CÁC QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

Nước - Yêu cầu khoảng 30m3 nước/tấn đường - Tạo hơi, ngưng tụ, làm lạnh, cô dặc, nấu đường  nước công nghệ - Nước vệ sinh nhà xưởng, thiết bị: đường rơi vãi, rỉ đường, dịch đường - Nước

CÁC QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN THỰC

PHẨM

HOANGKIMECI.COM.VN

CÁC QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN THỰC PHẨM IV.1 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG

Đường là loại thực phẩm giàu năng lượng, khả năng chuyển hóa nhanh, nhiềungành sản xuất sử dụng đường như là nguồn nguyên liệu, dược phẩm, nước giảikhát, bánh kẹo

Đặc điểm:

- Là tinh thể không màu trong suốt, nhiệt độ nóng chảy = 1500C

- Độ hòa tan trong nước cao: 2000g/lít (không phải vô hạn)

- Nhiệt độ >1000C: sacaroza bị chuyển hóa:

sacaroza ⃗ ¿1600Cglucoza → fructozanhiệt độ tăng  caramen hóa (dạng phân hủy màu sẫm, có mùi khét do chuyểnthành dạng khí, 1 số chất bị phân hủy)

IV.1.1 Nguyên liệu

Đi từ nhiều nguyên liệu khác nhau, cơ bản nhất là mía

1 Mía

- Đường: 10 – 20% (lượng đường càng cao, càng có lợi (máy trích ly đườngtrong mía  đo được độ đường)

- Nước: 70 – 75%

- Xơ mía (xenllulo): 10 – 15%

- Các chất hữu cơ khác hay các chất không phải là đường: 0,5 – 1%

- Tro: 0,5 – 1%

Củ cải đường (các nước phương Tây hay dùng)

2 Nước

- Yêu cầu khoảng 30m3 nước/tấn đường

- Tạo hơi, ngưng tụ, làm lạnh, cô dặc, nấu đường  nước công nghệ

- Nước vệ sinh nhà xưởng, thiết bị: đường rơi vãi, rỉ đường, dịch đường

- Nước sinh hoạt

Đường sản phẩm

Ép Chuẩn bị nguyên liệu

Làm trong (sạch)

Cô đặc Nấu đường tạo mầm tinh thể

1 2 3 4

5

6 7 8

Nước

Chất thải rắn (bã) Nước thải

Bã mía

Nước nóng

Nước nóng Nước vệ sinh Nước vệ sinh thiết bị

Rỉ đường

Hơi CO2, SO2 Nước vệ sinh thiết bị

Nước làm lạnh, ngưng tụHơi

Nước làm lạnh, ngưng tụ

Hơi

Nước làm lạnh

Nước Hơi

3 Than (nhiên liệu dầu FO, DO )

- Cấp cho nồi hơi để tạo hơi

- Có thể dùng chính bã mía để đốt thay than  nhiên liệu cho nhà máy

4 Hóa chất : S, chất keo tụ

IV.1.2 Công nghệ sản xuất

Hình IV.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất đường mía

1 Chuẩn bị nguyên liệu

- Nhập, cân, kiểm tra mía nguyên liệu

- Mía nguyên liệu đưa vào băng tải Trên băng tải, bố trí dao khỏa bằng, dao chặtmía (đẩy các cây dai về phía sau)

- Chất thải rắn: bùn, đất, bã mía

2 Ép mía

Bã mía

Nước mía Cây mía

Nước mía đi làm trong

Bã mía

- Nhằm tách triệt để đuờng có trong cây mía

- Dùng trục ép, trên trục ép có xẻ các rãnh Các khe ép được điều chỉnh bằng bộphận cơ học

+) có thể ép theo hệ nhiều trục (3-5 hệ trục)

+) ép thẩm thấu: tưới nước nóng lên bã để tận thu, tách triệt để sau khi đã ép 1 lần

+) ép theo nguyên tắc ngược chiều: hiệu suất tách cao, bã mía nhỏ, mịn

- Chất thải rắn: bã mía

Máy ép hiện đại  bã mía kích thước nhỏ  xử lý dễ

Máy ép Việt Nam  bã mía kích thước khoảng 2 – 3 cm

- Nước thải:

Nước làm lạnh trục ép

Nhiệt độ tăng  vỏ hydrat giảm

Nhiệt độ tăng  hỗ trợ quá trình lọc sau này (lọc ở nhiệt độ cao nhanh hơn)

b) Phương pháp Ca(OH)2: sữa vôi

- Trong nước mía có: Mg2+, Al3+, + Ca(OH)2  Mg(OH)2, Al(OH)3

- làm sạch, khử màu, khử tạp chất

c) Sục khí SO2, CO2 (bảo sung)

- S ⃗oxy khong khi, t0 SO2⃗H2O H2SO3 ⃗(Ca2+, Mg2+) CaSO3↓, MgSO3↓

- SO2: tách tạp chất, khử màu

- Nhược điểm: SO2 độc, hơn nữa khi sục vào chưa chắc đã được hấp thụ hết, khí

SO2 thoát ra môi trường, lượng SO2 còn lại trong dung dịch  độc

Lọc: thường dùng thiết bị lọc ép khung bản, lọc chân không thùng quay

- Nước thải: nước rửa sàn, thiết bị (lọc)  có tải lượng ô nhiễm lớn nhất

- Chất thải rắn: bùn thải ở khâu làm trong chứa các chất hữu cơ  thường dùng

để sản xuất phân vi sinh

- Khí thải: khí SO2, CO2 (quá trình sục khí dư)

4 Cô đặc

- Nhằm tách nước trong nước mía

- Sau ép: nồng độ đường trong nước mía Bx = 20 – 30

- Dùng hơi nước để đun sôi tách nước  Bx = 60

- Để ngưng tụ hơi nước, dùng thiết bị ngưng tụ chân không baromet, cô ở điềukiện chân không, nhiệt độ sôi thấp, tránh xảy ra phản ứng phụ (hợp chất hữu cơtrong đường bị phân hủy nếu cô ở nhiệt độ cao, áp suất thường), dùng 3 nồi

 nước thải: nước ngưng tụ, làm lạnh hơi (trực tiếp)

nhiệt độ nước tăng (250C  400C - 600C): nước sạch, chỉ lẫn 1 ít đường do hơIcuốn lên  giải nhiệt  tuần hoàn

5 Nấu đường (k ết hợp với ly tâm đường)

- Nhằm tiếp tục tách nước để nồng độ đạt Bx = 90 (xuất hiện tạo tinh thể)

- Giai đoạn tạo mầm tinh thể: cho thêm mầm tinh thể giống (đường nghiền nhỏ)

- Dùng 2 – 3 nồi, nấu ở điều kiện chân không

- Nấu đường A, B, C

Nấu đường A (sản phẩm tốt nhất)  kết tinh  đường loại 1 và

dịch đường Anấu Bđường B(c/l kém hơn A)hòa tan đi nấu A và

rỉ dường  nấu C

Hơi nước nấu đường  ngưng tụ baromet

Nước thải: nước làm lạnh ngưng tụ (chủ yếu giống công đoạn cô đặc)

6 Kết tinh

Sản phẩm đường đưa vào thiết bị kết tinh để tinh thể đường lớn lên

Kết tinh là quá trình tạo nồng độ chất tan > nồng độ quá bão hòa  tinh thể

Nguyên tắc:

- Dùng nước lạnh hạ nhiệt độ dịch đường  kết tinh (tạo dung dịch quá bãohòa) Máng kết tinh có bố trí cánh khuấy

Nước thải:

- Nước làm lạnh gián tiếp

- Nước vệ sinh sàn, thiết bị

7 Ly tâm

- Nhằm tách những tinh thể đường ra khỏi dung dịch nước cái và rỉ đường

- Gồm 3 bậc li tâm đường  đường A, B, C (tinh thế):

+ đường A ở dạng rắn: sản phẩm

+ đường A ở dạng lỏng (= nước cái)  đi nấu B

+ đường B ở dạng lỏng  đi nấu C

+ nước cái từ ly tâm C: không sử dụng được nữa  rỉ đường (chứa các đườngkhử, không thể kết tinh)

- Tinh thể đường loại 1 (đường A): dùng hơi nước, nước nóng (nước ngưng tụ)

 tạo tinh thể đường có độ bóng, đẹp

 nước thải gồm:

+ nước vệ sinh thiết bị, sàn;

+ rỉ đường tận thu

8 Sấy

- Nhằm làm khô tinh thể đường

- Phương pháp: tinh thể đường kích thước bé  sấy thổi khí: dùng khí nóng(nhận nhiệt nồi hơi) qua caloriphe (thiết bị trung gian), bụi tinh thể bay lên  hơinước bốc lên  đường mang theo dòng khí được sấy khô

- Khí thải: bụi đường kết tinh có kích thước bé  tận thu bằng xyclon, lọc tayáo

IV.1.3 Các dạng chất thải và hướng xử lý

- Bã mía dùng cho sản xuất giấy; sản xuất vật liệu xây dựng (ván ép ); sản xuấtphân vi sinh; đốt sản xuất điện, hơi nhiên liệu  tro  làm phân vi sinh.

b) Bùn

- tách từ công đoạn làm sạch nước mía  dùng làm phân vi sinh rất tốt

c) Tro xỉ lò hơi: do đốt than  làm vật liệu xây dựng

*/ Khí thải

(ô nhiễm không lớn lắm)

- Khí thải lò hơi có bụi tro (bụi tro bã mía nhẹ  phát tán xa; bụi tro than nặnghơn)  dùng xyclon tách bụi, hoặc dùng tháp phun, tháp đệm tách bằng phươngpháp ướt

- Bụi đường trong sấy thu bằng xyclon

- Khí SO2, CO2 thiết bị đốt lưu huỳnh, thiết bị bảo sung: dùng tháp hấp thụ, hấpthụ bằng dung dịch kiềm Ca(OH)2, NaOH

- Bụi do vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm: rất lớn

*/ Nước thải

- Nguồn ô nhiễm chính của nhà máy

- Lượng nước thải 30m3/tấn đường, nồng độ chất hữu cơ cao (chủ yếu do đườnghòa tan)

Ví dụ: Nước thải cống chung (công đoạn làm sạch là bẩn nhất)

pH = 7 – 8; SS = 300 – 400 mg/l; BOD5 = 1000 – 3000 mg/l; tổng N, P cao  gây

ô nhiễm môi trường lớn

- Quản lý nội vi: khoán định mức nguyên liệu, năng lượng như: sử dụng nước:

vòi áp lực cao  tốn ít nước mà thời gian rửa nhanh; định kỳ bảo dưỡng thiết bị,

đường ống  tránh rò rỉ, thất thoát đường

- Cải tiến thiết bị

- Thay thế nguyên liệu độc hại bằng nguyên liệu ít độc hại

- Tuần hoàn, tái sử dụng chất thải

*/ Xử lý cuối nguồn

- Phân luồng dòng thải:

+) Nước làm lạnh, ngưng tụ (chiếm 70%): ít ô nhiễm, hạ nhiệt bằng cách phun

nhờ không khí ngoài trời  tuần hoàn

+) Nước vệ sinh sàn, thiết bị (lọc): rất ô nhiễm  xử lý

+) Rỉ đường: tận thu để sản xuất cồn rượu; sản xuất bột ngọt; sản xuất chế

phẩm sinh học, thức ăn gia súc; phụ gia sản xuất vật liệu xây dựng

Hình IV.2 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải nhà máy đường

1 Lưới chắn

2 Bể điều hòa - lắng

3 Bơm nước thải

4 Bể aeroten

5 Hệ thống cấp khí

6 Bể lắng

7 Bơm bùn

8 Thiết bị tách bùn

 Xử lý sinh học: có thể sử dụng 2 cách: xử lý hiếu khí hoặc xử lý yếm khí

 nồng độ quá cao  HC (yếm khí)  CH4  năng lượng

Sản phẩm nhập kho

Sơ chế ng/liệu (rửa) Thu mua, vận chuyển, bảo quản kho

Xử lý nhiệt (hấp, sấy) Vào hộp (bao bì) Đuổi khí (bài khí) Ghép kín (ghép mí)

Nguyên liệu chất lượng thấp

1 2 3 4

5 6 7 8

Nước thải

Hơi nước Bao bì Hơi nước Nước nóng Bán thành phẩm không đạt yêu cầu

Chất thải rắn (ng/liệu bị loại)

Nước thải Ng/liệu rơi vãi, bao bì hỏng Nước

IV.2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ HỘP THỰC PHẨM

IV.2.1 Giới thiệu chung

Cuộc sống cao  nhu cầu sử dụng đồ hộp tăng: đồ uống, rau quả, thịt cá, trong

ngành hàng không, du lịch

IV.2.2 Sơ đồ công nghệ

Hình IV.3 Quy trình công nghệ sản xuất đồ hộp thực phẩm

1 Thu mua, vận chuyển

- Đặc điểm yêu cầu:

+ Mang tính thời vụ

+ Sản phẩm tươi sống, nếu bảo quản và vận chuyển không tốt  giảm chất

lượng

+ Vùng nguyên liệu phân tán, ở xa nơi chế biến  các nhà máy chế biến nếu

đặt gần nơi có nguyên liệu thì quãng đường vận chuyển ngắn đi, tiết kiệm,

giảm lượng sản phẩm bị hỏng  quy hoạch các vùng cung cấp nguyên liệu tập

trung  xây dựng nhà máy  giảm thời gian vận chuyển

- ĐVĐ: sơ chế tại nơi thu mua  bảo quản được lâu hơn; sơ chế thuận lợi hơn

so với vận chuyển tới nơi sản xuất

- Phương tiện vận chuyển chuyên dụng trong thu mua, hợp lý

- Kho bảo quản: kho thiết kế không đúng kỹ thuật: nhiệt độ, độ ẩm  giảm tỷ lệsản phẩm bị loại bỏ do hư hỏng

2 Sơ chế nguyên liệu (xử lý sơ bộ)

- đối với hoa quả: gọt vỏ, lấy hạt, bỏ lõi, cắt miếng

- đối với động vật: mổ, cạo lông, bỏ nội tạng  chia nhỏ (xẻ thịt)

 lượng chất thải rất lớn, hàm lượng hữu cơ cao: nước thải có mức độ ô nhiễmcao; chất thải rắn chứa 60 – 70% trọng lượng nguyên liệu ban đầu

- chà, xát: áp dụng cho hoa quả

- ép: tách nước trong nguyên liệu

- Chần, hấp: đuổi khí trong nguyên liệu

- Cô đặc: nhiệt  bay hơi bớt nước  dung dịch đặc (ví dụ: nước rau quả, sữa).Làm dung dịch đặc (tăng chất lượng), giảm chi phí vận chuyển  nếu cần có thểpha loãng

- Sấy: tạo ra nhiều sản phẩm yêu cầu khô: sữa bột, thịt sấy, hoa quả sấy

- Rán, hun khói

4 Vào hộp (bao bì)

Vỏ hộp gồm 2 loại: bao bì kín, bao bì hở

- Bao bì hở: Khay, hộp gỗ, hộp giấy  đơn giản, không bền, thời gian bảo quảnkhông lâu

- Bao bì kín: Hộp kim loại (nhôm ); chai (thủy tinh, nhựa ), túi nilông

5 Đuổi khí

Nguyên nhân: sau khi xếp nguyên liệu vào hộp chưa kín hoàn toàn  khí lọt vào(trong mô động thực vật cũng có khí)  VSV dễ phân hủy sản phẩm tạo khí

H2S, CH4, NH3

- Biện pháp cơ học: hút chân không

- Dùng nước nóng: cho đồ hộp trong nước 800C  khí giãn nở ra, thoát ra nhiều

vì hộp chưa kín tuyệt đối

- Dùng khí nóng: thổi vào trong hộp, không khí trong hộp giãn  thoát ra

Dùng nhiệt diệt các vi sinh vật trong hộp

8 Lưu giữ trong kho

- Lưu giữ trong 10 ngày (để phát hiện lô sản phẩm chất lượng kém  loại ra)

 xuất xưởng (bán)

*/ Đặc điểm của một số công nghệ đồ hộp

IV.2.2.1 Chế biến rau quả

1 Nguyên liệu

- Rau, quả (cam, dứa, vải)

2 Thành phần

- Nước 80 – 85% trọng lượng; chất khô 15 – 20% trọng lượng

- Chất không hòa tan: xenllulo, tinh bột, đạm không tan

- Chất hòa tan: đường, đạm hòa tan, gluxit, axit hữu cơ, vitamin, khoáng hòa tan,dầu thơm

3 Sản phẩm

2 loại: nước quả có đường; nước quả cô đặc

a) Đồ hộp nước quả có đường:

- Công nghệ: rau quả cắt nhỏ (sơ chế)  vào hộp  rót nước đường

- Không qua giai đoạn chế biến nhiệt, chỉ thanh trùng

- Sản phẩm loại này có hương vị tự nhiên nhiều hơn

b) Nước quả cô đặc:

Sơ chế: ép  nước quả  thanh trùng  nước quả hương vị tự nhiên

ép  nước quả  cô đặc  nước quả đậm đặc (siro)

Thịt (bỏ xương, cắt nhỏ)  vào hộp, không qua chế biến nhiệt  thanh trùng

 mang đặc trưng tự nhiên

b Đồ hộp gà, vịt, ngỗng hầm: chế biến nhiệt, hầm ở nhiệt độ cao

- cá đông lạnh

*/ Cá hộp tự nhiên: Cá (tôm) nguyên liệu  chọn, cắt (đầu, vây, nội tạng)  rửa

 philê (cắt khúc)  vào hộp  thanh trùng

*/ Cá đông lạnh: chỉ philê rồi chovào làm đông

*/ Cá hộp chế biến: giống cá hộp tự nhiên + chế biến bằng nhiệt

4 Chất thải

- Nước thải: các công đoạn sơ chế

- Chất thải rắn: phần bỏ (vẩy, xương, đầu, nội tạng, máu); không đạt yêu cầu

- Khí thải: mùi tanh, CH4, NH3, mecaptan trong quá trình sơ chế, quá trìnhphơi cá khô ở các xưởng sản xuất cá khô, nước thải lắng đọng

IV.2.2.4 Chế biến sữa

- Sữa tươi : thanh trùng, lọc là đưa vào sử dụng được

- Sữa chua : cho VSV hoạt động vào làm đặc

- Váng sữa : vớt các chất giàu dinh dưỡng nổi lên trên

- Sữa đặc có đường :

Sữa nguyên liệu  làm sạch bảo quản  chế biến sơ bộ  đồng hóa  cô đặc

 pha đường  làm nguội  sữa đặc đóng hộp

- nhiên liệu than, dầu để cấp nhiệt, thanh trùng  bụi, hơi khí độc (SO2, CO)

- xử lý bụi bằng xyclon; sau đó dùng dung dịch kiềm (NaOH, Ca(OH)2) hấp thụ

b) Mùi hôi sinh ra trong quá trình chế biến:

- do sự phân hủy các hợp chất hữu cơ trong thịt, cá, rau quả như CH4, NH3,mecaptan (mùi tanh) trong cống rãnh hoặc dây chuyền chế biến  đặc điểm: khíthải phân tán

*/ Nước thải

a) Phát sinh:

Nước thải phát sinh ở hầu hết các công đoạn

- Thông thoáng nhà xưởng, cửa mái, cửa thông gió

- Kết cấu xây dựng điều hòa, đối lưu khí

- Vệ sinh nhà xưởng thường xuyên, tránh ứ đọng; sử dụng chất khử trùng (dosản phẩm là thực phẩm  yêu cầu vệ sinh cao)

- Trang bị đồ bảo hộ lao động cho công nhân làm việc

- Thu tập trung khí thải = chụp hút, quạt hút, rồi cho qua thiết bị hấp thụ (bằngthan hoạt tính, phoi sắt) Có thể hút khí qua thiết bị khử mùi = thạch tím (?)

*/ Nước thải

- Giảm nước thải khâu sản xuất (chủ yếu áp dụng các giải pháp SXSH)

- Đối với nước làm lạnh, làm mát: giải nhiệt tuần hoàn

- Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học (là phương pháp tốt nhất vì hàmlượng hợp chất hữu cơ cao  kinh tế): phân giải yếm khí  hiếu khí (sơ đồ tương

tự xử lý nước thải sản xuất đường)

Bùn dư

Bùn

3

Nước thải sau xử lý

Hình IV.4 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất đồ hộp

Nếu BOD5 cao  xử lý yếm khí có hiệu quả

Chat h u u c o⃗VSV yem khi Axit h u u c o→ CH4↑+ CO2↑

- ưu điểm: tốn ít năng lượng, sinh ra biogas (tận dụng),tạo ít bùn

- nhược điểm: thời gian lưu lớn  thể tích thiết bị lớn, tạo mùi hôi (do hợp chất

hữu cơ chứa S, N  H2S, NH3, mecaptan )

Nếu BOD5 < 1500 mg/l  xử lý hiếu khí

Chat h u u c o+ O2⃗VSV hieu khi CO2↑+ H2O↑

- ưu điểm: tốc độ phản ứng lớn >90%, không sinh mùi

- nhược điểm: tạo nhiều bùn, tốn năng lượng (do cấp O2)

Chú ý: Khi BOD5 cao  kết hợp 2 phương pháp: yếm khí (xử lý 60%)  hiếu khí

*/ Chất thải rắn

Chiếm 50 – 60%,

- Đối với nguyên liệu không đạt tiêu chuẩn: tận thu, bán hạ giá

- Đối với nguyên liệu bị hỏng (thối, dập)  làm thức ăn gia súc, phân vi sinh

- Một số chất thải rắn trong chế biến, cụ thể:

+) một số nội tạng, vẩy, lông  phân vi sinh, chôn lấp

+) vỏ chứa tinh dầu  sử dụng để tách tinh dầu

+) phần có đường  chuyển sang sản xuất rượu

+) xương, lông động vật quý  sản xuất mỹ nghệ, hàng tiêu dùng

IV.3 SẢN XUẤT CỒN, RƯỢU

IV.3.1 Nguyên liệu

Các nguyên liệu có thể chuyển hóa thành đường đều có thể sản xuất cồn, rượu

- Nguyên liệu chứa tinh bột: lúa, gạo, ngô, khoai, sắn

- Nguyên liệu chứa đường: rỉ đường, hoa quả (mía, củ cải đường  sản xuấtđường  tận dụng sản xuất cồn, rượu)

- Nguyên liệu chứa xenllulo: gỗ, giấy (thủy phân  tinh bột)  sản xuất cồncông nghiệp chủ yếu

*/ Thành phần rỉ đường

- Chất khô: 80 – 82% (trong đó đường 60%)

- Vô cơ: 8 – 10%

- Hữu cơ: 30 – 32%

- Khoáng, vitamin, nguyên tố vi lượng

IV.3.2 Công nghệ sản xuất

1 Chuẩn bị nguyên liệu

- Máy xay, nghiền tạo ra tinh bột  tạo điều kiện cho quá trình nấu thuận lợi(tinh bột dễ trương nở  nhanh)

- Phát sinh bụi, không phức tạp lắm

2 Nấu – hầm

- Mục đích: thủy phân  phá vỡ màng tinh bột để vi snh vật dễ thâm nhập

- Điều kiện: nấu ở nhiệt độ cao: 105 – 1100C; áp suất cao: 3 – 4 atm  cháo phóng sang nồi hầm nhừ (không cần tốn năng lượng vì tận dụng năng lượng donấu ở áp suất cao)