Đồ án môn học thiết kế hệ thống công nghiệp tính toàn và thiết kế khả thi hệ thống sản xuất nước dứa cho nhà máy

Hà Thanh HảiSinh viên thực hiện: Ngô Văn ĐứcMSSV: 2020603153Vũ Hồng Phy MSSV: Hà Văn TrườngMSSV: Lớp, khoa: KTHTCN1 - Cơ khí Trang 9 Lý do chọn đề tàiNước cam hay nước ép cam, nước cam

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP

Đề tài:

Giảng viên hướng dẫn: TS Hà Thanh Hải

Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Đức MSSV: 2020603153

Vũ Hồng Phy

Hà Văn Trường

Lớp, khoa: KTHTCN1 - Cơ khí

Hà Nội - 2023

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS Hà Thanh Hải

Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Đức MSSV: 2020603153

Lớp, khoa: KTHTCN1 - Cơ khí

Hà Nội – 2023

Mục lục

Danh mục bảng

Danh mục ảnh

Tài liệu tham khảo

Lời mở đầu

Lý do chọn đề tài

Nước cam hay nước ép cam, nước cam vắt là một loại thức uống phổ biến được làm từ cam bằng cách chiết xuất từ tri cam tươi bằng việc vắt hay ép đó là 1 loại nước cam tươi Đối với các sản phẩm nước cam được sản xuất theo kiểu công nghiệp, nước cam được chế biến bằng cách cho thêmcác phụ gia, bảo quản rồi đóng chai hoặc hộp giấy để tiêu thụ

Hiện nay nước ép cam được coi là vua thống trị vương quốc nước hoa quả trên trên thế giới

Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật

1.1 Tổng quan về cam

Dứa là cây ăn quả nhiệt đới, nguồn gốc ở Nam Mỹ (Brazil, Achentina, Paragoay Hiện nay trên thế giới, cây dứa được trồng hầu hết các nước nhiệt đới và một số nước á nhiệt đới có mùa sông tương đối ẩm như đảo Hawai, Đài Loan Dứa có thể trồng tới vĩ tuyến 380 bắc, trong đó các nước Châu Á chiếm trên 60% sản lượng dứa cả thế giới Các nước trồng nhiều là Philippines, Thái Lan, Malaysia, Hawai, Brazil, Mêhicô, Cuba, Uc, Nam phi

Quả dứa thuộc loại quả tụ, do 100 - 200 quả nhỏ hợp lại Các giống khác nhau thì hình dạng quả và mắt quả cũng khác nhau Bộ phận ăn được của quả dứa là do trục của chùm hoa và lá bắc phát triển nên Sau khi hoa tàn thì quả bắt đầu phát triển

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

Sản phẩm nước dứa ép cũng đã được tiến hành sản xuất ở nhiều nước trên thế giới Bên cạnh khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho cơ thể, sản phẩm này còn mang lại tính tiện lợi trong sử dụng, tiết kiệm nhiều thời gian với giá cả thích hợp Điều này đáp ứng nhu cầu của con người trong cuộc sống tất bật hiện nay, khi mà quỹ thời gian chăm sóc sức khỏe ngày càng ít đi

Nắm bắt được xu thế đó đồ án này sẽ đề cập tới việc thiết kế nhà máy sản xuất nước ép dứa dạng trong năng suất 2 triệu lít/năm

* Tình hình gieo trồng và năng suất dứa:

Ở nước ta, dứa trồng từ Bắc đến Nam, diện tích trồng cả nước hiện khoảng 40000 ha với sản lượng khoảng 500000 tấn trong đó 90% là phía Nam (tập trung chủ yếu ở Đồng bằng Sông Cửu Long) Các tỉnh trồng dứa nhiều ở miền Nam là Kiên Giang, Tiền Giang, Cà Mau, Cần Thơ, Long An… miền Bắc có Thanh Hóa, Ninh Bình, Tuyên Giang, Phú Thọ….miền Trung có Nghệ An, Quảng Nam, Bình Định,… Năng suất quả bình quân một năm ở các tỉnh phía Bắc khoảng 10 tấn, phía Nam 15 tấn/ha

Bảng 1.1: Diện tích gieo trồng và năng suất dứa phân theo miền của nước ta

Diện tích trồng –

1000ha

Năng suất

-Tạ/ha

Diện tích trồng –

Trong năm cây dứa ra hoa nhiều vụ Ở miền Bắc vụ chính ra hoa tháng 2-3, thu hoạch tháng 6 - 7,

vụ trái ra hoa tháng 6 - 8, thu hoạch tháng 10 - 12 Ở miền Nam, dứa có thể ra hoa quanh năm, songthường tập trung vào tháng 4 - 5 và tháng 9 - 10 Từ khi ra hoa đến thu hoạch trung bình khoảng 4 -

5 tháng

Tình hình sản xuất trong nước và thế giới:

-Trên thế giới người ta thường sử dụng dứa để ăn tươi hoặc sử dụng để ép làm các loại nước uống, một số sản phẩm tiêu biểu như: Pineapple (của Hàn Quốc),

-Ở nước ta cũng có một số sản phẩm từ dứa như: dứa ép dạng đục của công ty thực phẩm xuấtkhẩu Đồng Giao, dứa khoanh/dứa miếng nước đường đóng lon của công ty TNHH Thông Tấn… tuy nhiên đa số các sản phẩm này đều sản xuất để phục vụ xuất khẩu, người tiêu dùng trong nước còn rất lạ lẫm với những sản phẩm này

1.2 Đặc điểm thiên nhiên và vị trí xây dựng

Nhà máy sản xuất đồ hộp nước dứa được đặt tại khu công nghiệp Vĩnh Lộc 2 thuộc Huyện Bến Lức- tỉnh Long An nằm trên quốc lộ 1A Đoạn Km 1929 – 1930, ấp Voi Lá, xã Long Hiệp, huyện Bến Lức, tỉnh Long An Địa điểm trên được lựa chọn vì các nguyên nhân sau:

• Long An là địa phương có diện tích trồng dứa lớn, theo thống kê của sở NNPTNT tỉnh Long

An sản lượng dứa toàn tỉnh năm 2014 là 14000 tấn/năm có thể cung cấp nguồn nguyên liệu tại chỗ cho nhà máy, giảm chi phí vận chuyển từ nơi thu hoạch đến nơi chế biến

• Hệ thống giao thông thuận tiện cho việc vận chuyển:

- Cách trung tâm thành phố: 25 km

- Cách sân bay Tân Sơn Nhất: 28 km

- Cách ngã 3 An Lạc (điểm nối vào đại lộ Đông Tây): 14 km

- Cách ngã 3 Nguyễn Văn Linh (đoạn nối vào Quốc lộ 1A): 10 km

- Cách khu đô thị Phú Mỹ Hưng: 22 km

- Cách cảng Sài Gòn: 27 km

- Cách cảng Bourbon (Bến Lức):4 km

Hình 1: Mặt bằng khu công nghiệp Vĩnh Lộc 2

Cơ sở hạ tầng: địa hình khu vực bằng phảng, nền móng công trình có sức chịu tải khá tốt, hệ

thống cơ sở hạ tầng đang hoàn thiện bao gồm:

Giao thông: toàn bộ đường trong KCN được quy hoạch phù hợp với khả năng sử dụng và

thỏa mãn các yêu cầu về quy trình quy phạm thiết kế đường ô tô của Nhà Nước hiện hành, đường thảm bê tông nhựa nóng, đường chính có lộ giới từ 30 - 47 m, đường phụ lộ giới từ 8 - 16 m thuận tiện cho vận chuyển hàng hóa bằng đường bộ, vỉa hè rộng có cây xanh, bóng mát.Các sản phẩm từ dứa

1.3 Các sản phẩm từ dứa

Ở nhiều nước, người ta dùng trái dứa để chế biến thành nhiều thứ bánh ngọt khác nhau, kết hợp hoặc không kết hợp với các loại trái cây khác để làm kem, yaourt… Còn ở nước ta, dứa thườngdùng dưới dạng nước giải khát, cách dùng phổ biến nhất là nấu với nước đường và pha với đá để làm nước uống giải khát

Trong những năm lại đây nhiều loại sản phẩm chiết xuất từ trái dứa đã ra đời phục vụ nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu Các loại sản phẩm từ dứa hiện có trên thị trường:

Hình 2: Các sản phẩm từ dứa 1.4 Các chỉ tiêu chất lượng:

Nước quả ép trong là loại được chế biến bằng cách tách dịch bào ra khỏi mô quả bằng phươngpháp ép, sau đó dịch ép được lắng lọc triệt để

+Yêu cầu của nguyên liệu:

Người ta thường dùng nhiều chủng loại hoa quả khác nhau để chế biến nước quả Nguyên liệucần có đủ các chất đường, acid, tannin, chất thơm, chất màu và dịch quả Các chỉ tiêu quan trọng nhất, đặc trưng cho phẩm chất dịch quả là hàm lượng chất khô và độ acid

Quả dùng để chế biến nước quả phải tươi tốt, không bầm dập, sâu thối,có độ chín thích hợp Nếu quả chưa đủ chín thì màng tế bào cứng, dịch bào ít, hàm lượng đường thấp, acid cao nên chua nhiều Quả quá chín thì mô quả mềm và bở, khi ép thịt quả kết lại không cho dịch quả thoát ra, dịchquả có nhiều bọt và khó lắng lọc

Những quả có vết rám ở ngoài vỏ không có ảnh hưởng nhiều đến hương vị của dịch quả Kích thước và hình dáng của quả cũng không ảnh hưởng nhiều đến phẩm chất nước quả

Trong cùng 1 loại rau quả, các giống khác nhau sẽ cho chất lượng khác nhau Nước rau quả phải được sản xuất từ giống có chất lượng cao nhất, tức là có hương, vị, màu sắc hài hoà, đặc trưng nhất cho loại quả

+Bảo quản:

-Thanh trùng:

Thường đối với các loại nước quả thì yêu cầu nhiệt độ thanh trùng thường không quá

-Rót nóng:

Nước quả có độ acid cao nên là môi trường hoạt động của nấm mốc và nấm men, do đó có thểbảo quản bằng cách rót nóng do nấm men và nấm mốc kém chịu nhiệt

rồi đem đóng nắp ngay Nước quả với dung tích lớn sẽ nguội chậm nên đủ để sát trùng Nếu đóng nước quả trong bao bì nhỏ thì phương pháp này không hiệu quả

Người ta nạp khí CO2 với tỉ lệ 1.5% (so với khối lượng nước quả) để bảo quản nước quả trong thùng dự trữ lớn Độ hòa tan của CO2 trong nước quả phụ thuộc vào áp suất khí quyển, nhiệt

độ nước quả Nhiệt độ càng thấp, áp suất càng lớn thì độ hòa tan của CO2 càng nhiều

quản ở nhiệt độ quá thấp thì nước quả bị đóng băng.Vì thế, tốt nhất là bảo quản nước quả bằng CO2

-Bảo quản bằng cách lọc thanh trùng:

Có thể thanh trùng nước quả bằng cách lọc qua amiăng ép và xenluloza có lỗ đủ nhỏ để giữ lại

vi sinh vật Nước quả qua lọc cần đóng hộp ngay trong điều kiện vô trùng

-Bảo quản bằng hóa chất:

Người ta còn bảo quản nước quả bán phế phẩm bằng rượu etylic, khí SO2, Natri benzoate và acid sorbic

Sau khi pha rượu với tỉ lệ 25-30%(so với thể tích nước quả), sau 15-25 ngày, đem gạn cặn Lượng cặn còn lại trong nước quả không quá 0.1%

Natri benzoate cho vào nước quả với tỉ lệ 0.1% tính theo khối lượng nước quả còn acid sorbic chỉ cần tỉ lệ 0.05-0.1%

1.4 Quy trình sản xuất:

Ngoài quy trình sản xuất dứa ép dạng trong thì còn có nhiều loại sản phẩm như dứa ép dạng đục, dứa cô đặc, dứa lạnh đông…

Hình 3: Các quy trình công nghệ

Chương 2: Nguyên liệu

2.1 Dứa:

Loại: nhóm 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

Chỉ tiêu chất lượng:

- Dứa nguyên liệu được nhân viên phòng QA đánh giá, phân loại rồi mới đưa vào chế biến

- Dứa khi nhận vào bông, cuống còn tươi (bông tự nhiên, cuống dài không quá 10cm)

- Dứa già bóng ( phải nở từ 2/3 mắt trở lên)

- Ruột dứa phải có màu vàng nhạt trở lên

- Quả dứa phải tươi tốt, không dập quá, không chín quá (mùi lên men)

- Không sâu bệnh, không meo mốc, không bị khuyết tật, không được dính bùn, đất, chuột cắn

và có mùi lạ khác

Chỉ tiêu về độ chín:

Độ chín của dứa đánh giá theo màu sắc vỏ quả có 5 mức độ sau:

- Độ chín 4: 100% quả có màu vàng sẫm, trên 5 hàng mắt hở

- Độ chín 3: 75 – 100% vỏ quả có màu vàng tươi, khoảng 4 hàng mắt mở

- Độ chín 2: 25 – 75% vỏ quả có màu vàng tươi, 3 hàng mắt mở

- Độ chín 1: quả vẫn còn màu xanh bóng, 1 hàng mắt mở

- Độ chín 0: quả vẫn còn xanh sẫm, mắt vẫn còn chưa mở

Dứa được dùng trong quá trình ép này tốt nhất là có độ chín cấp 4 hoặc 3 để đảm bảo thu đượcnhiều dịch nhất

Syrup có thể được sản xuất từ đường saccharose hoặc từ tinh bột Tại Việt Nam hiện nay, chúng ta sản xuất syrup từ đường saccharose Quy trình sản xuất syrup từ nguyên liệu saccharose đơn giản hơn nhiều so với quy trình sản xuất từ nguyên liệu tinh bột Tuy nhiên, giá thành syrup từ saccharose sẽ cao hơn.

Syrup đường nghịch đảo:

Đường nghịch đảo là hỗn hợp glucose và fructose với tỉ lệ 1:1 với xúc tác acid hoặc bằng invertase

Ưu điểm của quá trình nghịch đảo đường trong công nghiệp sản xuất thức uống:

- Tăng độ ngọt cho syrup

- 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

2.4 Phụ gia:

- Chất điều chình độ chua: acid citric

- Hình 4: Công thức hóa học của Acid Citric

Acid citric có vị chua dịu nên thường được sử dụng trong điều chỉnh vị của sản phẩm, là loại acid được sử dụng rộng rãi trong các loại thức uống

Quá trình bổ sung acid citric nhằm 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.

Bảng 3: Chỉ tiêu cảm quan của acid citric được quy định theo TCVN 5516 - 1991

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

suốt

5 Tạp chất cơ

Chương 3: Lựa chọn quy trình công nghệ

3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Hình 5: Sơ đồ quy trình công nghệ

Hình 6: Quy trình nấu syrup 3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

3.2.1 Lựa chọn và phân loại

Mục đích:

 Chuẩn bị: lựa chọn những quả có độ chín kỹ thuật 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

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

Cách thực hiện:

- Lựa chọn bằng phương pháp thủ công trên băng tải vận chuyển, công nhân đứng dọc hai bên băng tải và lựa chọn, Nếu trên quả dứa có xuất hiện các dấu hiệu bị hư hỏng hay dập công nhân sẽ tiến hành cắt bỏ các vết hư đó, nếu vết hư quá nặng công nhân sẽ loại bỏ quả dứa đó ra khỏi băng tải

- Ngoài ra người ta có thể dung thiết bị phân loại theo độ chin sử dụng tế bàoquang điện

- Băng tải con lăn có khả năng lật mọi phía của quả nhờ đó có thể phát hiệncác vết hư Kích thước băng tải : 60 – 80 cm

Các biến dổi của nguyên liệu:

Nguyên liệu thay đổi về hình dạng và kích thước

Mất lớp vỏ bảo vệ nên tốc độ hô hấp của trái tăng nhanh, trái sẽ mau bị nhũn

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

Cách 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

3.2.3 Rửa

Mục đích: 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

Các biến đổi: nguyên liệu sạch và giảm bớt lượng vi sinh vật trên bề mặt vỏ Yêu cầu: nguyên liệu sau khi rửa sạch, không bị dập nát, các chất dinh dưỡng ít bị

tổn thất, thời gian rửa ngắn và tốn ít nước

Nước rửa cũng như nước dùng trong khi chế biến (như chần, nấu, pha chế) phải lànước an toàn, đảm bảo các chỉ tiêu do Viện vệ sinh dịch y tế (Bộ y tế) quy định

Cách thực hiện: dùng máy rửa chấn động quá trình rử gồm 2 giai đoạn ngâm và

rửa xối Nguyên lý hoạt động của máy: nguyên liệu được di chuyển trên băng chuyền

với tốc độ thích hợp (0,2 m/s) Nước từ các vòi phun từ trên xuống để rửa, đồng thời

băng chuyền có độ rung thích hợp để nguyên liệu có thể xoay được và được rửa sạch

hơn

Nước rửa đáp ứng theo tiêu chuẩn nước sinh hoạt (TCVN 5502:2003)

3.2.3 Tách lõi, vỏ:

Mục đích: chuẩn bị cho quá trình nghiền và ép.

Các biến đổi: : 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 bềmặt 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

Cách 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%.Máy gọt vỏ dứa gồm có cơ cấu gọt, hệ thống chuyển động và bệ máy Cơ cấu gọt gồm 3 lưỡidao lưỡi mỏng phẳng đặt cố định trên 1 vòng đỡ tròn cách nhau 120o, 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

Tỉ lệ vỏ: 25-27%

3.2.4 Nghiền xé:

Mục đích: 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

Các biến đổi:

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

Cách thực hiện: dứa được đưa từ băng tải vào máy nghiền xé.

3.2.5 Gia nhiệt:

Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lọc, làm giảm độ nhớt của dịch nước dứa Vô

hoạt enzyme, tiêu diệt hoặc ức chế hệ vi sinh vật, tạo điều kiện thuận lợi để tăng hiệu suất ép

Các biến đổi: 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,…

Cách thực hiện: sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng bản mỏng Thông số kỹ thuật:

3.2.6 Ép:

Mục đích: tách tối đa dịch bào ra khỏi nguyên liệu, tách bỏ bã ép.

Hiệu suất ép phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: phẩm chất nguyên liệu, phương pháp

sơ chế, cấu tạo, chiều dày, độ chắc của lớp nguyên liệu ép Bên cạnh đó tốc độ và áp lực ép cũng rất quan trọng vì vậy cần có tốc tộ và áp lực ép phù hợp

Các biến đổi: một số liên kết trong quả bị phá vỡ do tác động của lực cơ học, cấu

trúc tế bào bị phá vỡ, dịch bào thoát ra ngoài.

Cách thực hiện : sử dụng thiết bị ép trục vis vận hành với tốc độ trục vis 150 –

thô

3.2.7 Lọc :

Mục đích: tách một phần hay toàn bộ cặn không tan lơ lửng trong dịch ép,

quá trình này thường được tiến hành ngay sau quá trình ép

Các biến đổi: 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

Cách thực hiện: dịch ép sẽ được bơm vào thiết bị lọc khung bản để tiến hành quá

Nguyên lý hoạt động:

Khung và bản được xếp liên tiếp nhau trên giá đỡ Giữa khung và bản là vách ngăn lọc Ép chặt khung và bản nhờ cơ cấu đai vít xoắn nhờ tay quay Huyền phù theoống dẫn đi vào thiết bị, phân ra theo số lượng khung tràn vào khoang ống Dưới áp suất nước lọc đi qua vách ngăn lọc theo các rãnh chảy xuống và nhờ van tháo ra ngoài Pharắn bị giữ lại trên bề mặt vách ngăn lọc và chứa trong khung Khi các khung đã đầy bã ,thì dừng quá trình lọc và tiến hành quá trình rửa bã Việc rửa bã có thể thực hiện

xuôi chiều giống như quá trình lọc, hoặc rửa bã ngược chiều như mô tả Nước rửa

bã vào bản và ra bản khác Trong trường hợp này quá trình rửa thực hiện với chiều dày lớp bã gấp đôi

Hình 2.7 Thiết bị lọc khung bản.

3.2.8 Phối chế:

Mục đích:

Tạo sự hài hòa cho sản phẩm

Trộn lẫn hai hay nhiều nguyên liệu lại với nhau để nhận được sản phẩm cuối cùng có hương vị, màu sắc đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng

Các biến đổi:

Vật lý: thay đổi thể tích, tăng độ nhớt của sản phẩm

Hóa học: thay đổi hàm lượng chất khô, pH tăng nhẹ

Cảm quan: sản phẩm có vị hài hòa, hương vị đặc trưng

Thành phần:

Trong quá trình chế biến, tanin trong quả thường bị oxi hóa thành flobafen có màuđen Để tránh hiện tượng này, người ta pha chế thêm chất chống oxi hóa mà thường dùng nhất là acid ascorbic (vit C) Vit C 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

Cách thực hiện: quá trình phối chế được thực hiện trong các thùng phối chế

chuyên dùng có cánh khuấy để trộn đều Sử dụng cánh khuấy turbin 2 tầng để tăng khả năng đảo trộn

3.2.9 Bài khí-Ghép mí:

Mục đích: hoàn thiện: hạn chế sự nhiễm của vsv đồng thời rót nóng giúp bài khí

trong bao bì.Các biến đổi:

-Vật lý: có sự thay đổi thể tích, khối lượng, tỉ trọng và xuất hiện gradient nhiệtđộ

-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:

khi phối trộn, nước dứa sẽ được gia nhiệt và rót lon và đóng nắp tự động, các lon sẽ được rửa sạch sau đó theo băng tải đi vào trong hệ thống rót, tại đây các đầu rót sẽ tiến hành rót lon và tiếp tục đến hệ thống ghép nắp sau đó được băng tải đưa sản phẩm ra ngoài để thực hiện công đoạn tiếp theo

3.2.10 Thanh trùng

Mục đích: tiêu diệt hầu hết vsv gây bệnh và gây hư hỏng sản phẩm giúp bảo quản

sản phẩm lâu hơn

Cách thực hiện: sau khi ghép mí, sản phẩm được xếp trong các xe đẩy sau đó vận

chuyển đến công đoạn thanh trùng, tại đây các xe đẩy sẽ được xếp vào bồn thanh trùng,

kỹ thuật viên sẽ cài đặt các thông số và tiến hành thanh trùng sản phẩm Nhà máy

sử dụng nồi autoclave nằm ngang

-Thông số kỹ thuật:

-Thời gian gia nhiệt: 10 phút

-Thời gian thanh trùng: 10 phút

-Thời gian làm nguội: 10 phút

Hình 2.8 Cấu tạo thiết bị thanh trùng.

3.2.11 Bảo ôn:

Mục đích: hoàn thiện, tăng tính ổn định cho sản phẩm.

Các biến đổi: không đáng kể.

Các thực hiện: sau khi thanh trùng, sản phẩm được lấy ra và làm nguội bằng

không khí tự nhiên, sau 15 ngày bộ phận KCS sẽ lấy mẫu sản phẩm đi kiểm tra vềcác chỉ tiêu vi sinh, cảm quan, hóa lý… nếu sản phẩn đạt yêu cầu sẽ được hoàn thiện dán nhãn vả đưa đi tiêu thụ

3.3 Biểu đồ nhập liệu của nhà máy

Bảng 2.9 Biểu đồ nhập liệu nhà máy.

Bảng 2.12 Tính chất nguyên liệu của dịch dứa sau khi ép:

Bảng 2.13 Ước lượng tỷ lệ tổn thất:

Quá trình Tổn thất (-), tăng (+)

%

Giải thích

quả

Nghiền xé -0,5 Tổn thất do quá trình nghiền

Rót sản phẩm

-0,5

- Tổn thất do sản phẩm dínhvào đường ống,thành thiết bị

- Sản phẩm rơi rớt bên ngoài

2.2.2 Tính cân bằng vật chất cho 100kg nguyên liệu:

Quy ước:

T: tổn thất quá trình

Ccitric syrup: hàm lượng citric trong syrup

Gcitric dứa: khối lượng citric trong dứa

2.2.2.1Quá trình cắt cuống:

Tỷ lệ tổn thất: 10%

Khối lượng tổn thất: 10% * 100 = 100 kg

Khối lượng đầu ra Gr = 100 – 10 = 90 kg

2.2.2.4 Quá trình gia nhiệt:

 Tính khối lượng đường RE cần dùng:

Ta có độ tinh khiết của đường RE là 99,8%

Tổng lượng syrup cần dùng để phối chế là 89,09 kg



Với x là lượng nước thêm vào

y là lượng đường RE cần dùng

Khối lượng acid citric cần dùng là: 0,5% * 89,82 = 0,45 kg

Khối lượng sản phẩm sau khi phối chế (chưa tính tổn thất)

Gphối chế = Gsyrup + Gr dịch dứa + Gacid citric

Bảng 2.14 Cân bằng vật chất cho 100kg nguyên liệu.

Công đoạn Khối lượng đầu vào (kg) Khối lượng đầu ra (kg)

2.2.3 Tính cân bằng vật chất theo năng suất nhà máy.

Năng suất nhà máy 2 triệu lít/năm

Nhà máy làm việc 300 ngày

Ta có khối lượng riêng của sản phẩm bằng khối lượng riêng của dịch đường 18%

Khối lượng sản phẩm dứa sản xuất trong 1 ngày :

m = 6666,67 * 1,087 = 7246,67(kg)

Cứ 100kg nguyên liệu dứa sản xuất được 146,88 kg sản phẩm

Mỗi ngày nhà máy làm việc 2 ca

Bảng 2.16 Nguyên liệu cần cho mỗi ca sản xuất

Bảng 2.17 Khối lượng nguyên liệu của từng quá trình sau mỗi ca

Công đoạn Khối lượng đầu vào

(kg)

Khối lượng đầu ra (kg)

Bảng 2.18 Khối lượng nguyên liệu của từng quá trình sau mỗi giờ.

Công đoạn Khối lượng đầu vào (kg) Khối lượng đầu ra (kg)

Chương 4: Dự kiến năng suất 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

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

Chương 5: Tính chọn thiết bị và bố trí mặt bằng

3.1 Tính toán và lựa chọn thiết bị.

Một ngày nhà máy làm việc 1 ca và một ca được chia làm 2 mẻ sản xuất

3.1.1 Lựa chọn thiết bị chính

Bảng 3.1 Cơ sở lựa chọn thiết bị chính.

3.1.1.1 Thiết bị ngâm, rửa xối.

Khối lượng dứa nhập liệu là: 2220,18 kg

Chọn thời gian rửa: 1,5 giờ

Năng suất của thiết bị là:

Chọn thiết bị có năng suất vượt 10% so với năng suất thực tế

Chọn thiết bị rửa CXJ – 5 của công ty Saiwei, Trung Quốc

Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật thiết bị ngâm, rửa xối.

Khối lượng nguyên liệu: 2213,52 kg

Chọn thời gian nghiền: 1,5 giờ

Năng suất thiết bị:

Chọn thiết bị có năng suất vượt 10% so với năng suất thực tế

Thiết bị: thiết bị nghiền hiệu RC – L của công ty Sanritsu, Nhật Bản

Bảng 3.3 Thông số thiết bị nghiền

Hình 3.2 Thiết bị nghiền dứa model RC – L, Nhật Bản

3.1.1.3 Thiết bị gia nhiệt:

Khối lượng nguyên liệu đầu vào: 2202,46 kg

Chọn thời gian gia nhiệt: 1,5 giờ

Năng suất thiết bị:

Chọn thiết bị có năng suất vượt 10% so với năng suất thực tế

Thiết bị: chọn thiết bị gia nhiệt hiệu Sondex

Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật thiết bị gia nhiệt dạng tấm

Nhiệt độ thiết kế tối đa 800oC

Hình 3.3 Thiết bị gia nhiệt dạng tấm model Sondex H3, Nhật Bản

3.1.1.4 Thiết bị ép:

Nguyên liệu cần ép: 2198,06 kg

Chọn thời gian ép : 1,5 giờ

Năng suất thiết bị :

Chọn thiết bị có năng suất vượt 10% so với năng suất thực tế

Thiết bị: Thiết bị sử dụng là thiết bị ép trục vis hiệu SP – K của công ty FKC, Nhật Bản

Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật thiết bị ép trục vít

Chọn thời gian lọc: 1,5 giờ

Thiết bị: sử dụng thiết bị lọc khung bản hiệu BKL4/400 của công ty Saiwei, TrungQuốc