Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất nước dứa ép trong năng suất 1,8 triệu lít/năm

ó lợi cho việc tích lũy chất khô, trái dứa còn dễ bị mặt trời dọi hỏng. Nhiệt độ quá thấp gây ảnh hưởng xấu đến trái và lá. Cây dứa thuộc loại cây sống lâu năm. Sau khi thu hoạch trái thì chồi nách trên cây mẹ lại tiếp tục phát triển thành một cây mới và có trái, thường bé hơn vụ trước. Nhiều thế hệ nối tiếp nhau sẽ làm cho vị trí gốc của những cây đời sau cao dần lên, rễ khó tiếp xúc với đất. Đó là nguyên nhân chính làm cho vườn dứa chóng tàn. Vì vậy những vùng trồng dứa tập trung chỉ nên thu hoạch 2-3 vụ trái, kéo dài hơn nữa thì năng suất thấp, trái nhỏ dần, chất lượng kém, sâu bệnh phát triển nặng. Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1200-2000 mm là thích hợp nhất đối với sinh trưởng và phát triển của cây dứa. Nhu cầu nước hàng ngày của cây dứa tương đương với một lượng mưa từ 1,25-2 mm, tức là từ 12,5-20 m3 nước/ha. Sau khi trồng, cây dứa đã bén rễ nếu gặp hạn kéo dài 4-6 tháng thì thời gian sinh trưởng sẽ kéo dài thêm, nhưng ít ảnh hưởng đến năng suất. Trái lại trước và trong giai đoạn phân hóa hoa mà thiếu nước thì năng suất dứa sẽ giảm sút rõ rệt. Độ ẩm không khí trung bình hàng năm cần thiết từ 75% trở lên. Vườn dứa có đủ ánh sáng thì năng suất tăng, hàm lượng đường cao, vỏ trái bóng đẹp, thích hợp cho việc xuất khẩu trái tươi và chế biến. Thiếu ánh sáng thì năng suất sẽ giảm, vị chua và hàm lượng đường thấp, vỏ trái có màu xám tối. Nhưng ánh sáng quá mạnh sẽ gây rám trái, lá ngả màu vàng đỏ. Các giống dứa hoa và dứa độc bình cần ánh sáng nhiều hơn. Trái lại, các giống dứa ta và dứa mật lại cần có cây cao to như lim, trám che bong mát thưa thớt. Nói chung cây dứa cần ánh sáng tán xạ. Cây dứa không kén đất, đất tơi xốp và thoát nước nhanh đều có thể trồng dứa. Ở sườn đồi, đồng ruộng hay những nơi có các loại cỏ tạp, nhiều cây cỏ mọc, rừng non đều có thể trồng được dứa. Nơi đất trũng không thoát nước, đất chặt cứng, phù sa quá nhỏ, đất có nhiều Mn, vôi đều không thích hợp để trồng dứa. Đất trồng dứa tốt nhất là đất cát pha, đất đỏ mới khai phá, đất sâu, nhiều chất màu và có đủ chất sắt, độ pH từ 4,5-5% là thích hợp nhất. Thành phần hóa học: Trái dứa có 72-88% nước, 8-18,5% đường, 0,3-0,8% acid, 0,25-0,5% protein, khoảng 0,25% muối khoáng. 70% đường dứa là saccharose, còn lại là glucose. Acid nhiều nhất trong thành phần acid hữu cơ của dứa là acid citric (65%), còn lại là acid malic (20%), acid taric (10%), acid succinic (3%). Dứa còn chứa enzyme thủy phân protein là Bromelin. Hàm lượng bromeline tăng dần từ ngoài vào trong và từ dưới gốc lên trên ngọn. Bromelin được sản xuất bằng cách trích ly từ vỏ và cùi dứa. Hàm lượng vitamin C khoảng 15-55 mg%, vitamin A 0,06 mg%, vitamin B1 0,09 mg%, vitamin B2 0,04 mg%... Thành phần hóa học của dứa cũng như các loại rau trái khác thay đổi theo giống, độ chín, thời vụ, địa điểm và điều kiện trồng trọt. Phân loại : Dứa có tất cả khoảng 60-70 giống, nhưng có thể gộp chung thành ba nhóm chính: Nhóm dứa Queen: Trái dứa Queen tương đối nhỏ, khối lượng trung bình mỗi trái 0,8-1,6 kg/trái, mắt lồi, dạng trụ tròn khá đều. Thịt trái vàng đậm, giòn, hương dứa, vị chua ngọt đậm đà. Nhóm này có chất lượng cao nhất, trên thế giới thường dùng để ăn tươi và xuất khẩu. Dứa hoa, dứa tây, dứa Victoria, khóm cũng thuộc nhóm dứa này. Nhóm dứa Queen được trồng nhiều nhất trong ba nhóm ở Việt Nam. Nhóm dứa Cayenne: Dứa Cayenne cho trái lớn nhất, khối lượng trung bình 1,5-2,5 kg/trái, mắt phẳng và nông. Trái có dạng trụ côn, lớn ở dưới gốc nhỏ dần ở đầu ngọn. Thịt trái kém vàng, nhiều nước, ít ngọt và kém thơm hơn dứa Queen. Dứa độc bình, dứa tây thuộc nhóm này. Vì phù hợp với chế biến công nghiệp, nhóm Cayenne được trồng ở hầu hết các vùng dứa lớn trên thế giới (Thái Lan, Hawai, Philippin…). Ở Việt Nam đang có những dự án đẩy mạnh trồng dứa Cayenne thành quy mô lớn, nhưng việc sử dụng loại dứa này vẫn chưa thông dụng lắm. Nhóm dứa Spanish: Trái dứa Spanish lớn hơn dứa Queen, mắt to và sâu.Thịt trái vàng nhạt, có chỗ trắng, vị chua, ít mùi thơm nhưng nhiều nước hơn dứa hoa. Dứa ta, dứa mật, dứa thuộc nhóm dứa Spanish. Nhóm này có chất lượng kém nhất, được trồng lâu đời và tập trung ở khu vực Liễn Sơn (Tam Dương, Vĩnh Phú). Mỗi loài có những đặc trưng riêng, ở đây do chọn nguyên liệu là giống dứa Queen vì nhóm dứa này có đầy đủ những yêu cầu cần thiết cho sản xuất nước quả trong, được trồng nhiều nhất ở Việt Nam, đảm bảo cung ứng đủ nguyên liệu. Tiêu chuẩn nguyên liệu: Dứa nguyên liệu được nhân viên phòng QA đánh giá, phân loại rồi mới đưa vào chế biến. Dứa khi nhận vào bông, cuống còn tươi (bông tự nhiên, cuống dài không quá 10cm). Dứa già bóng (phải nở từ 2/3 hàng mắt trở lên). Ruột dứa phải có màu vàng nhạt trở lên. Quả dứa phải tươi tốt, không dập úng, không chín quá (có mùi lên men). Không sâu bệnh, không meo mốc, không bị khuyết tật, không dính bùn, đất, chuột cắn và có mùi lạ khác. Chỉ tiêu về độ chín; Độ chín của dứa đánh giá theo màu sắc vỏ quả có 5 mức độ sau: Độ chín 4: 100% quả có màu vàng sẫm, trên 5 hàng mắt mở. Độ chín 3: 75-100% vỏ quả có màu vàng tươi, khoảng 4 hàng mắt mở. Độ chín 2: 25-75% vỏ quả có màu vàng tươi, 3 hàng mắt mở. Độ chín 1: quả vẫn còn xanh bóng, 1 hàng mắt mở. Độ chín 0: quả vẫn còn xanh sẫm, mắt chưa mở. Dứa được dùng trong quá trình ép này tốt nhất là có độ chín cấp 4 hoặc 3 để đảm bảo thu được nhiều dịch nhất. Thu hoạch và bảo quản dứa cho sản xuất: Tùy theo vĩ độ ở nơi trồng, dứa Queen thu hoạch tự nhiên vào tháng 3, 4, 5 và 6; dứa Cayenne thu hoạch vào tháng 6, 7, 8; dứa ta thu hoạch vào tháng 6, 7. Trong những năm gần đây do có tiến hành xử lý dứa bằng đất đèn, người ta có thể bắt dứa Queen kết trái vào bất cứ lúc nào, có nghĩa là có thể thu hoạch quanh năm. Dứa cũng như các loại trái cây nhiệt đới khác rất nhạy cảm với nhiệt độ. Nếu nhiệt độ quá cao, làm trái dứa bị héo, mềm, và màu không còn tươi. Dứa bị “cảm lạnh” do tác dụng của nhiệt độ thấp. Mức độ cảm lạnh tùy theo nhiệt độ, độ chín của trái, giống dứa… Dứa xanh bị cảm lạnh ngay ở 9-10oC, còn dứa chín ở 4-6oC. Khi bị “cảm lạnh” dứa bị nâu đen ở lõi và lan dần ra phía ngoài. Dứa rất chóng hư hỏng do hô hấp yếm khí. Nếu bảo quản dứa trong kho kín, ẩm nước thì rất dễ làm thối dứa. Việc thả dứa trên mương (tập quán thu hoạch dứa ở miền Nam) làm cho dứa chóng bị úng. Thu hoạch dứa bằng cách dùng dao cắt cuống. Cần phải thực hiện thu hoạch nhẹ nhàng, tránh làm bầm giập, gãy ngọn hoặc gãy cuống. Cắt trái kèm theo một đoạn cuống dài 2-3 cm. Vết cắt phải phẳng, nhẵn, không được dập cuống. Thu hoạch vào ngày tạnh ráo, tránh thu hoạch lúc đang mưa. Khi cần lấy chồi ngọn để trồng hoặc bỏ đi đều phải dùng dao cắt, không được bẻ vì vết lõm vào trái sẽ gây mau thối trái. Sau khi hái để dứa từng trái nhẹ nhàng vào bao bì, hay giỏ, thúng tre và chuyển sang thùng gỗ chở đi. Giữa các trái nên độn vật mềm để tránh cọ sát. Thu hoạch xong phải vận chuyển dứa về kho ngay, không được chất đống ngoài nắng. Kho chứa phải cao, thoáng, sạch. Nền kho, dao, sọt…phải sát trùng bằng formol nồng độ 3-5% để tiêu diệt nấm thối Thielaviopsis paradosa. Chọn trái lành lặn, vặt bỏ lá bắc ở gốc trái, cắt bằng cuống cách gốc trái 2-3 cm. Chải hoặc xử lý diệt rệt sáp. Đóng gói nhanh, đưa vào kho mát giữ độ nhiệt độ 7-8oC, độ ẩm 85-90%. Thời gian từ lúc thu hoạch cho đến khi đưa vào kho mát không quá 24 giờ về mùa hè và không quá 36 giờ về vụ đông xuân. Vận chuyển bằng tàu lạnh hoặc xà lan lạnh. Nhập dứa theo chu kì 4 ngày/lần. Chỉ nhập dứa có độ chín 2 và 3. Khi bảo quản dứa để chờ chế biến, sau khi thu hoạch xong phải đưa nhanh dứa vào kho mát nhiệt độ 26 – 28oC, độ ẩm trong kho 85-90%. Nước: Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm. Bảng 2: Tiêu chuẩn vệ sinh nước dùng trong công nghiệp thực phẩm (Ban hành kèm theo Quyết định của Bộ trưởng Bộ Y tế số 1329/ 2002/BYT/QÐ ngày 18 / 4 /2002) Số thứ tự Tên chỉ tiêu Ðơn vị tính Giới hạn tối đa Phương pháp thử Mức độ giám sát I Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ 1.       Màu sắc (a) TCU 15 TCVN 6185-1996 (ISO 7887-1985) A 2.   Mùi vị (a) Không có mùi, Vị lạ Cảm quan A 3.  Ðộ đục (a) NTU 2 (ISO 7027 - 1990) TCVN 6184- 1996 A 4.     pH (a) 6,5-8,5 AOAC hoặc SMEWW A 5.   Ðộ cứng (a) mg/l 300 TCVN 6224 - 1996 A 6.    Tổng chất rắn hoà tan (TDS) (a) mg/l 1000 TCVN 6053 –1995 (ISO 9696 –1992) B 7.   Hàm lượng nhôm (a) mg/l 0,2 ISO 12020 – 1997 B 8.    Hàm lượng Amoni, tính theo NH4+ (a) mg/l 1,5 TCVN 5988 – 1995(ISO 5664 1984) B 9.   Hàm lượng Antimon mg/l 0,005 AOAC hoặc SMEWW C 10.     Hàm lượng Asen mg/l 0,01 TCVN 6182 – 1996 (ISO 6595 –1982) B 11.  Hàm lượng Bari mg/l 0,7 AOAC hoặc SMEWW C 12.   Hàm lượng Bo tính chung cho cả Borat và Axit boric mg/l 0,3 ISO 9390 - 1990 C 13.     Hàm lượng Cadimi mg/l 0,003 TCVN6197 - 1996 (ISO 5961-1994) C 14.     Hàm lượng Clorua (a) mg/l 250 TCVN6194 - 1996 (ISO 9297- 1989) A 15.     Hàm lượng Crom mg/l 0,05 TCVN 6222 - 1996 (ISO 9174 - 1990) C 16.     Hàm lượng Ðồng (Cu) (a) mg/l 2 (ISO 8288 - 1986) TCVN 6193- 1996 C 17.     Hàm lượng Xianua mg/l 0,07 TCVN6181 - 1996 (ISO 6703/1-1984) C 18.     Hàm lượng Florua mg/l 0,7 – 1,5 TCVN 6195- 1996 (ISO10359/1-1992) B 19.     Hàm lượng Hydro sunfua (a) mg/l 0,05 ISO10530-1992 B 20.  Hàm lượng Sắt (a) mg/l 0,5 TCVN 6177-1996 (ISO 6332-1988) A 21.   Hàm lượng Chì mg/l 0,01 TCVN 6193- 1996 (ISO 8286-1986) B 22.     Hàm lượng Mangan mg/l 0,5 TCVN 6002- 1995 (ISO 6333 - 1986) A 23.     Hàm lượng Thuỷ ngân. mg/l 0,001 TCVN 5991-1995 (ISO 5666/1-1983 ¸ ISO 5666/3 -1983) B 24.   Hàm lượng Molybden mg/l 0,07 AOAC hoặc SMEWW C 25.     Hàm lượng Niken mg/l 0,02 TCVN 6180 -1996 (ISO8288-1986) C 26.     Hàm lượng Nitrat mg/l 50 (b) TCVN 6180- 1996 (ISO 7890-1988) A 27.  Hàm lượng Nitrit mg/l 3 (b) TCVN 6178- 1996 (ISO 6777-1984) A 28.   Hàm lượng Selen mg/l 0,01 TCVN 6183-1996 (ISO 9964-1-1993) C 29.     Hàm lượng Natri mg/l 200 TCVN 6196-1996 (ISO 9964/1-1993) B 30.  Hàm lượng Sunphát (a) mg/l 250 TCVN 6200 -1996 (ISO9280 -1990) A 31.  Hàm lượng kẽm (a) mg/l 3 TCVN 6193 -1996 (ISO8288-1989) C 32.   Ðộ ô xy hoá mg/l 2 Chuẩn độ bằng KMnO4 A Giải thích: 1.       A: Bao gồm những chỉ tiêu sẽ được kiểm tra thường xuyên, có tần suất kiểm tra 1 tuần (đối với nhà máy nước) hoặc một tháng (đối với cơ quan Y tế cấp tỉnh, huyện). Những chỉ tiêu này là những chỉ tiêu chịu sự biến động của thời tiết và các cơ quan cấp nước cũng như các trung tâm YTDP tỉnh thành phố làm được. Việc giám sát chất lượng nước theo các chỉ tiêu này giúp cho việc theo dõi quá trình xử lý nước của trạm cấp nước để có biện pháp khắc phục kịp thời. 2.       B: bao gồm các chỉ tiêu cần có trang thiết bị khá đắt tiền và ít biến động theo thời tiết hơn. Tuy nhiên đây là những chỉ tiêu rất cơ bản để đánh giá chất lượng nước. Các chỉ tiêu này cần được kiểm tra trước khi đưa nguồn nước vào sử dụng và thường kỳ mỗi năm một lần (hoặc khi có yêu cầu đặc biệt) đồng thời với 1 đợt kiểm tra các chỉ tiêu theo chế độ A bởi cơ quan y tế địa phương hoặc khu vực. 3.       C: đây là những chỉ tiêu cần có trang thiết bị hiện đại đắt tiền, chỉ có thể xét nghiệm được bởi các Viện Trung ương, Viện Khu vực hoặc một số trung tâm YTDP tỉnh thành phố. Các chỉ tiêu này nên kiểm tra hai năm một lần (nếu có điều kiện) hoặc khi có yêu cầu đặc biệt bởi cơ quan y tế Trung ương hoặc khu vực. Syrup: Syrup được chuẩn bị từ đường saccharose, ở đây ta sử dụng đường cát trắng thượng hạng. Quá trình nấu syrup đường saccharose được thực hiện như sau: Trước tiên, ta bơm nước vào bên trong thiết bị nấu syrup, gia nhiệt nước lên đến 55 – 60oC. Cho cánh khuấy hoạt động với tốc độ 30 – 50 vòng/phút rồi bắt đầu cho đường vào. Khi đường đã hòa tan hết trong nước, tiến hành gia nhiệt dung dịch đên sôi. Thời gian đun sôi có thể kéo dài đến 30 phút. Cuối cùng, syrup sẽ được làm nguội nhanh về nhiệt độ bảo quản. Chỉ tiêu chất lượng đường cát trắng thượng hạng: Theo Tiêu chuẩn Việt Nam: Do Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật nhà nước ban hành theo quyết định số 43/QĐ ngày 11 02-1987: Chỉ tiêu cảm quan: Ngoại hình: tinh thể tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục… Mùi vị: tinh thể đường cũng như dung dịch đường trong nước cất có vị ngọt, không có mùi lạ, vị lạ. Màu sắc: tất cả tinh thể đều trắng sáng, khi pha trong nước cất, dung dịch đường trong. Chỉ tiêu hóa lý: Hàm lượng Saccharose không nhỏ hơn 99,75% chất khô. Độ ẩm không lớn hơn 0,05% khối lượng. Hàm lượng đường khử không lớn hơn 0,05% khối lượng. Hàm lượng tro không lớn hơn 0,05% khối lượng. Độ màu không lớn hơn 1,4 độ Stame. Phụ gia: Chất điều chỉnh độ chua: acid citric Acid citric thường có nhiều trong rau quả với hàm lượng khá cao, đặc biệt là trong các loại quả có múi. Acid citric có vị chua dịu nên thường được sử dụng trong điều chỉnh vị của sản phẩm, là loại acid được sử dụng rộng rãi trong các loại thức uống vì có vị ngon hơn so với các loại acid thực phẩm khác. Quá trình bổ sung acid citric nhằm làm giảm vị ngọt gắt của đường, đồng thời làm tăng vị chua hài hòa cho sản phẩm, kích thích tiêu hóa, hạn chế sự phát triển của 1 số loài vi sinh vật, góp phần hạn chế sự oxi hóa, làm tăng thêm mùi vị cho sản phẩm. Chỉ tiêu chất lượng acid citric: theo QCVN 4 – 11: 2010/BYT Định tính: Dễ tan trong ethanol, rất tan trong nước, ít tan trong ether. Phải có phản ứng đặc trưng của citrate. Độ tinh khiết: Hàm lượng nước: Dạng khan: không được quá 0,5%. Dạng monohydrate: không được thấp hơn 7,5% và không được quá 8%. ( Phương pháp Karl-Fischer). Tro sulfat: không được quá 0,05% Oxalate: không được quá 100mg/kg. Sulfate: không được quá 150mg/kg. Chì: không được quá 0,5mg/kg. Hàm lượng C6H8O7: không thấp hơn 99,5% và không được quá 100,5% tính theo chế phẩm khan. Chất chống oxy hóa: acid ascorbic Ủ enzyme Enzyme Cuống, chồi Vỏ, lõi Dứa Lựa chọn Cắt cuống, chồi Gọt vỏ, đột lõi Nghiền xé Bã Ép Nước dứa Gia nhiệt Chai, nắp Rót chai – đóng nắp Gia nhiệt Bã Lọc Nước thải Nước Rửa Nguyên liệu phụ Phối trộn Thanh trùng Bảo ôn Diatomit QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Quy trình công nghệ Giải thích quy trình công nghệ: Lựa chọn: Mục đích: chuẩn bị. Lựa chọn những quả dứa đáp ứng đúng theo tiêu chuẩn đã được trình bày ở phần nguyên liệu và đạt độ chín cấp 3 hoặc 4. Những quả chưa chín có thể được lưu lại cho đến khi đạt độ chín mới sử dụng. Còn những quả quá chín cũng có thể sử dụng nếu chưa có biểu hiện hư hỏng, biến chất. Các biến đổi: nguyên liệu đồng đều về độ chín, loại bỏ được những quả hư hỏng, không đúng tiêu chuẩn. Rửa: Mục đích: chuẩn bị Quá trình rửa sẽ làm sạch đất, cát, bụi bẩn, giảm lượng vi sinh vật bám ngoài vỏ, làm lộ ra những chỗ hư hỏng để có thể loại bỏ dễ hơn trong quá trình tiếp theo. Các biến đổi: nguyên liệu sạch, lượng vi sinh vật bám ngoài vỏ, trong các khe mắt quả giảm đáng kể. Một vài chỗ dập, hư hỏng trên quả lộ ra ngoài. Các yếu tố ảnh hưởng: hệ thống cọ rửa phải đạt yêu cầu, sao cho có thể cọ rửa sạch mà không làm dập dứa. Nước rửa đáp ứng theo tiêu chuẩn nước sinh hoạt (TCVN 5502:2003). Cắt cuống, chồi, ngọn: Mục đích: làm gọn quả dứa, cắt bỏ cuống, chồi, ngọn và các phần dập, hư hỏng. Các biến đổi: khối lượng của quả dứa nguyên liệu bị giảm. Các yếu tố ảnh hưởng: Độ sắc, sạch của dao phải đạt yêu cầu, nếu không mặt cắt của dứa sẽ không phẳng và dứa bị nhiễm bẩn. Sự thành thạo trong thao tác. Môi trường và thiết bị phải đảm bảo vệ sinh. Phương pháp thực hiện: thủ công. Công nhân dùng dao sắc để cắt cuống, chồi, ngọn và loại bỏ những phần hư hỏng của quả dứa, chú ý không làm dập cũng không làm nhiễm bẩn mặt cắt. Gọt vỏ, đột lõi: Mục đích: chuẩn bị. Loại bỏ phần lõi, vỏ và mắt quả dứa. Các biến đổi: nguyên liệu thay đổi hình dạng, kích thước, khối lượng đáng kể. Lớp vỏ bảo vệ đã bị gọt bỏ, nên tốc độ hô hấp của quả tăng nhanh, quả sẽ mau bị nhũn. Dịch bào tiết ra trên bề mặt là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động. Nên quá trình này phải được tiến hành trong thời gian ngắn và mau chóng đưa qua quá trình xử lý tiếp theo, nhằm tránh hư hỏng sản phẩm. Các yếu tố ảnh hưởng: độ sắc, sạch của thiết bị, môi trường phải đảm bảo vệ sinh. Nghiền xé: Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ủ enzyme và ép. Quá trình nghiền xé sẽ giảm nhỏ kích thước nguyên liệu, tăng diện tích tiếp xúc với enzyme. Ngoài ra, quá trình nghiền xé còn cắt nhỏ thịt trái, phá vỡ lớp vỏ tế bào, hỗ trợ và làm tăng hiệu suất cho quá trình ép. Các biến đổi: nguyên liệu thay đổi kích thước, vỏ tế bào bị xé rách, dịch bào và các loại enzyme nội bào thoát ra, các phản ứng hóa sinh xảy ra dễ dàng. Đây cũng là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động, từ đó có thể làm hư hỏng nguyên liệu đã qua nghiền xé. Ủ enzyme: Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép. Thực tế cho thấy trong dịch quả thường có chứa 1 hàm lượng pectin nhất định. Các hợp chất pectin tham gia tạo nên cấu trúc mô thực vật, liên kết tế bào rau quả lại với nhau. Khi pectin bị phân giải trong quá trình nghiền xé nguyên liệu, 1 phần sẽ hòa tan vào dịch quả, dung dịch chứa pectin có độ nhớt cao và đây là nguyên nhân gây khó khăn cho quá trình ép thu nhận dịch quả. Do đó các nhà sản xuất bổ sung chế phẩm pectinase vào khối nguyên liệu trái cây đã qua nghiền xé. Các biến đổi: Nhờ xúc tác của endopolygalacturonas, phân tử pectin bị giảm kích thước dịch bào giảm độ nhớt, giúp cho quá trình ép đạt hiệu quả cao hơn. Cách thực hiện: bán thành phẩm sau giai đoạn nghiền xé được đưa vào bồn chứa, bổ sung vào đó 0,05% enzyme pectinase, trộn đều rồi ủ trong 1,5h ở nhiệt độ phòng, thỉnh thoảng cần đảo trộn khối ủ. Ép: Mục đích: khai thác, tách tối đa dịch bào ra khỏi nguyên liệu. Hiệu suất ép phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: phẩm chất nguyên liệu, phương pháp sơ chế, cấu tạo, chiều dày, độ chắc của lớp nguyên liệu ép và áp suất ép. Các biến đổi: một số liên kết trong quả bị phá vỡ do tác động của lực cơ học, cấu trúc tế bào bị phá vỡ, dịch bào thoát ra ngoài. Cách thực hiện : sử dụng thiết bị ép trục vis vận hành với tốc độ trục vis 150–200rpm, áp lực 138 – 150MN/m2 . Gia nhiệt: Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lọc. Vô hoạt enzyme, tiêu diệt hoặc ức chế hệ vi sinh vật, gây kết tủa một số chất keo tạo điều kiện cho quá trình lọc trong. Các biến đổi: có thể tổn thất một số hợp chất hóa học mẫn cảm với nhiệt độ như protein, các hợp chất thơm, chất màu,…hay tạo ra một số hợp chất hóa học khác ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm; một số loài vi sinh vật bị ức chế, hệ enzyme của quả bị vô hoạt, có sự tách pha giữa protein kết tủa và dịch quả,… Cách thực hiện: sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng bản mỏng. Thông số kỹ thuật: nhiệt độ gia nhiệt: 75 – 80oC, thời gian gia nhiệt: 3 – 5 phút. Cuối quá trình gia nhiệt có bổ sung chất trợ lọc Diatomit Lọc: Mục đích: hoàn thiện, khâu làm trong nước quả cuối cùng. Các biến đổi: các chất cặn, kết tủa trong nước quả sau gia nhiệt được lọc bỏ, dung dịch nước quả trở nên trong hơn, màu sắc sáng đẹp. Cách thực hiện: cuối quá trình gia nhiệt, thêm 0,01% diatomit, kèm theo khuấy trộn. Tiến hành lọc trên thiết bị lọc khung bản, áp lực lọc 3 at, lọc ở nhiệt độ phòng. Phối trộn: Mục đích: hoàn thiện, đồng thời góp phần bảo quản sản phẩm. Thành phần: Trong quá trình chế biến, tanin trong quả thường bị oxi hóa thành flobafen có màu đen. Để tránh hiện tượng này, người ta pha chế thêm chất chống oxi hóa mà thường dùng nhất là acid ascorbic (vit C). Vit C vừa có tác dụng ổn định màu sắc, vừa tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Đường đạt 32o Bx. Cho vị ngọt dịu. Acid citric đạt pH = 3,7. Giảm vị ngọt gắt của đường. Sản phẩm có vị chua ngọt hài hoà. Kích thích tiêu hoá, góp phần hạn chế sơ phát triển của VSV, hạn chế sự oxi hoá… Ngoài ra còn bổ sung thêm màu thực phẩm để tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, đồng thời giúp sản phẩm không bị nhạt màu trong quá trình bảo quản. Yêu cầu: Sản phẩm phải có hương rõ rệt của nguyên liệu, vị chua thích hợp. Sản phẩm có nồng độ chất khô vào khoảng 16%, chỉnh pH về 4.5 - 5. Cách thực hiện: quá trình phối chế được thực hiện trong các thùng phối chế chuyên dùng có cánh khuấy để trộn đều. Gia nhiệt: Mục đích: hạn chế sự nhiễm của vi sinh vật, đồng thời chuẩn bị cho quá trình rót nóng sản phẩm, giúp bài khí trong bao bì Các biến đổi: có sự thay đổi về thể tích, khối lượng và tỉ trọng sản phẩm. Hệ vi sinh vật bị ức chế hay bị tiêu diệt một phần, enzyme bị vô hoạt, màu nước quả hơi sậm, mùi bị sản phẩm có thể bị giảm do bị phân hủy bay hơi một phần… Cách thực hiện: dùng thiết bị gia nhiệt bản mỏng, gia nhiệt nước quả lên nhiệt độ 70oC trong 30 – 40s. Sau đó tiến hành rót nóng ngay. Rót chai – Đóng nắp: Mục đích: Bảo quản: Hạn chế sự oxy hóa các chất dinh dưỡng của thực phẩm, hạn chế sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí còn tồn tại trong nước quả. Quá trình rót hộp – ghép mí sẽ cách ly sản phẩm với môi trường ngoài, tránh bị nhiễm bẩn. Các biến đổi: không có sự biến đổi nào đáng kể. Cách thực hiện: sử dụng chai PET 500ml. Thanh trùng: Mục đích: bảo quản. Quá trình thanh trùng sẽ làm vô hoạt bất thuận nghịch enzyme và ức chế hệ vi sinh vật, nhờ đó kéo dài được thời gian bảo quản sản phẩm. Sau quá trình thanh trùng là làm nguội nhanh để đưa sản phẩm về nhiệt độ bình thường, tránh những biến đổi, phản ứng do nhiệt độ cao xảy ra trong bán thành phẩm. Các biến đổi: biến đổi về mặt hóa sinh và vi sinh học. Enzyme bị vô hoạt bất thuận nghịch, quá trình trao đổi chất của vi sinh vật bị ngừng lại, chúng bị ức chế hay tiêu diệt. Cách thực hiện: sử dụng nồi autoclave dạng nằm ngang. Thông số kỹ thuật: nhiệt độ thanh trùng là 100oC, thời gian gia nhiệt để tâm chai đạt được nhiệt độ thanh trùng là 5 phút, thời gian thanh trùng là 13 phút, hạ nhiệt độ sản phẩm trong vòng 15 phút. Bảo ôn: Trong điều kiện kĩ thuật chưa đạt độ tin cậy cao, bảo ôn là công đoạn cần thiết nhằm phát hiện những đơn vị sản phẩm chưa đạt độ thanh trùng hoặc độ kín tốt. Sau khi thanh trùng và làm nguội, sản phẩm được đưa vào kho bảo ôn. Thời gian bảo ôn ở nhiệt độ bình thường có thể kéo dài không khoảng 15 ngày. Trong khoảng thời gian đó, những đơn vị sản phẩm không đạt yêu cầu về độ kín hay chế độ thanh trùng không đạt, vi sinh vật phát triển gây nhớt, sủi bọt; hoặc nước quả trong chai bị lắng cặn do quá trình làm trong, quá trình lọc không tốt. Khi kết thúc quá trình bảo ôn, sản phẩm được kiểm tra, loại bỏ những đơn vị hư hỏng. Nếu sau khi bảo ôn phát hiện thấy tỷ lệ hư hỏng, vượt quá mức cho phép, cần phải xem xét lại quá trình sản xuất, tìm nguyên nhân để khắc phục. Nếu cần thiết có thể hủy bỏ cả lô sản phẩm. Sản phẩm: Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm: Chỉ tiêu cảm quan: màu vàng, mùi đặc trưng, dung dịch đục, chấp nhận có cặn lắng. Chỉ tiêu hóa lý: hàm lượng chất khô ≥ 16% , hàm lượng acid 0,2 – 0,6%. Chỉ tiêu vi sinh : Bảng 3: Chỉ tiêu vi sinh sản phẩm: Vi sinh vật Giới hạn cho phép trong 1ml thực phẩm Staphylococcus aureus 0 Coliforms 0 Escheria Coli 0 Bacillus cereus 0 Tổng số tế bào nấm men, nấm mốc 0 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ: Cân bằng vật chất: Năng suất thiết kế: 1,8 triệu lít/năm. 1 năm làm việc 300 ngày. 1 ngày sản xuất 6000 lít nước dứa. Bảng 4.1: Tính chất nguyên liệu trong quy trình nước dứa ép: Tính chất của nước dứa sau khi ép Giá trị (%) Độ Brix 13 Hàm lượng acid tổng 0,45 Bảng 4.2: Yêu cầu chất lượng sản phẩm: Tính chất của nước dứa thành phẩm Giá trị (%) Độ Brix 16 Hàm lượng acid tổng 0,45 Bảng 4.3: Tổn thất trên từng công đoạn của quy trình sản xuất nước ép dứa. Quá trình Tổn thất (%) Rửa -0,3 Cắt cuống, chồi, ngọn -10 Gọt vỏ, đột lõi -30 Nghiền xé -1 Ủ enzyme -0 Ép -20 Gia nhiệt -0,2 Lọc -1 Phối trộn -0,2 Rót chai – đóng nắp -1 Thanh trùng 0 Tính toán cho 100 lít nước dứa thành phẩm: Sản phẩm có độ Brix=16o, ta xem như khối lượng riêng của sản phẩm bằng khối lượng riêng của dung dịch đường 16% ở 20oC. Tra bảng sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 1, ta có khối lượng riêng của dung dịch đường 16% ở 20oC là 1,06534kg/l. Suy ra, 100 lít nước dứa thành phẩm tương đương với 106,534 kg nước dứa thành phẩm. Kí hiệu: ms: khối lượng bán thành phẩm sau xử lý mtr: khối lượng bán thành phẩm trước xử lý i: tổn thất của quá trình. (%) Rót chai – đóng nắp: ms, rót chai = 106,534 kg irót chai=1% mtr,rót chai=ms,rót chai/(1 – irót chai)=106,534/(1 – 0,01)=107,610 kg Gia nhiệt: ms, gia nhiệt=mtr,rót chai= 107,610 kg igia nhiệt=0,2% mtr,gia nhiệt=ms,gia nhiệt/(1 – igia nhiệt)=107,610/(1 – 0,002)=107,826kg Phối trộn ms, phối trộn=mtr,gia nhiệt= 107,826kg iphối trộn =0,2% Bổ sung thêm: Syrup với msyrup=18,75%mtr,phối trộn. Vitamin C với mvit C=0,1% mtr,phối trộn. Acid citric với ma.c=0,1% mtr,phối trộn. Ta có: mtr,phối trộn+msyrup +mvit C+ma.c= ms,phối trộn+mtổn thất mtr,phối trộn+18,75%mtr,phối trộn+0,1% mtr,phối trộn +0,1% mtr,phối trộn =ms,phối trộn+0,2%( mtr,phối trộn+18,75%mtr,phối trộn+0,1% mtr,phối trộn +0,1% mtr,phối trộn) mtr,phối trộn=ms,phối trộn/[(1 – 0,002).(1+0,1875+0,001+0,001)] =108,826/[(1 – 0,002).(1+0,1875+0,001+0,001)]=90,525 kg msyrup = 18,75%mtr,phối trộn = 16,973kg mvit C=0,1% mtr,phối trộn=0,091kg ma.c=0,1% mtr,phối trộn=0,091kg Lọc: ms, lọc tinh=mtr,phối trộn= 90,525 kg ilọc tinh=1% mtr,lọc tinh=ms,lọc tinh/(1 – ilọc tinh)=90,525/(1 – 0,01)=91,439kg Gia nhiệt: ms, gia nhiệt=mtr,lọc tinh= 91,439 kg igia nhiệt=0,2% mtr,gia nhiệt=ms,gia nhiệt/(1 – igia nhiệt)=91,439/(1 – 0,002)=91,620kg Khối lượng diatomit thêm vào cuối gia nhiệt là 0,916kg (bằng 1%ms,gia nhiệt) Ép: ms, ép=mtr,lọc thô= 91,620 kg iép=20% mtr,ép=ms,ép/(1 –iép)=92,620/(1 – 0,2)=114,525 kg lượng enzyme pectinase thêm vào trong quá trình ủ enzyme trước ép là 0,057kg (bằng 0,05%mtr,ép) Nghiền xé: ms, nghiền xé =mtr,ép= 114,525kg inghiền xé=1% mtr,nghiền xé=ms,nghiền xé/(1 – inghiền xé)=114,525/(1 – 0,01)=115,682 kg Gọt vỏ, đột lõi: ms, gọt vỏ,đột lõi=mtr,nghiền xé= 115,682kg igọt vỏ,đột lõi=30% mtr,gọt vỏ,đột lõi=ms,gọt vỏ,đột lõi/(1 – igọt vỏ, đột lõi)=115,682/(1 – 0,3)=165,260 kg Cắt cuống, chồi, ngọn: ms, cắt thô=mtr,gọt vỏ,đột lõi= 165,260 kg icắt thô=10% mtr,cắt thô=ms,cắt thô/(1 – icắt thô)=165,260/(1 – 0,1)=183,622 kg Rửa: ms, rửa=mtr,cắt thô= 183,622 kg irửa=0,3% mtr,rửa=ms,rửa/(1 – irửa)=183,622/(1 – 0,003)=184,174 kg Bảng 4.4: Tổng hợp lượng nguyên liệu, sản phẩm 1 ngày, 1 năm. Nguyên liệu, sản phẩm Đơn vị Giá trị 100 lít 1 ngày 1 năm Dứa nguyên liệu kg 184,174 11050,44 3315132 Syrup 32% kg 16,973 1018,38 305514 Enzyme pectinase kg 0,057 3,42 1026 Vitamin C kg 0,091 5,46 1638 Acid citric kg 0,091 5,46 1638 Diatomit kg 0,912 54,72 16416 Nước dứa thành phẩm lít 100 6000 1,8 triệu Lựa chọn thiết bị: Mỗi ngày phải sản xuất 6000 lít nước dứa thành phẩm từ 11050,44kg dứa nguyên liệu, chia làm 2 ca. Vậy mỗi ca phải sản xuất 3000 lít nước dứa thành phẩm từ 5525,22 kg dứa nguyên liệu. Bảng 4.5: thành phần nguyên liệu cho 1 ca sản xuất: Nguyên liệu Khối lượng (kg) Dứa 5486,64 Syrup 32% 509,19 Enzyme pectinase 1,71 Vitamin C 2,73 Acid citric 2,73 Diatomit 27,36 Băng tải: Sử dụng trong quá trình lựa chọn và cắt cuống, chồi, ngọn. Thông số công nghệ: Kích thước: dài: 6m, rộng: 0,5m Vận tốc: 0,15m/s. Số lượng: 4 cái. Năng suất: 8000kg/h Thiết bị rửa: Sử dụng thiết bị rửa sục khí CXJ-5, của công ty Saiwei, Trung Quốc. Hình 4.1: Thiết bị rửa sục khí CXJ-5 Nguyên tắc hoạt động: Quá trình rửa dứa gồm giai đoạn ngâm và rửa xối. Sau khi được công nhân lựa chọn, phân loại, dứa được đưa vào bồn ngâm. Trong giai đoạn này, dứa được ngâm trong nước, đồng thời được băng chuyền vận chuyển từ từ lên khu vực rửa xối. Trong khu vực rửa xối, nước được phun mạnh từ trên xuống nhằm loại bỏ hoàn toàn các tạp chất bám trên vỏ. Nước trong quá trình rửa được lọc và bơm trở lại. Thông số kỹ thuật: Năng suất: 7000 - 10000 kg/h Công suất: 7,15 kW Lượng nước tiêu thụ : 10m3/h Kích thước thiết bị: 2540x1140x1800 ( dài x rộng x cao) Số lượng : 1 Thiết bị cắt gọt liên hợp: Chọn thiết bị cắt gọt dứa liên hợp GINACA của công ty Thai Shin, Thái Lan. Hình 4.2: Thiết bị cắt gọt liên hợp GINACA. Cấu tạo thiết bị: Xích tải nhập liệu: Cơ cấu đẩy trái xuống bộ phận cắt. Cơ cấu định vị: cố định trái thơm trước khi cắt. Dao cắt hình trụ xoay được, để cắt ra phần thân trụ của trái. Các khoang chứa gắn trên một khung tròn: các khoang này chuyển động quay gián đoạn. Cứ mỗi lần khung ngừng lại sẽ có một bộ phận thực hiện cùng lúc việc cắt hai đầu và đột lõi Các rãnh tháo phế phẩm. Quả dứa sau khi qua thiết bị sẽ được gọt vỏ, đột lõi, và cắt thành từng khoanh mỏng. Thông số kỹ thuật: Đường kính ngoài của quả gọt : 94.5, 83, 80, 73 hoặc 60 mm Đường kính lõi đột: 38, 30, 28 hoặc 25 mm. Thông số động cơ: 380V – 50 Hz, 3 Hp Kích thước thiết bị: rộng 1.65m, dài 2m, cao 1,65m. Năng suất: 80 trái/ phút, khoảng 6 tấn/h Số lượng: 1 máy Thiết bị nghiền xé: Thiết bị nghiền sử dụng là thiết bị nghiền hiệu RC – L của công ty Sanritsu , Nhật Bản. Hình 4.3: Thiết bị nghiền xé RC-L Cấu tạo thiết bị: Thiết bị xay nghiền có hai hệ thống dao cắt và một cơ cấu đẩy. Mỗi hệ thống dao gồm nhiều lưỡi dao bố trí trên trục quay. Nguyên tắc hoạt động: Khi trục quay, các lưỡi dao sẽ quay theo và cắt quả dứa thành kích thước nhỏ hơn. Cơ cấu đẩy có tác dụng đẩy sản phẩm sau khi cắt ra ngoài. Khi vừa vào thiết bị, dứa sẽ được hệ thống dao thứ nhất cắt thành các miếng có kích thước to, sau đó tiếp tục được hệ thống dao thứ hai cắt thành kích thước nhỏ hơn. Cuối cùng cơ cấu đẩy sản phẩm ra ngoài. Thông số kỹ thuật: Công suất 6,7 KW. Năng suất: 6000 kg/h. Kích thước thiết bị: dài 1,56m, rộng 0,92m, cao 1,32m. Trọng lượng thiết bị: 660kg. Số lượng: 1 cái. Thiết bị ép: Thiết bị sử dụng là thiết bị ép trục vis hiệu SP – K của công ty FKC, Nhật Bản. Hình 4.4: Thiết bị ép trục vis Cấu tạo thiết bị: Một trục vít có đường kính tăng dần và có thể quay nhờ một động cơ. Bên trong trục có cấu tạo rỗng để nước vào làm nguội. Một đầu nguyên liệu vào và một đầu bã đi ra. Bao quanh trục vít là một tấm thép có đục lỗ để dịch bào thoát ra. Bên dưới trục vít có máng hứng dịch bào. Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu theo máng hứng được đưa vào trong lòng ép tại đây trục vít vừa đẩy nguyên liệu đi tới đồng thời cũng tạo ra một lực ép làm dịch bào thoát ra. Nhờ tấm thép đục lỗ mà bã được giữ lại, dịch bào thoát ra có kèm theo thịt quả. Đến cuối trục vít thì bả được đẩy ra ngoài. Thông số kỹ thuật: Công suất: 10,5 Hp Hiệu suất: 85 – 90%. Năng suất: 5000 kg/h Kích thước thiết bị: dài 960mm, rộng 720mm , cao 1125mm. Số lượng: 1 cái. Thiết bị lọc: Thiết bị sử dụng là thiết bị lọc khung bản hiệu BKL4/400 của công ty Saiwei, Trung Quốc Hình 4.5: Thiết bị lọc khung bản BKL4/400 Cấu tạo thiết bị: Gồm khung và bản có cùng kích thước xếp liền nhau. Giữa các khung có rãnh thông nhau để phân phối dịch cần lọc và giữa các bản cũng có rãnh thông nhau để xả dịch đã lọc ra Giữa khung và bản là vải lọc. Bên dưới thiết bị có máng hứng dịch lọc Tùy theo kích thước lỗ lọc trên vải mà kích thước hạt đi qua vải lọc sẽ khác nhau. Nguyên tắc hoạt động: Dịch quả theo ống dẫn phân phối theo số lượng khung và tràn vào các khoang trống. Dưới áp suất, nước lọc đi qua vải lọc theo các rãnh trên bản lọc chảy xuống và nhờ van lấy ra ngoài. Pha rắn được giữ lại trên bề mặt và được chứa trong khung. Sản phẩm được thu liên tục, bã tháo gián đoạn. Thông số kỹ thuật: Công suất: 8KW Năng suất 5,5 – 7,5 m3/h Kích thước: dài 2,5 m, rộng 1m , cao 2,04 m. Số lượng: 1 cái. Thiết bị gia nhiệt: Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng loại PXF – 45 của công ty Genemco, Mỹ. Hình 4.6: Nguyên lý hoạt động của thiết bị gia nhiệt bản mỏng. Cấu tạo thiết bị: Thiết bị gia nhiệt dạng bản mỏng gồm nhiều tấm trao đổi nhiệt nằm xếp song song nhau tạo thành các vách ngăn. Các tấm trao đổi nhiệt có các gờ với nhiều hình dạng khác nhau để tăng diện tích bề mặt truyền nhiệt. Nguyên tắc hoạt động: Dòng nguyên liệu đi từ trên xuống, dòng nước nóng đi từ dưới lên và đi vào các vách xen kẽ nhau. Nhờ vậy, dòng nguyên liệu được gia nhiệt tốt bởi dòng nước nóng qua hai vách trao đổi nhiệt. Sản phẩm thu được ở bên dưới, sau đó được bơm vào thiết bị lọc. Thông số kỹ thuật: Công suất: 4,7 KW. Năng suất: 6000 kg/h. Kích thước thiết bị: dài 0,96m, rộng 0,72m, cao 1,32m. Số lượng: 2 cái. Thiết bị phối trộn: Sử dụng thiết bị phối trộn của công ty DaYu Light Industrial Machinery Co., Ltd Trung Quốc mã DYMT01 Hình 4.7: Thiết bị phối trộn DYMT01 Thiết bị phối trộn có cánh khuấy mái chèo: cấu tạo thiết bị bao gồm một thùng khuấy, bên trong có một cánh khuấy dạng bản mỏng được gắn vào trực khuấy. Tốc độ của cánh khuấy thường tương đối thấp, khoảng 20-150 rpm. Với thiết bị loại này, các phần tử chất lỏng được chuyển động tròn quanh trục và chuyển động ly tâm là chính, còn chuyển động theo phương thẳng đứng là rất ít. Thiết bị loại này luôn luôn cần lắp thêm các thanh chặn trong thành thiết bị. Thông số kỹ thuật: Công suất: 3 KW Tốc độ cánh khuấy: 18-200 vòng/phút. Kích thước: đường kính 2500mm x cao 2100mm Thể tích: 5500l Số lượng: 1 cái Thiết bị rót chai – đóng nắp: Sử dụng thiết bị rửa – chiết – siết 3in1 CGF8-8-3 của công ty Saiwei, Trung Quốc. Hình 4.8: Thiết bị rửa – chiết – siết 3in1 CGF8-8-3. Nguyên tắc hoạt động: - Vỏ chai được đặt trên băng chuyền trước khi vào hệ thống xúc rửa chiết rót và đóng nắp (gọi tắt là RFC). - Nguồn nước quả từ bồn chứa được nối vào hệ thống RFC. - Băng chuyền sẽ tự động vận chuyển chai vào hệ thống xúc rửa. Các chai di chuyển xoay vòng và vào đúng vị trí vòi nước xúc rửa. Lưu ý nước rửa có áp lực khá mạnh để rửa sạch chai do bơm thiết kế sẵn trong máy phun lên. - Sau khi rửa và sấy, chai sẽ được đưa vào vị trí chiết rót, các cánh tay đòn sẽ giữ chặt cổ chai để tránh đổ chai trong qua trình rót. Các chai được xoay vòng liên tục trên băng chuyền chiết rót. Máy bơm nước được thiết kế sẵn trong máy sẽ tự động chiết rót vào bình. (Lưu ý : thể tích nước có thể điều chỉnh được) - Khi bình chứa đã đầy nước, sẽ được chuyển sang vị trí đóng nắp. Nắp bình chứa được lấp đầy trong ống chứa và được đưa vào ngay đầu chai. - Các tay đòn sẽ siết nắp chặt - Sau đó chai được chuyển trên băng tải ra ngoài Thông số công nghệ: Công suất: 5000-6000 chai/h (loại chai 500ml)  Chủng loại chai: Chai thủy tinh  Số đầu rửa: 20 đầu  Số đầu chiết: 16 đầu  Số đầu đóng nắp: 5 đầu  Công suất máy chính: 5kw  Môtơ phễu siết nắp: 0.18kw   Môtơ bơm hồi lưu: 1.5 kw  Áp lực nước sục rửa: 0.25~0.3Mpa  Áp lực khí tiêu độc: 0.6～0.8 Mpa   Chiều cao của chai: 150～330mm  Đường kính chai: φ50～φ98mm  Trọng lượng máy: 6000 kg  Kích thước ngòai: 3028L*2420W*3200H mm Thiết bị thanh trùng: Sử dụng thiết bị thanh trùng autoclave dạng nằm ngang hiệu WAA 22 của công ty Konsocjum andziak, Nhật. Hình 4.9: Thiết bị thanh trùng autoclave Cấu tạo thiết bị: Thân trụ nằm ngang bằng thép dày, đáy và nắp hình chỏm cầu.Trên thân nồi có cắm đầu dò nhiệt độ và đầu dò áp suất, có ống dẫn hơi nước và không khí nén ở phía bên dưới, ống dẫn nước lạnh bên trên, ống tháo nước ở bên dưới.Bên trong nồi có đường ray để đẩy các giỏ đựng hộp. Nguyên tắc hoạt động: Đầu tiên cho giỏ đồ hộp vào đậy nắp và vít chặt các chốt. Mở van hơi đồng thời mở van xả ở trên ở trên nắp để đuổi hết khí và hơi lại đồng thời theo dõi thông số nhiệt độ và áp suất.Sau khi kết thúc giai đoạn thanh trùng thì đóng van hơi, mở van xả khí từ từ để áp suất giảm dần đến khi bằng áp suất khí quyển. Mở nắp thiết bị và xả nước làm nguội. Thông số kỹ thuật: 2 nồi thanh trùng với thể tích 2 x 2,79 m3 1 nồi chứa nước làm nguội với thể tích 2,78m3. Nhiệt độ tối đa: 130oC Áp suất hơi nước: 0,4 MPa. Áp suất nước: 0,35 MPa. Lượng hơi tiêu hao: 300 – 400 kg/mẻ Lượng nước tiêu hao: 3500 kg/h Năng suất: 7500chai/mẻ. Kích thước thiết bị: dài 4,2 m, rộng 3,75m, cao 2,85 m. Trọng lượng: 4500kg. Số lượng: 1 cái. Thiết bị nấu syrup: Sử dụng thiết bị phối trộn của công ty DaYu Light Industrial Machinery Co., Ltd Trung Quốc. Hình 4.10 : Thiết bị nấu syrup. Công suất: 1.5 KW Nhiệt độ tối đa: 100oC. Tốc độ cánh khuấy: 0-720 vòng/phút. Kích thước: đường kính 1300mm x cao 2850mm Thể tích: 1200 l Số lượng: 1 cái Thiết bị CIP: Choïn thieát bò Tetra Alcip 100: caùc dung dòch veä sinh seõ ñöôïc hoài löu ñeå taùi söû duïng. Hình 4.11 : Thiết bị CIP Cấu tạo: Heä thoáng thieát bò ñöôïc chia laøm ba daõy. Thaønh phaàn chính cuûa heä thoáng: Boàn chöùa xuùt; Boàn chöùa acid; Boàn chöùa nöôùc röûa sô boä; Boàn chöùa nöôùc saïch; Boàn chöùa dung dòch hoài löu ñeå taùi söû duïng; Heä thoáng gia nhieät baûng moûng. Thông số công nghệ: Naêng suaát thieát bò: 45000 l/h. Bôm ñònh löôïng: hoaït ñoäng ôû ñieän xoay chieàu taàn soá 50/60Hz, ñieän theá 230/400 V, coâng suaát 0,55 kW: naêng suaát 500 l/h. Bôm cao aùp: ñieän xoay chieàu taàn soá 50Hz, ñieän theá söû duïng 400 V, coâng suaát bôm 11 kW. Baûng ñieàu khieån: taàn soá 50/60 Hz, ñieän theá söû duïng 230 V, coâng suaát 0,5 kW. Nöôùc söû duïng: 3 bar, naêng suaát 45000 l/h. Hôi nöôùc: 3 bar, lôùn nhaát 1550 kg/h. Khí neùn ñeå ñieàu chænh van vaø baûng ñieàu khieån: 6 bar. Kích thöôùc thieát bò: D x R x C = 2 x 2,5 x 3 m Chế độ chạy CIP: có 2 chế độ: Chế độ 1: với thiết bị tiếp xúc trực tiếp với nước quả như thiết bị ép, gia nhiệt, lọc… ta có chế độ chạy sau: Rửa sơ bằng nước ấm khoảng 8 phút; Tuần hoàn dung dịch kiềm (nồng độ 0,5 – 1,5%) trong khoảng 20 phút ở 78oC; Rửa dung dịch kiềm dư bằng nước ấm trong khoảng 5 phút; Tuần hoàn dung dịch acid nitric (0,5 – 1%) khoảng 15 phút ở nhiệt độ 70oC; Rửa lại bằng nước lạnh trong 5 phút; Làm nguội từ từ bằng nước lạnh trong 7 phút. Chế độ 2: với các thiết bị không tiếp xúc trực tiếp với nước quả như thiết bị thanh trùng, rửa, cắt gọt…ta có chế độ chạy sau: Rửa bằng nước ấm trong 3 phút; Tuần hoàn dung dịch kiềm (nồng độ 0,5 – 1,5%) trong khoảng 10 phút ở 75oC; Rửa bằng nước ấm trong 3 phút; Tiệt trùng bằng nước nóng ở 90 – 95oC trong 5 phút; Làm nguội từ từ bằng nước lạnh trong 10 phút. Bơm: Chọn bơm nước số hiệu CPM – 130 của hãng Huifeng – motor, Trung Quốc, cho các quá trình sau: gia nhiệt, lọc, phối trộn (2 cái), rót nóng. Hình 4.12: Máy bơm cánh khế hiệu CPM-130 Năng suất: 3 m3/h Công suất: 250 W Kích thước: 265mm x 165 mm x215 mm Điện thế 220V Tần số: 50 Hz Số lượng 10 cái TÍNH TOÁN LỊCH LÀM VIỆC: Bảng 5.1: Bảng tính thời gian cho từng quá trình. Quá trình Thời gian (phút) Năng suất máy Lựa chọn 40 8000 (kg/h) Rửa 45 9000 (kg/h) Cắt cuống, chồi, ngọn 40 8000 (kg/h) Gọt vỏ, đột lõi 50 600 (kg/h) Nghiền xé 35 6000 (kg/h) Ủ enzyme 90 Ép 40 5000 (kg/h) Gia nhiệt 20 6000 (kg/h) Lọc 25 6500 (l/h) Phối trộn 15 Gia nhiệt 15 6000 (l/h) Rót chai, bài khí, đóng nắp 45 3000 (l/h) Thanh trùng 33 7500 (chai/mẻ) Bảng 5.2: Thời gian làm việc cụ thể của từng thiết bị. Thiết bị Thời gian Ca 1 Ca 2 Băng tải lựa chọn 7h – 7h40 13h30 – 14h10 Rửa 7h20 – 8h05 13h50 – 14h35 Băng tải cắt thô 7h45 – 8h25 14h15 – 14h55 Gọt vỏ, đột lõi 8h05 – 8h55 14h35 – 15h25 Nghiền xé 8h40 – 9h15 15h10 – 15h45 Ủ 9h15 – 10h45 15h45 – 17h15 Ép 10h45 – 11h25 17h15 – 17h55 Gia nhiệt 11h15 – 11h35 17h45 – 18h05 Lọc 11h35 – 11h55 18h05 – 18h25 Phối trộn 11h55 – 12h10 18h25 – 18h40 Gia nhiệt 12h10 – 12h25 18h40 – 18h55 Rót chai, đóng nắp 12h15 – 13h00 18h45 – 19h30 Thanh trùng 13h00 – 13h33 19h30 – 20h33 Ở mỗi ca, mỗi thiết bị sau khi chạy xong thì được cho chạy CIP để vệ sinh. TÍNH DIỆN TÍCH MẶT BẰNG NHÀ XƯỞNG: Bảng 6: Bảng diện tích sử dụng của thiết bị, máy móc: Thiết bị Kích thước (mm) Diện tích (m2) Băng tải 6000x500 3 Rửa 2540x1140x1800 2,9 Gọt vỏ, đột lõi 2000x1650x1650 3,3 Nghiền xé 1560x920x1320 1,4 Ủ 1500x2000 1,8 Ép 960x720x1125 0,7 Gia nhiệt 960x720x1320 0,7 Lọc 2500x1000x2040 2,5 Phối trộn 2500x2100 4,9 Rót chai, đóng nắp 3028x2420x3200 7,3 Thanh trùng 4200x3750x2850 15,8 Thiết bị nấu syrup 1300x2850 3,7 Thiết bị CIP 2000x2500x3000 5 Kho nguyên liệu 12000x6000x5000 72 Kho thành phẩm 12000x6000x5000 72 Kho bao bì 12000x6000x5000 72 Kho phụ gia 6000x6000x5000 12 Tổng 290,7 Kho phụ gia Do khoảng cách giữa các thiết bị với nhau và khoảng cách giữa thiết bị và tường là 1,5 - 2m nên diện tích máy chiếm: 95,672 + 290,7 = 386,327 (m2) Số lượng công nhân trong phân xưởng là 50 người. Ta tính diện tích cho 1 người là 3m2. Do đó, tổng diện tích cho công nhân: 50 x 3 = 150 (m2) Diện tích lối đi trong các nhà máy thường chiếm 30% tổng các diện tích còn lại. Do đó, diện tích cho lối đi trong phân xưởng: 0,3×(386,327 +150)=160,898(m2) Tổng diện tích phân xưởng theo tính toán: 697,225 m2. Ta chọn diện tích cho nhà xưởng là : 720 m2, với kích thước phân xưởng là 24x30 m. Chọn chiều cao của nhà máy là: 6,5m, bước cột là 6m. Móng được chôn dưới đất nhận tất cả tải trọng của khung nhà, lực, gió truyền xuống mặt đất. Móng làm bằng bê tông cốt thép. Cột tựa lên móng và nhận các tải trọng đứng từ mái, tường, lực gió. Làm bằng bê tong cốt thép. Kết cấu vách Vách ngoài của phòng lạnh có thể được cách nhiệt bằng lớp polystyrol xốp, bằng các tấm bông khoáng hoặc bằng các khối bêtông xốp. - Lớp vữa xi măng 2 cm - Lớp gạch 38 ÷ 57 cm - Lớp bitum 0.3 cm - Polystyrol xốp - Xi măng lưới thép - Vôi trắng Kết cấu mái Mái che thường làm từ một vài lớp giấy dầu hoặc bằng các tấm xi măng amiăng. Lớp cách nhiệt có thể làm từ các vật liệu tấm, khối và rời Kết cấu nền Nền phòng lạnh được làm từ lớp cách nhiệt, lớp chịu lực bằng bêtông hoặc bêtông cốt sắt và một lớp phủ trên mặt dày 40÷60mm bằng bêtông atphan, bằng các tấm bêtông hay là bêtông đúc sẵn. - Lớp atphan 40mm - Nền bêtông 120mm - Lớp xỉ 400÷700mm - Lớp cát 30mm - Lớp cách ẩm - Các ống bêtông f300 - Bêtông đất - Lớp bêtông đệm đặt điện trở TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG: Cân bằng nước: Nước cho quá trình rửa dứa nguyên liệu: 7,5m3/ca hay gần bằng 7500kg/ca Nước dùng cho quá trình gia nhiệt: Gia nhiệt lần 1: Khối lượng nước dứa cần gia nhiệt: 3411,75kg/ca Nhiệt độ ban đầu của nước dứa: 28oC Nhiệt độ sau khi gia nhiệt: 70oC Lượng hơi cần để gia nhiệt cho phần nước dứa này: Gia nhiệt lần 2: Khối lượng nước dứa cần gia nhiệt: 3228,3kg/ca Nhiệt độ ban đầu của nước dứa: 28oC Nhiệt độ sau khi gia nhiệt: 70oC Lượng hơi cần để gia nhiệt cho phần nước dứa này: Nước dùng cho quá trình thanh trùng: Lượng hơi 3 at dùng để gia nhiệt: Khối lượng nước dứa cần thanh trùng: 3224,21kg/ca Nhiệt độ ban đầu của nước dứa: 50oC Nhiệt độ sau khi gia nhiệt: 100oC Lượng hơi cần để gia nhiệt: Lượng nước làm nguội: m = 3500x0,8 = 2800 kg Nước dùng cho quá trình nấu syrup: khoảng 1384,997 kg/ca Nước dùng cho sinh hoạt: định mức 20lít/người/ca, tổng số công nhân là 50 người Lượng nước dùng cho sinh hoạt: m = 50x20 = 1000 kg/ca Nước dùng vệ sinh máy: Nước dùng để vệ sinh thiết bị trong 1 ngày được tái sử dụng. Lượng nước ấm để vệ sinh thiết bị ở chế độ 1 lấy bằng 15% thể tích bồn lớn nhất là bồn phối trộn mnước ấm 1 = 15%x4900 = 735 kg Lượng nước ấm vệ sinh thiết bị ở chế độ 2 lấy bằng 10% lượng nước ấm của chế độ 1 mnước ấm 2 = 10%x735 = 73,5 kg Lượng nước lạnh vệ sinh thiết bị ở chế độ 1 lấy bằng 15% thể tích bồn lớn nhất là bồn phối trộn. Lượng nước lạnh vệ sinh thiết bị ở chế độ 2 lấy bằng 10% lượng nước lạnh của chế độ 1. Tổng lượng nước vệ sinh thiết bị trong 1 ca sản xuất: 1617 kg, trong đó lượng nước ấm được tái sử dụng từ quá trình thanh trùng (khâu làm nguội) Vậy tổng lượng nước sử dụng trong 1 ca là: 14433,627 kg/ca. Cân bằng điện: Bảng 7: Bảng tính toán điện năng sử dụng cho thiết bị Thiết bị Số lượng Công suất (kW) Thời gian hoạt động (phút) Lượng điện tiêu thụ/ca Rửa 1 7,15 40 4,77 Cắt gọt liên hợp 1 2,2371 50 1,86 Nghiền xé 1 6,7 35 3,91 Ép 1 7,830 40 5,22 Gia nhiệt 2 4,7 20 3,14 Lọc 1 8 25 3,33 Phối trộn 1 1,5 15 0,375 Rót chai 1 3 45 2,25 Thanh trùng 1 / 33 Bơm 6 0,25 30 0,75 Băng tải 4 5 40 13,33 Thiết bị nấu syrup 1 1,5 180 4,5 Tổng 43,435 Tính điện dùng cho chiếu sáng và sinh hoạt Diện tích phân xưởng S =820m2 Điện năng chiếu sáng Chọn công suất chiếu sáng riêng p = 20 W/m2 Công suất cần cho cả phân xưởng P = p × S = 20 × 720= 14400 W Chọn bóng đèn loại 75 W ® số bóng đèn trong phân xưởng : n = 192 bóng Công suất điện chiếu sáng Thời gian sản xuất là 8h/ca Công suất chiếu sáng là Acs = 75W × 192 × 8h = 115,2 KWh Do đó Điện năng tiêu thụ cho phân xưởng trong 1 ca sản xuất: A= Ađl + Acs= 43,435+ 115,2 = 158,635 KWh. AN TOÀN LAO ĐỘNG, PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY: An toàn lao động: Kiểm tra trước khi khởi động máy: Tất cả các thiết bị an toàn và thiết bị bảo vệ phải được lắp đặt. Thu dọn ra khỏi nơi vận hành tất cả các vật liệu, vật dụng và các vật thể lạ khác có thể gây thương tật cho người hay hư hỏng cho máy. Tất cả các máy đang ở tình trạng hoạt động được. Tất cả các đèn báo, còi báo, áp kế, thiết bị an toàn và các thiết bị đo đều ở tình trạng tốt. Sau khi ngừng sản xuất, điện, khí, nước phải được khóa và báo cho nhân viên động lực biết. Những quy định an toàn chung khi vận hành sản xuất: Chỉ có những người đã được huấn luyện mới được vận hành hệ thống. Luôn luôn trang bị đầy đủ đồ dùng bảo hộ lao động như giầy, mũ, quần áo, găng tay và các trang thiết bị khác. Không được tháo các nhãn, dấu hiệu cảnh báo trên các máy, thay thế chúng khi bị rách hoặc không nhìn thấy rõ. Không được vận hành máy vượt giới hạn cho phép: tốc độ, áp suất, nhiệt độ… Không được rời máy khi máy đang hoạt động. Không được đưa bất kì phần nào của cơ thể vào máy đang chạy, không được chạm vào bề mặt của thiết bị đang nóng. Không cho phép hàn trên thiết bị khi đang hoạt động. Trang bị đầy đủ đồ bảo hộ lao động và thực hiện các quy định an toàn khi pha trộn hóa chất tẩy rửa. Không được sửa dụng các dung môi độc hại, hóa chất đễ cháy để vệ sinh máy. Khi vệ sinh bằng vòi nước phải tắt khí nén và điện, che chắn tủ điện và các thiết bị điện, các thiết bị ở tình trạng quá nóng. Thực hiện CIP ngay khi hết sản phẩm càng sớm càng tốt. Trước khi CIP phải kiểm tra và đảm bào các khớp nối ống, các cửa và các bồn đều kín. Khi sử dụng nước nóng phải mở van nước nguội trước, mở van hơi sau. Khi tắt nước nóng thì theo trình tự ngược lại. Những quy định an toàn trong khu vực sản xuất: Nhà xưởng, kho tang, nơi làm việc, các thiết bị máy móc thuộc phạm vi của các tổ chức quản lý, tổ trưởng phải phân công người trực nhật, sắp xếp, nhắc nhở, giữ gìn gọn gàng. Nghiêm chỉnh chấp hành các quy định về công nghệ, về kỹ thuật và an toàn lao động trong sản xuất và công tác. Không được sử dụng và điều khiển thiết bị nếu chưa được huấn luyện hướng dẫn về an toàn. Nghiêm cấm đun nấu bằng củi lửa, bếp điện, điện trở ngoài các nơi nhà máy quy định. Không được ném rác bừa bãi giấy rác, tàn thuốc, phế liệu, phương tiện bảo hộ lao động. Tuyệt đối không hút thuốc trong kho và những nơi có nguy cơ cháy nổ. Không được lấy phương tiện phòng cháy chữa cháy làm việc khác. Sử dụng đầy đủ và hợp lý tất cả các phương tiện bảo hộ lao động đã được cấp. Phải bố trí người dọn dẹp sạch sẽ gọn gàng nơi làm việc, giữ gìn vệ sinh chung , bảo quản tốt các phương tiện phục vụ do nhà máy trang bị. Không rời bỏ vị trí làm việc trước khi hết giờ làm việc, khi đi ăn phải cử người trực máy và không đến các nơi không thuộc nhiệm vụ của mình. Các quản đốc, tổ trưởng, nhân viên trong nhà máy . . . phải nghiêm chỉnh chấp hành các điều trên. Phòng cháy chữa cháy: Việc bảo vệ phòng cháy chữa cháy là nghĩa vụ của mỗi công nhân. Mỗi công nhân phải tích cực đề phòng để cháy không xảy ra đồng thời chuẩn bị sẵn sàng về lực lượng, phương tiện để khi cần chữa cháy kịp thời và có hiệu quả. Phải thận trọng trong việc sử dụng lửa, các nguồn nhiệt, hóa chất và các chất dễ cháy nổ, chất độc hại, phóng xạ. Triệt để tuân theo các quy định về phòng cháy chữa cháy. Cấm câu mắc, sử dụng điện tùy tiện, sau giờ làm việc phải kiểm tra lại các thiết bị tiêu thụ điện. Chú ý đèn, quạt, bếp điện trước lúc ra về. Không để hàng hóa, vật tư áp sát vào hông đèn, dây điện. Phải tuân thủ nghiêm ngặt quy định về kỹ thuật an toàn trong sử dụng điện. Vật tư, hàng hóa phải xếp gọn gàng, đảm bảo khoảng cách an toàn phòng cháy chữa cháy, tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra, bảo vệ và cứu nguy khi cần thiết. Không dùng khóa mở nắp phuy xăng và các dung môi dễ cháy bằng sắt thép. Khi giao nhận hàng xe không được nổ máy trong kho hoặc nơi chứa nhiều chất dễ cháy, khi đỗ phải hướng đầu xe ra ngoài. Trên các lối đi lại, nhất là các lối thoát hiểm, không để các chướng ngại vật. Đơn vị và cá nhân có thành tích phòng cháy chữa cháy sẽ được khen thưởng, người nào vi phạm các quy định trên thì tùy trách nhiệm nặng nhẹ mà xử lý từ thi hành kỉ luật hành chính đến truy tố theo pháp luật hiện hành. KẾT LUẬN: Mặc dù quy trình sản xuất tương đối rõ ràng, nhưng trong quá trình thiết kế vẫn không tránh khỏi thiếu sót do các nguyên nhân chủ quan lẫn khách quan. Phần chọn thiết bị: do khả năng tìm tài liệu còn hạn chế, các nhà sản xuất không đưa hết các thông số của thiết bị, nên thông số thiết bị vẫn chưa đầy đủ. Phần tính điện, nước, hơi: do không có kinh nghiệm thực tế và các thông số của thiết bị nên chỉ tính một cách tương đối, chưa chính xác. Phần kinh tế: không thể tính được vì các nhà sản xuất không đưa ra giá thành thiết bị TÀI LIỆU THAM KHẢO Đống Thị Anh Đào, Kỹ thuật bao bì thực phẩm, NXB ĐHQG TPHCM, 2004 Quách Đĩnh – Nguyễn Văn Tiếp – Nguyễn Văn Thoa, Công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả, NXB KHKT, 1996 Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống – tập 2 Công nghệ sản xuất thức uống, NXB ĐHQG TPHCM, 2004 Lê Văn Việt Mẫn – Lại Quốc Đạt – Nguyễn Thị Hiền – Tôn Nữ Minh Nguyệt – Trần Thị Thu Trà, Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB ĐHQG TPHCM, 2009. Tôn Nữ Minh Nguyệt – Lê Văn Việt Mẫn – Trần Thị Thu Trà, Công nghệ chế biến rau trái tập 1, Nguyên liệu và công nghệ bảo quản sau thu hoạch, NXB ĐHQG TPHCM, 2008