THIẾT kế PHÂN XƯỞNG sản XUẤT CHÈ XANH

Trà (chè) là sản phẩm lá hay búp của cây chè đã được làm khô. Dịch trích thu được khi ngâm trà trong nước nóng gọi là nước trà. Nước trà là loại thức uống phổ biến trên thế giới thứ hai sau nước lọc. Nước trà có hương thơm đặc trưng, vị chát, hơi đắng nhưng hậu vị ngọt. Nước trà là một thức uống lý tưởng và có nhiều giá trị về dược liệu. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ thì các sản phẩm chè cũng ngày càng đa dạng về chủng loại và được nâng cao về chất lượng bao gồm các sản phẩm chè xanh, chè đen truyền thống, chè đen CTC, chè đỏ, chè vàng... từ các sản phẩm chè này lại sản xuất ra hàng loại các sản phẩm khác nhau như chè hương, chè hoa, chè hòa tan… Chè xanh luôn được sử dụng nhiều nhất và duy trì cho đến ngày nay, là loại chè phổ biến nhất khu vực châu Á:  Chè xanh là loại chè mà nước pha có màu xanh tươi hoặc xanh vàng, mùi cốm nhẹ, vị chát đượm. Chè xanh ít trải qua các công đoạn chế biến nhất, do đó nó cung cấp nhiều hợp chất polyphenol, các chất catechin có lợi cho sức khỏe. Loại catechin chiếm lượng lớn trong chè xanh là epigallocatechin3gallate (EGCG) có vai trò quan trọng chống ung thư và chống oxy hóa. Trong một tách chè xanh cung cấp khoảng 2035mg EGCG. Mỗi ngày uống khoảng 3 tách chè xanh sẽ cung cấp khoảng 240320mg các hợp chất polyphenol. Hợp chất polyphenol là những chất chống oxy hóa tự nhiên, khi được hấp thu vào cơ thể chúng trung hòa các gốc tự do là nguyên nhân gây lão hóa, thoái hóa các tổ chức cơ thể. Đồng thời, các chất trên cũng ngăn ngừa hình thành các tổ chức ung thư, làm giảm lượng cholesterol xấu trong máu nhờ đó giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch.  Hỗn hợp tanin có trong chè xanh có khả năng giải khát, chữa một số bệnh đường ruột, tim mạch, điều trị bệnh cao huyết áp.  Chè xanh còn cung cấp nhiều loại vitamin như vitamin A, B1, B2, B6, vitamin PP và nhiều nhất là vitamin C.  Những người uống chè xanh ít có nguy cơ bị các chứng bệnh nhiễm khuẩn nhẹ đến các bệnh mãn tính như đột quỵ, bệnh nha chu, bệnh mạch vành…do chè xanh có tác dụng củng cố hệ thống miễn dịch.  Một giá trị đặc biệt của chè được phát hiện gần đây là tác dụng chống phóng xạ. Các nhà khoa học Nhật Bản đã chứng minh chè có tác dụng chống được chất Stronti (Sr) 90 là một đồng vị phóng xạ rất nguy hiểm.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TP HCM, 11-2015

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Lập luận kinh tế kỹ thuật 2

1.2 Lựa chọn địa điểm 2

1.3 Thiết kế năng suất 4

1.4 Thiết kế sản phẩm 5

1.4.1 Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm 5

1.4.2 Quy cách sản phẩm 6

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU 2.1 Vai trò, tính chất dinh dưỡng và chức năng 7

2.2 Yêu cầu chất lượng, đặc tính kỹ thuật 10

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ 3.1 Cơ sở thiết kế công nghệ 13

3.2 Quy trình công nghệ theo sơ đồ khối 13

3.2.1 Phân loại và làm sạch 14

3.2.2 Hấp (diệt men) 14

3.2.3 Vò chè 15

3.2.4 Sấy hoàn thiện 17

3.2.5 Phân loại 17

3.2.6 Tinh sạch 18

CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Kế hoạch sản xuất của phân xưởng 19

4.2 Độ ẩm của nguyên liệu qua các công đoạn chế biến và tỷ lệ hao hụt của nguyên liệu trong quá trình sản xuất 19

4.3 Tính cân bằng vật chất cho 100Kg nguyên liệu 20

4.4 Tính cân bằng vật chất theo ca, ngày, tuần, tháng, quý, năm 23

CHƯƠNG 5: LỰA CHỌN THIẾT BỊ

5.1 Thiết bị sử dụng 25

5.1.1 Thiết bị làm sạch 25

5.1.2 Thiết bị diệt men 25

5.1.3 Thiết bị vò chè 25

5.1.4 Thiết bị phân loại 26

5.1.5 Thiết bị sấy hoàn thiện 26

5.1.6 Thiết bị tinh sạch 27

5.1.7 Thiết bị bao gói 27

5.2 Thiết bị phụ 27

5.2.1 Băng tải vận chuyển thùng sau đóng gói 27

5.2.2 Nồi hơi 28

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG, ĐIỆN, NƯỚC 6.1 Cân bằng nhiệt 29

6.1.1 Quá trình hấp 29

6.1.2 Quá trình vò sấy lần 1 29

6.1.3 Quá trình vò 30

6.1.4 Quá trình vò sấy lần 2 30

6.1.5 Quá trình vò sấy lần cuối 31

6.16 Quá trình sấy 31

6.2 Tính hơi 32

6.3 Tính điện 32

6.3.1 Điện vận hành thiết bị 33

6.3.2 Điện chiếu sáng 33

6.3.3 Tính lượng điện tiêu thụ hàng năm 33

6.4 Tính nước 34

6.4.1 Nước công nghệ 34

6.4.2 Nước phục vụ 34

6.4.3 Bể nước 35

6.4.4 Chọn bơm nước 35

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ NHÀ XƯỞNG 7.1 Chọn diện tích xây dựng 36

7.1.1 Một số cơ sở để chọn diện tích xây dựng 36

7.1.2 Thiết kế phân xưởng sản xuất 36

7.2 Thông gió, chiếu sáng 37

7.2.1 Hệ thống thông gió 37

7.2.2 Hệ thống chiếu sáng 37

CHƯƠNG 8: AN TOÀN SẢN XUẤT TRONG PHÂN XƯỞNG 8.1 An toàn lao động 38

8.2 Phòng cháy chữa cháy 39

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH

Bảng 1.1: Chỉ tiêu hóa lý 5

Bảng 1.2: Chỉ tiêu cảm quan 5

Bảng 2.1: Thành phần hóa học cơ bản trong lá chè tươi 8

Bảng 2.2: Phân loại chè nguyên liệu theo hàm lượng lá bánh tẻ 11

Bảng 4.1: Kế hoạch sản xuất của phân xưởng 19

Bảng 4.2: Độ ẩm của nguyên liệu qua các công đoạn chế biến và tỷ lệ hao hụt của nguyên liệu trong quá trình sản xuất 19

Bảng 4.3: Tổng kết khối lượng nguyên liệu chè qua các quá trình chế biến (tính cho 100kg nguyên liệu) 22

Bảng 4.4: Cân bằng vật chất theo ca, ngày, tuần, tháng, quý, năm 23

Bảng 5.1: Số lượng thiết bị cần cho 1 ca làm việc 8 tiếng, năng suất 5000Kg nguyên liệu/ca sản xuất 28

Bảng 6.1: Công suất các thiết bị điện trong quy trình sản xuất 33

Bảng 6.2: Lượng nước phục vụ cho phân xưởng trong 1 ngày 34

Hình 2.1: Búp chè 7

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

Trà (chè) là sản phẩm lá hay búp của cây chè đã được làm khô Dịch trích thuđược khi ngâm trà trong nước nóng gọi là nước trà Nước trà là loại thức uống phổ biếntrên thế giới thứ hai sau nước lọc Nước trà có hương thơm đặc trưng, vị chát, hơi đắngnhưng hậu vị ngọt Nước trà là một thức uống lý tưởng và có nhiều giá trị về dược liệu

Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ thì các sản phẩm chè cũng ngàycàng đa dạng về chủng loại và được nâng cao về chất lượng bao gồm các sản phẩm chèxanh, chè đen truyền thống, chè đen CTC, chè đỏ, chè vàng từ các sản phẩm chè này lạisản xuất ra hàng loại các sản phẩm khác nhau như chè hương, chè hoa, chè hòa tan…

Chè xanh luôn được sử dụng nhiều nhất và duy trì cho đến ngày nay, là loại chèphổ biến nhất khu vực châu Á:

 Chè xanh là loại chè mà nước pha có màu xanh tươi hoặc xanh vàng, mùi cốm nhẹ, vịchát đượm Chè xanh ít trải qua các công đoạn chế biến nhất, do đó nó cung cấp nhiềuhợp chất polyphenol, các chất catechin có lợi cho sức khỏe Loại catechin chiếm lượnglớn trong chè xanh là epigallocatechin-3-gallate (EGCG) có vai trò quan trọng chống ungthư và chống oxy hóa Trong một tách chè xanh cung cấp khoảng 20-35mg EGCG Mỗingày uống khoảng 3 tách chè xanh sẽ cung cấp khoảng 240-320mg các hợp chấtpolyphenol Hợp chất polyphenol là những chất chống oxy hóa tự nhiên, khi được hấpthu vào cơ thể chúng trung hòa các gốc tự do là nguyên nhân gây lão hóa, thoái hóa các

tổ chức cơ thể Đồng thời, các chất trên cũng ngăn ngừa hình thành các tổ chức ung thư,làm giảm lượng cholesterol xấu trong máu nhờ đó giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch

 Hỗn hợp tanin có trong chè xanh có khả năng giải khát, chữa một số bệnh đường ruột,tim mạch, điều trị bệnh cao huyết áp

 Chè xanh còn cung cấp nhiều loại vitamin như vitamin A, B1, B2, B6, vitamin PP vànhiều nhất là vitamin C

 Những người uống chè xanh ít có nguy cơ bị các chứng bệnh nhiễm khuẩn nhẹ đến cácbệnh mãn tính như đột quỵ, bệnh nha chu, bệnh mạch vành…do chè xanh có tác dụngcủng cố hệ thống miễn dịch

 Một giá trị đặc biệt của chè được phát hiện gần đây là tác dụng chống phóng xạ Các nhàkhoa học Nhật Bản đã chứng minh chè có tác dụng chống được chất Stronti (Sr) 90 làmột đồng vị phóng xạ rất nguy hiểm.

1.1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Khả năng cung cấp nguồn nguyên liệu ở nước ta:

 Việt Nam hiện với khoảng 125.000 ha trồng chè, đã đứng vào hàng thứ 5 về diện tíchtrong các nước trồng chè, và với khoảng 130.000 tấn chè xuất khẩu, Việt Nam xếp thứ 5(sau Trung Quốc, Ấn Độ, Kenya và Srilanka) về khối lượng trong các nước xuất khẩu chètrên thế giới

 Với điều kiện khí hậu thuận lợi của nước ta: nhiều nắng và nhiều mưa, cây chè sinhtrưởng rất tốt Cuối năm thứ nhất đã thu dưới một tấn búp/ha, năm thứ 2-3 sản lượngđáng kể 2-3 tấn búp/ha, năng suất bình quân đạt 8 tấn búp tươi/1ha

Hiệu quả kinh tế từ cây chè:

 Chè là một cây công nghiệp lâu năm, có đời sống kinh tế lâu dài 30-40 năm, mau cho sảnphẩm, cho hiệu quả kinh tế cao

 Chè là sản phẩm có thị trường quốc tế ổn định, rộng lớn và ngày càng được mở rộng Sảnphẩm chè Việt Nam hiện đã có mặt ở 92 thị trường trên thế giới Trong đó, sản xuất chèxanh tập trung hơn, có giá bán cao hơn, do nhu cầu thị trường ngày càng tăng nên có xuhướng tăng trưởng cao

1.2 LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM

Chọn Khu công nghiệp Phú Hội (tỉnh Lâm Đồng) để đặt nhà máy sản xuất chèxanh do những thuận lợi và tồn tại sau:

 Khu công nghiệp Phú Hội đặt tại xã Phú Hội, huyện Đức Trọng là địa bàn thuận lợi về cơ

sở hạ tầng, giao thông và khoảng cách cung ứng từ các vùng nguyên liệu như Bảo Lâm(chiếm 50% diện tích và sản lượng chè toàn tỉnh), Di Linh, Lâm Hà, thành phố Đà Lạt vàBảo Lộc thuận lợi cho việc phân phối sản phẩm

 Cách Đà Lạt 35 km về hướng Đông Bắc và cách thị xã Bảo Lộc 80 km về hướng Tây Nam; cách sân bay Liên Khương 03km; nằm sát Quốc lộ 20 giữa Đà Lạt và Dầu

Tây-Giây được đầu tư xây dựng đường cao tốc, thuận tiện giao thông đi Thành phố Hồ ChíMinh và các tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, các tỉnh duyên hải miền Trung và Tây nguyên, cáchcảng biển Bình Thuận 130Km

 Là khu công nghiệp tập trung, đa ngành, thu hút các dự án đầu tư thuộc nhiều nhómngành nghề khác nhau: sản xuất các sản phẩm phục vụ du lịch, công nghiệp chế biến thựcphẩm rau quả, thủy sản, rượu, bánh mứt, kẹo, chế biến lâm sản…

 Nguồn điện, nước

- Nguồn điện: Từ trạm biến áp 110 KV Đức Trọng Bố trí trong KCN 01 trạmbiến áp 110/220 KV Lắp đặt 03 trạm biến áp 22/0,2 KV

- Nguồn nước: nguồn nước mặt sông Đa Nhim và nước ngầm

 Trên địa bàn tỉnh, ngoài 22 doanh nghiệp sản xuất các sản phẩm chè có công nghệ dâychuyền sản xuất, chế biến tương đối chất lượng và hiệu quả, còn lại hầu hết các doanhnghiệp và cơ sở chế biến đều có quy mô vừa và nhỏ, hệ thống máy móc thiết bị lạc hậunên chất lượng chè thành phẩm chưa cao Hơn nữa, ở khâu thu hoạch chè nguyên liệuthường không đúng kỹ thuật nên chất lượng búp chè không đồng đều Vào mùa khô, sảnlượng chè giảm xuống, nhiều nhà máy cạnh tranh thu mua cho đủ số lượng mà khôngphân loại trước khi chế biến, dẫn đến hàng loạt lô chè thành phẩm không đạt yêu cầu vềchất lượng So với tiềm năng, thế mạnh của ngành chè thì vẫn chưa tương xứng, chưa tạo

sự chuyển biến trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm chè ngang tầm với các nướctrong khu vực

Với những thuận lợi và những tồn tại trên, em chọn đặt nhà máy sản xuất chè xanhtại đây để:

 Tiếp tục thúc đẩy ngành chè Lâm Đồng phát triển cân đối, bền vững theo hướng nâng caochất lượng, bảo đảm an toàn thực phẩm, phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế

 Gắn kết chặt chẽ giữa nhà máy chế biến với vùng nguyên liệu, đảm bảo chè búp tươi chấtlượng cao, thu hái đạt yêu cầu.

 Ứng dụng thiết bị công nghệ hiện đại, loại bỏ dần các công nghệ lạc hậu, hướng đến sảnphẩm chè chế biến đạt tiêu chuẩn ISO 9000, HACCP Kỹ thuật sản xuất khép kín, kiểmsoát chất lượng an toàn thực phẩm, vệ sinh môi trường từ khâu sản xuất đến khâu chếbiến và tiêu thụ

1.3 THIẾT KẾ NĂNG SUẤT

 Diện tích và sản lượng chè tỉnh Lâm Đồng:

Lâm Đồng có diện tích chè lớn nhất nước với tổng diện tích trồng chè năm 2014 là23.500 ha (trong đó có 5.600 ha canh tác chè chất lượng cao) Sản lượng đạt trên 230.000tấn chè búp tươi, năng suất bình quân đạt 9,5 tấn/ha chiếm 27% sản lượng chè cả nước.Nhưng chỉ khoảng 80% sản lượng chè búp tươi được các doanh nghiệp, cơ sở chế biếnvới quy mô vừa và nhỏ Sản lượng còn lại chủ yếu được chế biến thủ công theo quy mô

hộ gia đình Và như vậy có khoảng 20% sản lượng chè chế biến chưa đáp ứng được nhucầu người tiêu dùng

 Tình hình tiêu thụ và xuất khẩu chè xanh hiện nay:

Theo Hiệp hội Chè Việt Nam, thời gian gần đây tình hình tiêu thụ chè xanh trongnước có xu hướng tăng trung bình từ 3-5% Nước ta hiện có gần 90 triệu dân và mức tiêuthụ chè trong nước đạt 30.000 tấn chè/năm, bình quân theo đầu người đạt 300gchè/người/năm Trong đó 20% là chè xanh

Pakistan hiện là đối tác nhập khẩu chè xanh lớn nhất của Việt Nam Năm 2011,Pakistan nhập khẩu 17.582 tấn chè xanh từ Việt Nam, đến tháng 7 năm 2013 là 10.219tấn, tháng 9 năm 2014 là 18.319 tấn, tháng 3 năm 2015 là 24.452 tấn Ngoài ra, xuất khẩuchè Việt Nam sang một số thị trường quan trọng khác trong những tháng đầu năm 2015

cũng có mức tăng trưởng khá cao như: Các Tiểu Vương Quốc Ả Rập Thống Nhất, Đức,

Ucraina…

 Dự báo tình hình chè xanh trong tương lai:

Theo các chuyên gia việc xuất khẩu chè xanh chưa cao là do sản phẩm của Việt

Nam còn nghèo về chất lượng do công nghệ chế biến còn lạc hậu, thiếu thông tin về sản

phẩm, uy tín chất lượng Về bao bì, kiểu dáng chưa hấp dẫn được khách hàng làm giảm

sức cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường Nếu khắc phục được những tồn tại trên thì

sản phẩm chè xanh còn đón nhận thêm nhiều thị trường mới và chiếm lĩnh sâu hơn thị

trường đầy tìm năng này Hiện nay, Mỹ là nước tiêu thụ chè lớn thứ 8 thế giới với 20% là

chè xanh Ngoài ra còn có Philippine, Cô Oét vẫn đang là những thị trường đầy tìm năng

Dựa trên sản lượng nguồn nguyên liệu và tình hình tiêu thụ, xu thế của người tiêu

dùng hiện nay nên em lựa chọn và thiết kế phân xưởng sản xuất chè xanh với năng suất

10 tấn nguyên liệu/ngày, tương đương 700 tấn sản phẩm/năm

≤ 1% (% khối lượng sản phẩm)

≤ 5% (% khối lượng sản phẩm)

TCVN 1455-1993, TCVN 9740-2013

Bảng 1.2: Chỉ tiêu cảm quan

Dựa vào tính chất cảm quan, chè xanh được phân ra thành 6 loại:

Đặc biệt Màu xanh tự nhiên,

cánh chè dài, xoănđều non, có tuyết

Xanh, vàngtrong sáng Thơm mạnh tựnhiên thoáng

cốm

Đậm dịu cóhậu vị ngọt

cánh chè dài, xoăntương đối đều

Vàng xanhsáng Thơm tự nhiêntương đối

Thơm tự nhiên,

ít đặc trưng

Chát tương đốidịu, có hậu

xám, mảnh nhỏtương đối đều, nhỏhơn BP

Vàng hơi đậm Thơm vừa

thoáng hănggià

Chè xanh phải được chứa đựng trong các bao bì kín, sạch và khô, được làm từ vật

liệu không làm ảnh hưởng đến chất lượng của chè Sản phẩm được lựa chọn đóng gói

trong túi PE tráng bạc, sử dụng công nghệ hút chân không giảm nấm mốc, giữ mùi thơm

và tiếp tục được bao gói trong hộp giấy Khối lượng sản phẩm 200g

Ghi nhãn phù hợp với quy định hiện hành

b/ Quy cách bảo quản

Bảo quản ở nhiệt độ phòng

Hạn sử dụng là 12 tháng

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU

Giống chè chủ lực ở Lâm Đồng hiện nay là giống chè TB14, đây là giống chèShan Trấn Ninh có chất lượng rất tốt, phù hợp cho chế biến chè xanh ngon, có mùi thơm,

vị ngọt, có hàm lượng chất hòa tan cao, hàm lượng tanin ở mức trung bình

2.1 VAI TRÒ, TÍNH CHẤT DINH DƯỠNG VÀ CHỨC NĂNG

Nguyên liệu chế biến sản phẩm chè xanh là búp của cây chè Búp chè là giai đoạnnon của một cành chè, được hình thành từ các mầm dinh dưỡng, gồm có tôm (phần lánon trên đỉnh chưa xòe) và 2-3 lá non

https://thepathoftea.com

Hình 2.1: Búp chè

Thành phần hóa học của búp chè thay đổi nhiều phụ thuộc vào giống, thổ nhưỡng,

độ non của búp, thời điểm thu hái búp…Những thành phần chính sẽ ảnh hưởng đến cácthông số công nghệ và chất lượng của chè thành phẩm gồm có độ ẩm, lượng cafein,polyphenol, các hợp chất nitơ, đặc biệt là hệ enzyme oxy hóa khử và các sắc tố Trongchè tươi, thường hàm lượng ẩm chiếm tỷ lệ 75-80%, tùy thuộc vào độ non của lá chè.Trong quy trình chế biến, hàm ẩm của chè là một thông số quan trọng để theo dõi diễntiến của quá trình chế biến và là cơ sở để lựa chọn các điểm dừng của các công đoạn chếbiến

Bảng 2.1: Thành phần hóa học cơ bản trong búp chè tươi

(-) Epigallocatechin gallate 8-12 Theophylline 0.5

(Nguồn: Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần

Thị Thu Trà Công nghệ chế biến thực phẩm, NHX Đại Học Quốc Gia TPHCM, 2011)

Nước 75-80%: nước là thành phần chủ yếu trong búp chè Nước có quan hệ đến

quá trình biến đổi sinh hóa trong búp chè và đến sự hoạt động của các enzyme, là thànhphần quan trọng không thể thiếu được để duy trì sự sống của chè Hàm lượng nước trongbúp chè thay đổi tùy giống, tuổi cây, đất đai, kỹ thuật canh tác, thời gian thu hái và tiêuchuẩn thu hái…Trong búp chè (tôm + 3 lá) hàm lượng nước thường có từ 75-82%

Tanin: là một trong những thành phần chủ yếu quyết định đến phẩm chất chè.

Tanin còn gọi chung là hợp chất phenol, trong đó 90% là các dạng catachin Tỷ lệ cácchất trong thành phần hỗn hợp của tanin chè không giống nhau và tùy theo từng giốngchè mà thay đổi Tanin giữ vai trò chủ yếu trong việc tạo thành màu sắc, hương vị của sảnphẩm

Alcaloid: Trong chè có nhiều loại alcaloid nhưng nhiều nhất là cafein Hàm lượng

cafein ở trong chè thường nhiều hơn cafein ở trong lá cà phê từ 2-3 lần Nó không có khảnăng phân ly H+ tức là không có tính axit mà chỉ là một chất kiềm yếu Cafein chỉ hòa tan

trong nước với tỷ lệ 1/46, rất dễ hòa tan trong dung môi clorofom Cafein có tác dụngkích thích hệ thần kinh trung ương, kích thích cơ năng hoạt động của tim, có tác dụng lợitiểu Cafein rất bền vững trong chế biến Nó có khả năng kết hợp với tanin để tạo thànhhợp chất tanat cafein có hương vị dễ chịu

Protein và các acid amin: protein là hợp chất hữu cơ phức tạp chứa N, phân bố

không đều ở các phần của búp chè và thay đổi tùy theo giống, thời vụ, điều kiện canh tác

và các yếu tố khác Do đặc điểm chế biến chè xanh là diệt men ngay từ đầu, nên hàmlượng tanin trong chè ít bị thay đổi và làm cho chè có vị đắng Protein sẽ kết hợp với mộtphần tanin làm cho vị chát và đắng giảm đi Vì thế trong một chừng mực nào đó, protein

có lợi cho sản phẩm chè xanh

Ngày nay, người ta đã tìm thấy trong chè có 17 acid amin, các acid amin này kếthợp với đường và tanin tạo thành aldehyd làm cho chè xanh có dư vị tốt

Glucid và pectin: trong chè chứa rất ít glucid hòa tan, trong khi đó các glucid

không hòa tan lại chiếm tỷ lệ lớn

Cellulose và hemicellulose cũng tăng lên theo tuổi của lá, vì vậy nguyên liệu cànggià chất lượng càng kém Hàm lượng đường hòa tan ở trong chè tuy ít nhưng rất quantrọng đối với hương vị chè Đường tác dụng với protein hoặc acid amin tạo nên các chấtthơm

Pectin thuộc về nhóm glucid và nó là hỗn hợp của các polysacharide khác nhau vànhững chất tương tự chúng Ở trong chè, pectin thường ở dạng hòa tan trong nước, tantrong acid oxalic, tan trong amonoxalat Pectin tham gia vào việc tạo thành hương vị chè,làm cho chè có mùi táo chín trong quá trình làm héo Ở mức độ vừa phải, pectin làm chochè dễ xoăn lại khi chế biến nhưng nó có ảnh hưởng xấu đến quá trình bảo quản chèthành phẩm vì pectin dễ hút ẩm

Hợp chất thơm: hợp chất thơm ở trong chè rất ít, hàm lượng của chúng trong lá

chè tươi: 0.007-0.009% và trong chè bán thành phẩm: 0.024-0.025% Hàm lượng hợpchất thơm trong lá chè được tăng dần ở những địa hình cao, tuổi lá quá non chứa ít hươngthơm Hợp chất thơm ảnh hưởng trực tiếp đến hương vị của chè do hương thơm tự nhiên

và do quá trình chế biến tạo thành sự lên men, oxy hóa, tác dụng của nhiệt độ cao Đối

với cơ thể con người, hợp chất thơm có tác dụng kích thích hệ thần kinh trung ương làmcho tinh thần minh mẫn, thoải mái dễ chịu nâng cao hiệu suất làm việc của các cơ năngtrong cơ thể.

Vitamin: các loại vitamin có trong chè rất nhiều Chính vì vậy giá trị dược liệu

cũng như giá trị dinh dưỡng của chè rất cao Hàm lượng một số vitamin trong chè tínhtheo mg/1000g chất khô như sau:

Vitamin A 54,6; B1 0,70; B2 12,20; PP 47; C 27

Đáng chú ý nhất là hàm lượng vitamin C ở trong chè nhiều hơn trong cam chanh

từ 3-4 lần Quá trình chế biến chè xanh không làm giảm đáng kể hàm lượng vitamin C

Ezyme: trong búp chè non có hầu hết các loại enzyme, nhưng chủ yếu gồm hai

nhóm chính:

Nhóm thủy phân: enzyme amylase, glucosidase, protease và một số enzyme khác.Nhóm oxy hóa khử: chủ yếu là hai loại enzyme peroxidase và polyphenoloxidase

Chất tro: các nguyên tố tro giữ vai trò quan trọng trong hoạt động của cơ thể

sống, chúng là những nhân tố của sự thay đổi trạng thái các chất keo và ảnh hưởng trựctiếp đến sự trao đổi chất của tế bào Hàm lượng tro trong chè tươi từ 4-5% và trong chèkhô từ 5-6% Trong chè, tro chia thành hai nhóm: hòa tan trong nước và không hòa tantrong nước Chè thành phẩm loại tốt, hàm lượng tro ít hơn so với loại chè xấu nhưng tỷ lệchất tro hòa tan lại nhiều hơn

2.2 YÊU CẦU CHẤT LƯỢNG, ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT

Chất lượng của chè xanh thành phẩm phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng của búpchè Vì vậy, việc kiểm soát chất lượng của búp chè đóng vai trò rất quan trọng trong côngnghệ chế biến chè Búp chè nguyên liệu cần đạt một số yêu cầu sau:

 Búp chè phải đạt độ trưởng thành kỹ thuật, tức là đang ở giai đoạn phát triển có một tôm2-3 lá và lá dưới cùng sờ không ráp tay

 Búp chè xanh tươi, còn nguyên vẹn, không bị dập nát, không vết thối rữa, không bị ôingốt

 Không bị phồng lá, không bị sâu, rệp sáp, rầy xanh

Búp chè nguyên liệu được phân loại dựa trên hàm lượng lá bánh tẻ và lá già Chè

có hàm lượng lá bánh tẻ càng thấp thì chất lượng càng cao

Bảng 2.2: Phân loại chè nguyên liệu theo hàm lượng lá bánh tẻ

 Thu hái chè đúng kỹ thuật tránh làm dập nát lá chè

 Dụng cụ chứa đựng lá chè sau thu hái phải là những loại sọt, giỏ tre đan có nhiều lỗ đểthông gió tốt và không được nén lại Không được chứa đựng búp chè trong bao vải, baotải

 Sau khi thu hái, nên vận chuyển ngay về nơi chế biến, không được để lâu quá 10 giờ Khivận chuyển nên để nguyên liệu chè trong những sọt sạch, chắc chắn và phải sắp xếp cácsọt sao cho đảm bảo thoát nhiệt tốt

 Khi vận chuyển nguyên liệu chè về đến nhà máy mà chưa chế biến kịp phải rải đềunguyên liệu chè trên sàn nhà (có mái che), chiều dày lớp nguyên liệu khoảng 20cm, tránhdẫm đạp lên nguyên liệu và tránh làm lẫn tạp chất vào nguyên liệu Sau 2÷3 giờ phải đảonguyên liệu một lần, nên dùng sào tre đảo để không làm dập nát nguyên liệu chè

 Khi nhiệt độ môi trường lên cao nên phun ẩm lên khối nguyên liệu và khi nhiệt độ môitrường thấp, ẩm ướt thì phải rải lớp nguyên liệu chè ra mỏng hơn và chú ý đến sự thônggió

 Cần chú ý rút ngắn thời gian từ khi thu hái chè nguyên liệu đến khi đem nguyên liệu chèvào chế biến.

Trong quá trình vận chuyển và bảo quản sau khi thu hái về nhà máy chế biếnnguyên liệu chè thường có những biến đổi sau:

 Mất nước và tổn thất chất khô: trong 24 giờ hàm lượng chất khô trong nguyên liệu có thểgiảm 5%

 Bị dập nát, ôi, úa, thay đổi màu sắc, biến chất nếu không cẩn thận trong vận chuyển vàbảo quản

 Nhiệt độ của môi trường càng cao, chất lượng của nguyên liệu chè càng giảm Khốinguyên liệu chè sẽ nóng lên do quá trình hô hấp xảy ra, ban đầu là sự oxy hóa các chấtđường, bột sau đó là sự oxy hóa các hợp chất hữu cơ như tanin, axit hữu cơ từ đó làmbiến chất và tổn thất chất khô của nguyên liệu Ngoài ra, trong lúc vận chuyển nhiệt độnguyên liệu chè tăng lên rất nhiều, nhiệt tỏa ra trong quá trình hô hấp không được tản ralàm thúc đẩy quá trình hô hấp xảy ra mạnh hơn, nguyên liệu chè trở nên úa đỏ (khoảng30÷35oC bắt đầu úa đỏ) Nếu khối nguyên liệu chè bị nén chặt trong 20 giờ nhiệt độ cóthể lên đến 48oC, từ đó hàm lượng tanin và các chất hòa tan bị giảm đi đáng kể

 Độ ẩm của môi trường cao sẽ tạo điều kiện cho VSV phát triển làm giảm chất lượngnguyên liệu chè Độ ẩm của môi trường quá thấp sẽ làm cho phần nước trong nguyên liệuchè nhanh chóng bay hơi, nguyên liệu chè bị héo và tổn thất chất khô

 Nguyên liệu chè bị sâu bệnh, dập nát thì quá trình hô hấp xảy ra càng mạnh Do đó, trướckhi bảo quản phải phân loại nguyên liệu chè, loại bỏ mhững đọt, lá chè bị sâu bệnh vàphải hạn chế sự tổn thương nguyên liệu chè

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ

Sấy hoàn thiệnPhân loại

Chè xanh

Tinh sạch

3.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ

Quy trình công nghệ sản xuất chè xanh chủ yếu là các quá trình chế biến để giúptăng thời gian bảo quản chè nguyên liệu và rút ngắn thời gian trích ly Để đạt được mụcđích đầu, búp chè cần được sao rang hay sấy khô Để đạt được mục đích thứ hai, búp chècần qua quá trình làm dập tế bào để dịch bào thoát ra và bám trên bề mặt chè Trong quytrình công nghệ sản xuất chè xanh, các enzyme đã bị ức chế ngay từ giai đoạn đầu tiên

Sự chuyển hóa các chất có trong chè diễn ra không có sự tham gia của các enzyme mà dotác dụng của nhiệt

3.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THEO SƠ ĐỒ KHỐI

3.2.1 Phân loại và làm sạch

Mục đích công nghệ: chuẩn bị

Phân loại và làm sạch nhằm loại bỏ tạp chất trong nguyện liệu Thông thường búpchè bị lẫn cành, lá quá già hoặc các loại tạp chất khác Việc loại bỏ tạp chất có trongnguyên liệu sẽ góp phần nâng cao chất lượng của sản phẩm.

Các biến đổi của nguyên liệu:

Trong giai đoạn phân loại và làm sạch xảy ra chủ yếu các biến đổi vật lý làm giảmlượng tạp chất trong khối nguyên liệu ban đầu Tuy nhiên, trong búp chè còn chứa rấtnhiều enzyme nên các biến đổi hóa sinh (phản ứng oxy hóa) và biến đổi sinh học (quátrình hô hấp) cũng diễn ra

Thiết bị và thông số công nghệ:

Quá trình làm sạch được thực hiện trên các băng tải làm sạch Công nhân sẽ trựctiếp kiểm tra và loại bỏ các tạp chất có trong nguyên liệu Cuối băng chuyền có gắn namchâm điện để tách những tạp chất kim loại còn sót, tránh ảnh hưởng đến quá trình sau

3.2.2 Hấp (diệt men)

Mục đích công nghệ: hoàn thiện và chuẩn bị

Hoàn thiện: vô hoạt enzyme có trong nguyên liệu, đặc biệt là nhóm enzymepolyphenol oxydase Sau khi hấp, các quá trình hô hấp, thủy phân và oxy hóa của nguyênliệu đều bị đình chỉ Do đó các polyphenol trong nguyên liệu sẽ không bị oxy hóa trongcác quá trình tiếp theo trong quy trình sản xuất, những thành phần polyphenol vốn cótrong nguyên liệu được giữ lại trong sản phẩm với hàm lượng cao nhất

Chuẩn bị: dưới tác dụng của nhiệt độ cao sẽ làm thay đổi tính chất cơ lý của láchè, chuẩn bị cho quá trình vò

Các biến đổi của nguyên liệu:

Vật lý: lá chè tươi thường giòn, khi vò sẽ nát Sau khi hấp, lá chè trở nên dai hơn

và có độ bền cơ học cao hơn

Hóa lý: dưới tác dụng của nhiệt độ, một phần ẩm sẽ bay hơi Bên cạnh sự bay hơi

ẩm là sự bay hơi của các hợp chất dễ bay hơi khác, đặc biệt là các tinh dầu Quá trìnhnày giúp khử mùi hăng của lá tươi Mức độ bay hơi phụ thuộc vào phương pháp hấp vàcường độ gia nhiệt

Hóa sinh: biến đổi quan trọng nhất trong quá trình là sự vô hoạt của các enzyme.Dưới tác dụng của nhiệt độ, enzyme sẽ bị ức chế hoàn toàn Nếu enzyme không bị ức chếhoàn toàn, các biến đổi của polyphenol sẽ diễn ra trong quá trình tiếp theo và làm giảmchất lượng của chè.

Sinh học: Dưới tác dụng của nhiệt độ, quá trình trao đổi chất bên trong các tế bàocủa lá chè cũng bị đình chỉ (do hầu hết các enzyme cũng bị vô hoạt) Ngoài ra, nhiệt độcũng làm ức chế hoặc tiêu diệt các vi sinh vật

Trong quá trình hấp, dưới tác dụng của nhiệt độ, các thành phần tạo ra mùi hăngcủa chè sẽ bốc hơi, làm cho chè giảm mùi hăng, tăng chất lượng cảm quan của chè

Thiết bị và thông số công nghệ:

Búp chè sau khi hái được hấp bằng hơi nước Ưu điểm của phương pháp này làchất lượng của chè ổn định, dễ cơ giới hóa và tự động hóa, tạo ra sản phẩm chè có nướcpha vẫn giữ được màu xanh đặc trưng Tuy nhiên, phương pháp này không loại hoàn toànđược mùi hăng của lá tươi và hình dạng của cánh chè thành phẩm không xoăn, gọn dochè sau khi hấp có tính dẻo kém nên khó vò hơn

Quá trình hấp chè được thực hiện trong thiết bị hấp băng tải Thiết bị được chiathành hai khu vực, khu vực hấp và khu vực làm nguội Chè được trải trên băng tải và dichuyển qua các khu vực gia nhiệt và làm nguội Độ dày của chè đảm bảo mật độ 2-3kg/m2 Tác nhân gia nhiệt là hơi ẩm bão hòa có nhiệt độ khoảng 100oC Thời gian lưucủa chè là 2-3 phút Độ ẩm của chè sau khi hấp đạt khoảng 75%

3.2.3 Vò chè

Mục đích công nghệ:

Chuẩn bị: quá trình vò chè nhằm mục đích phá vỡ các tế bào của lá chè, giảiphóng dịch bào ra bề mặt lá Trong sản xuất chè xanh, quá trình vò chè giúp cho quá trìnhpha sau này cho hiệu suất trích ly tốt

Hoàn thiện: tạo cho cánh chè có hình dạng xoăn tròn

Các biến đổi của nguyên liệu:

Vật lý: trong quá trình vò, dưới tác dụng của lực cơ học, thành tế bào của lá chè sẽ

bị vỡ ra, dịch bào sẽ thoát ra bề mặt của lá làm tăng khả năng kết dính Lá chè bị vò sẽ

thay đổi về tỷ trọng, thể tích, kích thước, khối lượng Các phần lá có độ non khác nhau sẽ

có biến đổi khác nhau nên dần tách thành từng phần riêng biệt Sau mỗi lần vò, nếu tiếnhành phân loại sẽ tách được từng phần búp chè theo độ non Đồng thời, dưới tác dụng củalực ma sát, có hiện tượng tăng nhẹ nhiệt độ

Hóa học, hóa sinh: khi polyphenol và chlorophyll thoát ra bề mặt lá và tiếp xúc vớioxy không khí, các phản ứng oxy hóa sẽ tiếp tục Mức độ oxy hóa nhiều hay ít phụ thuộcvào hoạt lực của các enzyme oxy hóa còn sót lại trong nguyên liệu

Thiết bị và thông số công nghệ:

Lá chè được vò 2-3 lần, mức độ tổn thương cơ học của lá chè đạt khoảng 40-45%.Quá trình được kết hợp với quá trình sàng để tách rời các cánh chè (do khi vò chúng có

xu hướng kết chùm lại với nhau), đồng thời để phân loại chè vụn Khi kết thúc quá trình,trà có độ ẩm 13%

Vò sấy lần 1: trong giai đoạn này, chè được vò trong các thiết bị dạng thùng quaykết hợp với việc thổi không khí nóng có nhiệt độ 95-100oC Dưới tác dụng của không khínóng, độ ẩm của lá chè sẽ giảm xuống còn khoảng 50% Thời gian thực hiện quá trìnhthường kéo dài khoảng 40 phút Sau khi vò xong, lá chè được trải thành một lớp mỏngvới bề dày khoảng 15-20 cm và để cho ổn định trong 20-30 phút

Vò chè: chè sau khi để ổn định được vò trong các bàn vò, thời gian vò khoảng 20phút Chè sau khi vò sẽ được xoắn lại

Vò sấy lần 2: thực hiện tương tự như vò sấy lần 1 Điểm khác biệt là cấu tạo củathiết bị vò Chè được cuộn trong những bàn nén và các ống xoay tròn trong buồng sấy.Giai đoạn này kết thúc khi độ ẩm của lá chè khoảng 30% Tác nhân sấy là không khínóng Thời gian thực hiện khoảng 40 phút

Vò sấy cuối: chè được tiếp tục vò trong thiết bị vò nhưng áp suất nén lên chè sẽtăng lên, làm cho chè xoăn lại có dạng hình kim Trong giai đoạn vò sấy cuối, nhiệt độcủa không khí làm khô thường khoảng 100-105oC Khi đó, các phản ứng tạo hương sẽdiễn ra mạnh mẽ Thời gian thực hiện giai đoạn này thường khoảng 40 phút Độ ẩm củachè sau giai đoạn này đạt khoảng 13%

3.2.4 Sấy hoàn thiện

Mục đích công nghệ: bảo quản và hoàn thiện

Bảo quản: làm khô chè là để giảm hàm ẩm của chè xuống đến độ ẩm an toàn.Ngoài ra quá trình làm khô sẽ ức chế và tiêu diệt các vi sinh vật có trong chè (vi sinh vật

có thể tái nhiễm vào bán thành phẩm trong quá trình vò)

Hoàn thiện: quá trình làm khô sẽ giúp cho các phản ứng hóa học diễn ra, tạohương vị đặc trưng cho chè thành phẩm

Các biến đổi của nguyên liệu:

Vật lý: khối lượng và tỷ trọng chè sẽ giảm Đồng thời độ bền cơ học của lá chècũng giảm, lá chè dễ bị gãy vụn…

Hóa lý: bên cạnh quá trình bay hơi ẩm trong quá trình làm khô, còn có hiện tượngbay hơi của các chất dễ bay hơi khác, đặc biệt là các chất tạo hương

Hóa học: trong quá trình này, các phản ứng tạo hương diễn ra mạnh nhất Cácphản ứng tạo hương chủ yếu diễn ra trong chè bao gồm phản ứng Maillard, phản ứngphân hủy các acid amin…

Thiết bị và thông số công nghệ:

Chè sau khi vò sấy lần cuối được sấy bằng thiết bị sấy băng tải ở điều kiện nhiệt

độ xấp xỉ 80oC đến khi độ ẩm đạt 5%

3.2.5 Phân loại

Mục đích công nghệ: hoàn thiện

Phân loại là để nâng cao chất lượng của chè xanh thành phẩm

Thiết bị và thông số công nghệ:

Trong sản xuất chè xanh, chỉ tiêu để phân loại sử dụng là kích thước Trong khóaphân loại theo kích thước, chè được phân ra thành các nhóm: