Thiết kế phân xưởng sản xuất cà chua cô đặc

Lời Mở Đầu Trong những năm gần đây ngành công nghệ thực phẩm phát triển rất mạnh, với sự đa dạng và phong phú về nhiều loại sản phẩm. Sự phát triển không chỉ thể hiện về mặt số lượng mà cả chất lượng. Mặc dù hiện tại nền kinh tế toàn cầu đang khủng hoảng, nhưng không vì thế mà ngành công nghệ thực phẩm ngưng lại. Cũng như, không vì lẽ đó mà nhu cầu của con người thay đổi. Ngành công nghiệp đồ hộp thực phẩm phát triển mạnh có ý nghĩa to lớn cải thiện được đời sống của nhân dân, giảm nhẹ việc nấu nướng hàng ngày. Giải quyết nhu cầu thực phẩm các vùng công nghiệp, các thành phố, địa phương thiếu thực phẩm, cho các đoàn du lịch, thám hiểm và cung cấp cho quốc phòng. Góp phần điều hòa nguồn thực phẩm trong cả nước. Tăng nguồn hàng xuất khẩu, trao đổi hàng hóa với nước ngoài. Hiện nay nhờ các ngành cơ khí, điện lực, chất dẻo, v.v... phát triển mạnh, đã làm cho công nghiệp đồ hộp được cơ khí, tự động hóa ở nhiều dây chuyền sản xuất. Các ngành khoa học cơ bản như: hóa học, vi sinh vật học, công nghệ sinh học đang trên đà phát triển: Đã được ứng dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm nói chung và đồ hộp nói riêng, làm cho giá trị dinh dưỡng của thực phẩm được nâng cao và cất giữ được lâu hơn. Cà  chua cô đặc là một trong những sản phẩm chính của công nghiệp đồ hộp rau quả, được coi là bán chế phẩm vì nó được dùng để chế biến các loại đồ hộp khác như đồ hộp xốt các loại, nước xốt của đồ hộp thịt, cá, rau, để làm nguyên liệu nấu nướng. Cà chua cô đặc được chế biến bằng cách cô đặc thịt cà chua (theo mức độ khác nhau) sau khi đã nghiền nhỏ và loại bỏ hạt, vỏ. Quả cà chua được chế biến thành nhiều dạng khác nhau và được dùng trong các bữa ăn hàng ngày của người Việt Nam nhằm mục đích làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng và tạo nên vẻ đẹp bắt mắt trong việc trình bày các món ăn Trong bài đồ àn này Tôi thiết kể phân xưởng sản xuất cà chua cô đặc năng suất 30 tấn sản phẩm/ ngày và nồng độ chất khô theo thành phẩm là 55%. Nội dung trong bài đồ án này là: - Chương 1: Tổng quan(nguyên liệu, sản phẩm, chọn phương án thiết kế) - Chương 2: Chọn và thuyết minh quy trình - Chương 3 : Tính cân bằng vật liệu - Chương 4 : Chọn và tính thiết bị Danh mục bảng STT  Bảng  Nội dung  Trang   1  1.1.  Hàm lượng chất khoáng trong 100g cà chua  6   2  1.2.  Số lượng solanin theo độ chín của cà chua  6   3  1.3  Các sắc tố trong cà chua theo độ chín  6   4  1.4.  Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm  8   5  2.1.  Quan hệ giữa độ chân không và nhiệt độ sôi của nước  23   6  2.2.  Quan hệ giữa nồng độ chất khô và nhiệt độ sôi ở 760 mmHg  24   7  3.1.  Tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào, ra qua các công đoạn chế biến tính cho 100 kg nguyên liệu  32   8  3.2.  Tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào, ra qua các công đoạn chế biến tính theo nguyên liệu cho một ngày  36   9  3.3.  Tổng kết tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào ra qua các công đoạn chế biến  37   10  3.4.  Thống kê các thiết bị chính cho dây chuyền sản xuất cà chua cô đặc  51   Danh mục hình STT  Hình  Nội dung  Trang   1  2.1.  Máy rửa thổi khí  19    2.2.  Máy chà cánh đập  21   3  2.3.  Thiết bị thanh trùng  28   4  4.1.  Băng chuyền ống  39   5  4.2.  Máy rửa  40   6  4.3.  Máy xé  40   7  4.4.  Thiết bị đun nóng  42   8  4.5.  Máy chà  44   9  4.6.  Hệ thống nồi cô đặc  45   10  4.7.  Máy rót  46   11  4.8.  Máy ghép nắp  47   13  4.9.  Thiết bị thanh trùng  49   14  4.10.  Thiết bị dán nhãn  50   Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất đồ hộp cà chua cô đặc 1.1.1. Nguyên liệu cà chua 1.1.1.1. Giới thiệu chung về cây cà chua Cây cà chua có tên khoa học là Lycopesium esculentum, có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn quả, họ Cà (Solanaceae). Cây cà chua có 2 loại hình sinh trưởng: có hạn và vô hạn. Cà chua là cây dài ngày, tự thụ phấn. Cây cà chua có thể sinh trưởng trên nhiều loại đất khác nhau như đất sét, đất cát, đất pha cát,có độ pH= 6 – 6,5. Đất có độ ẩm cao và ngập nước kéo dài sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng của cây cà chua. Nhiệt độ thích hợp cho cà chua để đạt năng suất cao, chất lượng tốt là khoảng 21 – 24 độ C và thời tiết khô. Ở Việt Nam, cây cà chua được xếp vào các loại rau có giá trị kinh tế cao, diện tích trồng cà chua lên đến chục ngàn ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng và trung du phía Bắc. Hiện nay có một số giống chịu nhiệt mới lai tạo chọn lọc có thể trồng tại miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ nên diện tích ngày càng được mở rộng. Nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng tốt được phát triển mạnh ở Đà Lạt, Lâm Đồng. Một số giống cà chua chất lượng đã được xuất khẩu ra thị trường thế giới. Thời vụ :một năm có thể trồng 4 vụ cà chua: - Vụ sớm, gieo hạt vào cuối tháng 7 đầu tháng 8 - Vụ chính gieo cuối tháng 9 đến đầu tháng 10 - Vụ muộn gieo từ tháng 11 đến giữa tháng 12 - Vụ xuân gieo từ tháng 1 – 2 năm sau. Có nhiều giống cà chua đang được trồng ở Việt Nam. Có thể chia cà chua thành 3 loại dựa vào hình dạng: - Cà chua hồng: quả có hình dạng quả hồng, không chia múi. Thịt quả đặc, nhiều bột, lượng đường trong quả cao. Năng suất thường đạt 25 – 30 tấn/ha. Các giống thường gặp: Ba Lan, hồng lan của Viện cây lương thực; giống 214; HP5; HP1 của Hải Phòng… - Cà chua múi: quả to, nhiều ngăn tạo thành múi, là giống cây sinh trưởng vô hạn, thời gian sinh trưởng dài, năng suất và khả năng chống chịu khá nhưng chất lượng không bằng cà chua hồng. - Cà chua bi: quả nhỏ, chua, giá trị thấp, thường dùng làm nguyên liệu tạo giống. Quả cà chua có nhiều kích cỡ và màu sắc khi chín khác nhau (vàng, da cam, hồng, đỏ…) nhưng cà chua màu đỏ giàu chất dinh dưỡng và các hợp chất có hoạt tính sinh học nhất. Trong số các loại rau, củ, quả dùng làm rau thì cà chua là thực phẩm chứa vitamin, chất khoáng và nhiều chất có hoạt tính sinh học nhất, là thực phẩm có lợi cho sức khỏe được dùng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới.. 1.1.1.2. Thành phần hóa học[5][ 6] - Glucid : hàm lượng glucid trong cà chua phụ thuộc vào loại nguyên liệu và điều kiện trồng trọt, chiếm khoảng 4 – 8%. Trong thành phần glucid bao gồm các chất: - Đường: 2 – 5%, phần lớn là fructose, glucose còn sacharose chiếm rất ít (<0.5%) (cần chú ý khi tiến hành cô đặc thì phải tiến hành cô đặc ở nhiệt độ thấp để giảm bớt mức độ xảy ra phản ứng melanoidin hay caramen hóa sẽ làm thành phẩm có màu tối kém hấp dẫn). - Tinh bột: chỉ có ở dạng vết khoảng  0.07% – 0.26%. Trong quá trình chín, tinh bột sẽ chuyển thành đường. - Cellulose: có nhiều trong quả xanh, càng chín thì hàm lượng càng giảm dần.. - Pecin: có nhiều khi quả chín (pectin có khả năng tạo nhớt cao, góp phần tạo độ paste cho sản phẩm vì vậy cần chú ý nhiệt độ khi chế biến tránh phá hủy cấu trúc pectin). - Acid hữu cơ Hàm lượng acid chung của cà chua chín trung bình khoảng 0.4% (theo acid malic), pH  = 3.1 – 4.1, ngoài ra còn có acid citric và lượng nhỏ acid tatric. Khi còn xanh, acid ở dạng tự do. Khi chín nó có dạng muối acid. Môi trường chua làm môi trường tốt cho sự phát triển của các loại nấm men, nấm mốc nhưng các vi khuẩn ưa nhiệt lại rất kỵ môi trường này. Bởi vì các nấm men, nấm mốc dễ dàng bị tiêu diệt khi gia nhiệt nên đồ hộp sản xuất từ cà chua thường chỉ cần thanh trùng ở nhiệt độ 80 – 100oC. - Nitơ Nitơ trong cà chua khoảng 1%, lúc còn xanh, nitơ ở dạng tự do, khi chín nó bị phân hủy thành acid amin. Hàm lượng trung bình của bốn acid amin quan trọng (mg/gN) [4, p15]                Lysine: 180                Methionine: 40                Cystine: 40              Trytophan: 50 -Khoáng: Gồm có Bảng 1.1.:  Hàm lượng chất khoáng trong 100g cà chua[4,p17]    Na  Ca  Mg  Fe  Zn   Hàm lượng(μg/100g)  3  13  11  0.4  0.2   -  Chất chát: Ở cà chua thường có vị đắng, hăng đó là do có chứa glucosid solanin. Bảng 1.2.: Số lượng solanin theo độ chín của cà chua[4,p17] Cà chua  Xanh  Ửng  Chín   Solanin  4 mg%  5 mg%  8 mg%     - Sắc tố Trong cà chua thường có sắc tố thuộc nhóm carotenoid như carotene, lycopen, xantophyl. Ở quả xanh còn có chlorophyll. Tùy theo mức độ chín mà các sắc tố kia tăng dần nên màu của quả trở nên đậm hơn. Bảng 1.3.: Các sắc tố trong cà chua theo độ chín[4,p17] Sắc tố cà chua  Còn xanh  Nửa chín  Chín   Lycopen  0.11  0.84  7.85   Carotene  0.16  0.43  0.73   Xantophyl  0.02  0.05  0.06   Trong quá trình đun nóng và xé nhỏ thì hàm lượng caroten bị tổn thất khoảng 16 – 20%. Mặt khác do caroten là tiền chất để tạo ra vitamin A, do vậy trong quá trình đun nóng dưới tác dụng của nhiệt độ đặc biệt nếu như đun nóng lâu và ở nhiệt độ cao thì các vitamin A bị phá hủy, từ đó các caroten cũng bị phá hủy. Do vậy hàm lượng caroten bị tổn thất trong quá trình đun nóng làm giảm màu sắc của cà chua trong quá trình chế biến. Mặt khác công đoạn xé tơi để phục vụ cho công đoạn đun nóng cũng làm cho hàm lượng caroten bị tổn thất. Màu sắc của cà chua bị biến đổi chính là do các phản ứng hóa học giữa các sắc tố có trong cà chua và ion kim loại như các lưỡi dao dùng để xé nhỏ hay các dụng cụ chứa đựng làm bằng đồng, sắt. - Vitamin Vitamin K (7,9 μg/100g) Vitamin C (40mg/100g) Beta-caroten (393 μg/100g) - Các thành phần khác: Cà chua chứa pectinase, khi càng chín enzyme này càng nhiều. 1.1.1.3. Yêu cầu nguyên liệu và đặc điểm cần chú ý Quả cà chua gồm có vỏ, thịt quả, dịch quả và hạt. Sát vỏ quả là thành ngoài, bên trong quả chia thành nhiều buồng hạt (2 – 20 buồng hạt) được ngăn cách bởi những thành trong. Giữa buồng hạt là khoảng trống chứa đầy dịch quả và hạt. Lượng hạt trong quả ít buồng hạt nhiều hơn quả có nhiều buồng hạt. Thành quả nhất là thành trong có hàm lượng chất khô cao.       Khi chế biến cà chua cô đặc, vỏ và hạt trở thành phế liệu, do đó cần chọn giống có ít vỏ và hạt (chiếm 2 – 3% khối lượng quả). Hàm lượng chất khô trong cà chua là chỉ tiêu phẩm chất quan trọng nhất, vì độ khô cao và độ khô cao và ít tốn nguyên liệu, nâng cao năng suất của thiết bị cô đặc, hàm lượng chất khô của cà chua Việt Nam là 5-7%. Cà chua thu hái khi vừa chín tới, vỏ đỏ đều, không quan trọng kích thước. Thời gian chờ đợi chế biến không quá 48 giờ. 1.1.2. Nguyên liệu phụ Nước là nguyên phụ rất quan trọng trong quá trình sản xuất đồ hộp cà chua cô đặc nói riêng cũng như đồ hộp thực phẩm nói chung. Ở đây, phần lớn nước được dùng để rửa nguyên liệu, làm vệ sinh dụng cụ máy móc, thiết bị, dùng để thanh trùng và làm nguội đồ hộp… Yêu cầu nước được dùng trong sản xuất đồ hộp thực phẩm rất cao, ít nhất phải đạt được các yêu cầu của nước dùng để ăn uống. Nước phải trong sạch, không có màu sắc và mùi vị khác thường, không có cặn bẩn và các kim loại nặng... Bảng 1.4.: Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm [1, p7] Chỉ tiêu  Tiêu chuẩn   Chỉ tiêu lý và hóa học 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 sinh vật hiếu khí Chỉ số Coli (Số Coli/1lít nước) Chuẩn số Coli (Số ml nước có 1 Coli) Vi sinh vật gây bệnh  Không 100 ml 5o 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   1.1.3. Bao bì đồ hộp cà chua cô đặc 1.1.3.1. Vai trò của bao bì[4,p39] - Bảo vệ tốt sản phẩm. - Kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. - Nâng cao giá trị của nguyên liệu hoặc thành phẩm. - Làm cho sản phẩm hấp dẫn hơn. - Có nhiều mẫu mã để khách hàng lựa chọn theo thị hiếu. - Dễ phân phối và trưng bày. - Phù hợp với loại sản phẩm ăn liền hay làm sẵn để chế biến tiếp. - Cung cấp những thông tin cần thiết về sản phẩm. Đồ hộp thực phẩm bảo quản được lâu là do nó đã ứng dụng tốt nguyên lý bịt kín. Thực phẩm sau khi cho vào hộp đem ghép kín rồi thanh trùng xong nó không còn tiếp xúc với môi trường bên ngoài do đó ít chịu sự ảnh hưởng của các điều kiện xung quanh. Vi sinh vật và không khí bên ngoài không xâm nhập vào trong hộp được nữa vì vậy thực phẩm không bị hư hỏng. 1.1.3.2. Bao bì sắt tây Đối với dòng sản phẩm đồ hộp cà chua cô đặc, ta lựa chọn bao bì sắt tây vì những ưu điểm sau: - Lớp tráng thiếc của sắt tây có thể tránh được sự ăn mòn của thực phẩm và vảo quản thực phẩm được lâu ngày. - Trong thời gian thực phẩm đựng trong hộp lâu, có thể lớp thiếc bị thực phẩm ăn mòn hòa tan trong hộp nhưng không gây hại tới sức khỏe người. - Tính đóng kín và cách ly tốt hơn so với các loại bao bì khác như tính chất chống thấm khí và hơi ẩm rất tốt, ngăn cách được ánh sáng, có khả năng chịu được sự thay đổi lớn của nhiệt độ và áp suất… - Chịu được quá trình thanh trùng mà không biến dạng, tiện lợi cho việc vận chuyển và bảo quản thực phẩm được lâu hơn. - Có màu sáng bóng, có thể in và tréc véc ni hoặc in các màu sắc hấp dẫn để nâng cao giá trị hàng hóa của sản phẩm. - Dễ dàng cơ giới hóa tự động hóa trong quá trình sản xuất. Lựa chọn kích thước bao bì sắt tây cho sản phẩm, chọn 3 loại kích thước tương ứng với các thể tích sau: 1 lít (thể tích này phù hợp với nhu cầu của người tiêu dùng trong nước), 5 lít và 10 lít (đối với thể tích lớn này chúng ta có thể xuất khẩu sang nước ngoài, hoặc dùng cho một số nhà hàng lớn tại Việt Nam). 1. 2. Tổng quan về sản phẩm đồ hộp cà chua cô đặc 1.2.1. Giới thiệu chung về sản phẩm đồ hộp cà chua cô đặc[3,p324-325] Cà  chua cô đặc là một trong những sản phẩm chính của công nghiệp đồ hộp rau quả, được coi là bán chế phẩm vì nó được dùng để chế biến các loại đồ hộp khác như đồ hộp xốt các loại, nước xốt của đồ hộp thịt, cá, rau, để làm nguyên liệu nấu nướng. Cà chua cô đặc được chế biến bằng cách cô đặc thịt cà chua (theo mức độ khác nhau) sau khi đã nghiền nhỏ và loại bỏ hạt, vỏ. Phân loại cà chua cô đặc như sau: - Pure cà chua: có độ khô 12, 15 và 20% - Cà chua cô đặc loại độ khô 30, 35 và 40% - Cà chua cô đặc loại độ khô 50 – 70% - Bột cà chua: độ khô 88 – 95% Dạng cà chua cô đặc có độ khô 30% được chế biến nhiều hơn cả Ở Mỹ, cà chua cô đặc được phân loại như sau: - Pure cà chua: cà chua chà mịn qua rây để loại bỏ vỏ, hạt - Pure cà chua miếng: cà chua xé tơi, qua sàng để loại bỏ vỏ, hạt. - Cà chua cô đặc loại có độ khô 25 – 29% - Cà chua cô đặc có độ khô 29 – 33% - Cà chua cô đặc có độ khô trên 33% - Cà chua miếng cô đặc: cà chua xé tơi, loại bỏ vỏ và hạt, rồi cô đặc. 1.2.2 Sản phẩm thị trên thị trường  
1.2.3 Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm[4] Quả cà chua được chế biến thành nhiều dạng khác nhau và được dùng trong các bữa ăn hàng ngày của người Việt Nam nhằm mục đích làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng và tạo nên vẻ đẹp bắt mắt trong việc trình bày các món ăn. Hàm lượng sinh tố: khi cà chua chín màu đỏ tươi của cà chua tạo nên vẻ đẹp rất bắt mắt trong việc trình bày các món ăn. Màu đỏ của cà chua cũng cho thấy hàm lượng Vitamin A thiên nhiên trong cà chua cao, trung bình 100g cà chua chín tươi sẽ đáp ứng được 13% nhu cầu hằng ngày về Vitamin A, Vitamin C, ngoài ra còn có Vitamin B1, B2.. Sắc tố hồng có trong quả cà chua có thể làm giảm chỉ số thương tổn da xuống 40% đặc biệt là những quả cà chua chín đỏ Cà chua cung cấp ít năng lượng do vậy thích hợp với người sợ mập. Khoáng vi lượng: Canxi, sắt, kali, phospho, lưu huỳnh, niken, iot, các axit hữu cơ dưới dạng muối citrat, malat và tuỳ môi trường trồng mà cà chua còn có đồng, molibden. Hợp chất caroten trong quả cà chua là chất có khả năng chống oxi hoá phổ biến. Ngoài tác dụng làm tiền chất tạo ra vitamin A giúp cho sự đổi mới tế bào, hợp chất caroten còn có tác dụng bảo vệ mạnh mẽ tế bào, bảo vệ niêm mạc, miệng, mũi, đường hô hấp… Hàm lượng Vitamin C có tác dụng ngăn ngừa nhiễm trùng, giảm nhẹ dị ứng do các nguyên nhân như khói bụi. Ngoài ra Vitamin C còn có tác dụng chống oxi hoá, còn giúp cho cơ thể hấp thụ tốt các chất vi lượng cần thiết cho cơ thể như: Cu, Zn Ngoài ra, cà chua còn chứa nhiều hợp chất hóa thực vật khác và chất xơ giúp cho cơ thể bài xuất cholesterol, giảm cục máu đông, đề phòng các tai biến của bệnh tim mạch, bệnh béo phì Cà chua rất giàu lycopen có khả năng Lycopene là chất chống oxy hoá rất tích cực, nó có khả năng ngăn ngừa sự hình thành oxy hoá LDL, cholesterol có hại trong máu, từ đó sẽ ngăn chặn được chứng xơ vữa động mạch và các nguy cơ dẫn tới đột quỵ. Lycopene được coi là có khả năng ngăn ngừa sự hình thành các gốc tự do gây ung thư như ung thư vú, tuyến tiền liệt, tuyến tụy và đại tràng. Cơ thể chúng ta không có khả năng tự tổng hợp chất lycopene, chính bởi thế bạn phải “thu nhận” nó từ bên ngoài qua chế độ ăn uống hàng ngày. Và trong các loại thực phẩm cà chua giữ” ngôi vị quán quân”có chứa rất nhiều lycopene Theo y học cổ truyền, cà chua vị ngọt chua, tính mát, có công dụng thanh nhiệt, chỉ khát, dưỡng âm và lương huyết, thường được dùng để chữa các chứng bệnh như nhiệt bệnh phiền khát, môi khô hang khát do vị nhiệt, can âm bất túc, hay hoa mắt chóng mặt, âm hư huyết nhiệt, chảy máu cam, chảy máu chân răng, tiêu hoá kém, loét dạ dày, huyết áp cao… 1.2.4. Tiêu chuẩn đồ hộp[2] Khi đưa ra thị trường để cung cấp cho người tiêu dùng phải đạt các yêu cầu: -Về hình thức bên ngoài Đồ hộp phải có nhãn hiệu nguyên vẹn, ngay ngắn, sạch sẽ, ghi rõ các mục : cơ quan quản lý, cơ sở chế biến, tên mặt hàng, phẩm cấp, ngày sản xuất, khối lượng tịnh và khối lượng cả bì. Hộp sắt hay các hộp kim loại khác không bị rỉ, nắp hộp không bị phồng dưới mọi hình thức. - Về vi sinh vật Đồ hộp không hư hỏng do hoạt động của vi sinh vật, không có vi sinh vật gây bệnh, lượng tạp trùng không quá qui định. - Về hóa học : Không vượt quá qui định về hàm lượng kim loại nặng : Thiếc : 100 - 200 mg/kg sản phẩm Đồng : 5 - 80 mg/kg sản phẩm Kẽm : vết Chì : không có Đảm bảo các chỉ tiêu về thành phần hóa học, chủ yếu như nồng độ đường, acid, muối... - Về cảm quan Lớp vecni phải nguyên vẹn, phải đảm bảo hình thái, hương vị, màu sắc đặc trưng của sản phẩm theo những qui định của từng loại sản phẩm Phương án thiết kế Sản phẩm cô đặc có nồng độ chất khô cao nên giá trị dinh dưỡng cao, thời gian cất giữ lâu, chi phí bao gói, vận chuyển và bảo quản giảm đồng thời tạo ra sản phẩm đặc trưng cho nhà máy. Cô đặc là phương pháp được dùng để tăng nồng độ một cấu tử nào đó trong dung dịch 2 hay nhiều cấu tử. Tùy theo tính chất của cấu tử dể bay hơi hay khó bay hơi ta có thể tách một phần dung môi( cấu tử dể bay hơi) bầng phương pháp nhiệt độ (đun nóng) hay bằng phương pháp làm lạnhkết tinh. Trong bài đồ àn này nhiệm vụ được đặt ra là thiết kể phân xưởng sản xuất cà chua cô đặc năng suất 30 tấn sản phẩm/ ngày và nồng độ chất khô theo thành phẩm là 55%. Sử dụng phương pháp nhiệt để nâng cao nồng độ, dưới tác dụng của nhiệt (đun nóng) dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng của dung dịch( khi dung dịch sôi). Để cô đặc các dung dịch không chịu được nhiệt độ cao, các thành phần dể bị biến đổi( như dịch cà chua) thì phải cô đặc ở nhiệt độ thấp. Mục tiêu cuả quá trình là đảm bảo nồng độ chất khô dung dịch ra khỏi hệ thống đạt yêu cầu, chất lượng không thay đổi sau khi cô đặc, đặc biệt là các cấu tử quan trọng của thành phẩm không bị mất và tổn thất là nhỏ nhất. Do vậy sử dụng thiết bị cô đặc chân không là thích hợp nhất, sử dụng loại nhiều nồi có ưu điểm hơn loại một nồi: - Tiết kiệm hơi vì dùng được hơi thứ và tổn thất ít hơi. - Chất lượng sản phẩm tốt vì cô đặc liên tục, nhiệt độ sôi thấp, thời gian cô nhanh. Quá trình cô đặc được đặc trung bởi 3 thông số cơ bản nhiệt độ sôi, thời gian cô đặc, cường độ bốc hơi. Trong quá trình cô đặc để đảm bảo được nồng độ dung dịch ra và chất lượng sản phẩm cần phaỉ theo dõi và điều chỉnh các thông số đó cho phù hợp. Nội dung chính trong bài đồ án này là tính được cân bằng vật liệu cho từng công đoạn, cho cả quy trình sản xuất trong 1 ngày, chọn và tính được thiết bị để đảm bảo sản xuất được lượng sản phẩm theo yêu cầu. Chương 2 Thuyết minh quy trình 2.1. Sơ đồ tổng quát 2.2 Thuyết minh quy trình 2.2.1. Nguyên liệu -Cà chua để sản xuất là loại có cùi dày, nhiều thịt quả, ít hạt và thu hái khi vừa chín tới, vỏ đỏ đều và trong quá trình thu hái ngắt bỏ cả cuống quả để khi vận chuyển không gây tổn thương quả do đè nén. -Cà chua đưa vào sản xuất phải đạt độ chín kĩ thuật. Khi chế biến cà chua cô đặc, vỏ và hạt trở thành phế liệu, do đó cần chọn giống có ít vỏ và hạt (tỷ lệ vỏ và hạt chiếm tỷ lệ 2(3% khối lượng quả). Đối với quả to (trên 100g), hình cầu, màu đỏ đều có tỷ lệ phế liệu thấp. Hàm lượng chất khô trong cà chua là chỉ tiêu phẩm chất quan trọng nhất, vì độ khô cao thì ít tốn nguyên liệu và nâng cao năng suất của thiết bị cô đặc. Hàm lượng chất khô của cà chua Việt Nam là 5(7%. Không sử dụng những quả còn xanh hoặc quá chín vì sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. -Cà chua sau khi thu hái được vận chuyển về nhà máy, sử dụng sọt tre để đựng cà chua. Khi bốc xếp cà chua phải nhẹ nhàng, tránh làm xay xát, dập nát, quá trình vận chuyển phải nhanh chóng. 2.2.2. Lựa chọn [3, p89 -90] Phân loại và tuyển chọn sẽ xác định chất lượng và giá thành của sản phẩm hàng hóa khi đưa ra thị trường. Phân loại và tuyển chọn sẽ tránh được sự hư hỏng sớm của quả. Nếu để lẫn các loại quả khác nhau về chất lượng, quả bị bệnh hoặc bị tổn thương với các quả lành lặn sẽ làm tăng tỷ lệ thối hỏng, vì quả chất lượng kém hoặc quả bị tổn thương rất nhạy cảm với sự phát sinh bệnh, dễ dàng bị nhiễm bệnh từ quả bị bệnh, và có thể dẫn đến hư hỏng cả những quả lành lặn khác. 2.2.2.1. Mục đích - Loại bỏ các thành phần nguyên liệu không đủ quy cách để chế biến như bị sâu, bệnh thối hỏng, … - Lọai bỏ những quả có độ chín (màu sắc) không thích hợp. - Cắt bỏ chỗ bầm dập, vết rám, núm quả. 2.2.2.2. Cách tiến hành - Nguyên liệu được lựa chọn bằng tay ngay trên băng tải. - Công nhân đứng hai bên băng tải loại ra những quả cà chua không hợp quy cách. - Nguyên liệu phải dàn mỏng hai bên băng tải và việc lựa chọn không bị bỏ sót. 2.2.3. Rửa[4, p71] Đây là công đoạn không thể bỏ qua với tất cả các quy trình sản xuất chế biến rau quả.Trong quá trình chế biến thực phẩm, nước có tầm quan trọng hàng đầu, là yếu tố quyết định hiệu quả của quá trình độ sạch của nguyên liệu.Vì thế nước rửa phải đủ tiêu chuẩn nước sạch.Sau nước là kĩ thuật rửa. Rửa đúng kĩ thuật chất lượng sản phẩm sẽ tốt hơn .Thông thường tùy theo độ nhiễm bẩn nguyên liệu có thể rửa một lần hay nhiều lần.Trước khi chế biến quả phải được rửa sạch. Trên bề mặt quả thường có bụi bẩn, bùn đất, thuốc trừ sâu và bào tử của vi sinh vật, đặc biệt là bào tử nấm,những thứ có hại cho sức khỏe, vì thế cần loại bỏ trước khi chế biến. 2.2.3.1. Nguyên lý của quá trình rửa Quá trình rửa nhằm đảm bảo 2 giai đoạn: - Ngâm cho bở các cáu bẩn: ngâm là quá trình làm cho nước thấm ướt cà chua, các chất bẩn hút nước trương lên, làm giảm lực bám của chúng lên quả cà chua - Xối nước cho sạch hết bẩn: dùng tác dụng của dòng chảy để kéo các chất bẩn còn lại trên mặt cà chua sau khi ngâm. Thời gian rửa phụ thuộc vào giai đoạn đầu tức là phụ thuộc vào tính chất hóa lý của chất bẩn, sức bám chặt của nó vào cà chua rửa và khả năng tác dụng của dung dịch rửa. 2.2.3.2. Mục đích: - Loại trừ các tạp chất, bụi, đất cát bám xung quanh cà chua. - Làm giảm một lượng lớn vi sinh vật ở cà chua. - Tẩy sạch một số chất hóa học gây độc hại được dùng trong kỹ thuật nông nghiệp như thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật còn lưu lại. 2.2.3.3. Cách tiến hành: Sử dụng máy rửa thổi khí : gồm có bốn bộ phận chính là thùng ngâm, băng tải, quạt gió, ống thổi khí - Nguyên liệu vào máy được kéo đi trên băng tải qua thùng ngâm để ngâm cho bở. - Sau đó được xối lại nhờ hệ thống vòi phun gắn ngay phía trên băng tải, trước khi ra khỏi máy. - Không khí được quạt gió thổi vào thùng ngâm làm đảo trộn nguyên liệu trong nước, nhờ đó nguyên liệu va chạm với nhau và với nước, giúp chất bẩn hòa tan nước rửa dễ dàng. - Đồng thời các vật nhẹ như lá, rác… sẽ nổi lên trên mặt nước. Yêu cầu: - 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. -Cà chua ít bị tổn thất chất dinh dưỡng, hạn chế mất mát vitamin C…do chúng là thành phần dễ hòa tan trong nước sẽ khuếch tán vào trong nước rửa. - Ngoài ra muốn đạt chất lượng của công đoạn rửa cao thì nước rửa phải có phẩm chất tốt, đạt tiêu chuẩn nước uống. 2.2.4. Xé tơi [3, p 327] 2.2.4.1. Mục đích Trong sản xuất đồ hộp người ta dùng các tác dụng cơ học để làm thay đổi kích thước, hình dáng nguyên liệu thành dạng nhỏ và đồng đều.Quá trình này thực hiện bằng tay sẽ tốn nhiều công sức, mức độ đồng đều kém. Nguyên liệu sẽ được làm nhỏ, xé tơi phần thịt quả, hỗ trợ cho công đoạn đun nóng. 2.2.4.2. Cách tiến hành Cà chua được xé tơi trên máy xé tơi kiểu lưỡi dao cong, kiểu trục đinh hoặc kiểu đĩa quay. Cấu tạo: Gồm 1 động cơ gắn liền với trục có các cánh nghiền. Cách cánh nghiền 1 khoảng là các má nghiền. Ngoài ra còn có các bộ phận khác như: bảng điều khiển, các đường nước vệ sinh thiết bị. Nguyên lý hoạt động : nguyên liệu sau khi rửa sạch, thái miếng thích hợp được đưa đến cửa vào phía trên của thiết bị nghiền. Nhờ động cơ có cánh nghiền, nguyên liệu được băm và ép vào má nghiền. Qua các lỗ nhỏ trên má nghiền, nguyên liệu ra ngoài theo cửa ra ở phía dưới vào phễu của thiết bị đun 2.2.5. Đun nóng[3, p 327] 2.2.5.1. Mục đích - Giảm phế liệu từ 12% xuống 3.5 – 4%, vì khi đun nóng protopectin chuyển thành pectin hòa tan nên vỏ quả khi chà không dính thịt quả. - Hạn chế hiện tượng phân lớp sản phẩm, nhất là với cà chua cô đặc có độ khô thấp, vì lượng pectin hòa tan tăng. - Làm cho cà chua chóng sôi và ngăn ngừa hiện tượng khê cháy trong khi cô đặc. - Bài khí trong thịt quả cà chua để vitamin đỡ bị tổn thất và hạn chế hiện tượng tạo bọt khi cô đặc. Nếu cà chua nâng nhiệt lên 80 – 100oC thì lượng caroten bị tổn thất giảm đi nhiều so với cà chua chỉ đun nóng ở 60oC và chưa bài hết không khí. - Vô hoạt enzyme pectinase để giữ cho sản phẩm không bị tách nước, bên cạnh đó enzyme oxy hóa cũng bị vô hoạt. - Tiêu diệt vi sinh vật. Nếu cà chua đã xé tơi và không đun nóng trong 10 phút, cơ chất men phân hủy tới 70% pectin trong nguyên liệu. 2.2.5.2. Cách tiến hành Cà chua sau khi xé tơi được đun nóng gián tiếp ở 85oC trong thời gian 10 phút trên thiết bị gia nhiệt kiểu tấm 2.2.6. Chà [2,p13] 2.2.6.1. Mục đích - Loại bỏ phần nguyên liệu có giá trị dinh dưỡng thấp hoặc không ăn được: vỏ, hạt. - Làm cho nguyên liệu cà chua đồng nhất về trạng thái và thành phần để chế biến được thuận lợi và nâng cao chất lượng thành phẩm. - Mức độ mịn của cà chua khi chà ảnh hưởng nhiều đến qúa trình cô đặc: cà chua càng mịn, độ nhớt càng thấp và thời gian cô càng ngắn. 2.2.6.2. Cách tiến hành: Cà chua sau khi được đun nóng sẽ được chuyển vào máy chà cánh đập để được chà nhỏ. Để sản xuất cà chua cô đặc, người ta dùng lỗ lưới có đường kính :1,0-1,5mm. Rây được làm bằng thép không rỉ có đục lỗ nhỏ, với kích thước: 0,5; 0,75; 1; 1,5 mm. Sử dụng máy chà cánh đập - Cấp cho nguyên liệu một lực cơ học làm cho nó văng và ép mạnh vào thành rây có lỗ nhỏ theo ý muốn. - Phần nhỏ mềm chui qua lỗ ra ngoài, còn phần cứng nằm lại bên trong và sau đó ra ngoài theo một đường khác rồi đi ra khỏi máy. - Kích thước lỗ rây có thể thay đổi theo yêu cầu chế biến. - Khi chà cánh đập quay nhanh (700 vòng/phút) cuốn nhiều không khí vào máy, tác hại đến sản phẩm, nên người ta phun hơi nước vào máy. Lưu ý: Trong khi chà, công nhân vận hành phải thường xuyên kiểm tra bã chà  (không quá ướt hay quá khô) để điều chỉnh thông số làm việc của máy cho thích hợp. - Trong công đoạn chà mịn cà chua thì ta nên chú ý đến các vấn đề sau, các vấn đề này có khả năng làm biến đổi màu sắc của sản phẩm: + Kích thước lỗ rây không phù hợp với yêu cầu, khi đó dung dịch cà chua thu được sẽ không đồng nhất, dẫn đến thời gian cô đặc kéo dài làm biến màu của sản phẩm. + Sự tiếp xúc giữa cánh chà và dung dịch, nếu cánh chà không được bao bọc bằng cao su hay không được chế tạo bằng loại thép không rỉ thì sẽ xảy ra hiện tượng oxi hóa => làm biến màu của sản phẩm, do vậy ta phải chọn thiết bị chà phù hợp Hình 2.2.: Máy chà cánh đập 2.2.7. Cô đặc[4, p 111-113] 2.2.7.1. Mục đích - Tăng nồng độ chất khô trong sản phẩm tới nồng độ yêu cầu (làm tăng độ sệt đặc trưng cho sản phẩm), làm tăng độ sinh năng lượng của thực phẩm. - Kéo dài thời gian bảo quản (vì hạn chế vi sinh vật phát triển do ít nước, áp suất thẩm thấu cao). - Giảm được khối lượng vận chuyển. 2.2.7.2. Cách tiến hành: - Cà chua sau khi được chà sẽ chuyển qua thiết bị cô đặc chân không - Quá trình cô đặc được thực hiện trong điều kiện chân không khoảng 600 – 650 mmHg. Trong điều kiện chân không này nhiệt độ sôi của dung dịch rất thấp khoảng 55 – 60 0C. - Cô đặc từ nồng độ 7% đến nồng độ 55% - Thời gian cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị, và cường độ bốc hơi của sản phẩm. Quá trình kết thúc khi nồng độ chất khô sản phẩm đạt yêu cầu 55%. Yêu cầu trong quá trình cô đặc phải thường xuyên theo dõi áp suất hơi, độ chân không của thiết bị, hàm lượng chất khô và màu sắc của sản phẩm. Chú ý: - Bề mặt truyền nhiệt càng sạch, không có nguyên liệu cháy bám vào cản trở sự truyền nhiệt thì hệ số truyền nhiệt càng cao. Vì vậy trong quá trình cô đặc cà chua này chúng ta phải thường xuyên cọ rửa các cặn cháy bám ở bề mặt truyền nhiệt - Trong quá trình cô đặc chân không, do cà chua có hàm lượng pectin nhiều nên sẽ tạo ra sức căng bề mặt lớn và tạo lớp bọt trên bề mặt sản phẩm. Hiện tượng tạo bọt này làm cản trở quá trình bốc hơi và có thể làm tổn thất sản phẩm đi theo ống thoát hơi (để khắc phục hiện tượng này người ta dùng bộ phận khử bọt đặt gần ống thoát hơi). 2.2.7.3. Các yếu tố kỹ thuật của quá trình cô đặc thực phẩm Quá trình cô đặc thực phẩm có 3 thông số cơ bản: nhiệt độ sôi, thời gian sản phẩm lưu lại trong thiết bị (thời gian cô đặc) và cường độ bốc hơi *Nhiệt độ sôi Khi tiến hành một quá trình cô đặc thực phẩm người ta đun nóng khối sản phẩm tới nhiệt độ sôi. Nước trong sản phẩm bốc hơi cho đến khi nồng độ chất khô đã đến nồng độ yêu cầu thì ngừng quá trình cô đặc và cho sản phẩm ra khỏi thiết bị Nhiệt độ sôi của sản phẩm phụ thuộc áp suất hơi ở trên bề mặt, nồng độ chất khô và tính chất vật lý, hóa học của sản phẩm . Khi áp suất hơi trên bề mặt của sản phẩm càng thấp thì nhiệt độ sôi của sản phẩm càng thấp. Vì vậy việc tạo độ chân không trong thiết bị cô đặc sẽ giảm được nhiệt độ sôi của sản phẩm. Hay nói cách khác là điều chỉnh nhiệt độ sôi bằng cách thay đổi độ chân không. Bảng 2.1. Quan hệ giữa độ chân không và nhiệt độ sôi của nước[3] Độ chân không (mmHg) Nhiệt độ sôi (0C) 0  0   126  95   234  90   326  85   405  80   430  75   526  70   572,5  65   610  60   642  55   667,6  50   690  44,5   Khi nồng độ chất khô trong sản phẩm càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao. Trong quá trình cô đặc, nồng độ chất khô tăng dần nên nhiệt độ sôi của sản phẩm cũng tăng dần. Bảng 2.2. Quan hệ giữa nồng độ chất khô và nhiệt độ sôi ở 760 mmHg[3] Nồng độ chất khô (%)  Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg (0C)   55  102,4   60  103,5   65  104,5   70  105,5   75  105,5   Nhiệt độ sôi thấp thì tính chất của thực phẩm ít bị biến đổi như sinh tố ít bị tổn thất, màu sắc ít bị biến đổi, mùi thơm cũng ít bị bay hơi. Nhiệt độ sôi thấp còn làm giảm tốc độ ăn mòn và kéo dài thời gian bền của vật liệu làm thiết bị cô đặc. * Thời gian cô đặc - Là thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị cô đặc cho sự bốc hơi nước ra khỏi nguyên liệu để đạt đến độ khô yêu cầu. Thời gian cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị và cường độ bốc hơi của sản phẩm. Các thiết bị cho nguyên liệu vào, sản phẩm ra liên tục và sản phẩm có cường độ bốc hơi lớn thì thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị càng ngắn. * Cường độ bốc hơi Cường độ bốc hơi của sản phẩm phụ thuộc cường độ trao đổi nhiệt giữa hơi nóng và sản phẩm bốc hơi. Cường độ trao đổi nhiệt được đặc trưng bằng hệ số truyền nhiệt của quá trình cô đặc. Hệ số truyền nhiệt càng lớn, cường độ bốc hơi càng cao. 2.2.7.4. Các biến đổi trong quá trình cô đặc Dung dịch cà chua là một hệ của nhiều chất hòa tan như đường, acid, còn chứa cả các chất không tan như tinh bột, cellulose ở trạng thái huyền phù. Khi cô đặc, dung môi bay hơi, nồng độ chất hòa tan tăng dần, nhiệt độ sôi, độ nhớt, khối lượng riêng tăng, và hệ số truyền nhiệt giảm, hàm lượng không khí còn lại trong gian bào và hòa tan trong sản phẩm cũng giảm. Phản ứng caramel xảy ra ít do quá trình cô đặc được thực hiện trong nồi chân không với nhiệt độ thấp (50 – 60 0C). Đồng thời với nhiệt độ thấp này thì cấu trúc pectin không bị phá vỡ nên giữ được độ sệt của tương cà chua. Ngoài ra các thành phần khác cũng ít bị biến đổi nhất là vitamin C. Sắc tố của cà chua chủ yếu thuộc họ carotenoid (licopen) nên ít bị biến đổi (bền nhiệt). Sản phẩm có thể xám đen do phản ứng giữa tannin với kim loại  là do phản ứng oxy hóa tannin dưới tác dụng của men peroxydase và polifenolxydase, điều kiện của phản ứng này là nhiệt độ tăng từ từ và tiếp xúc nhiều với không khí. Nhưng do sản phẩm đã được đun nóng à đã vô hoạt enzyme. Và do được cô đặc trong môi trường chân không. 2.2.8. Xử lý bao bì 2.2.8.1. Kiểm tra chất lượng bao bì Loại trừ các hộp bị lỗi như xước trên mặt thiếc, xước lớp vecni, vecni bị nổ… Chọn hộp theo xác xuất để kiểm tra độ kín. Phương pháp đơn giản nhất là cho vào hộp một lượng nhỏ chất lỏng (khoảng 0.5 – 1.5 ml) có nhiệt độ sôi thấp như ete chẳng hạn, rồi ghép mí kín. Khi cho hộp vào nước nóng có nhiệt độ khoảng 85 – 90oC, ete sẽ sôi và chuyển sang trạng thái hơi, trong hộp sẽ xuất hiện áp suất lớn. Nếu hộp không kín thì ở các mí ghép sẽ có các bóng khí nhỏ sủi ra trong nước. 2.2.8.2. Xử lý Các hộp đủ tiêu chuẩn được vận chuyển từ nơi gia công hay bảo quản trong kho bao bì. Chúng sẽ được ngâm trong nước, rồi xối lại lại bằng tia nước nóng hay phun hơi nóng, cũng có thể rửa lại hai lần bằng nước nóng. Việc dùng nước nóng hay hơi nóng để vệ sinh hộp vừa dễ dàng, vừa có tác dụng làm lượng nước còn đọng lại ở bao bì bay hơi nhanh chóng. 2.2.9. Rót hộp 2.2.9.1. Mục đích, yêu cầu [3, p145] - Đảm bảo khối lượng tịnh và các thành phần của hộp đúng theo tỷ lệ quy định. - Có hình thức trình bày đẹp. - Đảm bảo hệ số truyền nhiệt và có điều kiện thuận lợi để thanh trùng và bảo quản. - Không lẫn các tạp chất khác. - Do thực hiện chiết nóng nên công đoạn này cũng là công đoạn bài khí (và do công đoạn cô đặc trên đã phần nào loại bỏ được lượng không khí). 2.2.8.2. Cách tiến hành Cà chua cô đặc xong tiến hành rót vào hộp. Hộp làm bằng sắt tây cỡ hộp số No8. Quá trình rót được thực hiện bằng máy rót tự động định lượng bằng thể tích. -Yêu cầu bao bì: Hộp N 0 8 trước khi đưa vào máy rót phải đảm bảo vệ sinh và chất lượng qui định. Bên trong có sơn phủ vecni chống ăn mòn, hộp được rửa sạch bằng dung dịch kiềm nóng loãng, sau đó tráng lại bằng nước sạch và được phun hơi nóng tiệt trùng. - Khi cho sản phẩm vào hộp phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Đảm bảo khối lượng tịnh và các thành phần của hộp theo tỷ lệ qui định. + Có hình thức trình bày đẹp. + Đảm bảo hệ số truyền nhiệt và có điều kiện thuận lợi để thanh trùng và bảo quản. + Không lẫn các tạp chất. - Khi rót không được rót quá đầy, phải cách miệng hộp 2÷3 mm. Khi rót xong chuyển sang ghép mí ngay. 2.2.9 Ghép nắp 2.2.9.1. Mục đích - Cách ly thực phẩm với môi trường không khí và vi sinh vật bên ngoài. - Có tác dụng rất quan trọng đến thời gian bảo quản và chất lượng sản phẩm 2.2.9.1. Yêu cầu - Nắp hộp cần phải ghép thật kín và chắc chắn để khi thanh trùng áp suất chênh lệch giữa bên trong và bên ngoài hộp không làm bung mí ghép hay bật nắp ra khỏi thân hộp. 2.2.9.3. Cách tiến hành - Ghép mí là một quá trình quan trọng nhằm làm cho thực phẩm cách ly hoàn toàn với môi trường không khí và vi sinh vật bên ngoài, có tác dụng rất quan trọng đến thời gian bảo quản thực phẩm và chất lượng của nó. -Việc ghép mí được tiến hành trên máy ghép chân không. Máy này ngoài ghép mí hộp còn có nhiệm vụ hút không khí trong hộp ra và tạo độ chân không trong hộp đến 400÷600 mmHg. Với độ chân không này không khí được hút hết ra khỏi hộp mà không làm sản phẩm trào ra. Yêu cầu nắp trước khi ghép phải được rửa sạch vô trùng, không có vết xướt. -Trong quá trình ghép thường xuyên kiểm tra độ kín của hộp, đảm bảo khi thanh trùng khi bị bật nắp hay hở mối ghép. Kịp thời phát hiện các sự cố của máy ghép mí, thường xuyên kiểm tra kích thước mối ghép. 2.2.10. Thanh trùng, làm nguội 2.2.10.1. Mục đích Tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh, mục tiêu chính là tiêu diệt bào tử yếm khí Clostridium botulinum  vì: - Có thể sản sinh ra độc tố làm chết người dù ở liều lượng rất thấp. - Có khả năng thành lập bào tử, rất bền nhiệt - Clostridium botulinum có thể tìm thấy bất cứ nơi đâu, vì vậy hầu hết nguyên liệu đều nhiễm vi sinh vật này, nên chúng quan hệ mật thiết tới lĩnh vực an toàn thực phẩm. - Vô hoạt hóa enzyme đảm bảo an toàn thực phẩm.   2.2.10.2. Cách tiến hành Mỗi một dạng đồ hộp thanh trùng trong các thiết bị thanh trùng khác nhau đều có chế độ thanh trùng riêng. Đối với sản phẩm cà chua cô đặc được đựng trong bao bì sắt tây N 08 có chế độ thanh trùng như sau:
Có nghĩa là: Thời gian nâng nhiệt của nước trong thiết bị thanh trùng từ khi cho giỏ đồ hộp cà chua vào đến khi đạt nhiệt độ thanh trùng 100oC là 10 phút, sau đó giữ nhiệt độ ấy trong 15 phút, rồi là nguội nước trong thiết bị xuống 40÷50oC trong 10 phút. Đối với hộp cỡ lớn, sau khi ghép kín mí thì ta không cần thanh trùng làm làm nguội nhanh vì: -Thực phẩm đựng trong hộp bao gồm các thành phần: chất rắn, chất lỏng, chất khí. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các áp suất riêng phần và sự dãn nở của các cấu tử đó tăng lên, làm cho áp suất chung trong bao bì đựng sản phẩm tăng lên. Áp suất này (có thể tới 2 atm) có thể làm cho bao bì sắt tây bị biến dạng, bao bì thủy tinh bị nứt, vở. -Vì vậy ta cần tạo ra áp suất trong thiết bị thanh trùng (căn cứ vào tính chất của bao bì, thành phần của sản phẩm đựng trong hộp và nhất là nhiệt độ thanh trùng) bằng hay gần bằng áp suất dư đã tăng lên trong hộp, áp suất này gọi là áp suất đối kháng, thường vào khoảng 0.4 – 1.4 atm. - Nhưng do đối với hộp cỡ lớn không tiến hành thanh trùng nên ta cho làm nguội sản phẩm ngay trong nước lạnh để cân bằng áp suất trong và ngoài bao bì. - Đối với hộp cỡ nhỏ, sau khi ghép kín mí thì ta tiến hành thanh trùng, sản phẩm được làm nguội ngay trong bể làm nguội sau khi thời gian thanh trùng đạt yêu cầu. Hình 2.3.: Thiết bị thanh trùng 2.2.11. Dán nhãn -Sau khi làm nguội, đồ hộp được rửa sạch bằng nước nóng hay dung dịch xút loãng, lau khô rồi chuyển đến thiết bị dán nhãn. - Yêu cầu nhãn Nhãn phải đúng kích thước hộp, trên nhãn có in thành phần sản phẩm, cách sử dụng, cơ sở sản xuất, tên đồ hộp, phẩm cấp, khối lượng tịnh và khối lượng cả bì của mỗi hộp và của cả kiện, ngày, tháng, năm sản xuất. Và đặc biệt nhãn phải có tính mỹ quan cao có tác dụng đến thị hiếu người tiêu dùng. 2.2.12. Bảo ôn, thành phẩm Trong thời gian đầu của quá trình bảo quản, các hợp phần của đồ hộp tiếp tục ổn định, và cũng trong thời gian này người ta có thể sớm phát hiện các đồ hộp bị hư hỏng. -Trong khi bảo quản, các hợp phần sẽ khuyếch tán vào nhau để tiến tới trạng thái cân bằng về nồng độ làm cho đồ hộp có hương vị, màu sắc đồng đều và tăng lên rõ rệt. Hiện tượng ổn định này còn gọi là “hiện tượng chín” của đồ hộp. -Trong quá trình bảo quản cần phải đảo vị trí hộp. Sau thời gian 7÷10 ngày về mùa hè, 10÷15 ngày về mùa đông, sản phẩm được kiểm tra nhằm loại bỏ hộp không đạt tiêu chuẩn (phồng, hở, méo mó, han gỉ). Các kiện đồ hộp phải xếp riêng từng lô (cùng loại hàng, cùng phẩm cấp, cùng ngày sản xuất) cao không quá 5 m.  Chương 3 TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU 3.1. Chọn các số liệu ban đầu Cà chua cô đặc năng suất 30 tấn sản phẩm/ ngày và nồng độ chất khô theo thành phẩm là 55%. Giả sử tỷ lệ hao hụt qua các công đoạn : - Công đoạn chọn lựa nguyên liệu : 2% - Công đoạn rửa : 1 % - Công đoạn xé tơi : 0,5 % - Công đoạn đun nóng : 0,5 % - Công đoạn chà: : 3,5 % Vỏ và hạt trở thành phế liệu và chiếm 3-4 % khối lượng quả do vậy ta chọn hao hụt cho công đoạn này là 3,5 % - Công đoạn cô đặc chân không Trong công đoạn này, tỷ lệ tiêu hao chính là tỷ lệ lượng nước bốc hơi so với khối lượng nước cà chua đem đi cô đặc. Ở công đoạn đem đi cô đặc, cà chua có nồng độ chất khô đạt 7%, sau khi cô đặc nồng độ chất khô đạt 55 % Công thức tính lượng nước bốc hơi như sau: W = Gđ ( (1 – m1/m2) Trong đó: Gđ: Khối lượng dung dịch cần cô đặc (kg) m1: Nồng độ chất khô ban đầu, m1 = 7 % m2: Nồng độ dung dịch sau khi cô đặc, m2 = 55 % Thay số vào ta tính được lượng nước bốc hơi: W = Gđ ( (1 – 7/55) = 0,87 ( Gđ =0,872 % ( Gđ (kg) Như vậy, tỷ lệ hao hụt trong công đoạn cô đặc chân không là 87,2 % - Công đoạn rót hộp, ghép mí : 1 % - Công đoạn thanh trùng, làm nguội : 1% 3.2. Tính cân bằng sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu ban đầu( 100kg/h) 3.2.1. Lựa chọn - Lượng nguyên liệu vào : 100 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 2 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 2 (kg/h) 3.2.2. Rửa - Lượng nguyên liệu vào : 100 – 2 = 98 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 1 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 0,98 (kg/h) 3.2.3. Xé tơi - Lượng nguyên liệu vào : 98 – 0,98 = 97,02 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 0,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 0,485 (kg/h) 3.2.4. Đun nóng - Lượng nguyên liệu vào : 97,02 – 0,485 = 96,535 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 0,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 0,483 (kg/h) 3.2.5. Chà - Lượng nguyên liệu vào : 96,535 – 0,483 = 96,052 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 3,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 3,362 (kg/h) 3.2.6. Cô đặc - Lượng nguyên liệu vào : 96,052 – 3,362 = 92,69 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 87,2 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 80,826 (kg/h) 3.2.7. Rót hộp, ghép mí - Lượng nguyên liệu vào : 92,69 - 80,826 =11,864 ( kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 1 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 0,119 (kg/h 3.2.8. Thanh trùng, làm nguội - Lượng nguyên liệu vào : 11,864 – 0,119 = 11,746 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 0,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 0,1175 (kg/h) 3.2.9. Thành phẩm - Lượng thành phẩm thu được : 11,746 - 0,1175 = 11,628 (kg/h) - Tỷ lệ giữa nguyên liệu và thành phẩm là : A =
= 8,56 - Vậy cứ 8,56 (kg) nguyên liệu thì sẻ cho 1 (kg) sản phẩm cà chua cô đặc nồng đô chất khô 55% STT  Công đoạn  Hao hụt(%)  Lượng nguyên liệu tính cho 100 (kg/h)  Lượng hao hụt tính theo 100 (kg/h)            Đầu vào  Đầu ra      1  Nguyên liệu cà chua   100     2  Lựa chọn  2  100  98  2   3  Rửa  1  98  97,02  0,98   4  Xé tơi  0,5  97,02  96,535  0,4851   5  Đung nóng  0,5  96,535  96,052  0,4827   6  Chà  3,5  96,052  92,69  3,3618   7  Cô đặc  87,2  92,69  11,864  80,826   8  Rót hộp, ghép mí  1  11,864  11,746  0,1186   9  Thanh trùng, làm nguội  1  11,746  11,628  0,1175   10  Bảo quản, Thành phẩm   11,628  11,628  0   Bảng 3.1 . Tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào, ra qua các công đoạn chế biến tính cho 100 kg nguyên liệu 3.3. Tính cân bằng sản phẩm cho một ngày 3.3.1. Lượng nguyên liệu ban đầu cho một ngày Cứ 100 kg nguyên liệu ban đầu sản xuất được 11,628 kg thành phẩm. Với năng suất 30 tấn sản phẩm/ ngày : - Năng suất cho một giờ là:
=
= 1875 (kg/h) Ta có thể tính : chi phí nguyên liệu cà chua được tính theo công thức:
(1) Trong đó: T: Lượng nguyên liệu cà chua ban đầu. S: Lượng sản phẩm tạo thành. n: Số công đoạn. x1, x2,...,xn: Tỷ lệ hao hụt qua từng công đoạn so với nguyên liệu ban đầu (%). Thay số vào (1) ta tính được chi phí nguyên liệu cà chua ban đầu:
16124 (Kg/h) 3.3.2. Chọn lựa - Lượng nguyên liệu vào : 16124 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 2 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 322,49(kg/h) 3.3.3. Rửa - Lượng nguyên liệu vào : 16124 – 322,49 = 15802 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 1 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 158,02 (kg/h) 3.3.5. Xé tơi - Lượng nguyên liệu vào : 15802 - 158,02 = 15644 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 0,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 78,22 (kg/h) 3.3.6. Đun nóng - Lượng nguyên liệu vào : 15644 - 78,22= 15566 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 0,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 78,22 (kg/h) 3.3.7. Chà - Lượng nguyên liệu vào : 15566 - 78,22 = 15488 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 3,5 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 542,08 (kg/h) 3.3.8. Cô đặc - Lượng nguyên liệu vào : 15488 – 542,08 = 14946 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 87,2 % - Lượng hơi nước :
= 13033 (kg/h) 3.3.9. Rót hộp, ghép nắp, - Lượng nguyên liệu vào : 14946 - 13033 = 1913,1 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 1 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 19,131 (kg/h) 3.3.10. Thanh trùng, làm nguội - Lượng nguyên liệu vào : 1913,1 - 19,131= 1893,9 (kg/h) - Tỷ lệ hao hụt : 1 % - Lượng nguyên liệu hao hụt :
= 18,939 (kg/h) 3.3.11. Thành phẩm - Lượng thành phẩm thu được : 1893,9 - 18,939 = 1875 (kg/h) - Tỷ lệ giữa nguyên liệu và thành phẩm :
8,56 - Vậy cứ 8,56 (kg) nguyên liệu thì sẽ cho 1 (kg) sản phẩm cà chua cô đặc - Như vậy để sản xuất 30 tấn sản phẩm/ ngày thì cần lượng nguyên liệu là: 16124 kg /h = 16,124 tấn
16 giờ = 258 tấn / ngày 3.3.12. Chi phí hộp, nắp, nhãn Nếu rót vào hộp nhỏ: Chọn hộp số N 0 8 khối lượng sản phẩm 0,4 kg/hộp = 400 g/ hộp - Lượng sảm phẩm trước khi rót hộp: 30 tấn sản phẩm/ngày - Trọng lượng trung bình của mỗi hộp: 400 g - Vậy số hộp trong 1 ngày là:
= 7500 (hộp/ngày) - Chọn số hộp hao hụt là 3%, vậy số hộp trong thực tế là: 7500 .
= 77320 (hộp/ngày) - Số hộp trong một giờ :
4832 (hộp/ giờ) Nếu rót vào hộp lớn ( thùng sắt vuông): - Trọng lượng trung bình của mỗi thùng 21 kg - Vậy số thùng trong một ngày là:
= 1429 ( thùng) - Chọn số thùng hao hụt là 1%, vậy số thùng trong thực tế là: 1429.
= 1443,434 (thùng/ngày) Chọn 1444 thùng - Số thùng trong một giờ:
(thùng/giờ) Chọn 91 thùng - Chi phí nắp: Số nắp cần cho 1 ngày = Số hộp cần cho 1 ngày : 77320 nắp. - Chi phí nhãn: Tỷ lệ nhãn tiêu hao trong 1 ngày(so với số hộp cần cho 1 ngày): 2%. 77320 + 77320
0,02 = 78866 nhãn. Số nhãn trong một giờ:
(nhãn) Bảng 3.2. Tỷ lệ hao hụt và lượng nguyên liệu vào, ra qua các công đoạn chế biến tính theo nguyên liệu cho một ngày STT  Công đoạn  Hao hụt(%)  Lượng nguyên liệu vào tính theo năng suất nhà máy (kg/h)  Lượng hao hụt tính theo năng suất nhà máy (kg/h)  Lượng nguyên liệu vào tính theo năng suất nhà máy (kg/ngày)  Lượng hao hụt tính theo năng suất nhà máy (kg/ngày)   1  Nguyên liệu cà chua   16124   257992      2  Lựa chọn  2  16124  322,49  257992  5159,8   3  Rửa  1  15801,990  158,02  252832  2528,3   4  Xé tơi  0,5  15643,971  78,22  250304  1251,5   5  Đung nóng  0,5  15565,751  77,829  249052  1245,3   6  Chà  3,5  15487,922  542,08  247807  8673,2   7  Cô đặc  87,2  14945,845  13033  239134  208524   8  Rót hộp, ghép mí  1,5  1913,068  19,131  30609  306,09   9  Thanh trùng, làm nguội  1  1893,937  18,939  30303  303,03   10  Bảo ôn, Thành phẩm  1  1875  0  30000  0   STT  Công đoạn  Hao hụt(%)  Lượng nguyên liệu tính cho 100 (kg/h)  Lượng nguyên liệu vào tính theo năng suất nhà máy (kg/h)  Lượng hao hụt tính theo 100 (kg/h)  Lượng hao hụt tính theo năng suất nhà máy (kg/h)          Đầu vào  Đầu ra            1  Nguyên liệu cà chua   100     16124,480         2  Lựa chọn  2  100  98  16124,480  2  322,49   3  Rửa  1  98  97,02  15801,990  0,98  158,02   4  Xé tơi  0,5  97,02  96,535  15643,971  0,4851  78,22   5  Đung nóng  0,5  96,535  96,052  15565,751  0,4827  77,829   6  Chà  3,5  96,052  92,69  15487,922  3,3618  542,08   7  Cô đặc  87,2  92,69  11,864  14945,845  80,826  13033   8  Rót hộp, ghép mí  1  11,864  11,746  1913,068  0,1186