LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Địa điểm xây dựng nhà máy
Nhà máy được xây dựng tại thị xã Trà Vinh, tỉnh Trà Vinh Đây là trung tâm thu nhận nguyên liệu của các huyện trong tỉnh.
Một số điều kiện khí hậu tại nhà máy
Khu vực đồng bằng sông Cửu Long, nơi đặt nhà máy, chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa ven biển Tại đây, khí hậu được chia thành hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô.
− Mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau
− Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến cuối tháng 11
− Nhiệt độ trung bình năm 26 ÷ 27,6 0 C, độ ẩm trung bình là 84%
Thị xã Trà Vinh ghi nhận lượng mưa hàng năm khoảng 1588 mm, với sự phân bố không ổn định theo thời gian và không gian Nơi đây có số ngày mưa cao nhất trong tỉnh, đạt 98 ngày mỗi năm.
Tốc độ gió tối đa trong khu vực đạt khoảng 4-5 m/s, chủ yếu vào tháng 2 và 3, thường mạnh vào buổi chiều và giảm dần khi di chuyển từ biển vào đất liền Tần suất lặng gió dao động từ 20% đến 50%, với hướng gió chủ đạo là Tây Nam.
Vùng nguyên liệu
Nhà máy tại thị xã Trà Vinh, tỉnh Trà Vinh, nằm trong vùng nguyên liệu tập trung và chuyên canh của cả nước, chủ yếu thu mua cam từ các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long như Bến Tre, Tiền Giang, Vĩnh Long, Cần Thơ và Hậu Giang Cà chua được trồng chủ yếu ở đồng bằng và trung du phía Bắc, trong khi ở phía Nam, Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng là nơi trồng chính Nguyên liệu được vận chuyển bằng đường bộ hoặc đường thủy, do đó việc xây dựng nhà máy tại Trà Vinh là hợp lý, đảm bảo nguồn nguyên liệu liên tục, chất lượng cao và chi phí vận chuyển thấp hơn so với các khu vực khác.
Với thế mạnh các vùng nguyên liệu chuyên canh và tập trung nên lượng nguyên liệu có thể đáp ứng được cho nhà máy hoạt động quanh năm.
Hợp tác hóa
Nhà máy cần thiết phải hợp tác chặt chẽ với nông dân trồng cam và cà chua để thu hoạch đúng thời điểm và đạt độ chín tối ưu, nhằm đảm bảo năng suất cho nhà máy.
Nhà máy hợp tác chặt chẽ với các cơ sở sản xuất khác về kỹ thuật và kinh tế, đồng thời mở rộng hợp tác trong lĩnh vực bao bì, hộp carton và các nguyên liệu phụ khác.
Nhà máy có thể hợp tác với các đối tác quốc tế để giới thiệu sản phẩm và tìm kiếm thị trường xuất khẩu tại Mỹ, Châu Âu và Nhật Bản Việc này sẽ giúp thu hút vốn đầu tư và trang bị công nghệ hiện đại, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm.
Nguồn cung cấp điện, nước
Nhà máy sản xuất đồ hộp rau quả tiêu thụ một lượng điện lớn chủ yếu cho các thiết bị lạnh và bơm nước, trong khi phần còn lại phục vụ cho chiếu sáng và sinh hoạt Nhà máy kết nối với mạng lưới điện quốc gia thông qua máy biến thế riêng, sử dụng hiệu điện thế 220V và 380V.
Để đảm bảo quá trình sản xuất và chế biến diễn ra liên tục và an toàn về điện, nhà máy trang bị máy phát điện dự phòng sử dụng nhiên liệu Diesel.
Nguồn nước cho nhà máy phục vụ chế biến, vệ sinh thiết bị và sinh hoạt được cung cấp từ nhà máy nước sông Hậu, với công suất khoảng 18.000 m³/ngày đêm.
Nguồn cung cấp hơi đốt
Nhà máy sử dụng hơi đốt cho lò hơi, với nguồn cung cấp dầu FO từ các cửa hàng xăng dầu trong tỉnh.
Hệ thống giao thông vận tải
Nhà máy được đặt tại vị trí thuận lợi cho vận chuyển đường bộ và đường thủy, nằm ở Trà Vinh, phía Đông Nam đồng bằng sông Cửu Long Khu vực này nằm giữa hai con sông Cổ Chiên và Hậu, với tỉnh Bến Tre ở phía Bắc, Sóc Trăng và thành phố Cần Thơ ở phía Tây Nam, Vĩnh Long ở phía Tây, và biển Đông ở phía Đông.
− Đường bộ: tuyến thông thương đường bộ nối Trà Vinh với các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long và vùng kinh tế trọng điểm phía Nam là quốc lộ 53
Trà Vinh nằm trên tuyến vận tải hàng hải quốc tế qua cửa Định An, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển cảng biển, kết nối giao thương giữa trong nước và quốc tế.
Với hệ thống giao thông thuận lợi nên việc nhập nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm rất thuận lợi và nhanh chóng.
Hệ thống xử lý nước thải
Nhà máy đồ hộp tiêu thụ một lượng nước lớn, do đó, hệ thống cung cấp nước được lấy từ sông Cổ Chiên và sông Hậu sau khi đã qua xử lý để đảm bảo đáp ứng nhu cầu sản xuất.
Nhà máy đồ hộp rau quả sản xuất lượng nước thải lớn, chủ yếu chứa các chất hữu cơ không độc hại Nước thải này được xử lý đạt tiêu chuẩn và có thể tái sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm tưới tiêu cho đất canh tác.
Nguồn nhân lực của nhà máy
Để giảm chi phí xây dựng khu tập thể cho công nhân, nhà máy chủ yếu tuyển dụng công nhân từ địa phương, với đa số có trình độ học vấn từ lớp 12 Sau khi hoàn thành khóa đào tạo vận hành thiết bị, đội ngũ công nhân sẽ trở nên lành nghề, đảm bảo hoạt động hiệu quả cho nhà máy Đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật quản lý bao gồm những người có kinh nghiệm lâu năm, cùng với việc tiếp nhận kỹ sư từ các trường đại học trên toàn quốc, giúp nắm bắt các tiến bộ và thành tựu khoa học kỹ thuật mới từ các nước tiên tiến, tạo nên lực lượng nòng cốt cho sự phát triển của nhà máy.
Khả năng tiêu thụ của nhà máy
Bột cam hòa tan và đồ hộp cà chua tự nhiên là hai sản phẩm được ưa chuộng trong nước và xuất khẩu ra thị trường quốc tế Cả hai sản phẩm này đều đáp ứng nhu cầu của đông đảo người tiêu dùng, do đó tiềm năng tiêu thụ của chúng rất cao.
Năng suất của nhà máy
Nhà máy được thiết kế sản xuất với hai mặt hàng:
− Bột cam hòa tan năng suất: 32 tấn nguyên liệu/ca
− Đồ hộp cà chua tự nhiên năng suất: 1,5 tấn sản phẩm/giờ
Việc xây dựng nhà máy tại địa điểm đã chọn là hoàn toàn hợp lý nhờ vào các điều kiện thuận lợi, đảm bảo sự liên tục trong hoạt động và mang lại hiệu quả kinh tế cao Trong tương lai, nhà máy sẽ mở rộng thêm nhiều mặt hàng mới để phục vụ kịp thời nhu cầu của đời sống nhân dân.
TỔNG QUAN
Đồ hộp cà chua tự nhiên
2.1.1.1 Giới thiệu về cây cà chua
Cà chua (Solanum lycopersicum) thuộc họ Cà (Solanaceae) là loại rau quả thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, giàu vitamin A, C và lycopene Quả cà chua ban đầu có màu xanh, khi chín chuyển từ vàng đến đỏ và có vị hơi chua Tại Việt Nam, cây cà chua được trồng chủ yếu ở đồng bằng và trung du phía Bắc với diện tích lên đến hàng chục ngàn ha Gần đây, một số giống cà chua chịu nhiệt mới đã được lai tạo, mở rộng diện tích trồng tại miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ Đà Lạt, Lâm Đồng cũng phát triển nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng cao Sản lượng cà chua năm 2009 đạt 494.332 tấn.
Cà chua là một loại rau giàu dinh dưỡng với vị chua nhẹ Giống cà chua chất lượng thường có kích thước vừa phải, quả dày, ít hạt và độ khô cao (6-8%) Cấu trúc quả cà chua bao gồm vỏ (4-10%), thịt và nước quả chiếm tới 80-93%, cùng với hạt (2-7%) Mỗi quả thường có từ 10 đến 20 ngăn hạt, được ngăn cách bởi các thành trong chứa nước quả.
Cà chua không chỉ có vị ngọt thơm và tính mát, mà còn có tác dụng thanh nhiệt, giải khát, dưỡng âm và làm mát máu Ngoài ra, loại quả này rất giàu vi lượng, có khả năng hỗ trợ chữa bệnh ung thư và làm chậm quá trình lão hóa.
2.1.1.2 Cấu tạo quả cà chua
Quả cà chua bao gồm vỏ, thịt quả, dịch quả và hạt, được cấu tạo từ ba lớp vỏ tương ứng với ba phần của vách bầu Vỏ ngoài hình thành từ lớp biểu bì ngoài, có thể có lớp sáp hoặc lông Vỏ giữa tương ứng với phần thịt quả, thường dày và tạo thành cùi quả Vỏ trong là lớp biểu bì trong của vách bầu, trong khi bên trong quả chia thành nhiều buồng hạt (từ 2 đến 20 buồng) được ngăn cách bởi các thành trong Quả có ít buồng hạt thường chứa nhiều hạt hơn, và thành quả có hàm lượng chất khô cao Khối lượng quả có sự chênh lệch lớn giữa các loài và ngay cả trong cùng một loài, có thể chia thành ba nhóm dựa trên khối lượng quả.
− Nhóm quả có khối lượng dưới 50 gr
− Nhóm quả có khối lượng trung bình từ 50 – 100 gr
− Nhóm quả có khối lượng trên 100 gr
Quả cà chua chín có nhiều màu sắc khác nhau như đỏ, đỏ hồng, vàng da cam và vàng nhạt, tùy thuộc vào giống Cà chua chín cây thường có chất lượng vượt trội hơn so với cà chua chín do dấm trong quá trình bảo quản.
2.1.1.3 Thành phần hóa học của quả cà chua
Quả cà chua tươi giàu các loại đường dễ tiêu như glucose, fructose và một lượng nhỏ saccharose, cùng với tinh bột, cellulose, hợp chất pectin, acid hữu cơ chủ yếu là acid citric, và đặc biệt là vitamin C.
Thành phần hóa học của quả chịu ảnh hưởng bởi độ chín, giống loài, điều kiện môi trường, kỹ thuật canh tác, thời điểm thu hoạch và phương pháp bảo quản Đặc biệt, trong quả cà chua, nồng độ chất khô và đường cao hơn ở phần giữa, trong khi phần xung quanh có nhiều acid và ít đường.
❖ Nước: Nước là thành phần chủ yếu có trong cà chua chiếm 94% hàm lượng
Hàm lượng glucid trong cà chua dao động từ 4 – 8%, tùy thuộc vào loại nguyên liệu và điều kiện trồng trọt, trong đó gốc đường chiếm 2 – 5%, chủ yếu là fructose và glucose, trong khi saccharose chỉ chiếm dưới 0.5% Khi tiến hành cô đặc, cần thực hiện ở nhiệt độ thấp để hạn chế phản ứng melanoidin và caramen hóa, tránh làm cho sản phẩm có màu tối kém hấp dẫn Tinh bột trong cà chua chỉ chiếm từ 0,07 – 0,26% và chuyển hóa thành đường khi quả chín, trong khi cellulose có nhiều trong quả xanh và giảm dần khi quả chín.
Cà chua chín chứa khoảng 0,4% acid hữu cơ, chủ yếu là acid malic, với độ pH dao động từ 3.1 đến 4.1 Ngoài acid malic, quả cà chua còn có acid citric và một lượng nhỏ acid tartaric Trong giai đoạn quả còn xanh, acid tồn tại ở dạng tự do, nhưng khi chín, chúng chuyển thành dạng muối acid.
❖ Nitơ: Nitơ chiếm khoảng 1% trong quả cà chua tồn tại ở dạng tự do khi quả còn xanh và sẽ chuyển hóa thành acid amin khi quả chín
❖ Các chất khoáng: Hàm lượng các chất khoáng có trong 100g cà chua được thể hiện qua bảng 2.1
Bảng 2.1 - Thành phần một số chất khoáng có trong 100g cà chua [7,tr.87]
Tên chất khoáng Na Ca Mg Fe Zn P K
Hàm lượng có trong 100g (mg) 12 12 15 1,40 0,74 26 275
Cà chua chứa hàm lượng khoáng chất phong phú, là nguồn dinh dưỡng dồi dào cho cơ thể.
❖ Các vitamin: Hàm lượng các vitamin có trong quả cà chua được thể hiện qua bảng 2.2
Bảng 2.2 - Hàm lượng vitamin có trong 100g cà chua [7, tr.87]
Tờn vitamin Hàm lượng (àg/100g)
Cà chua là loại quả giàu vitamin C và E, được biết đến với công dụng làm đẹp và cung cấp dinh dưỡng thiết yếu hàng ngày cho con người.
2.1.1.4 Thu hoạch và bảo quản cà chua:
❖ Thu hoạch Ở nước ta cà chua thu hoạch chính vào tháng 11 đến tháng 2 ở đồng bằng Bắc Bộ, còn ở Đà Lạt cà chua gần như thu hoạch quanh năm
Thời gian thu hoạch cà chua phụ thuộc vào giống và mùa vụ Thông thường, ở vùng lạnh, thời gian thu hoạch khoảng 70 - 90 ngày sau khi trồng, trong khi ở đồng bằng là 60 - 70 ngày Đối với cà chua ăn tươi, người ta thường thu hoạch vào giai đoạn chín vàng để trái tiếp tục chín dần trong quá trình vận chuyển hoặc dự trữ trước khi đến tay người tiêu dùng Điều này là do cà chua trước khi chín có hàm lượng chất khô hòa tan, vitamin và lượng đường thấp hơn trái chín trên cây.
Cà chua cần được bảo quản theo mức độ chín khác nhau để đảm bảo chất lượng Cà chua xanh nên được lưu trữ ở nhiệt độ 10 độ C và độ ẩm 80-85%, có thể giữ được trong 1-1,5 tháng cho đến khi chín Đối với cà chua ươm và chín, nhiệt độ bảo quản lý tưởng là từ 1-3 độ C với độ ẩm tương tự Tránh bảo quản cà chua ở nhiệt độ trên 30 độ C, vì điều này sẽ làm giảm khả năng tổng hợp lycopen, trong khi nhiệt độ dưới 5 độ C có thể gây rối loạn sinh lý, khiến cà chua không chín và dễ bị mềm.
Để bảo quản nguyên liệu cà chua hiệu quả, trong thời gian ngắn, nên sử dụng kho gần xưởng chế biến với điều kiện thoáng mát, sạch sẽ và cao ráo, tránh thông gió nhân tạo để giữ độ ẩm Đối với bảo quản lâu dài, kho lạnh hoặc môi trường khí cải tiến là lựa chọn tối ưu.
2.1.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chín của cà chua
Cà chua chín sẽ trai qua các giai đoạn sau:
Giai đoạn quả xanh là thời điểm mà quả và hạt chưa phát triển hoàn toàn Việc thu hái hoặc thúc chín cà chua trong giai đoạn này sẽ dẫn đến quả chín không đạt tiêu chuẩn, thiếu hương vị và không có những đặc trưng vốn có của cà chua.
Bột cam hòa tan
Cam (Citrus × sinensis) là loại cây ăn quả thuộc họ bưởi, có quả nhỏ hơn với vỏ mỏng và màu da cam khi chín, vị ngọt hoặc hơi chua Đây là cây lai giữa bưởi (Citrus maxima) và quýt (Citrus reticulata), được trồng phổ biến ở vùng khí hậu ấm áp Cam thường được tiêu thụ tươi hoặc dùng để vắt nước.
Vỏ cam dày có vị đắng, có thể bị loại bỏ hoặc được tận dụng để chế biến thức ăn cho súc vật Phương pháp chế biến hiệu quả là rút nước từ vỏ cam bằng sức ép kết hợp với hơi nóng.
2.2.1.2 Đặc tính thực vật của loài cam
Cam sinh trưởng tốt trong khoảng nhiệt độ 23-29 độ C, và có thể trồng ở những vùng có nhiệt độ bình quân năm 15 độ C Để cây cam phát triển mạnh, cần lượng mưa hàng năm từ 1000-1500mm Cây cam ưa sáng, cần ánh sáng đầy đủ; nếu thiếu ánh sáng, cây sẽ sinh trưởng kém, khó ra hoa và cho ít quả, dẫn đến năng suất thấp Cây cam thích hợp với đất thịt pha dày trên 1m, với pH đất lý tưởng từ 5,5-6,5.
Cây không thể chịu đựng được nhiệt độ quá thấp, dẫn đến ngừng phát triển và có thể chết Ngược lại, khi nhiệt độ vượt quá 40 độ C, cây cũng sẽ ngừng sinh trưởng và lá sẽ bị khô héo.
Cam được trồng phổ biến ở vùng khí hậu ấm áp, là cây ăn trái ưa ẩm với quả chín có màu da cam và vị ngọt hoặc hơi chua Cây cam nhỏ, cao khoảng 10m, có cành gai và lá xanh quanh năm dài từ 4-10cm.
2.2.1.3 Phân loại một số loại cam thường gặp:
Cam được chia thành hai loại chính: cam chua và cam ngọt Cam chua thường được sử dụng để làm mứt, trong khi cam ngọt thường được chế biến thành nước ép hoặc bột cam Một số loại cam ngọt phổ biến bao gồm
- Cam tròn: Cam tròn phổ biền nhất là loại Valencia, có nguồn gốc từ đảo Azores và
Giống cam Bồ Đào Nha có khả năng thích ứng tốt với vùng nội địa, nơi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm, giúp làm nổi bật màu sắc hấp dẫn của vỏ Quả cam này có hương vị đặc sắc, cả khi tươi lẫn sau khi chế biến thành nước ép Khi chín, quả chuyển sang màu cam, nhưng khi nhiệt độ tăng, vỏ cam có thể xuất hiện màu xanh nhạt do hấp thụ lại chlorophyll Loại cam này chủ yếu được sử dụng để làm nước quả, mang lại chất lượng nước ép tốt nhất nhờ vào lượng dịch quả dồi dào, màu sắc sậm và bền, ít hạt, không gây vị đắng.
Cam Navel là giống cam lớn hơn cam Valencia và các giống cam ngọt khác, với quả có màu vàng đậm đến cam, da dày dễ lột và không hạt Chất lượng quả tốt khi đạt độ chắc và khối lượng nhất định, cung cấp nhiều nước Thời tiết lạnh làm màu quả vàng sáng hơn, khiến quả có thể chín nhưng vẫn giữ màu xanh nhạt trên da Giống cam này ít được sử dụng trong chế biến nước quả do dễ phát sinh vị đắng trong quá trình chế biến.
Cam Blood là loại quả có múi ngon và hấp dẫn nhất, xuất xứ từ Địa Trung Hải, với kích thước trung bình, vỏ mỏng và ít hoặc không hạt, màu đỏ sậm đẹp mắt Chất anthocyanin, nguyên nhân tạo màu đỏ đặc trưng, chỉ phát triển khi nhiệt độ thấp vào ban đêm, như điều kiện khí hậu mùa thu ở Địa Trung Hải Đây là một chất chống oxy hóa mạnh, giúp ngăn ngừa ung thư và lão hóa Cam Blood thường được sử dụng để ăn tươi, kèm salad, hoặc chế biến với thịt Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là hàm lượng anthocyanin có thể bị giảm trong quá trình chế biến và bảo quản.
Cam xã Đoài là loại cây cao, ít cành lá, chủ yếu được trồng tại Xã Đoài, xã Nghi Diên, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An Quả cam có hương vị thơm ngon, vỏ mỏng bóng, vị ngọt đậm và chứa ít hạt, với phần thịt quả màu vàng óng ả Loại cam này thường được sử dụng để sản xuất nước cam và mứt cam.
Cam đường là loại trái cây có trọng lượng trung bình 100g, với vỏ mỏng màu vàng đỏ hoặc đỏ sẫm, dễ bóc và múi dễ chia Hai loại cam chính là cam giấy và các giống cam Canh (Hà Nội), cam Đồng.
Dụ (Hải Phòng), cam Ngọc Cục và cam Hành Thiện (Nam Hà), cam chua ở Hương Sơn (Hà Tĩnh)
Cam sành, hay còn gọi là Citrus nobilis Lour, có vỏ sần sùi và mịn, dày và dễ bóc khi chín, với màu vàng hoặc đỏ sẫm Quả có ruột đỏ, hạt màu nâu lục, vị ngọt và hơi chua, mang hương vị ngon như quýt Ôn Chân (Nhật Bản), rất thích hợp để làm đồ hộp quả nước đường Giống cam phổ biến nhất là cam Bố Hạ, được trồng ở bãi phù sa Hà Bắc, quả dẹt, nặng từ 200-250g, có màu vàng đỏ đẹp, chín vào tháng 11 đến tháng 1 năm sau, đúng dịp Tết Nguyên Đán Trước đây, quýt cũng được xem như một loại trong cam sành.
2.2.1.4 Cấu tạo và thành phần hóa học của cam:
Bảng 2.3 - Thành phần hóa học của cam [2]
Cam có cấu tạo như sau
- Lớp vỏ ngoài (flavedo): có màu cam hoặc màu xanh tùy theo giống, nhiều tinh dầu
- Lớp cùi trắng (albedo): có chứa pectin và cellulose
- Múi cam: bên trong có chứa những tép cam, trong có chứa dịch bào
- Hạt cam: chứa mầm cây
- Lõi: là phần nằm ở trung tâm của quả cam, thành phần tương tự lớp cùi trắng Thành phần hóa học của cam được biểu diễn ở bảng 2.3
Based on the table, oranges are a rich source of vitamin C, providing up to 150mg per 100g of juice and 200-300mg per 100g of dried peel The leaves and green peel contain compounds such as l-stachydrin, hesperidin, aurantin, and aurantinic acid, along with petitgrain essential oil The flowers yield neroli oil, which includes limonene, linalool, and geraniol The fruit's peel contains essential oil primarily composed of d-limonene (90%), decyclic aldehyde for fragrance, and various alcohols like linalool and dl-terpineol, as well as butyric acid, methyl anthranilate, and caprylic esters Oranges are hydrating, packed with vitamin C, and serve as an excellent daily source of this essential nutrient for humans.
Cam là loại quả phổ biến, giàu vitamin C, giúp tăng cường hệ miễn dịch và phục hồi sức khỏe nhanh chóng Nó cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết, bổ sung chất xơ, có tác dụng giải độc và lợi tiểu, đồng thời giảm nguy cơ mắc các bệnh ung thư phổi và dạ dày.
Trái cam chứa một lượng lớn flavonoid và vitamin C, giúp giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch đến 50% Nghiên cứu cho thấy flavonoid trong cam có tác dụng làm giảm huyết áp cao, làm chậm tiến triển của bệnh xơ cứng động mạch và giảm cholesterol Ngoài ra, nước cam còn cung cấp nhiều canxi hơn cả các sản phẩm từ sữa, đặc biệt, canxi tập trung nhiều ở vỏ cam.
Chọn phương án thiết kế
2.3.1 Đồ hộp cà chua tự nhiên
Quá trình rửa cà chua rất quan trọng để làm sạch loại quả này, nhưng do vỏ cà chua mỏng manh, việc chọn thiết bị rửa phù hợp là điều cần thiết để tránh làm hỏng quả.
Trong quy trình ta nên chọn thiết bị rửa thổi khí vì nó mang lại nhiều ưu điểm
- Phù hợp với quả cà chua và quy mô công nghiệp
- Quả được đảo lộn đều trong nước nhờ thổi khí nên nhẹ nhàng và được làm sạch
- Cà chua rửa xong phải sạch, không bị dập nát nếu không sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật xâm nhập và phát triển sau này
So với các thiết bị rửa khác như rửa sàng lắc hay rửa thùng quay, thiết bị rửa này có lực ma sát thấp hơn, giúp giảm thiểu tình trạng bong tróc quả cà chua và bảo vệ chất dinh dưỡng của chúng.
Cà chua thường ít bẩn và chỉ cần rửa nhẹ nhàng để loại bỏ bụi bẩn bám trên quả Vì vậy, việc sử dụng thiết bị rửa thổi khí là lựa chọn tối ưu cho quá trình rửa cà chua, phù hợp cho các bước chế biến tiếp theo.
Vỏ cà chua mỏng nên không thể tách bằng phương pháp cơ học, vì vậy phương pháp hóa học là lựa chọn phổ biến nhất Để tách vỏ cà chua hiệu quả, cần ngâm cà chua trong dung dịch NaOH từ 30 giây đến 1 phút, sau đó sử dụng tia nước để loại bỏ lớp vỏ và rửa sạch NaOH còn lại.
Các phương pháp thanh trùng đồ hộp dung nhiệt
- Thanh trùng ở nhiệt độ cao ≥ 100 0 C
Thanh trùng ở nhiệt độ thấp ≤ 100 °C là phương pháp tối ưu cho đồ hộp cà chua tự nhiên, giúp giữ lại nhiều chất dinh dưỡng Mặc dù thanh trùng trên 100 °C có hiệu quả nhanh hơn, nhưng sẽ làm cà chua nguyên quả bị nát Do đó, lựa chọn chế độ thanh trùng dưới 100 °C là cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Quá trình cô đặc trong sản xuất bột cam nhằm mục đích làm bay hơi một phần hơi nước, chuẩn bị cho công đoạn sấy tiếp theo
❖ Chọn theo nguyên lí làm việc: gián đoạn và liên tục
Thiết bị cô đặc gián đoạn là lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng có công suất nhỏ hoặc với dung dịch đặc có độ nhớt cao, nơi không thể sử dụng bơm để lấy dung dịch ra Thiết bị này cũng được áp dụng trong trường hợp cần bốc hơi toàn bộ dung môi, tuy nhiên, cần lưu ý rằng quá trình này có thể dẫn đến tổn thất nhiệt lớn.
- Thiết bị làm liên tục thường gồm nhiều cấp, công suất lớn, ít tổn thất nhiệt
Khi cô đặc dung dịch rau quả như cam, việc chọn thiết bị phù hợp theo áp suất của dung dịch bên trong là rất quan trọng, vì điều này ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, bao gồm màu sắc và mùi vị Do đó, nên ưu tiên sử dụng thiết bị cô đặc hoạt động ở điều kiện chân không và phương pháp cấp nhiệt bằng hơi nước để đảm bảo hiệu quả tối ưu.
Vậy chọn thiết bị cô đặc chân không, làm việc liên tục, cấp nhiệt bằng hơi
Có 2 phương pháp sấy bột cam
Bột cam sấy theo phương pháp sấy phun có hương vị, màu sắc tốt hơn Chọn thiết bị sấy phun Ưu điểm và nhược điểm của sấy phun:
Quá trình sấy diễn ra nhanh chóng chỉ trong 1 đến 10 giây nhờ vào diện tích bề mặt lớn của các giọt lỏng, cho ra bột cam mịn Nhiệt độ của vật liệu không tăng cao, cho phép sấy các loại vật liệu nhạy cảm với nhiệt Hơn nữa, chi phí vận hành thấp và tháp sấy có năng suất lớn, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
- Nhược điểm: kích thước phòng sấy lớn mà vận tốc tác nhân sấy lại nhỏ nên cường độ sấy nhỏ, tiêu tốn nhiều năng lượng, thiết bị phức tạp
Lựa chọn và phân loại
Bảo ôn Thanh trùng Ghép nắp Rót dịch Vào hộp Bóc vỏ
CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Quy trình sản xuất đồ hộp cà chua tự nhiên
Hình 3.1 - Sơ đồ quy trình sản xuất đồ hộp cà chua tự nhiên[1]
Tráng lại Chọn lại Ngâm, rửa
3.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ
3.1.2.1 Nguyên liệu cà chua Đồ hộp cà chua nguyên quả yêu cầu quả cà chua có kích thước vừa ( đường kính quả từ
1 đến 2 cm), phần thịt quả dày, ruột đặc, hình quả tròn, vỏ nhẵn, chín đều, hàm lượng chất khô hòa tan không dưới 3,5%
3.1.2.2 Lựa chọn và phân loại
❖ Mục đích : Nhằm loại bỏ những quả méo mó, hình dạng bất thường, sâu thối, dập nát, chín không đều
Để đảm bảo chất lượng cà chua, công nhân sẽ loại bỏ các quả không đạt yêu cầu và tiến hành phân loại chúng theo độ chín và kích thước Độ chín được xác định dựa trên cường độ màu sắc của tế bào quang điện hoặc thiết bị phân loại màu Kích thước cà chua được chia thành các nhóm có đường kính tương đồng Các nhóm cà chua có cùng độ chín và kích thước sẽ được sắp xếp chung vào một lọ, và trong quá trình này, công nhân cũng sẽ loại bỏ cuống của cà chua để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn.
❖ Mục đích : loại bỏ các chất bẩn bám trên vỏ cà chua
Ngâm cà chua trong nước ở nhiệt độ thường trong 10 phút, sau đó rửa sạch bằng bể hoặc máy rửa thổi khí để loại bỏ bụi bẩn Cà chua sẽ được tráng sạch trước khi chuyển sang công đoạn tiếp theo.
❖ Mục đích: Nhằm loại bỏ các quả cà chua không đạt còn sót lại
Sử dụng băng chuyền con lăn giúp kiểm tra nguyên liệu một cách dễ dàng Sau đó, tiến hành rửa lại nguyên liệu để đảm bảo sạch sẽ Trong công đoạn này, công nhân sẽ loại bỏ cuống khỏi vỏ quả.
Để bóc vỏ cà chua hiệu quả, bạn có thể sử dụng phương pháp hóa học bằng cách nhúng cà chua vào dung dịch NaOH 10% trong 30-40 giây, sau đó dùng tia nước áp lực cao để loại bỏ lớp vỏ Để đạt được hiệu quả tốt nhất trong việc tách cuống, nên thực hiện xử lý trước trong công đoạn lựa chọn và phân loại cà chua.
Cà chua sau khi bóc vỏ sẽ được đóng gói trong hộp sắt tây với khối lượng tịnh thông thường là 450g, trong đó khối lượng cà chua chiếm từ 50-75% tổng khối lượng.
❖ Mục đích: Bảo quản cà chua được lâu tránh được sự phá hủy của vi sinh vật
Để chuẩn bị dung dịch muối, hòa tan muối vào nước sạch và đun nóng đến sôi trong 4 - 8 phút Sau đó, lọc dung dịch cho trong, tiếp tục đun nóng đến nhiệt độ 85 - 95 độ C và rót ngay vào hộp Nồng độ muối trong dung dịch nên đạt từ 0,5 - 1,5%.
Hộp được đóng nắp bằng máy ghép nắp chân không để loại bỏ không khí bên trong sản phẩm Sau đó, hộp sẽ được chuyển đến thiết bị thanh trùng cao áp, nơi không khí gần như hoàn toàn bị loại bỏ khỏi hộp.
Mục đích chính của việc ức chế và tiêu diệt vi sinh vật là để vô hoạt các enzyme gây hại cho sản phẩm, từ đó kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm hiệu quả hơn.
Vì bao bì sử dụng là hộp sắt tây 0-4 (425g) và thanh trùng trong nồi cao áp nên công thức tính thời gian thanh trùng
Sau khi thanh trùng xong, làm nguội nhanh trong nước lạnh đến t = 38 - 40 0 C để đảm bảo hương vị, màu sắc sản phẩm
- Phát hiện sai sót trong các khâu công nghệ
- Phát hiện sự nhiễm và phát triển của vi sinh vật
Sau khi thanh trùng xong, đồ hộp sẽ được sấy khô mặt ngoài rồi xếp thành lô trong kho chứa sản phẩm và được lưu giữ trong 7-15 ngày
Hoàn thiện sản phẩm, giúp cho sản phẩm dễ lưu thông phân phối trên thị trường Cung cấp thông tin cần thiết chi người dùng
Trước khi dán nhãn, hộp cần được vệ sinh sạch sẽ để loại bỏ bụi bẩn Sau khi hoàn tất việc dán nhãn, hộp sẽ được sắp xếp vào thùng carton và chuẩn bị xuất ra thị trường Nhãn dán phải cung cấp đầy đủ thông tin về sản phẩm và nhà sản xuất theo quy định.
Vỏ cam Bóc vỏ, làm sạch
Quy trình sản xuất bột cam hòa tan
Hình 3.2 - Sơ đồ quy trình sản xuất bột cam hòa tan [1]
- Chọn lựa nhằm loại bỏ các thành phần nguyên liệu không đủ quy cách để chế biến như bị sâu bệnh, men mốc, thối hỏng,…
- Loại bỏ những quả có độ chín (màu sắc) không thích hợp
- Cắt bỏ chỗ bầm dập, vết rám, núm quả
Phân loại nguyên liệu là bước quan trọng để đảm bảo kích thước, hình dáng, màu sắc và độ chín đồng đều Sự đồng nhất này không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình chế biến sau, giúp dễ dàng cơ khí hóa.
Quá trình lựa chọn và phân loại nguyên liệu có thể diễn ra trước khi bảo quản hoặc trong quá trình chế biến tại xưởng sản xuất Nguyên liệu được lựa chọn thủ công trên băng chuyền, với công nhân làm việc ở hai bên Để đảm bảo không bỏ sót, nguyên liệu cần được dàn mỏng đều hai bên băng tải trong quá trình lựa chọn.
Việc loại bỏ tạp chất, bụi đất và cát bám xung quanh nguyên liệu đồng thời giúp giảm đáng kể số lượng vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu.
Quá trình rửa gồm 2 giai đoạn là ngâm và rửa xối
Giai đoạn ngâm là quá trình quan trọng giúp nước thấm ướt nguyên liệu, tăng cường hiệu quả bằng các phương pháp cơ học như cánh khuấy, bàn chải và thổi khí Tuy nhiên, việc sử dụng nhiệt độ cao và dung dịch tẩy rửa có thể dẫn đến tổn thất chất dinh dưỡng Thời gian ngâm phụ thuộc vào mức độ bám bẩn của nguyên liệu và hiệu quả của dung dịch rửa, có thể kéo dài từ vài phút đến hàng chục phút.
Rửa xối là phương pháp sử dụng dòng nước để loại bỏ các chất bẩn còn sót lại trên bề mặt nguyên liệu sau khi ngâm Thao tác này thường được thực hiện bằng cách sử dụng tia nước phun hoặc vòi hoa sen để đảm bảo hiệu quả vệ sinh cao nhất.
Nước rửa phải là nước sạch và lạnh, và thời gian rửa nên được thực hiện nhanh chóng để giảm nguy cơ nhiễm bẩn Để đảm bảo nước rửa ít bị ô nhiễm, cần sử dụng nước chảy liên tục trong các bể Nguyên liệu sau khi rửa cần phải sạch và không bị dập nát, vì điều này có thể tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập và phát triển Ngoài ra, nguyên liệu cũng cần hạn chế tổn thất dinh dưỡng do các thành phần dễ hòa tan như đường, vitamin và muối khoáng khuếch tán vào nước rửa.
Thời gian rửa phải ngắn, tiết kiệm nước, lượng nước dùng là 0,7 ÷ 1lít/kg nguyên liệu
Chần nguyên liệu giúp ngăn chặn các quá trình sinh hóa, bảo vệ màu sắc tự nhiên của chúng Quá trình này phá hủy các enzyme như peroxidase và polyphenoloxidase, từ đó ngăn chặn quá trình oxi hóa và sự hình thành flobafen có màu đen.
- Tăng tính thấm nâng cao hiệu suất cho quá trình ép và rút ngắn thời gian sấy
- Tiêu diệt một phần vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu
Sử dụng thiết bị chần hấp kiểu băng tải, cam được chần bằng cách nhúng vào nước nóng trong khoảng 2 - 4 phút, sau đó tiến hành bóc vỏ.
Loại bỏ các phần không ăn được, có giá trị dinh dưỡng thấp không phù hợp cho việc sản xuất ví dụ như vỏ, xơ, cuống,…
Công đoạn này thường được thực hiện thủ công do nguyên liệu có hình dáng và cấu trúc không đồng nhất Sau khi chần, cam không nên để lâu trong không khí, vì quả sẽ nguội lại và khó bóc vỏ.
Tách dịch bào ra khỏi nguyên liệu và thu hồi dịch quả Trong quá trình ép thì hiệu suất ép là chỉ tiêu quan trọng nhất
Sử dụng thiết bị ép trục vít để ép tách lấy phần dịch bào
Sử dụng để tách các phần tử lớn và bã cam, giúp quá trình cô đặc và phối trộn diễn ra thuận lợi hơn Điều này tăng cường tính đồng nhất cho sản phẩm và đảm bảo chất lượng tối ưu.
Thiết bị lọc khung bản được sử dụng để lọc nước quả ở áp suất thấp và không đổi (4.9 x 10^4 N/m²) Nếu áp suất vượt quá 4.9 x 10^4 N/m² (0.5 at), các cặn hữu cơ sẽ kết lại và gây tắc nghẽn bản lọc.
- Tăng nồng độ chất khô trong sản phẩm
- Làm bay lượng hơi nước đáng kể tiết kiệm nhiên liệu cho công đoạn sấy
Quá trình cô đặc được thực hiện trong điều kiện chân không từ 600 đến 650 mmHg, giúp giảm nhiệt độ sôi của dung dịch xuống khoảng 55 đến 60 độ C Kết quả của quá trình này là dung dịch đạt nồng độ từ 45 đến 50%.
Để chuẩn bị cho quá trình sấy phun, cần trộn thêm chất độn vào dịch quả nhằm điều chỉnh nồng độ chất khô Việc này không chỉ tăng hàm lượng chất khô mà còn giúp giảm chi phí cô đặc, từ đó nâng cao hiệu quả sấy.
- Trong quá trình này có thể phối trộn thêm chất bảo quản phụ gia, màu, hương liệu để tăng thêm chất lượng cho sản phẩm
- Sau khi cô đặc đến nồng độ 50% ta tiến hành phối trộn bán thành phẩm sau khi cô đặc với maltodextrin để hàm lượng chất khô đạt 70%
- Quá trình phối trộn được thực hiện trong máy phối trộn đáy nón
- Lượng đường bổ sung vào khoảng: 40-45% so với 100g sản phẩm Quá trình phối trộn được thực hiện ở nhiệt độ và áp suất thường
- Cung cấp nhiệt làm bốc hơi nhanh nước trong dịch sau phối trộn tạo ra sản phẩm dạng bột với độ ẩm thấp để bảo quản được lâu hơn
- Là quá trình chế biến, nâng cao hàm lượng chất dinh dưỡng trong sản phẩm, giảm thể tích bao bì, khối lượng vận chuyển
Sấy phun được thực hiện với vận tốc đĩa phun 130 m/s và nhiệt độ tác nhân sấy từ 160 đến 180 độ C Nhiệt độ không khí ở khu vực bay hơi dao động từ 70 đến 85 độ C, trong khi độ ẩm không khí ra khỏi thiết bị sấy đạt 20 đến 25% Sau khi ra khỏi, bột cam cần được làm nguội xuống 20 đến 30 độ C để ngăn chặn các phản ứng có thể làm giảm chất lượng sản phẩm và tránh hiện tượng hút ẩm.
Quá trình sấy diễn ra theo ba giai đoạn sau
- Giai đoạn 1: 75% lượng tác nhân sấy (270-280 0 C) được nạp vào vòi phun, 25% còn lại được nạp dưới lưới phân bố Khi đó sản phẩm sẽ rơi xuống băng tải, W= 6 - 14%
Giai đoạn 2 của quá trình là băng tải vận chuyển bột qua buồng sấy phụ, nơi tác nhân sấy tiếp tục loại bỏ độ ẩm của sản phẩm Độ ẩm của bột sau khi qua giai đoạn này đạt từ 3% đến 10%.
- Giai đoạn 3: Nạp tác nhân sấy mới (110 - 140 0 C) để sản phẩm đạt độ yêu cầu (1- 4%) Sau cùng đưa sản phẩm về buồng làm nguội (20 – 30 0 C)
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Kế hoạch sản xuất của nhà máy
4.1.1 Biểu đồ thu hoạch nguyên liệu
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc chăm sóc và ghép các giống cây khác nhau để tạo ra giống mới đã trở nên dễ dàng hơn Áp dụng các biện pháp xử lý ra hoa và kết trái không chỉ giúp thu hoạch đúng mùa mà còn có thể thu hoạch trái mùa Điều này tạo ra cơ hội cho hai loại trái cây có thể được thu nhập gần như quanh năm ở cả hai miền Bắc và Nam.
Bảng 4.1 - Biểu đồ thu hoạch nguyên liệu
Cà chua x x x x x x x x x x 0 x x : Thu hoạch nguyên liệu
0 : Không thu hoạch nguyên liệu
4.1.2 Biểu đồ nhập liệu của nhà máy
Bảng 4.2 - Biểu đồ nhập liệu của nhà máy
Cà chua x x X x x x x x x x 0 x x : Nhà máy nhập nguyên liệu
0 : Nhà máy không nhập nguyên liệu
Bảng 4.3 - Số ngày sản xuất trong năm
Các ngày nghỉ trong năm:
− Nghỉ chủ nhật hàng tuần
− Nghỉ các ngày lễ, tết trong năm
− Nghỉ tháng 11 để sửa chữa bảo trì nhà máy
Bảng 4.4 - Biểu đồ sản xuất
3 x X x x x x x x x x 0 x Đồ hộp cà chua tự nhiên
0 : Bảo trì, sữa chữa máy móc
Bảng 4.5 - Số ngày làm việc/ số ca của các tháng và cả năm
816 Đồ hộp cà chua tự nhiên
Tính cân bằng cho dây chuyền sản xuất bột cam hòa tan
Năng suất của dây chuyền sản xuất bột cam: 32 tấn nguyên liệu/ca
Nhà máy làm việc 3 ca/ngày, mỗi ca làm việc 8 giờ
Năng suất của nhà máy tính theo ngày: 32 x 3 = 96 (tấn nguyên liệu/ngày)
Năng suất của nhà máy tính theo giờ:
8 = 4 (tấn nguyên liệu/h) = 4000 (kg nguyên liệu/h)
4.2.1 Hao hụt qua từng công đoạn
Hao hụt từng công đoạn trong dây chuyền sản xuất bột cam hòa tan được biểu diễn qua bảng 4.6
Công thức tính khối lượng nguyên liệu đi ra ở mỗi công đoạn:
Gn : lượng nguyên liệu ban đầu của công đoạn thứ n
Gn’: lượng sản phẩm sau khi kết thúc công đoạn thứ n
Xn: lượng nguyên liệu hao hụt tại công đoạn thứ n
4.2.2 Tính cân bằng vật chất
4.2.2.1 Công đoạn nhập nguyên liệu
Năng suất đầu vào : G 1 = 4000(kg / h )
Bảng 4.6 - Hao hụt từng công đoạn của dây chuyền sản xuất bột cam hòa tan
STT Công đoạn Tiêu hao (%)
4.2.2.2 Công đoạn phân loại, lựa chọn
Năng suất đầu vào : G 2 = 3940(kg / h)
Năng suất đầu vào : G 3 = 3821,80(kg / h)
Năng suất đầu vào : G 5 = 3707,91(kg / h)
Năng suất đầu vào : G 8 = 2289, 28(kg / h)
Lượng bán thành phẩm sau quá trình cô đặc
− Độ ẩm đầu trước khi cô đặc : W1= 80%
Lượng bán thành phẩm hình thành tính theo độ ẩm sản phẩm
M 1, M 2: lượng vật liệu trước khi vào và sau khi ra khỏi thiết bị cô đặc, kg/h
W 1, W 2: độ ẩm ban đầu, cuối của vật liệu, %
Hàm lượng chất khô của bán thành phẩm sau công đoạn cô đặc:
Lượng maltodextrin cần bổ sung vào công đoạn phối trộn để hàm lượng chất khô tăng lên 70% là:
Hao hụt của maltodextrin trong quá trình trộn là 1,5% vậy lượng maltodextrin cần sử dụng là
Năng suất đầu vào G9 = G8’ + Mn’ = 897,40 + 607,24 = 1504,64 (kg/h)
Năng suất đầu vào G 10 = 1489,59( kg / h )
Lượng bán thành phẩm sau khi sấy phun
− Độ ẩm đầu trước khi sấy phun W3 = 30%
− Độ ẩm sau khi sấy phun W4 = 5%
Lượng bán sản phẩm hình thành tính theo độ ẩm sản phẩm
M = M 100 −W 3 = 1489,59 100 − 30 = 1097,59( kg / h ) Năng suất đầu ra
Năng suất đầu vào G 11 = 1086, 62( kg / h )
Năng suất đầu vào G 12 = 1075, 75( kg / h )
Hao hụt công đoạn : X 12 = G 12 − G 12' 75,75 −1064,99 ,76(kg / h)
Chọn khối lượng gói là 500g/gói
Số gói được đóng bao là N = G 10' = 1064,99*1000 2130 (gói)
Ta có bảng 4.7 thể hiện lượng nguyên liệu và bán thành phẩm qua từng công đoạn trong dây chuyền sản xuất bột cam như sau
Bảng 4.7 - Bảng tổng kết nguyên liệu và bán thành phẩm qua từng công đoạn
STT Công đoạn Năng suất vào
Năng suất ra (tấn/ca)
Tính cân bằng cho dây chuyền sản xuất đồ hộp cà chua tự nhiên
Năng suất của dây chuyền sản xuất đồ hộp cà chua tự nhiên: 1,5 tấn sản phẩm/h
Nhà máy làm việc 3 ca/ngày, mỗi ca làm việc 8 giờ
Năng suất của nhà máy tính theo ngày: 1,5 x 3 x 8 = 36 (tấn sản phẩm/ngày) n
Năng suất của nhà máy tính theo giờ: 1,5 tấn sản phẩm/h = 1500 (kg sản phẩm/h)
4.3.1 Hao hụt từng công đoạn
Hao hụt từng công đoạn trong dây chuyền sản xuất đồ hộp cà chua tự nhiên được biểu diễn ở bảng 4.8
4.3.2 Tính toán cân bằng vật chất Áp dụng công thức
100 − a n Trong đó: Mn: lượng cà chua ban đầu của công đoạn thứ n
Trong dây chuyền sản xuất đồ hộp cà chua tự nhiên, lượng sản phẩm tạo thành ở công đoạn thứ n được ký hiệu là Mn, trong khi hao hụt của công đoạn đó được ký hiệu là an Bảng 4.8 trình bày thông tin chi tiết về hao hụt từng công đoạn trong quá trình sản xuất.
STT Công đoạn Tiêu hao (%)
Năng suất đầu ra M 12' 00(kg / h)
Lượng hao hụt công đoạn
Năng suất đầu ra M 11' 03,76(kg / h)
Lượng hao hụt công đoạn
Năng suất đầu ra M 10' 07,53(kg / h)
Lượng hao hụt công đoạn
Năng suất đầu ra M 9' 38, 29(kg / h)
Lượng hao hụt công đoạn
Năng suất đầu ra M 8' 69,69(kg / h)
100 − a 8 100 −1,5 Lượng cà chua trong hộp là 75% Suy ra lượng dịch cần rót vào là 25%
Lượng dung dịch nước muối sử dụng trong công đoạn rót dịch
Dung dịch nước muối có nồng độ 1,5%
Do đó, lượng muối M1 và nước M2 sử dụng để làm dung dịch
Lượng nước và lượng muối thực tế sử dụng
Lượng nguyên liệu cà chua vào công đoạn
Lượng hao hụt công đoạn
Năng suất đầu ra M 7' 95,19(kg / h)
Lượng hao hụt công đoạn
Năng suất đầu ra M 6' 07, 27(kg / h)
Lượng hao hụt công đoạn
Năng suất đầu ra M 5' 31,90(kg / h)
Lượng hao hụt công đoạn
Năng suất đầu ra M 4' 44,35(kg / h)
Lượng hao hụt công đoạn
Năng suất đầu ra M 3' 44,35(kg / h)
Lượng hao hụt công đoạn
Lượng dung dịch NaOH 10% sử dụng tỷ lệ 1:1 với lượng nguyên liệu
Lượng NaOH khan và nước cần dùng là m NaOH = 1302,37 *10 = 130, 24(kg / h)
4.3.2.11 Công đoạn lựa chọn phân loại
Năng suất đầu ra M 2' 44,35(kg / h)
Lượng hao hụt công đoạn
Năng suất đầu ra M 1' 44,35(kg / h)
Lượng hao hụt công đoạn
Ta có bảng tổng kết 4.9 và 4.10 về nguyên liệu, phụ gia và bán thành phẩm sử dụng trong dây chuyền đồ hộp cà chua tự nhiên như sau
Bảng 4.9 - Bảng tổng kết nguyên liệu và bán thành phầm qua từng công đoạn
STT Công đoạn Năng suất vào
Năng suất ra (tấn/ngày)
Bảng 4.10 - Lượng phụ gia và nước sử dụng trong sản xuất đồ hộp cà chua tự nhiên
STT Phụ gia và lượng hao hụt (%)
Năng suất công đoạn (kg/h)
Năng suất công đoạn (kg/ca)
Năng suất công đoạn (kg/ngày)
TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT
Tính hơi
Chi phí sử dụng hơi nước cho các thiết bị như chần hấp, cô đặc, gia nhiệt, sấy phun và chiên mang lại nhiều lợi ích cho nhà máy Việc áp dụng hơi nước trong sản xuất không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn hiệu quả hơn so với các nguồn nhiệt khác.
− Truyền nhiệt đều và tránh xảy ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ
− Dễ điều chỉnh nhiệt độ bằng cách điều chỉnh áp suất
− Không độc hại, không ăn mòn thiết bị Dễ vận hành
− Đảm bảo vệ sinh cho dây chuyền sản xuất
Hầu hết các thiết bị hơi hoạt động liên tục, mặc dù một số thiết bị có thể làm việc gián đoạn Để đơn giản hóa quá trình tính toán, ta giả định rằng tất cả các thiết bị đều hoạt động liên tục, do đó cường độ hơi được coi là không đổi.
5.1.1 Tính nhiệt cho dây chuyền sản xuất bột cam hòa tan
5.1.1.1 Lượng hơi cần thiết cho quá trình chần
Năng suất đầu vào quá trình chần G = 3783,58 kg/h [Bảng 4.7, tr.38]
Nhiệt dung riêng của cam là c = 3,73kJ/kg o C, nhiệt độ trước khi chần t1 = 25 0 C, nhiệt độ sau khi chần là t2 = 100 0 C Do đó, nhiệt lượng cần cung cấp là
Nhiệt lượng cung cấp để đun nóng nước (nhiệt lượng này cần thêm 30% so với nhiệt lượng cần để chần cam)
Q 2 =1,3*Q 1 =1,3*1058456,5 75993, 45(kJ / h) Đặc điểm hơi gia nhiệt
− Nhiệt hóa hơi: rhh = 2208 KJ/kg
− Hơi ngưng tụ chiếm 90% so với tổng lượng hơi cấp vào
Lượng hơi cần cung cấp để đun nóng nước (giả sử tổn thất nhiệt ra môi trường 5%):
5.1.1.2 Lượng hơi sử dụng cho thiết bị cô đặc H 2 = 600 kg/h [Bảng 6.6, tr.57]
5.1.1.3 Lượng hơi sử dụng cho quá trình sấy phun
Sử dụng thiết bị sấy có các thông số kỹ thuật như sau
- Nhiệt độ đi vào của tác nhân sấy : t1 = 180 0 C
- Nhiệt độ không khí ra : t2 = 80 0 C
- Nhiệt độ đi vào của vật liệu sấy : t1’ = 70 0 C
- Nhiệt độ vật liệu sau khi sấy : t2’ = 50 0 C
Buồng sấy sử dụng hơi bão hòa để cấp nhiệt cho quá trình sấy
Lượng nước bốc hơi W 89,59 −1097,59 = 392(kg / h)
Trạng thái không khí tại Khu công nghiệp Trà Vinh được xác định với nhiệt độ đầu vào trước khi vào máy sấy calorife là 25°C và độ ẩm 85% Sau khi qua máy sấy, không khí có nhiệt độ 80°C và độ ẩm giảm xuống còn 20%.
Lượng không khí khô để làm bốc hơi W kg ẩm
X 2 − X 0 Với X0, X2 là hàm ẩm của không khí trước và sau khi sấy (kg/kg kkk)
Tra đồ thị I – x ứng với t0 và φ của không khí t0 = 25 o C , φ = 85% => X0 = 0,016 (kg/kg kkk), I0 = 16,32 (Kcal/kg kkk) t0 = 80 o C , φ = 20% => X0’ = 0,064 (kg/kg kkk), I0’ = 69,12 (Kcal/kg kkk)
Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy
Do không khí mang vào Q 1 = L* I 0 = 8166,67*16,32 3280(KCal / h)
Do dịch nước cam mang vào
Với c = 3,73 (kJ/kg 0 C) = 0,89 (Kcal/kg 0 C)
Nhiệt đun nóng caloripher Qk
Do không khí mang ra Q 3 = L* I 2 = 8166,67*69,12 = 564480, 23(KCal / h)
Do bột mang ra Q 4 = G '*c '*t ' 86,62*0,3*50 299,3(Kcal / h)
Do tổn thất Qm = 10% Qk
Phương trình cân bằng nhiệt: Qvào = Qra + Qm
0,9 Suy ra lượng hơi nước bão hòa cần cho quá trình sấy phun trong một giờ
5.1.2 Tính nhiệt cho quy trình đồ hộp cà chua tự nhiên
Lượng hơi cho quá trình thanh trùng 3440 kg/h [Bảng 6.16, tr.68]
Ta có bảng 5.2 tổng kết sử dụng hơi như sau
Bảng 5.1 - Bảng tổng kết sử dụng hơi
Quá trình Lượng hơi sử dụng (kg/h)
Tổng lượng hơi sử dụng (kg/h) 5529,96 Tổng lượng hơi sử dụng
Tổng lượng hơi cần thiết bao gồm lượng hơi tiêu thụ cố định và 10% lượng tiêu thụ riêng cho nồi hơi, cộng thêm 0,5 kg/h cho mỗi người sinh hoạt, dựa trên tổng số công nhân trong thời gian hoạt động.
Chọn nồi hơi nằm ngang có thông số kỹ thuật và hình vẽ biểu diễn ở bảng 5.2 và hình 5.1 [40]
Sồ nồi hơi cần chọn n = 5529, 96 = 0, 92 Chọn 1 thiết bị
Trong đó : vn : thể tích riêng của nước ở 25 0 C, vn = 1003,11 × 10 -6 (m 3 /kg)
Dh = 5529,96 (kg/h) là lượng hơi cần cung cấp
Bảng 5.2 – Thông số nồi hơi
Năng suất 6000 kg/h Áp suất làm việc 1,25- 1,6 Mpa Kích thước 5600*3500*2500 Hình 5.1 - Nồi hơi
Tính nước
5.2.1 Tính nước dùng cho sản xuất
5.2.1.1 Tính nước cho dây chuyền bột cam hòa tan
❖ Nước dùng cho công đoạn chần 4m 3 /h [ Bảng 6.3, tr.67]
❖ Nước dùng cho thiết bị rửa cam
Năng suất công đoạn rửa 3821,80kg/h
Lượng nước rửa cho 1kg nguyên liệu: 1 lít
Lượng nước cần dùng V = 3821,80 lít/h = 3,82 (m 3 /h)
5.2.1.2 Tính nước cho dây chuyền đồ hộp cà chua tự nhiên
❖ Nước dùng cho công đoạn rửa
Lượng nước rửa cho 1kg nguyên liệu: 1 lít
Năng suất công đoạn rửa 1302,37kg/h
Lượng nước cần dùng V = 1302,37 lít/h = 1,3 (m 3 /h)
❖ Nước dùng cho công đoạn tráng lại
Lượng nước rửa cho 1kg nguyên liệu: 1 lít
Năng suất công đoạn rửa 1302,37kg/h
Lượng nước cần dùng V = 1302,37 lít/h = 1,3 (m 3 /h)
❖ Nước dùng cho công đoạn bóc vỏ
Chọn lượng nước cần thiết 1 m 3 /h
❖ Lượng nước pha xút 10% 1172,13 kg/h = 1,17(m 3 /h)
Vậy tổng lượng nước dùng cho sản xuất là
5.2.2 Nước dùng cho nồi hơi
Lượng hơi sử dụng 5529,96 (kg/h)
Hao phí hơi khi sử dụng : 10%
Lượng hơi cần sử dụng thực tế: m =1,1*5529,96 = 6082,96(kg / h)
Lượng nước sử dụng trong 1 ngày: V = 6082, 96*
5.2.3 Nước dùng cho sinh hoạt
5.2.3.1 Nước dùng cho nhà ăn tập thể
Lượng nước tính theo đầu người: 30 lít/ngày [5, tr.37]
Số công nhân trong 1 ngày : 160 người
Lượng nước cần sử dụng 1 ngày : V = 30* 160
Lượng nước tính theo đầu người : 40-60 lít/ngày [5, tr 37]
Số công nhân trong 1 ngày : 160 người
Lượng nước cần sử dụng 1 ngày : V = 60* 160
Theo quy chuẩn 4 lít.(m 2 /ngày)
Lượng nước cần dùng trong 1 ngày: 4 x 10 -3 x 900 = 3,6 (m 3 /ngày)
5.2.3.4 Nước dùng cho cứu hoả
Lượng nước cần dùng 2,5 l/s đủ dùng trong 3 giờ
Lượng nước cần dùng trong 3 giờ: 3600 x 3 x 2,5 = 27000 (l) = 27 (m 3 )
Bảng 5.3 – Bảng tổng kết sử dụng nước
Nước sử dụng cho Lượng sử dụng (m 3 /ngày)