tính toán lựa chọn quy trình công nghệ nhà máy sản xuất xúc xích tiệt trùng năng suất 4 tấn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG ÁĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPTÊN ĐỀ TÀI: Tính toán, lựa chọn quy trình công nghệ nhà máy sản suất xúc xích tiệt trùng năng suất 4 tấn/caGiảng viên

CƠ SỞ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN

Tổng quan xúc xích

Xúc xích (tiếng Anh: Sausage) là một loại thực phẩm chế biến từ thịt bằng phương pháp dồi kết hợp với các loại muối, gia vị, phụ gia

Xúc xích được phân biệt hai loại chính là xúc xích tươi và xúc xích tiệt trùng: Xúc xích tươi là xúc xích được làm nên từ các loại thịt và mỡ động vật (thịt heo, bò, gà,…) xay nhuyễn, rồi có thể nêm thêm một số gia vị vào như muối, đường, tỏi, tiêu,… Sau đó, hỗn hợp sẽ cho vào máy nhồi xúc xích (hoặc tự nhồi hoàn toàn bằng tay) để tạo ra thành phẩm xúc xích tươi sau khi nhồi có thể đem hấp sơ hoặc đóng gói trực tiếp luôn Chúng phải được bảo quản bằng cách hút chân không và giữ trong điều kiện lạnh khoảng 2 tháng Khi muốn thưởng thức, bạn cần đem chế biến lên như chiên, hấp, nướng,…Được làm chủ yếu từ thịt và mỡ động vật, cứ trong 100g xúc xích tươi sẽ chiếm khoảng 297 calories, 12g Protein cùng nhiều khoáng chất thiết yếu khác như: Sắt, Kẽm, Canxi, các loại vitamin nhóm B (B6, B12),…

Xúc xích tiệt trùng là xúc xích ăn liền được chế biến bằng phương pháp công nghiệp với thành phần chính là thịt, bột kèm vài loại phụ gia thích hợp Sau đó, hỗn hợp sẽ trải qua nhiều quy trình chế biến như: xay nhuyễn, nhồi, tiệt trùng, sấy khô, làm nguội rồi mới hoàn thiện và đem đi đóng gói Xúc xích tiệt trùng thường đã được làm chín sẵn và đóng gói, có thể ăn liền và bảo quản ở nhiệt độ thường tầm 6 tháng Nhìn chung, xúc xích tiệt trùng khá tiện lợi và ngày càng trở nên phổ biến ở nhiều quốc gia…

Hình 1.2 Xúc xích tiệt trùng

Các loại xúc xích thông thường có các thành phần cơ bản như: Thịt mỡ lợn, thịt gà, thịt bò, muối, nước, đường, nitrit, protein đậu nành và sữa, polyphosphate, axit ascorbic, hương liệu, bột ngọt, màu thực phẩm Cụ thể là các loại thịt mỡ heo/gà/bò, muối, nitrit, nước, protein đậu nành và sữa, đường, hương liệu, polyphosphate (E 450), bột ngọt (E 621), mùi khói, axít ascorbic (E 300), màu thực phẩm (E 120).

Tình hình sản xuất và tiêu thụ xúc xích

1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ xúc xích trên thế giới Đức là quốc gia có lượng tiêu thụ xúc xích lớn nhất, bao gồm khoảng 27% tổng khối lượng Hơn nữa, mức tiêu thụ xúc xích ở Đức đã vượt quá con số được ghi nhận bởi người tiêu dùng lớn thứ hai, Ba Lan (574 nghìn tấn), gấp ba lần Pháp (495 nghìn tấn) đứng thứ ba về tổng lượng tiêu thụ với 8,8% thị phần

Từ năm 2013 đến 2019, tốc độ tăng trưởng khối lượng trung bình hàng năm ở Đức tương đối khiêm tốn Ở các quốc gia khác, tỷ lệ trung bình hàng năm như sau: Ba Lan (+2,1% mỗi năm) và Pháp (+2,0% mỗi năm)

Về giá trị, chỉ riêng Đức ($7,6 tỷ) đã dẫn đầu thị trường Vị trí thứ hai trong bảng xếp hạng thuộc về Pháp ($2,6 tỷ) Tiếp theo là Tây Ban Nha

Các quốc gia có mức tiêu thụ xúc xích bình quân đầu người cao nhất trong năm 2019 là Cộng hòa Séc (19 kg/người), Đức (19 kg/người) và Áo (16 kg/người)

Năm thứ năm liên tiếp, Liên minh châu Âu ghi nhận mức tăng trưởng trong sản xuất xúc xích và các sản phẩm thịt tương tự, tăng 1% lên 5,7 triệu tấn vào năm

Quốc gia có khối lượng sản xuất xúc xích tiệt trùng lớn nhất là Đức (1,6 triệu tấn), bao gồm khoảng 28% tổng khối lượng Ngoài ra, sản lượng xúc xích tiệt trùng ở Đức đã vượt gấp đôi so với con số được ghi nhận bởi nhà sản xuất lớn thứ hai là

1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ xúc xích ở việt nam

Thị trường xúc xích Việt Nam đạt giá trị 189 triệu USD (giá bán lẻ) vào năm 2015 Dự báo sẽ tăng trưởng với tốc độ CAGR 6,26% mỗi năm trong giai đoạn 2020-2025, đạt 728,28 triệu USD (giá bán lẻ) vào năm 2025.

Mức tiêu dùng bình quân đầu người tính theo giá trị đạt 2,04 USD/người (theo giá bán lẻ) vào năm 2015 Trong 5 năm tới, mức tăng trưởng với tốc độ CAGR là 26,90%/năm

Hình 1.3 Tốc độ tăng trưởng xúc xích tại việt nam

Tại Việt Nam hơn 10 năm qua người tiêu dùng đã được thưởng thức các loại xúc xích nhập khẩu từ nước ngoài cũng như sản xuất tại trong nước do nhiều công ty sản xuất Trong số các doanh nghiệp sản xuất xúc xích trong nước, nổi lên có các thương hiệu Vissan, Đức Việt, Saigon Nutri Food, Việt Hương

Có thể nói, đứng đầu thị trường và sản xuất nhiều chủng loại xúc xích nhất là Vissan Hiện công ty này đã đưa ra thị trường 23 loại xúc xích đuợc chế biến từ tôm, bò, gà, heo, cá, phômai Hiện với xúc xích tiệt trùng, Vissan đã có khoảng

17 loại khác nhau, trong đó có nhiều nhãn như: Hola, Dzo Dzo, Lucky, Ba bông mai Theo thông tin từ Vissan, sản lượng tiêu thụ xúc xích tiệt trùng hàng năm của Việt Nam đang ở mức khoảng 50.000 tấn/năm, trong số đó Vissan cung ứng khoảng 20.000 tấn, chiếm 35 – 40% thị phần

Công ty Đức Việt với số lượng sản phẩm hiện nay rất phong phú với khoảng

60 loại sản phẩm xúc xích Cuối năm 2013, công ty Đức Việt mỗi ngày sản xuất

20 tấn xúc xích, phần lớn phục vụ người tiêu dùng ở các đô thị, các trung tâm kinh tế, các khách sạn, nhà hàng

Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy

1.3.1 Địa điểm xây dựng nhà máy

Các nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy:

- Gần vùng nguyên liệu và nhiên liệu

- Thuận lợi về giao thông thuỷ, bộ để vận chuyển nguyên liệu, vật liệu và sản phẩm

- Gần nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước hợp lý để không ảnh hưởng đến môi trường, đến sức khỏe của người dân trong vùng

- Gần nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản phẩm thuận lợi

- Địa hình bằng phẳng, điạ chất ổn định, không có chấn động

- Đủ diện tích bố trí thiết bị và khu vực trong nhà máy, sản xuất, giao thông nội bộ thuận tiện, có đất dự trữ cho mở rộng sản xuất

Từ các nguyên tắc trên, em lựa chọn địa điểm chọn để xây dựng nhà máy là ở khu công nghiệp phố nối A nằm trên cạnh đường Quốc lộ 5 (Hà Nội - Hải Phòng), Thuộc địa bàn huyện Yên Mỹ, huyện Văn Lâm và thị xã Mỹ Hào, tỉnh Hưng Yên

Hình 1.4 Vị trí khu công nghiệp phố Nối A

- Cách trung tâm Hà Nội 24 km (khoảng 30 phút đi bằng ô tô);

- Cách sân bay Nội Bài 45 km (khoảng 45 phút đi bằng ô tô);

- Cách cảng Hải Phòng Hải Phòng 75 km (khoảng 70 phút đi bằng ô tô);

- Cách cảng biển nước sâu Quảng Ninh 120 km (khoảng 120 phút đi bằng ô tô);

- Nằm giáp Lạc Đạo (ga đường sắt Hà Nội - Hải Phòng)

Với địa hình và vị trí thuận lợi như vậy, khu công nghiệp Phố Nối A vô cùng thuận lợi trong việc giao thương, xuất nhập khẩu hàng hóa với bên ngoài

Khu công nghiệp Phố Nối A sở hữu hệ thống cơ sở hạ tầng đồng bộ, hiện đại Hệ thống giao thông thuận tiện với đường trung tâm rộng 24m, đường nhánh và đường gom rộng 17m, tạo thuận lợi cho vận tải và xuất nhập khẩu hàng hóa Quy mô lên đến 600 ha, cùng cơ sở hạ tầng kỹ thuật toàn diện, bao gồm hệ thống điện, nước, phòng cháy chữa cháy và nhà máy xử lý nước thải, Phố Nối A là khu công nghiệp lớn nhất của tỉnh Hưng Yên, đáp ứng nhu cầu của các doanh nghiệp trong các hoạt động sản xuất và kinh doanh.

6 dựng từ năm 2008, sử dụng công nghệ xử lý sinh học, công suất 6.000 m3/ngày đêm, đảm bảo thu gom nước thải của các nhà máy, xử lý tập trung đạt tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo quy định của pháp luật

Để cung cấp nguồn nguyên liệu chính cho Nhà máy chế biến thịt heo, toàn tỉnh Hưng Yên hiện có 47 cơ sở giết mổ đáp ứng điều kiện vệ sinh thú y Trong đó, huyện Yên Mỹ có 6 cơ sở và 81 trang trại chăn nuôi với tổng đàn lợn hơn 118.800 con Nguồn nguyên liệu chủ yếu nhập từ Công ty TNHH Thịt đông lạnh xuất khẩu Hưng Yên, có trụ sở tại thị trấn Lương Bằng, huyện Kim Động, với công suất cung cấp tới 15 tấn nguyên liệu mỗi ngày, đáp ứng đủ nhu cầu sản xuất của nhà máy.

Các nguồn nguyên liệu phụ và phụ gia được mua tại cửa hàng phụ gia Việt

Mỹ tại khu công nghiệp phố nối A

Tính đến năm 2022, dân số tỉnh Hưng yên có khoảng 1.3 triệu người Năm

2022 dân số Hà Nội khoảng 8,4 triệu người, Bắc Ninh khoảng 1,4 triệu người Với số dân đông đúc trong tỉnh và các tỉnh lân cận thì nhà máy sẽ cung cấp sản phẩm chủ yếu trong tỉnh và các tỉnh lân cận như Hà Nội, Bắc Ninh, sau đó là toàn bộ các tỉnh miền bắc và sau đó là toàn bộ các hệ thống siêu thị Vinmart, Big

1.3.4 Nguồn cung cấp điện, nước, nhiệt, lạnh

Nguồn điện: Sử dụng điện lưới của mạng lưới điện quốc gia chạy qua khu vực Nguồn điện được cung cấp liên tục và ổn định thông qua hai trạm biến áp 110/22kV với công suất 4x63MVA

Nguồn nước: Nước được lấy hệ thống nước của khu công nghiệp, nhà máy nước khu công nghiệp được xây dựng với công suất 15.000m3/ ngày đêm

Nguồn nhiệt: Nhiệt sử dụng trong nhà máy phát đi từ lò hơi chạy bằng nguyên liệu than

Nhà máy sử dụng máy lạnh, tác nhân làm lạnh cho thiết bị là glycol, tác nhân chạy máy làm lạnh là khí Freon 22

Hưng Yên là tỉnh có nguồn nhân lực dồi dào với khoảng 400.000 người trong độ tuổi lao động, có nhiều trường đào tạo nghề, cao đẳng, đại học, có khả năng cung cấp hàng nghìn lao động trình độ cao cho các doanh nghiệp trên địa bàn hàng năm vì vậy khu công nghiệp có nguồn nhân lực dồi dào, khỏe mạnh, năng lực và có tay nghề giúp quá trình sản xuất được đẩy nhanh tiến độ Địa điểm xây dựng nhà máy cách không xa các khu dân cư, gần các tuyến giao thông, gần thủ đô Hà Nội nên có nguồn nhân lực dồi dào, chất lượng cao Các cán bộ, kỹ sư có trình độ tổ chức chuyên môn phải được đào tạo đủ trình độ quản lý, điều hành Các công nhân có thể tuyển chọn lao động phổ thông, học nghề ở các vùng dân cư xung quanh để đảm bảo được yêu cầu về nơi ở, sinh hoạt

Khu công nghiệp Phố Nối A sở hữu vị trí chiến lược nằm cạnh Quốc lộ 5, kết nối với các thành phố lớn như Hà Nội và Hải Phòng Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động giao thương, xuất nhập khẩu Hệ thống hạ tầng giao thông được đầu tư và cải tạo, bao gồm cầu và đường chính, giúp cho việc vận chuyển nguyên liệu, xuất sản phẩm và đi lại của cán bộ công nhân viên trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn.

Lựa chọn sản phẩm, năng suất

Nhà máy sản xuất xúc xích heo tiệt trùng, sản phẩm sau khi hoàn thiện có khối lượng 30g/cây, dài 20cm, quy cách bao gói 5 cây/túi Khối lượng mỗi gói cần đóng là 150g, kích thước bao bì cần đóng là: Dài 230mm, rộng 120mm

Bảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng trong 100g xúc xích tiệt trùng

Thành phần Giá trị dinh dưỡng

Hiện nay, nhu cầu tiêu thụ xúc xích ngày càng tăng, nhận thấy thị trường ở việt nam rất tiềm năng dự kiến đến năm 2025 mức tăng trưởng của ngành công nghiệp chế biến xúc xích là 25%/năm và tính đến năm 2025, thị trường xúc xích tại Việt Nam được dự báo sẽ đạt 728,28 triệu USD Vì vậy nắm bắt được cơ hội, và đảm bảo nhu cầu thị trường em quyết định lập kế hoạch xây dựng nhà máy sản xuất xúc xích heo tiệt trùng với năng suất 4 tấn/ca

CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Giới thiệu về nguyên liệu

Thịt heo là nguyên liệu chính, nó có vai trò chính quyết định chất lượng sản phẩm Thành phần trong thịt chứa đầy đủ các acid amin hoàn thiện, cần thiết và có tỉ lệ cân đối B1, B2, B6, PP,…và trong thịt chứa đầy đủ các acid amin không thay thế Ngoài ra, protein còn có vai trò cực kỳ quan trọng trong công nghệ chế biến thực phẩm Đây là chất tạo hình và tạo kết cấu đặc trưng

❖ Thành phần dinh dưỡng của thịt heo

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của thịt ( Thành phần dinh dưỡng có trong 100gr thịt heo )

- Là thành phần có giá trị dinh dưỡng cao, ngoài các nhóm chất dinh dưỡng thiết yếu còn là các khoáng chất và vitamin

- Là cấu tử chính tạo nên xúc xích, pha liên tục của nhũ tương

- Chứa protein tơ cơ, khi được xay nhuyễn và gia nhiệt sẽ tạo gel, giúp định hình cấu trúc sản phẩm, đồng thời tạo cho sản phẩm có độ dai, giòn và đàn hồi

❖ Yêu cầu của nguyên liệu Đánh giá chất lượng thịt theo tiêu chuẩn đánh giá chất lượng thịt (TCVN 7046 – 2009)

Bảng 2.2 Chỉ tiêu cảm quan thịt

Trạng thái + Bề mặt khô, sạch, không dính lông và tạp chất lạ

Thịt có độ đàn hồi tốt, khi ấn ngón tay vào không để lại dấu vết, tuỷ bám chặt vào thành ống tuỷ (nếu có) Về màu sắc, thịt không được có màu đỏ bầm, nâu đậm, xám hay tái nhạt, xanh.

+ Thịt, mỡ không nhiễm sắc tố vàng

Mùi vị + Không có mùi vị lạ

+ Không có mùi heo nọc, kháng sinh hay chất xử lý

+ Không có vị lạ như mặn, chua, chát

Vệ sinh + Bao bì kín, sạch sẽ

+ Thịt, mỡ không dính chất lạ: đất, cát, phân, dầu nhớt, dây buộc, giấy, lá cây

Bảng 2.3 Chỉ tiêu hóa lý

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

2 Phản ứng định tính hydro sulfua (H2S) âm tính

3 Hàm lượng amoniac, mg/100 g, không lớn hơn 35

Bảng 2.4 Hàm loại kim loại nặng

Tên chỉ tiêu Mức tối đa

Bảng 2.5 Chỉ tiêu vi sinh vật

Tên chỉ tiêu Mức tối đa

1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU trên gam sản phẩm 10 6

2 Coliform, CFU trên gam sản phẩm 10 2

3 E coli, CFU trên gam sản phẩm 10 2

4 Staphylococcus aureus, CFU trên gam sản phẩm 10 2

5 Clostridium perfringens, CFU trên gam sản phẩm 10 2

6 Salmonella, trong 25 g sản phẩm Không cho phép

Tên chỉ tiêu Mức tối đa

4 Nhóm Beta-agonist (gồm: Salbutanol và

Chỉ tiêu của thịt đông lạnh (TCVN 7047 – 2020)

Trạng thái bên ngoài: Khối thịt đông cứng, dính tay, bề mặt khô, gõ có tiếng vang, không có băng đá trên bề mặt nhưng có thể có một ít tuyết trên bề mặt ngoài của khối thịt; không bị rã đông

Màu sắc: màu hồng tươi đặc trưng

Mùi: không có mùi lạ

- Trạng thái sau rã đông :

Trạng thái bên ngoài: Phần thịt nạc đàn hồi, bề mặt không bị nhớt, không dính tạp chất phần mỡ mềm, định hình

Màu : hồng đậm đến đỏ tươi đặc trưng của thịt

Mùi : có mùi thơm tự nhiên, đặc trưng của khối thịt, không có vị lạ

Trong chế biến xúc xích, chúng ta tận dụng các nguồn mỡ như: mỡ lưng, mỡ đùi, mỡ nọng,… mỡ càng có tỉ lệ acid béo bão hòa cao thì khả năng tạo nhũ tương càng cao Đây là nguồn cung cấp chất béo cho xúc xích

Bảng 2.7 Chỉ tiêu hàm lượng acid béo có trong mỡ heo

Acid béo Hàm lượng mỡ (%)

Mỡ có tác dụng làm tăng độ béo, dộ dính, độ bóng, làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, giúp tận dụng nguồn nguyên liệu và làm giảm giá thành, tăng hiệu quả kinh tế

Da heo được sử dụng trong chế biến xúc xích thường là da lưng Da không quá cứng và cũng không quá mềm để tạo ra sản phẩm và có sự kết dính tốt hơn mà ít ảnh hưởng đến độ mịn của sản phẩm Da heo sử dụng để làm tăng khả năng kết dính, tăng độ dai cho xúc xích, đồng thời làm giảm giá thành, tăng hiệu quả kinh tế

Yêu cầu: da được sử dụng phải cạo sạch lông, lạng sạch mỡ, không có vết bầm, da không quá cứng và khô, không dùng da heo nái hoặc heo nọc

Đá vảy đóng vai trò quan trọng trong chế biến thực phẩm, giúp duy trì nhiệt độ thấp (dưới 12 độ C) khi xay, hỗ trợ hòa tan phụ gia, tạo cấu trúc và trạng thái cho sản phẩm Đồng thời, đá vảy cũng tăng độ ẩm và trọng lượng thành phẩm.

Bảng 2.8 Quy chuẩn nước đá (QCVN 10/2011/BYT.)

Protein đậu nành có tính năng cải thiện cấu trúc hay tạo cấu trúc trong các dạng sản phẩm khác nhau (dạng gel, nhũ tương,…), có khả năng giữ nước, liên kết các thành phần chất béo, protein…nhanh chóng nên được đưa vào trực tiếp trong quá trình tạo nhũ tương Để tạo sự cân bằng giữa nguồn protein động vật và protein thực vật, cũng như sản phẩm xúc xích tiệt trùng có giá trị dinh dưỡng cao, thì việc bổ sung protein đậu nành là thích hợp vì nó có giá thành rẻ và có các tính năng ưu việt khác

Tên chỉ tiêu Lượng mẫu Yêu cầu

1 E coli hoặc coliform chịu nhiệt

1 x 250 g Không phát hiện được trong bất kỳ mẫu nào

2 Coliform tổng số 1 x 250 g Nếu số vi khuẩn (bào tử)

1 và 2 thì tiến hành kiểm tra lần thứ hai Nếu số vi khuẩn (bào tử) >2 thì loại bỏ

5 Bào tử vi khuẩn kị khí khử sulfit

Bảng 2.9 Tiêu chuẩn protein đậu nành

Trong chế biến các sản phẩm từ thịt, tinh bột thường được dùng là tinh bột bắp Tinh bột tạo ra độ đặc, độ dẻo, độ dai, độ dính, độ xốp, độ trong… Do đó, tinh bột thường được dùng làm chất kết dính trong thực phẩm chế biến thịt Trong sản xuất xúc xích, tinh bột sẽ liên kết với gel protein làm cho xúc xích có độ đàn hồi đặc trưng, nâng cao tính ổn định của sản phẩm khi rã đông, bền nhiệt

Tiêu chuẩn tinh bột: Tinh bột được sử dụng phải có độ tinh khiết cao, màu trắng mịn, tơi

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

Vi khuẩn hiếu khí 99.7 > 99.5

Tro dẫn điện (%) < 0.07