thiết kế phân xưởng sản xuất cà chua cô đặc

Đồ án công nghệ 2 1 Thiết Kế Phân Xưởng Sản Xuất Cà Chua Cô Đặc SVTH: Đỗ Thị Hoan Đồ án công nghệ 2 2 MỤC LỤC Thiết Kế Phân Xưởng Sản Xuất Cà Chua Cô Đặc 1 MỤC LỤC 2 - 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: 6 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 SVTH: Đỗ Thị Hoan Đồ án công nghệ 2 3 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 23 SVTH: Đỗ Thị Hoan Đồ án công nghệ 2 4 sôi của nướ c 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 SVTH: Đỗ Thị Hoan Đồ án công nghệ 2 5 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. SVTH: Đỗ Thị Hoan Đồ án công nghệ 2 6 - 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] SVTH: Đỗ Thị Hoan Đồ án công nghệ 2 7 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. SVTH: Đỗ Thị Hoan Đồ án công nghệ 2 8 - 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. SVTH: Đỗ Thị Hoan Đồ án công nghệ 2 9 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 Không 100 ml 5 o 6,0 – 7,8 SVTH: Đỗ Thị Hoan Đồ án công nghệ 2 10 pH CaO MgO Fe 2 O 3 MnO BO 4 3- SO 4 2- NH 4 + NO 2 - NO 3 - 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 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 SVTH: Đỗ Thị Hoan [...]... 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% SVTH: Đỗ Thị Hoan Đồ án công nghệ 2 12 - 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. .. 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... 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... 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... 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... 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 – 100 oC thì lượng caroten bị tổn thất giảm đi nhiều so với cà chua chỉ đun nóng ở... : 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... 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,... 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... 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 . án công nghệ 2 1 Thiết Kế Phân Xưởng Sản Xuất Cà Chua Cô Đặc SVTH: Đỗ Thị Hoan Đồ án công nghệ 2 2 MỤC LỤC Thiết Kế Phân Xưởng Sản Xuất Cà Chua Cô. 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