Thiết kế nhà máy chế biến rau quả gồm 2 mặt hàng puree chuối năng suất 1 5 tấn nguyên liệu giờ và bột cam năng suất 2 5 tấn sản phẩm ca

Tuy nhiên với ứng dụng rộng rãi, đa dạng của puree chuối và bột cam thì các nhà máy ra đời vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu đó, do đó em được giao đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến rau quả “P

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA HÓA

*

THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN RAU QUẢ: PUREE CHUỐI NĂNG SUẤT 1,5 TẤN NGUYÊN LIỆU/GIỜ VÀ BỘT CAM NĂNG SUẤT 2,5 TẤN SẢN PHẨM/CA

TÓM TẮT

Rau quả đóng vai trò vô cùng quan trọng đới với đời sống con người, đặc biệt quả chuối và quả cam rất phổ biến ở nước ta Vì vậy thiết kế nhà máy chế biến rau quả

“Puree chuối năng suất 1,5 tấn nguyên liệu/giờ và Bột cam năng suất 2,5 tấn sản

phẩm/ca” được tiến hành

Đồ án thiết kế nhà máy chế biến rau quả “Puree chuối năng suất 1,5 tấn nguyên liệu/giờ và Bột cam năng suất 2,5 tấn sản phẩm/ca” bao gồm 1 bản thuyết minh và 5 bản vẽ

- Bản thuyết minh bao gồm 9 chương:

+ Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật

+ Chương 7: Tính xây dựng và quy hoạch tổng mặt bằng

+ Chương 8: Kiểm tra sản xuất và kiểm tra chất lượng

+ Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp

- 5 bản vẽ A0 bao gồm:

+ Bản vẽ số 1: Sơ đồ kỹ thuật quy trình công nghệ

+ Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính

+ Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính

+ Bản vẽ số 4: Đường ống hơi – nước

+ Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy

Thiết kế nhà máy chế biến rau quả “Puree chuối năng suất 1,5 tấn nguyên liệu/giờ và Bột cam năng suất 2,5 tấn sản phẩm/ca” là thiết kế mới, có khả năng ứng dụng cao

Họ tên sinh viên: Võ Thị Hồng Phương Số thẻ sinh viên: 107130081

Lớp: 13H2A Khoa: Hóa Ngành: Công nghệ thực phẩm

1 Tên đề tài đồ án:

Thiết kế nhà máy chế biến rau quả “Puree chuối năng suất 1,5 tấn nguyên liệu/giờ và Bột cam năng suất 2,5 tấn sản phẩm/ca”

2 Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

Nguyên liệu: Qủa chuối và quả cam

Năng suất: Puree chuối năng suất 1,5 tấn nguyên liệu/giờ và Bột cam năng suất 2,5 tấn sản phẩm/ca

Sản phẩm: Puree chuối và Bột cam

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

CHƯƠNG 7: TÍNH XÂY DỰNG VÀ QUY HOẠCH TỔNG MẶT BẰNG

CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG

CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

5 Các bản vẽ, đồ thị:

BẢN VẼ SỐ 1: SƠ ĐỒ KỸ THUẬT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ (A0)

BẢN VẼ SỐ 2: MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0)

BẢN VẼ SỐ 3: MẶT CẮT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CHÍNH (A0)

BẢN VẼ SỐ 4: ĐƯỜNG ỐNG HƠI - NƯỚC (A0)

BẢN VẼ SỐ 5: TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY (A0)

6 Họ tên người hướng dẫn: ThS Trần Thế Truyền

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 22/01/2018

8 Ngày hoàn thành đồ án: …/…/2018

Đà Nẵng, ngày……tháng……năm 2018

PGS.TS Đặng Minh Nhật ThS Trần Thế Truyền

LỜI NÓI ĐẦU

Đề tài thiết kế nhà máy chế biến puree chuối và bột cam đã không còn xa lạ với ngành công nghệ thực phẩm Tuy nhiên với ứng dụng rộng rãi, đa dạng của puree chuối

và bột cam thì các nhà máy ra đời vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu đó, do đó em được giao

đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến rau quả “Puree chuối năng suất 1,5 tấn nguyên liệu/giờ

và Bột cam năng suất 2,5 tấn sản phẩm/ca” để mong rằng sẽ đáp ứng được phần nào nhu cầu ấy

Trong quá trình làm đồ án, em đã được sự giúp đỡ về kiến thức cũng như kinh nghiệm của các thầy cô trong ngành công nghệ thực phẩm Em xin cảm ơn các thầy cô đã giúp đỡ em hoàn thành tốt bài đồ án này, đặc biệt là em cảm ơn ThS Trần Thế Truyền, người đã hướng dẫn em làm bài đồ án một cách tận tình, chi tiết để em hiểu biết hơn về ngành chế biến rau quả, và có một cách nhìn tổng quan hơn về ngành thực phẩm Tuy nhiên trong quá trình làm do kiến thức em còn hạn hẹp, tư duy cũng như kinh nghiệm không cao nên không thể tránh khỏi sai sót và những vấn đề chưa hợp lý Mong rằng sẽ được sự chỉ bảo của quý thầy cô để bài đồ án của em được hoàn thiện hơn

CAM ĐOAN

Em xin cam đoan rằng đồ án này là do em tiến hành thực hiện Các số liệu, kết quả trong bài đồ án là trung thực Tài liệu tham khảo trong đồ án được trích dẫn đầy đủ và đúng quy định Mọi vi phạm quy chế nhà trường, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về

đồ án của mình

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực hiện

Võ Thị Hồng Phương

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU i

CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ viii

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT x

Trang MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 2

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 2

1.1 Sự cần thiết của đầu tư 2

1.2 Cơ sở thiết kế 2

1.2.1 Vị trí địa lí và đặc điểm thiên nhiên 2

1.2.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu 3

1.2.3 Nguồn cung cấp điện 3

1.2.4 Nguồn cung cấp nhiên liệu 3

1.2.5 Nguồn cung cấp nước 3

1.2.6 Nước thải 3

1.2.7 Nguồn nhân lực 4

1.2.8 Tiêu thụ sản phẩm 4

CHƯƠNG 2 5

TỔNG QUAN 5

2.1 Sản phẩm puree chuối 5

2.1.1 Giới thiệu chung về cây chuối 5

2.1.2 Thành phần hóa học của chuối 6

2.1.3 Các biển đổi xảy ra trong quá trình xử lý và bảo quản rau quả tươi 8

2.1.4 Chỉ tiêu chất lượng của quả chuối dùng làm nguyên liệu sản xuất pure chuối 10

2.1.5 Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm pure chuối 11

2.1.6 Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm pure chuối 11

2.1.7 Lựa chọn phương pháp thiết kế 11

2.2 Sản phẩm bột cam 14

2.2.1 Giới thiệu chung về cam 14

2.2.2 Thành phần hóa học của cam 14

2.2.3 Chỉ tiêu chất lượng của quả cam dùng làm nguyên liệu sản xuất bột cam 15

2.2.4 Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm bột cam 15

2.2.5 Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm bột cam 16

2.2.6 Lựa chọn phương pháp thiết kế 16

CHƯƠNG 3 20

LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 20

3.1 Quy trình công nghệ sản xuất pure chuối 20

3.1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 20

3.1.2 Thuyết minh quy trình 22

3.2 Quy trình công nghệ sản xuất bột cam 26

3.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 26

3.2.2 Thuyết minh quy trình 28

CHƯƠNG 4 33

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 33

4.1 Thời vụ của nguyên liệu, biểu đồ sản xuất của nhà máy 34

4.2 Mặt hàng pure chuối 35

4.2.1 Chuyển đổi năng suất của dây chuyền sản xuất pure chuối 35

4.2.2 Tính cân bằng vật liệu 35

4.2.3 Bảng tổng kết cân bằng vật liệu 37

4.3 Mặt hàng bột cam 37

4.3.1 Chuyển đổi năng suất của dây chuyền sản xuất bột cam 37

4.3.2 Tính cân bằng vật liệu 37

4.3.3 Bảng tổng kết cân bằng vật liệu 40

CHƯƠNG 5 41

TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 41

5.1 Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất puree chuối 41

5.1.1 Bể ngâm nguyên liệu sơ bộ 41

5.1.2 Băng chuyền lựa chọn, phân loại 41

5.1.3 Thùng chứa phế thải sau khi lựa chọn, phân loại 42

5.1.4 Thiết bị rửa sạch 43

5.1.5 Băng chuyền bóc vỏ, tước xơ 43

5.1.6 Thùng chứa vỏ chuối 44

5.1.7 Thiết bị xử lý hóa học 45

5.1.8 Thiết bị chà 46

5.1.9 Thiết bị đồng hóa 47

5.1.10 Thiết bị bài khí 47

5.1.11 Thiết bị thanh trùng 48

5.1.12 Thùng chờ rót vô trùng 49

5.1.13 Thiết bị chiết rót vô trùng 49

5.1.14 Thiết bị in date 50

5.1.15 Băng tải đóng thùng 50

5.1.16 Thùng chứa puree chuối sau chà, sau đồng hóa, sau bài khí 51

5.1.17 Tính chọn bơm 51

5.1.18 Gàu tải 52

5.2 Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất bột cam 53

5.2.1 Băng tải chọn lựa và phân loại 53

5.2.2 Thùng chứa phế thải sau khi lựa chọn, phân loại 54

5.2.3 Thiết bị rửa 55

5.2.4 Thiết bị chần 55

5.2.5 Thiết bị bóc vỏ, làm sạch 55

5.2.6 Thùng chứa vỏ cam 56

5.2.7 Thiết bị ép 57

5.2.8 Thiết bị lọc 57

5.2.9 Thiết bị gia nhiệt 58

5.2.10 Thiết bị cô đặc 59

5.2.11 Thiết bị phối trộn 59

5.2.12 Thiết bị sấy phun 60

5.2.13 Máy rây bột 60

5.2.14 Thiết bị bao gói 61

5.2.15 Thiết bị in date 61

5.2.16 Thùng chứa nước cam sau ép 61

5.2.17 Thùng chứa nước cam sau lọc 62

5.2.18 Thùng chứa nước cam sau gia nhiệt 62

5.2.19 Bơm nguyên liệu 62

5.2.20 Gàu tải 63

CHƯƠNG 6 64

TÍNH NHIỆT 64

6.1 Tính hơi 64

6.1.1 Lượng hơi cần thiết cho thiết bị đun nóng bài khí 64

6.1.2 Tính hơi cho thiết bị thanh trùng 65

6.1.3 Tính hơi cho thiết bị chần 65

6.1.4 Tính hơi cho thiết bị gia nhiệt 65

6.1.5 Tính hơi cho thiết bị cô đặc 65

6.1.6 Tính hơi cho thiết bị sấy phun 65

6.1.7 Năng suất sử dụng hơi 68

6.2 Tính nước 69

6.2.1 Cấp nước 69

6.2.2 Thoát nước 70

CHƯƠNG 7 72

TÍNH XÂY DỰNG VÀ QUY HOẠCH TỔNG MẶT BẰNG 72

7.1 Tính tổ chức 72

7.1.1 Sơ đồ tổ chức 72

7.1.2 Chế độ làm việc 73

7.1.3 Cơ cấu tổ chức 73

7.2 Tính xây dựng 75

7.2.1 Đặc điểm của khu đất xây dựng nhà máy 75

7.2.2 Các công trình xây dựng 75

7.2.3 Kho nguyên liệu 79

7.2.4 Kho thành phẩm 80

7.2.5 Kho vật liệu bao gói 81

7.2.6 Trạm biến áp 81

7.2.7 Phân xưởng cơ điện 81

7.2.8 Nhà đặt máy phát điện 82

7.2.9 Nhà nồi hơi 82

7.2.10 Kho hóa chất, nhiên liệu, kho nhớt 82

7.2.11 Kho phế liệu khô và ướt 82

7.2.12 Khu cung cấp nước và xử lí nước cho sản xuất 82

7.2.13 Khu xử lí nước thải 82

7.2.14 Tháp nước 83

7.2.15 Kho chứa phụ gia 83

7.2.16 Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa 83

7.2.17 Khu đất mở rộng 84

7.2.18 Nhà để xe 84

7.2.19 Gara ôtô 84

7.2.20 Nhà cân 84

7.3 Tính khu đất xây dựng nhà máy 85

7.3.1 Diện tích khu đất 85

7.3.2 Tính hệ số sử dụng Ksd 86

CHƯƠNG 8 86

KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG 86

8.1 Kiểm tra, đánh giá chất lượng của nguyên liệu đưa vào sản xuất 87

8.1.1 Kiểm tra nguyên liệu chuối 87

8.1.2 Kiểm tra nguyên liệu cam 87

8.2 Kiểm tra các công đoạn trong quá trình sản xuất 87

8.2.1 Dây chuyền sản xuất puree chuối 87

8.2.2 Dây chuyền sản xuất bột cam 88

CHƯƠNG 9 90

AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 90

9.1 An toàn lao động 90

9.2 Vệ sinh công nghiệp 91

9.2.1 Yêu cầu vệ sinh cá nhân của công nhân 92

9.2.2 Yêu cầu vệ sinh máy móc, thiết bị, dụng cụ làm việc, cấp – thoát nước 92

9.3 Phòng chống cháy nổ 93

KẾT LUẬN 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

BẢNG 2.1 Đặc điểm công nghệ của một số loại chuối

BẢNG 2.2 Thành phần hóa học của một số giống chuối

BẢNG 2.3 Thành phần hóa học của cam

BẢNG 4.1 Bảng thời vụ nguyên liệu nhà máy

BẢNG 4.2 Bảng nhập liệu của nhà máy

BẢNG 4.3 Bảng biểu đồ sản xuất của nhà máy

BẢNG 4.4 Biểu đồ làm việc của nhà máy

BẢNG 4.5 Mức hao hụt ở các công đoạn tính theo % so với khối lượng BẢNG 4.6 Bảng tổng kết cân bằng vật liệu

BẢNG 4.7 Mức hao hụt ở các công đoạn tính theo % so với khối lượng BẢNG 4.8 Bảng tổng kết cân bằng vật liệu

BẢNG 5.1 Bảng tổng hợp thiết bị dây chuyền sản xuất puree chuối BẢNG 5.2 Bảng tổng hợp thiết bị dây chuyền sản xuất bột cam

BẢNG 6.1 Thống kê năng suất sử dụng hơi của các thiệt bị

BẢNG 6.2 Thông số kỹ thuật của nồi hơi

BẢNG 7.1 Nhân lực trực tiếp tham gia sản xuất trong phân xưởng BẢNG 7.2 Nhân lực phụ trong phân xưởng

BẢNG 7.3 Tổng kết các công trình xây dựng toàn nhà máy

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

có tác dụng giải các độc tố phát sinh trong quá trình tiêu hóa thức ăn và có tác dụng chống táo bón… Do vậy, trong chế độ dinh dưỡng của con người, rau quả không thể thiếu và ngày càng quan trọng

Theo FAO nhu cầu tiêu thụ rau quả trên thị trường thế giới tăng khoảng 3,6%/năm trong khi khả năng tăng trưởng sản xuất chỉ 2,6%/năm có nghĩa là cung chưa đủ cầu Các nước có xu hướng phát triển công nghiệp thì nhu cầu nhập nội rau quả ngày càng tăng, đời sống nhân dân càng nâng cao thì nhu cầu rau quả tươi ngày càng lớn, giá cả ngày càng cao

Khảo sát thị trường rau quả đóng hộp Việt Nam và thế giới, trong đó có các sản phẩm đồ hộp rau quả nghiền và bột rau quả đang rất được ưa chuộng ở các nước khác Ở Việt Nam, các sản phẩm tiện dụng như puree, bột trái cây 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 nguyên liệu cho một số loại thực phẩm khác như: bánh, kẹo,…

Xuất phát từ tình hình thực tế là nước ta rất dồi dào nguyên liệu chuối và cam cũng như nhu cầu thị trường về các sản phẩm của nó nên việc thiết kế nhà máy chế biến rau quả “Puree chuối năng suất 1,5 tấn nguyên liệu/giờ và Bột cam năng suất 2,5 tấn sản phẩm/ca” là rất cần thiết

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1 Sự cần thiết của đầu tư

Với điều kiện thuận lợi về khí hậu nhiệt đới, Việt Nam có rất nhiều loại trái cây đa dạng, có chất lượng tốt phục vụ thị trường trong nước và xuất khẩu Tuy nhiên, đa số nông dân và các cơ sở sản xuất, thu mua đều thu hoạch và mua bán rau quả theo tập quán, không có quy trình bảo quản sau thu hoạch Điều này gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng sản phẩm, làm hạn chế khả năng xuất khẩu của trái cây Việt Nam Hơn nữa do kĩ thuật bảo quản rau quả tươi ở nước ta còn nhiều hạn chế vì vậy lượng rau quả hao hụt là rất lớn

Để khắc phục tình trạng trên, đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu nước ngoài, đa dạng hoá sản phẩm, nhận thấy việc xây dựng nhà máy sản xuất rau quả với hai sản phẩm chính là puree chuối và bột cam là hợp lý, có khả năng thu hồi lãi cao và là giải pháp làm tăng giá trị cho nông sản

Qua nghiên cứu, khảo sát nguồn cung ứng nguyên liệu thì việc đặt nhà máy tại Vĩnh Long là hợp lý do tại đây nguồn nguyên liệu cam dồi dào Mặt khác, việc vận chuyển nguyên liệu cam từ các tỉnh lân cận như: Cần Thơ, Tiền Giang,…; chuối từ các tỉnh Tây Nguyên như: Đăk Lăk, Đăk Nông, Kon Tum, và các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long như: Long An, Đồng Tháp, An Giang, Tiền Giang, Bến Tre,…dễ dàng, giao thông thuận tiện

lý tương đối thuận lợi như: Cách thành phố Vĩnh Long 10km, cách cảng Bình Minh trong

KCN Bình Minh 20km, Cảng Vĩnh Long 10km, cách cảng Cần Thơ 35km và thành phố

Hồ Chí Minh 140km

1.2.1.2 Đặc điểm thiên nhiên

Hướng gió chủ đạo: Tây Nam – Đông Bắc

Lượng mưa trung bình hằng năm: 1400–1450mm

Độ ẩm không khí bình quân hằng năm: 79,8%

1.2.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Nguồn nguyên liệu cam được thu nhận chủ yếu từ các tỉnh phía Nam như: Vĩnh Long, Tiền Giang, Cần Thơ,…; các tỉnh Bắc Bộ như: Hà Giang, Tuyên Quang, Yên Bái,…; các tỉnh Bắc Trung Bộ như: Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình,…

Nguồn nguyên liệu chuối được thu mua chủ yếu từ các tỉnh Đồng Bằng sông Cửu Long như: Long An, Đồng Tháp, An Giang, Tiền Giang, Bến Tre,…và các tỉnh Tây Nguyên như : Đắk Lắk, Đắk Nông,…

1.2.3 Nguồn cung cấp điện

Điện được sử dụng để chạy động cơ, thiết bị và chiếu sáng Nhà máy sử dụng điện lưới Quốc gia có dọc theo quốc lộ 1A Ngoài ra nhà máy cũng dự trữ thêm máy phát

điện dự phòng

1.2.4 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Nhà máy sử dụng hơi đốt cung cấp từ lò hơi riêng của nhà máy Lò hơi sử dụng nhiên liệu là dầu FO, dầu DO, Các loại này được cung cấp từ các trạm xăng dầu của tỉnh

1.2.5 Nguồn cung cấp nước

Nguồn nước là một trong những yếu tố quan trong nhất cho sản xuất thực phẩm

Để đáp ứng được điều đó nhà máy sử dụng nguồn nước từ mạng lưới nước do công ty cấp

nước Vĩnh Long cung cấp đã qua hệ thống xử lí nước.

1.2.6 Nước thải

Nước thải nhà máy sau khi xử lí được đưa ra hệ thống xử lí nước thải riêng của nhà máy, sau đó đến khu xử lí nước thải chung của khu công nghiệp và được thải ra ngoài đúng nơi quy định

1.2.7 Nguồn nhân lực

Nhà máy tuyển lao động ở tại Vĩnh Long và các địa phương lân cận Công nhân được tuyển phần lớn có trình độ học vấn lớp 9–12, khi học qua khóa đào tạo vận hành thiết bị và mọi hoạt động khác, chắc chắn sẽ được đội ngũ công nhân lành nghề, đảm bảo cho nhà máy hoạt động tốt

Đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật và quản lý: Nhà máy sẽ tiếp nhận các kỹ thuật của các trường đại học trên toàn quốc Đây là lực lượng nòng cốt của nhà máy, được đào tạo cơ bản, dễ dàng nắm bắt được các tiến bộ của các thành tựu khoa học kỹ thuật mới của các nước tiên tiến trên thế giới, góp phần cải tiến kỹ thuật, công nghệ của nhà máy

1.2.8 Tiêu thụ sản phẩm

Sản phẩm được đưa ra thị trường trong nước và có thể xuất khẩu ra nước ngoài, ngoài ra còn cung ứng cho các công ty thực phẩm tạo ra các sản phẩm đồ hộp khác và nhà máy chế biến bánh kẹo

Qua việc khảo sát tình hình ở trên, em quyết định chọn địa điểm khu công nghiệp Hoà Phú, Vĩnh Long để xây dựng nhà máy Các điều kiện trên cho phép giảm bớt chi phí đầu tư, đảm bảo sự hoạt động liên tục, giảm được giá thành sản phẩm, mang lại hiệu quả kinh tế cao Việc xây dựng nhà máy sản xuất rau quả với hai sản phẩm chính là sản phẩm puree chuối với năng suất 1,5 tấn nguyên liệu/giờ và bột cam với năng suất 2,5 tấn sản phẩm/ca là hoàn toàn có tính khả thi

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1 Sản phẩm puree chuối

2.1.1 Giới thiệu chung về cây chuối

Cây chuối thuộc bộ Scitaminales, họ

Musaceae, họ phụ Musoidae Chuối có thể dùng ăn

tươi thuộc nhóm Musa sapientum Chuối là cây nhiệt

đới, được trồng khắp Ấn Độ, Nam Trung Quốc, Việt

Nam… Các loài chuối hoang dại được tìm thấy rất

nhiều ở các nước Đông Nam Á, do đó có thể cho

rằng nơi đây là quê hương của chúng

Chuối bao gồm các bộ phận:

- Rễ: Thuộc loại rễ chùm Gồm rễ ngang hút nước,

dinh dưỡng nuôi cây và rễ thẳng có tác dụng giữ

vững cây

- Thân chuối có 2 loại: Thân thật và thân giả Vì cây

mọc lên cao, thẳng, và hơi vững, nó thường bị lầm lẫn Hình 2.1 Cây chuối [3] với thân cây thật nằm bên dưới mặt đất Thân giả của một số loài có thể cao tới 2-8 m, với lá kéo dài 3,5 m Mỗi thân giả ra một buồng chuối, sau đó chết đi và thay bằng buồng giả mới

- Lá vảy bao bọc mầm chuối, tiếp đó mọc ra lá dài và hẹp gọi là lá kiếm, mọc tiếp nữa là

lá thật và đến khi mầm hoa phân hóa thì mọc ra một lá chót có tác dụng che chở buồng chuối

- Hoa chuối: Cây chuối con sau khi mọc 8-10 tháng bắt đầu hình thành mầm hoa, sau đó một tháng bắt đầu trổ buồng Hoa chuối thuộc loại hoa chùm gồm ba loại: Hoa cái, hoa lưỡng tính và hoa đực Trong đó hoa cái phát triển thành trái được, nó tập trung ở phía gốc cuống buồng, phần này dài nhất Loại hoa này nở ra trước tiên, nhị cái phát triển, nhị đực thái hóa

- Trái chuối: Trong sản xuất pure chuối người ta sử dụng chuối tiêu, ngoài ra còn sử dụng chuối bom Bảng 1.1 nêu một số kích thước và đặc điểm công nghệ của một số loại chuối

Bảng 2.1 Đặc điểm công nghệ của một số loại chuối 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

[10] Chuối có thể coi là một trong những cây trồng phổ biến nhất thế giới, xếp thứ hai sau họ cam quýt, sản lượng chiếm 16% tổng sản lượng trái cây toàn cầu [10]

2.1.2 Thành phần hóa học của chuối

Chuối là loại trái giàu dinh dưỡng Chuối chín chứa 70-80% nước, 20-30% chất khô, chủ yếu là đường, trong đó đường khử chiếm 55% Hàm lượng lipid thấp từ 0,1-0,2% Hàm lượng protein thấp từ 1-1,8%, gồm 17 loại acid amin, chủ yếu là histidin Acid hữu cơ trong chuối khoảng 0,2%, chủ yếu là acid malic và acid oxalic, nên chuối có độ chua dịu Chuối chứa ít vitamin nhưng hàm lượng cân đối, ngoài ra còn có muối khoáng, pectin, hợp chất polyphenol Tuy hàm lượng polyphenol thấp nhưng hoạt lực của các enzim oxi hóa oxidaza, polyphenoloxidaza… mạnh nên các hợp chất này bị oxi hóa mạnh Do phản ứng enzim và phi enzim mạnh nên trong quá trình tồn trữ, chế biến thì các hợp chất màu được tạo ra làm sản phẩm biến màu và có cường độ tăng theo thời gian

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của một số giống chuối Thành phần

hóa học (%)

Chuối ngự Nam Định

Chuối tiêu Phú Thọ

Chuối tiêu Hải Dương

Chuối bom Đồng Nai

Chuối sứ Đồng Tháp

Hợp chất glucid sinh năng lượng nên làm tăng giá trị dinh dưỡng

Đối với các polysaccharide như pectin, giá trị sinh học đối với cơ thể là khả năng

hỗ trợ quá trình tiêu hóa, hạn chế các bệnh lý về đường tiêu hóa

Ngoài ra các hợp chất glucid còn tham gia cấu tạo nên các hợp chất glycoside đóng vai trò rất quan trọng trong phòng và chữa bệnh

* Protein

Protein trong quả chủ yếu là các enzyme Đây là nguyên nhân chính gây ra các hiện tượng không mong muốn, điển hình là sự biến màu của dịch chiết chuối từ màu trong sang nâu thẫm

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

Xử lý nhiệt trong quá trình xử lý nguyên liệu mục đích là để vô hoạt các enzyme bất lợi (như polyphenoloxydase gây biến màu sẫm) thông qua quá trình chần hấp

* Các axit

Các acid hữu cơ có trong chuối đóng vai trò tạo vị, có thể bổ sung thêm acid nhằm đạt được độ đường/acid cần thiết trong nước quả và giúp chống oxy hoá Các acid hiện diện trong chuối là acid malic, citric, oxalic và tartaric Độ pH của chuối vào khoảng 4,5÷5,2

* Khoáng chất

Khoáng chất trong chuối có nhiều ứng dụng quan trọng trong y học Ngoài một số thành phần như Calcium, K, P, trong chuối còn có Mg, Na, các clorua, phosphat, lưu huỳnh cũng như các vitamin thiết yếu

Xét về mặt dinh dưỡng, chuối có giá trị hơn cả khoai tây và tương đương với thịt,

cứ 100g có thể cho 100 calo và dễ tiêu hoá [10]

2.1.3 Các biển đổi xảy ra trong quá trình xử lý và bảo quản rau quả tươi

2.1.3.1 Biến đổi vật lý

* Sự bay hơi nước

Phụ thuộc vào độ ẩm của không khí trong môi trường bảo quản với sự chênh lệch

về áp suất hơi nước trên bề mặt sản phẩm và áp suất hơi nước trong không khí càng lớn thì sự thoát hơi nước càng nhanh

* Sự giảm khối lượng tự nhiên

Là sự giảm khối lượng của rau quả do bay hơi nước và tiêu tốn các chất hữu cơ trong khi hô hấp Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Loại và giống, vùng khí hậu trồng, phương pháp và điều kiện bảo quản trong năm, thời hạn bảo quản, mức độ xay xát của rau quả

* Sự sinh nhiệt

Tất cả nhiệt sinh ra trong rau quả tươi khi bảo quản là do sự hô hấp 2/3 lượng nhiệt này tỏa ra môi trường xung quanh, còn 1/3 được dùng cho các quá trình trao đổi bên trong tế bào và một số quá trình khác

2.1.3.2 Biến đổi sinh lý

* Hô hấp

Hô hấp là quá trình sinh lý được duy trì từ dầu đến cuối quá trình công nghệ sau thu hoạch Trong điều kiện có khí oxi, trong rau xảy ra quá trình hô hấp hiếu khí:

C6H112O6 + 6O2 = 6CO2 + H2O +674 kcal

Sản phẩm của hô hấp hiếu khí là khí cacbonic, nước và nhiệt Nếu bảo quản rau trong thùng kín hoặc túi chất dẻo hàn kín miệng thì hơi nước tích lũy lại đọng trên bề mặt sản phẩm và bao bì, nhiệt tích lũy lại làm cho sản phẩm nóng lên, đồng thời làm lượng khí CO2 tăng lên trong lúc hàm lượng khí oxi giảm đi Tình trạng ẩm và nóng rất có lợi cho sự phát triển của vi sinh vật, dẫn đến hư hỏng rau quả, làm mất giá trị hàng hóa Sự thiếu hụt oxi làm chậm lại quá trình hô hấp hiếu khí nhưng lại thúc đẩy sự hô hấp yếm khí

Các yêú tố ảnh hưởng đến quá trình hô hấp như: Giống, trạng thaí vật lý của rau quả, độ già chín, thành phần khí quyển xung quanh, nhiệt độ môi trường,…

* Rối loạn sinh lý

Rối loạn hô hấp: Thành phần và nồng độ của chất khí trong khí quyển bảo quản không thích hợp sẽ dẫn đến rối loạn hô hấp của rau quả

Hàm lượng CO2 quá cao cũng gây tổn thương cho một số loại rau quả trong bảo quản

2.1.3.3 Biến đổi hóa sinh

* Nước

Hàm lượng nước trong quả ảnh hưởng lớn đến chất lượng, khả năng bảo quản

Sự thoát hơi nước là nguyên nhân chủ yếu:

- Làm giảm khối lượng rau quả

- Ảnh hưởng xấu đến quá trình trao đổi chất

- Giảm tính trương nguyên sinh, gây

* Glucid

Đường: Trong quá trình bảo quản rau quả, các loại đường đa dần dần bị thủy

phân tạo thành đường đơn Sau đó các đường đơn này tham gia vào quá trình hô hấp để tạo năng lượng duy trì sự sống của rau quả Chính vì vậy, đường tiêu hao rất lớn trong quá trình bảo quản rau quả tươi

Tinh bột: Dưới tác dụng của một số enzyme tinh bột trong rau quả sẽ bị thủy

phân thành đường glucose

Cellulose và Hemicellulose bị thủy phân trong môi trường acid hoặc dưới tác

động của enzyme cellulose Tuy nhiên, hàm lượng enzyme cellulase tương đối thấp trong các sản phẩm sau thu hoạch nên có rất ít sự biến đổi

Pectin: Trong quá trình bảo quản, một thời gian sau, quả thường chuyển từ trạng

thái cứng sang trạng thái mềm là do sự thủy phân protopectin thành các pectin hòa tan và

sự phá vỡ liên kết giữa hợp chất pectin với các thành phần khác của thành tế bào

Lipid: Dạng lipid phổ biến trong rau quả là dạng dự trữ Nhìn chung, trong bảo

quản rau quả lipid ít ảnh hưởng do hàm lượng của nó trong rau quả khá thấp và nó không phải là nguồn cơ chất sử dụng trong quá trình hô hấp của quả

Sắc tố: Các chất màu thay đổi rõ rệt nhất trong quá trình chín Sự tổng hợp sắc tố

cũng diễn ra theo hai chiều hướng có lợi hoặc không có lợi

Vitamin: Trong quá trình chín và bảo quản rau quả, hàm lượng vitamin có

khuynh hướng giảm và làm giảm giá trị dinh dưỡng của quả

2.1.3.4 Biến đổi sinh học

Vi sinh vật gây hư hại cho rau quả sau thu hoạch nói chung và trong bảo quản nói riêng Thường là các loại nấm Nó làm giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng hoàn toàn, làm mất mùi thơm và mùi vị đặc trưng của rau quả, tạo ra những mùi vị khó chịu và làm giảm đáng kể hàm lượng các chất khoáng vitamin [10]

2.1.4 Chỉ tiêu chất lượng của quả chuối dùng làm nguyên liệu sản xuất pure chuối

Để sản phẩm pure chuối có chất lượng tốt thì quả chuối phải được thu hoạch lúc còn xanh và được giấm chín tại nhà máy

Đối với sản phẩm pure chuối, sau khi giấm chín quả phải là quả chín hoàn toàn với hàm lượng đường lớn hơn hoặc bằng 19,5%, nếu không sản phẩm cuối sẽ bị dai và thiếu hương vị Tuy nhiên nếu quả chín quá sản phẩm sẽ dính và tối màu Như vậy chuối nguyên liệu phải chín vàng đều nhưng còn cứng

Tiêu chí khác để đánh giá độ chín là beta-caroten và sự suy giảm hàm lượng đường, cả hai đều tăng dần theo độ chín còn độ pH giảm dần Thông thường các chỉ số đó là 2000Mg/100g, nhỏ hơn 1,5% và lớn hơn 5,8 Nếu hàm lượng đường lớn hơn 1,5% sẽ có màu nâu

Việc loại bỏ tạp chất trước khi chế biến là rất quan trọng thường được tiến hành nhờ việc rửa và kiểm trên băng tải để đồng thời loại bỏ các quả kém chất lượng [8]

2.1.5 Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm pure chuối

Chuối chín bao gồm nhiều chất bột, chất đạm, chất xơ, sinh tố và khoáng chất Đặc biệt, chuối có hàm lượng potassium rất cao và cả 10 loại axít amin thiết yếu của cơ thể Do đó, chuối đặc biệt thích hợp để bổ sung khẩu phần dinh dưỡng cho trẻ em và người già

Ăn chuối chín có thể làm hạ áp huyết mà không sợ xảy ra những phản ứng phụ Chuối còn là một nguồn thực phẩm bổ sung rất tốt cho những vận động viên và những người làm việc nặng nhọc, do đường glucose trong chuối được hấp thụ nhanh vào máu có thể bổ sung tức thì lượng đường bị hao hụt giúp vận động viên phục hồi sau khi vận động mệt mỏi [5]

2.1.6 Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm pure chuối

Puree quả có giá trị về mặt dinh dưỡng cao Tiêu chuẩn về puree chuối:

- Tổng chất rắn hòa tan: 20% ở 200C

- Hàm lượng SO2: 0,06 ÷ 0,12%

- pH = 4,2 ÷ 4,8

- Mùi: Hương thơm đặc trưng của sản phẩm puree

chuối (ngọt, hơi chua, mùi thơm tự nhiên của quả

nấu giống quả đào, không lẫn mùi lạ)

- Màu: Trắng kem

- Thời gian bảo quản: 18 tháng ở điều kiện thường,

tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời [8]

Thông thường có các phương pháp bài khí:

- Bài khí bằng nhiệt: Nâng nhiệt trước khi bài khí Phương pháp này còn kết hợp với việc diệt men và diệt vi khuẩn sơ bộ

- Bài khí bằng chân không: Người ta dùng bơm chân không để hút không khí ra khỏi hộp trong một phòng của máy ghép kín Bài khí bằng chân không 0,8–0,86 atm Phương pháp này đơn giản và dễ sử dụng nhưng nó có một số nhược điểm khi áp dụng đối với loại đồ hộp này hiệu quả bài khí chỉ đạt 85,5% Vì vậy không loại được hết không khí trong mô

sẽ dễ dàng gây hiện tượng giãn nở chân không và hấp thụ chân không

- Ngoài các phương pháp trên, người ta còn tiến hành bài khí bằng phun hơi Dùng hơi nước nóng phun vào khoảng không gian trong đồ hộp, trước khi ghép kín, hơi nước đẩy không khí ra ngoài Sau khi ghép kín và làm nguội, hơi nước đó ngưng tụ và tạo độ chân không trong hộp Phương pháp này chỉ áp dụng cho loại đồ hộp lỏng, còn các sản phẩm đặc thì sẽ làm xấu hình thức trên mặt của sản phẩm

Vì vậy trong sản xuất pure chuối ta sẽ chọn phương pháp bài khí bằng nhiệt [4]

2.1.7.2 Đồng hóa

Mục đích chính của quá trình đồng hóa làm nhỏ kích thước của nguyên liệu để ổn

định hệ nhũ tương

Có 2 phương pháp đồng hóa thường gặp:

- Đồng hóa bằng phương pháp khuấy trộn: Sử dụng cánh khuấy để đồng hóa hệ nhũ tương

là phương pháp đơn giản nhất Trong quá trình hoạt động các hạt của pha phân tán va đập vào cánh khuấy và sẽ bị giảm kích thước.Tuy nhiên hiệu quả đồng hóa không cao, chỉ áp dụng để chuẩn bị sơ bộ hệ nhũ tương

- Đồng hóa bằng phương pháp sử dụng áp lực cao: Các hạt của pha phân tán sẽ bị phá vỡ

và giảm kích thước khi ta bơm hệ nhũ tương qua khe hẹp với tốc độ cao Do khe hẹp có tiết diện nhỏ dần, tốc độ chuyển động của hệ nhũ tương sẽ tiếp tục tăng cao khi chuyển qua khe hẹp Gía trị cao nhất của tốc độ dòng sẽ phụ thuộc vào áp lực bơm hệ nhũ tương đến khe hẹp Người ta giải thích cơ chế của phương pháp đồng hóa áp lực cao theo những nguyên lý sau:

+ Nguyên lý chảy rối: Khi hệ nhũ tương được bơm với tốc độ cao đến khe hẹp, nhiều dòng chảy rối với vi lốc xoáy sẽ xuất hiện Tốc độ bơm càng lớn thì số dòng chảy rối sẽ xuất hiện càng nhiều và kích thước các vi lốc xoáy càng nhỏ Chúng sẽ va đập vào các hạt của pha phân tán và làm cho các hạt này bị vỡ ra Dựa trên cơ sở của nguyên lý này, chúng ta có thể giải thích được sự ảnh hưởng của áp lực đồng hóa đến hiệu quả của quá trình

+ Nguyên lý xâm thực khí: Hệ nhũ tương được bơm đến khe hẹp với tốc độ cao sẽ làm xuất hiện các bong bóng hơi trong hệ Chúng sẽ va đập vào các hạt của pha phân tán và làm vỡ hạt Theo nguyên lý này, sự đồng hóa chỉ diễn ra khi hệ nhũ tương rời khỏi khe hẹp, do đó đối áp giữ vai trò quan trọng và sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả đồng hóa Tuy nhiên sự đồng hóa vẫn xảy ra mà không cần có hiện tượng xuất hiện các bong bóng khí nhưng hiệu quả quá trình sẽ thấp

Hiện nay phương pháp đồng hóa bằng áp lực cao đang được sử dụng rộng rãi và trong dây chuyền sản xuất pure chuối ta cũng chọn phương pháp này [7]

2.1.7.3 Phương pháp bảo quản

Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm puree chuối sau khi chế biến thì có các phương pháp bảo quản sau:

- Bảo quản bằng thanh trùng trong bao bì: Đun nóng nước quả đã đóng hộp

- Bảo quản bằng phương pháp rót nóng: Đun nóng nước quả dến 90÷950C trong 30÷40 giây rồi rót vào bao bì và ghép mí ngay Nhưng hương vị và màu sắc của sản phẩm bị giảm

- Bảo quản bằng phương pháp vô trùng (ngoài bao bì): Đun nóng nước quả rồi làm nguội ngay xuống 35÷500C và rót ngay vào bao bì trong điều kiện vô trùng, kín Mặc dù phương pháp này tốn chi phí hơn so với thanh trùng trong bao bì nhưng khi thanh trùng ngoài bao bì thì chế độ nhiệt đơn giản hơn vì không sợ biến dạng của hộp ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và nhà máy của em đủ chi phí để thực hiện phương pháp này

- Bảo quản bằng khí cacbonic: Vì khí cacbonic ức chế hoạt động vi sinh vật và một số enzim Do đó, bảo quản rau quả bằng cách cho bão hòa cacbonic (nồng độ khí cacbonic là 1,5%) Độ hòa tan khí cacbonic còn phụ thuộc vào áp suất khí (trên bề mặt quả) và nhiệt

độ nước quả Phương pháp này không thuận tiện bằng các phương pháp bảo quản nhiệt Với ưu nhược điểm của các phương pháp bảo quản như em đã phân tích ở trên thì

em sẽ chọn phương pháp thanh trùng ngoài bao bì

Phương pháp bảo quản bằng thanh trùng ngoài bao bì được phân loại theo phương thức làm việc thì có liên tục và gián đoạn Với hệ thống phương pháp thanh trùng liên tục

có nhiều ưu điểm hơn so với gián đoạn vì:

+ Hiệu suất cao

+ Phù hợp với năng suất nhà máy lớn

+ Cơ giới hóa, tự động hóa thiết bị

+ Để vệ sinh, sữa chữa

+ Làm việc điều kiện áp suất không cao

2.2.1 Giới thiệu chung về cam

Cam (danh pháp khoa học là citrus) là loại

cây ăn quả cùng họ với bưởi, nó có quả nhỏ hơn

bưởi, vỏ mỏng Cây cam được biết đến rất lâu, từ

khoảng 2200 TCN Cam được trồng phổ biến ở Ấn

Độ, sau đó lan rộng về phía đông và đến cả vùng

Đông Nam Á Vào khoảng thế kỉ thứ 3 TCN, cây

cam được đem đến Châu Âu và lan rộng ra vùng

Địa trung Hải Ngày nay, cây cam được trồng rất

phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới Hình 2.3 Qủa cam [3]

Cấu tạo của quả cam gồm có những phần sau:

- Lớp vỏ ngoài (flavedo): Có màu cam hoặc màu xanh tùy theo giống Lớp vỏ ngoài có chứa rất nhiều các túi tinh dầu

- Lớp cùi trắng (albedo): Có chứa pectin và cellulose

- Múi cam: Bên trong có chứa những tép cam, trong đó có chứa dịch bào

- Hạt cam: Chứa mầm cây

- Lõi: Nằm ở trung tâm của quả cam, thành phần tương tự lớp cùi trắng [10]

2.2.2 Thành phần hóa học của cam

Bảng 2.3 Thành phần hóa học của cam (tính trên 100g)

Hoa chứa tinh dầu cam (neroli) có limonen, linalol, geraniol

Vỏ quả chứa tinh dầu mà thành phần chính là d-limonen (90%), decyclicaldehyd tạo nên mùi thơm, các alcol như linalool, dl-terpineol, alcol nonylic, còn có acid butyric, authranilat metyl và este caprylic [10]

2.2.3 Chỉ tiêu chất lượng của quả cam dùng làm nguyên liệu sản xuất bột cam

Để trích ly nước quả, quả nên có hương và vị dễ chịu, gìau axit Để chế biến nước cam, quả phải có màu vàng cam đậm và dễ dàng tách ra khỏi thịt trái, phần vỏ xốp có màu hơi vàng, chính giữa đáy trái xuất hiện đốm tròn có đường kính từ 1,5-2mm, vị chua ngọt hài hòa Qủa giòn và chín Nếu quả quá xanh, vỏ trái sẽ có màu xanh đậm, vị chua gắt, có hậu vị đắng Tỷ lệ 0Bx/axit = 13-19 Hàm lượng tinh dầu vỏ nên thấp khi đưa nước quả vào tàng trữ, thành trưởng [8]

2.2.4 Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm bột cam

Bột cam là nguồn cùng cấp vitamin C dồi dào (15–20%) giúp thúc đẩy quá trình giải độc và tăng sức đề kháng cho cơ thể Hợp chất Citrus Limonoid có trong cam ép giúp phòng chống ung thư vú và ung thư phổi Ngoài ra bột cam còn giúp tăng cường độ đàn hồi của thành mạch, giúp ngăn ngừa các trường hợp bị xơ vữa động mạch và tăng huyết

áp

Khi sử dụng bột cam đều đặn, chúng ta (đặc biệt là trẻ nhỏ) có thể tận hưởng những dưỡng chất từ sản phẩm này (ít calo, giàu vitamin) và có thể giúp ngăn ngừa nguy

cơ phát triển các bệnh tim mạch ở tuổi trưởng thành [6]

2.2.5 Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm bột cam

- Màu sắc: Màu vàng hoặc cam

- Mùi vị: Mùi đặc trưng của cam

Xử lý sơ bộ: Gọt vỏ, bỏ mắt, bỏ lõi,… để tạp chất không lẫn vào nước quả sau này Hay nghiền sơ bộ để phá vỡ phần cellulose quanh tế bào để ép được dễ hơn Do phần

xơ trong các loại quả không nhiều và không cứng nên việc xử lý trước khi ép không phức tạp Có nhiều trường hợp khi ép quả dùng phương pháp ép lại và có phun nước nóng

460C

* Áp lực ép

Áp lực ép do máy ép tạo nên, khi khối nguyên liệu bị ép lại thì áp suất chất lỏng trong tế bào tăng lên làm rách màng tế bào và chất lỏng lộ ra Tùy theo tính chất của

màng tế bào, các nguyên liệu khác nhau thì áp suất trong khối vật liệu ép phải đạt được đến giới hạn nhất định để màng tế bào bị rách Áp suất đối với dịch quả trái cây là 7–10 atm

Khi áp lực tăng hiệu suất ép tăng nhưng có giới hạn vì nếu áp suất tăng quá cao tế bào bị sít lại cản trở sự thoát chất lỏng do ống mao quản bị tắc Thực tế ta chọn vận tốc thích hợp cho từng loại nguyên liệu và thiết bị, còn phụ thuộc vào thao tác và độ cố định của vật liệu

* Vận tốc máy ép

Khi vận tốc tăng thì năng suất ép tăng, vận tốc giảm thì thời gian ép kéo sẽ kéo dài Ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như loại thiết bị ép, thao tác vận hành máy ép, vấn đề cung cấp năng lượng,…

Hiệu suất ép được tính theo công thức: B = a(φ1 + φ2)k.b, (%)

Trong đó: a: Hệ số tính đến sự tổn thất nước ép do bã và thiết bị thấm ướt

k: Hệ số đặc trưng cho sự bảo toàn mao dẫn

φ1: Mức độ biến tính chất nguyên sinh khi cơ chế (0–1)

Φ2: Mức độ phá vỡ màng chất nguyên sinh khi ép (0,1–0,2)

c) Chọn phương án ép cam

Ép là công đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất nước cam ép, các điều kiện, thông số kỹ thuật, phương pháp ép đều ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Đối với cam thì cần áp lực ép là 7–10 atm

Một số phương pháp ép như sau:

- Ép trục vít: Ưu điểm của phương pháp này là máy làm việc liên tục, có thể sử dụng cho nhiều loại nguyên liệu khác nhau, năng suất của máy ép lớn, có thể lên tới 5 tấn nguyên liệu trong 1 phút Nguyên liệu bị xé nát thành từng mảnh

- Ép thủy lực: Có thể dùng cho vật liệu cứng và có sợi Áp lực ép có thể tạo ra bằng phương pháp cơ học (lò xo), thủy lực (áp lực dầu) hoặc không khí nén

- Ép khí: Lực tác dụng lên nguyên liệu là không khí nén Phương pháp ép này dùng để ép các loại trái cây mềm tránh sự vò nát, được dùng nhiều trong dây chuyền sản xuất nước quả trong cho các nguyên liệu không cứng như dứa, cam, quýt Phương pháp ép này rất tốt vì quá trình ép không phá vỡ những cơ cấu cứng của nguyên liệu như vỏ, cuống, xơ, là những chất không có lợi cho thành phần của nước quả

Dựa vào ưu nhược điểm của từng phương pháp ép như đã phân tích ở trên em sẽ chọn phương pháp ép trục với máy ép trục vít [9]

2.2.6.2 Quá trình cô đặc

Quá trình cô đặc trong sản xuất bột cam nhằm mục đích làm bay hơi một phần hơi nước, chuẩn bị cho công đoạn sấy tiếp theo

Chọn theo nguyên lí làm việc: Gián đoạn và liên tục

- Thiết bị cô đặc gián đoạn thường dùng cho loại có công suất nhỏ hoặc với dung dịch đặc

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 Tuy nhiên tổn thất nhiệt lớn

- Thiết bị làm liên tục thường gồm nhiều cấp, công suất lớn, ít tổn thất nhiệt

Chọn theo áp suất của dung dịch bên trong thiết bị: Khi cô đặc dung dịch rau quả (cam), nhiệt độ sôi của dung dịch lớn sẽ làm phân hủy, thay đổi chất lượng sản phẩm (màu sắc, mùi vị,…) Nên chọn thiết bị cô đặc làm việc ở điều kiện chân không

Phương pháp cấp nhiệt: Hơi nước

Vậy chọn thiết bị cô đặc chân không, làm việc liên tục, cấp nhiệt bằng hơi [7]

2.2.6.3 Quá trình sấy

Sấy là quá trình tách nước trong thực phẩm bằng nhiệt Đó chính là quá trình khuếch tán nước từ các lớp bên trong ra bề mặt sản phẩm, và hơi nước từ bề mặt sản phẩm khuếch tán ra môi trường xung quanh Đối với sản phẩm bột cam thì sấy là một công đoạn quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất Do đó cần chọn phương án sấy thích hợp nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm cũng như chỉ tiêu kinh

* Độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm không khí thấp, khả năng hút ẩm càng cao Đối với sấy buồng hay hầm, độ

ẩm không khí vào là 10-30%, độ ẩm ra 40-60% Đối với sấy phun, độ ẩm tương ứng là 10% và 20-40%

Nếu ẩm vào quá thấp làm rau quả bị nứt hoặc tạo ra vỏ khô trên bề mặt, nếu cao quá làm giảm tốc độ sấy Nếu không khí ra khỏi thiết bị có ẩm thấp, tốn năng lượng Điều chỉnh độ ẩm không khí bằng cách điều chỉnh nhiệt độ không khí vào, tốc độ lưu thông và lượng vật liệu ẩm

* Sự lưu thông của không khí

Ở giai đoạn đầu cần tốc độ gió lớn hơn Tốc độ gió thường dùng: 0,4-4 m/s Đối với sấy phun 150 m/s

* Độ dày của lớp sấy

Lớp sấy càng dày thì năng suất sấy càng cao, tuy nhiên nếu dày quá thì chất lượng sản phẩm sấy sẽ không đồng đều, tốc độ bay hơi ẩm chậm, làm giảm chất lượng sản phẩm Độ dày lớp sấy phù hợp phụ thuộc vào từng loại nguyên liệu và tính chất của nguyên liệu đó

b) Chọn phương án sấy bột cam

Có thể tiến hành 2 phương pháp:

- Sấy bằng thiết bị sấy phun

- Sấy thảm bọt: Nguyên liệu dạng lỏng được chuyển thành dạng bọt bền bằng cách cho thêm tác nhân tạo bọt và được hoà khí nitơ hoặc không khí Nguyên liệu dạng bọt được trải lên băng chuyền có lỗ đến độ dày 2-3 mm và được sấy nhanh trong 2 giai đoạn bằng dòng khí thổi cùng chiều và sau đó ngược chiều

+ Sấy thảm bọt nhanh khoảng gấp 3 lần so với sấy chất lỏng có độ dày tương tự Lớp thảm xốp mỏng của sản phẩm sấy sau đó được nghiền thành bột dễ chảy, có tính hồi nguyên rất tốt

+ Quá trình sấy nhanh và nhiệt độ sản phẩm thấp giúp cho chất lượng của sản phẩm tốt, nhưng khi sản xuất với năng suất cao đòi hỏi diện tích bề mặt lớn, đồng thời với phương pháp sấy thảm bọt ta cần trang bị thêm một máy nghiền, chi phí do đó cũng cao

Do đó 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 cam 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…

+ Chi phí nhân công thấp, vận hành và bảo dưỡng tương đối đơn giản

- Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao, yêu cầu độ ẩm ban đầu cao để bảo đảm nguyên liệu có thể bơm đến thiết bị tạo giọt lỏng Điều này dẫn đến chi phí năng lượng cao hơn để tách

ẩm và thất thoát các chất dễ bay hơi cao hơn [7]

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1 Quy trình công nghệ sản xuất pure chuối

Nguyên liệu chuối

Bảo quản tạm, rấm chuối

Hộp vô trùng

Sơ đồ 3.1 Quy trình công nghệ sản xuất pure chuối [8]

3.1.2 Thuyết minh quy trình

3.1.2.1 Bảo quản tạm và rấm chuối

Trong quá trình sản xuất cần phải cân đối nguồn nguyên liệu để đáp ứng nhu cầu sản xuất của nhà máy Có nhiều phương pháp bảo quản chuối như: Tồn trữ lạnh, xử lí bằng Topsin-M, chiếu xạ và rấm chuối Để tiết kiệm chi phí thì ta nên chọn phương pháp bảo quản rấm chuối Trong rấm chuối lại có 3 phương pháp sau: Rấm nhiệt, rấm nhiệt kết hợp ethylen và rấm thủ công Khi sử dụng ethylen thì chuối chín nhanh hơn và đồng loạt, chất lượng chuối tốt hơn Vì vậy ta sử dụng phương pháp rấm nhiệt-ethylen

Chuối được rấm ở nơi đặc biệt gọi là kho rấm gồm:

- Khu vực (phòng) thu nhận cần có diện tích đủ để xử lý chuối như pha nải, cắt rời quả, chọn lựa, đóng gói và bảo quản tạm thời một lượng chuối xanh nhất định Nhiệt độ ở khu vực này tốt nhất là khoảng 12÷140C Trường hợp chuối lưu lại ở đây không lâu lắm thì nhiệt độ có thể cao hơn

- Khu vực rấm được chia làm nhiều buồng nhỏ Phòng rấm ethylen phải thật kín, có đặt quạt trộn khí ở giữa, có cửa ngỏ để quan sát nhiệt độ, độ ẩm và tình trạng bên trong phòng Trần có ống thải khí Sau khi xếp chuối vào phòng rấm thì đóng cửa, bật quạt, mở van cho khí vào phòng qua ống dẫn Khi đủ khí thì đóng van, duy trì nhiệt độ phòng ở

220C, độ ẩm 95% Mỗi ngày nộp ethylen, thông gió 2-3 lần

Tốt nhất khi chuối đã chín cần sử dụng ngay Trong trường hợp cần thiết thì nên bảo quản chuối ở điều kiện nhiệt độ từ 11÷130C và độ ẩm 85÷90% Có thể bọc chuối trong túi PE

Yêu cầu kỹ thuật đối với chuối là vẫn giữ độ bền cao, thời gian lưu trữ được vài

ngày

Chuối chín từ kho bảo quản được thiết bị vận chuyển vào máy rửa sơ bộ [10]

3.1.2.2 Rửa sơ bộ

Sản phẩm puree chuối

Mục đích: Để diệt vi sinh vật và góp phần chuyển hoá dư chất của thuốc trừ sâu

thành cơ chất cho các hoạt động hoá sinh

Cách tiến hành: Đó là rửa chuối trong bồn có ngâm chất sát trùng CaOCl2 0,03–0,05%, tỉ lệ quả÷nước là 1÷2, ngâm trong 5–20 phút

Sau khi rửa sơ bộ chuối được đem đi lựa chọn và phân loại [8]

3.1.2.3 Lựa chọn, phân loại

Mục đích:

- Lựa chọn nhằm loại bỏ những nguyên liệu bị hư thối không đáp ứng

được cho chế biến

- Phân loại là phân chia nguyên liệu thành từng nhóm có tính chất đồng nhất về phẩm chất

và kích thước, tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình chế biến tiếp theo Đối với nguyên liệu bị thối một phần: Cắt bỏ phần thối và phân loại vào một nhóm riêng

Cách 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, acid 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 chuối 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 tải, vận tốc băng tải từ 0,12÷0,15 m/s Chiều rộng băng tải khoảng 60÷80 cm

Những quả chuối đạt chất lượng tiếp tục được đem đi rửa sạch [8]

3.1.2.4 Rửa sạch

Mục đích: Trong sản xuất người ta dùng nước để rửa sạch, 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 mà công đoạn rửa sơ bộ chưa rửa hết

- Thời gian rửa phải ngắn, tiết kiệm nước

Cách tiến hành: Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: Ngâm và rửa xối

- Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, quá trình này được tăng cường bằng tác dụng

cơ học (cánh khuấy, bàn chải, thổi khí ), bằng tác dụng tẩy rửa của dung dịch kiềm hoặc tăng nhiệt độ của nước Nhưng tăng nhiệt độ và dùng chất tẩy rửa thì lượng chất dinh dưỡng bị tổn thất nhiều hơn

Thời gian ngâm phụ thuộc vào mức độ bám bẩn của nguyên liệu và tác dụng của dung dịch rửa, có thể từ vài phút đến vài chục phút

- Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dòng nước để kéo các chất bẩn còn lại trên bề mặt nguyên liệu sau khi ngâm Thường dùng tia nước phun hay hoa sen để xối Nước rửa lại phải là nước sạch, lạnh Để nước rửa ít bị nhiễm bẩn, người ta dùng nước rửa chảy liên tục trong các bể

Sử dụng máy rửa sủi bọt khí

Thông số kỹ thuật: Các tia nước phun có áp suất 2÷3at Lượng nước dùng là

0,7÷1 (lít/kg) nguyên liệu [8]

3.1.2.5 Bóc vỏ, tước xơ

Sau khi rửa chuối để loại bỏ hầu hết các tạp chất ta tiến hành bóc vỏ, tước xơ nhằm mục đích: Loại bỏ những phần không ăn được của quả chuối, thuận lợi cho các công đoạn sau

Cách tiến hành: Công đoạn này thường được làm bằng thủ công do hình dáng và

cấu trúc của nguyên liệu không đồng nhất

- Thao tác bóc vỏ chuối: Dùng dao nhỏ cắt cuống hay dùng tay bẻ cuống, rồi bóc sạch vỏ quả theo chiều dọc quả, không làm ruột quả bị bầm dập hay nứt, gãy

- Tước xơ: xơ chuối lẫn vào thịt quả khi vào hộp thường bị xám đen hoặc rơi vào nước đường làm xấu sản phẩm, do đó cần phải tước sạch Các xơ nằm ở rãnh quả được tước bằng mũi dao nhỏ nhọn đầu

Kết thúc công đoạn tiền xử lý ta tiến hành xử lý hóa học, chà [8]

3.1.2.6 Xử lý hóa học

Mục đích: Sunfit hóa chuối nhằm diệt các loại vi sinh vật, giảm hàm lượng oxy

trong các tổ chức tế bào quả Từ đó, kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí và hoạt động của men oxy hoá khử, hạn chế các phản ứng bất lợi trong chế biến

Axit sunfurơ, muối sunfit: Có tính khử mạnh, tác dụng với nhóm hoạt động của enzym oxy hóa như ascobinaza, peroxidaza,… làm chậm các phản ứng hóa học sẫm màu, ngăn ngừa sự tạo thành melanoidin, ổn định vitamin C Hàm lượng tối thiểu để có tác dụng 0,02%

Tiến hành: Ruột chuối được sunfit hóa bằng cách ngâm vào dung dịch có hàm

lượng SO2 tự do là 0,5%, thời gian 5÷20 phút [8]

Yêu cầu kỹ thuật: Kích thước bán thành phẩm là 1/4 inch

Trong quá trình sản xuất luôn có một lượng khí tồn tại trong bán thành phẩm, vì vậy công đoạn tiếp theo là nâng nhiệt bài khí [8]

3.1.2.8 Đồng hóa

Mục đích: Cắt nhỏ cấu trúc thịt quả để tạo trạng thái lơ lửng, phân bố đều thịt

quả, ổn định trạng thái cấu trúc của sản phẩm, làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm

Cách tiến hành: Sử dụng thiết bị đồng hóa áp lực cao

Thông số kỹ thuật: Tốc độ đồng hóa 200 m/s, thời gian 10-15 giây Kích thước

của khe hở có thể điều chỉnh được từ 0,1÷0,15 mm Áp suất của sản phẩm vào khoảng 150kg/cm2

Tiếp theo ta tiến hành thanh trùng là công đoạn quan trọng nhất trong sản xuất pure chuối [8]

3.1.2.9 Nâng nhiệt bài khí

Mục đích:

- Giảm áp suất bên trong đồ hộp khi thanh trùng…

- Hạn chế sự oxy hóa các chất dinh dưỡng của thực phẩm

- Hạn chế sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí còn tồn tại trong đồ hộp

- Hạn chế hiện tượng ăn mòn sắt tây

- Tạo độ chân không trong đồ hộp khi đã làm nguội

Cách tiến hành: Sử dụng thiết bị cô đặc chân không hai vỏ để nâng nhiệt bài khí

ở điều kiện 3,5÷4 at, trong 3÷6 phút Nhiệt độ sau khi nâng nhiệt là 80÷900C

Ngoài công đoạn chà làm nhỏ chuối, để tạo ra hỗn hợp chuối đồng nhất ta tiến hành đồng hóa [8]

3.1.2.10 Thanh trùng

Mục đích: Tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật, các bào tử xâm nhập trong quá trình chế

biến và các enzyme có trong nguyên liệu nhắm kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm,

đồng thời có thể bảo quản ở điều kiện thường

Cách tiến hành: Thanh trùng bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng

Thông số kỹ thuật: Nhiệt độ thanh trùng 900C trong 15 phút

Công thức thanh trùng: 20−15−20

90 [8]

3.1.2.11 Rót hộp, ghép nắp

Mục đích: Hoàn thiện sản phẩm và đóng gói thì sản phẩm được cách ly với điều

kiện môi trường bên ngoài

Cách tiến hành: Sử dụng thiết bị là tủ rót vô trùng Thiết bị này thực hiện nhiều

chức năng như tạo hình bao bì giấy, vô trùng bao bì giấy, chiết rót và hàn mí

Hộp sau khi tiệt trùng được đưa đến cơ cấu rót dịch và được rót theo thể tích quy định Sau cùng, hộp được hàn kín miệng và đưa ra ngoài [8]

3.1.2.12 Hoàn thiện sản phẩm

Sau khi rót hộp, ghép nắp thì hộp sẽ được in date và đóng thùng carton rồi xếp

cây trong kho chờ lưu hành và xuất khẩu [8]

3.2 Quy trình công nghệ sản xuất bột cam

Nguyên liệu cam

Bảo quản tạm