ĐỒ ÁNCÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨMQUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC ÉPTÁO CÔ ĐẶC BẰNG PHƯƠNGPHÁP KẾT TINH LẠNH VỚI NĂNGSUẤT 5000 TẤN/NĂM

Trong công nghệ sản xuất nước quả thì sản phẩm nước táo ép là một sản phẩm khá phổ biến do những giá trị về dinh dưỡng của nước táo với sức khoẻ con người,ngoài ra giá trị cảm quan của s

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC

PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC ÉP TÁO CÔ ĐẶC BẰNG PHƯƠNG

PHÁP KẾT TINH LẠNH VỚI NĂNG

SUẤT 5000 TẤN/NĂM

GVHD: ĐỖ VĨNH LONG SVTH: DƯƠNG TẤN ĐẠT MSSV: 2005110007

LỚP O2DHTP2

TP.HCM – 20 – 12 - 2014

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC ÉP TÁO CÔ ĐẶC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH LẠNH VỚI NĂNG

SUẤT 5000 TẤN/NĂM

GVHD: ĐỖ VĨNH LONG SVTH: DƯƠNG TẤN ĐẠT MSSV: 2005110007

LỚP : 02DHTP2

TP.HCM – 20 – 12 - 2014

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

LỜI MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1 1

NGUYÊN LIỆU 1

1 Táo 1

2 Nước 8

3 Enzyme 13

4 Bao bì lon nhôm 13

CHƯƠNG 2 15

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC TÁO CÔ ĐẶC 15

1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nước ép táo 15

2 Sơ đồ dây chuyền quy trình công nghệ sản xuất nước ép táo cô đặc 16

3 Thuyết minh quy trình công nghệ 16

CHƯƠNG 3 28

CÂN BẰNG VẬT CHẤT CỦA QUY TRÌNH 28

CHƯƠNG 4 30

MỘT SỐ THIẾT BỊ 30

4.1 Máy rửa băng chuyền 30

4.2 Thiết bị nghiền 31

4.3 Bồn ủ enzyme 32

4.4 Thiết bị ép băng tải 32

4.5 Thiết bị lọc ép 32

4.6 Thiết bị chiết rót 33

CHƯƠNG 4 35

KHẮC PHỤC SỰ CỐ 35

KẾT LUẬN 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

Bảng 1.1 Bảng phân loại táo 2

DANH MỤC HÌNH ẢNH

biệt là lĩnh vực đồ hộp thực phẩm, đã đem lại cho chúng ta một cuộc sống tốt đẹphơn, thú vị hơn Thực phẩm đóng hộp làm cho sản phẩm đa dạng, an toàn hơn, đemlại những giá trị mới cho cuộc sống chúng ta Công nghệ chế biến rau quả nói chung– công nghệ chế nước quả trong nói riêng là ngành công nghệ đang có bước phát triểnvượt bậc Trái cây hiện đang là lựa chọn hàng đầu của người dân Một lý do đơn giản

là trong thành phần dinh dưỡng của rau trái, hàm lượng đường, xơ, vitamin và muốikhoáng rất cao Đây là những thành phần dinh dưỡng rất quan trọng đến sức khỏe củacon người Đa dạng hóa sản phẩm, nâng cao giá trị dinh dưỡng … là những xu hướnghiện đang được ứng dụng vào ngành công nghiệp đầy tiềm năng này

Trong công nghệ sản xuất nước quả thì sản phẩm nước táo ép là một sản phẩm

khá phổ biến do những giá trị về dinh dưỡng của nước táo với sức khoẻ con người,ngoài ra giá trị cảm quan của sản phẩm nước táo ép về mùi, vị, màu sắc cũng phù hợp

với thị hiếu của người Việt Nam Trong bài này “công nghệ sản xuất nước táo ép cô đặc” đề cập đến giá trị cao về dinh dưỡng cũng như tiện lợi, ưa chuộng đối với người

tiêu dùng

đề cập đến rất nhiều loại táo và rượu táo khác nhau Bartholomeus Anglicustrong cuốn bách khoa toàn thư do ông biên soạn năm 1470 có hơn một chương nói

về các loại táo có mặt trong thời gian đó Sau quá trình di cư vầ thám hiểm của loài

Lớp: MagnoliopsidaBộ: Rosels

Họ: Rosaceae

Chi: Malus Loài: Malus domestica

người, các loài táo đã được trồng và thu hoạch ở hầu hết các nước trên thế giới Vàhiện nay kết hợp với những thành tựu khoa học, đặc biệt là các lĩnh vực công nghệsinh học đã tạo ra được rất nhiều giống với các khả năng phát triển và tạo quả khácnhau phục vụ cho con người

Theo thống kê có hơn 7500 loài táo khác nhau được trồng khắp nơi trên thế giới.Trong đó, chỉ có 1500 loài là được trồng nhiều nhất Táo chuyên sống ở vùng ôn đới,

do đó nhiệt độ thích hợp thường nhỏ hơn 10 oC, độ ẩm 70 %

Các nước có sản lượng táo lớn trên thế giới là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Iran, ThổNhĩ Kỳ, Ý, Ấn Độ

1.2 Phân loại

Táo có rất nhiều loại khác nhau trên thế giới, tuy nhiên hiện nay có một số loạitáo thương phẩm được dùng phổ biến như sau:

Bảng 1.1 Bảng phân loại táo

Red dilicious Loại táo ngọt, giòn cứng, nhiều nước, hàm lượng acid thấp, hay

được dùng để ăn tươi

Golden dilicious Táo giòn, cứng, có màu trắng, ngọt, có vị ngọt dịu khi nấu, vỏ

mỏng và mềm Thường ăn lạnh hoặc dùng với món salad

Fuji Táo cứng, giòn, ngọt Có mùi rượu vang khi bảo quản, thường

dùng làm món khai vị

Gala Có mùi vị đặc trưng khi ăn Có hình dạng trái tim Màu sắc vỏ

thay đổi từ vàng đến da cam

Braebrun Loại táo có hương vị rất tốt Cứng, thơm, có vị chua ngọt Màu

sắc thay đổi đỏ − xanh – vàng

Grany smith Loại táo này cứng, giòn, hơi chua Có màu xanh – vàng

Jonagold Giống với loại Golden dilicious giòn, có vị chua nhẹ Thường

dùng để ăn tươi

Ginger Gold Loại táo này mới phổ biến gần đây Cứng, giòn, hơi chua, độ

ngọt nhẹ Có màu vỏ vàng óng

Pink lady Táo này thường được trồng ở Australia Cứng, giòn, có vị chua

ngọt Vỏ quả màu hồng đôi khi có lẫn màu vàng nhạt

Táo FujiTáo Golden dilicious

Táo Gala

Táo Ginger Gold

Hình 1.2 Một số loại táo 1.3 Thành phần hoá học của táo

Thành phần hóa học của táo được trình bày trong bảng 1.2

Bảng 1.2 Thành phần hoá học các chất có trong 100g táo nguyên liệu

Vitamins Tyr 5 mg

Protein 0.3 g Vitamin E 490 µg

Carbohydrate 11.8 g Vitamin B1 35 µg Glucose 2210 mg

Acid hữu cơ 0.6 g Vitamin B2 30 µg Fructose 6040 mg

Xơ 2.3 g Nicotinamide 300 µg Sucrose 2470 mg

Khoáng 0.3 g Pantothenic acid 100 µg Starch 600 mg

Vitamin B6 45 µg Sorbit 510 mg

Iod 2 µg Thr 8 mg Salicylic acid 310 µg

Các hợp chất mùi, vị có trong táo:

Hexylacetate tạo nên mùi thơm của táo và 1-butanol sẽ tạo nên cảm giác ngọt.Cunningham và những chất khác sẽ tạo nên mùi thơm giống như mùi của hoa làbeta- damascenone, butylisomyl và hexylhexanoates cùng với etyl, propyl và hexylbutanoates, là những chất quan trọng nhất tạo nên mùi táo Những hợp chất tạo nênmùi táo gồm có : propyl acetate, butylbutyrate, t-butyl propionate, 2-metylpropylacetate, butyl acetate, etyl butyrate, etyl 3-metylbutyrate, và hexyl butydrate

Các mùi này này ít bị mất nếu như bảo quản bằng phương pháp điều chỉnhkhông khí (CA)

Ngoài ra cũng có những mùi vị không mong muốn có thể được tạo ra nhưacetylaldehite (vị cay), trans - 2 - hexanal và butyl propionate tạo vị đắng, 3-metylbutylbutyrate, butyl 3- metyl butarate tạo mùi thối không nên có trong táo Các hợp chất hương trong táo được trình bày trong bảng 1.3

Bảng 1.3 Các hợp chất hương trong táo

Các hợp chất phenolic và tính năng chống oxy hóa:

Trong táo có rất nhiều hợp chất phenolic, là những chất trao đổi bậc hai có hoạttính chống oxy hóa Các loại táo khác nhau sẽ khác nhau về nồng độ của hợp chấtphenolic Chẳng hạn táo Red Delicious chứa đựng khoảng 240 mg tổng lượngpolyphenol trên 100g táo.

1.4 Yêu cầu lựa chọn nguyên liệu táo trong nước ép táo

Nguyên liệu táo được dùng để làm nước ép nhóm chọn là loại táo Fuji có các yêucầu sau:

- Không có dư lượng thuốc trừ sâu, chất bảo quản, kích thích sinh trưởng

- Màu sắc của táo đồng đều có màu hồng, không chọn những quả có màusẫm quá hoặc có màu nhạt vì những quả như vậy có độ chín không đạt yêu cầu

do thành phố cung cấp làm nguyên liệu sản xuất

Nước sử dụng trong quy trình công nghệ sản xuất nước ép táo là được đạt

TCVN 1329/2002/BYT/QÐ ngày 18/4/2002.

Bảng 1.4 Tiêu chuẩn của nước dùng trong sản xuất nước ép táo

Pectinase Pectinex ultra

4 Bao bì lon nhôm

Bao bì này khá nhẹ, thuận lợi cho vận chuyển Tránh ánh sang và các tác độngcực tím cho sản phẩm

Chúng ta sử dụng bao bì lon 2 mảnh: thân dính liền với nắp và đáy.

Có thể tái sinh, than thiện với môi trường

Xử lý enzymeÉpLọc thôGia nhiệtLọc tinh

Cô đặc kết tinhRót sản phẩmGhép nắpThanh trùng

Enzyme pectinase, cellulase

Sản phẩmBảo ôn

2 SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC

ÉP TÁO CÔ ĐẶC

Hình 2.1 Sơ đồ thiết bị quy trình công nghệ sản xuất nước ép táo cô đặc

3 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.3.1 Phân loại, lựa chọn nguyên liệu

 Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho các quá trình gia công tiếp theo:

- Quá trình lựa chọn, phân loại nguyên liệu nhằm loại bỏ đi những trái hư dập, ảnhhưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm, chọn nguyên liệu có độ chín phù hợp,kích thước đồng đều

 Các biến đổi của nguyên liệu:

- Nguyên liệu trở nên đồng đều về kích thước và độ chín

Còn các biến đổi khác không đáng kể

 Phương pháp thực hiện:

- Tiến hành lựa chọn nguyên liệu bằng phương pháp thủ công Nguyên liệu đượcdàn mỏng trên các băng chuyền cao su có bề rộng từ 60-80cm Công nhân ở đây đứng

- Yêu cầu: táo lựa chọn đồng đều về kích thước, độ chín, không lẫn trái bị hư, dập.

- Thông số công nghệ: Tốc độ của băng chuyền khá chậm, khoảng 0.1 – 0.15m/s,

chiều cao băng chuyền khoảng 0.8 – 1.2m để công nhân đứng hai bên làm việc thuậnlợi

2.3.2 Rửa

 Mục đích công nghệ:

- Chuẩn bị cho quá trình gia công tiếp theo, loại bỏ đất cát, tạp chất, vi sinh vật

 Các biến đổi của nguyên liệu:

- Sau quá trình rửa bề mặt nguyên liệu được làm sạch, giảm hàm lượng vi sinh vật.Còn các biến đổi khác biến đổi không đáng kể

 Phương pháp thực hiện:

- Táo từ xe chứa sau khi đã được kiểm tra phân loại sẽ được cho vào buồng rửanhờ băng tải Dùng thiết bị rửa xối tưới dạng băng tải để rửa, táo sẽ trải qua 2 giaiđoạn ngâm và rửa xối Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm

và bong ra Thời gian ngâm tùy thuộc vào mức độ bám bẩn của nguyên liệu và tácdụng của dung dịch rửa, có thể từ vài phút đến vài chục phút Rửa xối là dùng tác dụngchảy của dòng nước để kéo chất bẩn còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm Nướcrửa phải là nước sạch Để nước rửa ít bị nhiễm bẩn người ta dùng nước chảy liên tụctrên các bể

- Yêu cầu: Táo phải không bị dập, không bị dính quá nhiều cát, bụi, lượng nước

phải vừa đủ tránh bị làm dập táo Thời gian ngâm rửa không được kéo dài, nguyên liệusau khi rửa phải sạch, không bị dập, lượng nước tốn ít nhất

- Thông số công nghệ:

Thường dùng tia nước phun (áp suất 2 – 3 at)

2.3.3 Nghiền

 Mục đích công nghệ:

- Chuẩn bị cho quá trình ép vì làm giảm kích thước của táo, phá vỡ tế bào làm chodịch chiết tiết ra nhiều hơn, tăng hiệu suất ép Càng nhiều tế bào bị tác động thì hiệuquả quá trình nghiền càng cao

- Vật lý: kích thước của nguyên liệu giảm, diện tích bề mặt riêng tăng Tăng diệntích bề mặt riêng làm tăng hiệu quả truyền nhiệt và truyền khối Trong quá trìnhnghiền, dưới tác dụng của các lực đặc biệt là lực ma sát sẽ làm nhiệt độ của nguyênliệu tăng lên

- Hóa học: khi nghiền nguyên liệu cấu trúc nguyên liệu bị phá vỡ các thành phần

dễ bị oxy hóa bên trong nguyên liệu như vitamin… sẽ có điều kiện tiếp xúc với oxy do

đó sẽ xảy ra các phản ứng hóa học Trong quá trình nghiền có thể làm tăng nhiệt độnên một số phản ứng hóa học có thể xảy ra

- Hóa lý: do diện tích bề mặt riêng tăng lên nên tốc độ bay hơi của các cấu tử dễbay hơi tăng lên đặc biệt là có sinh ra nhiệt trong quá trình nghiền, nên mùi của sảnphẩm sẽ bị giảm đi

- Hóa sinh: phản ứng oxy hóa được xúc tác bởi enzyme diễn ra nhanh hơn do cơchất tiếp xúc với oxy nhiều hơn

- Sinh học: khi nghiền có thể tiêu diệt vi sinh vật nhưng không đáng kể Tuy nhiênsau khi nghiền thì diện tích bề mặt riêng tăng lên, chất dinh dưỡng được chiết ra nhiều,nên đây là điều kiện để vi sinh vật phát triển

 Phương pháp thực hiện:

- Do cấu trúc nguyên liệu táo khi chịu tác dụng của lực vẫn chưa vỡ mà trên chúng

đã xuất hiện nhiều vết nứt nên lực nghiền chủ yếu là do lực ma sát Vì vậy, trường hợp

này chọn thiết bị nghiền hai đĩa Thiết bị nghiền hai đĩa bao gồm hai đĩa quay ngượcchiều nhau Hai đĩa này quay gắn với rotor, bề mặt đĩa có các rãnh Khe hẹp giữa haiđĩa quyết định kích thước sản phẩm Khi thiết bị vận hành, nguyên liệu sẽ đi qua khehẹp này, chịu tác dụng của lực ma sát và lực nén, nguyên liệu bị vỡ ra Vì dịch bào có

pH trong vùng acid và chứa nhiều vitamin nên bộ phận tiếp xúc với nguyên liệu phảiđược chế tạo bằng inox hay nhựa cứng, tránh bị ăn mòn

- Yêu cầu: nếu nghiền quá nhỏ hay quá lớn cũng sẽ ảnh hưởng không tốt đến quá

trình ép Nếu kích thước quá lớn thì hiệu suất sẽ không cao, còn quá mịn sẽ làm choquá trình ép khó hơn do mất đi tính xốp của vật liệu, không tạo thành rãnh để thoátnước nên cũng làm giảm hiệu suất quá trình ép

- Chuẩn bị cho quá trình ép:

o Bổ sung chế phẩm enzyme pectinex Ultra SPL sẽ có tác dụng phá vỡ các

mô quả bằng cách thủy phân protopectin thành pectin hòa tan Quá trình này làm giảm

độ bền cơ học của màng tế bào, dịch quả sẽ được giải phóng ra khỏi tế bào dễ dànghơn và hiệu suất nước ép thu được tăng lên trung bình khoảng 15 – 30%, có khi tới49% (tùy từng loại quả) Ngoài protopectin, thành phần pectin trong nguyên sinh chấtcủa tế bào cũng ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dịch quả Vì pectin như là một chấtciment gắn kết các tế bào thực vật với nhau Đồng thời, pectin làm cho dịch quả keohóa, khi ép khó thoát dịch ra ngoài, làm giảm hiệu suất ép Khi bổ sung enzyme

pectinase sẽ thủy phân pectin, làm giảm độ keo nhớt, giúp dịch quả thoát ra dễ dàng,nâng cao hiệu suất ép

o Thêm vào đó bổ sung cellulase góp phần phá vỡ lớp cellulose ở thành tếbào làm cho hiệu suất quá trình ép tăng lên đáng kể

- Khai thác: Nhờ phản ứng thủy phân của enzyme pectinase, cellulase làm tănghàm lượng chất chiết trong dịch quả

 Các biến đổi của nguyên liệu:

- Hóa sinh: các phản ứng xúc tác bởi enzyme diễn ra như phản ứng thủy phânpectin và cellulose thu được dịch ép nhiều hơn

- Hóa học: nhiệt độ tăng có thể làm mất mát một phần các chất dinh dưỡng nhưngkhông đáng kể Phản ứng thủy phân bởi enzyme dịch ép thu được nhiều chất có trongdịch bào như vitamin, pectin, đường, protein… và có khả năng những sản phẩm thủyphân này có thể phản ứng với nhau

 Phương pháp thực hiện:

- Cho nguyên liệu sau khi nghiền vào bồn ủ Bồn ủ là một bình hình trụ đứng, có

vỏ áo, bên trong có cánh khấy, do sản phẩm sau khi nghiền thì rất nhớt, do đó muốngia nhiệt ta cần sử dụng hơi nước sục khí vào bình kết hợp với lượng nước đi bênngoài vỏ áo để điều chỉnh nhiệt độ từ 40 – 500C

- Yêu cầu: nhiệt độ phải vừa phải, đủ để hoạt hóa cho enyme hoạt động, nhưng

không làm thay đổi thành phần cũng như là tính chất của các chất trong táo chẳng hạnnhư không làm mất vitamin, bay hơi nước

o Nồng độ Enzyme cellulase: 0.05% w/w.

o Nhiệt độ bất hoạt enzyme 900C, thời gian 5 phút

2.3.5 Ép

 Mục đích công nghệ:

- Khai thác: Thu dịch ép từ quả táo.

 Các biến đổi của nguyên liệu:

- Vật lý: Nguyên liệu trong quá trình ép sẽ giảm thể tích Kích thước hạt nguyênliệu sẽ giảm vì dưới tác dụng của lực ép thì hạt nguyên liệu sẽ bị vỡ ra và ép sẽ làmcác chất trong tế bào thoát ra nên làm thay đổi tỷ trọng của dịch ép Nhiệt độ nguyênliệu có thể tăng lên

- Hóa học: Các thành phần dễ oxy hóa như vitamin, polyphenol … có điều kiệntiếp xúc với oxy dễ dàng hơn nên dễ xảy ra các phản ứng oxy hóa Bên cạnh đó, cácchất hòa tan sẽ đi vào trong dịch chiết làm tăng nồng độ

- Các biến đổi khác không đáng kể

 Phương pháp thực hiện:

- Sử dụng thiết bị ép băng tải:

Thiết bị được cấu tạo gồm hai băng tải được lắp song song với nhau, chuyểnđộng cùng chiều với nhau Giữa hai băng tải có khe hẹp nhỏ Trong hai băng tải, mộtbăng tải đóng vai trò nén và nằm ở phía trên, băng tải còn lại nằm ở dưới đóng vai tròchịu lực, lọc và có các lỗ nhỏ để chất lỏng thoát ra Băng tải nén là băng tải đóng vaitrò định hướng và điều khiển tốc độ Các băng tải này chuyển động nhờ các trục truyềnđộng

Khi hoạt động, nguyên liệu được đưa vào một đầu của băng tải, có thể thay đổi

độ dày mỏng của lớp nguyên liệu bằng con lăn Cho băng tải nén đè lên lớp nguyênliệu và bắt đầu nén ép lên các trục truyền động, chất lỏng bắt đầu thoát ra và thu hồi

- Yêu cầu: thu càng nhiều dịch quả càng tốt, sản phẩm dịch có thể có lẫn với thịt