Tối ưu hóa + tính cân bằng vật chất

Phần 1 Sơ lược về quy trình 1 Thành phần nguyên liệu gồm Nhãn tươi Đường chưa qua tinh luyện, tuy nhiên để sản phẩm có màu đậm và mùi thơm thì nên chọn đường bát Nước lọc Con giống Kefir Kefir nước Ti.

Phần 1: Sơ lược về quy trình

- Con giống Kefir: Kefir nước

- Tinh dầu Lanvender

2 Quy trình chế biến:

a Quá trình chuẩn bị nguyên liệu (sơ chế)

- Nhãn tươi đem rửa sạch, lọi bỏ bẩn, sau đó đem lột vỏ, tách lấy cùi nhãn, bỏ hạt, cho cùi nhãn vào hộp nhựa để chứa

- Đem cùi nhãn đi xay nhuyễn, lọc lấy nước cốt nhãn, sau đó đem chia vào 4 chai, mỗi chai có 1 dung tích là 50ml dịch nhãn

- Phối chế theo tỷ lệ cứ 50ml nước nhãn thì ứng với 60g đường bát

- Cho men giống Kefir vào và đậy nắp thật kín để chuẩn bị cho quá trình lên men

Phần 2: Thí nghiệm Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng sản phẩm

- Mục đích: xác định khoảng thời gian lên men thích hợp nhất cho loại sản phẩm này

để cho ra sản phẩm đạt chất lượng cao

a Sơ đồ bố trí thí nghiệm: (hình 3.5)

- Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhân tố T với 2 lần lặp lại

- T là thời gian lên men với các khoảng thời gian sau: T = 12 giờ, T = 24 giờ, T = 36

giờ, T4 = 48 giờ

b Chuẩn bị thí nghiệm:

- Tương tự như phần 2.3.1

c Với thể tích nước nhãn ban đầu là 100ml, khối lượng đường thốt nốt bổ sung là 40g,

tỉ lệ men Kefir là 4% (tương đương 2g) kefir nước Tiến hành thí nghiệm: các điều

kiện và cách thức tương tự phần 2.3.1, chỉ thay đổi các khoảng thời gian lên men

d Các chi tiêu xác định

- Độ acid: đo theo thời gian bằng cách đo pH dung dịch nước gừng sau khi lên men trong mỗi khoảng thời gian xác định như trên Sau mỗi lần đo pH, khuấy đảo sản phẩm để một lượng oxi cần thiết cho hỗn hợp vi sinh vật trong hạt Kefir và tạo ra mộtlượng CO2 tiềm ẩn cho sản phẩm sau này

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dịch nhãn : nước đến quá trình lên men

- Lên men trong vòng 24 giờ (1 ngày)

c Tiến hành thí nghiệm: các điều kiện và cách thức tương tự phần 2.3.2, chỉ thay đổi các tỉ lệ dịch nhãn bổ sung

d Các chỉ tiêu xác định

- Độ acid: đo theo thời gian bằng cách đo pH dung dịch nước nhãn sau khi lên men

- Độ cồn: được đo sau thời gian lên men (24 giờ)

e So sánh, đánh giá cảm quan

Sản Phẩm

Bảo quản(4-60C) Rót chai, đóng nắp Phối chế Lọc

Chai 1(tỷ lệ ¼) (tỷ lệ 1/5)Chai 2

Thơm mùinhãn nhất vàng nhẹ Màu thuần nhãn,Vị ngọt

không có vịthe

Thơm mùinhãn vàngMàu Vị ngọt nhãnnhất, có vị

the nhẹ, cókhí CO2

Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ men giống Kefir đến quá trình lên men

Bảng : Tỷ lệ men giống ứng với từng loại Kefir

b Chuẩn bị thí nghiệm: Tương tự như mục 2 phần 1

- Với thể tích nước nhãn ban đầu là 50ml, khối lượng đường bổ sung là 40g Lên men trong vòng 24 giờ (1 ngày)

c Tiến hành thí nghiệm: các điều kiện và cách thức tương tự mục 2 phần 1, chỉ thay đổicác tỉ lệ men giống Kefir bổ sung

d Các chỉ tiêu xác định

- Độ acid: đo theo thời gian bằng cách đo pH dung dịch nước nho sau khi lên men Độ cồn: được đo sau thời gian lên men (24 giờ)

e So sánh, đánh giá cảm quan

Mẫu K = 4% Mẫu K = 6% Mẫu K = 8%Mẫu K = 2%

Lọc

Phối chế

Bảo quản

Sản phẩmRót chai, đóng nắp,thanh trùng

 Quan sát kefir: kefir càng nhiều thì khí càng mạnhThời

11h

(25/3) pH = 6

(25/3) pH = 5

23h

(25/3) pH = 4

 Đánh giá cảm quan

Chai 1(1g kefir) (2g kefir)Chai 2 (3g kefir)Chai 3

Thơmmùinhãnnhất

Màuvàngnhẹ

Vịngọtnhãn

Thơmmùinhãn

Màuvàng ngọtVị

nhãnnhất,caynhẹ

Thoángmùinhãn

Màuvàngđậm

Vịngọtnhãnnhẹ,caynhiều

D:\KÌ 2 NĂM 3\PBL4\sai khác về tỷ lệ giống.xlsx

 Có sự khác biệt về độ yêu thích giữa chai 1 và chia 2,3

 Không có sự khác biệt về độ yêu thích giữa chai 2 và 3

 Căn cứ vào tính kinh tế ban đầu ta chọn tỷ lệ giống là 4% so với khối lượng nguyên liệu ban đầu

Thí nghiệm 4: Khảo sát về khả năng bảo quản sản phẩm

- Mục đích: nhằm kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm để có thể vận chuyển sản phẩm

đi xa

- So sánh về độ hư hỏng của hai mẫu sản phẩm sau:

+ Mẫu 1: 50ml nước nhãn đã lên men (với 40g đường saccharose, tỉ lệ men giống Kefir là 4% với kefir nước và được lên men trong 24 giờ)

+ Mẫu 2: 100ml nước nhãn đã lên men (với 40g đường saccharose, tỉ lệ men giống Kefir là 4% và được lên men trong 24 giờ), nhưng có bổ sung thêm phụ gia chống mốc là muối benzoat

Thí nghiệm 5: Phối chế dịch nước nhãn sau khi lên men

- Mục đích: Tìm công thức phối chế thích hợp để nâng cao tính thương mại và chất lượng sản phẩm

a Phối chế thêm đường Saccharose để tạo vị ngọt thích hợp cho sản phẩm Tùy khẩu

vị của mỗi người mà phối chế thêm đường sao cho phù hợp Tuy nhiên ở thị nghiệm này, so sánh độ ưa thích về ba mẫu sản phẩm với các tỉ lệ đường sacchroseđược phối chế thêm như sau:

Mẫu 1: m đường = 20g

Mẫu 2: m đường = 30g

Mẫu 3: m đường = 40g

b Phối chế thêm hương Lavender lên men Keir

Ở đây, So sánh độ ưa thích về ba mẫu sản phẩm với các tỉ lệ tinh dầu như sau: Mẫu 1: V = 0,01 ml

Mẫu 2: V = 0,02 ml

Mẫu 3: V = 0,03 ml

CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU 3.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy

Nhà máy làm việc theo một dây chuyền sản xuất chính:

- Nhà máy sản xuất 12 tháng trong năm, quá trình kiểm tra và bảo trì máy móc, thiết

bị được tiến hành trong 1 ngày trong tháng Do tính chất sản xuất nên nhà máy làm việc theo ca, 2 ca/ngày trừ chủ nhật và các ngày nghỉ theo quy định, nếu ngày lễ trùng vào ngày chủ nhật thì được nghỉ bù vào ngày tiếp theo

Số ngày làm việc trong năm: 365 – (52 + 12 + 10) = 291 (ngày)

Bảng 3.1 Biểu đồ sản xuất theo ca của nhà máy trong năm 2022

Tháng Số ngày sản xuất Nước nhãn lên men

Tín theo thời gian làm việc

3.2 các thông số ban đầu

Quy cách sản phẩm: 300ml

Thời gian và T trong quy trình công nghệ

- Công đoạn bóc vỏ tách hạt: chọn tỷ lệ là 30% do công đoạn bóc vỏ tách hạt do phần thịtkhi tách dễ bị lẫn lộn với hạt

- Công đoạn nghiền: chọn tỷ lệ là 1% do 1 phần hỗn hợp dịch và thịt quả bám vào thiết bịtrong quá trình nghiền

- Công đoạn ép: chọn tỷ lệ 10% do hiệu suất ép không đạt tối đa, bên cạnh đó một lượnglớn xác nhãn mất đi trong quá trình ép

- Công đoạn lọc: chọn tỷ lệ 1% do sau khi lọc một số phần bã cặn sẽ bị lọc đi

- Công đoạn nấu syrup: chọn tỉ lệ là 0.2% do trong công đoạn nấu được thực hiện ở nhiệt

độ cao và trong thời gian 1p phút nên sẽ xảy ra sự bốc hơi gây hao hụt

- Công đoạn phối trộn lần 1: chọn tỉ lệ là 0.5% do trong công đoạn phối trộn có sự giảmkhối lượng sau khi trộn dịch trà, syrup đường và nước

- Công đoạn lên men kỵ khí: coi như không hao hụt do tỷ lệ nấm kefir thêm vào so vớisản phẩm không lớn nên chọn tỷ lệ 0,2%

- Công đoạn phối trộn lần 2: chọn tỉ lệ là 5% do trong công đoạn phối trộn có sự giảmkhối lượng sau khi trộn dịch trà, syrup đường và nước

- Công đoạn lắng và lọc: chọn tỉ lệ là 5% do có sự hao hao hụt khi thu hồi sinh khối kefir

- Công đoạn thanh trùng – làm nguội: chọn tỉ lệ là 0.5% do sự bay hơi nước

- Công đoạn chiết rót, ghép nắp, dán nhãn: chọn tỉ lệ hao hụt là 0.2% do chai không đạtyêu cầu hoặc rơi vỡ trong quá trình sản xuất

* Tính cân bằng vật chất cho 100 kg nhãn nguyên liệu

Theo số liệu ban đầu: tỷ lệ nhãn đường: 2/10

Khối lượng 100 kg nhãn tương ứng với 400 kg đường

 Công thức tính bán thành phẩm của mỗi công đoạn

Theo giả thiết về tiêu hao ta tính được lượng bán thành phẩm qua các công đoạn bằngcông thức:

M=M0× 100−F

100Trong đó:

M: Lượng bán thành phẩm tạo thành của mỗi công đoạn (kg)

M0: Lượng nguyên liệu vào của mỗi công đoạn (kg)

F: Tổn thất của mỗi công đoạn (%)

 Công thức tính tổn thất ẩm

Ta có: % tổn thất ẩm trong công đoạn so với nguyên liệu trước khi vào công đoạn đượctính theo công thức

X = W1−W2100−W2

Trong đó:

X: Tổn thất ẩm (%)

W1: Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu (%)

W2: Độ ẩm sau của nguyên liệu (%)

 Ta có:

ABV %=(OG−FG)× 131.25

Trong đó:

Trọng lực ban đầu (OG): Thước đo mật độ của dịch lên men được lấy trước khi lên menbắt đầu, khi mức đường ở mức cao nhất.

Trọng số cuối cùng (FG): Đo lường mật độ của dịch lên men sau khi lên men hoàn tất,khi mức đường ở mức thấp nhất

Rượu theo thể tích (ABV): Phần trăm độ cồn

Khối lượng riêng của dung dịch sau lên men là d2=1,022 (g/ml) (= FG)

Theo số liệu ban đầu nồng độ cồn là 0.6%

Từ công thức (*) ta tính được khối lượng riêng của dung dịch trước khi lên men kỵ khí:

Chất khô hòa tan trong nhãn chiếm 20% khối lượng

Và giả sử hiệu suất của quá trình ép đạt 80%

Khối lượng chất khô hòa tan sau quá trình ép:

Tổn thất quá trình ép là 10% so với khối lượng nguyên liệu, khối lượng nguyên liệu thu

được sau quá trình ép là

5 Quá trình nấu syrup

- Chọn nồng độ Syrup (Bx) sau khi nấu là: 65 0

- Khối lượng đường cần thiết để có độ Bx = 65:

Lượng syrup cần cho quá trình lên men là:

M syrup = Mđường + Mnước = 500 + 360 = 1428,57 kg

Khối lượng syrup cần dùng là: Msyrup = 1425,71 kg

6 Phối trộn lần 1 – Phối trộn syrup và dịch nhãn

- Lượng dịch quả trước khi phối trộn: 59,29 kg

- Hao hụt: 0,5%

- Nồng độ dịch trước khi lên men: 20o

7 Quá trình lên men

Khối lượng con giống Kefir bổ sung vào quá trình lên men hiếu khí chiếm 2% (w/v) sovới môi trường lên men, nên:

Thể tích nguyên liệu đi vào quá trình lên men

V6= M6 1,025= 4837,91,025 =4719,9(L)

Ta có nồng độ dịch trước khi lên men là 20 °Bx và nồng độ sau khi lên men là 13°Bx, với tổnthất là 0.2%, bảo toàn chất khô ta có:

9 Qúa chiết rót ghép nắp

Tổn thất của quá trình chiết lon, bài khí, ghép nắp là 0,2%:

Thể tích sản phẩm thu được sau quá trình chiết lon, bài khí, ghép nắp:

V9=V8× 100−F100 =6902,21 × 100−1100 =6833,18( L)

Sản phẩm được đóng gói 100% chai, với thể tích là 300 ml =0.3 lít nên số lượng

bao bì cần dùng trong 100kg nguyên liệu là:

N bb=V9 0,3= 6833,180,3 =22777(chai)

10 Qúa trình thanh trùng làm nguội lần 2

Tổn thất của quá trình thanh trùng, làm nguội lần 2 là 0,5%:

Thể tích sản phẩm thu được sau quá trình thanh trùng, làm nguội lần 2: