Thiết kế nhà máy chế biến rau quả với hai sản phẩm là đồ hộp dứa nước đường và mứt khô nguyên liệu tự chọn khoai tây

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Đặc điểm thiên nhiên

Địa điểm xây dựng nhà máy thuộc khu công nghiệp Tam Điệp 2, thành phố Tam Điệp, tỉnh Ninh Bình

Thành phố Tam Điệp, nằm ở phía tây nam tỉnh Ninh Bình, cách trung tâm thành phố Ninh Bình 14 km và thủ đô Hà Nội 105 km, có vị trí địa lý thuận lợi khi giáp huyện Hoa Lư và Yên Mô của Ninh Bình, cũng như thị xã Bỉm Sơn và các huyện Hà Trung, Thạch Thành thuộc tỉnh Thanh Hoá ở phía tây nam, và huyện Nho Quan ở phía tây bắc.

Vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa này trải qua bốn mùa rõ rệt: xuân, hạ, thu và đông Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 23°C, với hơn 1100 giờ nắng mỗi năm Lượng mưa trung bình đạt 1.800mm, trong khi độ ẩm tương đối dao động từ 80 đến 85% Hướng gió chủ yếu là Đông Nam.

Vùng nguyên liệu

Nhà máy tọa lạc tại khu công nghiệp Tam Điệp 2, thành phố Tam Điệp, tỉnh Ninh Bình, mang lại lợi thế về nguồn nguyên liệu Ninh Bình nằm trong vùng đồng bằng sông Hồng, nổi bật với sản lượng dứa và khoai tây lớn nhất miền Bắc Việt Nam.

Nhà máy cung cấp nguyên liệu từ các tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng như Ninh Bình, Nam Định, Thái Bình, Hà Nam và một số tỉnh miền Bắc khác như Lạng Sơn, Bắc Giang Để phát triển bền vững trong bối cảnh cạnh tranh khốc liệt giữa dứa và các cây trồng khác, nhà máy đã tích cực đưa các giống mới vào sản xuất và hỗ trợ tiền giống cho nông dân Điều này không chỉ giúp nông dân trồng thí điểm, khảo nghiệm các giống mới có năng suất cao mà còn tạo sự an tâm cho họ khi hợp tác với nhà máy.

Hợp tác hóa, liên hợp hóa

Hợp tác giữa các nhà máy về kinh tế và kỹ thuật sẽ tối ưu hóa việc sử dụng các công trình cung cấp điện, nước, hơi, giao thông vận tải và phúc lợi cộng đồng Điều này không chỉ tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất và tiêu thụ sản phẩm mà còn nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm chi phí vận chuyển.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Tài Hướng dẫn: Trần Thế truyền 3

Để đảm bảo thu hoạch nông sản đúng thời gian và độ chín phù hợp, cần hợp tác chặt chẽ với ngành nông nghiệp và hỗ trợ kỹ thuật cho nông dân trong việc gieo trồng, chăm sóc và thu hoạch Việc này không chỉ nâng cao chất lượng nguyên liệu đầu vào mà còn giúp phát triển vùng nguyên liệu bền vững Nhà máy cần thực hiện ký kết và liên doanh, cung cấp vốn trực tiếp cho nông dân nhằm duy trì sự ổn định của vùng nguyên liệu, đảm bảo trồng trọt theo kế hoạch và ngăn ngừa tình trạng dư thừa.

Nguồn cung cấp điện

Nhà máy sản xuất đồ hộp dứa nước đường và mứt khoai tây tiêu thụ một lượng điện năng lớn, chủ yếu phục vụ cho các thiết bị bơm, chiếu sáng và sinh hoạt.

Nguồn điện cấp cho Khu công nghiệp Tam Điệp 2 được lấy từ đường dây 110

Trạm biến áp tổng có công suất 110/35 KV cung cấp nguồn điện cho nhà máy thông qua dây cáp điện ngầm 35 KV Nhà máy được trang bị máy biến thế riêng để đảm bảo hiệu suất hoạt động.

Tuy nhiên để đảm bảo cho quá trình sản xuất diễn ra thuận lợi, liên tục và an toàn thì nhà máy cần có máy phát điện dự phòng.

Nguồn cung cấp hơi

Trong nhà máy, hơi nước được sử dụng cho nhiều mục đích quan trọng như thanh trùng, đun nấu và làm nóng nước sinh hoạt Nguồn hơi này được cung cấp từ lò hơi riêng biệt của nhà máy.

Nhiên liệu

Nhà máy sản xuất rau quả cần sử dụng nhiên liệu để tạo hơi và cung cấp điện dự phòng cho máy phát khi có sự cố Các loại nhiên liệu bao gồm xăng cho xe tải, dầu DO cho máy phát điện và dầu nhờn để bôi trơn thiết bị.

Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước

Nhà máy đồ hộp rau quả sản xuất một lượng nước thải lớn, chủ yếu chứa các chất hữu cơ không độc hại Những chất này được đưa vào hệ thống xử lý nước thải nhằm đảm bảo đạt tiêu chuẩn cho phép.

Doanh nghiệp cam kết xử lý toàn bộ nước thải sản xuất và sinh hoạt đạt tiêu chuẩn tối thiểu mức nước C trước khi xả ra hệ thống nước thải chung Đồng thời, chất thải rắn từ các nhà máy trong Khu công nghiệp sẽ được phân loại, thu gom và chuyển đến bãi thải tập trung của thành phố.

Giao thông vận tải

Nhà máy tọa lạc tại khu công nghiệp Tam Điệp 2, thành phố Tam Điệp, tỉnh Ninh Bình, với lợi thế giao thông thuận lợi nhờ gần các quốc lộ 1A, 12B, 21B, cùng với cao tốc và đường sắt Bắc Nam, giúp dễ dàng trong việc vận chuyển nguyên vật liệu và tiêu thụ sản phẩm.

Nguồn nhân lực

Vấn đề nhân công lao động không còn là thách thức lớn, vì địa phương có nguồn lao động dồi dào, giúp tiết kiệm chi phí xây dựng khu nhà ở và đi lại Đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật và quản lý được đào tạo từ các trường đại học, cao đẳng trên toàn quốc sẽ là lực lượng chủ chốt trong việc áp dụng khoa học kỹ thuật, góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhà máy.

Sau khi nghiên cứu chính sách phát triển kinh tế và xu hướng xã hội, cùng với việc phân tích dữ liệu thực tế về nguyên liệu, nguồn lao động, khí hậu, vị trí địa lý và cơ sở hạ tầng, tôi quyết định xây dựng "Nhà máy chế biến rau quả" tại khu công nghiệp Tam Điệp 2, thành phố Tam Điệp, tỉnh Ninh Bình Nhà máy sẽ sản xuất hai mặt hàng chính: đồ hộp dứa khoanh nước đường với năng suất 3 tấn nguyên liệu/giờ và mứt khoai tây với năng suất 1,2 tấn sản phẩm/giờ.

TỔNG QUAN

Nguyên liệu

Dứa, còn được gọi là thơm, khóm, hay gai ở miền Trung, là một loại quả nhiệt đới có tên khoa học là Ananas comosus Loại cây này có nguồn gốc từ Paraguay và miền nam Brasil.

Quả dứa thực chất là trục của bông hoa với các lá bắc mọng nước, trong khi các "mắt dứa" là phần quả thật Dứa có thể được tiêu thụ tươi hoặc chế biến thành các sản phẩm như khoanh, miếng, nước ép hoặc nước quả hỗn hợp.

Dứa, với tên khoa học là Ananas comosus (Lim) Merr, có nguồn gốc từ Đông Bắc châu Mỹ La Tinh, bao gồm các quốc gia như Brazil, Venezuela và Guiana Hiện nay, dứa được trồng rộng rãi ở các vùng nhiệt đới, với sản lượng lớn nhất tập trung tại Hawai (37%), Thái Lan (16%) và Mêhicô (9%) Tại Việt Nam, dứa chủ yếu được trồng ở các tỉnh Đông Nam Bộ, Vĩnh Phú, Ninh Bình, Tiền Giang, Nghệ An, Bình Định và Quảng Nam.

Dứa có nhiều giống và có thể gộp trong 3 nhóm sau:

Nhóm hoàng hậu (Queen) bao gồm các loại dứa như dứa hoa, dứa tây, dứa victoria và khóm, nổi bật với quả nhỏ, mắt lồi và khả năng chịu vận chuyển tốt Quả chín có màu vàng tươi, thịt quả vàng đậm, giòn, mang hương thơm đặc trưng và vị chua ngọt đậm đà Đây là nhóm dứa có chất lượng cao nhất và được trồng phổ biến tại Việt Nam.

Dứa Tây Ban Nha là loại trái cây lớn hơn dứa Queen nhưng nhỏ hơn dứa Cayenne, với mắt dứa to và sâu hơn các giống khác Thịt quả có màu vàng nhạt, có chỗ trắng, vị chua, ít thơm nhưng nhiều nước hơn dứa Queen Khi chín, dứa có màu vàng hơi đỏ và thuộc nhóm dứa ta, dứa mật, dứa thơm Loại dứa này có chất lượng kém nhất, thường chỉ được tiêu thụ trong nước, dùng để ăn tươi hoặc chế biến xào, nấu Dứa Tây Ban Nha được trồng lâu đời, phổ biến ở Vĩnh Phú.

Nhóm Caein (Cayenne) là loại dứa lớn nhất với khối lượng từ 1,8 - 2,2 kg Quả có hình trụ, mắt phẳng và nông, thịt quả có màu vàng kém, nhiều nước nhưng ít ngọt và kém thơm hơn so với các loại dứa khác.

Dứa Queen, do sinh viên Nguyễn Viết Tài thực hiện và được hướng dẫn bởi Trần Thế Truyền, là một loại dứa có quả chín màu đỏ đồng, rất phù hợp cho sản xuất công nghiệp và được trồng rộng rãi trên toàn thế giới Dưới đây là một số hình ảnh về các loại dứa: dứa Queen, dứa Cayen và dứa Spanish.

Hình 2.1 Một số hình ảnh về dứa

Dứa chứa 72 – 88% nước, 8 – 18,5% đường, 0,3 – 0,8% acid, 0,25 – 0,5% protein và khoảng 0,25% muối khoáng Đường trong dứa chủ yếu là saccaroza (70%), còn lại là glucoza Acid trong dứa chủ yếu là acid citric (65%), acid malic (20%) và acid tartaric.

(10 %), axit succinic (3 %) Ngoài ra, trong dứa có các loại vitamin C (15 – 55mg%), vitamin A (0,06mg%), vitamin B1 (0,09mg%), vitamin B2 (0,04mg%) và enzim bromelin

Thành phần hóa học của dứa phụ thuộc vào giống, địa điểm, điều kiện trồng, thời gian thu hoạch trong năm và độ chín Dưới đây là thành phần hóa học của một số giống dứa.

Bảng 2.1 Thành phần hóa học một số giống dứa [3]

Giống dứa, nơi trồng Độ khô

2.1.1.3 Giá trị của cây dứa

Quả dứa có giá trị dinh dưỡng cao, cung cấp nhiều calo và chứa đầy đủ các loại vitamin ngoại trừ vitamin D, đặc biệt giàu khoáng chất như Kali Enzym Bromelin trong dứa hỗ trợ tiêu hóa protein, thường được sử dụng trong các món khai vị hoặc để làm mềm thịt Trong y học, dứa được khuyến khích sử dụng để điều trị thiếu máu, thiếu khoáng chất, giúp tăng cường sinh trưởng và sức khỏe Nó cũng có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa, điều trị ngộ độc, xơ cứng động mạch, viêm khớp, thống phong, sỏi thận và béo phì.

* Đầu tư và thu nhập:

Dứa là cây ăn trái có thời gian thu hoạch nhanh, chỉ từ 12 đến 14 tháng sau khi trồng, với năng suất trung bình đạt khoảng 80 tấn/ha Tại các quốc gia trồng dứa, lợi nhuận từ việc đóng hộp bán ra có thể đạt trung bình 10.000 USD mỗi hecta mỗi năm.

* Mở rộng diện tích và phát triển sản xuất:

Dứa là loại cây dễ trồng, phù hợp với nhiều loại đất, từ đất đồi dốc, sỏi đá đến đất thấp nhiễm phèn Cây dứa có khả năng phát triển tốt trong môi trường có độ pH từ 3 đến 3.5, nơi mà nhiều loại cây khác không thể sống sót Điều này cho phép mở rộng diện tích trồng dứa trên các vùng đất chua xấu, đặc biệt là đất phèn và hoang hóa.

Dứa là nguyên liệu phổ biến trong chế biến thực phẩm, được dùng để làm nước ép, dứa ngâm đường, dứa sấy khô, mứt dứa và dứa lạnh đông.

2.1.1.4 Chỉ tiêu chất lượng của dứa tươi

Dứa nguyên liệu để sản xuất sản phẩm đồ hộp dứa nước đường phải đảm bảo các yêu cầu sau đây:

- Nguyên vẹn, có hoặc không có chồi, ngọn;

- Lành lặn, không bị dập nát hoặc hư hỏng không phù hợp cho sử dụng;

- Sạch và không có bất kì tạp chất lạ nào nhìn thấy bằng mắt thường;

- Không bị hư hại bởi côn trùng;

- Không chứa côn trùng ảnh hưởng đến mã quả;

- Không bị ẩm bất thường ngoài vỏ, trừ khi mới được đưa ra khỏi thiết bị bảo quản lạnh;

- Không có mùi vị lạ;

- Kể cả chồi ngọn, không được có lá chết hoặc khô;

- Không bị hư hỏng do nhiệt độ thấp hoặc cao;

- Không thâm nâu phía trong;

* Yêu cầu về độ chín:

Tổng lượng chất rắn hòa tan trong dịch quả cần đạt tối thiểu 12 độ Brix Để xác định độ Brix, cần lấy một mẫu đại diện từ dịch ép của tất cả các loại quả.

2.1.2.1 Giới thiệu về khoai tây

Cây khoai tây, có tên khoa học là Solanum tuberosum L, thuộc họ Solanaceae, có nguồn gốc từ vùng núi Andes của Bolivia và Peru cách đây hơn 7.000 năm Năm 1541, người Tây Ban Nha phát hiện ra cây khoai tây, được gọi là "cây pap-pa" bởi thổ dân Nhờ những ưu điểm vượt trội, khoai tây nhanh chóng trở thành cây lương thực chủ đạo và là loại cây trồng lấy củ chứa tinh bột phổ biến nhất trên thế giới.

Sản phẩm

2.2.1 Đồ hộp dứa nước đường

2.2.1.1 Giới thiệu về sản phẩm Đây là loại sản phẩm chế biến từ dứa cắt thành khoanh, sau khi qua xử lý thì xếp vào bao bì, rót nước đường, ghép nắp và thanh trùng Đường cho vào sản phẩm dưới dạng xiro, không có tác dụng bảo quản mà mục đích chủ yếu là tăng thêm vị ngon và có giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm

Dưới đây là một số sản phẩm có mặt trên thị trường

Hình 2.4 Một số sản phẩm minh họa

2.2.1.2 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm

Sản phẩm dứa cần giữ màu sắc tự nhiên của giống dứa sử dụng, cho phép có một số vết trắng Nếu dứa được đóng hộp cùng với các thành phần đặc biệt khác, sản phẩm phải thể hiện màu sắc đặc trưng của hỗn hợp đó.

Sản phẩm cần phải mang hương vị tự nhiên của dứa mà không có mùi vị lạ Nếu dứa được đóng hộp cùng với các thành phần đặc biệt khác, thì hương vị của hỗn hợp đó phải được thể hiện rõ ràng.

- Trạng thái: dứa chắc, giòn, không xốp, không nhũn, khối lượng lõi sót lại không được quá 7% khối lượng cái

- Mức đầy tối thiểu tính theo lượng sản phẩm chứa trong hộp phải chiếm 90% dung tích nước cất chứa đầy trong hộp đóng kín ở 20 o C

Khối lượng cái tối thiểu của sản phẩm so với dung lượng nước cất chứa đầy trong hộp đóng kín ở 20 o C phải như sau:

- Dạng khoanh, nửa khoanh, 1/4 khoanh, rẽ quạt, thỏi, miếng, miếng lập phương: 58%

- Dạng vụn vào hộp bình thường: 63%

- Độ brix đạt yêu cầu của khách hàng, thông thường từ 14-22 0

- Đạt các yêu cầu về dư lượng kim loại cho phép có trong đồ hộp quả nước đường:

+ Thiếc: 100-200mg/kg sản phẩm

+ Đồng: 5-80mg/kg sản phẩm

+Chì: tuyệt đối không có

* Chỉ tiêu vi sinh: không có vi sinh vật gây bệnh

- Sản phẩm sau khi hoàn tất sẽ có thời hạn sử dụng từ 2-3 năm khi bảo quản ở nhiệt độ thường, nơi khô ráo, sạch sẽ, thoáng mát

- Không được để sản phẩm ở những nơi có ánh nắng chiếu trực tiếp hoặc nơi ẩm ướt…[11]

2.2.2.1 Giới thiệu về sản phẩm

Mứt khoai tây là món ăn được chế biến từ củ khoai tây cắt khúc, nấu với nước đường và sấy khô đến 80% Sản phẩm có bề mặt với lớp màng trắng đục đặc trưng Dưới đây là một số hình ảnh minh họa cho mứt khoai tây.

Hình 2.5 Hình ảnh minh họa sản phẩm mứt khoai tây

2.2.2.2 Chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm

* Chỉ tiêu cảm quan: được thể hiện trong bảng dưới đây

Bảng 2.5 Chỉ tiêu cảm quan mứt khoai tây [7]

Tên tiêu chuẩn Tiêu chuẩn đánh giá

Màu sắc Màu tự nhiên của khoai tây sau khi gia nhiệt

Mùi Mùi tự nhiên của khoai tây nấu với đường

Không có mùi khét của đường hay mùi lạ

Vị Vị ngọt mát, không clos vị đắng của đường bị caramen

Trạng thái Nguyên miếng, đường bám đều xung quanh, rắn chắc, độ dẻo dai vừa

Hàm ẩm của sản phẩm: 29 – 32 % Đường có trong sản phẩm: 55 – 65 %

Phải đạt chỉ tiêu vi sinh theo quyết định số 867/1998/QĐ – BYT cho rau quả khô, được thể hiện trong bảng dưới đây

Bảng 2.6 Chỉ tiêu vi sinh mứt khoai tây [7]

Chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn cho phép

Staphylococus aureus KL/g Không có

Chọn phương án thiết kế

2.3.1 Đồ hộp dứa nước đường

Với sản phẩm quả nước đường ta có thể chọn sản xuất nhiều dạng sản phẩm khác nhau ở nồng độ của dịch rót, hình dạng quả trong hộp

* Theo nồng độ của nước đường rót hộp có thể chia làm:

- Xirô loãng: khi nồng độ từ 14 – 18 Brix

- Xirô đặc: khi nồng độ từ 18 – 22 Brix

- Xiro đậm đặc: khi nồng độ từ 22 – 25 Brix

* Theo hình dạng của quả dứa trong hộp có thể chia ra:

Đối với sản phẩm dứa miếng vụn, tôi đã chọn nồng độ nước đường là 25% để rót vào sản phẩm Nồng độ này mang lại vị ngọt dễ chịu, phù hợp với khẩu vị của đa số người tiêu dùng.

Hình dạng của dứa trong hộp là dạng khoanh, hình dạng, kích thước vừa phải giúp cho khách hàng dễ dàng sử dụng ngay sản phẩm

2.3.1.2 Phương pháp thanh trùng sản phẩm Đối với quá trình sản xuất đồ hộp rau quả thì giai đoạn quan trọng nhất là thanh trùng Do đó việc chọn chế độ thanh trùng và công thức, phương pháp thanh trùng là rất quan trọng Mỗi loại đồ hộp có chế độ thanh trùng khác nhau do đó phải lựa chọn cho phù hợp để sản phẩm đạt chất lượng cao

Để đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt nhất về mặt cảm quan và dinh dưỡng, việc tiêu diệt hoàn toàn tất cả vi sinh vật và nha bào là rất cần thiết Điều này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng mà còn kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm, tránh gây hại cho người sử dụng.

Thanh trùng bằng nhiệt độ cao cho đồ hộp dứa nước đường được thực hiện ở nhiệt độ 85°C Thời gian thanh trùng phụ thuộc vào khối lượng và loại sản phẩm, với thời gian tối ưu là 40 phút Sau khi hoàn tất quá trình thanh trùng, cần làm nguội ngay để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

* Chế độ thanh trùng và công thức thanh trùng:

Chế độ thanh trùng được đặc trưng bởi 3 thông số:

- Nhiệt độ thanh trùng: dựa vào chỉ số axit của sản phẩm mà chọn nhiệt độ thanh trùng

Thời gian thanh trùng đồ hộp bằng nhiệt độ không đồng nhất ở mọi điểm trong hộp, và vi sinh vật không bị tiêu diệt ngay khi đạt nhiệt độ thanh trùng Thời gian thanh trùng T bao gồm hai giai đoạn: T1, thời gian truyền nhiệt từ môi trường đun nóng vào trung tâm hộp, và T2, thời gian tiêu diệt vi sinh vật.

Trong quá trình thanh trùng, áp suất đối kháng là yếu tố quan trọng giúp ngăn chặn hiện tượng phồng hộp hoặc hở nắp hộp do áp suất sinh ra Việc duy trì áp suất đối kháng là cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quy trình thanh trùng.

Quá trình thanh trùng bằng nhiệt diễn ra bằng cách đưa đồ hộp vào thiết bị thanh trùng, nâng nhiệt độ đến mức quy định và giữ nhiệt trong một khoảng thời gian nhất định Sau khi hoàn tất, nhiệt độ sẽ được hạ xuống 25 - 40 độ C trước khi lấy đồ hộp ra khỏi thiết bị.

- Công thức thanh trùng cho đồ hộp rau quả: t

A: thời gian nâng nhiệt, tính bằng phút

B: thời gian giữ nhiệt, tính bằng phút

C: thời gian hạ nhiệt, tính bằng phút a: thời gian xả khí trong thiết bị thanh trùng kín bằng hơi nước, nếu thanh trùng bằng nước thì a = 0

P: áp suất đối kháng, áp suất tạo ra để tránh đồ hộp bị biến dạng, tính bằng at

- Công thức thanh trùng đồ hộp dứa nước đường :

Thời gian nâng nhiệt của nước trong thiết bị thanh trùng là 10 phút, từ khi cho giỏ đồ hộp vào đến khi đạt nhiệt độ 85°C Sau đó, sản phẩm được giữ ở nhiệt độ này trong 15 phút trước khi làm nguội xuống 35 – 40°C trong 15 phút.

Trong quá trình sản xuất mứt khoai tây, kích thước định hình của nguyên liệu ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng sản phẩm Nếu khoai tây được định hình quá nhỏ, hàm lượng nước trong mứt sẽ thoát ra nhiều, khiến mứt trở nên khô, cứng và giảm giá trị dinh dưỡng Ngược lại, khoai tây có kích thước quá lớn cũng không đạt yêu cầu về giá trị cảm quan do nước thoát ra khó khăn, làm sản phẩm còn ẩm Do đó, kích thước bề dày lý tưởng cho nguyên liệu là 1 cm, giúp đường thẩm thấu dễ dàng và lượng nước thoát ra hợp lý, mang lại giá trị cảm quan tốt nhất cho sản phẩm.

2.3.2.2 Chọn tỷ lệ ngâm CaCl 2 so với nguyên liệu và thời gian ngâm

Trong quá trình ngâm CaCl2, ion Ca2+ kết hợp với pectin có trong nguyên liệu, giúp làm cho thịt quả trở nên rắn chắc hơn và không bị nhũn nát khi chần hoặc nấu mứt Thời gian ngâm sẽ thay đổi tùy thuộc vào lượng CaCl2 được sử dụng.

Việc sử dụng CaCl2 cần được cân nhắc kỹ lưỡng, không nên cho quá nhiều hoặc quá ít Lượng CaCl2 dư thừa sẽ dẫn đến lãng phí nguyên liệu và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, trong khi nếu quá ít sẽ kéo dài thời gian ngâm và không đạt hiệu quả mong muốn Tỷ lệ CaCl2 tối ưu được khuyến nghị là 1% để đảm bảo hiệu quả cao nhất.

Sinh viên Nguyễn Viết Tài, dưới sự hướng dẫn của Trần Thế Truyền, đã thực hiện nghiên cứu về nước ngâm khoai tây Kết quả cho thấy nước sau khi ngâm hơi đục, khoai tây có màu vàng và cấu trúc cứng vừa, với khả năng thấm đường và loại nước tốt Sản phẩm giữ trạng thái nguyên miếng, có độ chắc chắn và độ dẻo dai vừa phải, mang lại giá trị cảm quan tốt nhất.

Trong quá trình ngâm CaCl2, sự tổn hao chất tan trong khoai tây là điều không thể tránh khỏi Thời gian ngâm thích hợp có thể hạn chế phần nào sự tổn thất này Nếu ngâm quá ngắn, ion canxi không đủ kết hợp với pectin, khiến nước ngâm đục và cấu trúc khoai tây ít biến đổi Ngược lại, nếu ngâm quá lâu, các chất dễ hòa tan sẽ khuếch tán ra ngoài, dẫn đến mất chất tan và làm miếng mứt khô cứng, dai Do đó, thời gian ngâm lý tưởng được chọn là 5 giờ, đủ để ion canxi kết hợp với pectin tạo muối kết tủa, giúp miếng mứt có độ rắn chắc vừa phải mà không bị khô cứng.

2.3.2.3 Chọn chế độ nấu mứt

Công đoạn nấu và sấy mứt là bước quan trọng nhất trong quá trình chế biến, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Trong quá trình này, nước bay hơi giúp tăng nồng độ chất khô và thủy phân saccaroza thành glucoza, từ đó làm tăng độ ngọt của mứt Đồng thời, các phản ứng hóa học diễn ra trong quá trình nấu và sấy cũng tạo ra sản phẩm có chất lượng cảm quan tốt hơn.

Nhiệt độ và thời gian là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến trạng thái, màu sắc và hương vị của sản phẩm Việc chọn chế độ nấu không phù hợp có thể dẫn đến dung dịch không đạt độ khô cần thiết hoặc hao phí nguyên liệu, gây ra sản phẩm có màu sắc kém Do đó, việc lựa chọn chế độ nấu thích hợp là rất cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Do đó, ta chọn nhiệt độ và thời gian nấu là 110 0 C/14 phút và sấy là 83 0 C/19 phút sẽ cho sản phẩm có giá trị cảm quan tốt nhất [7]

CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Sản phẩm đồ hộp dứa nước đường

3.1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Dung dịch nước đường, acid citric

Thanh trùng,làm nguội t 0 tt = 85 0 C, t tt = 40 phút

Phân loại Cắt đầu, đột lõi, gọt vỏ

Ngâm, rửa lần 1 t ngâm = 5 phút

Lựa chọn, phân loại Nhập nguyên liệu

Cắt mắt, sửa mắt Thái khoanh Rửa lần 2 Xếp hộp Rót nước đường

Vỏ, đầu, lõi dứa Mắt dứa

Sơ đồ 3.1 Quy trình công nghệ sản xuất đồ hộp dứa nước đường [12]

3.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

* Yêu cầu nguyên liệu: Xem mục 2.1.1.4

Trước khi bảo quản, cần diệt trừ sâu bệnh cho dứa bằng cách xông hơi metylabromua với nồng độ 40 – 80 g/m³ trong 30 phút Sau đó, xếp dứa vào thùng gỗ hoặc thùng các tông trước khi đưa vào bảo quản lạnh.

Để bảo quản dứa xanh, nhiệt độ lý tưởng là từ 11 đến 12 độ C và độ ẩm tương đối từ 85 đến 90% Ở điều kiện này, sau 3 đến 4 tuần, dứa sẽ bắt đầu chín Nếu bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn, dứa sẽ không chín, dẫn đến tình trạng lõi dứa bị xám nâu và phẩm chất kém.

Với dứa chín thì bảo quản ở nhiệt độ 7 – 8 0 C, độ ẩm tương đối của không khí 85 – 90% Với chế độ này có thể bảo quản dứa 4 – 6 tuần [13]

* Mục đích: loại trừ những quả không đủ quy cách như: dứa còn xanh, sâu bệnh, men mốc, dập nát, thối hỏng

Tiến hành phân loại sản phẩm theo giống, độ chín và kích thước đồng đều nhằm đảm bảo quá trình chế biến sau này diễn ra thuận lợi, dễ cơ khí hóa và phù hợp với quy trình chế biến riêng biệt.

* Mục đích: nhằm loại bỏ những phần không sử dụng được ở quả dứa

Trong quá trình phân loại dứa, công nhân cần phải bẻ cuống và hoa Tương tự như ở giai đoạn lựa chọn, những người làm việc ở công đoạn này cũng bắt buộc phải đeo bao tay vải để đảm bảo an toàn và vệ sinh.

Tiêu hao đối với cuống, hoa dứa thường chiếm khoảng 15% so với khối lượng quả nguyên cả hoa

* Mục đích: làm sạch quả dứa, loại bỏ bụi bẩn, tạp chất và một phần vi sinh vật trên bề mặt quả

Dứa được ngâm trong dung dịch CaCl2 với nồng độ 5 mg/l trong 5 phút, sau đó sử dụng máy rửa băng chuyền có vòi phun áp lực cao để loại bỏ tạp chất.

Sinh viên Nguyễn Viết Tài, dưới sự hướng dẫn của Trần Thế, đã thực hiện quy trình làm sạch dứa bằng cách loại bỏ bụi bẩn bám ở các khe và mắt dứa Sau khi rửa sạch bằng nước, cần ngâm dứa trong dung dịch CaCl2 và thay nước ngâm sau mỗi hai giờ để đảm bảo hiệu quả.

Dứa sau khi rửa sạch được đưa đến thiết bị phân loại trục vít để chọn các dao gọt theo cỡ phù hợp

3.1.2.6 Cắt đầu, đột lõi, gọt vỏ

Cắt hai đầu quả với chiều dày từ 10 đến 15mm, đảm bảo hai đầu cắt bằng phẳng và song song với nhau để khi đột lõi không bị lệch tâm Tỷ lệ phế liệu trong quá trình này dao động từ 15 đến 30% so với khối lượng quả đã bẻ hoa cuống.

- Cần phải loại bỏ phần lõi dứa vì :

+ Có giá trị dinh dưỡng thấp

+ Làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm

+ Đặc biệt thuận lợi cho quá trình gọt vỏ

- Dứa đã cắt đầu được đột lõi với ống dao hình trụ có đường kính 18 – 22 mm (tùy theo độ lớn của lõi dứa) Tỷ lệ phế liệu 3 – 6%

Có thể gọt vỏ dứa bằng tay hoặc bằng máy, thường cắt thành khoanh có đường kính 50 – 70mm Tỷ lệ vỏ chiếm khoảng 20 – 30% so với quả đã bỏ hoa cuống Trước khi gọt, cần phân loại dứa để điều chỉnh dao gọt, đảm bảo không sót vỏ xanh, vỏ gọt đều và thịt không bị dập vỡ.

* Mục đích: loại bỏ phần mắt màu đen không có giá trị dinh dưỡng, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm

Khi gọt vỏ dứa, cần lưu ý rằng mắt dứa có độ sâu, vì vậy nếu gọt hết mắt sẽ tạo ra nhiều phế liệu Do đó, sau khi gọt vỏ, cần tiến hành cắt và sửa mắt dứa theo hình xoắn ốc quanh quả Các đường cắt và sửa phải được thực hiện một cách nhẵn nhụi, tránh ấn dao quá sâu để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Sinh viên Nguyễn Viết Tài thực hiện hướng dẫn của Trần Thế Truyền về việc xử lý dứa Khi cắt dứa, cần đảm bảo mắt dứa được làm sạch hoàn toàn, không còn mắt, vết nâu hay vết dập nhẹ Tỷ lệ phế liệu khi sửa mắt dứa dao động từ 5% đến 7%.

* Mục đích: định hình cho sản phẩm

Sau khi được xử lý, dứa sẽ được thái thành những khoanh có độ dày và kích thước tùy thuộc vào quy cách chế biến, thường là 9-10mm hoặc 14-15mm Các miếng khoanh cần phải nguyên vẹn, tròn đều và sau đó sẽ được đóng hộp cùng với nước đường.

Khoanh vỡ không tròn đều đem cắt thành 4 – 6 miếng để đóng hộp “dứa rẻ quạt” (cấp 1), hoặc cắt nhỏ để đóng hộp “dứa miếng nhỏ” (cấp 2)

Các khoanh dứa và miếng dứa trước khi xếp hộp cần được rửa sạch để loại bỏ những miếng vụn, hạt và các tạp chất khác

Trước khi xếp hộp, các miếng dứa cần được làm ráo nước Khối lượng dứa xếp hộp chiếm khoảng 55 – 80% khối lượng tịnh của hộp

Hộp được sử dụng thường là hộp sắt trắng và phải được rửa sạch sẽ, đúng thông số kỹ thuật còn nguyên vẹn, không móp méo, gỉ

+ Dứa xếp hộp phải đồng đều về kích thước, màu sắc, ngay ngắn

+ Phải loại bỏ những khoanh bị khuyết tật như: dập, bể, gãy

+ Đảm bảo đủ khối lượng

- Mục đích: làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm

Nhà máy sử dụng đường tinh luyện RE, RS chất lượng cao làm nguyên liệu Quá trình bắt đầu bằng việc cho nước vào nồi hơi hai vỏ và gia nhiệt, sau đó thêm đường vào khuấy cho đến khi đường hoàn toàn tan Kết quả là dung dịch đường với nồng độ 25%.

Sinh viên Nguyễn Viết Tài, dưới sự hướng dẫn của Trần Thế Truyền, đã thực hiện quy trình bổ sung acid citric với nồng độ từ 0,2 – 0,5% vào sản phẩm sau khi hoàn thành 24 đường Việc này không chỉ tạo ra vị chua ngọt hài hòa mà còn tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm.

Rót nước đường vào hộp ngay sau khi nấu đạt nhiệt độ và độ Brix yêu cầu, với tỷ lệ cái/nước là 3/2 Thường rót nước đường ở nhiệt độ 80 – 85 độ C để giảm khí và tăng độ chân không trong sản phẩm, đồng thời rót cách miệng hộp khoảng 7 cm.

10 mm Nếu rót đầy quá, khi thanh trùng, nắp sẽ bị hở

Hộp rót nước đường cần được ghép nắp ngay trên máy ghép nắp để tránh biến màu sản phẩm Nắp phải được rửa sạch và đảm bảo đúng kích thước, kín hoàn toàn để cách ly sản phẩm với môi trường bên ngoài Độ chân không cần đạt từ 300 đến 350 mmHg và có thể kết hợp bài khí để tăng hiệu quả bảo quản.

Sản phẩm mứt khoai tây

3.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Sơ đồ 3.2 Quy trình công nghệ sản xuất mứt khoai tây [7]

Rửa lần 2 Ướp đường t ưđ = 2 giờ

Bóc vỏ, làm sạch Đóng thùng

3.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

Chất lượng nguyên liệu đầu vào có tác động lớn đến chất lượng sản phẩm cuối cùng, vì vậy việc lựa chọn nguyên liệu phù hợp là rất quan trọng.

Nguyên liệu khoai tây sử dụng trong sản xuất cần đạt độ chín kỹ thuật, không quá non và phải loại bỏ những phần bị sâu bệnh, thối hoặc dập nát Khoai tây chín kỹ sẽ thể hiện đầy đủ màu sắc, mùi vị đặc trưng và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

- Rửa sạch đất cát, đá, tạp chất bẩn, những chất gây khó khăn, hư hỏng cho thiết bị sau này ảnh hưởng tới công đoạn cắt

- Loại bỏ một phần vỏ nghèo dinh dưỡng

- Loại bỏ vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu

- Hạn chế hiện tượng tạp nhiễm vào sản phẩm làm tăng độ tro, độ màu thành phẩm

* Tiến hành: dùng máy rửa băng chuyền để loại tạp chất bám trên bề mặt khoai tây, sau đó đưa đến công đoạn tiếp theo

- Loại trừ một số mùi vị không tốt của nguyên liệu

- Giữ màu sắc của nguyên liệu không hoặc ít bị biến đổi

- Hỗ trợ cho quá trình bóc vỏ

- Tiêu diệt một số vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu

- Giảm tỷ lệ tổn thất nguyên liệu

- Làm nguyên liệu sáng hơn do phá hủy một số chất màu

- Đình chỉ các quá trình sinh hóa xảy ra trong khoai tây Dưới tác dụng của enzyme peroxidaza, polyphenol oxydaza, khoai tây thường xảy ra quá trình oxy hóa

Sinh viên Nguyễn Viết Tài thực hiện dưới sự hướng dẫn của Trần Thế Truyền đã tiến hành quá trình chần để tạo ra phlobaphen màu đen Quá trình này giúp phá hủy enzyme, ngăn chặn nguyên liệu bị thâm đen.

* Tiến hành: sử dụng thiết bị chần băng tải để chần khoai tây Nhiệt độ chần là

75 – 100 0 C trong thời gian nhanh từ 2 – 10 phút (thường từ 2 – 4 phút)

Loại bỏ lớp vỏ có giá trị dinh dưỡng thấp và các tạp chất còn sót lại trên bề mặt, đồng thời loại trừ những tạp chất gây ra màu sắc, mùi vị lạ cho sản phẩm.

- Giúp nguyên liệu dễ ngấm đường hơn, tạo giá trị cảm quan cho sản phẩm

Để tiến hành chế biến, đầu tiên sử dụng thiết bị bóc vỏ dạng bàn chải để loại bỏ vỏ khoai tây Sau khi bóc vỏ, khoai tây sẽ được rửa sạch bằng nước và sau đó chuyển đến công đoạn tiếp theo.

* Mục đích: tạo hình cho sản phẩm; tác dụng làm cho đường dễ ngấm đều và nhanh hơn; quá trình chần nhanh và đồng đều hơn

* Tiến hành: ta tiến hành cắt khúc với kích thước như sau: chiều dài 4 – 5cm, chiều rộng 0,8 – 1cm, chiều dày khoảng 0,8 – 1cm

* Việc ngâm CaCl2 phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

Để sản phẩm đạt được độ rắn chắc và giòn, dẻo dai, cần phải trung hòa hoàn toàn các chất có trong nguyên liệu Đồng thời, nguyên liệu cũng phải được xử lý cẩn thận để không bị nát trong quá trình chần và nấu đường.

- Thời gian ngâm phải đảm bảo, hạn chế đến mức thấp nhất các chất của nguyên liệu bị mất trong thời gian ngâm CaCl2

- Hàm lượng CaCl2 vừa phải, không gây lãng phí nguyên liệu

Sau khi xử lý nguyên liệu xong, ta tiến hành ngâm nguyên liệu vào dung dịch CaCl2 đã chuẩn bị sẵn

Sử dụng dung dịch CaCl2 có nồng độ 5mg/ l Tỷ lệ dung dịch/ nguyên liệu là 2/1 Thời gian ngâm là 5 giờ

Mục đích của việc rửa sạch CaCl2 và tạp chất trên miếng khoai tây là để đảm bảo chất lượng sản phẩm Sau khi ngâm với CaCl2 đạt yêu cầu, cần rửa lại bằng nước sạch và để ráo trước khi sử dụng.

Để tăng hàm lượng chất khô trong khoai tây, ta tiến hành ướp khoai tây với đường Quá trình ướp này giúp nước trong khoai tây thoát ra, đồng thời đường từ bên ngoài thấm vào, làm tăng nồng độ chất khô Tỷ lệ đường trong quá trình phối trộn cần phải đáp ứng các yêu cầu cụ thể để đạt hiệu quả tối ưu.

- Tạo vị ngọt vừa cho sản phẩm, cung cấp một hàm lượng dinh dưỡng cho sản phẩm

- Hàm lượng đường vừa phải sẽ ức chế một phần vi sinh vật giúp kéo dài thời gian bảo quản cho sản phẩm

- Hàm lượng đường cho vào chiếm 70% so với nguyên liệu

Để thực hiện món ăn này, bạn hãy bắt đầu bằng cách rải một lớp đường xuống đáy, sau đó cho một lớp khoai tây lên trên, tiếp tục lặp lại quy trình này cho đến khi hết nguyên liệu, với lớp đường ở trên cùng Thời gian ướp đường là 2 giờ.

Mục đích của quá trình này là tăng nồng độ chất khô và thủy phân saccaroza thành glucoza, từ đó nâng cao độ ngọt cho mứt Điều này không chỉ cải thiện độ ngọt mà còn tạo ra sản phẩm với chất lượng cảm quan tốt hơn nhờ vào các phản ứng hóa học diễn ra trong quá trình chế biến.

Sau khi ướp đường, hỗn hợp được đưa vào thiết bị cô đặc chân không với nồi hình cầu có buồng đốt 2 vỏ Tiến hành gia nhiệt lần đầu ở nhiệt độ 110°C trong 14 phút, duy trì độ chân không từ 450 đến 550 mmHg cho đến khi độ ẩm của bán thành phẩm giảm xuống còn 40%, tại đây giai đoạn nấu mứt sẽ được kết thúc.

Sau khi hoàn thành quá trình nấu mứt, hỗn hợp được chuyển sang thiết bị sấy băng tải, bao gồm băng tải lưới thép không gỉ xếp chồng lên nhau Băng tải này có cánh đảo nguyên liệu nhằm ngăn ngừa hiện tượng đường bị caramen hóa, đảm bảo chất lượng sản phẩm và giúp đường bám đều quanh miếng mứt Cuối băng tải có chổi cao su để quét sạch nguyên liệu Thiết bị sử dụng hệ thống truyền nhiệt để đốt nóng không khí, tiến hành sấy ở nhiệt độ khoảng 70 độ C trong 19 phút.

Sinh viên Nguyễn Viết Tài, dưới sự hướng dẫn của Trần Thế Truyền, đã thực hiện quá trình sấy mứt, trong đó xảy ra hiện tượng kết tinh đường xung quanh miếng mứt bán thành phẩm, mang lại giá trị cảm quan cho sản phẩm Mặc dù độ ẩm của mứt đạt 31% vẫn còn cao, nhưng không tiếp tục sấy để tránh làm cho sản phẩm bị khô xác, từ đó giảm giá trị cảm quan của nó.

Sau khi hoàn tất quá trình sấy, cần làm nguội sản phẩm bằng quạt gió trước khi đóng gói để ngăn chặn hiện tượng “đổ mồ hôi” Việc bao gói nên được thực hiện ngay sau khi làm nguội xong.

Sau khi làm nguội, mứt cần được bao gói ngay để tránh tiếp xúc với không khí, vì hàm lượng đường cao dễ hút ẩm Việc này giúp đảm bảo độ ẩm và ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật như nấm mốc và nấm men Nếu đường hút ẩm, sản phẩm sẽ bị chảy nước và hư hỏng Do đó, bao gói là biện pháp quan trọng để bảo quản và kéo dài thời gian sử dụng của mứt khoai tây.

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Số liệu ban đầu

Thiết kế nhà máy chế biến rau quả sản xuất hai sản phẩm:

- Đồ hộp dứa nước đường – Năng suất 3 tấn nguyên liệu/ giờ

- Mứt khoai tây – Năng suất 1,2 tấn sản phẩm/ giờ.

Kế hoạch sản xuất của nhà máy

Nhà máy hoạt động liên tục 3 ca mỗi ngày, chỉ nghỉ sản xuất vào những ngày lễ, Tết và tháng 9 nghỉ để bảo dưỡng máy móc thiết bị

Số ngày trong năm: 365 ngày

Số ngày chủ nhật trong năm: 52 ngày

Số ngày lễ, Tết: 18 ngày

Nghỉ tháng 9 để bảo dưỡng máy móc: 30 ngày

Số ngày sản xuất: 365 – (52+18+30) = 265 ngày

Số ca sản xuất: 265 x 3 = 795 ca

Số giờ sản xuất: 795 x 8 = 6360 giờ

Dưới đây là tình hình nhập liệu và sản xuất của nhà máy trong 1 năm

Bảng 4.1 Biểu đồ sản xuất nhà máy

Bảng 4.2 Bảng nhập liệu của nhà máy

Tính cân bằng vật chất cho sản phẩm đồ hộp dứa nước đường

- Nguyên liệu phụ: CaCl2, đường saccaroza, acid citric

4.3.1 Tính cân bằng vật chất cho nguyên liệu chính

Năng suất sản phẩm đồ hộp dứa nước đường là:

G = 3 tấn nguyên liệu/ giờ = 3000 kg nguyên liệu/ giờ

Công thức tính khối lượng nguyên liệu đi ra ở mỗi công đoạn:

Gnv: lượng nguyên liệu ban đầu của công đoạn thứ n

Gnr: lượng sản phẩm tạo thành ở công đoạn thứ n xn: hao hụt của công đoạn thứ n so với công đoạn n – 1 [2]

Tỷ lệ hao hụt của từng công đoạn trong quá trình sản xuất được thể hiện trong bảng dưới đây

Bảng 4.3 Tỷ lệ hao hụt của từng công đoạn sản xuất đồ hộp dứa nước đường

Ký hiệu Công đoạn Tiêu hao

(%) x1 Nhập nguyên liệu 1 x8 Thái khoanh 2 x2 Lựa chọn, phân loại 2 x9 Rửa lần 2 0,5 x3 Bẻ hoa, cuống 15 x10 Xếp hộp 1 x4 Ngâm, rửa lần 1 2 x11 Rót nước đường 0,5 x5 Phân loại 3 x12 Ghép nắp 1 x6

Cắt đầu, đột lõi, gọt vỏ 30 x13 Thanh trùng, làm nguội 1 x7 Cắt mắt, sửa mắt 5 x14 Hoàn thiện sản phẩm 0,5

4.3.1.1 Công đoạn nhập nguyên liệu

Lượng nguyên liệu đi vào công đoạn: G1v = 3000 kg/h

Tỷ lệ hao hụt của công đoạn là x1 = 1 %

Lượng nguyên liệu đi ra công đoạn:

4.3.1.2 Công đoạn lựa chọn, phân loại

Lượng nguyên liệu đi vào công đoạn: G2v = G1r = 2970 kg/h

4.3.1.3 Công đoạn bẻ hoa, cuống

Lượng nguyên liệu đi vào công đoạn: G3v = G2r = 2910,60 kg/h

4.3.1.4 Công đoạn ngâm, rửa lần 1

4.3.1.6 Công đoạn cắt đầu, đột lõi, gọt vỏ

4.3.1.7 Công đoạn cắt mắt, sửa mắt

Lượng nguyên liệu đi vào công đoạn: G8v = G7r = 1563,94 (kg/h)

Lượng nguyên liệu đi vào công đoạn: G9v = G8r = 1532,66 (kg/h)

Tỷ lệ hao hụt của công đoạn là x9 = 0,5%

Lượng nguyên liệu đi vào công đoạn:

Tỷ lệ hao hụt của công đoạn là x10 = 1%

4.3.1.11 Công đoạn rót nước đường

Lượng nguyên liệu dứa đi vào công đoạn: Gdv = G10r = 1509,75 kg/h

Tỷ lệ cái/ nước đường trong mỗi hộp sản phẩm là 3/2

Lượng nước đường đi vào công đoạn: Mnđ 3

Tỷ lệ axit citric sử dụng = 0,5% (lượng dứa + lượng nước đường)

Lượng axit citric sử dụng: Macid 0

Tổng lượng nguyên liệu đi vào công đoạn rót nước đường:

4.3.1.13 Công đoạn thanh trùng, làm nguội

4.3.1.14 Công đoạn hoàn thiện sản phẩm

Lượng nguyên liệu đi vào công đoạn: G14v = G13r = 2466,12kg/h

Với 3 tấn nguyên liệu dứa, nhà máy có khả năng sản xuất 2453,79 kg sản phẩm trong 1 giờ, tương đương 19630,32 kg mỗi ca, 58890,96 kg mỗi ngày và 15606,10 tấn sản phẩm mỗi năm.

4.3.1.15 Tổng kết cân bằng vật chất sản phẩm đồ hộp dứa nước đường

Bảng 4.4 Tổng kết cân bằng vật chất sản phẩm đồ hộp dứa nước đường

STT Công đoạn Năng suất

Kg/h Kg/ca Kg/ngày

6 Cắt đầu, đột lõi, gọt vỏ 2351,79 18814,35 56443,05

4.3.2 Tính cân bằng vật chất cho nguyên liệu phụ

Lượng nguyên liệu dứa vào công đoạn ngâm CaCl2:

Tỷ lệ dứa/ dung dịch CaCl2 = 1/2 Do đó, lượng dung dịch CaCl2 cần dùng cho công đoạn ngâm CaCl2:

Nồng độ dung dịch CaCl2 cần dùng là 5 mg/l, vậy lượng CaCl2 cần mỗi giờ (giả sử hao hụt công đoạn pha chế là 1%) là:

Tỷ lệ cái/ nước trong mỗi hộp sản phẩm là 3/ 2, nên lượng dung dịch rót vào công đoạn rót dịch:

Lượng đường tinh khiết cần sử dụng (khi rót hộp):

Giả sử hao hụt trong quá trình pha chế, nấu đường là 5% Lượng đường tinh khiết ban đầu cần sử dụng là:

− = 264,87 (kg/h) Để tạo ra dung dịch đường có nồng độ 25% từ 264,87 kg đường thì cần lượng nước là:

Tỷ lệ axit citric sử dụng cho công đoạn rót nước đường = 0,5% (lượng dứa + lượng nước đường)

Vậy lượng axit citric cần sử dụng cho công đoạn rót nước đường:

4.3.2.4 Tổng kết cân bằng vật chất cho nguyên liệu phụ

Bảng 4.5 Tổng kết cân bằng vật chất cho nguyên liệu phụ

STT Tên nguyên liệu phụ

Khối lượng sử dụng (kg/h)

Khối lượng sử dụng (kg/ca)

Khối lượng sử dụng (kg/ngày)

4.3.3 Tính cân bằng vật chất cho hộp, nắp, thùng carton

4.3.3.1 Lượng hộp cần sử dụng

Dứa khoanh nước đường được đóng hộp số N 0 10 bằng sắt tây, sơn vecni, với khối lượng tịnh 480g Trong hộp, nguyên liệu dứa chiếm 3/5 khối lượng, tương đương với 288g.

Năng suất sản phẩm của công đoạn xếp hộp là 1509,75 kg/h

Số lượng hộp đưa vào công đoạn xếp hộp là: Nhộp 09, 75

0, 288 ≈ 5243 (hộp/h) Lượng hộp thực tế cần sử dụng (giả sử hao hụt do hư hỏng là 2%):

Nhtt = 5243 + 5243 x 0,02 = 5347,86 (hộp/h) Vậy chọn 5348 (hộp/h)

4.3.3.2 Lượng nắp hộp cần dùng

Lượng nắp hộp đưa vào giai đoạn ghép nắp: Nnắp = 2491, 03

0, 48 ≈ 5190 (cái/h) Lượng nắp thực tế cần sử dụng (giả sử hao hụt do hư hỏng là 2%):

Nntt = 5190 + 5190 x 0,02 = 5293,80 (cái/h) Vậy chọn 5294 (cái/h)

4.3.3.3 Lượng thùng carton cần dùng

Mỗi thùng chứa được 20 hộp sản phẩm, mỗi hộp là 480g, vậy khối lượng sản phẩm mỗi thùng là 9,6 kg

Lượng nguyên liệu đi vào công đoạn đóng thùng là G14v = 2466,12 (kg/h)

Số lượng thùng carton cần dùng:

Lượng thùng thực tế cần sử dụng (giả sử hao hụt do hư hỏng là 2%):

Nttt = 257 + 257 x 0,02 = 262,14 (thùng/h) Vậy chọn 263 (thùng/h)

4.3.3.4 Tổng kết cân bằng vật chất cho hộp, nắp, thùng carton

Bảng 4.6 Tổng kết cân bằng vật chất cho hộp, nắp, thùng carton

STT Loại Số lượng sử dụng/ giờ

Số lượng sử dụng/ca

Số lượng sử dụng/ ngày

Tính cân bằng vật chất cho sản phẩm mứt khoai tây

- Nguyên liệu chính: khoai tây

- Nguyên liệu phụ: CaCl2, đường saccaroza

4.4.1 Tính cân bằng vật chất cho nguyên liệu chính

Sản phẩm mứt khoai tây với năng suất là:

T = 1,2 tấn sản phẩm/ giờ = 1,2 x 1000 kg/ giờ = 1200 kg/ giờ

Công thức tính khối lượng nguyên liệu đi ra ở mỗi công đoạn:

Trong đó: Tnv: lượng nguyên liệu ban đầu của công đoạn thứ n

Tnr: lượng sản phẩm tạo thành ở công đoạn thứ n yn: hao hụt của công đoạn thứ n so với công đoạn n – 1 [2]

Suy ra công thức tính khối lượng nguyên liệu đi vào mỗi công đoạn là:

Tỷ lệ hao hụt của từng công đoạn trong quá trình sản xuất mứt khoai tây được thể hiện trong bảng 4.7

Bảng 4.7 Tỷ lệ hao hụt của từng công đoạn chế biến

Trong quá trình sản xuất, tỷ lệ hao hụt ở từng công đoạn là rất quan trọng để kiểm soát chất lượng sản phẩm Đầu tiên, khi nhập nguyên liệu, tỷ lệ hao hụt là 3% Tiếp theo, trong công đoạn rửa lần 1, tỷ lệ hao hụt tăng lên 5% Công đoạn chần không có hao hụt, trong khi bóc vỏ và làm sạch có tỷ lệ hao hụt là 5% Khi cắt miếng, tỷ lệ hao hụt là 1% Đối với công đoạn ngâm CaCl2 và rửa lần 2, tỷ lệ hao hụt lần lượt là 0,5% Sau đó, trong công đoạn ướp đường, tỷ lệ hao hụt cũng là 0,5%, và nấu mứt có tỷ lệ hao hụt là 1% Cuối cùng, trong các công đoạn sấy, làm nguội, bao gói và đóng thùng, tỷ lệ hao hụt lần lượt là 1%, 0,5%, 0,25% và 0,25% Việc theo dõi tỷ lệ hao hụt này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả kinh tế.

Lượng sản phẩm ra công đoạn đóng thùng: T13r = T = 1200 (kg/h)

Tỷ lệ hao hụt công đoạn là y13 = 0,25%

Lượng nguyên liệu vào công đoạn đóng thùng:

Lượng sản phẩm ra công đoạn bao gói: T12r = T13v = 1203,01 (kg/h)

Lượng nguyên liệu vào công đoạn bao gói:

Lượng sản phẩm ra công đoạn làm nguội: T11r = T12v = 1206,03 (kg/h)

Lượng nguyên liệu vào công đoạn làm nguội:

Lượng sản phẩm thu được từ công đoạn sấy là 1212,09 kg/h, với độ ẩm sản phẩm đạt 31% Độ ẩm của nguyên liệu đầu vào trong công đoạn sấy là 40%, và tỉ lệ hao hụt trong quá trình này là 1%.

= T10r × (100 – 31) Vậy lượng nguyên liệu vào công đoạn sấy là:

Lượng nước bốc hơi công đoạn sấy:

Lượng sản phẩm ra công đoạn nấu mứt: T9r = T10v = 1407,98 (kg/h) Độ ẩm sản phẩm ra công đoạn nấu mứt là 40%

Gọi a (%) là độ ẩm nguyên liệu vào công đoạn nấu mứt

Tỷ lệ hao hụt công đoạn là y9 = 1%

Lượng nguyên liệu vào công đoạn nấu mứt là:

Lượng sản phẩm ra công đoạn ướp đường: T8r = T9v 332,12

100−a (kg/h) Độ ẩm sản phẩm ra công đoạn ướp đường là a (%) Suy ra, hàm lượng chất khô sản phẩm ra công đoạn là (100 – a) (%)

Hàm lượng chất khô của khoai tây và đường lần lượt là 25% và 99,8% [Bảng 2.2, bảng 2.3] Tỷ lệ hao hụt là y8 = 0,5%

Gọi b (kg/h) là lượng khoai tây vào công đoạn ướp đường

Suy ra, 0,7b (kg/h) là lượng đường vào công đoạn ướp đường (hàm lượng đường cho vào chiếm 70% so với nguyên liệu)

Suy ra: b = 904,08 (kg/h) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có: b + 0,7b = T8r×

Tổng lượng nguyên liệu vào công đoạn ướp đường là:

Lượng sản phẩm ra công đoạn rửa lần 2: T7r = b = 904,08 (kg/h)

Lượng nguyên liệu vào công đoạn rửa lần 2:

Lượng sản phẩm ra công đoạn ngâm CaCl2: T6r = T7v = 908,62(kg/h)

Lượng nguyên liệu vào công đoạn ngâm CaCl2:

Lượng sản phẩm ra công đoạn cắt miếng: T5r = T6v = 909,07 (kg/h)

Lượng nguyên liệu vào công đoạn cắt miếng:

4.4.1.10 Công đoạn bóc vỏ, làm sạch

Lượng sản phẩm ra công đoạn bóc vỏ, làm sạch: T4r = T5v = 918,25 (kg/h)

Lượng nguyên liệu vào công đoạn bóc vỏ, làm sạch:

Lượng sản phẩm ra công đoạn chần: T3r = T4v = 966,58 (kg/h)

Lượng nguyên liệu vào công đoạn chần:

Lượng sản phẩm ra công đoạn rửa lần 1: T2r = T3v = 976,34 (kg/h)

Lượng nguyên liệu vào công đoạn rửa lần 1:

4.4.1.13 Công đoạn nhập nguyên liệu

Lượng sản phẩm ra công đoạn nhập nguyên liệu: T1r = T2v = 1027,73 (kg/h)

Lượng nguyên liệu vào công đoạn nhập nguyên liệu:

Vậy để sản xuất 1,2 tấn sản phẩm mứt khoai tây trong 1 giờ thì cần 1059,52 kg khoai tây/ giờ Tức là 8476,16 kg/ ca, 25428,48 kg/ ngày, 6738,55 tấn/ năm

4.4.1.14 Tổng kết cân bằng vật chất sản phẩm mứt khoai tây

Bảng 4.8 Tổng kết cân bằng vật chất sản phẩm mứt khoai tây

4.4.2 Tính cân bằng vật chất cho nguyên liệu phụ

Lượng nguyên liệu khoai tây vào công đoạn ngâm CaCl2: T6v = 909,07 (kg/h)

Tỷ lệ nguyên liệu/ dung dịch CaCl2 = 1/2 Do đó, lượng dung dịch CaCl2 cần dùng cho công đoạn ngâm CaCl2:

Nồng độ dung dịch CaCl2 cần dùng là 5 mg/l, vậy lượng CaCl2 cần mỗi giờ (giả sử hao hụt công đoạn pha chế là 1%) là:

Lượng nguyên liệu khoai tây vào công đoạn ướp đường là: b = 904,08 (kg/h) Lượng đường cho vào công đoạn ướp đường chiếm 70% so với nguyên liệu:

STT Công đoạn Năng suất

Kg/h Kg/ca Kg/ngày

Tổng nguyên liệu 1536,94 12295,52 36886,56 Khoai tây 904,08 7232,64 21697,92 Đường 632,86 5062,88 15188,64

Cho hao hụt quá trình là 0,5 % Lượng đường thực tế cần sử dụng là:

4.4.2.3 Tổng kết cân bằng vật chất cho nguyên liệu phụ

Bảng 4.9 Tổng kết cân bằng vật chất cho nguyên liệu phụ

STT Tên nguyên liệu phụ

Khối lượng sử dụng (kg/h)

Khối lượng sử dụng (kg/ca)

Khối lượng sử dụng (kg/ngày)

4.4.3 Tính cân bằng vật chất cho bao bì, thùng carton

4.4.3.1 Lượng bao bì sử dụng

Sản phẩm được bao gói trong bao bì cách ẩm PA, khối lượng tịnh là 300g

Lượng nguyên liệu vào công đoạn bao gói: T12v = 1206,03 (kg/h)

Số lượng bao cần dùng là: Kb 06, 03

Lượng bao thực tế cần sử dụng (giả sử hao hụt do hư hỏng là 2%):

Nhtt = 4021 + 4021 × 0,02 = 4101,42 (bao/h) Vậy chọn 4102 (bao/h)

4.4.3.2 Lượng thùng carton sử dụng

Mỗi thùng chứa được 48 bao sản phẩm, mỗi bao là 300g, vậy khối lượng sản phẩm mỗi thùng là 14,4 kg

Lượng nguyên liệu vào công đoạn đóng thùng: T13v = 1203,01 (kg/h)

Số lượng thùng carton cần dùng: Kt = 1203, 01

Lượng thùng thực tế cần sử dụng (giả sử hao hụt do hư hỏng là 2%):

Kttt = 84 + 84 x 0,02 = 85,68 (thùng/h) Vậy chọn 86 (thùng/h)

4.4.3.3 Tổng kết cân bằng vật chất cho bao bì, thùng carton

Bảng 4.10 Tổng kết cân bằng vật chất cho bao bì, thùng carton

STT Loại Số lượng sử dụng/ giờ

Số lượng sử dụng/ca

Số lượng sử dụng/ ngày

TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

TÍNH NHIỆT

TÍNH XÂY DỰNG VÀ QUY HOẠCH TỔNG MẶT BẰNG

KIỂM TRA SẢN XUẤT – KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

AN TOÀN LAO ĐỘNG – VỆ SINH XÍ NGHIỆP – PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ

Tiêu đề	Thiết kế nhà máy chế biến rau quả với hai sản phẩm là đồ hộp dứa nước đường và mứt khô nguyên liệu tự chọn khoai tây
Tác giả	Nguyễn Viết Tài
Người hướng dẫn	Trần Thế Truyền
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Công nghệ thực phẩm
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	129
Dung lượng	2,75 MB