Thiết kế nhà máy chế biến rau quả với hai sản phẩm bột chuối năng suất 24 tấn nguyên liệuca và chip khoai tây năng suất 5,5 tấn sản phẩmngày

Chuối, khoai tây là những thức ăn thiết yếu của con người, cung cấp cho con người nhiều vitamin, chất khoáng, chất xơ,… không những đảm bảo cung cấp đủ chất dinh dưỡng cho con người mà c

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA HÓA

*

THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN RAU QUẢ VỚI HAI SẢN

PHẨM CHÍNH: BỘT CHUỐI NĂNG SUẤT 24 TẤN NGUYÊN LIỆU/ CA VÀ CHIP KHOAI TÂY NĂNG SUẤT

LỜI MỞ ĐẦU

Việt Nam là nước khí hậu nhiệt đới, có điều kiện thích hợp cho rau quả phát triển

Và cũng là một trong những quốc gia có sản lượng chuối lớn trên thế giới, tuy nhiên chủ yếu được dùng để ăn tươi và một ít xuất khẩu nên thường bị ứ đọng vào lúc chính

vụ Với sản lượng lớn do thu hoạch đồng loạt nên vấn đề đặt ra là cần phải xử lý như thế nào để giải quyết tình trạng ứ đọng trên, đồng thời đảm bảo giá trị kinh tế, chất lượng dinh dưỡng, cung cấp thường xuyên cho người tiêu dùng

Chuối, khoai tây là những thức ăn thiết yếu của con người, cung cấp cho con người nhiều vitamin, chất khoáng, chất xơ,… không những đảm bảo cung cấp đủ chất dinh dưỡng cho con người mà còn có tác dụng giải các độc tố phát sinh trong quá trình tiêu hóa thức ăn, chống táo bón,…Do vậy trong chế độ dinh dưỡng của con người, chúng không thể thiếu và ngày càng trở nên quan trọng Tại các nước phát triển, mức sống người dân được nâng cao thì trong khẩu phần ăn, tỷ trọng rau quả ngày càng tăng

Khảo sát thị trường ăn uống Việt Nam và thế giới, đặc biệt là các sản phẩm rau quả chế biến thì em thấy các sản phẩm này đang rất được ưa chuộng ở các nước như: Trung Quốc, Anh, Nhật… và ở Việt Nam các sản phẩm tiện dụng như bột chuối sấy snack khoai tây chiên cũng đang dần phổ trên khắp các siêu thị, cửa hàng buôn bán lẻ, các sản phẩm này ngày càng được khách hàng lựa chọn nhiều hơn so với các sản phẩm tươi do tính tiện dụng, thời gian bảo quản lâu và có thể phục vụ làm phụ gia cho một

số đồ hộp thực phẩm khác như: bánh, kẹo, bột ngũ cốc…

Xuất phát từ tình hình thực tế là nước ta rất dồi dào nguyên liệu rau quả cũng

như nhu cầu thị trường về các sản phẩm rau quả sấy em được giao nhiệm vụ: “Thiết

kế nhà máy chế biến rau quả ” với hai sản phẩm chính:

- Bột chuối – Năng suất 24 tấn nguyên liệu/ ca

- Chip khoai tây – Năng suất 5,5 tấn sản phẩm/ngày” là cần thiết

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Trên cơ sở phân tích các dữ liệu thực tế, thời vụ nguyên liệu, khí hậu, vị trí địa lý

và các điều kiện điện, nước, phương tiện giao thông trong vùng, em quyết định chọn địa điểm xây dựng nhà máy chế biến rau quả với sản phẩm là bột chuối và chip khoai tây tại khu công nghiệp Đức Hoà III – Việt Hóa

1.1 Vị trí xây dựng nhà máy[12]

KCN Đức Hoà III – Việt Hóa, Xã Đức Lập Hạ, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An Phía Bắc: giáp Củ Chi HCM (cách một kênh Thầy Cai)

Phía Đông: giáp tỉnh lộ 8, khu dân cư Resco

Phía Tây: giáp KCN Hồng Phát

Phía Nam: giáp KCN Ánh Hồng

Khoảng cách tới vị trí trung tâm

Trung tâm tp HCM: 38 km

Cách đường Xuyên Á(quốc lộ 22): 5 km

Trung tâm tỉnh Long An: 40 km

Bến xe An Sương: 25 km

Cảng Sài Gòn: 45 km

Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất: 35 km

Hình 1.1 Sơ đồ KCN Đức Hoà III – Việt Hóa

1.2 Đặc điểm thiên nhiên [12]

Khí hậu: tỉnh Long An nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, cận xích đạo, nhiệt độ

cao đều trong năm và có 2 mùa mưa, mùa khô rõ ràng Nhiệt độ trung bình trong năm

là 27,50C

Độ ẩm: độ ẩm trung bình năm khá cao ( khoảng 70-80%)

Hướng gió: chịu ảnh hưởng của hai loại gió chủ yếu:

- Gió Tây Nam vào mùa mưa (từ tháng 4 đến tháng 11)

- Gió Đông Nam vào mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 4)

1.3 Nguồn nguyên liệu

Bảng 1.1 Diện tích trồng chuối theo các vùng trên cả nước (đơn vị:ha)[13]

Đông Nam Bộ 12100 12300 12689 12653 12800 Đồng Bằng Song Cửu Long 31600 27700 27706 30142 31300

Theo bảng thống kê thì chuối được thồng nhiều nhất ở các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long nên sản lượng chuối ở đây cũng nhiều nhất vì vậy việc đặt nhà máy ở đây là rất thích hợp

Nguồn nguyên liệu chuối được thu mua tại địa phương trong tỉnh Long An và các tỉnh lân cận các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long như Bến Tre, Tiền Giang, Vĩnh Long, Cần Thơ, Hậu Giang…Nguồn nguyên liệu tươi ngon tại chỗ giảm được chi phí vận chuyển và tổn thất

Nguồn nguyên liệu khoai tây chủ yếu ở tỉnh Lâm Đồng và một số tỉnh phía Bắc như Lào Cai, Lạng Sơn, Thái Bình…

Với điều kiện khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển như hiện nay thì việc chăm sóc, ghép các giống khác nhau tạo giống mới, áp dụng các biện pháp xử lý ra hoa, kết trái không chỉ đúng thời vụ mà còn cả trái mùa nữa nên hai mặt hàng quả có mùa vụ thu hoạch gần như quanh năm

Nhà máy tích cực đưa các giống mới vào và hỗ trợ tiền giống cho nông dân trồng thí điểm, khảo nghiệm các giống mới có năng suất cao, tạo sự an tâm cho nông dân với Nhà máy tích cực trồng và chăm sóc chuối

1.4 Hợp tác hóa

Nhà máy hợp tác về mọi mặt với các nhà máy khác về phương diện kỹ thuật và kinh tế Ngoài ra còn hợp tác với các nhà máy khác về bao bì, hộp carton, các cơ sở sản xuất nguyên liệu phụ khác

Việc hợp tác hóa giữa nhà máy với các nhà máy khác về mặt kinh tế, kỹ thuật và liên hợp hóa sẽ tăng cường sử dụng những công trình cung cấp điện, nước, hơi, công trình giao thông vận tải, công trình phúc lợi tập thể và phục vụ cộng đồng, giúp cho quá trình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm được thuận lợi, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm chi phí vận chuyển

Phải hợp tác chặt chẽ với ngành nông nghiệp để thu hoạch đúng thời gian, đúng

độ già chín phù hợp với từng loại giống cây trồng ở từng vùng chuyên canh tại địa phương Bên cạnh đó nhà máy phải có cán bộ kỹ thuật hỗ trợ cho người nông dân hướng dẫn kỹ thuật gieo trồng, chăm sóc và thu hoạch nông sản nhằm nâng cao chất lượng nguyên liệu đầu vào

Để tiếp tục phát triển vùng nguyên liệu, tạo thế đứng vững chắc, nhà máy cần có hoạt động ký kết, liên doanh Theo đó, sẽ cung cấp vốn trực tiếp đến các hộ nông dân

để đảm bảo vùng nguyên liệu ổn định, trồng đúng kế hoạch và tránh tình trạng dư thừa cục bộ

1.5 Nguồn nhân lực

Thông tin lao động trong vùng

Kĩ thuật : từ 4-6 triệu/ tháng

Lao động có tay nghề : từ 3-4 triệu/ tháng

Lao động phổ thông : từ 2,5-3 triệu/ tháng

Nằm ở gần trung tâm nên thu hút được khá nhiều lao động có trình độ, kết hợp với chi phí lao động không quá đắt đỏ như ở trung tâm, giúp tiết kiệm chi phí nhưng vẫn đạt hiệu quả cao trong sản xuất Giúp giải quyết phần nào lao động tại địa phương tạo công ăn việc làm cho người dân Thúc đẩy sự phát triển cho vùng Tây Nam Bộ

1.6 Thị trường tiêu thụ sản phẩm

Thị trường tiêu thụ chính là thành phố Hồ Chí Minh trung tâm lớn phía Nam, với lượng dân đông, tạo mẫu mã đa dạng Có nhiều hình thức quảng cáo tiếp thị để tiếp cận thị trường

Không những vậy còn cung cấp cho cả khu vực phía nam, và cả nước Bên cạnh

đó sản phẩm sẽ được nghiên cứu chất lượng tốt nhất, tiến xa hơn là xuất khẩu

Tóm lại, với những ưu thế đã phân tích ở trên thì việc xây dựng nhà máy chế biến rau quả với mặt hàng bột chuối và chip khoai tây là hoàn toàn khả thi Nó vừa thúc đẩy

sự phát triển kinh tế, vừa góp phần giải quyết việc làm, đảm bảo đáp ứng được nhu cầu của thị trường

Chuối là loại cây nhiệt đới được trồng ở Ấn Độ, Nam Trung Quốc, Maylaysia, Việt

Nam, các nước Đông Phi, Tây Phi, Mỹ Latinh … Các loài chuối hoang dại được tìm

thấy rất nhiều ở Đông Nam Á, do đó có thể cho rằng Đông Nam Á là quê hương của

chuối

Quả chuối ra thành nải treo, mỗi tầng (gọi là nải) có tới 20 quả, và mỗi buồng có

3 - 20 nải Các nải tạo thành một buồng, nặng 30 - 50 kg Một quả trung bình nặng

125g, trong số đó vào khoảng 75% là nước và 25% là chất khô Mỗi quả riêng có vỏ

dai chung quanh thịt mềm ăn được Vỏ và thịt đều ăn được ở dạng tươi hay đã qua chế

biến (nấu) Quả chuối thường có nhiều sợi nằm giữa vỏ và thịt Chuối chứa nhiều

vitamin B6, vitamin C và kali

Chuối có nhiều kích cỡ và màu sắc khi chín, bao gồm màu vàng, tím và đỏ Chuối

gồm nhiều tinh bột, chất đạm, chất xơ, sinh tố, khoáng chất đặc biệt chuối có hàm

lượng potassium rất cao và cả 10 loại axit amin thiết yếu của cơ thể Người ta thường

chế biến bột chuối từ chuối tiêu ương hoặc chín hoàn toàn

Chuối có nhiều loại, có ba loại chính là: chuối tiêu, chuối goòng và chuối bom

Ngoài ra, còn có chuối ngự, chuối cau, chuối lá, chuối hột…

 Chuối tiêu (chuối già, nhóm Cavendish) là phổ biến nhất, chất lượng ngon (nhất

là vào mùa lạnh, ở nhiệt độ khoảng 200C), thích hợp nhất để ăn tươi Chuối được trao

đổi trên thị trường thế giới ở dạng tươi

 Chuối goòng (chuối tây, chuối sứ, chuối Xiêm) là giống nhập nội từ lâu, chất lượng ngon nhất là vào mùa nóng Cây chuối goòng chịu được nước hơn chuối tiêu

 Chuối bom (có hương của táo tây – pommer), mới nhập nội sau 1960 và trồng tập trung ở xã Cây Gáo thuộc tỉnh Đồng Nai, quả nhỏ, vị chua hơn hai loại chuối trên Cây chuối bom chịu hạn tốt, có thể trồng trên đồi dốc đến 450

Bảng 2.1 : Đặc điểm công nghệ của một số loại chuối [13]

Loại

chuối

Khối lượng trái (g)

Độ dài trái (cm)

Đường kính trái (cm)

Tỷ lệ ruột (%)

Khối lượng buồng (kg)

Số nải/buồng

Số trái /nải

- Hàm lượng protein: 1- 1,8%, gồm 17 loại axit amin chủ yếu là histidin

- Axit hữu cơ: khoảng 0,2%, chủ yếu là axit malic và axit oxalic, vì thế chuối có độ chua dịu

- Chuối chứa ít vitamin nhưng hàm lượng cân đối, ngoài ra còn có muối khoáng, pectin và hợp chất polyphenol

▪ Protein

Protein trong quả chủ yếu ở dưới dạng các enzym, là nguyên nhân chính gây ra sự

biến màu của dịch chiết chuối từ trong sang nâu thẫm Thêm nữa còn gây ra quá trình

kết tủa protein của dịch chiết chuối, làm cho bột sản phẩm không đồng nhất và không phù hợp về mặt cảm quan

▪ Chất béo

Chuối có ít chất béo Chất béo tồn tại ở màng nguyên sinh chất của tế bào hoặc trong các mô dự trữ Hàm lượng chất béo thấp nên gần như không ảnh hưởng đến công nghệ chế biến

Các axit hữu cơ có trong chuối đóng vai trò tạo vị, có thể bổ sung thêm nhằm đạt

được độ đường/axit cần thiết trong bột chuối và giúp chống oxy hoá

Các axit hiện diện trong chuối là axitmalic, citric, oxalic và tartaric Độ pH của chuối vào khoảng 4,5- 5,2

▪ Khoáng chất và vitamin

Khoáng chất trong chuối có nhiều ứng dụng quan trọng trong y học Ngoài một số thành phần như kali, phospho, trong chuối còn có magie, natri, các clorua, photphat, lưu huỳnh cũng như các vitamin thiết yếu

Bảng 2.2 Thành phần các chất khoáng chủ yếu trong 100g chuối [15]

BẢNG 2.3 HÀM LƯỢNG CÁC VITAMIN CÓ TRONG

CHUỐI (TRONG 100G THỊT QUẢ) [15]

d Xác định độ chín thu hái [24]

Chuối thuộc loại quả hô hấp đột biến, hái già nhưng phải rấm chín Nếu để chuối chín cây, chất lượng mùi vị không tốt, vỏ thường bị nứt, không chín đồng loạt ngay trên một buồng, không chịu được vận chuyển và tồn trữ lâu

Độ chín thu hái của chuối là lúc độ già đạt 85-90%

 Phương pháp cảm quan: người ta thu hoạch khi chuối đã phát triển đầy đủ,

vỏ màu lục đậm, gờ cạnh tròn hơn, ruột quả màu trắng ngà đến vàng ngà, khi bẻ thấy

có tơ nhựa (nhựa khô, không chảy thành giọt), vị còn chát

 Phương pháp xác định theo màu vỏ: để đánh giá mức độ chín của chuối, người ta thường dùng thang biên độ màu sắc của vỏ chuối (PCI – peel color index)

[15, 16]

BẢNG 2.4 MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐỘ CHÍN VÀ MÀU

SẮC CỦA VỎ CHUỐI [22]

PCI Đặc điểm

1 Hoàn toàn xanh

2 Xanh, có xuất hiện chấm vàng

3 Xanh lẫn chấm vàng, nhưng xanh nhiều hơn vàng

4 Vàng nhiều hơn xanh

5 Xanh ở hai đầu quả, phần còn lại vàng

6 Hoàn toàn vàng

7 Vàng có lẫn vài chấm nâu

8 Những chấm nâu lớn hơn, 50% vàng, 50% nâu

HÌNH 2.2 MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐỘ CHÍN VÀ MÀU

SẮC VỎ CHUỐI

 Phương pháp xác định theo độ chắc của quả chuối: độ chắc giảm dần trong quá trình chuối chín

 Phương pháp xác định theo hàm lượng đường và hàm lượng tinh bột

e Bảo quản chuối sau thu hoạch [9, tr 114-118]

Sau khi thu hái, chuối được để ráo nhựa khoảng một ngày mới xử lý Các biện pháp bảo quản chuối:

▪ Tồn trữ lạnh:

Chuối xanh thường được bảo quản ở 12-140C, độ ẩm 70-85% Trong thời gian bảo quản cần theo dõi nghiêm ngặt các thông số kỹ thuật như nhiệt độ, độ ẩm, thành phần khí CO2,…không cho dao động quá mức cho phép (nhiệt độ không ngoài 0,50C, độ ẩm không ngoài 2-3%, CO2 không trên 1%) Phải bảo đảm thông gió nhằm một mặt giữ nồng độ CO2 không tăng, mặt khác thải bớt khí etylen sinh ra từ quá trình bảo quản, để hạn chế tác dụng thúc đẩy sự chín Đặc biệt chú ý không bảo quản chuối ở nhiệt độ thấp hơn 110C, vì dưới nhiệt độ đó chuối sẽ không chín

▪ Xử lý bằng Topsin-M:

Topsin-M (C12H24N4O4S2) do Nippon Soda Ltd (Nhật Bản) sản xuất, là chất diệt nấm và vi sinh vật mạnh nhưng ít độc và không ảnh hưởng đến da người Theo FAO, lượng Topsin-M cho phép là 0,08mg/kg thể trọng, hay 0,02mg/kg thực phẩm

Chuối sau khi xử lý ban đầu, được nhúng 0,5s vào dung dịch 0,1% Topsin-M rồi vớt ra để ráo, rồi đựng bằng túi ni lông, sau đó có thể bảo quản ở môi trường nhiệt độ thường (2 tuần) hay nhiệt độ lạnh (8 tuần)

▪ Bảo quản bằng chiếu xạ:

Chuối tiêu tươi có độ già 80-90% khi chiếu xạ với liều lượng tối ưu 0,3 kGy đã chậm chín hơn đối với để chuối 10 ngày ở nhiệt độ thường, 10-14 ngày ở 140C

Nếu chuối quá già, bắt đầu chín, hoặc quá non thì chiếu xạ không có tác dụng làm chậm chín

f Phương pháp rấm chuối và bảo quản chuối chín [16]

▪ Phương pháp rấm chuối: có hai cách rấm chuối: rấm chậm và rấm nhanh

Rấm chậm: sau khi đã xếp chuối vào buồng ta đưa nhiệt độ đế 16-170C, độ

ẩm 85-90% Đảm bảo thông gió bình thường Đến ngày thứ 5 chuối bắt đầu chuyển mã (vỏ chuyển từ xanh sang vàng) Khi đó quá trình chín được xúc tiến bằng cách tăng nhiệt độ lên 18-200C, và sau 2-3 ngày nữa chuối sẽ chín hoàn toàn Tổng thời gian rấm chín là khoảng 7-8 ngày

Rấm nhanh: có thể rấm nhanh bằng nhiệt hoặc etylen

 Rấm nhanh bằng nhiệt: sau khi đã xếp chuối xong, ta nâng nhiệt độ lên 220C với tốc độ 20C/giờ, độ ẩm 90-95% Duy trì ở điều kiện này trong 24 giờ Sau đó giảm nhiệt độ xuống 19-200C và độ ẩm giữ như cũ Thông gió nhẹ Để chuối trong điều kiện này đến lúc chuyển mã Khi chuối đã chuyển mã tiến hành thông gió mạnh hơn một ít

so với trước (thông gió vừa phải) Nếu trên bề mặt chuối xuất hiện hạt sương thì đó là dấu hiệu tốt cho quá trình chín Khi vỏ chuối chuyển sang màu vàng nhạt thì cần thông gió mạnh hơn, đồng thời hạ độ ẩm xuống còn 85% và cho chuối chín hẳn

 Rấm nhanh bằng etylen: chuối được xếp trần trong buồng kín Khí etylen được nạp vào buồng với liều lượng 1 lít/m3 Trong khi nạp khí, quạt phải làm việc liên tục

để đảo trộn không khí Khi kết thúc nạp khí thì cứ 20 phút cho quạt làm việc Ngày thứ nhất giữ nhiệt độ 220C và độ ẩm 95% Đến khi vỏ chuối đã chuyển mã thì hạ nhiệt độ xuống 19-200C và độ ẩm 85% Sau 3-4 ngày chuối sẽ chín

▪ Bảo quản chuối chín

Tốt nhất khi chuối đã chín cần tiêu thụ ngay Trong trường hợp cần thiết thì nên bảo quản chuối ở nhiệt độ 12-130C và độ ẩm 85-90% Có thể bọc chuối trong túi PE Khi bảo quản chuối chín trong môi trường không khí bình thường (nhiệt độ

18-200C, độ ẩm 76-85%), chất lượng của chuối như độ cứng, một số thành phần hóa học sẽ biến đổi

b Nguồn gốc, đặc điểm, phân loại [18] [11]

Mặc dù những giống khoai có vỏ màu đỏ, vàng hoặc trắng được biết đến ở Mỹ và Châu Âu, nhưng cũng có những giống khoai có màu hồng hoặc thịt hơi xanh

Loài thực vật sống lâu năm này được trồng như là cây sống một năm, bao gồm một phần ở trên mặt đất cao khoảng 1m và có lá hình thuôn, phần dưới đất là củ Khoai tây

có lớp vỏ và mắt nhỏ trên bề mặt là nơi chồi sẽ phát triển

Khoai tây là giống cây thấp và có bông trắng nhị vàng Chúng thích hợp với khí hậu

ẩm mát Mặc dù vậy chúng vẫn được trồng với tỉ lệ nhỏ ở hầu hết các vùng nóng trên thế giới

Khoai tây được trồng với số lượng lớn ở nhiều vùng địa lý khác nhau với sản lượng của Hoa Kỳ hiện tại trung bình khoảng 300cwt/acre Idaho, Washington và Oregon sản xuất khoảng một nữa sản lượng của Hoa Kỳ Có nhiều giống khoai tây nhưng xem như

có 3 loài thường gặp là: Russets, Round Whites và Red Russets Hai nhóm đầu gồm hầu hết các giống khoai tây được sử dụng để sản xuất chip

Các giống khoai tây ở Việt Nam: [20]

- Giống khoai tây Mariella

- Giống khoai tây Lipsi

- Giống khoai tây VC38-6

- Giống khoai tây KT3

- Ngoài các giống trên, hiện nay trong sản xuất ở Nghệ An còn sử dụng một số giống khoai tây Trung Quốc có năng suất cao

Hình 2.4 Một số loại khoai tây Phân loại khoai tây

Hiện nay trên thế giới có 3 loại khoai tây là khoai tây trắng, khoai tây nâu và khoai tây đỏ Ngoài ra, cũng có những giống khoai có màu hồng hoặc thịt hơi xanh

- Khoai tây trắng dùng nhiều nhất trong quá trình chiên vì hình dạng củ tròn, hàm

lượng chất khô cao, và hàm lượng đường thấp

- Khoai tây đỏ được sử dụng chủ yếu ở dạng luộc và được dùng chung với salad, không thích hợp cho quá trình rán hoặc chiên Khoai tây đỏ có hàm lượng chất khô thấp và hàm lượng đường cao nên sản phẩm khoai tây đỏ chiên có tính chất không tốt

về cảm quan (cấu trúc và màu sắc)

- Khoai tây nâu có hình dạng củ dài, hàm lượng chất khô trung bình và hàm lượng đường thấp, thường được dùng làm nguyên liệu cho sản phẩm rán, có tính

chất cảm quan tốt về màu sắc và mùi vị [20]

Hình 2.5 Khoai tây đỏ

Hình 2.6 Khoai tây nâu Hình 2.7 Khoai tây trắng

c Thành phần hóa học

Thành phần hoá học của khoai tây dao động trong khoảng khá rộng tuỳ thuộc loài,

chất lượng giống, kỹ thuật canh tác, khí hậu, đất trồng và thường bị biến đổi trong quá

trình bảo quản, chế biến và tiêu thụ

Trong công nghệ chế biến khoai tây cần chế biến đến hàm lượng chất khô, hàm

lượng đường, tinh bột, protein và các hợp chất chứa Nitơ Hàm lượng các chất dinh

dưỡng có trong củ phân bố không đều Nếu phân tích thành phần hoá học của lát khoai

dày 3mm cắt từ ngoài vào trong người ta thấy sự phân bố các củ như sau:

Bảng 2.5 Bảng thành phần hóa học của củ theo bề dày

Thành phần (%) Số thứ tự khoai từ vỏ vào trung tâm

70,4 29,6 23,7 1,48 0,07

69,7 30,3 24,7 1,41 0,07

70,4 29,6 23,9 1,48 0,08

71,8 28,7 23,0 1,04 0,11

72,9 27,1 21,3 1,80 0,18

76,3 23,7 18,1 2,00 0.16

Bảng 2.6 Thành phần của khoai tây so với các loại ngũ cốc khác

Khoai tây

Khoai

mì

Bắp Thành phần

Khoai tây

Khoai

mì

Bắp Thành phần

▪ Chất khô: là thành phần rất quan trọng của khoai Vì có 60 - 80% chất khô là tinh bột nên có mối tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng chất khô và hàm lượng tinh bột của khoai tây Tinh bột của khoai tây gồm có amylose(AM) khoảng 19 - 22%, amylopectin (AP) khoảng 78- 81% Hàm lượng chất khô tuỳ thuộc vào giống, độ già, phân bón, điều kiện khí hậu, kỹ thuật chăm sóc, thời gian trồng và thu hoạch Giống khoai tây sớm thường có hàm lượng chất khô thấp hơn so với giống khoai tây muộn Hàm lượng chất khô tăng theo độ già của củ Khoai già thì tế bào nhu mô lớn, hạt tinh bột cũng lớn Khoai tây non thì hạt tinh bột nhỏ, vì vậy không dùng khoai non để chế biến thực phẩm

- Việc bón phân đạm có thể làm cho củ khoai tây lớn hơn bình thường nhưng hàm lượng chất khô của củ có thể giảm đi Khoai tây trồng trên đất bùn có hàm lượng chất khô thấp nhất Điều này có liên quan đến độ ẩm của đất

- Hàm lượng chất khô tăng tỉ lệ thuận với hàm lượng K, P có trong đất Thời tiết nóng và khô sẽ tạo điều kiện cho khoai tây có hàm lượng chất khô cao Thời tiết lạnh

và ẩm làm cho khoai tây có chiều hướng giảm hàm lượng chất khô Chất lượng chất

khô trong khoai tây dao động từ 14 - 36% tuỳ thuộc hàm lượng tinh bột nhiều hay ít Tinh bột trung bình chiếm 74% chất khô, thường trong khoảng 60 - 80% chất khô, hàm lượng tinh bột tăng từ ngoài vào trong, từ đầu đến cuối củ Tinh bột chứa một lượng nhỏ P chủ yếu ở phần AP (0,079%) AM chỉ chứa 0.013% P Sự tăng hàm lượng

P làm tăng độ nhớt của tinh bột trong nước Tinh bột của củ to có độ nhớt cao hơn củ nhỏ Hàm lượng AM của củ nhỏ thì nhỏ hơn của củ lớn do củ lớn có độ trưởng thành cao hơn và có nhiều hạt tinh bột lớn Trong cùng một bụi, hàm lượng tinh bột của các

củ cũng khác nhau, thường những củ trung bình (50-100g) có hàm lượng tinh bột cao hơn so với củ lớn (100-150g) và củ nhỏ (25-50g) So với những củ có kích thước trung bình thì những củ có kích thước nhỏ và kích thước lớn có hàm lượng protein cao hơn

▪ Đường: trong khoai tây hàm lượng đường có khoảng 0,46-1,72%, nếu bảo quản không tốt có thể tăng tới 5% hoặc cao hơn Thành phần đường chủ yếu trong khoai tây là đường khử (glucose0,2% và fructose 0,1%) và saccarose 0,6% Hàm lượng đường chung tăng lên khi bảo quản khoai tây ở nhiệt độ cao (24,7-36,20C) nhưng tăng chậm hơn so với bảo quản lạnh Hàm lựong đường khử tăng lên góp phần tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động, vì vậy hao hụt chất khô và hao thối tăng nhanh ở nhiệt độ cao Ở nhiệt độ bảo quản dưới 100C hàm lượng đường khử và không khử tăng nhanh Khoai tây bảo quản lâu dài ở nhiệt độ thấp không thích hợp cho chế biến khoai tây lát chiên Khi nhiệt tăng từ 2-100C hàm lượng saccarose giảm mạnh, glucose và fructose giảm từ từ

Theo thời gian bảo quản, ở nhiệt độ không đổi hàm lượng đường duy trì trong một thời gian nhất định, sau đó tăng lên lúc đầu chậm và cuối cùng tăng rất nhanh Khi khoai tây mọc mầm hàm lượng đường tăng, mầm mọc càng nhiều thì hàm lượng đường càng tăng, làm giảm màu sắc tự nhiên và làm thay đổi vị của sản phẩm chế biến

▪ Protein và các hợp chất chứa nitơ

Hàm lượng các hợp chất nitơ (protein thô, N.6,25) trong khoai tây trung bình là 2,1% và tồn tại ở các dạng khác nhau, có dạng phụ thuộc vào thành phần nguyên sinh chất, có dạng hòa tan trong dịch tế bào vàcó dạng tồn tại ở trạng thái tinh thể Khoảng 50% nitơ là nitơ protein và 50% nitơ còn lại thuộc hợp chất amin Trong thành phần protein, khoai tây có chứa tất cả các axit amin không thay thế isoleucin, leucin, methionin, phenylamin, treonin, valin và histidin Khi cắt củ khoai vết cắt sẽ

bị đen do màu của các hợp chất được hình thành khi tyrozin bị oxi hóa dưới tác dụng của men tyrozinase

▪ Pectin

Trong quá trình lớn lên, già và chín của khoai, hàm lượng pectin luôn biến đổi Trong thời gian cũ đang phát triển thì protopectin phân tán trong màng tế bào Khi củ chín dần, dưới tác dụng của men protopectinase hay axit hữu cơ thì nó bị thủy phân thành pectin hòa tan Ngoài ra bằng cách đun nóng cũng có thể thực hiện việc chuyển hóa trên Lúc này protopectin của vỏ tế bào chuyển thành pectin, nhờ đó mà mô nguyên liệu mềm ra và vỏ dễ dàng tách khỏi thịt Đây là cơ sở của việc làm sạch vỏ bằng cách chần hoặc đun nóng

▪ Glycoalkaloid: khoai tây cũng chứa glycoalkaloid, là hợp chất độc, gồm có solanin và chaconin Chúng bị phá hủy một phần khi nấu ở nhiệt độ cao Hàm lượng glycoalkaloid cao nhất ở dưới vỏ của củ và tăng dần theo độ tuổi và khi phơi dưới ánh sáng Tuy nhiên sự nẩy mầm và sự tích lũy glycoalkaloid có thể độc lập với nhau Vài giống khoai tây có hàm lượng glycoalkaloid cao hơn các giống khác Các nhà gây giống đang phát triển một giống mới có chứa ít solanin, do đó mà ít mất đi lượng chất dinh dưỡng ở dưới vỏ Những nhà gây giống cố gắng giữ cho mức độ solanin dưới 0,2mg/g (200ppm) Tuy nhiên khi những củ khoai mọc mầm thì hàm lượng solanin lên đến 1mg/g (1000ppm)

- Không được làm tổn hại đến bộ lá như cắt cho lợn hoặc trâu bò…

- Thường thì khi 80% số lá trên thân chuyển sang vàng sẽ tiến hành thu hoạch Trước khi thu hoạch ta ngừng tưới nước từ 15-20 ngày, thu hoạch vào những ngày nắng ráo Đối với ruộng giống cần cắt toàn bộ thân lá trước thu hoạch khoảng 1 tuần Khi rỡ khoai cần làm nhẹ nhàng, rải đều củ dọc theo luống (phơi củ cho se vỏ từ 2- 4 giờ) Phân loại cỡ củ ngay trên ruộng để hạn chế đảo khoai nhiều lần, cần tránh sát thương vỏ củ Loại các củ bị thối, củ bị sây sát

e Bảo quản sau thu hoạch [19]

Trong giai đoạn bảo quản cần chú ý không được để cho vỏ củ bị xanh, khống chế không cho khoai mọc mầm Vì vỏ củ bị xanh và mọc mầm thì trong củ sẽ hình thành chất độc (Solanin) không ăn được

- Đối với hộ gia đình khống chế chiều cao từ 60-65cm, chiều dài và rộng tùy thuộc vào số lượng khoai

- Dùng đất bột, đất phù sa hoặc cát có độ ẩm vừa phải (40- 50%) Rải một lớp khoai rồi phủ lên một lớp đất ẩm Trên cùng phủ lớp đất dày hơn (2-3cm)

- Để sản xuất chip được quanh năm cần phải có kho xử lý và tàng trữ Khoai đông lạnh cần thiết để ngăn chặn những biến đổi hư hỏng từ hoạt động trao đổi chất của những củ khoai còn sống và từ những vi sinh vật xâm nhập vào, nhiệt độ thấp làm tăng hàm lượng đường khử của khoai tây ảnh hưởng đến chất lượng của chip

- Đối với nhà sản xuất: kho bảo quản có thông gió tích cực, khoai có thể để thành đống cao đến 4m, nhiệt độ duy trì 1-30C, độ ẩm tương đối 85-95% Tồn trữ như vậy có thể cất giữ trong 5-8 tháng Trong trường hợp không có kho lạnh, ta cũng có thể cất giữ được khoai ở kho thường (thoáng, mát) nhưng khoai đã được xử lý hóa chất, chiếu

xạ hay bọc sáp

2.2 Sản phẩm

2.2.1 Sản phẩm bột chuối sấy [6, tr.92]

a Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

Phân loại bột chuối, phổ biến gồm 3 loại: bột chuối chín, bột chuối ương, bột chuối xanh

Xenluloza 4,22 3,58 3,61

Hình 2.8 Bột chuối Lợi ích cho sức khỏe mà chuối mang lại [22]

– Chuối chứa hàm lượng lớn vitamin B6, B2, C và Kali

– Một quả chuối chứa 400mg kali đủ nhu cầu kali cho trẻ trong một ngày

– Chuối có thể cho bé ăn ngay sau khi nghiền nhuyễn hoặc trộn vào các loại rau quả khác hoặc bột ăn dặm của trẻ

– Trong chuối có nhiều chất xơ có thể ngừa bệnh táo bón cho trẻ

– Trong chuối có rất nhiều vitamin, có tác dụng chống oxy hóa rất mạnh, vì thế giúp tăng cường khả năng miễn dịch trong cơ thể

– Chuối còn được biết đến như một loại thuốc kháng axit rất hiệu quả, chống tổn thương và viêm loét dạ dày

b Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm

– Màu sắc: bột chuối có màu vàng ngà

– Trạng thái: dạng bột mịn

– Mùi vị: không có mùi lạ, khi tan vào nước có vị đặc trưng của chuối

– Độ ẩm: 8%

– Hàm lượng SO2 tổng: dưới 2000-2500 mg SO2/kg

2.2.2 Sản phẩm chip khoai tây

Sản phẩm chip không nên có quá 15% sản phẩm bị khuyết tật, bao gồm các sản phẩm bị cháy, gãy vỡ và kích thước không phù hợp

Sản phẩm cuối cùng dạng lát mỏng, giòn vàng tươi, có mùi khoai tây đặc trưng, hấp phụ ít dầu

a Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

Theo phân tích, khoai tây có 69-77% nước, 17,5% tinh bột, 10,5% đường…

Khoai tây có chứa hàm lượng cao các loại vitamin như C, B1, B3, B6, E và các khoáng chất như kali, natri, magiê, sắt, chất xơ

Nó không chỉ là loại thực phẩm bổ dưỡng, khoai tây còn được sử dụng như một loại dược liệu trong các bài thuốc Đông và Tây y chữa trị các loại bệnh phổ biến như say nắng, sốt,giảm đau, đau nhức xương khớp, dị ứng

Ngoài ra, khoai tây còn được giới nữ ưa chuộng để giữ sắc đẹp lâu dài [16]

b Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm

- Hình dạng bên ngoài: Chip khoai tây phải có hình dạng theo khuôn mẫu, vân hoa

rõ nét, không biến dạng, gãy vỡ

- Trạng thái cấu trúc: giòn, xốp, không xương sống, iu hoặc chai cứng

- Mùi vị: thơm mùi khoai tây, không có mùi lạ, hư hỏng

- Màu sắc: màu vàng đặc trưng của bánh, đồng đều, không có vết cháy đen

- Độ ẩm: < 5%

- Muối: 1-2%

- Các chất phụ gia: hàm lượng sử dụng phải thuộc qui định của bộ y tế

- Vi sinh vật gây bệnh, nấm men, nấm mốc: không có [24]

2.3 Chọn phương án thiết kế

2.3.1 Sản phẩm bột chuối sấy [24]

Dây chuyền sản xuất bột chuối gồm các công đoạn chính: cô đặc và sấy

▪ Công đoạn cô đặc: chọn thiết bị cô đặc chân không, làm việc liên tục, cấp nhiệt

▪ Chọn theo phương thức nạp liệu và thu hồi sản phẩm:

Hình 2.9 Chip khoai tây

- Cô đặc gián đoạn: các thông số kỹ thuật trong suốt quá trình cô đặc thay đổi

liên tục Thiết bị cô đặc gián đoạn thường dùng cho loại có công suất nhỏ hoặc dung

dịch có độ nhớt cao mà không thể dùng bơm để lấy dung dịch ra hoặc trong trường

hợp khi cần bốc hơi toàn bộ dung môi Nhược điểm: tổn thất nhiệt lớn

- Cô đặc liên tục: các thông số kỹ thuật duy trì ổn định trong suốt quá trình cô

đặc Thiết bị làm việc liên tục thường gồm nhiều cấp, công suất lớn, tổn thất nhiệt nhỏ

Phương pháp cô đặc liên tục tốt hơn so với cô đặc gián đoạn, các thông số kỹ

thuật của hệ thống được điều chỉnh tự động Thông thường sử dụng áp kế vi sai để đo

chênh lệch mức chất lỏng phụ thuộc vào khối lượng riêng của sản phẩm, khi khối

lượng riêng tăng thì mức chênh lệch mức chất lỏng tăng

Vì vậy chọn thiết bị cô đặc làm việc liên tục

▪ Chọn theo áp suất làm việc:

- Cô đặc ở áp suất chân không: nhiệt độ sôi thấp, giảm tổn thất nhiệt vào môi

trường, tăng hiệu số truyền nhiệt hữu ích giữa hơi đốt và dung dịch, các chất có trong

dung dịch ít bị biến đổi dưới tác dụng của nhiệt độ cao, tuy nhiên giá thành cao

- Cô đặc dưới áp suất thường: nhiệt độ sôi cao, các chất có trong dung dịch dễ bị

biến đổi dưới tác dụng của nhiệt độ cao, nhưng ưu điểm là giá thành thấp

Chuối là loại rau quả có nhiều giá trị dinh dưỡng, dễ bị phân hủy làm thay đổi

chất lượng sản phẩm nếu nhiệt độ sôi cao Vì vậy chọn thiết bị cô đặc làm việc ở điều

kiện chân không để đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt

▪ Phương pháp cấp nhiệt: hơi nước

Vậy chọn thiết bị cô đặc chân không, làm việc liên tục, cấp nhiệt bằng hơi.

b Quá trình sấy

Các chỉ tiêu của vật liệu sấy:

- Trạng thái vật lí : pure chuối

- Lượng ẩm bay hơi : nước

- Nhiệt độ tối đa cho phép của vật liệu : 1000C

- Độ ẩm sản phẩm sau sấy : 8%

Để sản xuất bột chuối sấy, có các cách chủ yếu như sau:

▪ Sấy bằng thiết bị trục rỗng: ưu điểm của thiết bị sấy trục rỗng so với các thiết bị

sấy dạng khác là tổn thất sản phẩm ít hơn Giá thành trục rỗng cao, thành phần nguyên

liệu nhạy cảm nhiệt dễ bị hư hại, trong sản xuất lớn thay thế bằng sấy phun

▪ Sấy bằng thiết bị sấy phun

▪ Sấy màng bọt

Bột chuối sấy theo phương pháp sấy phun và sấy màng bọt có hương vị, màu sắc tốt hơn so với sản phẩm sấy bằng thiết bị kiểu trục rỗng

Chọn thiết bị sấy phun

Ưu điểm và nhược điểm của sấy phun:

Ưu điểm:

- Quá trình sấy xảy ra nhanh (1-10 giây) do diện tích bề mặt của những giọt lỏng

rất lớn

- Bột chuối có hương vị và màu sắc tốt

- Có nhiều kiểu thiết kế khác nhau về vòi phun, buồng sấy, hệ thống đốt nóng

không khí và hệ thống thu hồi bột nên có thể đáp ứng sấy được rất nhiều loại nguyên liệu khác nhau như sữa, trứng, cà phê, ca cao, gia vị đóng gói, tinh bột ngô, lúa mì…

- Thiết bị được thiết kế đa dạng khác nhau về kích cỡ từ các thiết kế ở mức độ thí

nghiệm để sấy những sản phẩm khối lượng nhỏ, giá trị cao như enzym, gia vị cho đến các thiết kế để sản xuất quy mô lớn dùng trong thương mại với năng suất đến 10000

2.3.2 Dây chuyền sản xuất chip khoai tây

Dây chuyền sản xuất chip khoai tây gồm các công đoạn chính: cắt lát và sấy

▪ Công đoạn cắt lát: sử dụng thiết bị thái lát kiểu đĩa, nằm ngang

▪ So sánh 2 phương pháp chiên ở điều kiện thường và chiên ở điều kiện chân

không, nhận thấy chiên ở điều kiện thường kinh tế hơn chiên điều kiện chân không, năng suất cao hơn, tiêu tốn ít năng lượng hơn Phương pháp này được sử dụng ở hầu hết nhà máy hiện nay

a Công đoạn cắt lát

Chiếc máy cắt có lưỡi quay tròn và có thể điều chỉnh được tương ứng với độ dày của miếng cắt Ở đây, lát cắt miếng khoai tây sẽ được cắt dày khoảng 1,7 mm Tương ứng với việc đó thì người ta tính ra trung bình những củ khoai tây sẽ cắt được khoảng

36 miếng nhỏ

b Công đoạn chiên

Bảng 2.8 So sánh phương pháp chiên bề sâu liên tục và chiên chân không Đối

- Dễ bị oxy hóa do nhiệt độ chiên

cao, và sự tiếp xúc với không khí ở

nhiệt độ cao làm tăng quá trình hư

hỏng của dầu

- Lượng dầu tiêu tốn nhiều

- Do thiết bị kín nên sự tiếp xúc với oxy không khí bị hạn chế, và nhiệt

độ chiên thấp (do chế độ chân không ) từ đó làm giảm sự hư hỏng dầu

- Lượng dầu tiêu tốn ít

Sản

phẩm

- Tổn thất chất dinh dưỡng,và

vitamin do nhiệt độ chiên cao

- Dễ xuất hiện các dạng hư hỏng:

+ Chip sậm màu, cháy đen

+ Tăng gãy vỡ do va đập với thiết

bị khi chuyển động

+Tổn thất sản lượng do tạo nhiều

phế phẩm

- Hạn chế được tổn thất dinh dưỡng

và vitamin do nhiệt độ chiên thấp hơn

- Hạn chế được các dạng hư hỏng +Chip có màu sáng hơn,bề chip mịn mềm hơn

+ Chip ít gãy vỡ

Năng

lượng

- Khi tính tổng năng lượng cho toàn

bộ quá trình chiên, chiên liên tục có

ưu điểm tiết kiệm năng lượng do

giảm được tối đa các quá trình tổn

thất

- Năng lượng thất thoát giữa các mẻ

là lớn cần nhiều chi phí năng lượng

+ Thời gian làm giảm ẩm tới tiêu

chuẩn nhanh do nhiệt độ chiên cao

Thiết bị - So với thiết bị chiên chân không,

thiết bị chiên liên tục đơn giản hơn

- Khả năng tự động hóa cao

- Thiết bị cấu tạo phức tạp, vì làm việc ở áp suất chân không nên yêu cầu cao về độ bền vỏ thiết bị

- Chỉ thực hiện gián đoạn

Kinh tế - Rẻ tiền hơn - Đắt tiền hơn

Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1 Quy trình công nghệ sản xuất bột chuối

3.1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ [9, tr 232]

Bảo quản tạm thời, rấm chuối

Rửa sơ bộ (5-10 phút) Lựa chọn, phân loại

Rửa Bóc vỏ, làm sạch Chần (1000C, 10 phút)

Xử lý hóa học (5-20 phút) Chà ép

Pure

Đồng hóa

Cô đặc (60-700C) (450-550 mmHg)

Sấy (140-1500C)

Rây Đóng gói Sản phẩm Phối trộn

SO2

Nguyên liệu

Tinh bột khoai tây

3.1.2 Thuyết minh qui trình [39,tr 232]

a Nguyên liệu [9, tr 240]

Bột chuối được chế biến chủ yếu từ chuối bom, chuối tiêu

Nhà máy chỉ sản xuất bột chuối chín, được chế biến từ chuối ương hay chuối chín Nguyên liệu chuối phải thật chín, tươi tốt Vỏ chuối dễ bóc và dễ gãy, có màu vàng toàn bộ Ruột chuối mềm nhưng chưa nhũn, không có vị chát Ở độ chín này, hàm lượng tinh bột và polyphenol thấp, tạo cho sản phẩm có màu sắc và hương vị tốt hơn

so với nguyên liệu có độ chín kém hơn

b Bảo quản tạm thời [25]

- Mục đích:

Trong quá trình sản xuất cần cân đối nguồn nguyên liệu để đáp ứng nhu cầu sản xuất của nhà máy Vì vậy cần phải bảo quản tạm chuối

- Thực hiện:

▪ Bảo quản tạm thời:

Nguyên liệu chuối chỉ bảo quản tạm thời trong thời gian ngắn, nên chỉ bảo quản ở kho thường, thông gió tự nhiên, nguyên liệu được xếp theo tiêu chuẩn 600 (kg/m2) và

chiều cao tối đa của lớp chuối là 2 (m) [8, tr 52]

▪ Rấm chuối:

Sử dụng phương pháp rấm chuối bằng etylen:

Quá trình chín bằng etylen diễn ra rất mạnh và song song là sự hô hấp tăng nhanh Nhưng đạt đến giá trị cực đại thì hàm lượng etylen lại giảm xuống Phòng rấm bằng etylen phải kín, có đặt quạt trộn khí ở giữa Trên tường có lỗ để đút ống cao su dẫn etylen từ bình bên ngoài vào phòng, có cửa quan sát nhiệt độ, độ ẩm qua các dụng cụ

đo Sau khi đưa chuối vào phòng thì đóng kín cửa, cho quạt chạy, mở van etylen từ bình vào Nhìn đồng hồ, khi thấy đủ khí 1 lít etylen/1 m3 buồng thì đóng van Nâng nhiệt độ lên 220C và giữ ẩm 95% đến khi chuyển mã thì hạ nhiệt độ xuống 19-200C và

độ ẩm còn 85% Sau 3-4 ngày thì chuối chín khá đồng đều Ngoài ra còn dùng axetilen, propilen,…

Ưu thế của phương pháp này là chuối bảo quản được lâu hơn, màu sắc đẹp, chất lượng không đổi

Tỷ lệ quả: nước là 1:2, ngâm trong 5-20 phút Sử dụng máy rửa bọt khí

d Lựa chọn, phân loại [9, tr 240]

nhóm riêng

▪ Tiến hành:

- Cắt rời nải chuối thành từng quả, loại bỏ những quả không phù hợp sản xuất,

chọn các quả không bầm dập, sâu thối, chín đúng mức độ

- Nếu quả chưa chín thì màng tế bào cứng, dịch bào ít nên nhiều phế liệu, hàm

lượng đường thấp, axit cao nên quả chua

- Nếu quả quá chín thì mô quả mềm và bở, khi ép thịt quả kết lại không cho dịch

quả thoát ra, dịch quả có nhiều bọt và khó lắng, lọc

- Không cần phân loại theo kích cỡ, có thể sử dụng cả những khúc chuối thừa

- Lựa chọn và phân loại nguyên liệu do công nhân tiến hành bằng cách quan sát

trên băng chuyền trong khi vận chuyển cắt gọt Công nhân làm việc ở hai bên băng chuyền, vận tốc băng chuyền từ 0,12-0,15 m/s Chiều rộng băng chuyền khoảng 60-80

cm

▪ Lựa chọn băng chuyền kiểu ống

e Rửa [9, tr 240]

▪ Mục đích

Sử dụng nước sạch để loại tạp chất, vi sinh vật

Trong sản xuất người ta dùng nước để rửa, nhằm loại trừ các tạp chất, bụi đất, cát bám xung quanh nguyên liệu đồng thời làm giảm một số lượng đáng kể vi sinh vật trên

bề mặt nguyên liệu

▪ Tiến hành:

Nguyên liệu trải qua hai giai đoạn là ngâm rồi rửa xối trong máy rửa xối tưới Ngâm là quá trình làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, các chất bẩn hút nước trương lên làm giảm lực bám của nó vào nguyên liệu, quá trình này được hỗ trợ bằng tác dụng

cơ học là thổi khí

Rửa xối là dùng tia nước xối lên nguyên liệu đã qua ngâm cho bở để kéo các chất bẩn còn lại trên bề mặt nguyên liệu ra Các tia nước phun thường có áp suất 2-3at Để

nước rửa ít bị nhiễm bẩn nhưng vẫn tiết kiệm, nước được cấp ngược chiều với đường

đi của nguyên liệu cần rửa: cho nước chảy liên tục vào công đoạn rửa xối để tráng nguyên liệu sau đó tận dụng nước này trong quá trình ngâm cho bở, từ đó nước bẩn được xả liên tục ra ngoài

Tăng tốc độ thẩm thấu, làm cho dịch bào thoát ra dễ dàng nhằm nâng cao hiệu suất cho quá trình chà, ép và rút ngắn thời gian sấy

Chần có thể tẩy sạch tạp chất và tiêu diệt phần lớn vi sinh vật nhiễm vào trong quá trình chế biến Việc chần trong nước nóng có tác dụng khử trùng tốt hơn so với hấp bằng hơi

Tiêu diệt một phần vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu

▪ Tiến hành

Nhiệt độ chần: 1000C, thời gian: 10 phút

Sử dụng thiết bị chần kiểu băng tải

▪ Tiến hành

Ruột chuối được sunfit hóa bằng cách ngâm vào dung dịch có hàm lượng SO20,5%, thời gian 5-20 phút

Dùng thiết bị cô đặc chân không

Tiến hành cho pure chuối (độ ẩm 80%) vào thiết bị cô đặc ở nhiệt độ 60-800C, với

độ chân không 450-550 mmHg Cô đặc đến độ ẩm còn 60% thì cho sản phẩm ra khỏi nồi

- Ưu điểm:

Tiết kiệm hơi vì dùng được hơi thứ và tổn thất ít hơi

Chất lượng sản phẩm tốt vì cô đặc liên tục, nhiệt độ sôi thấp, thời gian cô đặc nhanh

Sử dụng máy phối trộn trục khuỷu

độ 30-350C Ở đây vật liệu sấy trao đổi nhiệt với tác nhân sấy Quá trình sấy diễn ra nhanh đến mức không kịp đốt nóng vật liệu sấy lên đến giới hạn cho phép, do đó có thể sử dụng tác nhân sấy ở nhiệt độ cao và sản phẩm thu được dạng mịn

Cường độ sấy trong thiết bị này tăng, tỷ lệ thuận với sự tăng bề mặt tiếp xúc giữa chất lỏng với tác nhân sấy, tức phụ thuộc vào độ phân tán của chất lỏng được phun thành sương, đường kính giọt sương rất nhỏ

Độ ẩm của nguyên liệu sau khi ra khỏi máy sấy là 8%

n Rây

Sau khi sấy phun, sản phẩm sẽ được đưa qua thiết bị rây để tiến hành phân loại, nhằm đồng nhất chất lượng sản phẩm, loại bỏ những cục bột lớn, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm sau

Về hình thức bên ngoài: nhãn hiệu nguyên vẹn, ngay ngắn, sạch sẽ, ghi rõ các

mục: cơ quan quản lý, cơ sở chế biến, tên mặt hàng, phẩm cấp, ngày sản xuất, khối

lượng tịnh và khối lượng cả bì

Về hóa học: đảm bảo các chỉ tiêu về thành phần hóa học, chủ yếu như hàm lượng đường, vitamin,…

Về cảm quan: bao bì phải nguyên vẹn, sạch sẽ, đảm bảo hình thái, hương vị, màu sắc đặc trưng của sản phẩm theo những quy định sản phẩm bột chuối

Quá trình bảo quản thành phẩm: kho bảo quản thành phẩm phải đảm bảo vệ sinh, thoáng mát, khô ráo, ngăn chặn được côn trùng và loài gặm nhấm, có giá, kệ chắc chắn

để xếp các kiện hàng theo từng lô thuận tiện cho việc theo dõi, kiểm tra và xuất hàng Trong kho bảo quản thành phẩm phải có nhiệt kế, ẩm kế để theo dõi nhiệt độ và độ ẩm của kho trong quá trình bảo quản bột chuối

Quá trình kiểm tra thành phẩm: các lô thành phẩm phải được kiểm tra chất lượng theo quy định, phải có phiếu kết quả kiểm nghiệm các chỉ tiêu về chất lượng và an toàn vệ sinh mới được phép đưa đi tiêu thụ

3.2 Quy trình công nghệ sản xuất chip khoai tây

3.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ [27]

Rửa sơ bộ (2-3 at)

3.2.2 Thuyết minh quy trình [27][11]

a Bảo quản tạm

Trong quá trình sản xuất cần phải cân đối nguồn nguyên liệu để đáp ứng nhu cầu sản xuất của nhà máy, đồng thời giảm thiểu các hư hỏng do mọc mầm và do nấm, vì vậy cần phải bảo quản tạm khoai tây

b Rửa

▪ Mục đích:

Làm sạch nguyên liệu, giảm sự nhiễm bẩn vi sinh vật, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu cũng như đất, sạn, đá…

▪ Tiến hành: để hiệu quả thường ngâm rồi rửa

Ngâm là quá trình làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, các chất bẩn hút nước trương lên làm giảm lực bám của nó vào nguyên liệu, quá trình này được hỗ trợ bằng tác dụng cơ học là thổi khí

Nguyên liệu được di chuyển trên băng chuyền với tốc độ thích hợp Nước từ các vòi phun từ trên xuống để rửa đồng thời băng chuyền có độ rung thích hợp để nguyên liệu có thể xoay và được rửa sạch hơn

c Chần

▪ Mục đích

Đình chỉ các quá trình sinh hóa của nguyên liệu, làm cho màu sắc của nguyên liệu không bị xấu đi Chần làm phá hủy hệ thống enzym peroxidase, polyphenol oxidase ngăn cản quá trình oxy hóa tạo thành flobafen có màu đen

Tăng tốc độ thẩm thấu, làm cho dịch bào thoát ra dễ dàng nhằm nâng cao hiệu suất cho quá trình chà, ép và rút ngắn thời gian sấy

Chần có thể tẩy sạch tạp chất và tiêu diệt phần lớn vi sinh vật nhiễm vào trong quá trình chế biến Việc chần trong nước nóng có tác dụng khử trùng tốt hơn so với hấp bằng hơi

Tiêu diệt một phần vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu

Mục đích chính chần để dễ bóc vỏ giảm tổn thất cho giai đoạn gọt vỏ

▪ Cách tiến hành

Nhiệt độ chần: 1000C, thời gian: 10 phút

Sử dụng thiết bị chần kiểu băng tải

d Gọt vỏ

▪ Mục đích:

Làm sạch nguyên liệu hơn

Loại bỏ lớp vỏ bên ngoài rất mỏng của củ, không loại bỏ mắt, các khuyết tật hay những phần nguyên liệu khác

▪ Thực hiện:[5, tr68]

Sử dụng phương pháp tác nhân hơi nước, phương pháp này thường áp dụng nguyên liệu dạng củ Nguyên liệu được cho vào thùng chứa khả năng chịu áp suất quay với tốc độ 4-6 vòng/ phút Hơi nước bão hòa (áp suất 1500kPa) được thổi vào thùng trong một thời gian xác định Hơi nước sẽ làm cho nhiệt độ bề mặt nguyên liệu (lớp vỏ) tăng nhanh còn bên trong thì tăng chậm hơn rất nhiều do nguyên liệu có độ dẫn nhiệt kém Do đó màu sắc và cầu trúc nguyên liệu thường biến đổi rất ít Sau đó áp suất sẽ được giảm rất nhanh làm cho hơi nước được hình thành dưới lớp vỏ.Sau đó nước được phun vào nguyên liệu để loại các lớp vỏ còn sót lại trên nguyên liệu Quá trình gia nhiệt bằng hơi nước có thể làm vô hoạt enzim polyphenoloxydase, hạn chế các phản ứng hóa nâu Sau đó chúng đi qua tấm thảm có các sợi chải cọ sạch vỏ còn sót lại

▪ Ưu điểm:

Phương pháp này là lượng nước tiêu tốn ít, tổn thất ít, bề mặt nguyên liệu ít bị tổn thương, năng suất cao (có thể đạt 4500kg/h)và việc thu gom, xử lí chất thải dễ dàng Tuy nhiên phương pháp này cần vốn đầu tư lớn do thiết bị chịu áp lực và hệ thống lò hơi Ngoài ra phải đảm bảo vấn đề an toàn lao động do hệ thống làm việc ở áp lực cao

e Phân loại, lựa chọn

▪ Mục đích:

Lựa chọn những củ có kích thước và hình dạng đồng nhất tạo điều thuận lợi cho quá trình tiếp theo

 Nguyên tắc:

- Lựa chọn khoai tây đạt tiêu chuẩn, loại bỏ các củ hư hỏng

- Không chọn những củ khoai tây bị tổn thương nhiều, đã chuyển sang

màu xanh hay đã mọc mầm

- Phân dòng trước khi đưa vào mấy cắt

▪ Tiến hành

Thực hiện bằng máy phân dòng

Khoai tây sau khi gọt vỏ xong đi vào máy phân dòng loại bỏ quả hư, phân loại kích cỡ

f Cắt lát

▪ Mục đích:

Chuẩn bị cho quá trình chiên Những củ khoai tây được cắt thành những lát nhỏ

tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chiên và giúp cho sản phẩm có cấu trúc đặc trưng

▪ Thực hiện:

Thường sử dụng thiết bị cắt lát kiểu đĩa, nằm ngang

Những lát khoai tây phải rất đồng đều về độ dày để cho chip về sau thu được có màu sắc đồng đều nhau Những lát khoai có bề mặt xù xì hoặc bị xé rách sẽ bị mất khả năng hòa tan từ tế bào bị thủng và chúng sẽ hấp thu lượng chất béo lớn hơn

g Rửa lát khoai tây

Giảm hàm lượng nước trong nguyên liệu và rút ngắn thời gian chiên

Giảm hàm lượng dầu trong giai đoạn chiên chân không

Tránh làm hư hỏng dầu trong giai đoạn chiên

▪ Thực hiện:

Sử dụng thiết bị sấy băng tải

Nhiệt độ sấy: 60-620C, sấy cho đến khi sản phẩm đạt độ ẩm 60%

i Chiên

Quá trình chiên rán là quá trình xử lý nhiệt cho nguyên liệu trong đó dầu mỡ vừa

là chất tải nhiệt vừa là thành phần của sản phẩm Làm tăng giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của sản

Yêu cầu dầu chiên chip:

Shortening dùng để chiên cần có mùi vị ổn định, bền nhiệt, bền oxy hóa, có điểm bốc khói cao

Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng chung cho các sản phẩm của shortening

- Các biến đổi của nguyên liệu:

▪ Biến đổi vật lý và hóa lý:

+ Nhiệt độ: tăng dần từ ngoài vào trong

+ Khuếch tán: dầu mỡ ngấm vào bên trong nguyên liệu và khuếch tán các chất dinh dưỡng từ nguyên liệu vào trong dầu mỡ

+ Bay hơi nước

+ Thể tích và khối lượng riêng của nguyên liệu thay đổi

▪ Biến đổi hóa học: các phản ứng Maiallard, Caramen, phân hủy các chất làm thay đổi thành phần hóa học của nguyên liệu

▪ Biến đổi hóa sinh:

+ Vi sinh vật bị tiêu diệt hoặc ức chế

+ Enzym bị vô hoạt

▪ Biến đổi cảm quan: màu, mùi, vị, trạng thái nguyên liệu thay đổi

- Các biến đổi của dầu mỡ:

▪ Dầu mỡ thủy phân dưới tác dụng của nhiệt độ cao tạo sản phẩm glycerine và axit béo, sau đó các sản phẩm này tự thủy phân tiếp thành các sản phẩm khác nhau

▪ Dầu mỡ bị oxi hóa theo hai hướng: tự oxi hóa và oxi hóa nhiệt

▪ Trùng hợp nhiệt: xảy ra ở nhiệt độ cao và không có oxi

▪ Cảm quan: các chỉ số cảm quan của dầu mỡ thay đổi

+ Tối màu do các chất có trong nguyên liệu rơi vào trong dầu mỡ hoặc các nguyên liệu bị cháy rơi vào trong dầu mỡ

+ Mất mùi tự nhiên của dầu và xuất hiện mùi lạ do dầu mỡ bị oxi hóa + Vị đắng của dầu mỡ xuất hiện do các sản phẩm cháy rơi vào dầu mỡ + Trạng thái của dầu mỡ thay đổi, độ sánh của dầu mỡ tăng lên

+ Các chỉ số axit, iot… thay đổi

Các biến đổi trên làm giảm chất lượng của dầu mỡ về giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan và trong dầu mỡ sẽ xuất hiện các chất độc hại Nhiệt độ chiên rán càng cao, thời gian chiên rán càng dài, số lần chiến rán càng nhiều chất lượng của dầu mỡ thay đổi càng lớn

▪ Biến đổi sinh hóa – vi sinh: Trong quá trình chiên rán sẽ tạo thêm một lớp huyền phù dầu – nước, lớp huyền phù này rất dễ bị tác động hóa học và vi sinh vật

dễ hoạt động

 Các phương pháp hạn chế sự hư hỏng của dầu chiên :

Cho thêm một số chất chống oxi hoá như hỗn hợp axit ascobic, axit benzoic và tanin với nồng độ 0,05% hay tốt nhất dùng vitamin E với nồng độ 0,00008% hoặc dùng BHT (butyl hydro toluen), TBHQ (ter butyl hydro quinon), dùng proyl gallat, axit nornodihydroguai (NDGA)… trước khi dầu được gia nhiệt

- Chọn phương pháp chiên thích hợp:

▪ Muốn hạn chế hiện tượng tạo màng của lớp dầu chiên, trước khi chiên cần

đun nóng dầu tới 176-1900C để tách bớt lượng ẩm và tạp chất trong dầu Đun nóng cho tới khi không còn bọt khí thoát ra và trên mặt thoáng của dầu không còn thấy khói xanh nhạt tạo thành Trong quá trình đun nóng đó hàm lượng ẩm trong dầu sôi và bay hơi đi, còn các hợp chất protid lẫn trong dầu thì bị đông vón và bị rơi xuống phần đáy của thiết bị chiên Thường thời gian đun nóng không quá một giờ Nếu dùng dầu tinh chế để chiên thì không cần qua quá trình này, chỉ cần nâng nhiệt độ của dầu đến mức cần đạt là có thể cho nguyên liệu vào chiên

▪ Chống hiện tượng làm hỏng dầu trong quá trình chiên là tiến hành thay đổi

dầu hay quay vòng dầu chiên Tốt nhất là dầu nên được thay 8 giờ một lần Hiển nhiên

là trong thực tế, dầu được thay dần dần trong quá trình chiên Bằng cách thay dầu thường xuyên chúng ta sẽ giữ được hương vị và độ tươi mới của chip khoai tây

- Thực hiện:

Sử dụng thiết bị chiên bề sâu liên tục

Nhiệt độ chiên đầu vào : 176-1900C

Nhiệt độ chiên ở cuối quá trình : 160-1700C

Lượng ẩm ban đầu của lát khoai tây : 60%

Lượng ẩm sau khi chiên : 2%

Lượng dầu thấm vào sản phẩm : 35%

j Tách dầu

- Mục đích: giảm lượng dầu béo thấm vào sản phẩm và làm nguội để chuẩn bị cho quá trình tiếp theo, đồng thời thu hồi lượng dầu, giảm tổn thất dầu giảm hàm lượng béo tránh những hư hỏng cho sản phẩm do sự biến đổi của dầu trong thời gian bảo quản

- Thực hiện: thiết bị dạng băng tải được làm bằng vật liệu thấm dầu, được đặt trong buồng kín có dòng khí nguội độ ẩm thấp để làm nguội sản phẩm sau khi chiên

- Tính chất sản phẩm sau quá trình khử dầu:

Màu sắc, kết cấu, độ ẩm, đường kính không bị ảnh hưởng bởi sự khử dầu Tuy nhiên, độ xốp bị ảnh hưởng nhiều bởi quá trình khử dầu Cụ thể, hàm lượng dầu trong sản phẩm cao sẽ làm cho độ xốp thấp

▪ Đầu ra :

+ Nhiệt độ : 600C + Hàm ẩm : 4%

+ Tổn thất : khoảng 20%

Gia vị : dạng khô hay dạng dầu được tẩm hương, huyền phù Huyền phù này làm từ một loại gia vị trộn với một chất mang ở dạng lỏng, vì không phải hầu hết gia

vị khô đều tan trong chất mang nên hỗn hợp này sẽ tạo thành dạng hai pha

l Đóng gói

- Mục đích:

Bảo quản: sản phẩm khỏi tiếp xúc với môi trường bên ngoài, giảm biến đổi sản phẩm

Hoàn thiện: là khâu cuối cùng trong quy trình sản xuất và cũng là khâu cuối cùng

để sản phẩm có mặt trên thị trường Bao bì đóng vai trò thông tin đến cho người tiêu dùng về sản phẩm

Thông thường chip khoai tây được đóng thành gói có khối lượng đa dạng phù hợp với mục đích và hoàn cảnh sử dụng tạo sự tiện dụng cho người tiêu dùng, đồng thời, bao bì tạo thuận tiện cho việc vận chuyển phân phối và bảo quản trong kho Là phương tiện quảng cáo nhanh nhất đến người tiêu dùng

- Thực hiện:

Hầu hết những thức ăn nhanh thì đều được bao gói trên những máy sử dụng những túi cấu tạo bởi nhiều lớp mỏng Sự lựa chọn vât liệu làm bao bì nên dựa trên sự suy tính về thời hạn sử dụng của sản phẩm Nếu hạn sử dụng dài (trên 10 tuần) thì đòi hỏi lớp bao bì chống thấm khí và ẩm Tất cả các bao bì phải được hàn kín và ghi mã Túi sản phẩm phải đầy và có thể sử dụng khí trơ (N2) cho vào đóng gói để kéo dài thời gian bảo quản và giữ được chất lượng của chip khoai tây khi lưu thông trên thị trường Sản phẩm sau khi qua bộ phận định lượng được đổ vào phễu để đi vào một ống kim loại hở hai đầu Vật liệu bao bì được định hình và hàn nhiệt tạo thành hình ống bao quanh ống kim loại Sau đó thiết bị sẽ hàn nhiệt phần đáy, đổ sản phẩm vào có thể kết hợp nạp thêm khi trơ và hàn nhiệt phần đỉnh Do vật liệu bao bì chuyển động liên tục nên đồng thời với việc hàn kín phần đỉnh của bao bì thứ nhất thì phần đáy của bao

bì thứ hai cũng được hàn kín

Sau khi đã được đóng gói thì quá trình kiểm tra cuối cùng là ở người đóng thùng để chắc chắn rằng những túi chip khoai tây đã kín Chip khoai tây được đóng thùng để tiện chuyên chở, lưu kho…