Luận văn Công nghệ sản xuất nước dứa ép trong

Luận văn Công nghệ sản xuất nước dứa ép trong LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Dứa là một đặc sản nhiệt đới, tuy đứng hàng thứ 10 về sản lượng trong các cây ăn quả nhưng về chất lượng, hương vị, lại đứng hàng đầu, và được mệnh danh là “vua hoa quả”. Hiện nay trên thị trường, các loại trái cây nhiệt đới được trồng cho năng suất lớn và đem lại thu nhập cho quốc gia thông qua xuất khẩu như chuối, cam, bưởi, vải, đu đủ…. Trong đó, dứa là loại trái cây được trồng khá dễ dàng và là một trong những sản phẩm được xuất khẩu khá nhiều, đặc biệt được ưa chuộng ở các nước công nghiệp phát triển. Dứa là cây rất dễ trồng, có thể trồng được trên nhiều loại đất, kể cả các vùng đất đồi dốc, sỏi đá lẫn các vùng đất thấp, nhiễm phèn, có độ pH = 3 - 3.5 có nhiều độc chất mà nhiều cây khác không sống được. Vì vậy, có thể phát triển và mở rộng diện tích trồng dứa rất dễ dàng trên các vùng đất chua xấu, nhất là các loại đất phèn, hoang hóa. Dứa cũng được sử dụng làm nguồn nguyên liệu để chế biến nhiều loại thực phẩm quen thuộc với người tiêu dùng như: dứa đóng hộp, nước dứa ép, dứa ngâm đường, dứa sấy, mứt dứa, dứa lạnh đông,.v.v.. Thực phẩm từ dứa không chỉ là nguồn bổ sung các vitamin và một số chất khoáng đa lượng (như K, Ca…), vi lượng (như Fe, Cu, Zn…) cần thiết mà còn là thức uống giúp thanh nhiệt, giải khát tốt. Đồng thời nghiên cứu về công nghiệp sản xuất nước giải khát đóng một vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân cũng như các loại sản phẩm chế biến khác, nó góp phần điều hoà thực phẩm giữa các vùng, tăng nguồn hàng xuất khẩu trong nước. Để làm đa dạng sản phẩm, nâng cao giá trị kinh tế và giá trị sử dụng của cây Dứa nhóm đã chọn đề tài tốt nghiệp: “Công nghệ sản xuất nước dứa ép trong” Đề tài gồm các phần chính như sau: Mô tả sơ bộ về nguyên liệu và thành phẩm, dự kiến năng suất thành phẩm. Viết quy trình công nghệ dưới dạng sơ đồ khối, mô tả quy trình công nghệ. Dựa trên năng suất, tính cân bằng vật chất để lựa thiết bị phù hợp. Mô tả cơ chế hoạt động của các thiết bị chủ yếu trong qui trình công nghệ. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Giới thiệu về dứa Nguồn gốc Hình 1. Quả dứa Dứa là trái cây của miền nhiệt đới, có nguồn gốc từ các quốc gia Brazil, Paraduay ở Trung và Nam Mỹ.Khi Christopher Columbus (1451-1506) thám hiểm Mỹ châu, thấy dứa trồng ở quần đảo Guadeloup rất ngon, bèn mang về triều cống nữ hoàng Tây Ban Nha Isabella Đệ nhất. Từ đó, dứa được đem trồng ở các thuộc địa của Tây Ban Nha, nhất là các quốc gia thuộc khu vực Thái Bình Dương. Tiếng Anh của dứa lá Pinapple. Các nhà thám hiểm Tây Ban Nha thấy trái dứa nom giống như cái chóp quả thông, bèn đặt tên là “Pina”. Người Anh thêm chữ “Apple” .Tiếng Việt còn gọi dứa là trái thơm, có lẽ vì hương thơm dìu dịu thoát ra từ trái dứa vừa chín tới. Tại Việt Nam, dứa được trồng khá phổ biến, phân bố từ Phú Thọ đến Kiên Giang. Tiền Giang là tỉnh có sản lượng dứa đứng đầu cả nước. Năm 2007, sản lượng dứa của tỉnh Tiền Giang đạt 161.300 tấn. Tiếp theo là Kiên Giang (85.000 tấn), Ninh Bình (47.400 tấn), Nghệ An (30.600 tấn), Long An (27.000 tấn), Hà Nam(23.400 tấn), Thanh Hoá (20.500 tấn). Tổng sản lượng cả nước năm 2007 đạt 529.100 tấn. Nhiều địa phương xây dựng thương hiệu đặc sản quả dứa như dứa Đồng Giao (Tam Điệp - Ninh Bình), hoặc ở Kiên Giang, Tiền Giang đều có những nhà máy chuyên sản xuất, chế biến các thực phẩm từ quả dứa. Phân loại. Dứa được chia thanh 3 loại chính : Dứa Hoàng Hậu (dứa Queen) : Có kích thước trung bình, mắt quả lồi, thịt quả vàng đậm, thơm ngọt, chịu vận chuyển, là loại dứa có chất lượng tốt nhất. Dứa Cayene : Kích thước quả to, thịt quả màu vàng ngà, nhiều nước nhưng ít thơm hơn Dứa Queen. Vì vậy được dùng để chế biến nhiều. Loại này còn có tên khác là Dứa Độc Bình, được trồng nhiều ở Hawaii, dùng cho chế biến đồ hộp. Ở Việt Nam có chủ yếu ở Phủ Quỳ, Phú Thọ. Dứa Tây Ban Nha : Kích thước quả trung bình giữa Dứa Queen và Dứa Cayene. Thịt quả màu vàng nhạt, hơi trắng, ít thơm và có vị chua, mắt sâu. Dứa ta, dứa mật thuộc loại dứa này. Loại này được trồng nhiều ở châu Mĩ La Tinh. Đặc tính sinh học Dứa có các lá gai mọc thành cụm hình hoa thị. Các lá dài và có hình dạng giống mũi mác và có mép lá với răng cưa hay gai. Hoa mọc từ phần trung tâm của cụm lá hình hoa thị, mỗi hoa có các đài hoa riêng của nó. Chúng mọc thành cụm hình đầu rắn chắc trên thân cây ngắn và mập. Các đài hoa chứa nhiều nước và phát triển thành một dạng phức hợp được biết đến như là quả dứa (quả giả), mọc ở phía trên cụm lá hình hoa thị Kích thước và trọng lượng quả: Tùy thuộc vào giống, mật độ và lượng phân bón. Trồng càng thưa, bón phân càng nhiều thì quả càng nặng cân. Hình dạng quả: Dạng quả lê, hình trụ hay tháp tùy thuộc vào giống và kỹ thuật canh tác, chăm sóc. Trong thời gian hình thành và phát triển quả, chăm sóc kém quả sẽ bị thóp đầu, bẻ cong ngọn trong thời gian quả đang tăng trưởng sẽ làm tăng trọng lượng quả và quả có dạng hình trụ. Màu sắc thịt quả: Tùy thuộc vào giống, các sắc tố carotenoit quyết định màu vàng của thịt quả dứa. Hương vị: Vị chua ngọt tùy thuộc vào lượng đường, chủ yếu là đường sacarose và lượng acid hữu cơ chủ yếu là acid citric và maleic. Hương thơm của quả dựa vào 2 thành phần etyl butyrat và amyl butyrat. Quả dứa ngọt nhất khi lượng đường tổng số trong quả khoảng 12% và lượng acid khoảng 0,6 – 0,7%. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng Thành phần hóa học Thành phần hóa học của dứa biến động nhiều tùy theo giống, theo độ chín, ngoài ra còn phụ thuộc vào điều kiện canh tác, theo vùng phát triển…Trong dứa còn có chứa Enzyme Bromelin. Đây là loại Enzyme được ứng dụng nhiều trong sản xuất chế biến thực phẩm. Thành phần hóa học Tỷ lệ Nước 72 – 88% Chất khô 12 – 28%. Trong đó chất khô hòa tan chiếm 15 -24% Đường 8 -19% trong đó đường Saccharose chiếm 70% Acid 0,3 -0,8% phần lớn là acid citric, ngoài ra còn  có (acid malic, acid Tactric, acid sucninic…) Protid 0,5% Khoáng 0,25% Vitamin C 40mg % Một số Vitamin nhóm B Enzyme Bromelin Bảng 1. Bảng thành phần hóa học trong 1 trái dứa chín. Giống dứa Độ khô % Độ acid Chỉ số pH Đường khử % Saccharose % Dứa hoa Vĩnh Phú 18 0,51 3,8 4,19 11,59 Dứa hoa Tuyên Quang 18 0,57 3,8 3,56 12,22 Dứa độc bình Nghệ An 13 0,49 4,0 3,20 7,60 Dứa độc bình Vĩnh Phú 13,5 0,49 4,0 3,65 6,50 Dứa ta Hà Tĩnh 12 0,63 3,6 2,87 6,27 Dứa mât Vĩnh Phú 11 0,56 3,9 2,94 6,44 Dứa Victoria nhập nội 17 0,50 3,8 3,20 10,90 Bảng 2. Bảng thành phần hóa học của một số giống dứa chủ yếu nước ta Giá trị dinh dưỡng. Quả dứa có hàm lượng axit hữu cơ cao (axit maleic và axit xitric).Dứa là nguồn cung cấp mangan dồi dào cũng như có hàm lượng Vitamin C vàVitamin B1 khá cao.Trong quả dứa có chứa Enzym bromelain, có thể phân huỷ protein. Do vậy, quả dứa được sử dụng trong chế biến một số món ăn như thịt bò xào, thịt vịt xào để giúp thịt nhanh mềm và tạo hương vị đặc trưng. Enzym bromelain, là một enzym có tác dụng thủy phân protein, giúp cho vết thương ở niêm mạc dạ dày chóng thành sẹo. Ngoài ra nó còn có tác dụng chống viêm và chống giun đũa. Giá trị dinh dưỡng trên 100 g dứa chín tươi Năng lượng 50 kcal (210 kJ) Carbohydrates 13,12 g  Đường 9,85 g Chất xơ thực phẩm 1,4 g Chất béo 0,12 g Protein 0,54 g Thiamine (vit. B 1 ) 0,079 mg (7%) Riboflavin (vit. B 2 ) 0,032 mg (3%) Niacin (vit. B 3 ) 0,5 mg (3%) Pantothenic acid (B 5 ) 0,213 mg (4%) Vitamin B 6 0,112 mg (9%) Folate (vit. B 9 ) 18 mg (5%) Vitamin C 47,8 mg (58%) Tỷ lệ % so với khuyến nghị cho nhu cầu hàng ngày của người lớn tại Hoa Kỳ . Nguồn: USDA Cơ sở dữ liệu dinh dưỡng Bảng 3. Thành phần dinh dưỡng trong 100 g của quả dứa Tình hình sản xuất và xuất khẩu dứa ở trong nước và trên thế giới. Tình hình sản xuất và xuất khẩu dứa trong nước. Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới, đất đai thích hợp để trồng dứa. Với đặc tính dễ trồng phù hợp với nhiều loại đất, và có giá trị kinh tế cao nên dứa được trồng phổ biến ở nhiều vùng trên cả nước như: Phú Thọ, Tuyên quang, Bắc Giang, Hà Tĩnh, Nghệ An, đặc biệt là đồng bằng Sông Cửu Long. Hiện nay diện tích dứa cả nước khoảng 320 000 ha, và sẽ phát triển lên khoảng 500 000 ha trong năm 2010, trong đó đồng bằng Sông Cửu long hiện có 22000 ha Tình hình sản xuất và xuất khẩu dứa trên thế giới. Theo tổ chức FAO khoảng 90% sản lượng dứa của thế giới được trồng ở các nước đang phát triển và xuất khẩu tới các nước phát triển: EU (Anh, Bỉ, Đức…), Mỹ, Nhật Bản…Năm 2004 tổng cộng có gần 130 quốc gia xuất khẩu dứa, 10 nước sản xuất chính chiếm tới 75% sản lượng dứa của thế giới. Trong đó Ấn Độ, Ecuado, Braxin, Trung Quốc, Philipin chiếm tới một nửa của toàn thế giới. Số liệu thống kê cho thấy, kim ngạch xuất khẩu dứa trong tháng 11 năm 2011 đạt 38,3 triệu USD, tăng 65,8% so với cùng kỳ 2010 và tăng 53,8% so với năm cùng kỳ năm 2009. Đơn giá xuất khẩu dứa và các sản phẩm từ dứa tăng nhẹ so với cùng kỳ 2010. Giá xuất khẩu dứa khoanh đông lạnh sang Hà Lan trong tháng 11 đạt 1.250 USD/tấn (FOB), tăng 50 USD/tấn so với cùng kỳ 2010… Một số loại nước ép dứa có mặt trên thị trường hiện nay. Hình 2. Sản phẩm nước ép dứa CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU Dứa Loại: Dứa Hoàng Hậu (Queen), trái dứa Queen tương đối nhỏ, khối lượng trung bình mỗi trái 0,8 – 1,6 kg/trái, mắt lồi, dạng trụ tròn khá đều. Thịt trái vàng đậm, giòn, hướng dứa, vị chua ngọt đậm đà. Nước Nước là thành phần nguyên liệu không thể thiếu trong nước ép dứa, nó thường chiếm tỷ lệ cao hơn nhiều so với các thành phần khác trong sản phẩm, nước sử dụng phải là nước mềm, có độ cứng tạm thời khoảng 0,7 mg đương lượng canxi/lít và độ cứng vĩnh cửu khoảng 0,4- 0,7 mg đương lượng canxi/lít. Vì thế chất lượng nước có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm. Chỉ tiêu Tiêu chuẩn Chỉ tiêu vật lý Mùi vị Độ trong (ống Dienert) Màu sắc (thang màu coban) Chỉ tiêu hóa học pH CaO MgO Fe2O3 MnO BO43- SO42- NH4+ NO2- NO3- Pb As Cu Zn F Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi khuẩn hiếu khí Chỉ số Coli (số Coli/1lits nước) Chuẩn số Coli (số ml nước có 1 Coli) Vi sinh vật gây bệnh Không 100ml 5 độ 6,0 – 7,8 50 – 100 mg/l 50 mg/l 0,3 mg/l 0,2 mg/l 1,2 – 2,5 mg/l 0,5 mg/l 0,1 – 0,3 mg/l không không 0,1 mg/l 0,05 mg/l 2,0 mg/l 5,0 mg/l 0,3 – 0,5 mg/l <100 cfu/ml <20 >50 không có Bảng 4. Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm III Chất tạo vị ngọt: Trong công nghệ sản xuất nước ép dứa, đường là chất phụ gia tạo vị và thường được nấu thành syrup để bổ sung vào sản phẩm.  Syrup là một dung dịch đường có nồng độ chất khô cao và thường dao động trong khoảng 63 – 65% (khối lượng). Có tác dụng làm nhằm tăng độ oBx, tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm và kích thích dịch vị, điều chỉnh hài hoà độ ngọt , vị chua của dứa, tăng hàm lượng chất khô, ổn định chất lượng syrup, ngăn ngừa hiện tượng tái kết tinh đường, tăng cường khả năng ức chế VSV có trong syrup, và còn để bảo quản sản phẩm. Bổ sung đường làm tăng nồng độ chất tan và có khả năng giữ các chất thơm trong sản phẩm. Ngoài ra đường còn có tác dụng cung cấp năng lượng cho cơ thể (4,1 kcal/1g đường). Sử dụng đường saccharose được chế biến từ mía. Saccharose là một loại carbonhydrate, công thức phân tử là C12H22O11, disaccharide do hai monosaccharide là D-Glucose và D-Fructose tạo thành Hình 3.Công thức hóa học của đường Saccharose . Tính chất vật lý: Tinh thể trong suốt, tỷ trọng 1.5897 g/cm3, t0nc = 186 – 188 Công thức phân tử : C12H22O11 Khối lượng phân tử: 324 Độ quay cực: quay phải, góc quay + 66.50C Tính chất hóa học của đường: Không có tính khử Caramel hóa ở nhiệt độ 2000C (màu nâu đen) Bị chuyển thành đường nghịch đảo trong điều kiện nhiệt độ và axit, bị phân hủy trong môi trường kiềm Khi độ ẩm không khí lớn hơn 90% thì saccharose mới bắt đầu hút ẩm Chỉ tiêu chất lượng đường : Chỉ tiêu Yêu cầu Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô không vón cục. Mùi vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ. Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh. Khi pha vào nước cất cho dung dịch trong suốt. Bảng 5. Chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện Tên chỉ tiêu Mức Độ Pol, (oZ) ≥ 99.8 Hàm lượng đường khử, % khối lượng ≤ 0.03 Tro dẫn điện, % khối lượng ≤ 0.03 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105oC trong 3h, % khối lượng ≤ 0.05 Độ màu, đơn vị ICUMSA ≤ 30 Bảng 6. Chỉ tiêu hoá lý của đường tinh luyện Tên chỉ tiêu Mức Dư lượng SO2 (mg/kg) ≤ 70 As(mg/kg) ≤ 1 Cu(mg/kg) ≤ 2 Pd(mg/kg) ≤ 0.5 Bảng 7. Chỉ tiêu về dư lượng SO2 và kim loại nặng trong đường tinh luyện Tổng số VSV hiếu khí, CFU/10g ≤ 200 Nấm men, CFU/10g ≤ 10 Nấm mốc, CFU/10g ≤ 10 Bảng 8. Chỉ tiêu vi sinh vật của đường tinh luyện Phụ gia: Acid citric Điều vị và điều chỉnh độ pH, được sử dụng để làm giảm vị ngọt gắt của đường, đồng thời làm tăng vị chua hài hòa cho sản phẩm, kích thích tiêu hóa, hạn chế sử phát triển của vi khuẩn, nấm sợi và nấm men, góp phần hạn chế sự oxy hóa, làm tăng thêm mùi vị sản phẩm. Nguồn gốc Acid citric là một acid hữu cơ thuộc loại yếu và nó thường được tìm thấy trong các loại trái cây thuộc họ cam quít. Nhưng acid citric được dùng hiện này thường là sản phẩm tổng hợp sinh học được lên men từ dung dịch cacbonhydrat hoặc các môi trường thích hợp sử dụng si khuẩn Candia spp. Hoặc các chủng Aspegillus niger không sinh độc. Công thức hóa học: Dạng khan: C6H8O7 Dạng ngậm 1 phân tử nước: C6H8O7.H2O Hình 4. Công thức hóa học của Acid Citric Tính chất vật lý Acid citric dùng trong thực phẩm phải ở thể kiết tinh khan, lều lượng : 0-60mg/kg. Tên gọi khác: Acid limonie. Tinh thể không màu, ngậm 1 phân tử nước. Hàm lượng trong sản phẩm > 99%. Các tạp chất cho phép: độ tro ≥ 0.5%, lượng H2SO4 tự do < 0.05%, hàm lượng As < 0.00014%. Nhiệt độ nóng chảy 1530C. Ở nhiệt độ phòng, acid citric là chất bột kết tinh màu trắng. Về cấu trúc hóa học, acid citric chia sẻ các tính chất của các acid cacboxylickhác. Khi bị nung nóng trên 175 °C, nó bị phân hủy để giải phóng CO2 và nước. Khi hòa tan trong nước cất dung dịch phải trong suốt, vị chua tinh khiết, không có vị lạ. Chỉ tiêu chất lượng STT Tên chỉ tiêu Đặc điểm 1 Hình dạng và màu sắc Các tinh thể không màu, không vón cục 2 Vị Chua, không có vị lạ 3 Mùi Không mùi 4 Tạp chất Không cho phép 5 Cấu trúc Rời và khô Bảng 9. Chỉ tiêu cảm quan của acid citric sử dụng trong thực phẩm theo TCVN 5516-1991 Tên chỉ tiêu Đơn vị đo Mức quy định Hàm lượng acid citric % >99.5 Tro % <0.05 Chì mg/kg <10 Asen mg/kg <3 Sulphate % Không phát hiện Bảng 10. Tiêu chuẩn acid sử dụng trong nước giải khát . Tên chỉ tiêu Mức yêu cầu Độ hòa tan Rất dễ tan trong etanol, dễ tan trong nước, ít tan trong ete. Phép thử xitrat Đạt yêu cầu phép thử Hàm lượng nước + Dạng khan, % khối lượng, không lớn hơn 0.5 + Dạng ngậm một phân tử nước, % khối lượng Từ 7.5 đến 8.8 Hàm lượng tro sunfat, % khối lượng, không lớn hơn 0.05 Hàm lượng oxalat, mg/kg, không lớn hơn 100 Hàm lượng sunfat, mg/kg, không lớn hơn 150 Các chất dễ cacbon hóa Đạt yêu cầu của phép thử Hàm lượng chì, mg/kg, không lớn hơn 0.5 Bảng 11. Các chỉ tiêu lý-hóa acid citric.  Axit sorbic và Kali sorbate  Acid sorbic la trans-trans acid béo monocacborcylic không no và chúng có công thức: CH3-CH=CH-CH=CH-COOH. Acid sorbic là chất bột kết tinh màu trắng , ít tan trong nước (0.16g/100ml nước ở 200C). Tuy nhiên, sorbat Kali ở dạng hạt lại tan tốt trong nước (58,2g/100ml nước ở 200C) , chúng ít tan trong dầu. Hoạt tính chống khuẩn Acid sorbic và muối sorbate có tác dụng chống nấm men, vi khuẩn, nấm mốc, đặc biệt chúng có tác dụng tốt đối với nấm mốc ở pH = 6. Chúng hoạt động tốt hơn benzoate ở pH = 4,0 – 6,0. Ở pH = 3 chúng hoạt động kém hơn propionate cũng như benzoate. Cơ chế tác dụng Sự ức chế của sorbate đối với nấm mốc do chúng làm enzym của vi sinh vật mất hoạt tính, đặc biệt là enzym dehydrogenate. Sorbate ngăn cản sự phát triển của tế bào sinh dưỡng và ngăn cản sự tạo thành bào tử. Sorbate ức chế sự phát triển của tế bào theo cơ chế lực vận chuyển ion. Theo đó acid sorbic làm giảm gradient proton ở màng tế bào , giảm lực vận chuyển ion (PMF) kéo theo ngăn cản sự vận chuyển acid amin. Kết quả là sẽ gây ra sự ức chế trên nhiều hệ thống enzym của tế bào chất Độc tính Acid sorbic được xem là chất bảo quản kém độc tính nhất , ngay cả khi ở mức vượt trội so với mức thường sử dụng. Mức LD50 là 7,4 – 10,5g/kg thể trọng. Acid ascorbic ( VitaminC) Ở điều kiện bình thường có dạng bột mịn màu trắng hoặc ngả vàng, không hôi, vị chua, dễ tan trong nước và trong cồn, tan trong nước với tỷ lệ 0,25% ở 30 0C, tỷ lệ 12,8% trong cồn tuyệt đối. Khi gặp ánh sáng màu sản phẩm trở nên sậm dần nên cần bảo quản trong lọ có màu tối, ở trạng thái khô ráo để ổn định chất lượng khi sử dụng. Vitamin C có khả năng kết hợp với oxi làm giảm hàm lượng oxi, khử ion kim loại có hóa trị cao làm giảm bớt sinh ra oxit không tốt, vì thế sử dụng vitamin C để làm chất chống oxi hóa, ngăn chặn sự phai màu, sự biến màu, làm giảm mùi vị và các biến đổi về chất lượng khác do sự oxi hóa gây ra. Với liều lượng 0,05 – 0,06% cho thêm vào sản phẩm giúp bảo quản được sản phẩm trong thời gian dài. Sử dụng loại L- ascorbic acid dạng bột, màu trắng. Độ tinh khiết : 99.7% Trọng lượng phân tử : 176.13 Trong tự nhiên có nhiều trong quả họ cam, chỉ số quốc tế : 300 + Công thức hóa học: Hình 5.Công thức hóa học Acid ascorbic + Tính chất vật lý: Acid ascorbic dùng trong thực phẩm ở dạng kết tinh màu trắng, 1g tan trong 3,5ml nước, hay trong 30ml etanol, không tan trong dầu mỡ. Sau khi được hút ẩm bởi H2SO4 trong 24 giờ không được chứa ít hơn 99% C6H8O6 + Cơ chế tác dụng Acid ascorbic được sử dụng làm chất ức chế sự biến chất ( sẫm màu) của dứa sau khi cắt gọt Trong nước dứa, người ta nhận thấy acid ascorbic có thể bị oxi hóa gián tiếp bỡi enzym phenoloxydase, chính vì vậy nước dứa sẽ sậm màu hơn do quá trình ngưng tụ các hợp chất quinon: Polyphenol + O2 quinol + H2O Quinol + Acid ascorbic dạng khử polyphenol + acid dehydroascorbic + Tác hại : Với lều dùng trên 600mg/ ngày, sẽ có hiện tượng ngộ độc như nôn mửa, tiêu chảy đỏ mặt Enzyme pectinase Enzym pectinase được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất nước ép từ trái cây, pectinase có tác dụng tích cực trong quá trình ép làm trong dịch lọc quả rất dễ dàng, do đó làm tăng hiệu suất của sản phẩm. Khi đưa enzym pectinase vào khâu nghiền quả sẽ làm tăng hiệu suất nước ép lên tới 15%, 25%. Bởi lẽ trong dứa có pectin làm khối dịch quả nghiền sẽ ở trạng thái keo, do đó khi ép dịch quả không thoát ra được nhờ enzym pectinase phân giải các chất pectin đi mà dịch quả trong suốt không bị vẫn đục và lọc rất dễ dàng. Không những vậy ezym pectinase còn góp phần chiếtt rút chất màu , tanin và những chất hòa tan nữa do đó làm tăng thêm chất lượng của thành phẩm. Như vậy enzyme pectinase đã góp phần quan trọng trong việc làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm. Bao bì Bao bì ghép nhiều lớp: OPP-Lá nhôm-PE (thứ tự từ ngoài vào) Hình 6. Bao bì ghép nhiều lớp OPP Tỷ trọng: 0.902÷0.907g/cm3 Các điểm nhiệt độ: tnc= 140÷146oC thàn= 150oC Đặc điểm: Rất bền cơ học, nhưng bị xé dễ dàng khi đã có một vết nứt nhỏ. Trong suốt. Khả năng in ấn cao. Tính chống thấm khí, hơi nước cao. Bền hóa học với muối, acid, kiềm, muối vô cơ. Ứng dụng: Làm lớp màng ngoài cùng của bao bì ghép dạng túi vì có tính chịu nhiệt, bền cơ học, chống thấm khí, hơi nước tốt và dễ xé rách nếu có vết nứt PE (LDPE) Tỷ trọng: 0.91÷0.925g/cm3 Các điểm nhiệt độ: tnc= 93oC thàn= 120÷150oC Đặc điểm: Bị kéo dãn và dễ đứt dưới tác dụng lực. Chống thấm nước tốt. Chống thấm các khí O2, CO2, N2 và hơi nước kém. Bền đối với acid, kiềm, muối vô cơ. Lá nhôm Nhôm được sử dụng làm bao bì thực phẩm có độ tinh khiết từ 99÷99.8% Đặc điểm: Tính mềm dẻo, tạo nếp gấp cố định. Trung tính về mùi và vị. Chống sự xâm nhập của O2, không khí, ánh sáng, mùi lạ bên ngoài, hoá chất vào sản phẩm. Chống sự thất thoát cấu tử hương. Chống tia cực tím. Chịu nhiệt. Ứng dụng: Lá nhôm khi được ghép với các vật liệu plastic để bao gói thực phẩm có tác dụng chống thoát hương, chống tia cực tím. Thường dùng bao gói các loại kẹo, chocolate do có tính mềm dẻo, nó có thể áp sát bề mặt các loại thực phẩm, ngăn cản sự tiếp xúc với không khí, vi sinh vật, hơi nước. CHƯƠNG 3: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC DỨA ÉP Nước dứa ép Thanh trùng80-82oC trong 20 - 30 phút Bảo ôn Ủ enzyme Enzym pectinase Cuống, chồi Vỏ, lõi Dứa Lựa chọn Cắt cuống,chồi Gọt vỏ, đột lõi Nghiền xé Bã Ép Gia nhiệt20 – 30 giây Bã Lọc Nước thải Nước Rửa Syrup, Acid ascorbic, acid citric, màu thực phẩm. Đường Acid citric màu thực phẩm Phối trộn diatomit Rót lon, ghép mí Lon I. Sơ đồ qui trình công nghệ II. Thuyết minh quy trình Lựa chọn và phân loại: Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho các quá trình gia công tiếp theo. Lựa chọn những quả có độ chín theo tiêu chuẩn, loại bỏ những quả hư hỏng, sâu bệnh, hư thối, men mốc. Hoàn thiện: phân loại nhằm phân chia thành nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dáng, màu sắc hoặc độ chín. Phương pháp thực hiện: Tiến hành lựa chọn nguyên liệu bằng phương pháp thủ công. Nguyên liệu được dàn mỏng trên các băng chuyền cao su có bề rộng từ 60-80cm. Công nhân ở đây đứng hai bên băng chuyền và thực hiện lựa chọn, phân loại nguyên liệu.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 làm việc thuận lợi. Các biến đổi của nguyên liệu: Nguyên liệu trở nên đồng đều về kích thước và độ chín, những phần hư hỏng được loại bỏ. Hình 7. Phân loại dứa Rửa: Mục đích công nghệ: Loại bỏ đất, cát, tạp chất và một phần vi sinh vật bám vào khe, mắt quả dứa, chuẩn bị cho quá trình nghiền xé. Loại bỏ tạp chất để tránh các mối nguy ảnh hưởng đến sức khỏe con người hoặc tính chất cãm quan của sản phẩm, kiểm soát vi sinh vật, hạn chế mức thấp nhất các ảnh hưởng xấu đến chất lượng dứa. Phương pháp thực hiện: Trải qua hai công đoạn: Ngâm, rữa tuyển nổi.Đầu tiên khi dứa đã được kiểm tra phân loại sẽ được cho vào thùng ngâm nhờ băng tải. 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 tác dụng của dung dịch rửa, có thể từ vài phút đến vài chục phút. Rữa tuyển nổi là phương pháp tách tạp chất và nguyên liệu nhờ sự khác nhau về khả năng nổi trong nước, đất, đá…thì chìm xuống còn nguyên liệu thì nổi lên. Nước rửa đáp ứng theo tiêu chuẩn nước sinh hoạt (TCVN 5502:2003). Các biến đổi của nguyên liệu: Nguyên liệu sạch và giảm bớt lượng vi sinh vật trên bề mặt vỏ. Hình 8. Máy rữa tuyễn nổ Cắt cuống, chồi ngọn: Mục đích công nghệ: Khai thác: loại bỏ những phần không sử dụng được và làm gọn quả dứa để chuẩn bị cho quá trình sau. Phương pháp thực hiện: Thủ công, các quả dứa sau khi rửa được đưa lên băng tải, chuyển động chậm, người công nhân cắt, tỉa quả ngay trên băng tải. Các biến dổi của nguyên liệu: Nguyên liệu thay đổi về hình dạng và kích thước. Dịch bào tiết ra trên bề mặt là nguyên nhân chính gây ra phản ứng oxy hóa làm thâm bề mặt trái và cũng là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động. Vì vậy sau khi cắt, gọt, nguyên liệu phải được nhanh chóng đưa qua quá trình xử lý tiếp theo nhằm tránh hư hỏng sản phẩm. Hình 9.Thiết bị cắt cuốn Tách lõi, vỏ: Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình nghiền và ép. Phương pháp thực hiện: Dùng máy tách lõi và vỏ bán cơ khí. Yêu cầu: Vết cắt phải sắc nét, không bị dập, ít phần thải bỏ, vì vậy bộ phận dao cắt là quan trọng nhất, dao phải bén, làm bằng inox không gỉ sét. Máy đột lõi gồm có giá đỡ, bàn đạp, hệ thống đòn bẩy, bàn đỡ, cánh gạt và dao đột. Dao đột là ống hình trụ rỗng làm bằng thép không rỉ, có đường kính 18-22mm (tuỳ theo độ lớn của lõi dứa mà sử dụng dao đột có đường kính tương ứng) lắp thẳng đứng vào giá đỡ. Đặt thẳng đứng quả dứa đã cắt đầu vào bàn đỡ, sao cho dao đột hướng đúng tâm quả dứa . Dậm chân vào bàn đạp và hệ đòn bẩy, bàn đỡ đưa quả dứa lên phía dao đột. Khi nhả chân khỏi bàn đạp, bàn đỡ hạ xuống kéo theo cánh gạt quả dứa khỏi dao đột. Cần đặt quả dứa chính xác để khi đột khỏi lệch tâm. Ống dao đột phải sắc để vết cắt được nhẵn. Năng suất của máy khoảng 15-20 quả/phút. Tỉ lệ phế liệu 3-6%. Hình 10. Máy đột lõi Máy gọt vỏ dứa gồm có cơ cấu gọt, hệ thống chuyển động và bệ máy. Cơ cấu gọt gồm 3 lưỡi dao lưỡi mỏng phẳng đặt cố định trên 1 vòng đỡ, và ống dao hình trụ rỗng bằng thép không rỉ có đường kính 65-80mm (tuỳ theo đường kính quả dứa to hay nhỏ). Ống dao này quay với tốc độ khoảng 1000 vòng/phút nhờ một động cơ điện. Hệ thống chuyển động gồm một con xỏ gắn vào một trục chuyển dịch nhờ con lăn và rãnh trượt. Đặt quả dứa đã đột lõi vào con xỏ. Khi trục chuyển dịch, con xỏ kéo theo quả dứa lao về phía cơ cấu gọt. Khi qua cơ cấu gọt, 3 lưỡi dao phẳng khía trên vỏ dứa 3 rãnh theo chiều dọc quả có độ sâu bằng chiều dày lớp vỏ cần gọt, sau đó ống dao tách vỏ thành 3 mảnh. Quả dứa đã gọt vỏ đi ra cuối máy. Năng suất của máy khoảng 20 quả/phút. Hình 11. Máy gọt vỏ 1: Động cơ điện            7: Bánh răng 2: Bộ truyền đai    8: Máng tháo phế liệu 3: Dao gọt       9: Băng tải chuyền phế liệu 4: Dao xẻ mãnh  10: Giá đỡ 5: Con xỏ     11: Cửa ra nguyên liệu 6: Tay quay Tỉ lệ vỏ: 25-27%. Các biến đổi của nguyên liệu: Nguyên liệu thay đổi hình dạng, kích thước, khối lượng đáng kể. Lớp vỏ bảo vệ đã bị gọt bỏ, nên tốc độ hô hấp của quả tăng nhanh, quả sẽ mau bị nhũn. Dịch bào tiết ra trên bề mặt là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động. Nên quá trình này phải được tiến hành trong thời gian ngắn và mau chóng đưa qua quá trình xử lý tiếp theo, nhằm tránh hư hỏng sản phẩm. Hình 12. Vỏ quả dứa được gọt bỏ.Hình 13. Dứa được đột lõi. Nghiền xé: Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình ép giảm kích thước nguyên liệu, phá vỡ tế bào làm cho dịch bào thoát ra, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép, tăng hiệu suất cho quá trình ép. Phương pháp thực hiện:Sử dụng thiết bị nghiền xé. Các biến đổi của nguyên liệu: Vật lý: Kích thước nguyên liệu sẽ giảm, diện tích bề mặt tăng Hóa học: Cấu trúc bị phá vỡ làm phản ứng oxy hóa xảy ra nên cần phải bảo quản nghiêm ngặt sau khi ngiền. Hóa lý: Tăng tốc độ bay hơi của các chất dễ bay hơi. Hóa sinh: Các phản ứng oxy hóa dưới xúc tác enzyme xảy ra mạnh. Sinh học: Thành phần dinh dưỡng thoát ra ngoài và làm cho mật độ vi sinh vật tăng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Yêu cầu: Kích thước xé càng nhỏ càng thu được nhiều dịch ép. Tạo điều kiện tốt cho quá trình truyền nhiệt vào nguyên liệu (tăng hệ số truyền nhiệt). Tuy vậy, nếu nghiền quá nhỏ khi ép sẽ không tạo thành rãnh thoát nước quả, cũng làm giảm hiệu suất ép. Hình 14.Thiết bị nghiền xé Ủ enzyme Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình ép.Thực tế cho thấy trong dịch quả thường có chứa 1 hàm lượng pectin nhất định. Các hợp chất pectin tham gia tạo nên cấu trúc mô thực vật, liên kết tế bào rau quả lại với nhau. Khi pectin bị phân giải trong quá trình nghiền xé nguyên liệu, 1 phần sẽ hòa tan vào dịch quả, dung dịch chứa pectin có độ nhớt cao và đây là nguyên nhân gây khó khăn cho quá trình ép thu nhận dịch quả. Do đó các nhà sản xuất bổ sung chế phẩm pectinase vào khối nguyên liệu đã qua nghiền xé. Phương pháp thực hiện: Bán thành phẩm sau giai đoạn nghiền xé được đưa vào bồn chứa, bổ sung vào đó 0,05% enzyme pectinase, trộn đều rồi ủ trong 1,5h ở nhiệt độ phòng, thỉnh thoảng cần đảo trộn khối ủ. Các biến đổi của nguyên liệu: Nhờ xúc tác của enzyme pectinase, phân tử pectin bị giảm kích thước, dịch bào giảm độ nhớt, giúp cho quá trình ép đạt hiệu quả cao hơn. Hình 15. Thiết bị ủ enzyme Ép: Mục đích công nghệ: Khai thác, tách tối đa dịch bào ra khỏi nguyên liệu.Hiệu suất ép phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: Nguyên liệu, phương pháp sơ chế, cấu tạo, chiều dày, độ chắc của lớp nguyên liệu ép và áp suất ép. Các biến đổi của nguyên liệu: Vật lý: Nguyên liệu trong quá trình ép sẽ giảm thể tích. Kích thước hạt nguyên liệu sẽ giảm vì dưới tác dụng của lực ép thì hạt nguyên liệu sẽ bị vỡ ra và ép sẽ làm các chất trong tế bào thoát ra nên làm thay đổi tỷ trọng của dịch ép. Nhiệt độ nguyên liệu có thể tăng lên. Hóa học: Các thành phần dễ oxy hóa như vitamin, polyphenol … có điều kiện tiếp xúc với oxy dễ dàng hơn nên dễ xảy ra các phản ứng oxy hóa. Bên cạnh đó, các chất 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 trục vis vận hành với tốc độ trục vis 150–200rpm, áp lực 138 – 150MN/m2. Nguyên liệu theo máng hứng được đưa vào trong lòng ép tại đây trục vít vừa đẩy nguyên liệu đi tới đồng thời cũng tạo ra một lực ép làm dịch bào thoát ra. Nhờ tấm thép đục lỗ mà bã được giữ lại, dịch bào thoát ra có kèm theo thịt quả. Đến cuối trục vis thì bã được đẩy ra ngoài. Thiết bị ép trục vis bao gồm buồng ép hình trụ dài, bên trong có trục vis bằng thép không gỉ. Độ cao của gen trên trục vis thường giảm dần từ đầu vào đến đầu ra của thiết bị. Đồng thời, đường kính của buồng ép và trục vis cũng giảm theo hướng trên sao cho phần không gian để nguyên liệu chiếm chỗ trong buồng ép (giữa trục và buồng ép) cũng nhỏ dần khi gần đầu ra của thiết bị. Khi đó áp lực tác dụng lên nguyên liệu càng tăng. Trên buồng ép có các lỗ nhỏ để dịch ép thoát ra. Bã ép sẽ thoát ra ở cuối thiết bị thông qua lỗ thoát liệu và có thể hiệu chỉnh áp lực thông qua việc thay đổi kích thước lỗ tháo liệu này. Lực ép cũng có thể thay đổi bằng tốc độ trục vis. Hình 16. Thiết bị ép trục vis Gia nhiệt: Mục đích công nghệ: Gia nhiệt trong thời gian 20 – 30 giây, để loại bỏ kết tủa.Chuẩn bị cho quá trình lọc, vô hoạt enzyme, tiêu diệt hoặc ức chế hệ vi sinh vật, tạo điều kiện cho quá trình lọc trong. Các biến đổi của nguyên liệu: Có thể tổn thất một số hợp chất hóa học mẫn cảm với nhiệt độ như protein, các hợp chất thơm, chất màu,…hay tạo ra một số hợp chất hóa học khác ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm; một số loài vi sinh vật bị ức chế, hệ enzyme của quả bị vô hoạt, có sự tách pha giữa protein kết tủa và dịch quả,… Phương pháp thực hiện Sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng bản mỏng. Thông số kỹ thuật: nhiệt độ gia nhiệt: 75 – 80oC, thời gian gia nhiệt: 3 – 5 phút. Hình 17. Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng Lọc: Mục đích công nghệ: Hoàn thiện: Quá trình lọc giúp cải thiện chỉ tiêu độ trong của sản phẩm. Vì sau quá trình xử lý enzyme, mạch pectin bị cắt nhỏ làm giảm độ nhớt, các cấu tử lơ lửng trong dung dịch bị kết lắng xuống và tạo thành một lớp cặn. Quá trình lọc giúp loại bỏ lớp cặn này, giúp nước dứa không bị đục trở lại khi bảo quản. Chuẩn bị: Chuẩn bị cho quá trình phối chế Các biến đổi của nguyên liệu: Các chất cặn, kết tủa trong nước quả sau gia nhiệt được lọc bỏ, dung dịch nước quả trở nên trong hơn, màu sắc sáng đẹp. Vật lý: Độ trong dịch lọc tăng, độ nhớt dịch lọc giảm do quá trình lọc đã phân riêng bã lọc và dịch lọc. Đồng thời cũng làm thay đổi tỷ trọng của dịch lọc. Hóa lý: Không xảy ra chuyển pha trong quá trình lọc. Phương pháp thực hiện Cuối quá trình gia nhiệt, thêm 0,01% diatomit, kèm theo khuấy trộn. Sử dụng thiết bị lọc là thiết bị lọc ép sử dụng dĩa lọc – thiết bị làm việc gián đoạn. Việc nạp huyền phù vào thiết bị và tháo dịch lọc ra khỏi thiết bị thực hiện liên tục trong một khoảng thời gian. Tuy nhiên, việc tháo bã lọc sẽ thực hiện theo chu kì. Thiết bị có hình trụ đứng hoặc nằm ngang. Bộ phận chính của thiết bị là các dĩa lọc (3) có tiết diện hình tròn. Mỗi dĩa lọc có một hệ thống giá đỡ bằng lưới. Phía bên ngoài giá đỡ được phủ một lớp vách ngăn. Phía bên trong là kênh dẫn dịch lọc. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị: Đầu tiên bơm huyền phù vào thiết bị. Các cấu tử pha rắn sẽ giữ lại trên bề mặt vách ngăn của các dĩa lọc. Riêng pha lỏng sẽ chui qua vách ngăn để đi vào kênh dẫn ở bên trong dĩa lọc rồi chảy tập trung vào ống thu hồi (4) và các dĩa lọc có thể xoay được nhờ động cơ (5). Theo thời gian sử dụng, các cấu tử pha rắn sẽ bám đầy lên bề mặt vách ngăn trên dĩa lọc. Để vệ sinh dĩa lọc, người ta lần lượt tháo thân trụ (2), sau đó tháo các dĩa ra khỏi ống hình trụ (4). Thiết bị: 3 2 4 1 Hình 18.Thiết bị lọc khung bản. Phối trộn: Quá trình nấu syrup từ đường saccharose : Đường Hòa tan Nấu syrup 80 – 900C, 700Bx Làm nguội Syrup Nước Acid citric 0,01% Lọc Hình 19.Sơ đồ quy trình nấu syrup. Phương pháp thực hiện: Trước tiên bơm nước vào bên trong thiết bị và gia nhiệt 55- 60oC. Cho cánh khuấy hoạt động với tốc độ 30:50 vòng/ phút rồi bắt đầu cho đường vào, tỷ lệ giữa nước và đường là 1:2. Khi đường hòa tan hết trong nước, tiến hành gia nhiệt dung dịch đến sôi. Thời gian đun sôi có thể kéo dài đến 30 phút, sau đó bơm dung dịch đường qua thiết bị lọc để tách tạp chất ra khỏi syrup , tiếp theo syrup sẽ được bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt để làm nguội tới 80 – 90oC. Cho acid citric vào hàm lượng 0.01% và giữ trong 1giờ, khuấy trộn cho đến khi thu được một hỗn hợp đồng nhất, sau đó sẽ lấy mẫu syrup thành phẩm để tiến hành kiểm tra đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng như nồng độ chất khô, pH, độ chua… Brix thành phẩm là 700Bx Mục đích công nghệ: Chế biến: Quá trình nấu syrup sẽ làm thay đổi thành phần hóa học của syrup, làm tăng hàm lượng chất khô, tăng độ ngọt và cải thiện độ trong cho sản phẩm. Bảo quản: Các vi sinh vật sẽ bị ức chế hoặc tiêu diệt, nhờ đó mà thời gian bảo quản syrup sẽ tăng lên. Các biến đổi của nguyên liệu: Vật lý: Độ nhớt tăng, thay đổi về tỷ trọng của syrup sau quá trình nấu. Hóa lý: Có sự hòa tan của những tinh thể saccharose vào nước, sự bay hơi của nước, sự hấp phụ một số tạp chất. Hóa học: Xảy ra phản ứng nghịch đảo đường, chuyển hóa đường saccharose thành glucose và fructose. Cần lưu ý là hiệu suất thủy phân saccharose không thể đạt đến 100%. Sau quá trình nấu, syrup sẽ chứa cả 3 loại đường: glucose, fructose và saccharose chưa bị thủy phân. Sinh học và hóa sinh: hệ vi sinh vật và enzyme bị lẫn trong nguyên liệu sẽ bị ức chế hoặc tiêu diệt. Lọc nóng: Tách hết các tạp chất cơ học như rác, đất, cát lẫn trong quá trình vận chuyển và bảo quản. Dùng thiết bị lọc khung bản để lọc. Khi kết thúc quá trình nấu syrup sẽ bổ sung bột trợ lọc diatomite vào thiết bị và khuấy đều để chuẩn bị cho quá trình lọc membrane. Phần bột trợ lọc bám trên bề mặt của màng lọc sẽ giúp chúng ta loại bỏ tạp chất mịn bị lẫn trong syrup. Làm nguội nhanh bằng cách trao đổi nhiệt với nước bằng thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng. Syrup sẽ được làm nguội nhanh về nhiệt độ không vượt quá 20 – 250C. Cần lưu ý là quá trình làm nguội phải được thực hiện trong điều kiện kín để hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật từ môi trường. Dùng thiết bị nấu syrup là nồi hai vỏ có cánh khuấy dạng mái chèo. Thiết bị Hình 20. Nồi nấu syrup hai vỏ Đường hơi nóng vào, 2. Đường nguyên liệu vào, 3. Van xả đáy, 4. Van xả nước ngưng, 5. Đường thoát hơi, 6. Môtơ, 7. Nắp thiết bị, 8. Áp kế, 9. Van hơi, 10. Nút khởi động, 11. Nhiệt kế, 12 Cánh khuấy, 13. Van xả đáy Mục đích công nghệ của quá trình phối trộn: Hoàn thiện, đồng thời góp phần bảo quản sản phẩm. Thành phần: Trong quá trình chế biến, tanin trong quả thường bị oxi hóa thành flobafen có màu đen. Để tránh hiện tượng này, người ta pha chế thêm chất chống oxi hóa mà thường dùng nhất là acid ascorbic. Acid ascorbic vừa có tác dụng ổn định màu sắc, vừa tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Acid citric đạt pH = 3,7. Giảm vị ngọt gắt của đường. Sản phẩm có vị chua ngọt hài hoà. Kích thích tiêu hoá, góp phần hạn chế sơ phát triển của VSV, hạn chế sự oxi hoá… Ngoài ra còn bổ sung thêm màu thực phẩm để tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, đồng thời giúp sản phẩm không bị nhạt màu trong quá trình bảo quản. Yêu cầu: Sản phẩm phải có hương rõ rệt của nguyên liệu, vị chua thích hợp. Sản phẩm có nồng độ chất khô vào khoảng 16%, chỉnh pH về 4.5 - 5. Hình 21. Thiết bị phối trộn Rót nóng, ghép mí: Mục đích công nghệ: Hoàn thiện: hạn chế sự nhiễm của vsv đồng thời rót nóng giúp bài khí trong bao bì. Các biến đổi của nguyên liệu: Vật lý: Có sự thay đổi thể tích, khối lượng, tỉ trọng và xuất hiện gradient nhiệt độ. Hóa học: Thay đổi tốc độ các phản ứng hóa học. Hóa lý: Sự bốc hơi nước và đông tụ protein. Sinh học: Vsv bị ức chế, tiêu diệt. Hóa sinh: Enzyme bị vô hoạt. Màu sắc: Hơi sậm. Độ trong tăng, mùi vị có thể bị giảm do bị phân hủy và bay hơi. Cách thực hiện: Đun nóng nước quả lên nhiệt độ 70oC trong 30 – 40s à rót nóng. Thiết bị : Hình 22. Thiết bị chiết rót. Thanh trùng: Mục đích công nghệ: Tiêu diệt hầu hết vsv gây bệnh và gây hư hỏng sản phẩm giúp bảo quản sản phẩm lâu hơn. Cách thực hiện: Sử dụng nồi autoclave nằm ngang Thông số kỹ thuật: Nhiệt độ thanh trùng: 100oC Thời gian gia nhiệt: 10 phút Thời gian thanh trùng: 10 phút Thời gian làm nguội: 10 phút Thiết bị : Hình 23. Thiết bị thanh trùng Bảo ôn: Mục đích :Phát hiện những hộp hư hỏng để kịp thời loại bỏ. Cách thực hiện: Trong thời gian bảo ôn cần tiến hành đảo hộp theo định kỳ: cách ba ngày đảo một lần, thời gian bảo ôn 15 ngày. sản phẩm được duy trì ở hai chế độ nhiệt độ: 370C và 500C. Sau thời gian bảo ôn sản phẩm được kiểm tra và loại bỏ những hư hỏng. Sau khi bảo ôn nếu tỉ lệ hư hỏng vượt quá mức cho phép cần xem xét lại chu trình sản xuất, tìm hiểu nguyên nhân gây hư hỏng và tìm cách khắc phục, nghiêm trọng có thể hủy cả lô hàng. Đóng gói : Sau thời gian bảo ôn đồ hộp trước khi xuất kho phải đem dán nhãn, rồi đóng thùng. Các đồ hộp đó mới được coi là đủ tiêu chuẩn sử dụng. Dán nhãn : Các hộp nước dứa đưa vào dán nhãn phải sạch, nguyên vẹn, không nứt mẻ, kín hoàn toàn. Các hộp bị bẩn sau khi thanh trùng nhất thiết phải rửa hay phun hơi nóng, làm khô rồi mới đưa vào dán nhãn. Tiến hành dán nhãn đồ hộp có thể dán bằng tay hay bằng máy. Hiện nay ở các nước sản xuất đồ hộp phát triển, người ta in nhãn hiệu ngay trên thân hộp, vừa làm cho hộp khỏi bị rỉ, bền, vừa có hình thức đẹp. Đóng thùng : Các hộp nhỏ được đựng trong các thùng giấy carton, Các thùng giấy phải được làm chắc chắn và chỉ dùng giấy dày. Xếp hộp vào kiện, xiết đai và in mã hiệu, có thể tiến hành bằng tay hoặc bằng máy. CHƯƠNG 4: DỰ KIẾN NĂNG XUẤT NHÀ MÁY VÀ KẾ HOẠCH SẢN XUẤT 4.1 Dự kiến năng suất nhà máy và kế hoạch sản xuất 4.1.2. Dự kiến năng suất Dự kiến nhà máy sẽ sản xuất nước ép dứa với năng suất là 1.8 triệu lít/ năm 4.1.3 Dự kiến kế hoạch sản xuất của nhà máy Bảng 5.1. Dự kiến kế hoạch sản xuất Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Số ngày 21 19 27 18 27 26 27 27 26 19 26 27 Nhà máy sẽ làm việc vào những ngày trong tuần, trừ thứ bảy, chủ nhật và những ngày lễ. Ở tháng 1 và tháng 2 là những tháng Tết âm lịch nên nhà máy sản xuất ít ngày hơn vào những tháng đó. Ở tháng 4 và tháng 10, cần phải nghỉ 1 tuần để bảo trì máy móc và chuẩn bị cho những đợt sản xuất tiếp theo. Số ngày làm việc của nhà máy: 290 ngày/năm Năng suất sản xuất của nhà máy: 1.8 triệu triệu lít /năm Lượng nước ép dứa một ngày nhà máy sản xuất được là 1800000 ÷290 =6207 lít/ngày Nhà máy làm việc mỗi ngày 2 ca. 1 ca 8 giờ. Mỗi ngày làm ra được 1 mẻ sản phẩm. Số giờ làm việc trong một ngày của nhà máy là 16 giờ. Thời gian của một quy trình sản xuất là 14 giờ. Vì vậy còn dư 2 giờ để chuẩn bị cho quá trình khởi động máy trước khi đi vào sản xuất. CHƯƠNG 5: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 5.1 Chọn số liệu tính toán Thành phần Tỉ lệ % Đường tổng 18 Bảng 5.1: Thành phần dịch syrup theo phần trăm khối lượng Tính chất của nguyên liệu Tỉ lệ % Độ brix của nước dứa sau khi ép 13 Hàm lượng acid citric 0,51 Bảng 5.2 Tính chất nguyên liệu trong nước dứa ép tính theo khối lượng Tính chất sản phẩm Tỉ lệ % Hàm lượng chất khô 16 Hàm lượng acid citric 0,45 Bảng 5.3 Yêu cầu chất lượng sản phẩm Quá trình Tổn thất (-), tăng (+) % Giải thích Rửa -0,3 Loại bỏ bụi bẩn bám bên ngoài quả Cắt cuống, chồi -10 Loại bỏ cuống Tách lõi, vỏ -30 Tách lõi, vỏ Nghiền xé -0,3 Tổn thất do quá trình nghiền Ủ enzyme +0,3 Bổ sung Enzyme Ép -10 Tổn thất do quá trình ép Gia nhiệt -0,2 Tồn thất do quá tình gia nhiệt Lọc -0,5 Tổn thất do quá trình lọc Phối trộn + 2 lần -0,5 Tăng lên do phối trộn dịch quả với đường, nước, acid citric Giảm do sản phẩm dính thiết bị: thành, cánh khuấy Rót sản phẩm -0,5 Tổn thất do sản phẩm dính vào đường ống,thành thiết bị Sản phẩm rơi rớt bên ngoài Ghép mí -0,2 Tổn thất do bài khí, ghép mí Bảng 5.4Số liệu tính toán cho quá trình 5.2 Tính cân bằng vật chất Để thuận tiện cho quá trình tính toán ta chọn tính cân bằng vật chất cho 100 kg nguyên liệu đầu vào cho 1 ngày làm việc. Ta có công thức tính cân bằng vật chất cho các quá trình: M=M1×(1+T) Trong đó: - M là khối lượng còn lại sau khi kết thúc quá trình. - M1 là khối lượng nguyên liệu ban đầu trước khi đi vào quá trình. - T là tổn thất của quá trình hoặc là lượng chất được cho thêm vào (%). Quá trình rửa: Khối lượng đầu vào Mv = 100 (kg) Tổn thất T rửa = 0,3% Khối lượng đầu ra sau khi rửa: Mr rửa = Mv×(1-T)= 100 × (1 – 0,3%) = 99,7 (kg) Quá trình cắt cuống, chồi ngọn: Khối lượng đầu vào: Mv chồi ngọn = Mr rửa = 99,7 (kg) Tổn thất T chồi ngọn = 10% Khối lượng đầu ra sau khi cắt cuống, chồi ngọn: Mr = (1 – 10%) × 99,7 = 89,73 (kg) Quá trình tách lõi, vỏ: Khối lượng đầu vào: Mv tách lõi, vỏ = Mr chồi ngọn = 89,73 kg Tổn thất tách lõi, vỏ: T tách lõi, vỏ = 30% Khối lượng đầu ra sau khi tách vỏ, lõi: Mr= (1- 30%) × 89,73 = 62,811 (kg) Quá trình nghiền xé: Khối lượng đầu vào: Mv nghiền xé = Mr tách lõi = 62,811 kg Tổn thất nghiền, xé: T nghiền, xé = 0,3% Khồi lượng đầu ra sau khi nghiền xé: Mr nghiền xé = (1 – 0,3%) × 62,811 = 62,62 (kg) Quá trình ủ enzyme: Khối lượng đầu vào: Mv ủ = Mr nghiền xé = 62,62 kg Tổn thất ủ: T ủ = 0,3% Khối lượng đầu ra sau khi ủ: Mr ủ = (1+ 0,3%) × 62,62 = 62,8 (kg) Quá trình ép: Khối lượng đầu vào: Mv ép = Mr ủ = 62,8 kg Tổn thất ép: T ép = 10% Khối lượng đầu ra sau khi ép: Mr ép = (1- 10%) ×62,8 = 56,52 (kg) Quá trình gia nhiệt: Khối lượng đầu vào: Mv gia nhiệt = Mr ép = 56,52 kg Tổn thất gia nhiệt: T gia nhiệt = 0,2% Khối lượng đầu ra sau khi gia nhiệt: Mr gia nhiệt = (1- 0,2%) × 56,52 = 56,4 (kg) Khối lượng diatomit = 1% Mr gia nhiệt = 0,564 kg Quá trình lọc: Khối lượng đầu vào: Mv lọc = Mr gia nhiệt = 56,4 kg Tổn thất lọc: T lọc = 0,5% Khồi lượng đầu ra su khi lọc: Mr lọc = (1 – 0,5%) × 56,4 = 56,18 (kg) Quá trình phối chế: Chọn syrup có độ Brix là 18o Ta có: nồng độ chất khô của sản phẩm: Csp = (C dứa * M dứa + C syrup * M syrup) ÷ (M dứa + M syrup) =16% ó (13% * 56,18 + 18% * M syrup) ÷ (56,18 + M syrup) =16% Mr syrup = 84,27 kg Vậy khối lượng sản phẩm sau khi phối chế: Mr phối chế = Mr lọc + Mr syrup = 56,18 +84,27 = 140,45 kg Hàm lượng acid trong sản phẩm: C citrid sản phẩm =(C citric dứa × M dứa + C citric syrup× Msyrup)G thành phẩm) ó 0,45 = (0,51%*56,18 + C citric syrup*84,27)140,45 Vậy C citric syrup = 0,41% Khối lượng acid citric cần dùng = 0,41% * 84,27 = 0,413 (kg) Quá trình rót: Khối lượng đầu vào: Mv rót = Mr phối chế = 140,45 kg Tổn thất lọc: T rót = 0,5% Khồi lượng đầu ra sau khi rót: Mr rót = (1 – 0,5%) × 140,45 = 139,75 (kg) Quá trình ghép mí: Khối lượng đầu vào: Mv ghép mí = Mr rót = 139,75 kg Tổn thất ghép mí: T ghép mí = 0,2% Khồi lượng đầu ra sau khi ghép mí: Mr ghép mí = (1 – 0,2%)×139,75 = 139,47 (kg) 5.3 Tính cân bằng vật chất theo năng suất nhà máy Năng suất nhà máy là 1.8 triệu lít / năm Nhà máy làm việc 290 ngày/ năm Năng suất của nhà máy một ngày cần sản xuất 6207 lít /ngày Chọn khối lượng riêng của sản phẩm bằng khối lượng riêng của dịch đường 18% d= 1087 kg/m3 Khối lượng sản phẩm dứa sản xuất trong 1 ngày : m = d × V = 6207 × 1,087= 6747 (kg) 100 kg nguyên liệu/ngày → 139,47 kg /ngày x (kg/ngày) ← 6747 kg/ngày Vậy khối lượng nguyên liệu đầu vào cho một ngày sản xuất là x=6747×100139.47=4837,6≈4838 (kgngày) Quá trình Đầu vào Tổn thất Đầu ra Rửa 4838 -0.3 4823.48 Cắt cuống chồi ngọn 4823.48 -10 4341.13 Tách lõi vỏ 4341.13 -30 3038.79 Nghiền xé 3038.79 -0.3 3029.67 ủ enzyme 3029.67 +0.3 3038.76 Ép 3038.76 -10 2734.89 Gia nhiệt 2734.89 -0.2 2729.42 Lọc 2729.42 -0.5 2715.77 Phối trộn 2715.77 -0.5 2702.19 Rót lon 2702.19 -0.5 2688.68 Ghép mí 2688.68 -0.2 2683.3 Bảng 5.5. Cân bằng vật chất cho 1 ngày làm việc CHƯƠNG 6: THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤTNƯỚC ÉP DỨA TRONG Thiết bị ủ enzyme Hình 24 : Thiết bị ủ enzyme Thiết bị gồm nồi hình trụ, có lắp cánh khuấy ở đường tâm với mục đích để đảo trộn các nguyên liệu. Khi cánh khuấy quay sẽ tạo ra động năng đẩy khối chất lỏng chuyển động trong lòng thiết bị, giúp đảo trộn đồng đều hỗn hợp. Sử dụng thiết bị hình trụ đáy nón, có lớp vỏ áo để gia nhiệt, ổn định nhiệt. Chọn thời gian ủ : 2 giờ Khối lượng dứa cần ủ trong 1 mẻ là 5193 kg, chọn hệ số chứa đầy thiết bị là 0,8. à Thể tích bồn phối trôn là : V bồn = 5193÷ 0,8 = 6491 kg Chọn bồn phối trộn có thể tích là 7000. Model LRG-1000 Kíchthước (DxD1xHxH1) 1300x1100x1200x2850mm. Thểtích thùng chứa 1000L Công suất động cơ 1,1 kW Áp suất làm việc 0.25 Mpa Hãng sản xuất Nhật bản Nhiệt độ làm việc 100oC Chỉ tiêu GMP, ISO Tốc độ cánh khuấy 0-720 vòng/phút Vật liệu Thép không gỉ SUS304, 316 Đường kính ống dẫn 60mm k 300 Kg Bảng 18. Thông số kỹ thuật thiết bị ủ enzyme Thiết bị ép Nguyên liệu cần ép: 5209 kg Chọn thời gian ép : 30 phút. Năng suất thiết bị : 5000kg/h Công suất 10,5 Hp Hiệu suất 85 – 90% Năng suất 5000 kg/h Kích thước 960x720x1125 Thiết bị: Thiết bị sử dụng là thiết bị ép trục vis hiệu SP – K của công ty FKC, Nhật Bản. Bảng 19. Thông số kỹ thuật thiết bị ép trục Hình 25. Thiết bị ép trục vis. Thiết bị gia nhiệt Nguyên liệu cần gia nhiệt: 4688 kg Chọn thời gian gia nhiệt : 30 phút. Năng suất thiết bị : 6000 kg/h Thiết bị: thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng loại PXF – 45 của công ty Genemco, Mỹ. Công suất 4,7 KW Năng suất 6000 kg/h Kích thước thiết bị 0,96x0,72x1,32 Bảng 20. Thông số kỹ thuật thiết bị trao đổi bản mỏng Hình 26. Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng VI. Thiết bị phối trộn: Nguyên tắc hoạt động: Sử dụng máy trộn thùng quay đáy côn, có cấu tạo gồm: Thùng chứa vật liệu được truyền động quay qua các gối đỡ hay các trục được gắn với các thùng. Khi thùng quay, dưới tác dụng của lực ly tâm, vật liệu trong thùng sẽ được nâng lên và rơi xuống tạo sự đảo trộn trong khối vật liệu. Thiết bị hoạt động liên tục, việc nhập và tháo liệu được tiến hành thông qua hai lỗ ở hai đầu của thùng trộn., thùng trộn được đặt nghiêng 1 góc so với mặt phẳng ngang để tạo sự di chuyển dễ dàng cho vật liệu.Thiết bị có cấu tạo đơn giản, năng suất lớn. Mỗi 1 mẻ sấy được 185,2 kg, qua quá trình hoàn thiện trộn thêm đường với tỉ lệ 1:1, lượng đường trộn thêm vào là 185,2 kg. Vậy lượng bột trộn trong quá trình phối trộn là: 185,2*2=302,8 kg Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị là 0,8 à Khả năng chứa đựng thùng phối trộn = 302,8/0,8 = 378,5 kg Chọn thiết bị phối trộn SYH-600 có năng suất trộn 300-540 kg Model SYH-600 Kích thước (LxWxH) 1900x210022250mm Dung tích bồn chứa 600 Kg Hiệu suất trộn >90% Dung tích chứa bột (Hệ số chứa đầy) 540 Kg Trọng lượng 1500 Kg Năng suất trộn 300-540 Kg Tiêu chuẩn ISO 9001-2000 Đường kính nhập liệu 400mm Vật liệu Thép không gỉ SUS 304L,316L Đường kính tháo liệu 200mm Công suất động cơ 5 kW Số vòng quay của máy trộn 8-15 vòng/phút Hãng sản xuất KEWEI MECHANICAL China Bảng 21. Thông số kỹ thuật thiết bị phối trộn bột CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Sau quá trình thực hiện đề tài, nhóm rút ra được một số kết luận như sau: Sử dụng loại dứa Hoàng Hậu để làm nguyên liệu chính cho nước ép dứa thì sản phẩm sẽ ngon hơn vì thịt trái vàng đậm, giòn, hướng dứa, vị chua ngọt đậm đà. Đường bổ sung vào nước ép phải là đường saccharose từ mía, và được nấu thành syrup ở nồng độ dao động từ 63 – 65% khối lượng. Bổ sung vitamin C vào sản phẩm với liều lượng 0,05 – 0,06% giúp bảo quản được sản phẩm trong thời gian dài. Sử dụng bao bì màng gép nhiều lớp để đảm bảo chất lượng tươi ngon cho sản phẩm, ngoài ra còn nhằm mục đích vô trùng, hạn chế sự mất mác vitamin, thuận lợi cho chuyên chở, phân phối vì khối lượng bao bì rất nhẹ Trong quá trình ủ enzyme, bổ sung vào đó 0,05% enzyme pectinase, trộn đều rồi ủ trong 1,5h ở nhiệt độ phòng, vì enzyme sẽ phân giải pectin trong dứa, nên sẽ tạo điều kiện thuận lợi hơn cho quá trình ép. Trong quá trình lọc nên bổ sung chất trợ lọc diatomit với lều lượng 0,01%, để tăng hiệu suất lọc và rút ngắn thời gian lọc. Thanh trùng sản phẩm ở 100oC trong 10 phút, để tiêu diệt phần lớn vi sinh vật có trong nước ép, giúp sản phẩm bảo quản được lâu hơn KIẾN NGHỊ Có thể áp dụng thực tiễn vào sản xuất, nhưng một số vấn đề sau cần được tiếp tục nghiên cứu: Tiếp tục theo dõi lâu hơn về sự biến đổi của sản phẩm về mặt cãm quan và vi sinh Thử nghiệm sản xuất sản phẩm nước dứa ép nhằm có kết quả chính xác hơn Bổ sung thêm Vitamin C trong giới hạn cho phép nhằm bù đắp vào sự mất mác vitamin C có trong nguyên liệu do quá trình xữ lý nhiệt gây ra, ví dụ như quá trình thanh trùng, gia nhiệt…. Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Minh Thủy. (2010). Công nghệ sau thu hoạch rau quả. Nhà xuất bản Nông Nghiệp. 2. Phạm Xuân Toản. Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 3. Lê Ngọc Tú (chủ biên), La Văn chứ, Đặng Thị thu, nguyễn Thị Thịnh. Hóa sinh công nghiệp. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội. 4. 5. 6. 7.Quách Đĩnh, Nguyễn Vân Tiếp, Nguyễn Văn Thoa (1996). Công nghệ sau thu hoạch và Chế biến rau quả. Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật. Chế biến rau quả. Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật. Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự, Công nghệ chế biến thực phẩm, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. HCM, 2003. Dennis R. Heldman, Richard W. Hartel, Principles of Food Processing. Aspen Publishers, Inc, 1998.