Đồ án Thiết kế phân xưởng xử lý và bảo quản lạnh dưa leo

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học của dưa leo 5 Bảng 1.2 Hàm lượng carotenoid và hoạt tính vitamin A của dưa leo 5 Bảng 1.3 Tình hình sản xuất dưa leo của một số nước trên thế giới qua các năm 2006, 2007 6 Bảng 1.4 Diện tích, năng suất và sản lượng một số loại rau chủ lực năm 2004 6 Bảng 1.5 Các bệnh chủ yếu của dưa leo sau thu hoạch 7 Bảng 1.6 Phân hạng dưa leo 10 Bảng 2.1 Điều kiện bảo quản dưa leo 21 Bảng 2.2 Yếu tố điều khiển trong kho lạnh: 21 Bảng 3.1 Tỷ lệ phế liệu trong các công đoạn xử lý: 22 Bảng 3.2 Bảng tính cân bằng vật chất theo năng suất: 24 Bảng 3.3 Bảng tiêu hao nguyên liệu theo ngày, tháng, năm: 25 Bảng 4.1 Khối lượng nguyên liệu và bán thành phẩm đi vào các thiết bị trong quy trình sản xuất tính trong một ngày sản xuất 26 Bảng 4.2 Thông số thiết bị rửa xối 26 Bảng 4.3 Thông số công nghệ thiết bị phủ sáp: 27 Bảng 4.4 Thông số công nghệ thiết bị phân hạng 27 Bảng 4.5 Thông số công nghệ băng tải 28 Bảng 4.6 Thông số công nghệ bồn ngâm 29 Bảng 4.7 Thông số công nghệ của bơm 29 Bảng 5.1 Xác định nhiệt tổn thất qua tường kho lạnh 32 Bảng 6.1 Kích thước các thiết bị chính: 35 Bảng 6.2 Diện tích băng tải ở các công đoạn 35 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu tạo mặt cắt ngang trái dưa leo 6 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý và bảo quản lạnh dưa leo 17 Hình 2.2 Dưa leo đóng trong các thùng. 21 Hình 2.3 Bố trí kho lạnh. 22 TỔNG QUAN: Tổng quan về nguyên liệu: Giới thiệu: Cây dưa leo: Bộ : Cucurbitales Họ : Cucurbitaceae Chi : Cucumis Loài : C. sativus Cây dưa leo có nguồn gốc ở Ấn Độ giữa vịnh Bengal và dãy Hymalayas cách nay hơn 3000 năm và giống cây này được mang đi dọc theo phía Tây châu Á, châu Phi và miền Nam châu Âu. Vào thế kỉ thứ 16, dưa leo được mang tới Trung Quốc. Do có hàm lượng dinh dưỡng và năng lượng thấp nhưng có hàm lượng vitamin và chất khoáng cao nên dưa leo rất được ưa chuộng ở các nước có khẩu phần ăn giàu năng lượng. Ở Việt Nam dưa leo đã được trồng từ lâu, riêng ở thành phố Hồ Chí Minh hằng năm có diện tích gieo trồng dưa leo lên đến hàng trăm hecta ở hai huyện Củ Chi và Hóc Môn. Ở đồng bằng song Cửu Long dưa leo được trồng rất phổ biến đặc biệt là vùng rau Sóc Trăng, An Giang. Đặc tính sinh học: Dưa leo là cây thảo hằng niên. Bộ rễ phát triển yếu nhất so với các cây họ bầu bí, rễ chỉ phân bố ở tầng đất mặt 30-40cm. Thân dài trung bình 1-3m, có nhiều tua cuống để bám khi bò. Thân tròn hay có góc cạnh, có lông nhiều ít tùy giống. Thân chính thường phân nhánh, tuy nhiên cũng có những loại dưa leo hoàn toàn không phân nhánh ngang. Chiều dài thân tùy vào điều kiện canh tác và giống. Các giống canh tác ngoài đồng thường dài từ 0.5-2m, giống trồng trong nhà kính có thể dài 5m. sự phân nhánh của cây còn tùy thuộc nhiệt độ ban đêm. Thân trên lá mầm và lóng thân trong điều kiện độ ẩm cao có thể thành lập nhiều rễ bất định. Lá đơn, to mọc cách trên thân, dạng lá hơi tam giác với cuống lá rất dài từ 5-15cm, rìa lá nguyên hoặc có răng cưa. Hoa đơn tính đồng chu hay biệt chu. Hoa cái mọc ở nách lá thành đôi riêng biệt, hoa đực mọc thành cụm từ 5-7 hoa,dưa leo cũng có hoa lưỡng tính. Có giống có cả ba loại hoa trên cây và có giống chỉ có một loại hoa. Hoa có màu vàng, thụ phấn nhờ côn trùng, bầu noãn của hoa cái phát triển rất nhanh ngay trước khi nở. Sự biến dị về tính trạng giới tính ở dưa leo rất rộng, đó là đặc tính thích nghi mạnh của cây trong điều kiện môi trường. Các dạng cây có giới tính khác nhau trên dưa được nghiên cứu và tạo lâp để sử dụng trong nghiên cứu và tạo giống lai. Trái lúc còn non có gai xù xì, khi trái lớn gai dần dần mất đi. Trái từ khi hình thành có màu xanh đâm, xanh nhạt, có hoa văn ( sọc, vệt, châm) khi trái chín chuyển sang màu vàng sậm, nâu hay trắng xanh. Trái tăng trưởng rất nhanh tùy theo giống,có thể thu hái từ 8-10 ngày sau khi hoa nở. Phẩm chất trái không chỉ tùy thuộc vào hàm lượng chất dinh dưỡng có trong trái mà còn tùy thuộc vào độ chắc của thịt, chiều dày vỏ và thịt, hương vị của trái. Hột có màu trắng ngà, trọng lượng 1000 hột từ 20-30g, trung bình có từ 200-500 hột/trái. Điều kiện sinh trưởng: Dưa leo thuộc nhóm ưa nhiệt, nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng và phát triển là 20-30oC. Nhiệt độ cao hơn sẽ làm cây ngừng sinh trưởng, nếu kéo dài ở nhiệt độ 35-40oC, cây sẽ chết. dưa leo ưa ánh sang ngày ngắn, cây thích hợp với độ chiếu sang 10-12 giờ/ngày, cường độ ánh sang trong phạm vi 15.000-17.000lux. Yêu cầu về độ ẩm của dưa leo rất lớn 85-90%, đứng đầu trong họ bầu bí do bộ rễ dây leo chỉ phát triển ở tầng đất mặt nên yêu cầu về độ ẩm cao, nhất là thời kì phát triển trái. Dưa leo ở các thời kì phát triển khác nhau yêu cầu về lượng nước khác nhau. Hạt nảy mầm yêu cầu lượng nước 50% hạt, thời kì cây con thân lá và bộ rễ phát triển còn yếu, lượng nước tiêu hao ít nên yêu cầu nước có mức độ, thời kì ra hoa kết quả cần lượng nước nhiều nhất. dưa chịu hạn rất yếu, thiếu nước cây phát triển kém và tích tụ chất gây đắng cucurbitaxina. Đất trồng cây cần có thành phần cơ giới nhẹ như là đất cát pha, đât cát pha có nhiều chất hữu cơ. pH thích hợp 5.5-6.8. Các giống dưa leo ở Việt Nam: Hiện có rất nhiều giống dưa leo ở Việt Nam, có thể kể đến các giống chính sau: Các giống dưa leo Việt Nam được chia thành 2 nhóm: Nhóm quả ngắn: (đại diện là giống Tam Dương). Quả có chiều dài khoảng 10 cm, đường kính 2,5 - 3 cm. Nhóm này có thời gian sinh trưởng ngắn (65 - 80 ngày tùy vụ trồng). Năng suất khoảng 15 - 20 tấn/ha. Dạng này rất thích hợp cho đóng hộp sắt giầm dấm. Nhóm quả nhỏ hiện trồng phổ biến ở Vĩnh Phúc và Hải Dương. Nhóm quả trung bình: Thuộc nhóm sinh thái vùng đồng bằng, đại diện là các giống Yên Mỹ, Thủy Nguyên, Yên phong, Quế Võ... Quả có kích thước 15 - 20 x 3,5 - 4,5 cm. Thời gian sinh trưởng của giống 75 - 85 ngày, năng suất 22 - 25 tấn/ha. Các giống này có thể sử dụng để chẻ tư đóng lọ thủy tinh. Tất cả các giống dưa leo Việt Nam đều có màu gai quả đen hoặc nâu. Đặc điểm này là nguyên nhân làm quả ngả sang màu vàng. Quả giống có màu vàng sẫm hoặc nâu. Các giống này đều chống bệnh phấn trắng cao, chịu bệnh sương mai trung bình, chất lượng tốt. Các giống dưa leo ngoại: Nhóm quả rất nhỏ hay còn gọi dưa chuột bao tử : Quả có chiều dài 4-5cm, đường kính 1,2-1,5cm.. Phần lớn các giống thuộc nhóm này thuộc dạng cây 100% hoa cái như F1 Marinda, F1 Dunjia, F1 Levina (Hà Lan) và 1 số giống của Mỹ. Riêng giống Marinda quả mọc thành chùm (3 - 5 quả) trên mỗi kẽ lá. Mặc dù năng suất không cao song giá trị thương phẩm lớn nên trồng các giống này vẫn hiệu quả. Một khó khăn lớn của sản xuất với nhóm quả bao tử là các giống bị bệnh, chủ yếu là sương mai từ trung bình đến nặng, trong vụ xuân bị sâu vẽ bùa phá hoại đã làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới năng suất của giống. Nhóm quả to, các giống lai F1 của Đài Loan, Nhật Bản, Thái Lan. Các giống của Đài Loan có kích thước 25 - 30 x 4,5 - 5 cm, quả mầu hình trụ xanh nhạt, gai trắng. Dưa leo Nhật quả dài: gồm 2 dạng quả: Quả nhăn (đại diện là giống F1TK, TO) kích thước 30 - 40 x 4 - 6 cm, trọng lượng quả 200 - 400 g, quả giống nặng 700 g. Dạng quả này sử dụng để muối mặn. Dạng quả nhẵn, có kích thước nhỏ hơn 25 - 30 x 4 - 5 cm thường được dùng để ăn tươi. Quả của các giống này đều có màu xanh hoặc xanh đậm, gai trắng phần lớn là giống lai F1 nên chúng có năng suất cao, trung bình từ 30 - 35 tấn/ha. Thời gian sinh trưởng 90 - 100 ngày. Bị bệnh sương mai nặng, phấn trắng nhẹ. Giống lai: Giống dưa chuột lai sao xanh 1 (Giống dưa chuột lai sao xanh 1 do. GS. Vũ Tuyên Hoàng, TS. Đào Xuân Thảng và các cộng sự - Viện Cây lương thực và Cây thực phẩm chọn tạo, được công nhận giống quốc gia năm 2000). Giống có thời gian sinh trưởng từ 85 - 90 ngày. Thời gian thu quả kéo dài từ 45 - 50 ngày, có thể thu quả lứa đầu sau 40 - 45 ngày gieo, cây phát triển khỏe, quả dài 23 - 25 cm, cùi dày 1,2 - 1,5 cm, đường kính 2,8 - 3,0 cm. Quả có dạng hình đẹp, thích hợp cho ăn tươi, muối mặn xuất khẩu. Giống dưa chuột lai sao xanh 1 được tạo ra bằng con đường sử dụng ưu thế lai F1. Giống sinh trưởng, phát triển khỏe, chống chịu sâu bệnh tốt, thích hợp cho cả vụ 2 Xuân Hè và Thu Đông. Giống cho năng suất cao 40 - 42 tấn/ha, có nơi năng suất đạt trên 50 tấn/ha. Thành phần hóa học và các tính chất khác: Bảng 1.1 Thành phần hóa học của dưa leo Ẩm (%) Protein Béo Carbohydrate Xơ Tro 96,01 0,69 0,13 2,76 0,8 0,82 (Nguồn: ASHRAC Refrigeration Handbook ( SI) -2002) Bảng 1.2 Hàm lượng carotenoid và hoạt tính vitamin A của dưa leo Carotenoid, µg/100g (sản phẩm tươi) α-carotene β-carotene γ-carotene cryptoxanthin lutein lycopene RE Vết 130 - - 470 - 22 (Nguồn: Viện dinh dưỡng Việt Nam) - Độ pH: 4.7-5.3 - Hợp chất tạo màu: Dưa leo Màu cơ bản Nhóm tạo màu Xanh lá cây chlorophyll - Cường độ hô hấp: dưa leo thuộc nhóm có cường độ hô hấp thấp: 10 mgCO2/kg/h (ở 10oC) và 40 mgCO2/kg/h (ở 40oC). - Tốc độ sản sinh ethylene ở 20oC là thấp: 0.1-1µL/kg h. - Ảnh hưởng của ethylene đến trái: trái vàng và mềm. - Dưa bị tổn thương lạnh: 7oC. Triệu chứng: bị lõm, có những điểm trũng nước, bị sâu. - Dưa leo thuộc loại rất nhạy cảm với tổn thương lạnh. - Dưa leo thuộc loại trái không có đỉnh hô hấp. - Dưa leo thuộc loại rau trái có thời gian bảo quản ngắn 1-2 tuần. - Giới hạn thoát hơi nước của dưa leo là 5%. - Cấu tạo trên mặt cắt ngang của trái dưa leo: Bó mô mạch Vỏ Hạt Nạc Thực giá noãn Hình 1.1 Cấu tạo mặt cắt ngang trái dưa leo Tình hình phân bố: Trên thế giới: Theo số liệu thống kê từ FAO, năm 2007 diện tích trồng dưa chuột trên thế giới khoảng 2583,3 ha, năng suất đạt 17,27 tấn/ha, sản lượng đạt 44160,94 nghìn tấn. Số liệu từ bảng thống kê cho thấy Trung Quốc là nước có diện tích trồng dưa chuột lớn nhất với 1653,8 ha chiếm 64,02% so với thế giới. Về sản lượng Trung Quốc vẫn là nước dẫn đầu với 28062 nghìn tấn, chiếm 62,09% tổng sản lượng dưa chuột của thế giới. Sau Trung Quốc là Nhật Bản với sản lượng 634 nghìn tấn chiếm 1,42% của thế giới. Như vậy chỉ riêng 2 nước Trung Quốc và Nhật Bản đã chiếm 64,32% tổng sản lượng của toàn thế giới. Bảng 1.3 Tình hình sản xuất dưa leo của một số nước trên thế giới qua các năm 2006, 2007 Quốc gia Diện tích (nghìn ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (nghìn tấn) 2006 2007 2006 2007 2006 2007 Thế giới 2524,11 2583,3 17,46 17,27 44065,87 44610,94 Trung Quốc 1603,6 1653,8 17,06 16,97 27357 28062 Nhật Bản 13,1 13 47,96 48,77 628,3 634 Indonesia 58,65 59 10,21 10,17 598,89 600 Mexico 17,73 18 27,98 27,78 496,03 500 Thái Lan 28 28 7,93 7,93 222 222 Canada 2,55 2,48 85,06 88,82 216,56 220 Cuba 17,55 18 8,87 8,78 155,67 158 Tại Việt Nam Bảng 1.4 Diện tích, năng suất và sản lượng một số loại rau chủ lực năm 2004 Loại rau Diện tích ( ha) Năng suất (tấn/ha) Sản lượng (tấn) Cà chua 20,648 17,34 357,210 Dưa leo 19,874 16,88 335,473 Dưa hấu 18,140 17,82 322,890 Đậu rau 7,681 6,87 52,760 Cải các loại 26,184 22,64 592,805 Hành tỏi 14,678 15,84 232,500 Thu hoạch: Thời kì thu hoạch: Trái 7-10 ngày tuổi, có thể thu hoạch. Thu hoạch dưa leo dựa vào: kích cỡ và độ cứng. Nếu để trái già sẽ ảnh hưởng tới sự ra hoa, đậu trái của các lứa tiếp theo, năng suất sẽ giảm. Quả nên thu vào buổi sáng để buổi chiều tưới thúc nước phân. Thời kỳ rộ quả, có thể thu 2-3 ngày một đợt. Cần thu hoạch đúng lúc, tùy theo yêu cầu khách hàng. Nếu thu hoạch quá muộn, dưa bắt đầu chuyển màu vàng thì lúc đó hàm lượng chất đắng cũng tăng. Những biến đổi của dưa leo sau thu hoạch: Héo: Dưa leo nhanh chóng héo trừ khi chúng được bảo quản ở môi trường có độ ẩm cao, độ ẩm tương đối lớn hơn 90%. Bao bì plastic phù hợp hoặc đóng gói trong túi nhựa đục hoặc bọc sáp là một số phương pháp giảm thiểu sự mất nước. Tổn thương lạnh: (điểm nước, rỗ, sự sụp đổ mô) Dưa leo dễ bị tổn thương lạnh ở nhiệt độ dưới 10 ° C. Vàng: Khi dưa leo trưởng thành và chín, chúng trở thành màu vàng, đó là một dấu hiệu của sự lão hóa. Sự biến màu vàng được tăng tốc bởi nhiệt độ cao và sự hiện diện của khí ethylene. Bệnh: Sau thu hoạch của dưa leo bao gồm các bệnh thán thư thối, thối nhũn do vi khuẩn, và thối do Rhizopus. Nguyên nhân chính làm tổn thất và suy giảm chất lượng dưa leo sau thu hoạch: Nguyên nhân chính của việc tổn thất sau thu hoạch ở các nước đang phát triển là sự tồn trữ trong điều kiện bề mặt xấu, xù xì, sự duy trì làm mát với nhiệt độ và độ ẩm không thích hợp. Ngoài ra, sự phân loại để loại ra các sản phẩm khuyết tật trước khi bảo quản không tốt và sử dụng loại vật liệu bao gói không phù hợp chính là nguyên nhân của sự thất thoát và giảm chất lượng. Nói chung, giảm thiểu đến mức tối thiểu việc tồn trữ trong điều kiện xấu, phân loại để loại bỏ những sản phẩm tổn thương và bị bệnh và quản lý nhiệt độ hiệu quả sẽ có tác dụng đáng kể để giữ chất lượng sản phẩm và giảm thất thoát trong bảo quản. Tuổi thọ bảo quản sẽ tăng lên nếu sản phẩm đước giữ ở nhiệt độ tối ưu của sản phẩm. Nguyên nhân chính của tổn thất và suy giảm chất lượng sau thu hoạch dưa leo: Mất nước (nhăn, héo) Bầm tím và các tổn thương cơ giới khác Tổn thương lạnh Thối, hỏng. Bệnh chủ yếu của dưa leo sau thu hoạch: Nấm và các bệnh do vi khuẩn là nguyên nhân quan trọng của mất mát sau thu hoạch của dưa leo. Bảng 1.5 Các bệnh chủ yếu của dưa leo sau thu hoạch Tên bệnh Nguyên nhân Triệu chứng Hình ảnh minh họa Thối do Alternaria Nấm Alternaria Alternata Các tổn thương vòng tròn đến hình bầu dục trên dưa chuột với màu trắng hoặc màu nâu sáng. Các tổn thương bị hũm xuống và trong điều kiện ẩm ướt sẽ nhanh chóng bao phủ bởi một lớp mốc đen tối. Thối Nấm Rhizoctonia solani Vết trũng nước màu nâu và tiếp theo sau là chuyển thành màu vàng-nâu của bề mặt trái.  Bông trắng Nấm Pythium Những vết trũng nước hoặc những đốm trắng trên bề mặt quả. Sau đó nấm tấn công vào thịt quả, nước được giải phóng ra nhiều và cuối cùng nấm phát triển bao phủ hết bề mặt quả. Mềm thối do Rhizopus Nấm Rhizopus stolonifer Những đốm màu vàng nâu trũng nước và sau đó thối bắt đầu từ các điểm đó. Khối xám-trắng của nấm mốc phát triển trong khu vực bị thương, mà cuối cùng chuyển sang màu đen. Bệnh thán thư Nấm Colletotrichum orbiculare Nhiều đốm đen tròn trên bề mặt trái Bệnh mốc xám Nấm Botrytis cinerea Trũng nước, màu vàng; sau đó được phủ một lớp mốc màu xám mốc Mốc xanh Các loại nấm Penicillium Nhiều vòng tròn nhỏ để các thương tổn hình bầu dục, ngâm nước bao phủ bởi màu xanh-màu xanh lá cây bào tử Thối mềm do vi khuẩn Vi khuẩn Erwinia carotovora Vết thối mềm nhanh chóng phát triển biến trái thành một khối mô mềm nhũn. Các dưa nhiễm bệnh thường có mùi hôi. Vết đen do vi khuẩn Vi khuẩn Pseudomonas syringae Bề mặt quả là vết tròn, màu xanh đậm, trũng nước. Bên trong của trái có bị thối nâu. Bệnh ghẻ Các loại nấm Cladosporium cucumerinum Chỉ tiêu chất lượng dưa leo sau thu hoạch: Yêu cầu kỹ thuật Dưa chuột thuộc mỗi hạng chất lượng phải nguyên vẹn, không bị sâu bệnh, tươi, sạch, không có mùi vị lạ, không bị ẩm quá ở ngoài, không có vị đắng. Độ chín khi thu hoạch phải đạt mức sao cho dưa chuột vẫn giữ được mức bình thường khi vận chuyển và bảo quản trong điều kiện cần thiết và khi đưa ra dùng trong thời hạn quy định có dạng bề ngoài và mùi vị đặc trưng của nó. Bảng 2.6 Các chỉ tiêu chất lượng dưa leo tươi Các chỉ tiêu Yêu cầu Hình thức Kích cỡ: đường kính: < 60mm chiều dài: 100-300mm Màu sắc: xanh đặc trưng, có thể có màu sáng chiếm diện tích khôn quá 1/3 Hư hỏng bên ngoài: có những khuyết tật không đáng kể không ảnh hưởng đến tính nguyên vẹn của sản phẩm. Cấu trúc Thịt quả chắc, gọn, không xốp. Hương vị Đặc trưng Dinh dưỡng Đảm bảo đầy đủ các thành phần dinh dưỡng thông thường ở dưa leo. Tính an toàn Độc tố tự nhiên: không có Độc tố nhiễm (dư lượng hóa chất, kim loại nặng) : không có Tiêu chuẩn chất lượng của dưa leo tươi: TCVN 4844:1989 Phân hạng Dưa leo theo dạng và kích thước quả được chia thành hai nhóm: 1 - Nhóm quả dài; 2 - Nhóm quả trung bình (nhỡ) và quả nhỏ; Theo chất lượng, dưa chuột được chia thành 3 hạng chất lượng: hạng cao (đặc biệt), hạng 1 và hạng 2. Dưa chuột phải đáp ứng các yêu cầu nêu trong bảng. Bảng 1.6 Phân hạng dưa leo Tên chỉ tiêu Mức Hạng cao Hạng 1 Hạng 2 Hình dáng bên ngoài Dưa leo có hình dáng và màu sắc đặc trưng cho loài, có cuống dài đến 20mm, không có khuyết tật (kể cả những khuyết tật do sự phát triển của hạt giống), thẳng trên thực tế. Dưa leo có hình dáng và màu sắc đặc trưng cho loài, có cuống dài đến 20mm hoặc không có cuống, nhưng thịt của trái không bị thương tổn, thẳng trên thực tế. Dưa leo có hình dáng và màu sắc đặc trưng cho loài, có cuống dài đến 20mm hoặc không có cuống, nhưng thịt của trái không bị thương tổn. Cho phép độ cao của cung không lớn hơn 10mm chiều dài. Cho phép độ cao của cung không lớn hơn 10mm trên 100mm chiều dài. Cho phép độ cao của cung không lớn hơn 20mm trên 100mm chiều dài. Cho phép quả trồng trong nhà kính có màu sáng hơn. Cho phép có các khuyết tật sau: Biến dạng nhỏ, không kể các biến dạng do sự phát triển của hạt giống. Màu hơi sáng ở phần quả tiếp xúc với đất khi trồng. Khuyết tật sẹo trên vỏ mà không ảnh hưởng đến tính nguyên vẹn của sản phẩm. Cho phép có các khuyết tật sau: Màu sang chiếm diện tích không quá 1/3 diện tích bề mặt (trên dưa leo trồng trong nhà kính không cho phép mất màu đáng kể nơi chiếu sáng). Đường nứt đã thành sẹo. Khuyết tật về hình dạng không đáng kể, không tính khuyết tật do sự phát triển quá mức của hạt giống. Dưa leo bị vàng không đáng kể ở cuống. Khuyết tật đã thành sẹo ở vỏ mà không ảnh hưởng đến tính nguyên vẹn của sản phẩm. Cấu tạo bên trong Thịt quả chắc, gọn, hạt còn non, mềm mại, chưa phát triển, không có vùng rỗng. Thịt quả chắc, có hạt phát triển hơn nhưng không có bề mặt giống như vỏ, có những vùng rỗng nhỏ bên trong. Vị và mùi Đặc trưng cho loài Kích thước dưa chuột Trồng trong nhà kính, Trái dài: Chiều dài không nhỏ hơn, mm 250 250 250 Đường kính mặt cắt lớn nhất không lớn hơn, mm 1/6 chiều dài, nhưng không quá 60 1/6 chiều dài Khối lượng không nhỏ hơn,g 250 250 250 Trái trung bình và trái ngắn Chiều dài và khối lượng không có chuẩn Đường kính mặt cắt lớn nhất không lớn hơn, mm 1/3 chiều dài nhưng không quá 55 Trái dài trồng ngoài đồng Chiều dài không nhỏ hơn, mm 200 200 200 Đường kính mặt cắt lớn nhất không lớn hơn, mm 1/6 chiều dài, nhưng không quá 55 Trái trung bình và nhỏ Chiều dài và khối lượng không có chuẩn Đường kính mặt cắt lớn nhất không lớn hơn, mm 1/3 chiều dài nhưng không quá 50 Lô hàng hạng đặc biệt có không quá 5% khối lượng dưa chuột đáp ứng yêu cầu chất lượng hạng 1. Lô hàng hạng 1 có không quá 10% khối lượng dưa chuột đáp ứng yêu cầu chất lượng hạng 2. Lô hàng hạng 2 có không quá 10% khối lượng dưa chuột có chất lượng thấp hơn hạng 2, nhưng sử dụng được dưới dạng tươi và không quá 2% khối lượng dưa chuột có vị đắng. Kho bảo quản lạnh: Nguyên tắc: Kiểm soát quá trình hô hấp của trái và vi sinh vật bằng cách hạ nhiệt độ bảo quản. Nhiệt độ càng lạnh thì cường độ hô hấp càng giảm, đồng thời càng ức chế hoạt động của vi sinh vật, kéo dài thời gian bảo quản. Chú ý: nhiệt độ bảo quản không được hạ thấp hơn nhiệt độ đóng băng của nước trong sản phẩm và phương pháp nàu không tiêu diệt được vi sinh vật mà chỉ ức chế hoạt động của chúng và có một số chủng vi sinh vật có thể phát triển trong môi trường nhiệt độ thấp. Mất nước do bốc hơi là không thể tránh, tuy nhiên cần hạn chế. Nếu lượng ẩm mất 3-5% thì trái sẽ bi héo và nhăn vỏ. Việc này sẽ gây thất thoát khối lượng nguyên liệu trong bảo quản. Đối với dưa leo giới hạn thoát hơi nước của dưa leo là 5%. Kho bảo quản lạnh: Kho bảo quản lạnh đơn giản là một phòng kín chứa sản phẩm được điều khiển để đạt nhiệt độ bảo quản thích hợp bằng các loại máy lạnh. Phòng lạnh có tường, trần, sàn làm bằng vật liệu cách nhiệt để hạn chế tổn hao năng lượng. Tác nhân lạnh thường dùng là NH3 vì rẻ tiền và rò rỉ dễ nhận biết. Tổng quan về sáp và phủ sáp Lợi ích của phủ sáp: Cải thiện tính chất bên ngoài của sản phẩm: Trái được phủ sáp thường có sáng và rực rỡ hơn những trái không phủ sáp. Chúng cũnggiữ lại màu sắc và sự tươi mới trong một thời gian dài hơn. Thường thì người mua lựa chọn sản phẩm ban đầu dựa trên vẻ bề ngoài của chúng. Giảm mất ẩm: Tất cả trái cây và rau quả được bảo vệ tự nhiên trong lớp biểu bì một mà là một rào cản đối với mất độ ẩm. Tuy nhiên, một số hơi nước có thể di chuyển qua các lỗ chân lông, lớp biểu bì và vết vi nứt trên lớp biểu bì này. Quá trình phủ sáp, phủ một màng mỏng lên bên ngoài lớp biểu bì có thể hạn chế được phần nào sự thất thoát hơi nước. Mất độ ẩm sẽ làm trái co quắp hoặc nhăn héo. Điều này ảnh hưởng tiêu cực đến vẻ ngoài sản phẩm. Nói chung, một khi đã bị mất 5% trở lên trọng lượng ban đầu của trái, việc này có thể nhận biết bằng trực quan. Áp dụng một mỏng lớp sáp phủ có thể làm giảm sự mất mát sản phẩm từ 30 đến 40%. Độ ẩm mất đi sẽ gây ra thay đổi không mong muốn trong kết cấu, chất lượng của sản phẩm. Giảm mất tính kinh tế: Nước chiếm phần lớn trong trái, vì thế, khi mất nước, trái sẽ giảm đi một khối lượng đáng kể ảnh hưởng đến giá trị kinh tế của sản phẩm. Giảm bệnh sau thu hoạch: Màng sáp thiết lập một hàng rào chống lại các lối vào của các tác nhân gây bệnh nấm và vi khuẩn vào sản phẩm. Thường các loài vi khuẩn và nấm cần một ẩm tự do nhất định để phát triển. Màng sáp tạo ra một bề mặt kỵ nước không có lợi cho mầm bệnh phát triển. Kéo dài thời gian bảo quản sau thu hoạch: phủ sáp tạo ra một bầu không khí thay đổi bên trong các sản phẩm, trong đó thành phần oxygiảm và các thành phần carbon dioxide tăng lên. Kết quả là giảm tỷ lệ hô hấp của sản phẩm và tăng thời gian bảo quản sau thu hoạch. Ít nhạy cảm với tổn thương lạnh Trái cây và rau quả có nguồn gốc nhiệt đới là dễ bị tổn thương lạnh, mà là một loại hình thương tích sinh lý xảy ra ở nhiệt độ thấp. Nó xảy ra giữa 13 ° C (56 ° F) và 0 ° C (32 ° F), tùy thuộc vào mùa vụ. Phủ sáp làm giảm mức độ nghiêm trọng của tổn thương lạnh và cho phép lưu trữ các mặt hàng nhạy cảm với tổn thương lạnh ở nhiệt độ thấp hơn không phải gánh chịu thiệt hại. Tuy nhiên, phủ sáp không loại trừ khả năng tổn thương lạnh trên trái. Những loại rau và trái cây thường được phủ sáp: Trái cây: trái bơ (quả lê), ổi, bưởi, chanh, xoài, cam, đu đủ, dứa, quýt, … Rau: dưa leo, ớt chuông, cà chua, cà tím, … Những nhược điểm của việc phủ sáp: - Bề ngoài nhân tạo: Đôi khi người tiêu dùng thích vẻ tự nhiên của sản phẩm. - Việc phủ sáp làm tăng chi phí cho sản phẩm cuối cùng vì cần thêm máy móc, sáp nguyên liệu và nhân công,… - Ảnh hưởng xấu lên bề mặt: việc phủ sáp không tốt có thể dẫn đến tổn thương bề mặt của trái, đặc biết là trong trường hợp ngâm sáp hoặc nhiệt độ sáp phủ quá cao. - Việc phủ sáp có thể ảnh hưởng đến mùi của sản phẩm. Việc này có thể do xử lý sáp nguyên liệu không tốt hoặc bôi sáp quá dày, hô hấp kị khí xảy ra sinh ra nhiều chất tạo mùi không mong muốn. 1.3.3 Những tính chất cần quan tâm khi chọn sáp: - Có thể nhào trộn ở 20 °C. - Dễ nhũ tương hóa. - Không nên truyền mùi không mong muốn cho thực phẩm. - Kinh tế. - Sấy khô nhanh chóng. - Không dính. - Không ảnh hưởng chất lượng của trái tươi. - Tan chảy ở trên 40 ° C mà không phân hủy. - Có độ nhớt tương đối thấp. - Có khả năng được đánh bóng bằng áp lực nhẹ. - Trong mờ đến mờ nhưng không giống như thủy tinh.( Các đặc tính của sáp phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc phân tử hơn là kích thước phân tử và thành phần hóa học.) 1.3.4 Các phương pháp phủ sáp lên trái Tiến hành thủ công do công nhân thực hiện. Để khô 15 phút trước khi đóng gói.NgheĐọc ngữ âm Nhúng trái trong dung dịch sáp   Từ điển - Xem từ điển chi tiết nhúngnhu: Trong phương pháp này trái được nhúng trong dung dịch sáp. Nhược điểm của phương pháp là có quá nhiều sáp được phủ lên trái cây và lượng sáp sử dụng nhiều. Thời gian dìm nước thường là một giây hoặc ít hơn.  Điều quan trọng là bề mặt sản phẩm được hoàn toàn khô trước khi nhúng. Nếu không khô, nhiệt độ cao của sáp nóng chảy chuyển đổi độ ẩm bề mặt sản phẩm lên thành hơi nước và các hình thức túi hoặc vỉ dưới lớp phủ sáp. Và sáp sau khi khô sẽ nới lỏng và rớt ra khỏi trái. Sử dụng con lăn: Phủ sáp có thể được tiến hành tự động với hệ thống con lăn bàn chải. Sáp được phân phối từ trên cao, với các bàn chải và việc xoay liên tục trái ta có thể quét sáp đều trên trái. Từ điển - Xem từ điển chi tiết Trái nên được làm khô trước khi sáp ứng dụng để ngăn chặn pha loãng sáp. Sáp thường phun hoặc nhỏ giọt vào trái. Sáp có thể được phun bằng tay hoặc bằng máy bơm qua vòi phun áp suất thấp. Một máng phân phối sáp cũng được áp dụng. Một bộ đếm thời gian điện tử có thể đượccần thiết để làm gián đoạn dòng chảy sáp để tránh sử dụng quá mức của sáp. Ngăn cản sự bốc hơi của sáp bằng cách che tấm polyethylene ở phía trên mặt của sáp. Tốc độ bàn chải không vượt quá tốc độ 100 rpm. Các bàn chải mềm và nên được thường xuyên rửa bằng nước nóngNghe.Đọc ngữ âm 1.3.5 Sáp carnauba: Carnauba, còn được gọi là sáp Brazil hay sáp cọ, là một sáp của lá cọ Copernicia, prunifera, một loài cây có nguồn gốc và phát triển chỉ ở các bang phía đông bắc Brazil như Piauí, Ceará, và Rio Grande do Norte. Nó là được gọi là "nữ hoàng của các loại sáp" và thường có ở dạng mảnh cứng màu vàng-nâu. Nó thu được từ lá của cây cọ carnauba bằng cách thu thập chúng, đánh dập họ để thu các sáp, sau đó lọc và tẩy trắng. Thành phần chính của carnauba là ester của các hợp chất béo (40% khối lượng), diester của acid 4-hydroxycinnamic (21%), acid ω-hydroxycarboxylic (13%) và các rượu, acid béo (12%). Các hợp chất này chủ yếu xuất phát từ các acid và rượu trong khoảng C26-C30, sáp này là ester của các acid béo và rượu cao phân tử. Đặc biệt ở sáp carnauba là có thành phần diesters cao cũng như acid methoxycinnamic. Sáp Carnauba được bán có nhãn T1, T2, và T4, tùy thuộc vào mức độ tinh khiết. Tinh sạch được thực hiện bằng cách lọc, ly tâm, và tẩy trắng. Sáp Carnauba được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như dược phẩm, mỹ phẩm,trong công nghiệp như nước đánh bóng dụng cụ, sáp và chất đánh bóng cho sàn nhà và đồ nội thất, đặc biệt là khi trộn với sáp ong và nhựa thông. Sử dụng để phủ lên giấy là ứng dụng phổ biến nhất tại Hoa Kỳ. Trong thực phẩm, nó được sử dụng như là một chất hỗ trợ, chất bôi trơn, và chất hoàn thiện cho thực phẩm nướng và hỗn hợp, kẹo cao su, mứt, trái cây tươi và nước trái cây, nước sốt, hoa quả chế biến và các loại nước ép, kẹo mềm… Đặc tính kỹ thuật- Tên INCI :Copernicia Cerifera (carnauba) sáp- Số E : E903.- Nhiệt độ nóng chảy: 82-86 ° C (180-187 ° F), cao nhất trong số sáp tự nhiên.- Tỷ trọng tương đối: 0,97 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: Sơ đồ quy trình công nghệ: Cành, lá, cuống, trái hư, dập, trái không đạt … Phủ sáp Làm khô Phân hạng Đóng bao bì Rửa Dưa leo Bảo quản lạnh Sản phẩm Nước Dung dịch sáp Bao bì Lựa chọn, phân loại Làm khô Cành, lá, cuống, trái hư… Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý và bảo quản lạnh dưa leo Giải thích quy trình công nghệ: Lựa chọn, phân loại: Quá trình nhằm loại bỏ những cuống, lá cành rễ còn dính với sản phẩm, những trái dưa hư hỏng còn sót không đạt yêu cầu bằng cảm quan theo kinh nghiệm của công nhân, loại bỏ những trái hư, dập… Mục đích công nghệ: Chuẩn bị: quá trình lựa chọn nhằm bỏ đi những trái hư, dập, không đạt tiêu chuẩn, ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm để chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo. Các biến đổi của nguyên liệu: Nguyên liệu có chất lượng tốt hơn, giảm tỉ lệ trái hư hỏng, không đạt yêu cầu. Các biến đổi không đáng kể. Thiết bị: Tiến hành lựa chọn bằng phương pháp thủ công. Nguyên liệu được dàn mỏng trên các băng tải có bề rộng từ 60-80 cm. Tốc độ chuyển động của băng tải khá chậm khoảng 0,1- 0,15m/s. Rửa: Quá trình rửa sẽ: - Loại các tạp chất - là một trong các mối nguy ảnh hưởng đến sức khỏe của con người hoặc đến đặc tính cảm quan của sản phẩm. - Loại các tạp chất - giúp kiểm soát vi sinh vật, các thành phần hóa học của nguyên liệu, từ đó, kiểm soát được các phản ứng sinh hóa trong nguyên liệu, hạn chế đến mức thấp nhất các tác động xấu đến hiệu quả cảu sản xuất cũng như chất lượng sản phẩm. Các tạp chất có thể có trong nguồn nguyên liệu: +Tạp chất vô cơ: cát, đá… +Thực vật: cỏ, rác, … +Động vật: côn trùng, sâu bọ… +Hóa chất sử dụng trong nông nghiệp: thuốc trừ sâu… +Vi sinh vật: vi sinh vật và các sản phẩm sinh ra từ quá trình hoạt động của chúng. Mục đích công nghệ: Chuẩn bị: quá trình rửa sẽ làm sạch đất cát, bụi bẩn, vi sinh vật bám ngoài trái. Chuẩn bị cho quá trình phủ sáp diễn ra hiệu quả, nhanh chóng và dễ dàng hơn. Các biến đổi của nguyên liệu: Dưa leo trở nên sạch hơn và loại bỏ bớt những vi sinh vật bám ngoài bề mặt. +Vật lý: Ÿ Nhiệt độ của dưa hạ xuống. Ÿ Có thể tổn thương cơ học đối với bề mặt nguyên liệu. +Hóa học và hóa sinh: không đáng kể +Sinh học: giảm những vi sinh vật bám ngoài bề mặt Các yếu tố ảnh hưởng: Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm sạch này bao gồm: áp suất nước, lượng nước sử dụng, nhiệt độ nước rửa và thời gian làm sạch. - Áp lực dòng nước xối: dòng nước quá mạnh sẽ làm hư tổn bề mặt nấm. - Thời gian làm sạch: thời gian càng lâu thì hiệu quả của quá trình càng cao, tuy nhiên thời gian rửa lâu quá sẽ ảnh hưởng đến năng suất của quá trình. - Nhiệt độ nước rửa: dùng nước lạnh rửa sẽ tốt cho nguyên liệu tuy nhiên tốn chi phí năng lượng. Thông số quá trình - Nhiệt độ nước rửa: nhiệt độ phòng 25oC - Nước ngâm trước khi rửa là nước clo với nồng độ 100-150ppm, pH nước rửa: 6.5 - Áp suất nước xối trong thiết bị rửa xối: 2-3 at Thiết bị: Thiết bị ngâm kết hợp với thiết bị rửa xối dạng thùng quay Dưa trước tiên sẽ được ngâm khoảng 7-10 phút trong nước để làm mềm đi các chất cát bẩn bám trên bề mặt, giúp quá trình rửa xối sau này tiến hành tốt hơn. Nguyên lý thiết bị rửa xối dạng thùng quay: phun nước lên nguyên liệu với một áp lực nhất định. Dưới tác dụng của áp lực nước, chất bẩn sẽ được tách ra và đi theo dòng nước. Đồng thời thùng quay để làm sạch triệt để hơn, nước tiếp xúc với trái nhiều hơn. Làm khô: Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình phủ sáp đạt hiệu quả cao, tránh nhiễm thêm vi sinh vật trong các quá trình tiếp theo vì trái ướt dễ nhiễm vi sinh vật Các biến đổi của nguyên liệu Trái được làm khô bề mặt. Các yếu tố ảnh hưởng Tốc độ quạt gió càng mạnh thì quá trình diễn ra càng nhanh, thời gian trái đi qua bộ phận thổi gió phải ngắn để đảm bảo chỉ vừa đủ làm khô nước trên bề mặt, không ảnh hưởng gì đến chất lượng sản phẩm. Thiết bị: Các trái sau rửa đi trên băng chuyền, có gắn hệ thống quạt gió công suất mạnh. Phủ sáp: Mục đích: Bảo quản: thay thế phần sáp tự nhiên của trái đã mất đi trong quá trình rửa, giảm sự thoát hơi nước của sản phẩm trong quá trình bảo quản. Hoàn thiện: tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm. Sáp thực vật, côn trùng, động vật hoặc sáp dầu mỏ có thể được sử dụng để phủ lên dưa leo. Carnauba palm là nguồn thường được dùng nhất, sáp đi từ thực vật. Các hợp chất khác như ethyl alcohol hay ethanol thường được thêm vào để tạo sự nhất quán. Các biến đổi của nguyên liệu: Về mặt cảm quan, nguyên liệu được phủ một lớp sáp bên ngoài, sẽ bóng hơn. Về vật lý: có thay đổi về khối lượng Không có biến đổi hóa học nào đáng kể Các yếu tố ảnh hưởng - Nhiệt độ sáp: nhiệt độ cần đảm bảo sáp ở trạng thái lỏng có thể quét được. - Phương pháp phủ sáp: các phương pháp khác nhau cho hiệu quả khác nhau. Nếu phủ sáp bằng con lăn – bàn chải là tốt nhất. Thông số quá trình Nhiệt độ dung dịch sáp : 85oC Công thức của dung dịch sáp: được pha trên nền ammonia, hỗn hợp ban đầu của sáp, nước ban đầu, các acid béo và ammonia sau đó thêm nước nóng vào đạt đến 25% chất khô. Một lượng nhỏ KOH cũng được thêm vào để cải thiện tính chất của màng bao. Lượng sáp phủ lên trái: 0,2- 0,3mg/cm2 Độ dày lớp phủ: 0,3µm Lượng sáp sử dụng: theo thực tế: 5400kg trái dùng 3,8 lit sáp. Tốc độ quay của các con lăn, bàn chải: không vượt quá 100rmp. Nếu là phun sáp: cần có áp lực phun và khoảng cách từ vòi phun đến trái. Thiết bị : thiết bị phủ sáp dạng con lăn- bàn chải. Thiết bị phủ sáp cấu tạo gồm một băng tải là các trục quay bàn chải để đẩy trái đi và tráng đều sáp lên bề mặt trái. Sáp được phun hoặc nhỏ giọt xuống trái, rồi sẽ được các chổi quét quét cho đều sáp lên bề mặt. Hệ thống có nhiều bàn chải và cơ cấu hoạt động hợp lý đảm bảo phủ sáp đều lên bề mặt trái. Làm khô: Mục đích công nghệ: Chuẩn bị: làm khô bề mặt sản phẩm để đóng gói được dễ dàng. Hoàn thiện: làm tăng giá trị cảm quan bên ngoài cho trái dưa leo. Thông số công nghệ: -Nhiệt độ làm khô: 32-38oC -Thời gian làm khô: 2 phút Thiết bị Băng tải vận chuyển sản phẩm, có hệ thống quạt thổi không khí để làm khô sáp. Phân hạng: Mục đích công nghệ Hoàn thiện: phân chia sản phẩm thành những hạng sản phẩm có giá bán khác nhau. Chuẩn bị: chuẩn bị cho quá trình đóng gói diễn ra thuận lợi, nhanh chóng. Các biến đổi của nguyên liệu Chủ yếu là biến đổi vật lý: nguyên liệu trở nên đồng đều về kích thước, chất lượng và hạng được phân ra rõ ràng. Các yếu tố ảnh hưởng Tùy thuộc vào yêu cầu mà có thể phân ra thành nhiều hạng. Tốc độ di chuyển của các chuỗi cần thích hợp cho việc phân hạng. Thiết bị : Thiết bị phân hạng theo kích thước đường kính. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị này dựa trên các chuỗi đó di chuyển cùng tốc độ. Khoảng cách giữa các chuỗi có thể tăng giảm được tùy thuộc vào yêu cầu phân hạng. Bàn chải và đĩa quay trợ giúp trong việc sắp xếp dưa đi giữa các chuỗi. Dưa leo có đường kính tương thích với khoảng cách giữa các chuỗi sẽ rớt xuống bàn thu nhận phía dưới, những trái dưa có đường kính to hơn sẽ đi qua và cứ tiếp tục như thế, dưa sẽ được phân ra từng kích cỡ riêng biệt. Sản phẩm sau khi phân hạng sẽ được đi đến các bàn thu nhận riêng. Đóng gói: Mục đích công nghệ: Bảo quản: thùng bao gói sẽ bảo vệ sản phẩm tránh khỏi các va chạm cơ học. Hoàn thiện: hoàn thiện sản phẩm phân phối đến tay người tiêu dùng Hình 2.2 Dưa leo đóng trong các thùng. Thiết bị đóng gói: Sản phẩm chạy trên băng chuyền qua hệ thống cân tự động và được công nhân xếp vào các thùng fiberboard carton kích cỡ 450 x 310 x 115mm. Bảo quản: Mục đích công nghệ: Bảo quản: giữ sản phẩm ở điều kiện thích hợp, giảm các mất mát. Các yếu tố ảnh hưởng Nhiệt độ bảo quản: nhiệt độ bảo quản thích hợp tránh các tác động xấu. Dưới 10oC các triệu chứng tổn thương lạnh như rỗ bề mặt và sự đổi màu xuất hiện nhanh. Ở nhiệt độ lưu trữ trên 16 ° C, dưa leo có xu hướng vàng đi nhanh chóng Nếu bảo quản chung dưa leo với cà chua, trái cây và các loại khác có khả năng sản sinh ethylene làm việc thay đổi màu sắc của dưa càng nhanh chóng. Độ ẩm bảo quản: bảo quản ở độ ẩm thích hợp sẽ đem lại hiệu quả tốt. Thông số công nghệ: Bảng 2.1 Điều kiện bảo quản dưa leo Nhiệt độ Độ ẩm tương đối của không khí(%) Thời gian bảo quản oC oF 10÷13 50÷55 95 10÷14 ngày (Nguồn: McGrego, BM. 1989. Tropical Products Transport Handbook. USDA Office of Transportation, Agricultural Handbook 668) Bảng 2.2 Yếu tố điều khiển trong kho lạnh: Thông số kĩ thuật Giá trị Nhiệt độ Ẩm tương đối không khí(%) Chuyển động không khí trong kho lạnh (m/ph) Thời gian làm lạnh Bố trí palette, cm Cách sàn Cách trần Cách nhau Lối đi Phần lỗ thoáng khí trên bao bì,% Tác nhân lạnh 10÷13 95% 60÷120 6÷12 15 >40 15 >100 5÷6 NH3 Lưu lượng khí qua sản phẩm: 0.3m3/phút.tấn sản phẩm. Nếu lưu trữ trong thời gian dài, trong vòng một tuần đầu nên giữ đảm bảo các thông số trên. Sau đó, có thể giảm tốc độ gió xuống 20- 40% năng suất thiết kế. Hình 2.3 Bố trí kho lạnh. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT: Bảng 3.1 Tỷ lệ phế liệu trong các công đoạn xử lý: STT Công đoạn xử lý % tổn thất về khối lượng % tăng thêm 1 Lựa chọn, phân loại 2 2 Rửa 0.2 3 Làm khô 0.1 4 Phủ sáp 0.1 0.3 5 Làm khô 0.1 6 Phân hạng 0.05 7 Đóng bao bì 0.05 8 Bảo quản 1 Tính cân bằng vật chất theo năng suất: Giai đoạn lựa chọn, phân loại: 25 tấn (25000kg) dưa leo nguyên liệu Lựa chọn sơ bô 25000 – 25000 x 2% = 24500 Tỷ lệ hao hụt 2% 24500 kg dưa leo Giai đoạn rửa: 24500kg dưa leo Rửa 24500 – 24500 x 0.2% = 24451 Tỷ lệ hao hụt 0.2% 24451 kg dưa leo Giai đoạn làm khô: 24451 kg dưa leo Làm khô 24451 - 24451 x 0.1% = 24427 Tỷ lệ hao hụt 0.1%, 24427 kg dưa leo Giai đoạn phủ sáp: 24427 kg dưa leo Phủ sáp 24427 + 24427x 0.2% = 24725 Tổn thất 0.1%, thêm 0.3% 24475 kg dưa leo Giai đoạn làm khô: 24475kg dưa leo Làm khô 24475 – 24475 x 0.1% = 24700 Tỷ lệ hao hụt 0.1% 24451 kg dưa leo Giai đoạn phân hạng: 24450 kg dưa leo Phân hạng 24451 – 24451 x 1% = 24439 Tỷ lệ hao hụt 1% 24439 kg dưa leo thành phẩm Giai đoạn đóng bao bì: 24453kg dưa leo Đóng bao bì 24439 – 24439 x 0.05% = 24426 Tỷ lệ hao hụt 0.05% 24426 kg dưa leo thành phẩm Giai đoạn đóng bảo quản: 24426kg dưa leo Bảo quản 24426 – 24426 x 1% = 24182 Tỷ lệ hao hụt 1% 24182 kg dưa leo thành phẩm Bảng 3.2 Bảng tính cân bằng vật chất theo năng suất: Công đoạn Lượng vào (kg) Lượng ra (kg) Lựa chọn, phân loại 25000 24500 Rửa 24500 24451 Làm khô 24451 24427 Phủ sáp 24427 24475 Làm khô 24475 24451 Phân hạng 24451 24439 Đóng bao bì 24439 24426 Bảo quản 24426 24182 Tiêu hao nguyên liệu theo ngày, tháng, năm Bảng 3.3 Bảng tiêu hao nguyên liệu theo ngày, tháng, năm: Ngày Tháng (25 ngày) Năm (300 ngày) Nguyên liệu 25 tấn 625tấn 7500 tấn Sản phẩm 24182 kg 605 tấn 7255 tấn Tạp, phế phẩm 818 kg 20 tấn 245 tấn TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ: Năng suất nhà máy 25000 kg/ngày, ngày làm 2 ca, một ca 2 mẻ, mỗi mẻ 6250kg dưa leo tươi. Thiết bị chính: Bảng 4.1 Khối lượng nguyên liệu và bán thành phẩm đi vào các thiết bị trong quy trình sản xuất tính trong một ngày sản xuất Quá trình Lượng nguyên liệu, bán thành phẩm( kg) Lựa chọn sơ bộ 25000 Rửa 24500 Làm khô 24451 Phủ sáp 24427 Làm khô 24475 Phân hạng 24451 Đóng bao bì 24439 Bảo quản 24426 Thiết bị rửa: Nguyên liệu được đi vào thiết bị rửa xối hoạt động liên tục. -Thiết bị rửa xối dạng trống quay -Hãng Sormac, kí hiệu thiết bị TBW-200 Bảng 4.2 Thông số thiết bị rửa xối Thông số Đơn vị Giá trị Năng suất tấn/h 2 Công suất điện kW 1,1 Bơm kW 2,2 Chiều dài trống mm 3000 Đường kính trống mm 910 Lượng nước chứa lit 600 Chiều dài thiết bị mm 4500 Chiều rộng thiết bị mm 1600 Chiều cao thiết bị mm 1900 Thiết bị phủ sáp: Sau khi qua băng chuyền làm khô, dưa tiếp tục qua thiết bị phủ sáp. Bảng 4.3 Thông số công nghệ thiết bị phủ sáp: Thông số Đơn vị Giá trị Năng suất tấn/h 2 Công suất kW 5 Chiều dài thiết bị m 8 Chiều rộng thiết bị m 2 Chiều cao thiết bị m 2 Thiết bị phân hạng: Sau khi làm khô lớp sáp trong khoảng 2 phút, dưa được qua thiết bị phân hạng -Thiết bị phân loại- phân hạng theo đường kính -Hãng Sormac Bảng 4.4 Thông số công nghệ thiết bị phân hạng Thông số Đơn vị Giá trị Năng suất tấn/h 2 Công suất điện kW 3,75 Chiều dài mm 6000 Chiều rông mm 2000 Chiều cao mm 2000 Thiết bị phụ: Băng chuyền: Dùng băng chuyền con lăn trong cả quy trình công nghệ. Băng chuyền Black 220 RMA Grade II của R & P Inc. Được thiết kế cho các sản phẩm rau quả như cà rốt, dưa leo. Yêu cầu của sản phẩm đi trên băng chuyền là có đường kính nhỏ hơn 10,16cm (4 inch) và góc nghiêng so với mặt phẳng ngang nhỏ hơn 35 độ. Bảng 4.5 Thông số công nghệ băng tải Thông số Đơn vị Giá trị Năng suất tấn/h 2 Công suất kW 1,6 Chiều rộng mm 800 Bồn ngâm: Sử dụng bồn ngâm rau quả của hãng Sormac. Bảng 4.6 Thông số công nghệ bồn ngâm Thông số Đơn vị Giá trị Chiều dài mm 4500 Chiều rộng mm 1500 Chiều cao mm 1750 Lượng nước tối đa chứa trong bồn m3 10 Bơm: Bơm nước cho giai đoạn ngâm rửa nguyên liệu, chọn bơm có thông số kĩ thuật như sau: hãng Ebara, Ý Bảng 4.7 Thông số công nghệ của bơm Thông số Đơn vị Giá trị Năng suất m3/h 3 Áp suất toàn phần m cột nước 120 Chiều cao hút m nước 120 Công suất kW 2.2 Lịch hoạt động của nhà máy: Thu hoạch dưa leo ở vùng thu hoạch vào ban sáng, vận chuyển tới nhà máy vào khoảng ban trưa. Nhà máy bắt đầu hoạt động vào 12h30. Mỗi mẻ làm việc trong 4 tiếng. TÍNH NƯỚC – NĂNG LƯỢNG Nước: Nước sinh hoạt: Nước vệ sinh, tắm giặt: -Tổng số công nhân viên phục vụ sản xuất dự kiến: 60 người/2ca. Tiêu chuẩn sử dụng nước cho mỗi người 140 lít/ngày. Lượng nước cần cho mục đích vệ sinh, tắm giặt là: V1 = 60.140 = 8400 lít/ngày = 8,4 m3/ngày. Nước ăn uống: -Tiêu chuẩn sử dụng nước cho mỗi người là 25 lít/ngày. Lượng nước cần là : V2 = 60,25 = 1500 lít/ngày = 15m3/ngày. Vậy tổng lượng nước cần cho sinh hoạt: V’ = V1 + V2 = 23,4 m3/ngày Nước sản xuất: Nước ở quá trình ngâm có clo: Sử dụng bồn ngâm có kích thước: 4500 x 1500 x 1750mm Một lần nạp nước trong bồn sử dụng 8m3. Một mẻ thay nước ngâm 2 lần. Tổng lượng nước mỗi mẻ sử dụng: 16m3 Tổng lượng nước sử dụng cho 4 mẻ là 64m3 Nước ở quá trình rửa xối: Trống quay chứa 0,6m3 nước, cứ 0,6m3 xả nước một lần. 0,6m3 rửa được 300kg. Lượng nước sử dụng cho mỗi mẻ là 12,5m3 Tổng lượng nước sử dụng cho 4 mẻ: 50m3 Nước sử dụng để pha sáp: Lượng sáp sử dụng 17,06kg, nồng độ 25%, lượng nước cần thiết là: 52kg tương đương 0,052m3 Nước sử dụng để vệ sinh thiết bị: Lấy khoảng 5% lượng nước sử dụng là 5,7m3 Tổng lượng nước sản xuất: 64 + 50 + 0,052 + 5,7 = 119,8m3. Tổng lượng nước cần thiết: 23,4 + 119,8 =143,2m3 Năng lượng: Dung tích kho lạnh: Mỗi ngày lượng dưa nhập kho là 25 tấn, lưu 5 ngày nên dung tích kho lạnh chọn là 125 tấn. E = V.gv E : dung tích kho lạnh (t) V : thể tích kho lạnh (m3) gv : định mức chất thể tích (t/m3). Gv =0,2 t/m3 Dung tích thật sự của buồng : Sản phẩm dưa leo Esp và thùng gỗ Ebb Chọn Ebb =10% Esp Esp = 125tấn (đầu đề) Þ dung tích thật sự của buồng lạnh : E = Esp + Ebb = 125 + 12,5 = 137,5 (t) Þ thể tích của buồng lạnh : V = E/gv = 137,5/0.2 = 687,5 (m3) Diện tích kho lạnh : Diện tích chất tải F = V/h h: là chiều cao chất tải (m) chọn h= 2,2 m ( chiều cao kho lạnh là 3m) ÞF = 312,5 m2; Diện tích buồng lạnh cần xây dựng : F1 = F/b b :Hệ số sử dụng diện tích theo buồng F = 312,5 m2 Þ b=0,73 Þ F1 =; Diện tích buồng lạnh quy chuẩn (bội của 36 m2) chọn F1 = 432 m2 Þ kích thước 18m x 24m . 5.3.3 Tính nhiệt kho lạnh: Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh j được xác định bằng biểu thức: Q = Q1 + Q2 +Q3 +Q4 +Q5 (w) Q1 : dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh . Q2 : dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra trong quá trình xử lý lạnh . Q3 : dòng nhiệt từ không khí bên ngoài so thông gió buồng lạnh. Q4 : dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh. Q5 :dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra khi hô hấp. Tính Q1 dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1 =Q11 + Q12 Q11 : dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ. Q12 : dòng nhiệt qua tường bao , trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời. Ở đây coi như không có vì kho lạnh nằm trong nhà máy. Xác định Q11 : do chênh lệch nhiệt độ Q11= K .F .DT Bảng 5.1 Xác định nhiệt tổn thất qua tường kho lạnh Bao che K (w/m2K) F (m2) DT (K) Q1 (W) Tường ngoài 0,44 72 25 792 Tường ngoài 0,44 54 25 594 Tường ngoài 0,44 72 25 792 Tường ngoài 0,44 54 25 594 Nền 0,38 432 25 4104 Trần 0,41 432 25 4428 Nhiệt độ môi trường cao nhất 35oC, nhiệt độ kho bảo quản 10oC. Þ Q11 = åQ11i = 11304 (W) Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra Q2 = Q21 + Q22 Q21 – Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra, W Q22 – Dòng nhiệt do bao bì toả ra, W Dòng nhiệt do dưa leo tỏa ra: Q21 = Mkt . (h1 – h2 ) . 1000/(24 . 3600) (kW) h1 ,h2 : enthapi của sản phẩm trước và sau khi xử lý lạnh : t1 = 35 oC Þh1 = 1259,72kJ/kg (nhiệt dung riêng 4,09kJ/kgK) t2 =10 oC Þh2 = 1157,47kJ/kg Mkt : khối lượng nhập hàng trong một ngày đêm 25 tấn. Q21 = Mkt . (h1 – h2 ) . 1000/(24 . 3600) .103 = 29586(W) Dòng nhiệt do bao bì (gỗ ) tỏa ra Q22 =Mb  . Gb(t1 – t2) . 1000/(24 . 3600) = 2,5 . 2500 . ( 35 - 10) . 1000/(24.3600) = 1562,5(W) Þ Q2 = Q21 + Q22 = 29586 + 1562,5 = 31149 (W) Tính Q3.: dòng nhiệt do thông khí Dòng nhiệt Q3 được xác định qua biểu thức: Qk = Gk.(h1-h2), W Gk - lưu lượng không khí của quạt thông gió, kg/s; h1 và h2 - entanpi của không khí ở ngoài và ở trong buồng, J/kg; xác định trên đồ thị i- d theo nhiệt độ và độ ẩm. Lưu lượng quạt thông gió Gk có thể xác định theo biểu thức: V - thể tích buồng bảo quản cần thông gió, m3 a - bội số tuần hoàn hay số lần thay đổi không khí trong một ngày đêm, lần/24h; ρk - khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong buồng bảo quản, kg/m3 . Trong các kho lạnh thương nghiệp và đời sống, các buồng bảo quản rau hoa quả và phế phẩm được thông gió. Các buồng bảo quản hoa quả trang bị quạt thông gió hai chiều đảm bảo bội số tuần hoàn bốn lần thể tích buồng trong 24h. Trong đó Mk lưu lượng không khí trong phòng trao đổi với môi trường bên ngoài Mk = 18. 24. 3. 4. 1,29 /(24 . 3600) =0,0774 (kg/s) t1 =35 oC j1 =80% Þ h1 = 92 kJ/kg t2 = 10oC j2 = 90% Þ h2 = 29 kJ/kg Qk = Gk.(i1-i2) = 0,0774 . (92-29) = 4,88 (W) Tính Q4 :Dòng nhiệt do vận hành Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 _Q41 : dòng nhiệt do chiếu sáng buồng Q41 = A . F F : diện tích các buồng F= 432 (m2) A : nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu xuống 1 m2 diện tích buồng hay diện tích nền . Đối với buồng bảo quản A =1.2 W/m2 Þ Q41 = A . F = 1,2 . 432 m2 = 518,4 (W) _Dòng nhiệt do người tỏa ra. Q42 = 350 . n (W) n - số người làm việc trong buồng, chọn n = 4 người 350 - nhiệt lượng do một người thải ra khi làm công việc nặng nhọc, 350 W/người. Q42 = 350 . 4 = 1400 (W) _Q43 dòng nhiệt do các động cơ điện Do lắp đặt các động cơ điện ở phía ngoài buồng Þ Q43 = 0 _Q44 : dòng nhiệt khi mở cửa Q44 Q44 = B . F B : dòng nhiệt riêng khi mở cửa W/m2 F : diện tích buồng m2 F = 432 m2 - B=15 W/m2 ÞQ44 = B . F = 15.432 = 6480 (W) Þ Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 518,4 + 1400 + 0 + 6480 = 8398,4 (W) Tính Q5 Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp Q5 = E ( 0,1.qn + 0.9 qbq) E : dung tích kho lạnh E = 125(t) qn,qbq dòng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm có nhiệt độ nhập vô kho lạnh và sau đó là nhiệt độ bảo quản trong kho lạnh W/t tn = 35 oC, qn = 337 W/t tbq = 10oC, qbq = 77,5 W/t Þ Q5 = 125 (0,1 . 337 + 0,9 . 77,5) = 12931,25 (W) DÒNG NHIỆT TỔN THẤT VÀO KHO LẠNH: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 11304 + 31194+ 4,88 + 8398,4 +12931,25 = 63832,5 (W) = 63,833 (kW). Vậy, ta chọn máy nén có năng suất: Q0 = 100%Q1+ 10%Q2+ 100%Q3+50%Q4+100%Q5 = 59633 W Chọn máy nén có năng suất 60kW TÍNH TOÁN XÂY DỰNG PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT: Bảng 6.1 Kích thước các thiết bị chính: Tên thiết bị Kích thước(mm) Diện tích (m2) Bồn ngâm 4500 x 1500 x 1750 6,75 Rửa xối thùng quay 4500 x 1600 x 1900 7,2 Thiết bị phủ sáp 8000 x 2000 x 2000 16 Thiết bị phân hạng 6000 x 2000 x 2000 12 Bảng 6.2 Diện tích băng tải ở các công đoạn Công đoạn Chiều dài (m) Diện tích(m2) Lựa chọn, phân loại 8 6,4 Làm khô sau rửa 3 2,4 Đóng bao bì 6 4,8 ( Chiều rộng băng tải chọn: 800mm) Kích thước kho lạnh đã tính: 432m2 Tính diện tích chứa thùng gỗ cho sản xuất, kho chứa lượng thùng cho 100 tấn sản phẩm: Kích thước thùng: 450 x 310 x 115, mỗi thùng khoảng 5kg. Thể tích mỗi thùng 0,016m2. Chọn chiều cao chất khoảng 3m. Diện tích cần dùng là 108 m2 Sau khi bố trí phân xưởng thích hợp, diện tích phân xưởng là 36 x 36m. Trong đó, kho lạnh là 24 x 18m, kho chứa thùng 12 x 12m. KẾT LUẬN: Việc yếu kém trong kĩ thuật bảo quản rau quả sau thu hoạch đã dẫn đến tổn thất nguyên liệu sau thu hoạch rất cao. Đồ án thiết kế hệ thống xử lý và bảo quản dưa leo sau thu thoạch đưa đã đưa ra một quy trình để nâng cao hiệu quả của việc bảo quản dưa leo sau thu hoạch bằng cách phủ sáp kết hợp bảo quản lạnh ở nhiệt độ thích hợp, giảm tổn thất sau thu hoạch và giữ dưa có chất lượng ổn định. 8. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Việt Mẫn (Chủ biên), Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà, Công nghệ chế biến thực phẩm, Nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2009. [2] Tôn Nữ Minh Nguyệt (chủ biên), Lê Văn Việt Mẫn, Trần Thị Thu Trà, Công nghệ chế biến rau trái - tập 1- Nguyên liệu và bảo quản sau thu hoạch, Nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2009. [3] Y.H.Hui, Sue Chazala, Dee M. Graham, K.D. Murrell,Wai-Kit Nip, Handbook of Preservation and Processing, Marcel Dekker, Inc., 2004 [4] Amalendu Chakraverty, Paul S. R., Postharvest Technology: cereals, pulses, fruits and vegetables, Science Publishers, INC. USA, 2001. [5] M. Shafiur Rahman, Food Preservation - 2nd, CRC press, USA, 2007