Luận văn thạc sĩ 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

LỜI CẢM ƠN Được sự phân công của khoa Hóa, Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng và sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn là thầy Đặng Minh Nhật, em đã thực hiện đề tà

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA HÓA

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

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Phương

Số thẻ SV: 107150100 Lớp: 15H2A

Đà Nẵng – Năm 2019

TÓM TẮT

Tên đề tài: 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

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Phương

Số thẻ SV: 107150100 Lớp: 15H2A

Dừa là một loại nguyên liệu có kích thước lớn, lớp vỏ dày và nặng nên việc vận chuyển gặp nhiều khó khăn Vả lại cơm dừa có hàm lượng chất béo rất cao nên khó khăn trong việc bảo quản Vì thế vấn đề đặt ra là phải chế biến loại nguyên liệu này thành một loại sản phẩm có thể bảo quản lâu dài và vận chuyển thuận lợi Do đó đề tài

em chọn cho đồ án này là “Thiết kế nhà máy chế biến dừa sấy với hai mặt hàng là Cơm Dừa Nạo Sấy và Bột Sữa Dừa với năng suất mỗi sản phẩm là 10 tấn/ngày”

Đồ án gồm những nội dung sau :

Chương 1: Phân tích lập luận kinh tế kỹ thuật về đặc điểm thiên nhiên, vùng nguyên liệu, giao thông vận tải, cơ sở hạ tầng và tiện ích công cộng, nguồn cung cấp hơi- điện - nước, nguồn lao động, khả năng tiêu thụ và năng suất của nhà máy nhằm chọn ra vị trí đặt nhà máy phù hợp Sau khi tìm hiểu em quyết định đặt nhà máy tại khu công nghiệp An Hiệp, huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre

Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu để sản xuất Tổng quan về sản phẩm Các phương án thiết kế và lựa chọn phương án phù hợp với nguyên liệu và sản phẩm Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ Chọn quy trình sản xuất phù hợp và thuyết minh từng bước thực hiện trong quy trình đó

Chương 4: Tính cân bằng vật chất Xử lí các thông số ban đầu đề cho và tính hao hụt qua các bước của quy trình sản xuất Lập bảng thống kê lượng nguyên liệu, thành phẩm qua các công đoạn sản xuất để tiến hành chọn lựa thiết bị

Chương 5: Tính toán hơi cung cấp cho các công đoạn sấy trong quá trình sản xuất Chương 6: Tính và chọn thiết bị cho mỗi công đoạn, số lượng thiết bị cần thiết để

bố trí phân xưởng sản xuất chính

Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng nhà máy, diện tích khu đất xây dựng nhà máy

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

1 Tên đề tài:

THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN DỪA SẤY

2 Các số liệu ban đầu: gồm hai sản phẩm

- Cơm dừa nạo sấy – Năng suất: 10 tấn sản phẩm/ngày

- Bột sữa dừa – Năng suất: 10 tấn sản phẩm/ngày

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán

- Mục lục

- Lời mở đầu

- Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật

- Chương 2: Tổng quan (nguyên liệu, sản phẩm, chọn phương án thiết kế)

- Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ

- Chương 4: Tính cân bằng vật chất

- Chương 5: Tính nhiệt

- Chương 6: Tính và chọn thiết bị

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

- Chương 8: Kiểm tra sản xuất - Kiểm tra chất lượng

- Chương 9: An toàn lao động - Vệ sinh xí nghiệp - Phòng chống cháy nổ

- Kết luận

- Tài liệu tham khảo

- Các bản vẽ khổ A3 đính kèm

4 Các bản vẽ và đồ thị

- Bản vẽ số 1: Sơ đồ kỹ thuật quy trình công nghệ (A0)

- Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0)

LỜI CẢM ƠN

Được sự phân công của khoa Hóa, Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng và sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn là thầy Đặng Minh Nhật, em đã thực hiện đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất sản phẩm cơm dừa nạo sấy và bột sữa dừa với năng suất mỗi sản phẩm là 10 tấn sản phẩm/ngày”

Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Đặng Minh Nhật đã đưa ra nhiều ý kiến nhận xét, góp ý, chỉ dạy để em có thể hoàn thành tốt bài đồ án này Bên cạnh đó,

em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý các thầy cô Khoa Hóa đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo cho em cùng các bạn sinh viên trong suốt những năm học qua Và cảm ơn các bạn trong nhóm đồ án đã nhiệt tình giúp đỡ nhau tìm hiểu, thảo luận và giải đáp một số thắc mắc mắc trong đề tài Cuối cùng, em xin được gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong Hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp đã dành thời gian để xem xét và đưa ra ý kiến nhận xét cho đồ án tốt nghiệp của em Em kính chúc quý thầy cô luôn luôn khỏe mạnh, thành công trong sự nghiệp và cuộc sống

Do kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế và thời gian tương đối, nên mặc dù em

đã rất cố gắng để thực hiện đề tài này một cách hoàn chỉnh nhất thì chắc chắn vẫn còn

đó những thiếu sót dẫn đến kết quả không được tốt, em rất mong được sự góp ý của quý Thầy, Cô giáo để đề tài được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp của riêng tôi và được sự hướng dẫn khoa học của thầy PGS.TS Đặng Minh Nhật Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đồ án này là trung thực được chính tôi thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Ngoài ra, trong đồ án còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình

Sinh viên thực hiện

Trần Thị Phương

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN iv

CAM ĐOAN v

MỤC LỤC v

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ ix

LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 2

1.1 Vị trí địa lý .2

1.2 Điều kiện khí hậu 2

1.3 Vùng nguyên liệu 2

1.4 Hợp tác hóa 2

1.5 Nguồn cung cấp điện, nước 3

1.6 Nguồn cung cấp hơi 3

1.7 Nhiên liệu 3

1.8 Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước 3

1.9 Giao thông vận tải 3

1.10 Năng suất nhà máy 4

1.11 Nguồn công nhân 4

1.12 Thị trường tiêu thụ 4

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 5

2.1 Nguyên liệu 5

2.1.1 Tổng quan về cây dừa 5

2.1.2 Phân loại dừa 6

2.1.3 Thành phần quả dừa 7

2.1.4 Công dụng của cơm dừa 8

2.2 Nguyên liệu phụ 9

2.2.1 Nước 9

2.2.2 Chất nhũ hóa 9

2.2 Sản phẩm 10

2.2.1 Cơm dừa nạo sấy 10

2.2.2 Bột sữa dừa 13

2.3 Chọn phương án thiết kế 15

2.3.1 Nghiền nguyên liệu 15

2.3.2 Quá trình cô đặc 16

2.3.3 Quá trình sấy 18

Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 22

3.1 Quy trình công nghệ sản xuất cơm dừa nạo sấy 22

3.1.1 Sơ đồ công nghệ 22

3.1.2 Thuyết minh quy trình 23

3.2 Quy trình công nghệ sản xuất bột sữa dừa 26

3.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 26

3.2.2 Thuyết minh quy trình 27

Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 32

4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 32

4.1.1 Biểu đồ thu hoạch nguyên liệu 32

4.1.2 Biểu đồ nhập nguyên liệu 32

4.1.3 Biểu đồ sản xuất 32

4.2 Cân bằng vật chất 33

4.2.1 Cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất cơ dừa nạo sấy 33

4.2.2 Cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất bột sữa dừa 35

Chương 5: TÍNH NHIỆT 40

5.1 Tính nhiệt cho thiết bị sấy tầng sôi cơm dừa 40

5.2 Tính nhiệt cho thiết bị sấy phun sữa dừa 43

5.3 Chọn nồi hơi 46

5.4 Tính nước 47

Chương 6: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 50

6.1 Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất cơm dừa nạo sấy 50

6.1.1 Thiết bị lấy nước dừa 50

6.1.2 Thiết bị tách gáo dừa 50

6.1.3 Thiết bị gọt vỏ nâu 51

6.1.4 Thiết bị rửa cơm dừa 52

6.1.5 Thiết bị chần 53

6.1.6 Thiết bị xay 53

6.1.7 Thiết bị sấy 54

6.1.8 Băng tải làm nguội 55

6.1.9 Silo chứa cơm dừa thành phẩm 56

6.2 Chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất bột sữa dừa 56

6.2.1 Thiết bị lấy nước dừa 56

6.2.2 Thiết bị tách gáo dừa 57

6.2.3 Thiết bị gọt vỏ nâu 58

6.2.4 Thiết bị rửa cơm dừa 58

6.2.5 Thiết bị chần 59

6.2.6 Thiết bị xay 60

6.2.7 Thiết bị trích ly 60

6.2.8 Thiết bị ép 61

6.2.9 Thùng chứa dịch sữa dừa sau trích ly và ép 62

6.2.9 Thiết bị lọc 63

6.2.10 Thiết bị phối trộn 63

6.2.11 Thiết bị đồng hóa 64

6.2.12 Thiết bị cô đặc 65

6.2.13 Thiết bị sấy 66

6.2.14 Thiết bị đóng gói sản phẩm bột sữa dừa 67

6.2.15 Tính chọn bơm 67

Chương 7: TÍNH XÂY DỰNG VÀ QUY HOẠCH TỔNG MẶT BẰNG 70

7.1 Tính tổ chức 70

7.1.1 Sơ đồ tổ chức 70

7.1.2 Chế độ làm việc 70

7.1.3 Cơ cấu tổ chức 70

7.2 Tính xây dựng 71

7.2.1 Phân xưởng sản xuất chính 71

7.2.2 Kho nguyên liệu 72

7.2.3 Kho thành phẩm 73

7.2.4 Kho chứa phụ gia và vật liệu bao gói 74

7.2.5 Khu hành chính 74

7.2.6 Nhà sinh hoạt vệ sinh 74

7.2.7 Nhà ăn 75

7.2.8 Phòng thường trực bảo vệ 75

7.2.9 Khu xử lý nước thải 75

7.3 Tính khu đất xây dựng nhà máy 76

7.3.1 Diện tích khu đất 76

7.3.2 Tính hệ số sử dụng Ksd 76

Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG 78

8.1 Kiểm tra, đánh giá chất lượng của nguyên liệu đưa vào sản xuất 78

8.2 Kiểm tra các công đoạn trong quá trình sản xuất 78

8.2.1 Kiểm tra công đoạn xử lý nguyên liệu 78

8.2.2 Dây chuyền sản xuất cơm dừa nạo sấy 78

8.2.3 Dây chuyền sản xuất bột sữa dừa 81

Chương 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG - VỆ SINH XÍ NGHIỆP PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ 83

9.1 An toàn lao động 83

9.1.1 Các nguyên nhân gây ra tai nạn 83

9.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động 83

9.1.3 Những yêu cầu về an toàn lao động 83

9.2 Vệ sinh xí nghiệp 85

9.2.1 Vệ sinh công nhân 85

9.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị 85

9.2.3 Vệ sinh xí nghiệp 85

9.2.4 Vấn đề xử lí nước thải 85

KẾT LUẬN 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ

Danh sách các bảng

Bảng 2.1.Đặc điểm của các giống dừa 6

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của cơm dừa 8

Bảng 2.3 Diện tích và năng suất dừa một số nước (2011) 12

Bảng 2.4 20 quốc gia nhập khẩu cơm dừa nạo sấy nhiều nhất Thế Giới (2008) 13

Bảng 2.5 Thành phần hóa học của sữa dừa (không bổ sung nước khi ép) theo các tác giả khác nhau 14

Bảng 2.6 Thành phần hóa học của sữa dừa (có bổ sung nước khi ép) 15

Bảng 2.7 Thành phần của bột sữa dừa sản xuất theo phương pháp sấy phun 15

Bảng 4.1 Biểu đồ thu hoạch nguyên liệu 32

Bảng 4.2 Biểu đồ thu nhập nguyên liệu 32

Bảng 4.3 Số ngày sản xuất trong năm (2020) 32

Bảng 4.4 Số ngày làm việc, số ca trong các tháng và cả năm (2020) 32

Bảng 4.5 Bảng hao hụt nguyên liệu qua từng công đoạn 33

Bảng 4.6 Tổng kết lượng năng suất công đoạn (sản phẩm cơm dừa nạo sấy) 35

Bảng 4.7 Bảng hao hụt nguyên liệu qua từng công đoạn (sản phẩm bột sữa dừa) 35

Bảng 4.8 Tổng kết lượng năng suất công đoạn (sản phẩm bột sữa dừa) 39

Bảng 5.1 Thông số kĩ thuật của nồi hơi 46

Bảng 6.1 Bảng tổng kết các thiết bị quy trình sản xuất cơm dừa nạo sấy 68

Bảng 6.2 Bảng tổng kết thiết bị quy trình sản xuất bột sữa dừa 69

Bảng 7.1 Nhân lực phụ trong phân xưởng 71

Bảng 7.2 Tính xây dựng cho phân xưởng sản xuất chính 71

Bảng 7.3 Bảng tổng kết các công trình xây dựng 75

Bảng 8.1 Chỉ tiêu hóa, lý của cơm dừa sấy khô 80

Bảng 8.2 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích 80

Bảng 8.3 Các chỉ tiêu hóa học của bột sữa dừa 82

Bảng 8.4 Các chỉ tiêu vi sinh của bột sữa dừa 82

Danh sách các hình vẽ Hình 2.1 Cây dừa 5

Hình 2.2 Cấu tạo quả dừa 7

Hình 2.3 Cơm dừa nạo sấy 11

Hình 2.4 Số lượng xuất khẩu các sản phẩm chính từ dừa của Bến Tre (6 tháng đầu

năm 2014) 12

Hình 2.5 Bột sữa dừa 14

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất cơm dừa nạo sấy 22

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất bột sữa dừa 26

Hình 5.1 Nồi hơi 47

Hình 6.1 Thiết bị lấy nước dừa 50

Hình 6.2 Thiết bị tách gáo dừa 51

Hình 6.3 Thiết bị gọt vỏ nâu 51

Hình 6.4 Thiết bị rửa cơm dừa 52

Hình 6.5 Thiết bị chần cơm dừa 53

Hình 6.6 Thiết bị xay dừa 54

Hình 6.7 Thiết bị sấy tầng sôi 55

Hình 6.8 Băng tải làm nguội 55

Hình 6.9 Silo chứa cơm dừa nạo sấy 56

Hình 6.10 Thiết bị lấy nước dừa 57

Hình 6.11 Thiết bị tách gáo dừa 57

Hình 6.12 Thiết bị gọt vỏ nâu 58

Hình 6.13 Thiết bị rửa cơm dừa 59

Hình 6.14 Thiết bị chần cơm dừa 59

Hình 6.15 Thiết bị xay dừa 60

Hình 6.16 Thiết bị trích ly cơm dừa 61

Hình 6.17 Thiết bị ép sữa dừa 62

Hình 6.18 Thùng chứa nước cà chua 62

Hình 6.19 Thiết bị lọc khung bản 63

Hình 6.20 Thùng phối trộn 64

Hình 6.21 Thiết bị đồng hóa áp lực cao 65

Hình 6.22 Thiết bị cô đặc chân không 65

Hình 6.23 Thiết bị sấy phun 66

Hình 6.24 Thiết bị đóng gói 67

Hình 6.25 Máy bơm 68

Hình 7.1 Sơ đồ tổ chức nhà máy 70

LỜI MỞ ĐẦU

Dừa là một trong những loài cây trồng khá phổ biến ở Đông Nam Á nói chung

và Việt Nam nói riêng Ở nước ta có nguồn nguyên liệu dừa khá phong phú Chúng được trồng nhiều ở Bến Tre, Bình Định, Phú Yên, và có chất lượng khá tốt Tuy có điểm mạnh về nguyên liệu nhưng số lượng các sản phẩm chế biến công nghiệp từ dừa hiện nay vẫn còn ít và chưa phong phú về mặt chủng loại

Bên cạnh đó trái dừa là một loại quả chứa khá nhiều chất dinh dưỡng Chúng được mệnh danh là “cây của sự sống” hay là “cây của 1.001 công dụng” nhờ những lợi ích mà nó mang lại Người ta thường dùng dừa để tạo ra nhiều món ăn rất hấp dẫn như rau câu dừa, thịt kho tàu, Nhờ có nhiều lợi ích như vậy nên nhiều dân tộc trên Thế Giới rất yêu chuộng dừa Nhưng dừa rất giàu chất béo và có kích thước lớn, cồng kềnh nên quá trình bảo quản và vận chuyển, xuất khẩu gặp nhiều khó khăn Đặc biệt, nước cốt dừa được xem là nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình chế biến nhiều loại món ăn truyền thống của người Việt Nam như món cà ri, chè, Tuy nhiên, đây là một nguyên liệu giàu béo và rất dễ bị hư hỏng do vi sinh vật nên quá trình sử dụng và bảo quản gặp nhiều khó khăn Do đó, yêu cầu cấp thiết đặt ra là cần phải chế biến nguồn nguyên liệu giàu dinh dưỡng này như thế nào để chúng vẫn giữ được chất lượng và kéo dài thời gian sử dụng

Ngoài ra, giá trị thu được từ các sản phẩm chế biến luôn cao hơn nhiều khi bán sản phẩm thô, theo phân tích giá trị gia tăng từ 1.000 trái dừa (năm 2010) cho thấy d ừa tươi tạo ra 276 USD/1000 trái, thấp hơn nhiều so với dừa khô và chế biến: 575 USD/1.000 trái [1] Cho nên để đa dạng hóa sản phẩm, nâng cao chất lượng, thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển và tiêu thụ các mặt hàng rau quả thì việc xây dựng nhà máy chế biến dừa cần được chú trọng

Vì những lý do trên, nên việc “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 với năng suất 10 tấn sản phẩm/ngày” là hoàn toàn cần thiết

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Sau khi khảo sát nghiên cứu về nguồn nguyên liệu, các yếu tố ảnh hưởng đến việc lắp đặt, thi công và nhiều yếu tố khác thì đặt vị trí nhà máy tại khu công nghiệp

An Hiệp, tỉnh Bến Tre là một trong những lựa chọn tốt nhất

1.1 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]

1.2 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 26oC - 27oC 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

Hướng gió chủ đạo:

• Gió Đông Bắc vào mùa khô

• Gió Tây Nam vào mùa mưa

Ở đây thường không xảy ra bão lụt, động đất, sóng thần

1.3 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

1.4 Hợp tác hóa

Việc hợp tác hoá là không thể thiếu đối với một nhà máy kinh tế thị trường hiện

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

1.5 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]

1.6 Nguồn cung cấp hơi

Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng của nhà máy

1.7 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

1.8 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

1.9 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

1.10 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

1.11 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

1.12 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

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

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,

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

2.1.2 Phân loại dừa

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]

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

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

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]

Cấu tạo quả dừa: [8] [10]

• 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

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 đạt 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]

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

Cơm dừa rất giàu một số khoáng chất quan trọng, đặc biệt là mangan và đồng Trong khi mangan hỗ trợ chức năng enzyme và chuyển hóa chất béo, đồng hỗ trợ sự hình thành xương và sức khỏe của tim

Ăn dừa giúp tim khỏe nhờ cơm dừa rất giàu chất xơ, ăn cơm dừa góp phần làm chậm sự tiến triển của Alzheimer (một dạng bệnh mất trí nhớ) Tăng cường hệ miễn dịch nhờ cơm dừa chứa 5,2 microgam selen, chất kích thích sản xuất selenoprotein giúp giảm nhiều bệnh Cơm dừa giàu khoáng chất, có thể ngăn ngừa chứng vô sinh ở

nam giới Nghiên cứu cho thấy ăn cơm dừa giúp cơ thể sản sinh selen, góp phần tăng khả năng làm cha Nên bổ sung cơm dừa vào chế độ ăn uống hằng ngày có thể giúp giảm thiếu máu, vì nó giàu chất sắt Nhiều chất dinh dưỡng có trong cơm dừa giúp cơ thể chống lại tế bào ung thư như ung thư đại tràng và ung thư tuyến tiền liệt Cơm dừa giúp ngăn ngừa nhiều vấn đề về tiêu hóa như táo bón, loét tá tràng và trĩ, giúp cải thiện

hệ tiêu hóa Vì cơm dừa không có tác dụng phụ nên người ở mọi lứa tuổi đều có thể dùng được [12]

2.2 Nguyên liệu phụ

2.2.1 Nước

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

- Hàm lượng vi sinh vật trong nước càng thấp càng tốt

- Tổng số vi khuẩn hiếu khí: ≤ 100 CFU/l (ở 370C)

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,

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 [14]

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

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

2.2 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

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]

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…

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]

STT Tên quốc

gia

Diện tích (ha)

Năng suất (trái/ha/năm)

Hình 2.4 Số lượng xuất khẩu các sản phẩm chính từ dừa của Bến Tre (6 tháng đầu năm

2014) [1]

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

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

2 Bỉ 19.950 12 Liên Bang Nga 8.128

4 Singapore 23.500 14 Ai Cập 5.131

5 Hà Lan 16.349 15 Nam Phi 5.562

6 Anh Quốc 13.571 16 Tây Ban Nha 4.030

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

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

Anon (1984)

Độ ẩm (%) 50,0 54,1 50,0 53,9 Chất béo (%) 39,8 32,2 40,0 34,7 Protein (Nx6,25) (%) 2,8 4,4 3,0 3,6

Carbohydrate (%) 6,2 8,3 5,5 6,6 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

Bảng 2.6 Thành phần hóa học của sữa dừa (có bổ sung nước khi ép) [17]

Độ ẩm (%) 73,47 - 76,84 Chất béo (%) 18,83 - 21,09 Protein (Nx6,25) (%) 2,14 - 2,97

c) Công dụng của bột sữa dừa

Chúng được sử dụng như một loại thực phẩm hoặc dùng để tạo vị trong nấu ăn, pha chế, làm đẹp Từ bột sữa dừa, ta có thể pha với nước nóng để tạo ra nước cốt dừa

Vì vậy, bột sữa dừa có tất cả các công dụng của nước cốt dừa

2.3.1 Nghiền nguyên liệu

Nghiền là phương pháp nhằm phá hủy các cấu trúc mô, tế bào, làm nhỏ nguyên liệu

❖ Kỹ thuật nghiền

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

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,…

2.3.2 Quá trình cô đặc [18]

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

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 100o 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

• Ưu điểm:

+ Giữ được chất lượng, tính chất sản phẩm

+ Nhập liệu và tháo sản phẩm đơn giản, không cần ổn định lưu lượng Thao tác

Phương pháp cấp nhiệt: hơi nước

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

2.3.3 Quá trình sấy [19]

Sấy là quá trình sử dụng nhiệt để tách nước ra khỏi mẫu nguyên liệu Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi nguyên liệu theo nguyên tắc bốc hơi hoặc thăng hoa Chúng ta cần phân biệt sự khác nhau giữa sấy và cô đặc Trong quá trình sấy, mẫu nguyên liệu thường ở dạng rắn, tuy nhiên mẫu nguyên liệu cần sấy cũng có thể ở dạng lỏng hoặc huyền phù Sản phẩm thu được sau quá trình sấy luôn ở dạng rắn hoặc dạng bột Đối với hai sản phẩm là cơm dừa nạo sấy và bột sữa dừa 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 tế của nhà máy

Có nhiều phương pháp sấy và chúng được thực hiện theo những nguyên tắc khác nhau Chúng ta có thể chia các phương pháp sấy theo những nhóm như sau:

- Sấy đối lưu: trong phương pháp này, người ta sử dụng không khí nóng để làm tác nhân sấy Mẫu nguyên liệu sẽ được tiếp xúc trực tiếp với không khí nóng trong buồng sấy, một phần ẩm trong nguyên liệu sẽ được bốc hơi, Như vậy, mẫu n guyên liệu cần sấy sẽ được cấp nhiệt theo nguyên tắc đối lưu Khi đó, động lực của quá trình sấy

là do:

• Sự chênh lệch áp suất hơi tại bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy, nhờ

đó mà các phân tử nước tại bề mặt nguyên liệu sẽ bốc hơi

• Sự chênh lệch ẩm tại bề mặt và tâm của nguyên liệu, nhờ đó mà ẩm tại tâm nguyên liệu sẽ khuếch tán ra vùng bể mặt

- Sấy tiếp xúc: mẫu nguyên liệu cần sấy được đặt lên một bề mặt đã được gia nhiệt, nhờ đó mà nhiệt độ của nguyên liệu sẽ gia tăng và làm cho một phần ẩm trong nguyên liệu sẽ bốc hơi và thoát ra môi trường bên ngoài Trong phương pháp này, mẫu

nguyên liệu cần sấy sẽ được cấp nhiệt theo nguyên tắc dẫn nhiệt

- Sấy bức xạ: trong phương pháp này, người ta sử dụng nguồn nhiệt bức xạ để cung cấp cho mẫu nguyên liệu cần sấy Nguồn bức xạ được sử dụng phổ biến hiện nay

là tia hồng ngoại Nguyên liệu sẽ hấp thu năng lượng của tia hồng ngoại và nhiệt độ của nó sẽ tăng lên Trong phương pháp sấy bức xạ, mẫu nguyên liệu được cấp nhiệt nhờ hiện tượng bức xạ, còn sự thải ẩm từ mẫu nguyên liệu ra môi trường bên ngoài sẽ xảy ra theo nguyên tắc đôi lưu

- Sấy bằng vi sóng và dòng điện cao tần: vi sóng là những sóng điện từ với tần số 300-300.000MHz Dưới tác động của vi sóng, các phân tử nước trong mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ chuyển động quay cực liên tục Hiện tượng này làm phát sinh nhiệt và nhiệt

độ của nguyên liệu sẽ gia tăng Khi đó, một số phân tử nước tại vùng bề mặt của nguyên liệu sẽ bốc hơi Còn trong trường hợp sử dụng dòng điện cao tần, nguyên tắc gia nhiệt mẫu nguyên liệu cần sấy cũng tương tự như trường hợp sử dụng vi sóng, tuy nhiên tần sôi sử dụng sẽ thấp hơn (27-100MHz)

- Sấy thăng hoa: trong phương pháp này, mẫu nguyên liệu cần sấy trước tiên sẽ được đem lạnh đông để một phần ẩm trong nguyên liệu chuyển sang t rạng thái rắn, Tiếp theo, người ta sẽ tạo áp suất chân không và nâng nhẹ nhiệt độ để nước thăng hoa, tức nước sẽ chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi mà không qua trạng thái lỏng Chọn phương pháp sấy đối lưu

a) Quy trình cơm dừa nạo sấy

Chọn thiết bị sấy tầng sôi

Trong phương pháp này, dòng tác nhân sấy sẽ làm cho nguyên liệu ở trạng thái lơ lửng, do đó diện tích tiếp xúc giữa bề m ặt nguyên liệu và tác nhân sấy sẽ tăng lên, giúp cho ẩm bốc hơi nhanh chóng Bên trong thiết bị có một tấm lưới để đỡ khối nguyên liệu và phân bố tác nhân sấy theo tiết diện của buồng sấy đồng thời tạo nên các dòng không khí nóng để làm cho nguyên liệu hạt hoặc bột ở trạng t hái lơ lửng trong quá trình sấy [19]

Ưu điểm: Trong thiết bị sấy tầng sôi, pha rắn được đảo trộn mãnh liệt, hệ số cấp

nhiệt và cấp khối từ pha khí tới pha hạt rất lớn, cấu tạo thiết bị đơn giản, dễ thực hiện

cơ giới hóa và tự động hóa

Nhược điểm: thời gian lưu của các hạt trong lớp sôi không đều

❖ Nhiệt độ sấy gồm ba nhiệt độ ứng với ba khu vực trong hầm sấy

Khu vực một: nhiệt độ tại khu này là 95°C Do nguyên liệu lúc mới vào buồng sấy có ẩm độ cao nếu tăng nhiệt quá cao tại khu vực này thì cơm dừa sẽ dễ bị cháy, vì vậy chỉ duy trì nhiệt độ tại khu vực này ở 95°C để giảm ẩm độ trong khối nguyên liệu,

đồng thời đưa ẩm từ tâm vật liệu di chuyển ra phía ngoài tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sấy ở khu vực 2

Khu vực hai: nhiệt độ sấy tại khu vực này là 105°C, lúc này ẩm độ trong khối nguyên liệu đã được giảm vì vậy ta có thể nâng nhiệt lên đến 105°C để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh và vô hoạt hoàn toàn các loại enzyme có trong nguyên liệu Với ẩm độ thấp hơn khu vực một nên cơm dừa sẽ không bị cháy gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Khu vực ba: nhiệt độ tại khu vực này là 95°C, tại giai đoạn này quá trình sấy chỉ

có tác dụng hoàn thiện sản phẩm, đưa ẩm độ sản phẩm xuống dưới 3% nên không cần phải nâng nhiệt quá cao gây lãng phí nguồn nhiệt

b) Quy trình bột sữa dừa

Chọn thiết bị sấy phun

Trong thiết bị sấy phun, các nguyên liệu sấy dạng dung dịch hay huyền phù sẽ được cô đặc lại (chỉ còn khoảng 40 – 60% độ ẩm) được phun thành những tia, hoặc giọt mịn vào dòng không khí nóng (khoảng 150 – 300 độ C) chuyển động cùng chuyền hoặc ngược chiều trong một buồng sấy lớn Kết quả của quá trình sấy này là hơi nước được thoát đi nhanh chóng, các hạt sản phẩm thu được sẽ được tách ra ngoài nhờ một

bộ phận thu hồi riêng biệt [20]

Ưu điểm:

- Thời gian sấy nhanh

- Sản phẩm có thể được điều chỉnh tỷ trọng theo yêu cầu

- Thành phẩm chất lượng cao, có độ hòa tan gần 100%, độ ẩm thấp

- Dễ cơ giới hóa, tự động hóa

- Chi phí nhân cộng thấp

- Vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, thiết kế đa dạng, phù hợp với nhiều loại sản phẩm

Nhược điểm:

- Chi phí đầu tư cao

- Yêu cầu độ ẩm ban đầu cao, để có thể tạo giọt lỏng

- Tốn năng lượng

- Các chất dễ bay hơi sẽ bị thất thoát trong quá trình sấy

Nếu sử dụng phương pháp sấy ngược chiều thì bột sữa không đồng đều, vì phương pháp này sữa và không khí va chạm với nhau rất mạnh Còn sử dụng phương pháp sấy cùng chiều thì sữa phải được phun ra thành lớp sương rất mịn bởi vì thời gian

tiếp xúc với không khí nóng ngắn, phải đảm bảo đạt độ ẩm cuối Nên ta sẽ kết hợp cả

2 phương pháp sấy

❖ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun:

• Nồng độ chất khô của nguyên liệu: nếu nồng độ chất khô của nguyên liệu càng cao thì lượng nước cần bốc hơi để sản phẩm đạt giá trị độ ẩm cho trước sẽ càng thấp Vậy sẽ tiết kiệm được thời gian sấy và năng lượng cho quá trình Tuy nhiên, nếu nồng

độ chất khô quá cao sẽ làm tăng độ nhớt của nguyên liệu, gây khó khăn cho qúa trình tạo sương mù trong buồng sấy, cơ cấu phun dễ bị tắc nghẽn hoặc tạo hạt với hình dạng

và kích thước không như mong muốn Trong công nghệ sản xuất bột sữa dừa, nồng độ chất khô của dòng nguyên liệu vào buồng sấy là 22%

• Nhiệt độ tác nhân sấy: Ảnh hưởng đến độ ẩm của sản phẩm sau khi sấy phun Khi cố định thời gian sấy, độ ẩm của bột sản phẩm thu được sẽ giảm đi nếu ta tăng nhiệt độ tác nhân sấy.Tuy nhiên ,nếu nhiệt độ tác nhân sấy tăng quá cao, độ ẩm cuối cùng của bột sản phẩm sẽ không giảm thêm nhiều Hơn nữa việc gia tăng nhiệt độ có thể gây phân hủy một số cấu tử trong nguyên liệu mẫn cảm với nhiệt và làm tăng mức tiêu hao năng lượng cho toàn bộ quá trình Trong công nghiệp sản xuất bột sữa dừa, nhiệt độ tác nhân sấy đầu vào là 150°C

Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1 Quy trình công nghệ sản xuất cơm dừa nạo sấy

Vỏ Lột vỏ

Sấy

(t 1 =85-95°C, t 2 105°C, t 3 =85-95°C)

=95-3.1.2 Thuyết minh quy trình

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:

❖ Mục đích

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

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

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

tự nhiên, không lẫn cơm dừa chưa đủ tuổi,vỏ cám, dừa ôi chua có bã mặt, mùi lạ

• Vật lý: cơm dừa mềm hơn

• Hóa học, hóa sinh: enzyme bị vô hoạt

• Vi sinh: vi sinh vật bị tiêu diệt

phân loại kích thước hạt cơm dừa Những hạt đã đạt kích thước sẽ được đóng bao

❖ Cách tiến hành

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

3.2 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]

(p = 200 ba r)

Bột sữa dừa Phối trộn

Cô đặc

(50%)

Tách gáo dừa Gọt vỏ đen

Lột vỏ

3.2.2 Thuyết minh quy trình

3.2.2.1 Lột vỏ, tách gáo dừa, gọt vỏ đen:

❖ Mục đích

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

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

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

3.2.2.3 Chần

❖ Mục đích

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

❖ Các biến đổi

• 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

3.2.2.4 Xay

❖ Mục đích

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

❖ Các biến đổi:

• 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

❖ Cách thực hiện

Cho dừa vào máy xay, xay dừa thành sợi dài khoảng 3 – 4mm, rộng 1 – 2mm

3.2.2.5 Trích ly

❖ 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

❖ Biến đổi:

• 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