đồ án môn học: thiết kế dây chuyền sx vải nước đường và necta mận

đồ án môn học: thiết kế dây chuyền sx vải nước đường và necta mận

MỞ ĐẦU

Rau quả là nguồn thực phẩm tự nhiên vô cùng quý giá , cung cấp và

bổ sung những chất dinh dường cần thiết cho các quá trình trao đổi trong

cơ thể và giúp cơ thể phát triển toàn diện hơn Rau quả rất gần gũi với cuộc sống của chúng ta, ngoài mục đích dinh dưỡng nó còn cải thiện khẩu phần ăn, và mang giá trị cảm quan lớn

Việt Nam là một nước nhiệt đới, khí hậu nhiệt đới gió mùa và ở một sốvùng lại mang sắc thái ôn đới Chính vì sự đa dạng của khí hậu và thổ nhưỡng nên thực vật nói chung, và rau quả nói riêng ở nước ta rất đa dạng, phong phú Rau quả có nhiều chủng loại với chất lượng đặc trưng như nhiệt đới, cận nhiệt đới, ôn đới

Hơn thế nữa, rau quả nước ta có quanh năm, mùa nào thức nấy, rải rác khắp nơi Không chỉ người Việt Nam yêu thích rau quả Việt Nam, mà nhiều nước trên thế giới đã và đang trở thành bạn hàng lớn của chúng ta

Vì thế rau quả được tập trung trồng ở những vùng chuyên canh nhằm tiêuthụ tại chỗ, cung cấp cho các thành thị, khu công nghiệp hay cho mục đích xuất khẩu và chế biến công nghiệp

Sự dồi dào và đa dạng của rau quả đã làm hình thành nên rất nhiều sản phẩm từ chúng với các công nghệ, kỹ thuật chế biến khác nhau nhằm thỏamãn nhu cầu người tiêu dùng về mọi mặt Do đó hiện nay trên thị trường nước ta (và cả trên thế giới), ngoài các loại rau quả tươi thường ngày còn

có đủ loại rau quả được chế biến sẵn như : sản phẩm rau quả sấy, mứt

quả, quả nước đường (hay quả đóng hộp), nước quả ép làm tăng giá trị của chúng trong cuộc sống chúng ta

Trong số các sản phẩm đóng hộp hiện nay thì các sán phẩm từ vải và mận

là 2 loại sản phẩm cần nghiên cứu và phát triển phù hợp với tiêm năng nước ta Trên cơ sở đó em được phân công tìm hiểu về đề tài thiết kế dâychuyền :

- sản xuất vải nước đường , năng suất 800 tấn sản phẩm / năm

- sản xuất nước mận đục dạng nectar , năng suất 3000 tấn sản phẩm /

năm

PHẦN 1 : TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

VÀ SẢN PHẨM

A- Nguyên liệu vải :

I - Nguồn gốc và phân loại :

Vải là một trong những quả nhiệt đới ngon nhất trên thế giới, có nguồn gốc từ Đông Nam Á Ngày nay, vải được trồng chẳng những ở các nước Đông Nam Á như Thái Lan, Việt Nam , mà chúng còn tập trung ở TrungQuốc, Ấn Độ, và cả Hawai, Úc, Nam Phi

2 – Phân loại :

Vải là loại quả ngon , có 2 loại chính : vải thiều và vải chua

- vải thiều : quả tròn , hạt nhỏ , cơm dày , vị ngọt đậm và thơm , giống

tiêu biểu là vải Thúy Lâm (Thanh Hà , Hải Hưng ) , và vải Phú Hộ ( vĩnhPhú ) , quả dẹt hơn

- vải chua : quả to hơn , hình tim , hạt lớn , cùi dày nhưng vị rất chua

Ngoài ra còn có các giống trung gian ( vải lai )

II – Thành phần hóa học :

Thành phần hóa học của trái vải ( hay rau quả nói chung ) bao gồm cácchất hữu cơ, vô cơ hình thành nên, gồm 2 thành phần cơ bản : đó là nước

và chất khô

1- Nước : Trong trái vải, nước chiếm khoảng 80-85% trọng lượng

Đóng vai trò quan trọng trong quá trình sống của chúng Nước vừa là một thành phần hóa học, vừa được coi là môi trường hòa tan, thực hiện các quá trình phân giải, tổng hợp vật chất trong quá trình sống của rau

2- Chất khô : thành phần chất khô chiếm từ 15-19%, chủ yếu gồm

những chất sau: Glucid,các acid hữu cơ,Các hợp chất Nitơ,các hợp chất

phenol,các vitamin, các enzym , các chất khoáng , các chất thơm , các

chất màu

B Nguyên liệu mận :

Mận là một loại trái cây quả nhỏ , nhưng hạt bên trong của nó thì rất cứng , màu sắc của quả mận rất đa dạng , tùy theo chủng loại , có thể là màu vàng , màu đỏ đậm hay màu tím

Mận nổi tiếng là các giống mận Mẫu Sơn (Lạng Sơn) , mận hậu , mận

Bắc Hà , mận Tam Hoa vừa không chat lại dóc hạt và ít chua trong cơm mận có 82-87% nước , 7-12% đường , 0,6-1,7% axit

Quả mận có chứa chất chống oxy hóa phenols, có tác dụng trung hòa các gốc oxy bị phá hủy, ngăn ngừa bệnh tật và lão hóa Đồng thời, chất

phenols còn giúp ngăn chặn quá trình phá hủy chất béo trong não, trong máu và trong màng tế bào

Một quả mận bao gồm 10% nhu cầu vitamin C thiết yếu cho cơ thể mỗi ngày Vitamin C tốt cho sức khỏe răng miệng, giữ nướu răng luôn khỏe mạnh, và hỗ trợ quá trình hấp thu sắt của cơ thể

Mận cũng là một nguồn thực phẩm cung cấp cho cơ thể những chất dinh dưỡng quan trọng như đồng, mangan, kali và vitamin A

Mận là trái cây nhiều đường, một số lượng lớn hàm lượng calo có trong quả mận đến từ nguồn đường Trung bình có 7g đường trong mỗi quả mận

PHẦN 2 : CÔNG NGHỆ

2.1 Quy trình sản xuất :

2.1.1 quy trình sản xuất vải nước đường :

2.1.1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất :

Bóc vỏ ,bỏ hạtNgâm

TrángXếp hộp

Rót dung dịch

Hòa tanĐun nóng

Dịch rótĐường + nước

Nguyên liệu vảiLựa chọnNgâm , Rửa

Ghép nắpThanh trùng

Bảo ônSản phẩm

Hộp

RửaSấy khô

2.1.1.2 Thuyết minh quy trình sản xuất :

a Nguyên liệu vải : giống vải chủ yếu là vải thiều Vải chua và các giốngvải lai cũng dùng được nhưng chất lượng không cao Đường kính quả nên không dưới 30 mm , vỏ quả có sắc đỏ từ 1/3 quả trở nên

b Lựa chọn : quá trình lựa chọn được thực hiện thủ công và được tiếnhành trước khi bảo quản nguyên liệu hay trong khi chế biến trong phân xưởng sản xuất Vải được lựa chọn để loại bỏ những quả không đủ quy cách và được phân loaị cho đồng đều về kích thước và độ chín

b Rửa :

Quá trình rửa được tiến hành trước hoặc sau khi phân loại nguyên liệu Sau khi phân loại theo cấp hạng vải được ngâm trong bể ngâm khoảng 15phút sau đó vải được xối lại bằng nước sạch

c Bóc vỏ , bỏ hạt : vải sau khi đã rửa sạch được đưa đi bóc vỏ , bỏ hạt nhằm mục đích tách phần vỏ hạt ra khỏi cùi Qúa trình này được thực bằng những ống dao lấy hạt có đường kính 12- 13 mm

Yêu cầu sau khi lấy hạt : phải giữ nguyên hình quả , cùi vải không bị vỡ hoặc rách nát

d Ngâm : quả vải đã sạch vỏ , hạt được ngâm vào dung dịch CaCl2 nồng

độ 0,5 % trong khoảng 10-15 phút để làm tăng độ cứng cho cùi quả và để cùi quả ít bị biến màu

Cũng có thể ngâm cùi vải trong dung dịch NaCl 1% nhưng hiệu quả kém hơn so với dung dịch CaCl2

e Tráng : cùi vải sau khi ngâm được tráng lại bằng nước sạch , nhằm loại

bỏ hết dung dịch CaCl2 còn trong quá trình ngâm

f Xếp hộp : vải nước đường thường sử dụng loại hộp thủy tinh có khối lượng tịnh 500g Vải được xếp trong các lọ đã được rửa sạch và thanh trùng

g Rót dịch : quá trình này được thực hiện bằng các máy rót , dịch rót phảiđược rót nóng Dịch rót cần được thực hiện theo quy trình sau : đường với nước → hòa tan → đun nóng → dịch rót

h Ghép nắp : sau khi rót dịch , các hộp đựng vải được đua đến máy ghépnắp các máy ghép nắp này sẽ ghép kín hộp

l Sản phẩm : sản phẩm phải có màu sắc và hương vị tự nhiên , hộp không

bị méo mó hoặc bị phồng ngoài ra sản phẩm còn phải đạt các chỉ tiêu về

độ khô , độ axit và các chỉ tiêu vi sinh vật

2.1.2 Quy trình sản xuất necta mận :

Đun nóngChà

ĐườngHòa

Nấulọc

Đồng hóa

Bài khíNâng nhiệt

Rót hộp

Khuấyhộp sạch

2.1.1.2 Thuyết minh quy trình sản xuất :

a Nguyên liệu mận : mận đưa vào sản xuất necta hay dùng là mận hậu vàmận Tam Hoa , mận có màu tím đỏ , đường kính quả ≥ 25 mm Quảchín cứng , không sâu thối , dập nát

b Lựa chọn và phân loại: mục đích của công đoạn này nhằm loại trừ những quả mận không đủ tiêu chuẩn đưa vào sản xuất Những quả mận

có đủ độ chín và kích thước được đưa đi rửa

c Rửa ; quá trình rửa có thể được tiến hành trước và sau khi phân loại mận Mận được rửa bằng máy rửa bàn chải

- Mục đích rửa : nhằm loại bỏ tạp chất cơ học như : đất , cát, bụi và làm giảm lượng vi sinh vật ở bề mặt nguyên liệu

- Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa là : mận sau khi được rửa sạch không

bị dập nát , các chất sinh dưỡng ít bị tổn thất thời gian rửa ngắn ,ít tốn nước

d Đun nóng :

- Mục đích của quá trình đun nóng :

+ đình chỉ các quá trình sinh hóa của nguyên liệu mận và tiêu diệt vi sinh vật để hạn chế tránh những biến đổi xảy ra trong quá trình chế biến + tránh hiện tượng làm đen sản phẩm vì tạo nên flobafeen do xúc tác táccủa men oxi hóa khử : froxidaza và poliphenoloxidaza

+ tạo nên những biến đổi thuận lợi cho quá trình chế biến : dễ chà hơn + loại bớt không khí , kể cả oxi ra khỏi tế bào của nguyên liệu , để bảo

vệ các chất dễ bị oxi hóa và các vitamin

e Chà :

+ mục đích : phân chia nguyên liệu thành 2 phần : phần lỏng đi qua rây ,phần bã và hạt ở lại trên rây Qúa trình chà sẽ thu hồi dịch quả và bột chàmận , bã và hột chà được giữ lại trên lưới và được đẩy ra ngoài

f Phối chế : hỗn hợp bột và dịch mận thu được từ máy chà sẽ được bơm vào nồi phối chế theo từng mẻ Hỗn hợp sẽ được phối chế với xirô đường

có pha axit với tỉ lệ phối chế là 50 % dung dịch bột mận và 50% xi rô đường

Ngoài ra có thể bổ sung thêm vào một số loại hóa chất và chất ổn định để tăng giá trị thương phẩm cung như kéo dài tuổi thọ của sản phẩm

g Đồng hóa : hỗn hợp sau khi đã phối chế thì được bơm sang máy đồng hóa áp lực cao sử dụng lực nén pit tong

+ mục đích đồng hóa : làm cho sản phẩm được đồng nhất bằng cách làm nhỏ các phân tử của sản phẩm ới vài chục micomet Sản phẩm sau khi đồng hóa có độ mịn cao , rất ít hoặc hầu như không bị phân lớp , tăng giá trị cảm quan và thương phẩm cho sản phẩm

h Bài khí : là quá trình đuổi hết không khí ra khỏi hỗn hợp nước quả Hỗn hợp nước quả mận sau khi đồng hóa được bơm liên tục vào trong không gian của máy bài khí , máy sẽ thực hiện hút chân không để loại bỏ hết không khí trong dịch nước quả , nước quả thu được ở đáy thiết bị

i Rót hộp và ghép nắp : máy rót làm việc liên tục , rót hộp ở nhiệt độ

1000oC nhằm tạo độ chân không của hộp sau khi thanh trùng , tiêu diệt vi sinh vật và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thanh trùng

Sản phẩm sau khi vào hộp được đưa sang máy ghép nắp theo băng tải , máy ghép nắp sẽ ghép kín hộp Hộp phải được ghép nắp ngay sau khi rót khoảng 1-2 phút , nhằm để khí trong dịch quả thoát hết ra ngoài

k Thanh trùng :

Quá trình thanh trùng nhằm tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật , các bào tử xâm nhập trong quá trình chế biến và hệ enzyme có trong nguyên liệu nhằm tăng thời gian bảo quản của sản phẩm

Qúa trình được thực hiện với thiết bị thanh trùng kiểu Autolave kiểu đứngthực hiện thanh trùng kín theo chế độ thanh trùng :

Trong đó : Thời gian nâng nhiệt là 10 phút

Thời gian giữ nhiệt là 15 phút

Thời gian hạ nhiệt là 15 phút

Thanh trùng ở nhiệt độ 100oC

Áp suất đối kháng là 1 atm

Thời gian đưa giỏ vào nồi và lấy giỏ ra là 10 phút

Thời gian chờ vào nồi thanh trùng với mỗi hộp tối đa là 10 phút

l Bảo ôn : Các hộp sau khi thanh trùng được chuyển về kho thành phẩm ,các hộp được quét dầu bao phủ để bảo quản và xếp cây trong kho Thời gian bảo tư 7-15 ngày tùy điều kiện thực tế

m Sản phẩm : sản phẩm cần đạt nồng độ chất khô khoảng 15% , không

có vi sinh vật có màu sắc và mùi vị đặc trưng

2.2 TÍNH SẢN SUẤT

2.2.1 Kế hoạch sản xuất :

1.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu :

Dựa vào thời vụ thu hoạch của vải và mận : ta có thể lập biểu đồ thu nhậpnguyên liệu như sau :

Bảng 1: Biểu đồ thu nhập nguyên liệu :

Mận

Vải

1.2 Biểu đồ sản xuất :

Từ biểu đồ thu nhập nguyên liệu sẽ quyết định biểu đồ sản xuất theo ca

và theo ngày Thông thường với thời gian chưa vào chính vụ thì lịch làm việc thường 2 ca / ngày Từ những lập luận đó ta có thể lập biểu đồ sản xuất như sau :

Bảng 2 : Biểu đồ sản xuất theo ngày và ca :

1.4 Tính năng suất dây chuyền :

Thông thường một ca làm việc 7 giờ , 1 giờ để chuẩn bị và vệ sinh thiết bị Căn cứ vào chương trình sản xuất và biểu đồ sản xuất ta có :

1.4.1 Vải nước đường :

mận ca

Tấn /

h

2,747 2,747 2,642

2.2.2 Tính nhu cầu nguyên liệu :

A Dây chuyền sản xuất vải nước đường :

Vải nước đường được đóng hộp trong loại hộp số 12 ( KL tịnh 500 g ) , năng suất 800 tấn / năm

Dựa vào việc cân đo phân tích những công đoạn trong sản xuất , ta lập được bảng tiêu hao nguyên liệu ở các công đoan :

Bảng 5 : Bảng tiêu hao nguyên liệu trong các công đoạn :

STT Công đoạn sản xuất Tỷ lệ hao phí (%)

T : lượng nguyên liệu cần để sản xuất 1000 sản phẩm

S : lượng nguyên liệu có trong 1000 kg sản phẩm

x1 ,x2 , … ,xn : hao phí nguyên liệu ở các công đoạn 1 ,2 , … , n được tính bằng % so với lượng nguyên liệu đưa vào công đoạn đó

n : số công đoạn tiêu hao

a Vải nước đường :

Sản phẩm vải nước đường gồm : 60 % vải và 40 % dịch

Như vậy 1 tấn sản phẩm có 600 kg vải , tức S =600

Vậy lượng vải nguyên liệu cần để sản xuất 1000 kg sản phẩm là :

412 × 1,07 = 440,8( kg dịch đường / h )

Tính lượng đường saccaroza :

Nồng độ chất khô của nguyên liệu : x =18%

Nồng độ chất khô của dịch đường : y %

Nồng độ chất khô của sản phẩm : z = 18%

Khối lượng vải trong 1 đơn vị sản phẩm : a

Khối lượng dịch đường trong 1 đơn vị sản phẩm : b

Khối lượng tịnh trong 1 đơn vị sản phẩm : c

Số hộp cần cho 1 năm sản xuất : 9555 × 106 = 1.012.830 ( hộp )

2 Tính cân bằng vật liệu bán chế phẩm cho từng công đoạn :

Dựa vào tỷ lệ hao phí vật liệu cho từng công đoạn , sẽ tính được lượng

hao phí và lượng bán thành phẩm tạo ra trong mỗi công đoạn đó Kết quảtính toán như bảng sau :

Bảng 6 : Tỉ lệ hao phí các nguyên liệu :

SX

Nguyên liệu vào ( kg/h ) Hao phí

B Dây chuyền sản xuất necta mận :

Necta mận được đóng hộp có khối lượng tịnh 250g , năng suất 3000 tấn / năm Dựa vào việc cân đo phân tích những công đoạn trong sản xuất

ta lập được bảng tiêu hao nguyên liệu ở các công đoạn đó :

Bảng 6: Bảng tiêu hao nguyên liệu trong các công đoạn :

STT Công đoạn sản xuất Tỷ lệ hao phí ( % )

1.Tính lượng nguyên liệu chính và phụ cho 1 tấn sản phẩm :

Dựa theo công thức :

T = S ×100n

(100 − x1)(100 −x2 ) … (100 − xn))

Trong đó : T : Lượng nguyên liệu cần để sản xuất 1000 kg sản phẩm

S : lượng nguyên liệu có trong 1000 kg sản phẩm

x1 ,x2 , , xn : hao phí nguyên liệu ở các công đoạn 1 , 2, 3

n được tính bằng % so với lượng nguyên liệu đưa vào công đoạn đó

n : số công đoạn tiêu hao

Tỷ lệ phối chế là 1 : 1 nên trong 1000 kg sản phẩm necta mận sẽ có

2.Tính năng suất của từng công đoạn dây chuyền sản xuất :

Bảng 7: năng suất của từng công đoạn dây chuyền sản xuất :

STT Công đoạn SX NL vào ( kg /h ) Hao phí

Số hộp cần cho 1năm sản xuất : 78.582 × 158 =12.415.956 ( hộp )

b.Tính nồng độ siro đường dùng cho phối chế :

Độ khô của quả mận là 10%

Độ khô của sản phẩm cần đạt được là 15%

Ta có : x.13% + y.n = (x + y ) 15% (1)

Trong đó : x : lượng mận có trong thành phẩm ( kg )

y : lượng siro đường trong thành phẩm ( kg )

n : nồng độ siro đường

Tỷ lệ phối chế là 1: 1 → x = y

Phương trình (1 ) ↔ x.10% + y.n = (x + x ).15%

→ n = 2.15% - 10% = 20%

Vậy siro đem phối chế có nồng độ 20%

c.Tính lượng axit cần pha vào thành phẩm :

Axit nếu cần pha vào siro đường rồi đem phối chế

Độ axit mận nguyên liệu là 2%

Tỷ lệ phối chế là 1 : 1

Vây không cần pha thêm axit

d.Tính lượng nước đường cần để nấu siro

Bảng 8 : tỷ lệ hao phí (%) cần dùng để nấu siro đường

STT Công đoạn Tỷ lệ hao phí (%)

Siro đường dùng để phối chế có nồng độ là 20%

Lượng đường trong siro dùng phối chế cho 1 giờ là :

A Dây chuyền xuất necta mận :

1 Lựa chọn : theo phương pháp thủ công

- Năng suất công đoạn là : 1940 kg / h

- Làm trên bàn , kích thước bàn là 2000 mm × 1000 mm × 800 mm