 – 400/50/3N – 230/60/1 – 2500 W Hình 5.8: Máy làm đá vảy MV 1000 của hãng SCOTSMAN (Italia). Chương 6: BỐ TRÍ MẶT BẰNG Dựa vào kích thước thiết bị, thời gian bảo quản nguyên liệu ta chọn một cách tương đối diện tích cho phân xưởng như sau: Chiều dài : L = 30 m. Chiều rộng : B = 18 m. Diện tích : S = 540 m2 Trong đó bố trí các phòng có kích thước như sau: 6.1 Phòng trữ đông: Phòng lạnh đông để bảo quản thịt và cung cấp nguyên liệu đủ dùng trong 6 ngày (một tuần). Nhiệt độ phòng duy trì ở -18oC. Trong phòng trang bị các quạt để vận chuyển không khí lạnh lên bề mặt nguyên liệu với tốc độ được kiểm soát. Lượng thịt, gan tối thiểu phòng có thể chứa được là: Grdmax = Gthịt max + Ggan max = (713,141 + 439,566) . 6 = 6916,242 kg. Chọn các xe đẩy (trolley) chứa thịt có kích thước: dài x rộng x cao = 800 x 400 x 3650 (mm). Xe đẩy có 14 ngăn, mỗi ngăn chứa được tối đa 20 kg nguyên liệu. Số lượng xe: 30 cái. Diện tích chiếm chỗ của các xe: 30 . 0,8 . 0,4 = 9,6 m2. Diện tích làm việc của công nhân: 2 người . 5 m2/người = 10 m2. Diện tích phòng là: (9,6 + 10) . 2 = 39,2 m2 => Chọn kích thước phòng là: 9 x 6 (m). 6.2 Phòng rã đông: Phòng rã đông phải cung cấp đủ nguyên liệu sử dụng trong 1 ngày. Lượng thịt, gan tối đa phòng có thể chứa được là: Grdmax = Gthịt max + Ggan max = (118,857 + 73,261) . 6 = 1152,708 kg. Thời gian rã đông: trd = 24 giờ. Sau rã đông nhiệt độ tâm thịt đạt khoảng -1oC. Số lượng xe: 12 cái, mỗi xe chỉ có 6 ngăn. Diện tích chiếm chỗ của các xe: 12 . 0,8 . 0,4 = 3,84 m2. Diện tích làm việc của công nhân: 2 người . 5 m2/người = 10 m2. Diện tích phòng là: (3,84 + 10) . 2 = 27,68 m2 => Chọn kích thước phòng là: 6 x 6 (m) 6.3 Phòng ướp: Phòng ướp dùng để ướp thịt, gan. Thịt, gan dùng cho mỗi mẻ sản xuất được ướp trong các xe đẩy (trolley) có kích thước: dài x rộng x cao = 500 x 500 x 400 (mm). Để đảm bảo tính liên tục của dây chuyền, ta ướp gối đầu trước. Vì vậy kích thước phòng chỉ cần đủ chỗ cho 12 xe là đủ (ướp gối đầu trước một ngày). Số lượng xe: 12 cái trong đó có 7 xe chứa thịt, 5 xe chứa gan. Diện tích chiếm chỗ của các xe: 12 . 0,5 . 0,5 = 3 m2. Diện tích làm việc của công nhân: 2 người x 5 m2/người = 10 m2. Diện tích phòng là: (3 + 10) . 2 = 16 m2 => Chọn kích thước phòng là: 6 x 3 (m). 6.4 Phòng chứa nguyên liệu phụ: Chọn kích thước phòng là: 6 x 6 (m). Các gia vị, phụ gia (nitrit, polyphosphate, muối, nutmeg…) chứa trong các bao 25kg và các bao này được xếp lên các pallet có kích thước 1000 x 900 (mm). Khối lượng nguyên liệu phụ có thể chứa được trong phòng (6 tháng): - NaCl: 7,945 . 24 . 6 = 1144,08 kg - Đường: 3,436 . 24 . 6 = 494,784 kg - Phosphat K7: 7,086 . 24 . 6 = 1020,384 kg - Vitamin C: 1,718 . 24 . 6 = 247,392 kg - Nutmeg: 8,804 . 24 . 6 = 1267,776 kg - Tinh bột: 8,804 . 24 . 6 = 1267,776 kg Số bao 25 kg xếp trên một pallet là 35 bao. Số bao 25kg cần là: - NaCl: bao - Đường: bao - Phosphat K7: bao - Vitamin C: bao - Nutmeg: bao - Tinh bột: bao Số pallet cần dùng là: pallet Vậy cần dùng 7 pallet. Khu vực còn lại trong phòng sẽ dành cho việc chuẩn bị các nguyên liệu phụ cho quá trình chế biến (cân đong…) Trong phòng này ta ngăn ra một khu vực làm buồng chứa đá vảy. Buồng làm bằng thép, kích thước 3 x 3 (m). 6.5 Khu vực sản xuất: Bảng 6.1: Diện tích chiếm chỗ của các máy Tên thiết bị Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Số lượng Diện tích (m2) Máy chặt thịt 1,537 1,38 1 2,12106 Máy xay thô thịt 0,95 0,5 1 0,475 Máy xay thô gan 0,95 0,5 1 0,475 Máy xay nhuyễn 3,65 2,40 1 8,76 Rót hộp 1,3 1,1 1 1,43 Máy ghép mí 0,43 0,264 2 0,22 Thiết bị tiệt trùng 1,65 1,5 1 2,475 Xe chứa bán thành phẩm (lớn) 0,7 0,5 2 0,7 Xe chứa bán thành phẩm (nhỏ) 0,35 0,25 2 0,18 Thiết bị nâng 1,5 0,6 2 1,8 Băng chuyền 11 0,13 1 1,43 Bồn rửa tay 0,7 0,5 3 1,05 Tổng cộng 25,89606 Diện tích làm việc của công nhân: 15 người . 5m2/người = 75 m2. Diện tích khu vực sản xuất là: (25,78606 + 75) . 2 = 201,57212 m2. => Chọn kích thước khu vực sản xuất là: 18 x 15 (m). 6.6 Các phòng khác: Phòng thay đồ nữ: 3 x 2 (m) Phòng thay đồ nam: 3 x 2 (m) Phòng vệ sinh: 3 x 2 (m) Phòng chứa hộp, rửa và sấy hộp: 6 x 6 (m) Khu vực tiệt trùng, lau khô hộp: 6 x 12 (m) Phòng chứa sản phẩm: 6 x 6 (m). Chương 7: TÍNH ĐIỆN – NƯỚC 7.1 Điện: Điện sử dụng trong phân xưởng nhằm 2 mục đích: - Để vận hành thiết bị gọi là điện động lực. - Để thắp sáng và các hoạt động khác gọi là điện dân dụng. 7.1.1 Điện động lực: Công suất điện động lực được xác định dựa trên năng suất của động cơ. Bảng 7.1: Tổng kết công suất điện của thiết bị chính trong phân xưởng STT Tên Công suất (kWh) Thời gian hoạt động (h/ngày) Số lượng Tổng công suất (kWh) 1 Máy chặt thịt 7,5 0,2 1 1,5 2 Máy xay thô thịt 5,6 1/3 1 1,9 3 Máy xay thô gan 5,6 0,2 1 1,12 4 Máy xay nhuyễn 4 1/3 1 1,33 5 Thiết bị rót hộp 4 5/6 1 3,33 6 Thiết bị ghép mí 1,5 5/6 2 5 7 Thiết bị tiệt trùng 15 2 1 30 9 Máy làm đá vảy 2,5 22 1 55 Tổng cộng 99,18 Công suất điện động lực của phân xưởng là 99,18 kWh. 7.1.2 Điện dân dụng: Diện tích phân xưởng: S = 540 m2 Chọn công suất chiếu sáng riêng: p = 20 W/m2. Suy ra công suất chiếu sáng cho cả phân xưởng: P = 540 . 20 = 10800 W. Chọn bóng đèn loại 75W. Suy ra số bóng đèn trong phân xưởng: n = 10800:75 = 144. Chọn số bóng đèn trong phân xưởng là 150 bóng đèn. Thời gian sản xuất 1 ngày là 16h. Vậy công suất chiếu sáng: A = 75. 150. 16 = 180000 Wh = 180 kWh. Vậy tổng công suất điện phân xưởng tiêu tốn trong 1 ngày sản xuất là: 99,18 + 180 = 279,18 kWh. 7.2 Nước: 7.2.1 Chỉ tiêu nước sử dụng trong sản xuất thực phẩm: Chất lượng nước được đánh giá thông qua 3 nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý, vi sinh. - Chỉ tiêu cảm quan: trong công nghệ sản xuất thực phẩm, nước được sử dụng trong sản xuất phải đạt các yêu cầu sau: trong suốt, không màu, không vị. - Chỉ tiêu hóa lý: chỉ tiêu hóa lý của nước có liên quan đến thành phần các hợp chất hóa học có trong nước. Hàm lượng của chúng thường được xác định bằng những phương pháp công cụ. + Độ cứng: là do các muối Ca và Mg hòa tan trong nước tạo nên. Trong sản xuất, yêu cần nước có độ cứng toàn phần nhỏ hơn 300 mg CaCO3/l. + Giá trị pH của nước: là do nồng độ các ion H+ tự do quy định nên. Trong sản xuất, yêu cầu nước có pH nằm trong vùng trung tính pH = 6 – 7. + Hàm lượng cặn hòa tan trong nước: nhỏ hơn 10mg/l. - Chỉ tiêu vi sinh: + Tổng số vi khuẩn hiếu khí: < 220 khuẩn lạc/ ml. + Coliform: không có. 7.2.2 Tính toán lượng nước sử dụng: Nước sử dụng trong phân xưởng để phục vụ thiết bị tiệt trùng, vệ sinh thiết bị, nước dùng để phục vụ sinh hoạt của công nhân. Nước dùng để làm nước đá vảy: 1 m3/ ngày. N1 = 1 m3 Nước dùng cho thiết bị tiệt trùng: 6 m3/ ngày. N2 = 6 m3 Nước để vệ sinh các thiết bị trong phân xưởng: mỗi thiết bị 1 m3/ ngày N3 = 6 m3 Nước để rửa hộp: 10 m3/ ngày N4 = 10 m3 Nước dùng để vệ sinh các dụng cụ khác (xe chứa bán thành phẩm, xe đẩy…): 10 m3/ ngày N5 = 10 m3 Nước dùng cho sinh hoạt của công nhân: mỗi công nhân sử dụng 20l/ngày N6 = 20 x 38 = 760 l = 0,76 m3 Lấy N6 = 1 m3 Tổng lượng nước sử dụng trong phân xưởng trong một ngày: N = N1 + N2 + N3 + N4 + N5 + N6 = 34 m3/ ngày 7.2.3 Xử lý nước thải: Như vậy, có thể thấy, lượng nước thải của nhà máy thải ra trong 1 ngày sản xuất là khá lớn. Để xử lý nước thải phân xưởng sản xuất pate, có nhiều máu và mỡ với nồng độ chất gây ô nhiễm cao phải đồng thời áp dụng nhiều phương pháp như: phương pháp hóa lý (tách rác, tách mỡ bằng tuyển nổi, lắng tụ, khử trùng, lọc áp lực); phương pháp hóa sinh (nguyên tắc kỵ khí, thiết bị lọc sinh học có vật liệu đệm; nguyên tắc hiếu khí: bể aerotank sục khí với bùn hoạt tính có cấy men vi sinh). Công trình xử lý bao gồm các hạng mục xây dựng về thiết bị như sau: - Bể gom, máy bơm nước thải - Máy nén, bơm cao áp, motor truyền động - Bể điều hòa, máy bơm - Bơm nước thải - Bể bùn hoạt tính, máy thổi khí - Bể lắng, motor giảm tốc - Bể chứa bùn, bơm bùn tuần hoàn Hệ thống xử lý nước thải của phân xưởng sử dụng kết hợp 2 phương pháp: vật lý và hóa sinh trong công nghệ xử lý nước thải. Quy trình xử lý: Nước thải Song chắn rác Bể gom Bể điều hòa Bể keo tụ tạo bông Bể lắng 1 Bể Aerotank Bể lắng 2 Nguồn tiếp nhận Máy thổi khí Máy thổi khí Tuần hoàn bùn Bể chứa bùn : đường nước : đường khí : đường bùn Thuyết minh quy trình: Nước thải trong quá trình sản xuất chảy về bể gom nhờ cao độ của công trình qua hệ thống cống dẫn nước thải. Trước khi vô bể gom nước thải qua song chắn rác để loại bỏ các chất thô có trong nước thải. Song chắn rác thường được đặt nghiêng 60o so với chiều chuyển động của dòng nước, đây là điều kiện thoát nước tốt nhất mà vẫn giữ lại được rác thô. Nước từ bể gom được bơm vào bể điều hòa. Bể điều hòa có tác dụng ổn định về lưu lượng và nồng độ của dòng nước, tạo điều kiện cho các công đoạn sau hoạt động ổn định. Tại bể điều hòa có bơm thổi khí để tăng lượng O2 trong nước. Từ bể điều hòa có hai bơm bơm nước thải qua bể keo tụ tạo bông. Ở bể này có hai bơm định lượng bơm hóa chất PAC và có hai cánh khuấy khuấy đều thúc đẩy quá trình hấp phụ tạo bông hydroxit Al và Fe, tăng vận tốc lắng và giảm thời gian lắng. Từ đó thông qua bể lắng 1. Bể lắng 1 là bể lắng ngang hình khối hộp chữ nhật. Tại đây, sạn cát và các chất có tỷ trọng cao sẽ được loại bỏ ra khỏi nước thải nhờ hai bơm bơm cặn lắng về bể chứa bùn. Nước sau bể lắng 1 qua bể sinh học hiếu khí Aerotank, vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất đơn giản như CO2, H2O và bùn sinh khối. Khí được cung cấp liên tục nhờ có bơm thổi khí. Sau khi xử lý sinh học, nước vào bể lắng 2 là bể lắng theo phương bán kính. Sau lắng, bùn được bơm tuần hoàn về bể sinh học, nước trong ra máng vào cống khu công nghiệp kết thúc qui trình xử lý nước thải tại phân xưởng. Chương 8: KẾT LUẬN Sau hơn 12 tuần làm việc, em đã hoàn thành đồ án môn học với đề tài “Thiết kế phân xưởng sản xuất đồ hộp thịt”. Đây là một đề tài rất hay và bổ ích vì: - Việt Nam nói chung, thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận nói riêng, đang phát triển kinh tế mạnh, những năm gần đây tổng sản phẩm quốc nội luôn tăng ở mức cao, đạt từ 7 – 10%. Đời sống kinh tế ngày càng phát triển cùng với nhịp sống công nghiệp hóa nên người tiêu dùng đang có xu hướng tăng mua thực phẩm chế biến sẵn. Vì vậy việc xây dựng thêm một phân xưởng sản xuất đồ hộp thịt trong tương lai là hoàn toàn có tính khả thi. - Đề tài thiết kế là một đề tài đòi hỏi ở người thiết kế phải có kiến thức rộng và tổng quát, điều này giúp em củng cố kiến thức đã được học ở trường và tìm hiểu thêm được nhiều vấn đề mới. Nhưng đây là lần đầu tiên thực hiện một đề tài thiết kế xây dựng, trình độ chuyên môn còn hạn chế, cũng như chưa có kinh nghiệm trong thực tế sản xuất nên bản thiết kế này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. - Tuy nhiên trong phần chọn thiết bị, do khả năng tìm tài liệu trên mạng internet và ở sách vở còn hạn chế cũng như các nhà sản xuất không mong muốn giới thiệu chi tiết các công nghệ mà họ sản xuất nên một số thiết bị không có thông số kích thước rõ ràng, nguyên lý hoạt động của một số thiết bị không được trình bày. - Bên cạnh đó bản thiết kế có những ưu điểm sau: + Trang thiết bị khá hiện đại, năng suất cao nên giảm được số công nhân và đảm bảo tính liên tục của dây chuyền. + Có phòng chứa nguyên liệu chính và phụ ở ngay trong phân xưởng thuận tiện cho sản xuất. + Có bể Clor để khử trùng trước khi vào phân xưởng, bồn nước để công nhân rửa tay, vòi nước để vệ sinh thiết bị thường xuyên đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. + Có các phòng thay quần áo, phòng vệ sinh phục vụ sinh hoạt cho công nhân. Vì vậy để bản thiết kế tốt hơn em rất mong nhận được sự chỉ dẫn tận tình của quý thầy cô và các bạn. TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Văn Chương (2001) – Công nghệ bảo quản - chế biến sản phẩm chăn nuôi và cá – NXB văn hóa dân tộc. Vũ Văn Cừ (2003) – Quy hoạch khu công nghiệp, thiết kế mặt bằng tổng thể nhà máy nhà và công trình công nghiệp – NXB Xây dựng. Hà Huy Khôi (2003) – Dinh dưỡng hợp lý và sức khỏe – Nhà xuất bản Y học. Đống Thị Anh Đào (2008) – Kỹ thuật bao bì thực phẩm – NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM. Đống Thị Anh Đào – Bài giảng môn học Quản trị chất lượng thực phẩm – Đại Học Bách Khoa TPHCM, Tài liệu lưu hành nội bộ. Nguyễn Thị Hiền – Công nghệ chế biến thịt cá – Đại Học Bách Khoa TPHCM, Tài liệu lưu hành nội bộ. Nguyễn Thị Hiền – Thiết kế máy và nhà máy thực phẩm – Đại Học Bách Khoa TPHCM, Tài liệu lưu hành nội bộ. Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự (2010) - Công Nghệ Chế Biến Thực Phẩm – NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM. Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm (2005) – Thiết kế cấp điện – NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. Lê Ngọc Tú (chủ biên) (2001) – Hóa học thực phẩm – NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. Lê Bạch Tuyết và cộng sự (1996) – Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm – NXB Giáo dục, Hà Nội. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuôn, Hồ Lê Viên (1992) – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập 1 – NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuôn, Hồ Lê Viên (1992) – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập 2 – NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội. TCVN 186 – 66 – Đồ hộp thịt và cá - Phương pháp kiểm nghiệm vi sinh vật. TCVN 7047: 2002 – Thịt lạnh đông - Qui định kỹ thuật. Một số website intetnet: 17.1 www.dpi.hochiminhcity.gov.vn (Sở kế hoạch đầu tư thành phố Hồ Chí Minh) 17.2 www.argoviet.gov.vn (Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn) 17.3 www.vissan.com.vn 17.4 www.foodscience.afisc.csiro.au 17.4 www.defrost.dk 17.5 www.inwestpol.pl 17.6 www.kochequipment.com 17.7 www.leekingyih.com 17.8 www.temp.com.ua 17.9 www.dixiecanner.com 17.10 www.boydfood.com 17.11 www.magurit.de 17.12 www.almash.net.md 17.13 www.indosa.ch 17.14 www.fao.org 17.15 www.atecplastic.com 17.16 www.uni-graz.at 17.18 www. scotsmanindustries.com 17.19 www.sturdy.com.tw 17.20 www.seydelmann.com