Thiết kế nhà máy chế biến dừa sấy với hai mặt hàng cơm dừa nạo sấy năng suất 10 tấn sản phẩm ngày và bột sữa dừa năng suất 10 tấn sản phẩm ngày Thiết kế nhà máy chế biến dừa sấy với hai mặt hàng cơm dừa nạo sấy năng suất 10 tấn sản phẩm ngày và bột sữa dừa năng suất 10 tấn sản phẩm ngày Thiết kế nhà máy chế biến dừa sấy với hai mặt hàng cơm dừa nạo sấy năng suất 10 tấn sản phẩm ngày và bột sữa dừa năng suất 10 tấn sản phẩm ngày Thiết kế nhà máy chế biến dừa sấy với hai mặt hàng cơm dừa nạo sấy năng suất 10 tấn sản phẩm ngày và bột sữa dừa năng suất 10 tấn sản phẩm ngày Thiết kế nhà máy chế biến dừa sấy với hai mặt hàng cơm dừa nạo sấy năng suất 10 tấn sản phẩm ngày và bột sữa dừa năng suất 10 tấn sản phẩm ngày
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Vị trí địa lý
Bến Tre là một tỉnh thuộc vùng Đồng bằng sông Cửu Long, nằm cuối nguồn sông Cửu Long, tiếp giáp biển Đông với chiều dài đường biển khoảng 65 km và giáp các tỉnh Tiền Giang, Trà Vinh, Vĩnh Long Địa hình của Bến Tre bằng phẳng, có độ cao trung bình từ 1 đến 2 mét so với mực nước biển, thấp dần từ tây bắc xuống đông nam
Khu công nghiệp An Hiệp thuộc địa bàn xã An Hiệp, huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre Đây là địa bàn thuận lợi về cơ sở hạ tầng, giao thông và khoảng cách cung ứng từ các vùng nguyên liệu Khu công nghiệp An Hiệp có vị trí phía Bắc giáp đường tỉnh 884, phía Tây giáp rạch Phật, phía Đông giáp kinh Ông Đốc, và phía Nam giáp sông Hàm Luông cách trung tâm Tp HCM, sân bay Tân Sơn Nhất, ga Sài Gòn, cảng Hiệp Phước khoảng 90km [2].
Điều kiện khí hậu
Khí hậu Bến Tre mang tính chất khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo nên nhiệt độ bình quân cao và nóng quanh năm Nhiệt độ bình quân trong năm là 26 o C - 27 o C Với 2 mùa rõ rệch là mùa mưa và mùa khô Mùa khô từ tháng 12 năm trước đến tháng
4 năm sau, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 Lượng mưa trung bình 1.250 - 1.500 mm/năm [3] Khí hậu Bến Tre thích hợp với nhiều loại cây trồng
• Gió Đông Bắc vào mùa khô
• Gió Tây Nam vào mùa mưa Ở đây thường không xảy ra bão lụt, động đất, sóng thần.
Vùng nguyên liệu
Bến Tre là tỉnh có diện tích dừa lớn nhất cả nước, chiếm 40% diện tích dừa của Việt Nam, với diện tích trồng dừa hơn 71 ngàn ha, sản lượng gần 600 triệu trái (năm
2017) [4] Ngoài ra, nhà máy còn có thể thu mua nguyên liệu từ các vùng lân cận như Trà Vinh, Khánh Hòa hay Cà Mau.
Hợp tác hóa
Việc hợp tác hoá là không thể thiếu đối với một nhà máy kinh tế thị trường hiện
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 3 nay Ngay trước khi xây dựng nhà máy cần phải hợp tác với ban điều hành khu công nghiệp về các vấn đề cần thiết như điện, nước, công nghệ giao thông và hệ thống cấp thoát và xử lý nước
Ngoài ra, nhà máy còn lập kế hoạch liên kết với các ngân hàng trong địa phương cho người dân vay với lãi suất thấp để có vốn đầu tư trông dừa chất lượng cao Nhà máy phải có đội ngũ hỗ trợ cho người dân về kỹ thuật gieo trồng, chăm sóc, thu hoạch nhằm nâng cao chất lượng nguyên liệu cũng như sản phẩm Đồng thời cho xe thu mua nguyên liệu tận nơi trồng.
Nguồn cung cấp điện, nước
- Nguồn điện: Công ty điện lực Bến Tre cung cấp điện tới hàng rào doanh nghiệp, doanh nghiệp tự đầu tư hạ lưới điện
- Nguồn nước: Công ty TNHH một thành viên cấp thoát nước tỉnh Bến Tre cung cấp nước tới chân hàng rào doanh nghiệp, còn lại đơn vị có thể tự đấu nối nước vào đơn vị mình hoặc thuê công ty làm dịch vụ đấu nối [5]
Nguồn cung cấp hơi
Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng của nhà máy.
Nhiên liệu
Nhà máy sản xuất rau quả sử dụng nhiên liệu như xăng cho xe tải, dầu DO dùng cho máy phát điện, dầu nhờn để bôi trơn các thiết bị Ngoài ra, nhà máy còn trang bị kho chứa nhiên liệu dự trữ để đảm bảo cho quá trình sản xuất.
Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước
Nước xử lý trong nhà máy được dùng các mục đích như rửa nguyên liệu, vệ sinh thiết bị nhà máy, sinh hoạt Nguồn cung cấp nước của nhà máy có thể lấy nước từ sông, suối, hoặc từ giếng bơm trong nhà máy
Nước dùng cho chế biến nguyên liệu phải được đảm bảo vệ sinh và vi sinh rất nghiêm ngặt, nước vệ sinh nhà máy, thiết bị thì chỉ cần xử lý sơ bộ
Nước thải trong nhà máy sản xuất rau quả cần phải qua hệ thống xử lý các phế phẩm hữu cơ thải ra trong quá trình chế biến, sau đó mới thải ra hệ thống thoát nước của nhà máy.
Giao thông vận tải
Nhà máy được đặt trong vùng cung cấp nguyên liệu, gần đường giao thông của địa phương để thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, phân phối sản phẩm Sử dụng xe tải để thu mua nguyên liệu, phân phối sản phẩm, còn vận chuyển trong nhà máy thì sử dụng xe đẩy, xe điện động
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 4
Năng suất nhà máy
Nhà máy sản xuất 2 mặt hàng với năng suất:
- Cơm dừa nạo sấy: 10 tấn/ngày
- Bột sữa dừa: 10 tấn/ ngày.
Nguồn công nhân
Tỉnh Bến Tre có khoảng 1255 triệu người với 64,5% dân số trong độ tuổi lao động Bên cạnh đó, tỉnh có hai trường Cao đẳng và trên 60 cơ sở dạy nghề [5]
Nguồn lao động tại địa phương và các vùng phụ cận đủ cung ứng cho dự án.
Thị trường tiêu thụ
Sản phẩm cơm dừa sấy khô và bột sữa dừa có thể tiêu thụ trong thị trường nội địa, cung cấp cho các doanh nghiệp sản xuất, chế biến trong nước Hoặc có thể phân phối đến các đại lý để bán cho khách du lịch, hộ gia đình
Hiện nay nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm từ dừa trên thế giới luôn trong xu hướng tăng nên tiềm năng xuất khẩu dừa và các sản phẩm từ dừa của Việt Nam rất lớn Vì thế những sản phẩm này có thể xuất khẩu sang các thị trường Châu Âu, Châu Á, Châu Mỹ hoặc Châu Úc
Kết luận: Với những điều kiện thuận lợi như trên thì việc xây dựng nhà máy ở địa phương này là hoàn toàn khả thi
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 5
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
Nguyên liệu
2.1.1 Tổng quan về cây dừa
Dừa có tên khoa học là Cocos nucifera, là một loài cây thuộc họ Cau
(Arecaceae) Nó cũng là thành viên duy nhất trong chi Cocus Cây dừa có hình dạng to lớn, cây có thể cao đến 30m, các lá đơn xẻ thùy lông chim, cuống và gân chính dài 4–6 m các thùy với gân cấp 2 có thể dài 60–90 cm, lá kèm thường biến thành bẹ dạng lưới ôm lấy thân, các lá già khi rụng để lại vết sẹo trên thân [7]
Dừa phát triển tốt trên đất pha cát và có khả năng chống chịu mặn tốt, nó ưa thích các nơi sinh sống có nhiều nắng và mưa Vì vậy chúng xuất hiện nhiều trên những bờ biển vùng nhiệt đới Chúng gần như không thể sống được ở những vùng có nhiệt độ khắc nhiệt như Địa Trung Hải (có độ ẩm thấp)
Hoa của dừa là loại tạp tính (có cả hoa đực, hoa cái và hoa lưỡng tính) trên cùng một cụm hoa có cả hoa đực và hoa cái, dừa nở hoa liên tục với hoa cái tạo hạt, trong đó có một số loại dừa lùn tự thụ phấn
Nguồn gốc của loài thực vật này gây rất nhiều tranh cãi, có một số học giả cho rằng nó có nguồn gốc từ Đông Nam Châu Á và cũng có người cho rằng chúng có nguồn gốc từ miền tây bắc Nam Mỹ [7]
Cây dừa được trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới, dọc bờ biển và các đảo trên 90 quốc gia, với hơn 11 triệu ha; tập trung nhiều nhất ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương 10 quốc gia có diện tích trồng dừa lớn trên thế giới là Indonesia, Philippines,
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 6 Ấn Độ, Sri Lanka, Brazil, Thái Lan, Papua New Guinea, Malaysia, Việt Nam và Vanuatu Ba quốc gia hàng đầu là Indonesia, Philippines, Ấn Độ có diện tích trồng hơn 1 triệu ha, chiếm trên 80% sản lượng dừa thế giới Hai nước có diện tích lớn là Indonesia và Philippines lại có năng suất dừa khá thấp, trong khi các nước khác như Ấn Độ, Sri Lanka, và Việt Nam có năng suất dừa cao hơn nhiều [1] Ở Việt Nam, dừa được trồng nhiều nơi từ Bắc chí Nam, nhất là các vùng duyên hải Tỉnh Bến Tre có diện tích trồng dừa lớn nhất đắt nước và đây được mệnh danh là
“xứ dừa” Cây dừa đã trở thành biểu tượng ở đây
Dựa vào đặc điểm hình thái, kiểu thụ phấn và mục đích sử dụng có thể phân loại dừa thành 2 nhóm giống chính: nhóm giống dừa cao và nhóm giống dừa lùn Ngoài ra, để có được các giống dừa mới có năng suất và chất lượng cao, cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến, người ta còn lai tạo ra một nhóm giống dừa mới gọi là dừa lai
Bảng 2.1.Đặc điểm của các giống dừa[6]
Dừa lùn Dừa cao Dừa lai
Cây cao từ 8 - 10m, gốc cây không phình, tán lá hẹp, cho trái nhỏ, tự thụ phấn
Cây cao từ 15 - 20m, gốc cây phình to, tán lá rộng, cho trái trung bình đến to, thụ phấn chéo
Cây cao từ 10 -15m, gốc cây có phình nhỏ, tán lá rộng, kích thước trái trung bình, thụ phấn nhân tạo thời gian ra hoa sớm
(khoảng 2-3 năm), năng suất lớn nhưng phẩm chất trái kém (trái nhỏ, cơm dừa mỏng, hàm lượng dầu thấp)
Thời gian ra hoa muộn (4-5 năm), năng suất nhỏ nhưng phẩm chất trái cao (trái to, cơm dừa dày, hàm lượng dầu cao)
Thời gian ra hoa trung bình, năng suất trung bình, phẩm chất trái tương tự giống dừa cao)
Không chịu được điều kiện khắc nghiệt của khí hậu đất đai nhưng kháng được bệnh nguy hiểm như Lethal yellow, Cadang cadang
Chống chịu được điều kiện khắc nghiệt của khí hậu đất đai, không kháng được bệnh nguy hiểm như Lethal yellow, Cadang cadang
Mẫn cảm với sự thay đổi độ ẩm của đất nhưng kháng được bệnh nguy hiểm như Lethal yellow, Cadang cadang
Gồm các loại: dừa Xiêm, dừa ẻo, dừa Tam Quan, dừa dứa
Gồm các loại: dừa ta, dừa dâu, dừa sáp
Gồm các loại: dừa lai PB
121, dừa lai JVA 1, dừa lai JVA 2
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 7
Trong công nghệ sản xuất cơm dừa nạo sấy và bột sữa dừa ta sử dụng giống dừa ta Đây là giống dừa cao phổ biến nhất ở Việt Nam, trái có 3 khía rỏ, có 3 màu (ta xanh, ta vàng, ta đỏ hay còn gọi là dừa lửa) Ra hoa sau khoảng 4,5 – 5 năm trồng, năng suất trung bình 60 – 70 trái/cây/năm, kích thước trái to, cơm dừa dày 11 – 13 mm, khối lượng cơm dừa tươi 400 – 500g, hàm lượng dầu cao (63% – 65%)
2.1.3 Thành phần quả dừa a) Thành phần cấu tạo
Cây dừa được mệnh danh là “cây của cuộc sống” bởi tất cả các thành phần của cây dừa từ thân, lá, quả dừa đều có thể sử dụng phục vụ đời sống của con người, đặc biệt là quả dừa Quả dừa có khối lượng từ 1,5 – 2kg/quả, bao gồm lớp vỏ xơ bên ngoài sau đến lớp vỏ cứng hay gọi gáo dừa, tiếp theo là lớp vỏ nâu bao lớp cơm dừa và trong cùng là nước dừa [8]
Hình 2.2 Cấu tạo quả dừa [9]
• Lớp vỏ dừa hay còn gọi là xơ dừa (chiếm 35% khối lượng): dày từ 1 – 5cm tùy theo giống, phần cuống có thể dày đến 10cm Vỏ dừa bao gồm 30% là xơ dừa và 70% là bụi xơ dừa
• Gáo dừa (12%): có hình dạng rất khác biệt tùy theo giống, độ dày của gáo từ 3 – 6mm
• Cơm dừa hay cùi dừa (28%): bắt đầu hình thành 5 tháng sau khi thụ phấn, có thể thu hoạch để uống nước vào tháng thứ 7 – 8 Thời gian để hoa cái thụ phấn, phát triển thành trái và đến khi trái khô kéo dài 12 tháng Thu hoạch trái ở giai đoạn từ
11 tháng trở đi để sản xuất Trọng lượng cơm dừa khô của một trái dừa dao động
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 8 từ 100 – 400 g/trái và chứa khoảng 65 – 74% dầu dừa tùy theo giống Kích thước, hình dạng trái rất đa dạng, tùy theo giống
• Nước dừa (25%): xuất hiện từ tháng thứ ba sau khi thụ phấn và đ ạt được thể tích lớn nhất ở tám tháng tuổi Thể tích sẽ giảm dần khi trái khô Thành phần hóa học chủ yếu của nước dừa là đường và muối khoáng b) Thành phần hóa học
Cùi dừa hay cơm dừa hay cái dừa là phần cùi thịt của quả dừa già, có màu trắng và là phần có thể ăn được của quả dừa, đây là thành phần có giá trị dinh dưỡng nhất Người ta thu hoạch dừa khi độ tuổi của nó từ 10 – 12 tháng, gọi là dừa khô
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của cơm dừa [11]
Dừa là một loại trái có thành phần độc đáo bởi hàm lượng lipid vượt trội, hơn 35% của phần cơm dừa ăn được, khi được sử dụng tươi Các glucid và protid chiếm ít hơn, khoảng 5,9 và 3,4% tổng trọng lượng Chất béo trong dừa chủ yếu là chất béo bão hòa Trong dừa không chứa cholesterol
Hàm lượng glucid của dừa không vượt quá 6g/100g Đa số là đường không khử và một ít polyol
Ngoài ra, cơm dừa còn cung cấp các chất khoáng hay vitamin như sắt, photpho, kẽm, Vitamin B9, Vitamin B5, Vitamin B1
2.1.4 Công dụng của cơm dừa
Nguyên liệu phụ
Trong quy trình sản xuất, nước tham gia vào quá trình sản xuất ở công đoạn trích ly cơm dừa Chất lượng nước phải đảm bảo theo QCVN 01:2009/BYT.
- Trong, không có màu lạ
- Không có mùi, vị lạ
- Độ cứng ≤ 1mg đương lượng/lít
- Tổng hàm lượng chất khô ≤ 2000mg/l
- Hàm lượng vi sinh vật trong nước càng thấp càng tốt
- Tổng số vi khuẩn hiếu khí: ≤ 100 CFU/l (ở 37 0 C)
- Các vi sinh vật gây bệnh :
• Listeria Monocyctogen: không xuất hiện trong 100 ml mẫu
Do hàm lượng béo và đường quá cao trong nước cốt dừa nên trong quá trình sấy phun bột sẽ bám dính trên thành thiết bị và làm giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm Hơn nữa, chất lượng sản phẩm thu được là không ổn định và không đồng đều Do vậy, sữa dừa trước khi đưa vào sấy cần được bổ sung thêm chất nhũ hóa để làm bền hệ nhũ tương
Chất nhũ hóa (emulsifying agent) là tác nhân hỗ trợ cho quá trình đồng hóa Nó có hai chức năng chính là làm giảm sức căng bề mặt giữa hai pha trong hệ nhũ tương và tạo màng bao bọc xung quanh hạt phân tán
Có hai loại chất nhũ hóa:
❖ Chất nhũ hóa có nguồn gốc thiên nhiên: một số protein thực động vật,
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 10 phospholipid, sterol…
❖ Chất nhũ hóa tổng hợp: ester của glycerol, propylene glycol, cellulose ether, carboxymethyl cellulose…
Ngoài ra còn có một số chất rắn hạt mịn như bentonite, carbon black…cũng là chất nhũ hóa
Chất nhũ hóa được sử dụng ở đây phải thỏa mãn một số yêu cầu: [13]
❖ Tan tốt trong nước: để phân bố đồng đều trong dịch lỏng, tăng khả năng tiếp xúc với chất béo làm tăng hệ số vi bao Hơn nữa, chất nhũ hóa tan tốt trong nước sẽ tránh làm cho đầu phun sương bị nghẽn trong quá trình sấy phun
❖ Khả năng nhũ hóa tốt: phân tán đều các hạt béo và bảo vệ chúng không bị biến đổi dưới tác dụng của nhiệt trong quá trình sấy phun
❖ Tạo màng tốt: khi liên kết với các hạt béo lớp chất bao này có thể hình thành một lớp màng bao ngoài để bảo vệ chất nền bên trong
❖ Dễ tách nước: để quá trình sấy phun được tiến hành dễ dàng Ở đây, chất nhũ hóa được sử dụng thường là hỗn hợp 2 chất nhũ hóa có bản c hất là protein và carbohydrate để tăng hiệu quả vi bao Hay dùng hiện nay là whey protein và maltodextrin
Maltodextrin là một polysaccharide được sử dụng như một phụ gia thực phẩm
Có công thức (C6H10O5)n.H2O, được sản xuất bằng quá trình thủy phân enzyme từ tinh bột có gel và thường được tìm thấy như là một bột khô phun kem trắng Maltodextrin dễ tiêu hóa, được hấp thu nhanh chóng như glucose, và có thể vừa ngọt vừa có ít hương vị
Whey protein là đạm từ váng sữa (chất lỏng tách ra từ sữa trong quá trình làm phô mai) Phần váng sữa sau đó sẽ được lọc, tinh chế và sấy khô thành bột whey protein.
Sản phẩm
2.2.1 Cơm dừa nạo sấy a) Tổng quan
Dừa nạo sấy, đôi khi được gọi là bột dừa, là một dạng cơm dừa trắng được tách ra từ trái dừa trưởng thành đã được lựa chọn Dừa nạo sấy cần được xử lý theo cách thức thích hợp, trải qua các hoạt động như xay xát (loại bỏ ngoài, để lại lớp gáo còn nguyên vẹn), tách lấy cơm (loại bỏ lớp gáo), tách bỏ phần cám nâu (loại bỏ lớp vỏ màu nâu xung quanh cơm), rửa, xay, sấy (đến độ ẩm dưới 3%) và sàng lọc Chúng có thể
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 11 được sản xuất mà không cần trích lấy dầu hoặc với chiết lấy một phần dầu bằng các phương tiện vật lý thích hợp
Hình 2.3 Cơm dừa nạo sấy [15] b) Thành phần hóa học
Vì được làm trực tiếp từ cơm dừa của quả dừa tươi trưởng thành nên cơm dừa nạo sấy vẫn giữ được hàm lượng béo và protein nguyên bản của một quả dừa tươi trưởng thành c) Công dụng [12]
Cơm dừa nạo sấy có thể được đem đun với nước rồi ép làm nước cốt dừa, dầu dừa hoặc cũng có thể sử dụng trực tiếp như một món ăn có giá trị dinh dưỡng cao Cơm dừa nạo sấy là nguyên liệu để chế biến các loại bánh, mứt, kẹo, bánh phồng, bánh tráng, các món ăn mang tính chất địa phương,… Cơm dừa khô hoặc bã dừa có thể được dùng để làm thức ăn cho gia súc, cung cấp chất béo và giúp cho động vật được tăng trưởng nhanh hơn Đồng thời người ta còn sử dụng cơm dừa khô, bã dừa để làm phân bón thực vật
Trong cơm dừa nạo sấy có chứa nhiều vitamin rất tốt cho sức khỏe con người và những loại vitamin có trong cơm dừa đó là Thiamine (B1): (6%) 0,066 mg, Riboflavin (B2): (2%) 0,02 mg, Niacin (B3): (4%) 0,54 mg, Pantothenic acid (B5): (6%) 0,300 mg, Vitamin B6: (4%) 0,054 mg, Folate (B9): (7%) 26 μg, Vitamin C: 3,3 mg (4%) Đồng thời cơm dừa nạo sấy còn chứa rất nhiều khoáng chất có lợi cho sức khỏe như Canxi: (1%) 14 mg, Sắt: (19%) 2,43 mg, Magiê: (9%) 32 mg, Phốt pho: (16%)
113 mg, Kali: (8%) 356 mg, Kẽm: (12%) 1,1 mg Cơm dừa nạo sấy cũng như cơm dừa tươi có chứa nhiều năng lượng, chất đạm, chất béo, chất xơ thực phẩm, chất béo bão hòa, chất béo không bão hòa đơn, chất béo không bão hòa đa…
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 12 d) Tình hình sản xuất và tiêu thụ cơm dừa nạo sấy
Bảng 2.3 Diện tích và năng suất dừa một số nước (2011)[1]
Năng suất (trái/ha/năm)
Ba quốc gia hàng đầu về diện tích trồng dừa là Indonesia, Philippines, Ấn Độ có diện tích trồng hơn 1 triệu ha, chiếm trên 80% sản lượng dừa thế giới Theo Hiệp Hội Dừa Châu Á-Thái Bình Dương, hai nước có diện tích lớn là Indonesia và Philippines lại có năng suất dừa khá thấp, trong khi các nước khác như Ấn Độ, Sri Lanka, và Việt Nam có năng suất dừa cao hơn nhiều (Bảng 2.4)
Hình 2.4 Số lượng xuất khẩu các sản phẩm chính từ dừa của Bến Tre (6 tháng đầu năm
Khối lượng cơm dừa nạo sấy xuất khẩu năm 2010 từ ba quốc gia sản xuất chính là Philippines (109,171 ngàn tấn); Indonesia (47,097 ngàn tấn) và Sri Lanka (28,348 ngàn tấn) [16] Khối lượng cơm dừa nạo sấy xuất khẩu ở Việt Nam vẫn còn ở mức thấp
Theo số liệu của FAO (2008), Hoa Kỳ dẫn đầu trong 20 quốc gia nhập khẩu cơm dừa nạo sấy lớn nhất Các quốc gia còn lại chủ yếu là các quốc gia giàu có ở Châu Âu (Bỉ, Đức, Hà Lan, Anh, Pháp, Tây Ban Nha, Ý), ở Trung Đông (Các Tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất, Ả Rập Xê Út, Ai Cập), ở Châu Á – Thái Bình Dương (Úc), và một
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 13 số quốc gia khác như Nam Phi, Thổ Nhĩ Kỳ, Liên bang Nga, v.v (Bảng 2.5) Như vậy, rõ ràng là ngoài việc sử dụng cơm dừa nạo sấy để tiêu thụ trong nước của các quốc gia có truyền thống ẩm thực với dừa, sữa dừa, v.v, thì lượng cơm dừa nạo sấy xuất khẩu đến hai nhóm quốc gia chính Nhóm nước Hồi giáo, mà chủ yếu là ở khu vực Trung Đông sử dụng cơm dừa nạo sấy chủ yếu cho nấu nướng trong gia đình; trong khi đó, nhập khẩu của các quốc gia phương Tây chủ yếu cho công nghiệp bánh kẹo [1] Bảng 2.4 20 quốc gia nhập khẩu cơm dừa nạo sấy nhiều nhất thế giới (2008) [1]
Hạng Quốc gia Khối lượng nhập khẩu (tấn)
Hạng Quốc gia Khối lượng nhập khẩu (tấn)
1 Hoa Kỳ 31.099 11 Thổ Nhĩ Kỳ 8.989
6 Anh Quốc 13.571 16 Tây Ban Nha 4.030
7 Ả Rập Thống Nhất 18.765 17 Ả Rập Xê Út 3.710
2.2.2 Bột sữa dừa a) Tổng quan
Nước cốt dừa vốn không xa lạ với người dùng Việt, đặc biệt là chị em nội trợ Thế nhưng bột sữa dừa có lẽ còn khá mới mẻ với nhiều người Và khi nghe tên loại bột đặc biệt này chắc hẳn mọi người rất thắc mắc bột sữa dừa và nước cốt dừa có phải cùng một loại Trên thực tế, bột sữa dừa chính là dạng khô của nước cốt dừa và công dụng của chúng là như nhau
Nước cốt dừa hay còn gọi là sữa dừa, có dạng nhũ tương, màu trắng đục, nhận được khi ép cơm dừa nạo nhuyễn trong điều kiện có hoặc không có bổ sung nước Sữa dừa dễ bị tách pha, do hệ nhũ tương dầu - nước trong sữa không bền Các giọt béo ở gần nhau dễ dàng hợp lại thành giọt có kích thước lớn hơn, nổi lên trên và hình thành một lớp kem Sữa dừa nếu không xử lý sẽ rất dễ hư hỏng rất nhanh, ngay cả trong điều kiện bảo quản lạnh vì chứa một hàm lượng dinh dưỡng cao, là môi trường trường sống lý tưởng cho nhiều loại vi sinh vật Bên cạnh đó, sữa dừa cũng dễ bị hư hỏng bởi các phản ứng hóa học (bao gồm các phản ứng do enzyme xúc tác), chủ yếu là quá trình tự
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 14 oxy hóa của các axit béo không no và thủy phân chất béo gây ra mùi khó chịu Do đó, ta phải xử lý nhiệt để tạo ra một sản phẩm khác có thể sử dụng trong thời gian dài Bột sữa dừa được tạo ra bằng cách cô đặc nước cốt dừa rồi sau đó sấy phun ở điều kiện thích hợp Bột sữa dừa có màu trắng kem,mùi thơm của dừa và dễ hòa tan trong nước ở nhiệt độ thường
Hình 2.5 Bột sữa dừa [15] b) Thành phần hóa học
Thành phần hóa học trong sữa dừa khi ép từ cơm dừa tươi thay đổi tùy theo giống dừa, vị trí địa lý, độ chín của của trái dừa, phương pháp trích ly và mức độ sử dụng dung môi để trích ly
Bảng 2.5 Thành phần hóa học của sữa dừa (không bổ sung nước khi ép) theo các tác giả khác nhau [11]
Carbohydrate trong sữa dừa chủ yếu là đường (phần lớn là saccarose) và tinh bột Những chất khoáng chính trong nước cốt gồm có photpho, canxi và potassium Ngoài ra, trong nước cốt dừa mới ép còn có một lượng nhỏ vitamin B và axit ascorbic
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 15
Bảng 2.6 Thành phần hóa học của sữa dừa (có bổ sung nước khi ép) [17]
Thành phần (% khối lượng) Phạm vi Độ ẩm (%) 73,47 - 76,84
Bảng 2.7 Thành phần của bột sữa dừa sản xuất theo phương pháp sấy phun [11]
Seow & Leong (1988) Gonzalez (1986) Độ ẩm 2,2 0,8 - 2,0
Xơ _ 0,02 c) Công dụng của bột sữa dừa
Chọn phương án thiết kế
Qua quá trình tính toán và xây dựng, để phù hợp với năng suất cũng như mặt hàng sản phẩm ta thiết kế nhà một tầng
Chất lượng sản phẩm chịu ảnh hưởng bởi một hoặc vài công đoạn chính Để chọn phương án thiết kế cho phù hợp ta dựa trên các công đoạn chính này
Nghiền là phương pháp nhằm phá hủy các cấu trúc mô, tế bào, làm nhỏ nguyên liệu
Muốn phá vỡ tế bào của một vật thể cứng thường phải sử dụng lực cơ học: nén, lăn, cắt, mài, đập Tùy thuộc độ bền cơ học của từng loại nguyên liệu mà sử dụng các lực nghiền khác nhau
Với các loại nguyên liệu dai dùng máy nghiền có lực cắt, loại mềm dùng lực nén
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 16 hoặc mài, loại cứng dòn dùng lực đập cắt và nén Đối với nguyên liệu dùng để trích ly nghiền càng mịn càng tốt vì các phân tử bột càng nhỏ, diện tích bề mặt khuếch tán càng tăng và hiệu suất thu hồi các chất càng cao Để nghiền nguyên liệu người ta thường dùng các thiết bị nghiền như: nghiền búa, nghiền đĩa, nghiền trục,…
Cô đặc là phương pháp thường dùng để làm tăng nồng độ một cấu tử nào đó trong dung dịch hai hay nhiều cấu tử
Tùy theo tính chất của cấu tử khó bay hơi, ta có thể tách một phần dung môi (cấu tử dễ bay hơi hơn) bằng phương pháp nhiệt hay bằng phương pháp làm lạnh kết tinh
Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất rắn hòa tan trong dung dịch bằng cách tách bớt một phần dung môi qua dạng hơi
❖ Các phương pháp cô đặc
Phương pháp nhiệt (đun nóng): dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất tác dụng lên mặt thoáng chất lỏng
Phương pháp lạnh: khi hạ thấp nhiệt độ đến một mức nào đó thì một cấu tử sẽ tách ra dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường là kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan
Tùy tính chất cấu tử và áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng mà quá trình kết tinh đó xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đôi khi phải dùng đến máy lạnh
❖ Phân loại và ứng dụng a) Theo cấu tạo
Nhóm 1: dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hoàn tự nhiên) dùng cô đặc dung dịch khá loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hoàn tự nhiên của dung dịch dễ dàng qua bề mặt truyền nhiệt
Gồm: + Có buồng đốt trong (đồng trục buồng bốc), có thể có ống tuần hoàn trong hoặc ngoài
+ Có buồng đốt ngoài (không đồng trục buồng bốc)
Nhóm 2: dung dịch đối lưu cưỡng bức, dùng bơm để tạo vận tốc dung dịch từ 1,5 – 3,5 m/s tại bề mặt truyền nhiệt
Có ưu điểm: tăng cường hệ số truyền nhiệt, dùng cho dung dịch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh trên bề mặt truyền nhiệt
Gồm: + Có buồng đốt trong, ống tuần hoàn ngoài
+ Có buồng đốt ngoài, ống tuần hoàn ngoài
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 17
Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng, chảy một lần tránh tiếp xúc nhiệt lâu làm biến chất sản phẩm Đặc biệt thích hợp cho các dung dịch thực phẩm như dung dịch nước trái cây, hoa quả ép…
Gồm: + Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi tạo bọt khó vỡ
+ Màng dung dịch chảy xuôi, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi ít tạo bọt và bọt dễ vỡ b) Theo phương pháp thực hiện quá trình
Cô đặc áp suất thường (thiết bị hở): có nhiệt độ sôi, áp suất không đổi Thường dùng cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định và thời gian cô đặc là ngắn nhất Tuy nhiên, nồng độ dung dịch đạt được là không cao
Cô đặc áp suất chân không: dung dịch có nhiệt độ sôi dưới 100 o C, áp suất chân không Dung dịch tuần hoàn tốt, ít tạo cặn, sự bay hơi nước liên tục
Cô đặc nhiều nồi: mục đích chính là tiết kiệm hơi đốt Số nồi không nên lớn quá vì sẽ làm giảm hiệu quả tiết kiệm hơi Có thể cô chân không, cô áp lực hay phối hợp cả hai phương pháp Đặc biệt có thể sử dụng hơi thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu quả kinh tế
Cô đặc liên tục: cho kết quả tốt hơn cô đặc gián đoạn Có thể áp dụng điều khiển tự động, nhưng chưa có cảm biến tin cậy
Quá trình cô đặc trong sản xuất bột sữa dừa nhằm mục đích làm bay hơi một phần hơi nước, chuẩn bị cho công đoạn sấy tiếp theo
Chọn phương pháp cô đặc bằng nhiệt
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
Nhược điểm: Tổn thất nhiệt lớn
Thiết bị làm việc liên tục gồm nhiều cấp, công suất lớn, tổn thất nhiệt nhỏ
Chọn thiết bị làm việc liên tục
Chọn theo áp suất của dung dịch bên trong thiết bị: khi cô đặc dung dịch rau quả, 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
+ Giữ được chất lượng, tính chất sản phẩm
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 18
+ Nhập liệu và tháo sản phẩm đơn giản, không cần ổn định lưu lượng Thao tác dễ dàng
+ Có thể cô đặc đến các nồng độ khác nhau Không cần phải gia nhiệt ban đầu cho dung dịch
+ Cấu tạo đơn giản, giá thành thấp
Quá trình không ổn định, tính chất hóa lý của dung dịch thay đổi liên tục theo nồng độ, thời gian Nhiệt độ hơi thứ thấp, không dùng được cho mục đích khác Khó giữ được độ chân không trong thiết bị
Phương pháp cấp nhiệt: hơi nước
Vậy chọn thiết bị cô đặc chân không, làm việc liên tục, cấp nhiệt bằng hơi
CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
Quy trình công nghệ sản xuất cơm dừa nạo sấy
Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất cơm dừa nạo sấy [21] Đóng gói
Tách gáo dừa Gọt vỏ đen
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 23
Nguyên liệu dừa được thu mua về nhà máy là trái dừa khô còn gáo, nguyên liệu có thể đem sản xuất ngay hoặc đưa vào kho bảo quản tạm nếu nguyên liệu quá nhiều Yêu cầu nguyên liệu dừa đưa vào sản xuất phải đảm bảo đủ độ già, không bị hư hỏng
3.1.2.1 Lột vỏ, tách gáo dừa, loại nước, gọt vỏ đen:
Chuẩn bị cho quá trình nghiền, tách hết phần vỏ để lấy phần cơm dừa
Phần vỏ đen của cơm dừa có sắc tố tannin, khi chế biến sẽ làm sản phẩm sẫm màu
Không đáng kể, trong quá trình tách vỏ có thể nhiễm vi sinh vật từ môi trường vào cơm dừa
Rửa nhằm làm sạch dừa, loại bỏ bụi bẩn và tạp chất còn sót lại sau quá trình lột vỏ, loại bỏ 1 phần vi sinh vật trên bề mặt
Phân loại: nhằm kiểm tra, loại bỏ tạp chất hay những miếng dừa không đạt yêu cầu giúp cho nguyên liệu đồng nhất không ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, giúp thiết bị hoạt động ổn định
Cơm dừa sau khi được tách sẽ được công nhân đưa vào thiết bị rửa Tại đây cơm dừa sẽ được rửa sạch những tạp chất bám trên bề mặt bằng nước đã qua xử lý Nhiệt độ của nước rửa cơm dừa ở nhiệt độ bình thường Nước rửa cơm dừa được bơm hồi lưu sử dụng lại nhiều lần trong suốt một ca sản xuất (8 tiếng), đồng thời một lượng nước sạch mới cũng được bổ sung thêm vào buồng chứa nước hồi lưu một cách liên tục để đảm bảo đủ nước cung cấp cho thiết bị Sau khi đi qua thiết bị rửa, cơm dừa được chuyển lên băng tải, tại đây công nhân tiến hành lựa chọn và phân loại dừa không đạt yêu cầu (dừa chưa đủ độ già < 11 tháng tuổi, không có màu sắc và mùi thơm tự nhiên, dừa có mùi ôi chua, dừa còn vỏ lụa) Việc kiểm tra độ già của cơm dừa được thực hiện bằng phương pháp cảm quan là dùng đầu ngón tay bấm vào cơm dừa, nếu cơm dừa mềm tức là dừa không đạt, dừa chưa đủ tuổi
Yêu cầu: Đối với nước rửa: Rửa bằng nguồn nước sạch, Chlorine không quá 5ppm Nhiệt độ nước bình thường Đối với cơm dừa: Cơm dừa sau khi rửa và phân loại phải đủ độ già, có màu trắng
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 24 tự nhiên, không lẫn cơm dừa chưa đủ tuổi,vỏ cám, dừa ôi chua có bã mặt, mùi lạ
Chần cơm dừa trước khi xay nhằm mục đích khử hoạt tính các enzyme có trong cơm dừa, trước hết nhằm vào lipase, lypoxygenase để chất béo trong cơm dừa không bị biến đổi trong quá trình chế biến, làm giảm bớt vi sinh vật bám trên dừa
• Vật lý: cơm dừa mềm hơn
• Hóa học, hóa sinh: enzyme bị vô hoạt
• Vi sinh: vi sinh vật bị tiêu diệt
❖ Cách thực hiện Đưa cơm dừa sau sơ chế vào buồng luộc có sẵn nước nóng 80°C trong vòng 5-10 phút
Xay nguyên liệu nhằm cắt nhỏ nguyên liệu theo kích thước hạt mong muốn, hỗ trợ quá trình sấy khô
Cơm dừa sau khi ngâm cho vào máy xay với các lưới xay có kích thước 2,7mm
Làm mất nước nguyên liệu, tiêu diệt vi sinh vật, vô hoạt enzyme, đưa độ ẩm nguyên liệu về độ ẩm an toàn
Nguyên liệu sau công đọan xay được chuyển qua công đoạn sấy khô bằng thiết bị sấy tầng sôi để đạt yêu cầu độ ẩm từ 2,5-3,5% Nguyên liệu được chuyển vào bên trong buồng sấy, buồng sấy đã được gia nhiệt trước đó đến nhiệt độ yêu cầu 95°C Nhiệt độ sấy gồm ba nhiệt độ ứng với ba khu vực trong hầm sấy
Yêu cầu: Sản phẩm đạt độ ẩm theo quy định, đồng đều và không bị vàng cục bộ
Hạ nhiệt độ khối sản phẩm, chuẩn bị cho khâu đóng gói Hệ thống sàng giúp
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 25 phân loại kích thước hạt cơm dừa Những hạt đã đạt kích thước sẽ được đóng bao
Sau khi sấy, cơm dừa khô sẽ được làm nguội trên băng tải, Tác nhân làm nguội (không khí đã qua tách ẩm và có nhiệt độ 15 – 20°C) sẽ được thổi từ dưới lên, xuyên qua băng tải, xuyên qua lớp cơm dừa trên băng tải để làm nguội, sau đó sản phẩm được chuyển sang thiết bị đóng gói
Nhiệt độ cơm dừa sau khi làm nguội: khoảng 35°C
Bao bì che chở thực phẩm khỏi bị nhiễm bẩn, nhiễm độc từ môi trường Hoàn thiện sản phẩm, tăng cường hình thức bên ngoài để thu hút cảm tình người dùng
Cơm dừa khô được băng tải chuyển qua silo chứa sản phẩm Tại đó sẽ có miệng tháo sản phẩm, sau khi tháo sản phẩm công nhân sẽ chuyển cơm dừa lên cân điện tử cân xác định khối lượng và đóng gói Mỗi bao 10kg
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 26
Quy trình công nghệ sản xuất bột sữa dừa
3.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ
Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất bột sữa dừa [13]
Bột sữa dừa Phối trộn
Tách gáo dừa Gọt vỏ đen
Bã trích ly ép bã Nước Rửa
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 27
3.2.2.1 Lột vỏ, tách gáo dừa, gọt vỏ đen:
Chuẩn bị cho quá trình nghiền, tách hết phần vỏ để lấy phần cơm dừa
Phần vỏ đen của cơm dừa có sắc tố tannin, khi chế biến sẽ làm sản phẩm sẫm màu
Không đáng kể, trong quá trình tách vỏ có thể nhiễm vi sinh vật từ môi trường vào cơm dừa
Rửa nhằm làm sạch dừa, loại bỏ bụi bẩn và tạp chất còn sót lại sau quá trình lột vỏ, loại bỏ 1 phần vi sinh vật trên bề mặt
Phân loại: nhằm kiểm tra, loại bỏ tạp chất hay những miếng dừa không đạt yêu cầu giúp cho nguyên liệu đồng nhất không ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, giúp thiết bị hoạt động ổn định
Cơm dừa sau khi được tách sẽ được công nhân đưa vào thiết bị rửa Tại đây cơm dừa sẽ được rửa sạch những tạp chất bám trên bề mặt bằng nước đã qua xử lý Nhiệt độ của nước rửa cơm dừa ở nhiệt độ bình thường Nước rửa cơm dừa được bơm hồi lưu sử dụng lại nhiều lần trong suốt một ca sản xuất (8 tiếng), đồng thời một lượng nước sạch mới cũng được bổ sung thêm vào buồng chứa nước hồi lưu một cách liên tục để đảm bảo đủ nước cung cấp cho thiết bị Sau khi đi qua thiết bị rửa, cơm dừa được chuyển lên băng tải, tại đây công nhân tiến hành lựa chọn và phân loại dừa không đạt yêu cầu (dừa chưa đủ độ già < 11 tháng tuổi, không có màu sắc và mùi thơm tự nhiên, dừa có mùi ôi chua, dừa còn vỏ lụa) Việc kiểm tra độ già của cơm dừa được thực hiện bằng phương pháp cảm quan là dùng đầu ngón tay bấm vào cơm dừa, nếu cơm dừa mềm tức là dừa không đạt, dừa chưa đủ tuổi
Yêu cầu: Đối với nước rửa: Rửa bằng nguồn nước sạch, Chlorine không quá 5ppm Nhiệt độ nước bình thường Đối với cơm dừa: Cơm dừa sau khi rửa và phân loại phải đủ độ già, có màu trắng tự nhiên, không lẫn cơm dừa chưa đủ tuổi,vỏ cám, dừa ôi chua có bã mặt, mùi lạ
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 28
Chần cơm dừa trước khi xay nhằm mục đích khử hoạt tính các enzyme có trong cơm dừa, trước hết nhằm vào lipase, lypogenase để chất béo trong cơm dừa không bị biến đổi trong quá trình chế biến, làm giảm bớt vi sinh vật bám trên dừa
• Vật lý: cơm dừa mềm hơn
• Hóa học, hóa sinh: enzyme bị vô hoạt
• Vi sinh: vi sinh vật bị tiêu diệt
❖ Cách thực hiện Đưa cơm dừa sau sơ chế vào buồng luộc có sẵn nước sôi trong vòng 5-10 phút
Chuẩn bị cho quá trình trích ly: cơm dừa được xay nhuyễn để tăng diện tích tiếp xúc với dung môi trích ly nhằm tăng hiệu suất thu hồi chất khô trong cơm dừa
• Vật lý: giảm kích thước, tăng độ hòa tan, nhiệt độ tăng do ma sát
• Hóa lý: phá vỡ cấu trúc tế bào, thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa dung môi và vật liệu
Cho dừa vào máy xay, xay dừa thành sợi dài khoảng 3 – 4mm, rộng 1 – 2mm
❖ Mục đích: khai thác, thu hồi các chất chiết trong cơm dừa với nước làm dung môi Bản chất của quá trình trích ly là sự rút chất hòa tan trong chất lỏng hay chất rắn bằng một chất hòa tan khác (dung môi) nhờ quá trình khuếch tán giữa các chất có nồng độ khác nhau
• Hóa lý: thay đổi thành phần các cấu tử trong hệ thống trích ly
• Hóa sinh và sinh học: làm thay đổi tính chất vật liệu: tạo mùi vị hương thơm
• Một số vi sinh vật cũng có thể phát triển trong dung dịch trích ly khi nhiệt độ thấp
❖ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly:
• Độ chín trái dừa: độ chín trái dừa ảnh hưởng đến sản lượng sữa dừa Ở các trái dừa chín khoảng 11 – 12 tháng tuổi, vỏ chuyển sang nâu và chưa nảy mầm khi ép sẽ cho sản lượng và chất lượng sữa dừa cao
• Kích thước sợi cơm dừa sau khi nghiền: kích thước sợi cơm dừa sau quá trình
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 29 nghiền càng nhỏ càng nâng cao hiệu suất thu hồi sữa dừa, nhưng càng khó lọc vì dễ bít lỗ lưới
• Sự chênh lệch nồng độ: chênh lệch nồng độ lớn lượng chất trích ly tăng, thời gian trích ly giảm
• Nhiệt độ: tăng tốc độ khuếch tán Tuy nhiên nhiệt độ cao quá có thể xảy ra các phản ứng không cần thiết gây khó khăn cho quá trình công nghệ (oxy hóa chất béo)
• Thời gian trích ly: khi thời gian tăng lượng chất khuếch tán tăng, nếu kéo dài thời gian sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế
- Tỷ lệ trích ly thích hợp: cơm dừa:nước = 1:1
- Nhiệt độ nước và thời gian tối ưu trích ly cơm dừa: 50°C trong vòng 10 phút
❖ Mục đích: khai thác: thu hồi tối đa hàm lượng chất chiết trong cơm dừa, phân riêng pha lỏng với pha rắn, chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo
• Vật lý: cấu trúc thay đổi
• Hóa học, hóa sinh: không có thay đổi đáng kể, có tổn thất vitamin, các enzym cũng có khả năng giải phóng khỏi tế bào, có khả năng oxy hóa mạnh hơn
❖ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ép:
• Tính chất vật liệu: mức độ xử lý nguyên liệu trước khi ép
• Áp lực ép: khi áp lực tăng, hiệu suất ép tăng nhưng có giới hạn vì nếu tăng áp suất quá cao tế bào bị xít lại cản trở sự thoát chất lỏng do ống mao quản bị tắc
❖ Mục đích: loại bỏ hết cặn còn sót trong quá trình ép, chuẩn bị cho quá trình phối trộn
❖ Biến đổi: hóa lý: có sự tách pha
❖ Các yếu tố ảnh hưởng:
• Lưu lượng dòng nhập liệu
❖ Cách thực hiện: đưa nước cốt dừa sau khi ép vào máy lọc
❖ Mục đích: chuẩn bị cho quá trình sấy, trộn chất vào dịch sữa dừa sau khi lọc
Do hàm lượng béo trong dịch sữa dừa khá cao (khoảng 79%) nên nếu đem sấy ngay,
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 30 các hạt chất béo sẽ hóa lỏng trong quá trình sấy, làm cho bột sản phẩm bị bám dính trên thành thiết bị sấy và không thu hồi được Do đó, ta cần phối trộn thêm các chất để tạo màng bao xung quanh các hạt béo giúp cho quá trình sấy diễn ra bình thường và thuận tiện cho việc bảo quản sản phẩm sau này
Trộn nước cốt dừa với maltodextrin và whey protein (hoặc casein)
❖ Mục đích: chuẩn bị cho quá trình sấy phun
Sau khi phối trộn với chất bao, dung dịch được đồng hóa nhằm tạo sự đồng nhất trong dung dịch, xé nhỏ các hạt cầu béo, phân tán chúng đồng đều trong dung dịch, tạo điều kiện cho chất bao tiếp xúc với các hạt cầu béo tốt hơn, nhờ đó mà quá trình vi bao thực hiện hiệu quả Trong sản xuất người ta thường sử dụng phương pháp đồng hóa áp lực cao
Dung dịch nước cốt dừa sau hi phối trộn được đưa qua thiết bị đồng hóa hai cấp
❖ Mục đích: đưa độ ẩm của dung dịch về 40-60%, chuẩn bị cho quá trình sấy phun
• Vật lý: nhiệt độ tăng
• Hóa học: hàm lượng chất khô tăng
• Hóa sinh: có biến đổi nhưng không đáng kể, có tổn thất vitamin và enzym
• Sinh học: vi sinh vật bị tiêu diệt do nhiệt độ tăng trong quá trình cô đặc
❖ Mục đích: chế biến: đưa độ ẩm của nguyên liệu xuống 2,5-3%, nhằm chuyển nguyên liệu từ dạng lỏng sang dạng rắn, tạo ra sản phẩm bột sữa dừa, thuận lợi cho quá trình bảo quản
❖ Cách thực hiện Đưa dịch nước cốt dừa vào thiết bị sấy phun
Quá trình sấy phun bao gồm 3 giai đoạn cơ bản sau:
• Giai đoạn phân tán dòng nhập liệu thành những hạt sương nhỏ li ti (giai đoạn phun sương)
• Giai đoạn trộn mẫu cần sấy vào không khí nóng, khi đó sẽ xảy ra quá trình bốc hơi nước trong mẫu
• Giai đoạn thu hồi sản phẩm sau khi sấy từ dòng khí thoát
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 31
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Kế hoạch sản xuất của nhà máy
4.1.1 Biểu đồ thu hoạch nguyên liệu
Bảng 4.1 Biểu đồ thu hoạch nguyên liệu Tháng
4.1.2 Biểu đồ nhập nguyên liệu
Bảng 4.2 Biểu đồ thu nhập nguyên liệu Tháng
Kí hiệu: 0: không nhập nguyên liệu +: có nhập nguyên liệu
Bảng 4.3 Số ngày sản xuất trong năm (2020)
Trong một năm nhà máy nghỉ một số ngày lễ, tết, các ngày chủ nhật và một tháng
11 để bảo trì máy móc Mỗi ngày nhà máy hoạt động liên tục ba ca, mỗi ca 8 tiếng Trên cơ sở đó ta thành lập biểu đồ và thời gian sản xuất của nhà máy như sau: Bảng 4.4 Số ngày làm việc, số ca trong các tháng và cả năm (2020)
Số ca làm việc 63 75 78 72 75 78 81 78 75 81 0 81 837 Tổng số ngày làm việc trong một năm: 279 ngày
Tổng số ca làm việc trong một năm: 837 ca
Năng suất nhà máy: - Sản phẩm cơm dừa nạo sấy: 10 tấn sản phẩm/ngày
- Sản phẩm bột sữa dừa: 10 tấn sản phẩm/ngày
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 33
Cân bằng vật chất
4.2.1 Cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất cơm dừa nạo sấy
Sản phẩm cơm dừa nạo sấy với năng suất 1 tạ sản phẩm/ngày
Nhà máy làm việc 3 ca/ngày, mỗi ca làm việc 8 giờ
Năng suất nhà máy tính theo giờ:
Bảng 4.5 Bảng hao hụt nguyên liệu qua từng công đoạn
STT Công đoạn Hao hụt (%)
1 Lột vỏ, tách gáo dừa, loại nước 72
4.2.1.1 Lượng cơm dừa trước bao gói (G 6 )
Lượng sản phẩm ra: G = 417 (kg/h)
4.2.1.2 Lượng nguyên liệu trước sàng nguội(G 5 )
Lượng cơm dừa ra: G6 = 419,1 (kg/h)
4.2.1.3 Lượng nguyên liệu trước sấy (G 4 )
Lượng cơm dừa ra: G5 = 421,2 (kg/h)
G4: lượng vật liệu trước khi vào sấy (hay sau xay) kg/h
W3, W4: độ ẩm ban đầu, cuối của vật liệu (tính theo khối lượng chung, %) Độ ẩm đầu : W3 = 47%
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 34 Độ ẩm sau khi sấy : W4 = 3%
4.2.1.4 Lượng nguyên liệu trước xay (G 3 )
Lượng cơm dừa sau xay: G4 = 778,66 (kg/h)
4.2.1.5 Lượng nguyên liệu trước chần (G 2 )
Lượng cơm dừa sau chần, luộc: G3 = 786,53 (kg/h)
4.2.1.6 Lượng nguyên liệu trước rửa (G 1 )
Lượng cơm dừa sau lựa, rửa, ngâm: G2 = 794,47 (kg/h)
4.2.1.8 Lượng nguyên liệu dừa cần dùng (G 0 )
Tỷ lệ hao hụt công đoạn lột vỏ, tách gáo dừa và loại nước 72%
Ta có trọng lượng trung bình một trái dừa khoảng 2kg, vậy cần dùng số trái dừa là:
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 35
Bảng 4.6 Tổng kết lượng năng suất công đoạn (sản phẩm cơm dừa nạo sấy)
STT Công đoạn Năng suất (kg/h) Năng suất (kg/ngày)
1 Lột vỏ, tách gáo dừa, loại nước 2851,67 68440,05
4.2.2 Cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất bột sữa dừa
Sản phẩm bột sữa dừa với năng suất 417 kg/giờ
Bảng 4.7 Bảng hao hụt nguyên liệu qua từng công đoạn (sản phẩm bột sữa dừa)
STT Công đoạn Hao hụt (%)
1 Lột vỏ, tách gáo dừa, loại nước 72
4.2.2.1 Lượng bột sữa dừa trước bao gói (G 10 )
Lượng sản phẩm sau khi bao gói: G = 417 (kg/h)
4.2.2.2 Lượng nguyên liệu trước sấy (G 9 )
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 36
G10: lượng vật liệu trước khi vào sấy (hay sau cô đặc) kg/h
W3, W4: độ ẩm ban đầu, cuối của vật liệu (tính theo khối lượng chung, %) Độ ẩm đầu : W3 = 50% Độ ẩm sau khi sấy : W4 = 2,5%
4.2.2.3 Lượng nguyên liệu trước khi cô đặc (G 8 ) (tính theo độ giảm ẩm của sản phẩm từ 75% xuống 50%.)
M1, M2: lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi thiết bị cô đặc, kg/h
W1, W2: độ ẩm ban đầu, cuối của vật liệu (%) Độ ẩm đầu : W1 = 75% Độ ẩm sau khi cô đặc : W2 = 50%
4.2.2.4 Lượng nguyên liệu trước đồng hóa (G 7 )
4.2.2.5 Lượng nguyên liệu trước phối trộn (G 6 ) (lượng nước cốt dừa sau ép, lọc, trích ly)
Lượng nguyên liệu trước phối trộn bao gồm cả chất bao cần cho phối trộn và lượng sữa dừa đưa vào phối trộn Gọi khối lượng sữa dừa trước khi đưa vào phối trộn là m (kg/h)
Lượng chất bao được phối trộn với dịch nước cốt dừa theo tỷ lệ 0,5:1 so với hàm lượng chất béo [22], trong khi đó hàm lượng chất béo chiếm khoảng 21% khối lượng
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 37 sữa dừa (bảng 2.6), nên ta có:
Khối lượng chất bao dùng để phối trộn: 21
G = +m m(kg/h) Khối lượng sữa dừa sau phối trộn:
4.2.2.6 Lượng nguyên liệu trước lọc (G 5 )
Lượng nguyên liệu trước lọc:
4.2.2.7 Lượng nguyên liệu trước trích ly (G 3 ) và ép (G 4 )
Gọi x là khối lượng cơm dừa trước khi vào quá trình trích ly
Vậy khối lượng nguyên liệu đưa vào quá trình trích ly với tỷ lệ dung môi nước:cơm dừa 1:1 là 2x
Khối lượng nước cốt dừa sau 2 quá trình trích ly và ép là: G 5 47,58(kg/h) Theo nghiên cứu “Sản xuất bột sữa dừa hòa tan” của Vũ Chí Hải năm 2005 [23], khi sử dụng tỷ lệ dung môi nước và cơm dừa não nhuyễn theo tỷ lệ 1:1, nhiệt độ trích ly 50%, thời gian trích ly 10 phút, hàm lượng các chất còn lại trong bã sau quá trình trích ly khoảng 40% so với khối lượng chất khô của nguyên liệu cơm dừa
Ta có: cơm dừa có độ ẩm 47%, nên khối lượng các chất khô có trong cơm dừa trước khi trích ly là:
Theo nghiên cứu trên thì khối lượng chất khô thu được sau quá trình trích ly là: 0,6 0,53 x=0,318x(kg/h)
Vậy khối lượng bã còn lại khi không kể đến lượng nước thấm vào bã là:
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 38
Trong lượng bã này còn lại chủ yếu là chất xơ, một phần chất béo, nước và các chất khô không tan khác
Giả sử khối lượng nước sau quá trình trích ly còn trong bã là 0,118x, vậy khối lượng bã là 0,682 + 0,118 = 0,8x
Khối lượng dịch sau trích ly là: m dichtl =2x−0,8x=1, 2x (kg/h)
Theo thực tế, tổn thất của quá trình ép là rất lớn, lên đến 40% Do đó, khối lượng dịch ép thu được là:
Ta có: Khối lượng nước cốt dừa sau 2 quá trình trích ly và ép là:
Vậy lượng nguyên liệu đưa vào trích ly là: G 3 =2x= 2 921,18 1842,36= (kg/h) Lượng bã trước ép là: G 4 =0,8x=0,8 921,18 s6,944(kg/h)
4.2.2.8 Lượng nguyên liệu trước xay (G 2 )
Khối lượng cơm dừa sau khi xay: x1,18 (kg/h)
Lượng nguyên liệu trước xay:
4.2.2.9 Lượng nguyên liệu trước chần (G 1 )
Lượng nguyên liệu trước chần:
4.2.2.10 Lượng nguyên liệu dừa cần dùng (G 0 )
Tỷ lệ hao hụt công đoạn lột vỏ, tách gáo dừa, loại nước: 72%
Ta có trọng lượng trung bình một trái dừa khoảng 2kg, vậy cần dùng số trái dừa là:
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 39
Bảng 4.8 Tổng kết lượng năng suất công đoạn (sản phẩm bột sữa dừa)
STT Công đoạn Năng suất (kg/h) Năng suất (kg/ngày)
1 Lột vỏ, tách gáo dừa, loại nước 3356,73 80561,46
SVTH: Trầ n Thị Phương GVH D: PGS.TS Đặ ng Minh Nhậ t 40