Đồ án công nghệ 1

Sản phẩm cà chua cô đặc được sản xuất, chế biến dựa trên quy trình truyền thống vẫn đạt được: • Chất lượng sản phẩm cao về màu sắc, mùi vị, độ cô đặc, các chỉ tiêu hoá lý, vi sinh theo t

Đồ án công nghệ I

Mục lục

Lời mở đầu

Trong những năm gần đây ngành công nghệ thực phẩm phát triển rất mạnh, với sự đa dạng và phong phú về nhiều loại sản phẩm Sự phát triển không chỉ thể hiện về mặt số lượng mà cả chất lượng Mặc dù hiện tại nền kinh tế toàn cầu đang khủng hoảng, nhưng không vì thế mà ngành công nghệ thực phẩm ngưng lại

Sản phẩm cô đặc xuất hiện từ hàng nghìn năm trước đây con người đã biết cách kéo dài thời hạn xử dụng các nguyên liệu bằng cách làm tăng nồng độ chất khô

và bổ sung thêm các phụ gia khác Theo thời gian công nghệ càng phát triển con người càng tiến bộ vượt bậc về công nghệ và chất lượng so với thời xưa Sản phẩm

cô đặc từ nguyên liệu là cà chua được dùng rất phổ biến đang rất có tiềm lực phát triển trên thế giới vì nó có những thuận lợi và giá trị dinh dưỡng cao

Sau đây tôi xin trình bày về mặt công nghệ và thiết bị của mặt hàng cà chua

Hạt: Hạt cà nhỏ, dẹp, nhiều lông, màu vàng sáng hoặc hơi tối Hạt nằm trong buồng chứa nhiều dịch bào kiềm hãm sự nảy mầm của hạt Trung bình có 50 - 350 hạt trong trái Trọng lượng 1000 hạt là 2,5 - 3,5g.

Đối với sức khỏe con người, cà chua đóng vai trò rất quan trọng, cung cấp lượng sinh tố C, chất đạm, chất xơ và nhiều nhất là Lycopene

Hiện nay cà chua được ăn tươi hoặc chế biến theo quy mô hộ gia đình hay công nghiệp rất nhiều

1.1.2 Phân loại cà chua

Dựa theo kích thước người ta chia thành các loại

Cà chua hồng Cà chua đỏ

Cà chua anh đào Cà chua tím

1.2 Thành phần hóa học của cà chua

1.2.1 Chất khô

Hàm lượng chất khô trong cà chua phụ thuộc vào nguyên liệu và điều kiện trồng trọt, chiếm khoảng 4 – 8% Trong thành phần chất khô bao gồm:

• Đường: 2 -5 %, phần lớn là glucoza, còn saccharose chiếm rất ít < 0,5%

• Tinh bột: Chỉ có ở dạng vết khoảng 0,07 – 0,26 % Trong quá trình chin, tinh bột sẽ chuyển thành đường

• Cellulose: Có nhiều trong quả xanh, càng chín thì hàm lượng càng giảm dần

1.2.2 Độ axit

Độ axit của cà chua chín trung bình khoảng 0,4% (theo axit malic) Độ axit hoạt động trong khoảng pH = 3,1 – 4,1 ngoài ra còn có axit citric và lượng nhỏ axit tatric

Khi còn xanh, axit ở dạng tự do Khi chín nó có dạng muối axit

1.2.3 Nitơ

Nitơ trong cà chua khoảng 1% Lúc còn xanh, nitơ ở dạng tự do, khi chín nó

bị phân hủy thành axit amin

Sắc tố cà chua

Cà chua chứa pectaza, khi càng chín enzyme này càng nhiều

1.3.1 Đặc điểm phát triển

Cà chua là loại cây thích khí hậu ấm áp Cà chua sợ rét và cũng sợ nóng Ở các tỉnh đồng bằng vào tháng 7, 8 cà chua có rất ít Còn ở các tỉnh miền núi vào tháng 11, 12 không có cà chua vì nhiệt độ thấp

Cà chua phát triển yêu cầu có ánh sáng đầy đủ Có đủ ánh sáng cây mới phát triển tốt, quả to, màu sắc lá tươi, phẩm chất quả ngon

Cà chua sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thích hợp là 22-26 oC Quá trình đồng hóa chất dinh dưỡng ở cà chua diễn ra mạnh mẽ ở nhiệt độ 20-22 oC

Nhiệt độ quá thấp hay quá cao đều gây trở ngại cho sự nảy mầm của phấn hoa Cà chua phát triển thích hợp ở chân đất nhẹ, pH thích hợp là 6-6,5

1.3.2 Quá trình chín của trái.

• Thời kỳ trái xanh: Trái và hạt phát triển chưa hoàn toàn, nếu đem dấm trái không chín, trái chưa có mùi vị, màu sắc đặc trưng của giống

• Thời kỳ chín xanh: Trái đã phát triển đầy đủ, trái có màu xanh sáng, keo xung quanh hạt được hình thành, trái chưa có màu hồng hay vàng nhưng nếu đem dấm trái thể hiện màu sắc vốn có

• Thời kỳ chín vàng: Phần đỉnh trái xuất hiện màu hồng, xung quanh cuống trái vẫn còn xanh, nếu sản phẩm cần chuyên chở đi xa nên thu hoạch lúc nay

để trái chín từ từ khi chuyên chở

• Thời kỳ chín đỏ: Trái xuất hiện màu sắc vốn có của giống, màu sắc thể hiện hoàn toàn, có thể thu hoạch để ăn tươi Hạt trong trái lúc nay phát triển đầy

Cà chua xanh rất mẫn cảm với lạnh ở nhiệt độ 100C nhiệt độ trong quả cà chua chin phải được giảm nhanh chóng từ khoảng 230C xuống đến 210C trong 8 đến

10 phút Hoặc ở 13 đến 15 phút đến nhiệt độ ở 15 0C bằng cách sử dụng nước lạnh 1-5 0C

Cà chua chin ít mẫn cảm với lạnh nên có thể bảo quản ở nhiệt độ 10-13 0C trong 4 ngày, sau đó cà chua vẫn có thể tiếp tục chin khi nhiệt độ tăng lên Cà chua

có màu hồng nhạt có thể bảo quản ở nhiệt độ 50C trong 4 ngày, sau đó tăng lên

13-150C từ 1 đến 4 ngày để hoàn thiện thời kỳ quả chin Quả chin dỏ thì có thể bảo quản ở nhiệt độ 2-50C trong 1 số ngày Những biến đổi sau đó là mất màu, giảm độ cứng, giảm hương vị Duy trì độ ẩm không khí trong quá trình bảo quản từ 85-90%

để tránh hiện tượng quả héo và nhăn nheo Muốn rút ngắn thời gian trong quá trình chin người ta cho cà chua xanh tiếp xúc với ethylene (CH4) từ 12 đến 18 giờ ở nhiệt

độ 200C Như vậy sẽ giảm được ½ thời gian so với cà chua bình thường Khi cần thì cũng có thể khống chế quá trình chin đến chậm cho đến khi bán sản phẩm bằng cách điều chỉnh khí trong kho Điều chỉnh khí CO2 va O2 trong kho là rất khó khăn

và phức tạp Người kỹ thuật viên phải điều chỉnh lượng CO2 và O2 nhanh chóng đặt đến mức tới hạn Nếu sự cân bằng có thể duy trì được cà chua thì điều chỉnh lượng O2 cơ bản ở mức thấp Còn đối với lượng CO2 cũng phải quan tâm điều chỉnh

Mặc dù vậy hầu hết trong thực tiễn đều bảo quản cà chua với mức 5% CO2

và 2,5% O2 ở nhiệt độ 120C khi tỷ lệ cơ bản CO2 là 10% và O2 là 2,5% mầm bệnh

sẽ không phát triển được trong môi trường có nhiều CO2 như vậy Để tăng hiệu quả phòng trừ bệnh hại thì điều chỉnh tỷ lệ CO2 là 2,5% và O2 là 2,5% là tốt Bảo quản trong điều kiện tự nhiên chọn những quả có khối lượng quả trung bình khi chin quả rắn chắn Chọn quả ở thời kỳ chin xanh thu hái quả về sắp xếp quả ở nơi thoáng mát (không được chất đống) để giảm nhiệt độ trong quả, giảm hô hấp Dùng vải mềm, giấy mềm lau chùi quả sạch, tách bỏ lá dài, không để lại vết nứt, rách Sau đó đưa quả lên dàn hoặc xếp quả vào khay gỗ, khay nhựa, những khya nhựa có thể chồng

lên nhau nhưng không cao quá khi bảo quản để giảm thiểu hiện tượng hao hụt khối lượng chất lượng

Sản phẩm cà chua cô đặc được sản xuất, chế biến dựa trên quy trình truyền thống vẫn đạt được:

• Chất lượng sản phẩm cao (về màu sắc, mùi vị, độ cô đặc, các chỉ tiêu hoá lý,

vi sinh theo tiêu chuẩn quốc tế)

• Thời gian thực hiện sản xuất, chế biến ngắn, tiêu tốn ít năng lượng Không đòi hỏi nhiều lao động, lao động có trình độ

• Thiết bị đơn giản mang tính linh hoạt, phù hợp với nhiều loại hình sản xuất theo nhu cầu thực tế

Chương 2 Chọn và thuyết minh dây chuyền công

nghệ sản xuất cà chua cô đặc

2.1 Dây chuyền công nghệ

Cà chua

Ghép nắpChọn và xử lý

Cho vào hộp

Sơ đồ 2.1: Dây chuyền công nghệ sản xuất cà chua cô đặc

2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất cà chua cô đặc

Nguyên liệu

Chọn cà còn tươi, màu đỏ sáng, không quá chín, không sâu bệnh,dập nát

2.2.1 Xử lý

Rửa cà trong nước sạch nhằm loại bỏ tạp chất, đất, cát Loại bỏ những quả

bị thối, không đủ quy cách chế biến

Độ cứng của nước rửa không được quá 20mg/l

Yêu cầu của quá trình rửa: Nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, không bị dập nát, các chất dinh dưỡng ít bị tổn thất, thời gian rửa ngắn và tốn ít nước

Thiết bị sử dụng máy rửa thổi khí

Dán nhãn, đóng thùngXát mịn

Bảo ôn

Ép, chà

Thanh trùng Chần,đun nóng

2.2.2 Chần, hấp, đun nóng nguyên liệu

1/ Mục đích

Vô hoạt enzyme pectinase để giữ cho sản phẩm không bị tách nước Bên cạch đó, enzyme oxy hoá cũng bị vô hoạt Ngoài ra, đun nóng làm cho cấu trúc mềm hơn nhằm tăng hiệu suất thu hồi dịch quả

Nhiệt độ đun nóng: 82 0C, trong thời gian 2 phút

2/ Các yều tố ảnh hưởng đến thời gian chần, hấp, đun nóng

Trong quá trình chần, hấp, đun nóng là: Loại nguyên liệu, kích thước nguyên liệu, nhiệt độ gia nhiệt, phương thức gia nhiệt

3/ Ảnh hưởng của quá trình chần, hấp đến chất lượng sản phẩm

• Về dinh dưỡng:

Trong quá trình chần, hấp, chất lượng sản phẩm giảm không nhiều Sự mất mát chất dinh dưỡng thường do hòa tan hơn là bị biến đổi Các chất khoáng, vitamin cũng như một số các cấu tử hòa tan bị hoà tan trong nước chần

Lượng các cấu tử hòa tan phụ thuộc vào các yếu tố sau:

1 Môi trường chất tải nhiệt (nước, hơi nước hay không khí nóng): quá trình hấp sẽ tổn thất chất hoà tan ít hơn chần, tuy nhiên cấu tạo thiết bị phức tạp và chi phí tốn kém hơn

2 Nhiệt độ, thời gian chần, hấp: nhiệt độ càng cao, thời gian càng dài, sẽ tổn thất dinh dưỡng càng nhiều

3 Nồng độ chất tan có trong nước chần: nước chần chứa nhiều chất hữu cơ, chất tan sẽ ít hòa tan vào nước hơn (Nếu chần trong môi trường có chứa sẵn chất tan, thì chất tan trong nguyên liệu ít hòa tan vào nước chần hơn) Có thể chần trong dung dịch đường hoặc muối

4 Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và nước chần: diện tích tiếp xúc càng lớn, tổn thất chất tan càng nhiều Loại củ và hạt ít tổn thất chất tan hơn rau

• Về màu sắc

Màu chlorophyl

Chlorophyl thường tồn tại ở 2 dạng: chlorophyl A và chlorophyl B Trong đó chlorophyl A tương đối nhạy cảm với nhiệt hơn chlorophyl B Chlorophyl biến đổi khi xử lý trong môi trường acid hoặc có oxy (chlorophyl có màu xanh biến đổi thành pheophytin có màu vàng xanh – vàng olive.

Các chất mùi thường hiện diện trong nguyên liệu là các hợp chất ester dễ bay hơi

Vì vậy, mùi vị giảm một ít sau khi chần, hấp

• Về cấu trúc

Một trong những mục đích của quá trình chần, hấp là làm mềm cấu trúc của rau quả, để tạo điều kiện dễ dàng khi cho vào bao bì hoặc tách vỏ, hạt ra khỏi thịt quả Tuy nhiên, đối với một số sản phẩm thì quá trình chần, hấp, làm mềm cấu trúc không mong muốn Mà một trong những nguyên nhân làm mềm cấu trúc là do protopectin biến thành pectin Vì vây, để duy trì độ cứng của sản phẩm, ta có thể

Thiết bị ép sử dụng là máy ép dùng khí nén vì cà chua là loại quả mềm nên ta có thể

sử dụng được

Thiết bị chà sử dụng là máy chà cánh đập loại một

2.2.4 Phối chế

Phối chế nghĩa là trộn lẫn hai hay nhiều thành phần riêng biệt vào với nhau

để nhận được sản phẩm cuối cùng có hương, vị, màu sắc thích hợp với sở trường của người tiêu thụ

Thành phần: Dịch quả sau chà, bột, muối, đường, bột ngọt

Bột: Có tác dụng tăng độ sệt của nước sauce, giảm vị chua của nguyên liệu làm tăng giá trị kinh tế Lượng bột sử dụng vừa phải, nếu quá nhiều sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm

Các gia vị khác có tác dụng điều vị, tăng giá trị cảm quan

Quá trình phối chế được thực hiện trong các thùng phối chế chuyên dùng có trang bị cánh khuấy để trộn đều

2.2.5 Cô đặc

1/ Khái quát

Cô đặc là làm bốc hơi nước của sản phẩm bằng cách đun sôi

Quá trình cô đặc được sử dụng nhiều trong công nghiệp đồ hộp để sản xuất cà chua

cô đặc, mứt, nước quả cô đặc, các loại soup khô, sữa đặc

2/ Mục đích

Cô đặc nhằm mục đích:

• Tăng nồng độ chất khô trong sản phẩm, làm tăng độ sinh năng lượng của thực phẩm.

• Kéo dài thời gian bảo quản (vì hạn chế vi sinh vật phát triển do ít nước, áp suất thẩm thấu cao)

• Giảm được khối lượng vận chuyển

3/ Thực hiện

Quá trình cô đặc được thực hiện trong điều kiện chân không với độ chân không khoảng 600-650 mmHg Trong điều kiện chân không nhiệt độ sôi của dung dịch rất thấp, khoảng 50-55oC Khi đó, cấu trúc pectin không bị phá vỡ nên giữ được độ sệt của nước sauce Ngoài ra các thành phần khác cũng ít bị biến đổi nhất

là Vitamin C Cô đặc đến độ khô nước sauce khoảng 13-15oBx

Sau khi cô đặc xong nước sauce cà chua ta tiến hành rót nước sốt vào hộp lúc nhiệt

độ còn nóng khoảng hơn 85oC Sau đó tiến hành ghép nắp

4/ Các yếu tố kỹ thuật của quá trình cô đặc

Quá trình cô đặc thực phẩm có 3 thông số cơ bản: nhiệt độ sôi, thời gian sản phẩm lưu lại trong thiết bị (thời gian cô đặc) và cường độ bốc hơi

a/ Nhiệt độ sôi

Khi tiến hành một quá trình cô đặc thực phẩm người ta đun nóng khối sản phẩm tới nhiệt độ sôi Nước trong sản phẩm bốc hơi cho đến khi nồng độ chất khô

đã đến nồng độ yêu cầu thì ngừng quá trình cô đặc và cho sản phẩm ra khỏi thiết bị

Nhiệt độ sôi của sản phẩm phụ thuộc áp suất hơi ở trên bề mặt, nồng độ chất khô và tính chất vật lý, hóa học của sản phẩm

Khi áp suất hơi trên bề mặt của sản phẩm càng thấp thì nhiệt độ sôi của sản phẩm càng thấp Vì vậy việc tạo độ chân không trong thiết bị cô đặc sẽ giảm được nhiệt độ sôi của sản phẩm Hay nói cách khác là điều chỉnh nhiệt độ sôi bằng cách thay đổi độ chân không

Khi nồng độ chất khô trong sản phẩm càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao Trong quá trình cô đặc, nồng độ chất khô tăng dần nên nhiệt độ sôi của sản phẩm cũng tăng

Nhiệt độ sôi thấp thì tính chất của thực phẩm ít bị biến đổi như sinh tố ít bị tổn thất, màu sắc ít bị biến đổi, mùi thơm cũng ít bị bay hơi Nhiệt độ sôi thấp còn làm giảm tốc độ ăn mòn và kéo dài thời gian bền của vật liệu làm thiết bị cô đặc.

b/ Thời gian cô đặc

Là thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị cô đặc cho sự bốc hơi nước

ra khỏi nguyên liệu để đạt đến độ khô yêu cầu

Thời gian cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị và cường

độ bốc hơi của sản phẩm Các thiết bị cho nguyên liệu vào, sản phẩm ra liên tục và sản phẩm có cường độ bốc hơi lớn thì thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị càng ngắn

c/ Cường độ bốc hơi

Cường độ bốc hơi của sản phẩm phụ thuộc cường độ trao đổi nhiệt giữa hơi nóng

và sản phẩm bốc hơi Cường độ trao đổi nhiệt được đặc trưng bằng hệ số truyền nhiệt của quá trình cô đặc Hệ số truyền nhiệt càng lớn, cường độ bốc hơi càng cao

5/ Biến đổi của thực phẩm trong quá trình cô đặc

b/ Biến đổi hóa học

Các loại đường trong rau quả, do chịu tác dụng của nhiệt độ cao ở bề mặt truyền nhiệt của thiết bị cô đặc, nên bị caramel hóa Hiện tượng caramel hóa tạo ra các sản phẩm có màu đen và vị đắng làm sản phẩm có chất lượng kém Ở nhiệt độ

95oC, đường khử có thể bị caramel hóa Ở nhiệt độ 160oC, quá trình caramel hóa xảy ra mạnh Ở 160oC, saccharose loại 1 phân tử nước tạo ra glucosan và fructosan

Ở 185 – 190oC, glucosan kết hợp với fructosan tạo thành isosaccharosan Tiếp tục, 2 phân tử isosaccharosan kết với nhau, loại 2 phân tử nước tạo thành caramelan

Caramelan lại kết hợp với isosaccharosan, loại 3 phân tử nước tạo thành caramelen Khi nhiệt độ tăng cao trên 200oC tạo thành caramelin (mất tính hòa tan) Sơ đồ phản ứng caramel hóa như sau:

Sơ đồ 2.2 Quá trình carmel hóa của đường saccharose

Hiện tượng xẫm màu còn do phản ứng giữa protein (nhóm –NH2) và đường khử (nhóm –CHO) tạo các melanoidin.Tinh bột sẽ bị hồ hóa Pectin bị phân hủy nên giảm tính tạo đông trong nấu mứtCác chất thơm và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bốc theo hơi nước làm giảm hương vị của sản phẩm.Hàm lượng vitamin trong sản phẩm giảm do tác dụng của nhiệt độ cao Do đó để tránh tổn thất vitamin, ta dùng thiết bị cô đặc chân không

2.2.6 Cho vào hộp

Bao bì đuợc sử dụng phải kiểm tra phẩm chất và rửa sạch

• Đối với bao bì kim loại trước khi cho sản phẩm vào hộp ta phải tiến hành rửa sạch bao bì bằng nước lã, nước nóng, khi cần có thể sử dụng dung dịch kiềm loãng hay nước xà phòng loãng để làm sạch tạp chất bụi bặm,… sau rồi sấy khô

• Đối với bao bì thủy tinh ta sát trùng bằng cách ngâm trong dung dịch CaOCl2

trong mười phút sau đó rửa sạch lại bằng nước nóng hay nước lã rồi sấy khô

2.2.7 Ghép nắp

Ghép nắp được tiến hành lúc còn nóng nhằm đuổi hết khí ra khỏi hộp tránh hiện tượng phồng hộp lúc tiệt trùng Ta ghép nắp xong rồi ta tiến hành hút chân không để tránh hiện tượng phồng hộp.

có thể dán bằng tay hay bằng máy Hiện nay ở các nước sản xuất đồ hộp phát triển người ta in đồ hộp ngay trên thân hộp, vừa làm cho hộp khỏi bị rỉ, bền, vừa có hình thức đẹp

2.2.10.2 Đóng thùng

Các đồ hộp nhỏ được đựng trong các thùng giấy carton, các đồ hộp lớn được đựng trong các thùng gỗ Để việc vận chuyển được thuận lợi và dễ dàng

Gỗ dùng để đóng thùng phải nhẹ, sạch, không mục nát, độ ẩm từ 12-18% Các