Tóm tắt nội dung đồ ánTên đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất nước quả chanh leo gồm 2 dâychuyền: sản xuất nước chanh leo năng suất 15 tấn sản phẩm/ca và sản xuất nướcchanh leo cô đặc năng
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Hưng
Viện: Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm Chữ ký của GVHD
Trang 2ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ngành: Kỹ thuật Thực phẩm
1 Đầu đề thiết kế:Thiết kế nhà máy nước quả chanh leo gồm 2 dây chuyền sảnxuất: nước chanh leo năng suất 15 tấn sản phẩm/ca và nước chanh leo cô đặcnăng suất 10 tấn sản phẩm/ca
2 Các số liệu ban đầu:
CHƯƠNG 8 VỆ SINH – AN TOÀN LAO ĐỘNG4 Các bản vẽ:
Bản vẽ thiết kế sơ đồ dây chuyền công nghệ, tỉ lệ 1:100Bản vẽ thiết kế mặt bằng phân xưởng sản xuất chính, tỉ lệ 1:150Bản vẽ thiết kế tổng bình đồ nhà máy, tỉ lệ 1:150
Bản vẽ thiết kế sơ đồ năng lượng, tỉ lệ 1:1505 Họ tên cán bộ hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Hưng6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 30/10/20217 Ngày hoàn thành đồ án:
Ngày tháng năm 20…
i
Trang 4Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại họcBách Khoa Hà Nội nói chung, các thầy cô trong Viện công nghệ Sinh học vàcông nghệ Thực phẩm nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đạicương cũng như môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàngvà tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập.
Sau cùng, em xin kính chúc thầy cô thật dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếptục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thưc cho những thế hệmai sau!
iii
Trang 5Tóm tắt nội dung đồ án
Tên đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất nước quả chanh leo gồm 2 dâychuyền: sản xuất nước chanh leo năng suất 15 tấn sản phẩm/ca và sản xuất nướcchanh leo cô đặc năng suất 10 tấn sản phẩm/ca.
Nước chanh leo là dạng nước quả trong, chanh leo được tách ruột, bổ sungpectinase để ủ enzyme, sau đó chà, ly tâm, lọc trong rồi đưa đi phối chế, gianhiệt, rót lon và thanh trùng để thu được sản phẩm có độ Bx = 16% và hàmlượng acid 0,35%.
Nước chanh leo cô đặc là dạng nước quả được áp dụng sản xuất tương tựgiống như nước chanh leo nhưng cần trải qua quá trình cô đặc để thu được sảnphẩm có Bx = 60%.
Trong quá trình làm đồ án, em học được cách vận dụng linh hoạt cácphương thức tính toán, các công cụ hỗ trợ như word, auto cad,… cùng nhữngkiến thức thực tiễn từ đợt Thực tập tốt nghiệp để hoàn thiện được đồ án này Quátrình làm đồ án đã giúp bản thân em có cái nhìn tổng quan nhất về thiết kế mộtnhà máy thực tế, hiểu thêm về công nghệ sản xuất và giúp em có thêm hành trangvững chắc cho công việc sau này.
Sinh viên thực hiện
Ký và ghi rõ họ tên
Trang 61.2.6 Hệ thống thông tin liên lạc 8
1.2.7 Hệ thống an ninh phòng cháy chữa cháy 8
1.2.8 Nguồn nhân lực 8
1.2.9 Thị trường tiêu thụ 9
1.3 Chọn năng suất và thiết kế sản phẩm sản xuất 9
1.3.1 Thị trường sản phẩm từ chanh leo 9
1.3.2 Chọn năng suất dây chuyền và sản phẩm sản xuất 11
CHƯƠNG 2 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 12
2.1 Giới thiệu về nguyên liệu sản xuất 12
2.1.1 Nguyên liệu chính 12
2.1.2 Nguyên liệu phụ 24
2.2 Lựa chọn công đoạn chế biến 30
2.2.1 Quy trình công nghệ sản xuất nước quả 30
2.2.2 Các công đoạn chế biến chính 31
2.3 Quy trình công nghệ chế biến 58
2.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ[9] 58
2.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ các quy trình chung 60
2.3.3 Quy trình sản xuất nước chanh leo 64
2.3.4 Quy trình sản xuất nước chanh leo cô đặc 68
CHƯƠNG 3 TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 71
3.1 Kế hoạch sản xuất 71
3.2 Tính cân bằng sản phẩm nước ép chanh leo 71v
Trang 74.1 Cơ sở lựa chọn thiết bị 84
4.2 Tính chọn thiết bị phân xưởng sản xuất 84
4.2.1 Thiết bị lựa chọn phân loại 84
4.2.14 Thanh trùng (chanh leo cô đặc) 104
4.2.15 Thiết bị chiết rót (chanh leo cô đặc) 104
Trang 8CHƯƠNG 5 TÍNH NĂNG LƯỢNG 111
5.1 Tính điện sử dụng cho quá trình sản xuất 111
5.1.1 Tính điện năng sử dụng trong 1 năm dùng cho sản xuất 111
5.1.2 Tính điện năng trong 1 năm dùng cho sinh hoạt 113
5.2 Tính lượng nước tiêu thụ 114
5.2.1 Nước dùng trong sản xuất 115
5.2.2 Nước dùng trong sinh hoạt 115
5.3 Tính hơi tiêu thụ 115
5.3.1 Thiết bị ủ enzyme 116
5.3.2 Thiết bị chuẩn bị syrup (nồi 2 vỏ) 116
5.3.3 Thiết bị gia nhiệt ống lồng ống (nước chanh leo cô đặc) 117
6.1.1 Cơ sở dữ liệu cho việc thiết kế tổng mặt bằng của nhà máy 124
6.1.2 Các nguyên tác thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 124
6.1.3 Phân chia khu đất thành các phân khu 124
6.1.4 Phân luồng giao thông trên khu đất 125
6.1.5 Tiết kiệm đất, nâng cao mật độ xây dựng 125
6.1.6 Phương án dự phòng nâng cao công suất nhà máy sau này 125
6.1.7 Sắp xếp thiết bị vào mặt bằng phân xưởng 125
7.1 Chi phí trong một năm của nhà máy 135
7.1.1 Chi phí nhân công 135vii
Trang 97.1.2 Chi phí nguyên vật liệu 136
7.1.3 Chi phí nhiên liệu và năng lượng 136
7.1.4 Chi phí xử lý môi trường 136
7.1.5 Chi phí quản lý, bán hàng 137
7.2 Dự tính vốn đầu tư của nhà máy 137
7.2.1 Vốn đầu tư cố định (vốn đầu tư cho tài sản dài hạn) 137
7.2.2 Vốn đầu tư lưu động 140
7.2.3 Tổng chi phí khấu hao tài sản 140
7.5 Đánh giá dự án và thời gian hoàn vốn 143
CHƯƠNG 8 VỆ SINH – AN TOÀN LAO ĐỘNG 144
8.2.5 Phòng cháy chữa cháy 145
TÀI LIỆU THAM KHẢO 147
KẾT LUẬN 148
Trang 10DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Giá trị các sản phẩm từ chanh leo 2
Hình 1.2 Biểu đồ lượng nhập khấu trái cây mã HS 081090 của EU năm 2019 –2020 (Mã HS 081090 gồm: quả me, quả táo, quả điều tươi, vải thiều, mít, mận,quả hồng xiêm, chanh leo, khế, thành long) 3
Hình 1.3 Bản đồ các tỉnh khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ 5
Hình 1.4 Vị trí địa lý khu công nghiệp Biên Hòa 2 – Đồng Nai 6
Hình 1.5 Một số sản phẩm nước ép chanh leo trên thị trường 9
Hình 1.6 Một số sản phẩm nước chanh leo cô đặc trên thị trường 10
Hình 1.7 Một số sản phẩm mứt chanh leo 11
Hình 2.1 Thân cây chanh leo 12
Hình 2.2 Lá chanh leo 13
Hình 2.3 Hoa và quả chanh leo 13
Hình 2.4 Quả chanh leo còn xanh 14
Hình 2.5 Chanh leo vàng 16
Hình 2.6 Chanh leo tím 16
Hình 2.7 Chanh leo chuối 17
Hình 2.8 Chanh leo khổng lồ 17
Hình 2.9 Chanh leo Granadilla 18
Hình 2.10 Động thái thành phần cơ giới theo tuổi phát triển của quả chanh leo 18Hình 2.11 Công thức phân tử đường Saccharose 24
Hình 2.12 Cấu trúc hóa học của chất tạo ngọt không sinh năng lượng 26
Hình 2.13 Cấu tạo hóa học của phụ gia CMC 29
Hình 2.14 Công thức cấu tạo của β – carotene 30
Hình 2.15 Máy rửa thùng quay 31
Hình 2.16 Máy rửa kiểu sàng 32
Hình 2.17 Máy rửa băng chuyền 33
Hình 2.18 Máy rửa cánh đảo 33
Hình 2.19 Máy rửa thổi khí 34
Hình 2.20 Máy ép trục vít 36
Hình 2.21 Sơ đồ thiết bị ép thủy lực (để ép rượu vâng) 37
Hình 2.22 Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy ép dùng khí nén 37
Hình 2.23 Nguyên lý của phương pháp ly tâm 41
Hình 2.24 Máy ly tâm 3 chân 42
Hình 2.25 Máy ly tâm kiểu treo 42
Hình 2.26 Máy ly tâm đẩy bã bằng pittong 43
Hình 2.27 Máy ly tâm vít xoắn nằm ngang 44ix
Trang 11Hình 2.28 Máy ly tâm cao tốc 44
Hình 2.34 Máy lọc chân không thùng quay 47
Hình 2.35 Máy lọc chân không dạng đĩa 47
Hình 2.36 Máy lọc chân không dạng băng tải 48
Hình 2.37 Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn ở tâm 49
Hình 2.38 Thiết bị cô đặc phòng đốt treo 50
Hình 2.39 Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài 51
Hình 2.40 Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức 52
Hình 2.41 Thiết bị cô đặc màng 53
Hình 2.42 Thiết bị cô đặc vành dẫn chất lỏng 54
Hình 2.43 Thiết bị thanh trùng cao áp, kiểu nằm ngang 56
Hình 2.44 Thiết bị thanh trùng cao áp đứng 57
Hình 2.45 Thiết bị thanh trùng thủy lực Carvallo (Pháp) 57
Hình 2.46 Thiết bị thanh trùng bản mỏng 58
Hình 2.47 Thiết bị thanh trùng dạng băng tải 58
Hình 3.1 Quá trình chuẩn bị dịch syrup 74
Hình 4.1 Băng tải phân loại chanh leo 85
Hình 4.2 Hình vẽ cấu tạo băng tải con lăn 85
Hình 4.3 Thiết bị rửa trái cây dạng băng chuyền 86
Hình 4.4 Sơ đồ nguyên lý máy rửa băng tải 86
Hình 4.5 Thiết bị tách vỏ chanh leo 88
Hình 4.11 Thiết bị phối trộn dịch đường nồi 2 vỏ 94
Hình 4.12 Thiết bị gia nhiệt – phối chế 95
Hình 4.13 Thiết bị bài khí chân không 96
Hình 4.14 Thiết bị cung cấp vỏ lon tự động 98
Hình 4.15 Thiết bị rửa lon – rót lon – ghép mí 99
Hình 4.16 Sơ đồ nguyên lý thiết bị chiết rót 99
Trang 12Hình 4.17 Thiết bị thanh trùng hầm 100
Hình 4.18 Thiết bị gia nhiệt dạng ống lồng ống 101
Hình 4.19 Hệ thống cô đặc chân không nhiều nồi 103
Hình 4.20 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cô đặc nhiều nồi xuôi chiều 103
Hình 4.21 Thiết bị thanh trùng ống lồng ống 104
Hình 4.22 Thiết bị rót 105
xi
Trang 13DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Thành phần cấu tạo (%) quả chanh leo ở thời điểm 9,5 tuần tuổi 18
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của vỏ quả chanh leo (g/100g) 19
Bảng 2.3 Thành phần các loại protein (%) có trong vỏ quả chanh leo 19
Bảng 2.4 Thành phần đường (%) của hai loại chanh leo 19
Bảng 2.5 Khoảng pH và hàm lượng acid tổng của hai loại chanh leo 20
Bảng 2.6 Thành phần acid của hai loại chanh leo 20
Bảng 2.7 Tỷ lệ đường: acid ở cả hai loại chanh leo 20
Bảng 2.8 Thành phần hóa học của hạt chanh leo (g/100g) 21
Bảng 2.9 Chanh leo (Passiflora edulis), Tươi, Giá trị dinh dưỡng trên 100 g.(Nguồn: Cơ sở dữ liệu dinh dưỡng quốc gia USDA) 22
Bảng 2.10 Sự phụ thuộc độ hòa tan của đường saccharose vào nhiệt độ 24
Bảng 2.11 Nhiệt độ sôi của đường Saccharose phụ thuộc vào nồng độ saccharoseở áp suất thường 24
Bảng 2.12 Các chỉ tiêu cảm quan của đường (theo TCVN 6958:2001) 25
Bảng 2.13 Các chỉ tiêu hóa – lý của đường (theo TCVN 6958:2001) 25
Bảng 2.14 Chỉ tiêu vi sinh (trong 1g sản phẩm) 25
Bảng 2.15 Chỉ tiêu nước trong sản xuất đồ hộp 26
Bảng 2.16 Chỉ tiêu lí – hóa của β – carotene (TCVN 9957: 2013) 30
Bảng 2.17 Các phương pháp rửa nguyên liệu 31
Bảng 2.18 Các phương pháp làm nhỏ nguyên liệu 34
Bảng 2.19 Phương pháp phân chia nguyên liệu 36
Bảng 2.20 Các phương pháp gia nhiệt 38
Bảng 2.21 Các thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp 39
Bảng 2.22 Các thiết bị ly tâm 41
Bảng 2.23 Các thiết bị lọc 45
Bảng 2.24 Các thiết bị cô đặc 49
Bảng 2.25 Phương pháp thanh trùng nhiệt 55
Bảng 2.26 Thiết bị thanh trùng nhiệt 56
Bảng 2.27 Chỉ tiêu của dịch chanh leo 61
Bảng 2.28 Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm nước chanh leo (TCVN 1549:1994về đồ hộp nước quả) 68
Bảng 2.29 Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm nước chanh leo (TCVN4041: 1985 vềđồ hộp nước quả) 68
Bảng 3.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu 71
Bảng 3.2 Biểu đồ sản xuất 71
Bảng 3.3 Tính chất nguyên liệu để sản xuất nước ép chanh leo 71
Bảng 3.4 Yêu cầu sản phẩm nước chanh leo 72
Trang 14Bảng 3.5 Tỷ lệ hao phí qua các công đoạn 72
Bảng 3.6 Tổn thất dịch qua các công đoạn 73
Bảng 3.7 Bảng cân bằng sản phẩm và tiêu hao qua các công đoạn sản xuất 78
Bảng 3.8 Bảng tổng hợp nguyên – vật liệu trong sản xuất 79
Bảng 3.9 Yêu cần sản phẩm nước chanh leo cô đặc 80
Bảng 3.10 Tỷ lệ hao phí qua các công đoạn 80
Bảng 3.11 Bảng cân bằng sản phẩm và tiêu hao qua các công đoạn sản xuất 81
Bảng 4.1 Năng suất các công đoạn của dây chuyền sản xuất 84
Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật của băng tải con lăn 85
Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật của thiết bị rửa 87
Bảng 4.4 Thông số kỹ thuật thiết bị tách ruột quả chanh leo 88
Bảng 4.5 Thông số kỹ thuật của tank chứa 89
Bảng 4.6 Thông số kỹ thuật của thiết bị ủ enzyme 89
Bảng 4.7 Thông số kỹ thuật của máy chà cánh đập 91
Bảng 4.8 Thông số lỹ thuật của thiết bị ly tâm 92
Bảng 4.9 Thông số kỹ thuật thiết bị lọc dịch đường 92
Bảng 4.10 Thông số thiết bị chuẩn bị dịch đường 93
Bảng 4.11 Thông số kỹ thuật của thiết bị lọc khung bản 94
Bảng 4.12 Thông số kỹ thuật thiết bị phối trộn – gia nhiệt 95
Bảng 4.13 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí chân không 96
Bảng 4.14 Thông số kỹ thuật của tank chứa 97
Bảng 4.15 Thông số kỹ thuật thiết bị cung cấp lon nhôm từ pallet 97
Bảng 4.16 Thông số kỹ thuật thiết bị rửa lon – rót lon – ghép mí 98
Bảng 4.17 Thông số kỹ thuật thiết bị thanh trùng hầm dạng băng tải 100
Bảng 4.18 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt ống lồng ống 101
Bảng 4.19 Thông số kỹ thuật của tank chứa 102
Bảng 4.20 Thiết bị cô đặc chân không 3 nồi 102
Bảng 4.21 Thông số kỹ thuật thiết bị thanh trùng dạng ống lồng ống 104
Bảng 4.22 Tank chứa dịch 104
Bảng 4.23 Thông số kỹ thuật của thiết bị chiết rót 105
Bảng 4.24 Tổng hợp thiết bị cho dây chuyền sản xuất nước chanh leo và nướcchanh leo cô đặc 105
Bảng 4.25 Thông số của cân đồng hồ 107
Bảng 4.26 Thông số của cân công nghiệp 107
Bảng 4.27 Thông số kỹ thuật của xe đẩy 108
Bảng 4.28 Thông số kỹ thuật của xe nâng điện 108
Bảng 4.29 Thông số giỏ đựng 108xiii
Trang 15Bảng 4.30 Thông số kỹ thuật bơm cánh khế 109
Bảng 4.31 Tổng kết bảng các thiết bị phụ 110
Bảng 5.1 Công suất điện lực sử dụng trong 1 giờ của dây chuyền sản xuất 111
Bảng 5.2 Các hạng mục công trình trong nhà máy 113
Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật của nồi hơi 118
Bảng 5.4 Bảng số liệu hệ số sử dụng diện tích 119
Bảng 5.5 Bảng so sánh PU và EPS 119
Bảng 6.1 Kích thước phân xưởng sản xuất chính 127
Bảng 6.2 Kích thước kho nguyên liệu chính 128
Bảng 6.3 Kích thước kho nguyên liệu phụ 128
Bảng 6.4 Kích thước kho bảo ôn chứa thành phẩm nước chanh leo 129
Bảng 6.5 Kích thước kho bảo ôn chứa thành phẩm nước chanh leo cô đặc 129
Bảng 6.6 Kích thước kho chứa bao bì 130
Bảng 6.7 Kích thước phân xưởng cơ khí 130
Bảng 6.8 Kích thước phân xưởng lò hơi 130
Bảng 6.9 Kích thước trạm biến áp, máy phát điện 130
Bảng 6.10 Kích thước trạm xử lý nước thải 131
Bảng 7.1 Chi phí nhân công trên 1 tháng 135
Bảng 7.2 Chi phí nhiên liệu và năng lượng 136
Bảng 7.3 Vốn đầu tư cho các hạng mục công trình 137
Bảng 7.4 Chi phí đầu tư thiết bị, máy móc 138
Bảng 7.5 Bảng chi phí sản xuất sản phẩm 141
Bảng 7.6 Doanh thu của sản phẩm 1 năm 142
Bảng 7.7 Bảng lợi nhuận của các sản phẩm 142
Trang 16CHƯƠNG 1 LẬP LUẬT KINH TẾ - KỸ THUẬT1.1 Lập luận kinh tế
1.1.1Tình hình trên thế giới
Chanh leo là một loại trái cây nhiệt đới và được tìm thấy ở các nước nhưBrazil, Ecuador, Peru và Columbia Chanh leo giải quyết mối quan tâm củangười tiêu dùng đối với đồ uống lành mạnh và lạ miệng Nước chanh leo đượcbán cho các nhà sản xuất nước trái cây và các nhà chế biến khác dưới dạng nướcép vô trùng (14-16 brix) hoặc cô đặc đông lạnh (50 brix).
Sản phẩm từ chanh leo chủ yếu được sử dụng để pha chế chanh leo và đồuống trái cây hỗn hợp, thức ăn cho trẻ em và cũng đang phát triển phổ biến trongngành công nghiệp sữa, với sự ra đời của sữa chua trái cây và kem Nhu cầu vềcác loại trái cây xay nhuyễn bao gồm cả chanh leo ở Tây Âu đã tăng trưởng đángkể.[1]
1.1.1.1 Sản lượng chanh leo
Brazil là nhà sản xuất và tiêu thụ chanh leo tươi và chế biến lớn nhất thếgiới, riêng Brazil đã chiếm hơn 50% tổng sản lượng thế giới Tiêu thụ trong nướcđối với sản phẩm xay nhuyễn làm từ chanh leo và việc sử dụng chanh leo trongđồ uống đã tăng đáng kể trong năm năm qua Mặc dù Brazil là nhà sản xuất lớnnhất, về thương mại, xuất khẩu của Brazil rất hạn chế Xuất khẩu chanh leonhuyễn chủ yếu tập trung ở Ecuador, Columbia và Peru.[1]
Brazil đã sản xuất khoảng 593,4 nghìn tấn chanh leo trong năm 2019, giảmso với năm trước, khi sản lượng được báo cáo là gần 603 nghìn tấn Con số nàylà sản lượng chanh leo thấp thứ hai trong cả nước trong giai đoạn 2013-2019.
Peru là nước xuất khẩu chanh leo hàng đầu trên thế giới Năm 2020, nướcnày ghi nhận mức tăng sản xuất hơn 24% và xuất khẩu đạt 42,2 triệu USD.Nguồn cung của Peru chủ yếu được xuất khẩu dưới dạng nước ép cô đặc Giá tạiLima thậm chí còn đạt + 26,48% YoY Mặc dù giá thấp vào đầu năm cho đếntháng 7, nhưng giá trị của nó bắt đầu tăng lên khi bước sang tháng 9 Trong tuầnđầu tiên của tháng, nó đã đạt 0,41 USD/kg.
Về tiêu thụ, thị trường chính của sản phẩm chanh leo là Bắc Mỹ (Mỹ vàCanada), Châu Âu (Hà Lan, Đức và Anh), Nam Mỹ (Brazil, Chile, Argentina),Australia và một số nước Châu Á, Trung Đông (Nhật Bản, Đài Loan, Hàn Quốc,Bahrain, Ả Rập Saudi và Kuwait).
Từ 2015 - 2018, sản lượng và trị giá xuất khẩu chanh leo của Việt Nam đãtăng hơn 300%, tương ứng từ 95 nghìn tấn quả tươi/năm (2015) lên 300 nghìntấn quả tươi (2018) và trị giá từ 19,6 triệu USD lên 66,2 triệu USD, đưa ViệtNam vào "top" 10 quốc gia xuất khẩu chanh leo lớn nhất trên thế giới, sau Brazil,Peru, Ecuador, …Vì vậy, việc xuất khẩu chanh leo và các sản phẩm từ chanh leocó ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế nước nhà.
Trang 171.1.1.2 Sản phẩm từ chanh leo
Nước chanh leo cô đặc và nước ép chanh leo được chế biến từ chanh leochín để giữ hương vị và màu sắc đặc trưng của cả trái Sản phẩm chế biến từchanh leo có thời hạn sử dụng dài hơn và thuận hơn cho người tiêu dùng khôngcó điều kiện tiếp cận với chanh leo tươi.
Thị trường nước chanh leo cô đặc toàn cầu đạt giá trị 464,57 triệu USD vàonăm 2019 và dự kiến đạt 668,83 triệu USD vào năm 2027; dự kiến sẽ tăng trưởngvới tốc độ là 4,7% từ năm 2020 đến năm 2027.
Sản phẩm nước ép chanh leo có xu hướng tăng đều từ năm 2007 – 2017.Đại dịch Covid 19 bùng phát vào 12/2019 đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến sựphát triển kinh tế xã hội toàn cầu trong đó có ngành F&B Do việc cản trở giaothông dẫn đến đình trệ ngành xuất – nhập khẩu vì vậy nông sản là mặt hàng bị ứđọng và chịu tổn thất nặng nề Ngoài ra, trước diễn biến phức tạp của đại dịch thìcon người càng quan tâm đến sức khỏe, có xu hướng tiêu dùng các sản phẩm bổtrợ, tăng cường sức đề kháng Dựa vào các nguyên nhân này, việc chế biến nôngsản trở thành các sản phẩm có thời hạn sử dụng lâu dài, giữ được chất dinhdưỡng đang là xu hướng hiện tại và trong tương lai.[1]
Hình 1.1 Giá trị các sản phẩm từ chanh leo
1.1.2Tình hình Việt Nam
Hiện nay, đẩy mạnh hội nhập, đưa hàng Việt nam xuất khẩu ra nước ngoàilà mục tiêu chung của cả nước, trong đó, mặt hàng được đánh giá rất cao đóchính là chanh leo Trong 5 năm qua, Việt Nam đã nổi lên như một quốc gia sảnxuất và xuất khẩu chanh leo hàng đầu khu vực do điều kiện tự nhiên thuận lợicho sản xuất và nhu cầu gia tăng về chanh leo và các sản phẩm chế biến từ chanhleo trên thị trường quốc tế, đặc biệt là các thị trường cao cấp Do đó, tiềm năngxuất khẩu chanh leo của Việt Nam còn rất lớn Hiện nay, cây chanh leo đã có mặtở 36/63 tỉnh thành trong cả nước; trong đó có 5 tỉnh sản xuất lớn nhất, gồm Gia
Trang 18Lai, Sơn La, Đắk Nông, Lâm Đồng và Đắk Lắk với diện tích trên 1000 ha/tỉnh(tổng cộng 9060 ha, chiếm hơn 86,3% chanh leo cả nước).
Tổng diện tích chanh leo cả nước năm 2019 đạt khoảng 10,5 nghìn ha.Tổng sản lượng (quả tươi) ước đạt 222,3 nghìn tấn, có vị trí thứ 17 trong số cácloài cây ăn quả có quy mô diện tích sản xuất lớn trên 10 nghìn ha ở nước ta.Năng suất chanh leo bình quân cả nước đạt 20,32 tấn/ha (Tây Nguyên đạt 26,1tấn/ha, Lâm Đồng 70 - 100 tấn/ha).
Số liệu từ Cục xuất nhập khẩu, Bộ Công Thương ước tính, xuất khẩuhàng rau quả trong tháng 10/2019 đạt 250 triệu USD, giảm hơn 8% so vớitháng trước và giảm 14,2% so với cùng7kì7năm 2018 Lũy kế từ đầu nămđến hết tháng 10/2019, xuất khẩu hàng rau quả ước đạt 3,067tỉ7USD, giảm6% so với 10 tháng đầu7năm 2018.
Hình 1.2 Biểu đồ lượng nhập khấu trái cây mã HS 081090 của EU năm 2019 – 2020.(Mã HS 081090 gồm: quả me, quả táo, quả điều tươi, vải thiều, mít, mận, quả hồng
xiêm, chanh leo, khế, thành long).
Theo báo cáo từ Cục Xuất nhập khẩu (Bộ Công Thương), xuất khẩu hàngrau quả tháng 8/2020 đạt 276 triệu USD, tăng 24,1% so với tháng 7/2020 và tăng2,7% so với tháng 8/2019 Trong 8 tháng đầu năm 2020, trị giá xuất khẩu hàngrau quả đạt 2,25 tỷ USD, giảm 11,5% so với cùng kỳ năm 2019 Có thể thấyrằng, do ảnh hưởng của dịch bệnh Covid – 19 dẫn đến ngành xuất khẩu các sảnphẩm nông sản đã bị ảnh hưởng trong nửa đầu năm 2020.
Nhưng đáng chú ý, sản phẩm chế biến là mặt hàng xuất khẩu lớn thứhai trong cơ cấu mặt hàng rau quả xuất khẩu và có trị giá xuất khẩu tăngmạnh trong 9 tháng đầu năm 2019.7Trong đó, chanh leo chế biến là mặthàng xuất khẩu chiếm tỉ trọng cao và có tốc độ tăng trưởng mạnh nhất,đạt 57,5 triệu USD, tăng 148,6% so với cùng kì năm 2018 Năm 2019, cácsản phẩm chế biến từ chanh leo là mặt hàng nông sản xuất khẩu chiếm tỷtrọng cao (trên 65% tổng giá trị chanh leo xuất khẩu) và có tốc độ tăngtrưởng mạnh nhất trong các loại trái cây (tăng hơn 50% so với 2018) Sáutháng đầu năm 2020, xuất khẩu chanh leo đạt 18,4 triệu, tăng 41% so vớicùng kỳ 2019
3
Trang 19Chanh leo chế biến xuất khẩu chủ yếu tới một số thị trường chínhnhư: Trung Quốc, Hà Lan, Mỹ, Đài Loan…7Trên thị trường thế giới hiện nay,chanh leo là một trong những loại trái cây có nhu cầu cao Đối với chanhleo tươi có nhu cầu lên đến trăm nghìn tấn quả/năm, với nước ép chanhleo cô đặc khoảng trên 30.000 tấn/năm Về thị trường cho quả chanh leo,EU là nơi có lượng tiêu thụ lớn nhất, Cục Xuất nhập khẩu cho biết, hết 7tháng đầu năm 2020, thị trường EU đã chiếm gần 50% giá trị kim ngạchxuất khẩu mặt hàng chanh leo của Việt Nam đi các nước Con số nàyminh chứng cho khả năng xuất khẩu lâu dài chanh leo nói riêng và mặthàng hoa quả Việt Nam sang EU nhờ Hiệp định EVFTA.
1.2 Lập luận kỹ thuật
Điểm hạn chế của nhiều nhà máy sản xuất chế biến rau quả là khó khăn vềnguồn nguyên liệu Nguồn nguyên liệu không đủ đáp ứng cho sản xuất vì trởngại vận chuyển, chi phí bảo quản cao Vì thế việc xây dựng nhà máy chế biếnnhất thiết phải chú trọng gần nguồn nguyên liệu, hoạc giao thông thuận tiện choviệc chuyên chở, đáp ứng đầy đủ nguồn nguyên liệu cho sản xuất và tiêu thụ sảnphẩm.
Các nguyên tắc lựa chon địa điểm xây dựng nhà máy:Gần vùng nguyên liệu
Gần nguồn cung cấp năng lượng (than, điện, xăng, dầu …)Gần nguồn nước
Gần nguồn cung cấp nhân lựcGần nơi tiêu thụ sản phẩmGiao thông thuận tiện
Phù hợp với quy hoạch phát triển chung của quốc gia.
Vùng nguyên liệu: theo như phần lập luận kinh tế thì nguồn nguyên liệuchanh leo hiện tại được canh tác chủ yếu ở khu vực miền núi phía Bắc và khuvực các tỉnh Tây Nguyên vì có thổ nhưỡng và khí hậu phù hợp với đặc tính sinhhọc của cây chanh leo
Trang 20Hình 1.3 Bản đồ các tỉnh khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ
Trong các tỉnh giáp ranh với khu vực Tây Nguyên thì tỉnh Đồng Nai là địaphương có nhiều khu công nghiệp nhất cả nước, là một tỉnh nằm trong vùng pháttriển kinh tế trọng điểm của cả nước Phía Đông giáp với tỉnh Bình Thuận, ĐôngBắc tiếp giáp với tỉnh Lâm Đồng, Tây Bắc giáp với Bình Dương và Bình Phước,phía Nam tiếp giáp với tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu và đặc biệt phía Tây tiếp giáp vớiThành phố Hồ Chí Minh.
Như đã phân tích ở trên Đồng Nai có nhiều lợi thế về giao thông thuận tiệnvà gần các thị trường tiêu thụ lớn cho các loại nước giải khát do đặc thù khí hậu.Vậy nên em quyết định chọn địa điểm xây dựng nhà máy chế biến rau quả ở khucông nghiệp Biên Hòa 2 – đây là một trong những khu công nghiệp hình thànhsớm và có ảnh hưởng lớn đến kinh tế, khả năng thu hút của tỉnh Đồng Nai, giữ vịtrí địa lý chiến lược, nó mang tới cho các doanh nghiệp những thuận lợi trongviệc giao thương, mua bán.
1.2.1Vị trí đặt nhà máy
5
Trang 21Hình 1.4 Vị trí địa lý khu công nghiệp Biên Hòa 2 – Đồng Nai
Khu công nghiệp tập trung Biên Hòa 2 được xây dựng tại phường LongBình Tân, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai Đây được xem là đầu mối giaothông của khu vực tứ giác kinh tế gồm Đồng nai – Bình Dương – Vũng Tàu –TP HCM.
Địa điểm xây dựng dự án nằm ở phía Nam của thành phố Biên Hòa, cạnhbên con sông Đồng Nai và có mặt tiếp giáp chiến lược như:
Phía Đông giáp phường Long Bình, Phước Tân.
Phía Tây giáp với thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương qua consông Đồng Nai.
Phía Nam giáp với phường An Hòa và xã Long Hưng.Phía Bắc giáp với phường An Bình.
Từ khu công nghiệp, cư dân có thể di chuyển theo quốc lộ 1A, quốc lộ 51hoặc tuyến đường cao tốc liên tỉnh để đến được các trung tâm kinh tế sau:
Trung tâm thành phố Hồ Chí Minh: 25kmTrung tâm thành phố Vũng Tàu: 20kmSân bay quốc tế Long Thành: 25kmSân bay quốc tế Tân Sơn Nhất: 35kmCảng Đồng Nai: 2km
Cảng Cát Lái: 26kmCảng Phú Mỹ: 49kmCảng Cái Mép: 53kmGa Sài Gòn: 28km
Trang 22Tổng diện tích khu công nghiệp là: 365 ha.
1.2.2Giao thông vận tải
Đường nội khu: Hệ thống đường nội khu tại Biên Hòa 2 được xây dựng kéodài trên 4.000m Mặt đường trải nhựa nóng bê tông có trồng cây xanh tạo cảnhquan hai bên Tùy vào tuyến đường chính hay tuyến đường nhánh mà lộ giới códiện tích như sau:
Tuyến đường chính: Được xây dựng lộ giới rộng từ 20m đến 30m cóbốn làn đường phân cách.
Tuyến đường nhánh: Được xây dựng lộ giới rộng dưới 20m, có hailàn đường phân cách
Đường ngoại khu:
Quốc lộ 1 A: Nối KCN Biên Hòa 2 với Vũng Tàu, Bình Dương,TP.HCM và các tỉnh miền Đông.
Quốc lộ 51: Nối KCN quy mô với Long Thành và Bà Rịa – VũngTàu.
Đường cao tốc Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây: nối KCNvới trung tâm TP.HCM và các tỉnh đi qua.
Đường thủy: Nằm gần cảng Đồng Nai, Cát Lái, Cái Mép và Phú Mỹ Đâyđều là các thương cảng lớn chuyên tiếp nhận tàu thuyền có tải trọng lên đến hàngchục tấn.
Đường hàng không: Nằm gần sân bay Long Thành và sân bay Tân SơnNhất Nơi vận tải hàng hóa và con người bằng các chuyên cơ từ nhẹ đến nặng.
Đường sắt: Biên Hòa 2 nằm cách ga Sài Gòn chỉ tầm 28km Nơi đây cócác chuyến tàu chạy dọc Bắc Nam.
Nhà máy điện dự phòng bên trong khu công nghiệp: Công trình cung cấpđiện được xây dựng bên trong Biên Hòa 2 cũng có nguồn điện áp 110V/22KV.Nhưng công suất hoạt động của nhà máy nhỏ hơn trạm biến áp quốc gia và đạtkhoảng 40MVA.
1.2.5Hệ thống xử lý nước thải
Tại khu sản xuất tập trung Biên Hòa 2 có nhà máy xử lý nước thải hoạtđộng với công suất trung bình 4.000m3/ngày Vào thời kỳ cao điểm, lượng nước7
Trang 23thải được nhà máy xử lý có thể lên đến 8.000m3/ngày theo đúng tiêu chuẩnQCVN 40:2011/BTNMT.
1.2.6Hệ thống thông tin liên lạc
Toàn khu được xây dựng hoàn chỉnh hệ thống hành lang kỹ thuật để phụcvụ cho quá trình lắp đặt các dịch vụ viễn thông như ADSL Theo đó, khu chếxuất được trang bị hệ thống thông tin liên lạc đồng bộ và thông suốt với nhiềuhình thức khác nhau là:
Thuê bao số: Hỗ trợ liên lạc qua số thuê bao nội địa và quốc tế.Trong khu công nghiệp có tổng cộng trên 4000 đường dây kết nốiloại này.
Data và Internet: Hỗ trợ doanh nghiệp liên lạc với đối tác và kháchhàng bằng Email, Fax và các ứng dụng mạng xã hội thịnh hành nhưZalo, Facebook, Viber, Skype.
1.2.7Hệ thống an ninh phòng cháy chữa cháy
Hệ thống phòng cháy chữa cháy:
Còi báo cháy nổ: Tại mỗi một phân khu sản xuất đều được lắp đặtcòi báo cháy nổ và đường dẫn nước dập lửa
Xe cứu hỏa: Chủ đầu tư khu công nghiệp Biên Hòa 2 trang bị hẳndòng xe chữa cháy chuyên dụng để phục vụ cho các trường hợp khẩncấp.
Trụ nước chữa cháy: Dọc các tuyến đường được trang bị hệ thốngtrụ nước hỗ trợ xe cứu hỏa chuyên dụng làm việc hiệu quả.
1.2.8Nguồn nhân lực
Lợi thế lớn nhất của Đồng Nai là có lực lượng lao động dồi dào và cơ cấulao động trẻ Số người trong độ tuổi lao động chiếm trên 65% trong tổng dân sốcủa tỉnh Tỷ lệ lao động khu vực nông, lâm nghiệp và thủy sản là 22,6%; khu vựccông nghiệp và xây dựng 43,7%; khu vực dịch vụ là 33,7% Chất lượng lao độngcũng đã từng bước được nâng lên, tỷ lệ lao động qua đào tạo tăng từ 45% lên78% trong vòng 10 năm trở lại đây, trong đó lao động qua đào tạo nghề đạt59,09%; góp phần đáp ứng được yêu cầu của doanh nghiệp và thị trường laođộng
Hiện tại, trên địa bàn tỉnh Đồng Nai có 60 cơ sở giáo dục nghề nghiệp; baogồm: 12 Trường Cao đẳng, 5 Trường Trung cấp, 23 Trung tâm Giáo dục nghềnghiệp và 20 cơ sở khác có đăng ký hoạt động giáo dục nghề nghiệp Các trường
Trang 24Cao đẳng đều được Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội kiểm định chất lượngđào tạo nghề và công nhận đạt cấp độ 3.
Dựa vào những thuận lợi mà tỉnh Đồng Nai hiện đang có về: nguồnnguyên liệu, vị trí địa lý, nguồn nhân lực… thì việc “Thiết kế nhà máysản xuất nước quả chanh leo” là hoàn toàn khả thi.
1.3 Chọn năng suất và thiết kế sản phẩm sản xuất1.3.1Thị trường sản phẩm từ chanh leo
1.3.1.1 Nước ép chanh leo (dây)
Nước ép chanh leo (dạng trong) là dạng nước quả trong không còn các phầntử cặn không tan Nước quả trong được ép hoạc trích ly từ quả, sau đó được làmtrong bằng các phương pháp khác nhau, nhằm loại bỏ tất cả các phần tử tạo đục,dù nhỏ nhất, thậm chí loại bỏ cả hệ keo.
Ưu điểm: Sản phẩm nước ép chanh leo (dạng trong) vẫn giữ được các chấtdinh dưỡng cần thiết và hương vị thơm ngon tự nhiên từ quả chanh leo Sảnphẩm đã qua quá trình lọc loại bỏ các thành phần thịt quả không tan, đảm bảokhông bị phân lớp trong quá trình bảo quản, kéo dài thời gian bảo quản, nâng caogiá trị cảm quan cho sản phẩm.
Nhược điểm: do có quá trình lọc nên sản phẩm nước chanh leo bị tổn thấtmột phần chất dinh dưỡng và chất màu.
9
Trang 25Hình 1.5 Một số sản phẩm nước ép chanh leo trên thị trường
1.3.1.2 Nước chanh leo cô đặc
Nước chanh leo cô đặc là dạng nước quả thu được trực tiếp bằng phươngpháp chiết bằng biện pháp vật lý, đã loại bỏ một lượng nước vừa đủ bằng cácphương pháp vật lý nhằm tăng độ Brix đến giá trị ít nhất là 50% cao hơn giá trịBrix đã được thiết lập đối với nước quả hoàn nguyên từ cùng một loại quả Trongquá trình sản xuất nước quả cô đặc, sử dụng biện pháp thích hợp và có thể kếthợp đồng thời với khuếch tán tế bào hoặc thịt quả bằng nước miễn là các chất rắncủa quả có thể chiết được bằng nước được cho vào nước quả ban đầu trước khitiến hành cô đặc.
Ưu điểm: nước chanh leo cô đặc có hàm lượng chất khô cao hơn so với loạinước ép, sản phẩm có thể ứng dụng trong các ngành chế biến khác.
Nhược điểm: quy trình chế biến phức tạp.
Trang 26Hình 1.6 Một số sản phẩm nước chanh leo cô đặc trên thị trường
Hiê ™n tại, sản lượng chanh leo tím cô đặc của Việt Nam chiếm 10% thịtrường thế giới (khoảng 3.000 tấn/năm), trong đó riêng Nafoods đã giữ 7-8%.
1.3.1.3 Mứt chanh leo
Sản phẩm có độ đặc thích hợp, được chế biến từ nguyên quả, miếng quả,thịt quả hoặc pure quả chưa cô đặc hoặc đã cô đặc và/hoặc từ một hoặc nhiều loạiquả, trộn lẫn với các thành phần tạo ngọt có hoặc không bổ sung nước.
Hình 1.7 Một số sản phẩm mứt chanh leo
11
Trang 271.3.1.4 Một số sản phẩm khác
Ngoài ra từ chanh leo cũng có thể tạo ra các sản phẩm khác như bột chanhleo, nectar chanh leo…
1.3.2Chọn năng suất dây chuyền và sản phẩm sản xuất
Các sản phẩm từ chanh leo đều mang giá trị dinh dưỡng cao đặc biệt là sảnphẩm nước chanh leo và nước chanh leo cô đặc Đây là 2 loại sản phẩm phổ biếnvà chiếm thị phần xuất khẩu lớn Hơn nữa, thị trường nước quả là một thị trườngđầy tiềm năng cả trong nước và xuất khẩu Vì vậy, em lựa chọn Thiết kế nhà máysản xuất nước quả chanh leo với 2 dây chuyền sản xuất:
Sản xuất nước chanh leo năng suất 15 tấn sản phẩm/caSản xuất nước chanh leo cô đặc năng suất 10 tấn sản phẩm/ca.Nước chanh leo là dạng nước quả trong: với chanh leo được tách bỏ bỏruột, bổ sung pectinase để ủ enzyme, sau đó chà, ly tâm, lọc trong rồi đưa đi phốichế, gia nhiệt, rót lon và thành trùng để thu được sản phẩm có độ Bx = 16% vàhàm lượng axit 0,35% Sản phẩm được thiết kết đóng lon nhôm dung tích 330ml.Nước chanh leo cô đặc là dạng nước quả được áp dụng sản xuất tương tựgiống như nước chanh leo nhưng cần trải qua quá trình cô đặc để thu được sảnphẩm có Bx = 60% Sản phẩm được thiết kế đóng thùng dung tích 30L.
Trang 28CHƯƠNG 2 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ2.1 Giới thiệu về nguyên liệu sản xuất
2.1.1Nguyên liệu chính
2.1.1.1 Nguồn gốc và đặc điểma Nguồn gốc
Hoa lạc tiên hay dây leo chanh leo (Passiflora spp) bao gồm một loạt cácloài dây leo mọc hoang dại ở các vùng cận nhiệt đới của Châu Mỹ Có hơn 460loài thuộc chi Passiflora Trong số đó, nổi bật là chanh leo (Passiflora edulis),đúng như tên gọi, nó chủ yếu được dùng làm quả ăn được Có nguồn gốc từ vùngAmazon của Brazil, nó được trồng ở nhiều nơi trên thế giới có khí hậu nhiệt đớihoặc cận nhiệt đới.[2]
Từ Passiflora edulis tạo ra một loạt các giống, được công nhận nhiều nhấtlà:
- Chanh leo vàng (Passiflora edulis f Flavicarpa): cần được trồng ởnhững vùng nhiệt đới có nhiệt độ cao và ổn định Nó có khả năngkháng bệnh tốt hơn và cho năng suất cao hơn nhiều so với các giốngkhác Nó được trồng chủ yếu ở Nam Mỹ, Hawaii và Úc.
- Chanh leo tím (Passiflora edulis f Edulis): phát triển tốt ở vùng ônđới Nó thường được trồng ở các vùng khác ngoài Châu Phi và Ấn Độ.Ở Việt Nam, đầu tiên chanh leo được xuất hiện ở miền Bắc vào thập niên90 và sau đó vào Đồng bằng Sông Cửu Long Chanh leo vào Việt Nam có haigiống, phân biệt theo xuất xứ và màu vỏ:
- Giống vỏ vàng: có nguồn gốc từ Sirilanca, Hawaii.- Giống vỏ tím: có nguồn gốc từ Australia, Đài Loan.
b Đặc điểm
Thân chanh leo: cây chanh leo thuộc loại thân bò và tốc độ phát triển rấtnhanh Thân cây có màu xanh lá cây, có thể trơn hoặc có lông tơ bên trên vỏ cây.Cây chanh leo phát triển rất nhiều tua, và có thể dài tới 15m.
Hình 2.8 Thân cây chanh leo
13
Trang 29Lá chanh leo: kích thước của lá chanh leo thường có chiều dài khoảng 15cm, với cuống lá dài 2-5cm Lá có hình chân vịt với thùy mọc so le, viền lá cócác răng cửa nhỏ và tròn phía đầu.
6-Hình 2.9 Lá chanh leo
Hoa chanh leo là hoa đơn, mọc từ nách lá, hoa đẹp và thơm, có đườngkính 7.5-10 cm với cuống dài 2-5cm Hoa của cây chanh leo (chanh leo) có nămcánh màu trắng ánh tím tía, tạo ra một bông hoa màu trắng xen tím Mỗi hoamang 5 nhị đực với 5 chỉ dính nhau thành ống ở đáy và tách rời ở phần mang baophấn Hoa được thụ phấn nhờ một số loài côn trùng như ong nghệ sẽ đậu trái,nhưng nếu cây tự thụ phấn thì không có quả.
Hình 2.10 Hoa và quả chanh leo
Quả chanh leo: quả có hình dạng giống như quả trứng gà hoặc to hơn,nhiều giống chanh leo có hình bầu dục, hình cầu Khi quả xanh có màu xanh lụcvà khi chín thì có màu vàng hoặc tím đậm Bên trong quả chanh leo có dung dịchnhầy màu vàng xung quanh hạt Khi ăn quả chanh leo có hương vị thơm, ngọtngào, rất ngon.
Trang 30nhỏ các loại rau quả tương đối cứng Đặc điểm củamáy là số vòng quay của trục nghiền rất lớn.
- Máy nghiền 2 trục: Trong sản xuất, để nghiền các loại quả mềm hơn như cà chua, dứa… lực nghiền không lớn lắm, người ta thường dùng phổ biến loại máy nghiền 2 trục, có 2 kiểu: Máy nghiền dao cong và máy nghiền trục (máy nghiền trục đinh).
phần tử của sản phẩm có kích thước rất nhỏ, giảm từ 265μmđến vài chục μm) nhằm tăng độ mịn của sản phẩm, làm chosản phẩm không bị phân lớp
Máy đồng hóa: nguyên tắc làm việc của máy là dùng áp lựccao, đẩy sản phẩm đi qua các khe hở rất nhỏ (áp suất của sảnphẩm vào khoảng 150kg/cm2 và khi ra khỏi khe nhỏ chỉ cònkhoảng 2 – 3kg/cm2) Khi thay đổi áp suất một cách đột ngộtvà tốc độ tăng lên nhiều, làm cho sản phẩm bị phân nhỏ ra.Kích thước của khe hở có thể điều chỉnh được từ 0,1 – 0,15mm Tốc độ chuyển động của sản phẩm qua khe hở: 150 – 200m/s.
Chanh leo gồm 3 bộ phận là vỏ, thịt quả, và hạt nên sau khi qua công đoạn
rửa có thể đưa đến bộ phận phân chia nguyên liệu mà không cần công đoạn
nghiền xé.
2.2.2.3 Xử lý enzyme
Chế phẩm enzyme thường được sử dụng trong công nghệ chế biến rau quảlà Enzyme Pectinase Ultr SPL sẽ có tác dụng phá vỡ các mô quả bằng cách thủyphân protopectin thành pectin hòa tan Quá trình này làm giảm độ bền cơ học củamàng tế bào, dịch quả sẽ được giải phóng ra khỏi chế bào dễ dàng hơn và hiệusuất ép thu được sẽ tăng lên trung bình khoảng 15 – 30%, có khi tới 49% (tùytừng loại quả) Ngoài protopectin, thành phần pectin trong nguyên sinh chất củatế bào cũng ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly dịch quả Vì pectin như một chấtciment gắn kết các tế bào thực vật với nhau, đồng thời, pectin cũng làm cho dịchquả keo hóa, khi ép khó thoát dịch ra ngoài, làm giảm hiệu suất ép Khi bổ sungenzyme pectinase sẽ thủy phân pectin, làm giảm độ nhớt, giúp dịch quả thoát radễ dàng, nâng cao hiệu suất ép/chà.
Phương pháp thực hiện: cho nguyên liệu sau khi thu dịch vào bồn ủ Bồnủ là một bình hình trụ đứng, có vỏ áo, bên trong có cánh khuấy, do sản phẩm saukhi nghiền thì rất nhớt, do đó muốn gia nhiệt ta cần sử dụng hơi nước vào bìnhkết hợp với lượng nước đi bên ngoài vỏ áo để duy trì nhiệt độ từ 40 – 50oC.
2.2.2.4 Phương pháp phân chia nguyên liệuMục đích phương pháp:
- Loại bỏ phần nguyên liệu có giá trị dinh dưỡng thấp hoặc không ănđược gọi là bã, cặn.
36
Trang 31- Làm cho nguyên liệu đồng nhất về trạng thái và thành phần để chếbiến được thuận lợi và nâng cao chất lượng thành phẩm.
Bảng 2.19 Phương pháp phân chia nguyên liệu
đặc và nước quả có thịt quả, mứt quả, nghĩa là dùng để phânchia nguyên liệu rau quả có cấu tạo mềm thành 2 phần: phầnlỏng qua rây để sản xuất sản phẩm chính, phần bã còn lại ởtrên rây.
Rây được làm bằng thép không gỉ có đục lỗ nhỏ, với kíchthước: 0,5; 0,75; 1; 1,5mm Để sản xuất nước quả đục, người
chua cô đặc, mứt chuối, dứa dùng lỗ rây có : 1,0-1,5mm.∅
Sau khi bùn thải đã được kết dính lại với nhau và đạt được đôkhô yêu cầu, trục vít sẽ đẩy bã nguyên liệu lần lượt chui quakhe vít tải để rơi ra ngoài theo máng hứng được lắp ở cửa racủa máy Phần nươc sau quá trình ép tách sẽ được thu bởi mộtphểu côn được lắp ngay dưới thân máy.
Trang 32Hình 2.28 Sơ đồ thiết bị ép thủy lực (để ép rượu vâng)
Khí nén Trong máy ép này lực tác dụng lên nguyên liệu là không khínén Máy này được dùng nhiều trong dây chuyền sản xuấtnước quả trong cho các nguyên liệu không cứng như dứa, cam,quít (hoặc nho), phương pháp ép này rất tốt vì quá trình épkhông phá vỡ những cơ cấu cứng của nguyên liệu vỏ, cuống,xơ, là những chất không có lợi cho thành phần của nước quả.
Hình 2.29 Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy ép dùng khí nén
Dưới tác dụng của không khí nén thùng cao su bị căng lên tạomột áp suất cần thiết, tác dụng lên nguyên liệu để ép nước quả.Lớp nguyên liệu ép nằm giữa thùng ép và thùng cao su Nướcép qua lỗ trên thùng ép ra ngoài máng hứng chảy đi Bã còn lạitrong thùng ép, sau mỗi lần ép mở cửa trên thùng và cho thùngquay, bã sẽ tự rơi ra ngoài máng có trục vít đẩy đi.
Quá trình ép: Thùng không quay cho nguyên liệu vào từ từ chotới khi đầy, đóng cửa lại cho thùng quay 5 phút không chokhông khí vào Khi đó nguyên liệu được phân bố đều trên mặtthùng Bắt đầu cho không khí vào thùng cao su Cho từ từ để 5– 10 phút cho đạt đến áp suất 3 ÷ 3,5 atm Lại xả khí ra chothùng quay để đảo nguyên liệu Lại cho không khí nén vào vớiáp suất cao hơn và giữ thời gian lâu hơn Làm như vậy 3 lần vàáp suất không khí nén lần cuối cùng trong thùng cao su phảiđạt 6 atm.
38
Trang 33Trong công nghệ chế biến các sản phẩm từ chanh leo để phân chia các
đó chuẩn bị cho các công đoạn tiếp theo.2.2.2.5 Gia nhiệt
Mục đích của gia nhiệt (đun nóng) ở đay là để kết tủa bớt một số chất keođể dễ lọc và diệt các loại enzyme trong trường hợp nguyên liệu chưa được gianhiệt trước khi phân chia nguyên liệu.
Nhiệt độ gia nhiệt khoảng 85 – 95 C trong 2 – 3 phút.o
Bảng 2.20 Các phương pháp gia nhiệt
Đun nóng bằng hơinước bão hòa
Ưu điểm:
do đó bề mặt truyền nhiệt nhỏ, nghĩa là kích thướcthiết bị gọn hơn các thiết bị đun nóng bằng chất tảnnhiệt khác, khi cùng một năng suất tải nhiệt.- Lượng nhiệt cung cấp lớn (tính theo một đơn vị chất
tải nhiệt) vì đó là lượng nhiệt tỏa ra khi ngưng tụhơi.
- Đun nóng được đồng đều vì hơi nước ngưng tụ trêntoàn bộ bề mặt truyền nhiệt ở nhiệt độ không đổi.- Dễ điều chỉnh nhiệt độ đun nóng bằng các điều
Phương pháp hơi nước bão hòa chỉ sử dụng tốt nhất
Đun nóng bằngkhói lò
- Khói lò thường có bụi và khí độc của nhiên liệu(nhất là nhiên liệu rắn), do đó khi đun nóng gián
Trang 34tiếp, bề mặt truyền nhiệt sẽ bị bám cặn, còn đunnóng trực tiếp sẽ bị hạn chế.
- Hiệu suất sử dụng thiết bị thấp.Đun nóng bằng
Nhược điểm:
- Thiết bị phức tạp, giá thành cao.
Ngoài các phương pháp trên thì có thể sử dụng một số phương pháp khácnhư đun nóng bằng chất tải nhiệt đặc biệt, đun nóng bằng khí thải và chất lỏngthải Hai phương pháp này ít được sử dụng trong sản xuất thực phẩm Dựa vàođặc tính của rau củ, thì việc lựa chọn phương pháp đun nóng bằng hơi nước làphương pháp được sử dụng phổ biến và đặc biệt là phương pháp đun nóng bằnghơi nước gián tiếp.
Bảng 2.21 Các thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp
Thiết bị truyềnnhiệt gián tiếp
Đặc điểmThiết bị truyền
nhiệt hai vỏ
Cấu tạo chung:
- Gồm vỏ trong và vỏ ngoài lắp ghép với nhau.- Trong vỏ báo là khoảng không gian dành cho chất
tải nhiệt hoặc tải lạnh.Nguyên lý vận hành:
- Thực hiện qua bề mặt của vỏ trong bị bao bởi vỏngoài.
- Chất tải nhiệt ở không gian giữa hai vỏ cấp nhiệtcho dung dịch ở trong vỏ trong.
- Có thể lắp cánh khuấy cho dung dịch ở vỏ trong.- Quá trình làm việc: có thể liên tục hoặc gián đoạn.Ưu điểm:
- Cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng.- Sử dụng được cho nhiều loại sản phẩm.Nhược điểm:
- Áp suất hơi thấp, sự phân bố nhiệt không đều.- Bề mặt truyền nhiệt không lớn, nên thời gian đun
- Làm việc gián đoạn.
Ứng dụng: thiết bị phản ứng hóa học, nồi nấu, thiết bị cô đặc,thiết bị lên men, thiết bị làm lạnh vỏ áo cánh khuấy …Thiết bị trao đổi
nhiệt ống chùm
Ưu điểm:
- Cấu tạo gọn, chắc chắn tốn ít kim loại (tính theo một40
Trang 35đơn vị truyền nhiệt).
- Dễ làm sạch phía trong ống trừ thiết bị có ốngtruyền nhiệt chữ U.
Thiết bị trao đổi
cả hai chất tải nhiệt.- Chế tạo đơn giản.Nhược điểm:
- Cồng kềnh, giá thành cao vì tốn nhiều vật liệu chếtạo.
- Khó vệ sinh, làm sạch khoảng trống giữa hai ống.Ứng dụng:
- Thiết bị ống lồng ống thường được ứng dụng trongquá trình trao đổi nhiệt giữa hai chất lỏng.
Thiết bị trao đổinhiệt ống xoắn ruột
Ưu điểm:
- Dễ dàng điều chỉnh bề mặt truyền nhiệt.
- Khắc phục được sự giãn nở vì nhiệt giẵ vỏ và ốngxoắn.
- Ống không cần dày.Nhược điểm:
- Khó vệ sinh thiết bị
- Hệ số tỏa nhiệt α phía chất lỏng nhỏ hơn phíachuyển pha rất nhiều.
Thiết bị truyền
- Cấu tạo nhỏ gọn nhưng bề mặt truyền nhiệt lớn.- Chế độ nhiệt ổn định khi làm việc.
- Có thể tăng thêm hay giảm bớt bề mặt truyền nhiệt.- Dễ tháo lắp khi làm vệ sinh bề mặt truyền nhiệt.Nhược điểm:
- Không chịu được áp suất cao
- Không chịu được nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp P≤ 1,5 W/m – 150 C < t < 4502ooC.
Ứng dụng: sử dụng trong dây chuyền sản xuất bia, nước giảikhát, điều hòa không khí, chế biến thủy sản…
Dựa vào ưu nhược điểm của phương pháp – thiết bị gia nhiệt và đặc tính
nguyên liệu thì việc lựa chọn thiết bị gia nhiệt ống lồng ống với tác nhân là
Trang 36hơi nước bão hòa là phù hợp do nước quả là sản phẩm dễ bị thay đổi màu sắc
cũng như thành phần dinh dưỡng.2.2.2.6 Xử lý làm trong
Dịch quả là dung dịch trong đó có đường, acid, muối, chất chát, chất màuvà các chất khác của quả Dịch quả không chỉ là dịch vào mà còn chứa các phầntử của mô quả Kích thước và hàm lượng các phần tử này trong dịch quả tùythuộc vào nguyên liệu, phương pháp sơ chế và kỹ thuận phân chia nguyên liệu.
Dịch quả mới ép chứa các hạt lơ lửng có kích thước khác nhau: hạt thô cóđộ lớn trên 10 cm, hạt mịn 10 đến 5.10 cm, dung dịch keo có các hạt với kích-2-2-5thước 10 đến 10 cm Muốn có nước quả trong suốt phải loại các hạt lơ lửng-5-7trông thấy bằng mắt thường, song do có hệ thống keo nên việc tách các hạt lơlửng gặp trở ngại Vì vậy phải phá huỷ hệ thống keo mới có thể tách được hết cáchạt lơ lửng và làm cho dịch quả trong Tuy nhiên, phá huỷ hoàn toàn hệ keo làkhó khăn, và không cần thiết vì các chất trong hệ keo cũng là cấu tử tạo ra hươngvị nước quả, vì hạt keo còn lại với kích thước nhỏ thì mắt thường cũng khôngphát hiện được.
Ly tâm là phương pháp tách một cách nhanh chóng các phân tử có khốilượng riêng (ρ) khác nhau Thường tách các pha rắn ra khỏi pha lỏng khi nồng độpha rắn lớn nhờ lực ly tâm (C=mv2/R).
Hình 2.30 Nguyên lý của phương pháp ly tâm
Mục đích: tách các phần tử tạp chất có kích thước lớn, không tan (thịt quả,xơ…) ra khỏi dịch quả trước khi lọc, nhằm giảm áp lực lọc, tăng độ trong chosản phẩm.
Bảng 2.22 Các thiết bị ly tâm
42
Trang 37tâm làmviệc giánđoạn
Thân máy được treo nhờ các thanh thẳng đứng có đầuhình cầu đặt trên bàn chân lệch nhau một góc 120 oƯu điểm: dùng để tách chất lỏng ra khỏi hỗn hợp cơ học,để phân ly huyền phù trung bình và thô đòi hỏi thời gianly tâm kéo dài Máy ly tâm loại này có độ ổn định cao.Nhược điểm: Tháo bã bằng tay, ổ trục và bộ phận chuyểnđộng dễ bị ăn mòn do không kín.
Hình 2.31 Máy ly tâm 3 chân
Máy ly tâmkiểm treo
Đầu trên của trục nối với môtơ điện qua ổ trục Ổ trụcnày gắn chặt trên khung, thùng đặt trong vỏ, đáy thùng cócác cạnh tựa, giữa các cạnh có khe để tháo bã xuống, cáckhe này lúc làm việc được che kín bằng chóp Khi lấy bãnâng chóp lên và lấy tay đẩy bã rơi xuống.
Ưu điểm của máy ly tâm treo là ổ bi và bộ truyền độngkhông bị chất lỏng ăn mòn; bã tháo tương đối nhe nhàng;làm việc chắc chắn; thùng quay có thể dao động.
Trang 38Hình 2.32 Máy ly tâm kiểu treo
Máy ly tâm tự
động cào bã Thiết bị bao gồm có thùng nằm trên trục nằm ngang,huyền phù theo ống đi vào thùng, đóng mở huyền phùvào một van được điều chỉnh bằng bộ phận tự động,trong thùng có dao cạo bã, nâng và hạ dao cũng nhờ bộphận tự động thủy lực, bã bị cao rơi xuống máng rồi rangoài.
Ưu điểm của loại máy ly tâm này là rút ngằn thời gian vànăng lượng tiêu hao ít, không phải ngừng máy để cạo bã,quá trình hoàn toàn tự động.
Nhược điểm: bã bị nát khi cạoMáy ly
tâm làmviệc liên
Máy ly tâmđẩy bã bằngpittong
Hình 2.33 Máy ly tâm đẩy bã bằng pittong
44
Trang 391 – Máng nhập liệu; 2 – Phễu hình nón; 3 – Rotto; 4 –Pittong; 5 – Đĩa đẩy; 6 – Vòi phun rửa.
Kiểu máy ly tâm này có pittông đẩy được dùng để phântách huyền phù Nhập liệu được đưa vào phễu hình nónsố 2 Chất rắn di chuyển không liên tục dọc theo bề mặtcủa roto nhờ đĩa 5 thông qua pittông 4 Bề dày lớp chấtrắn hình thành không vượt quá khoảng cách giữa roto vàmép phễu Chất lỏng được đẩy qua các lổ trên roto nhờlực ly tâm Chất rắn được làm sạch nhờ vòi phun số 6.Ưu điểm: hiệu quả phân ly cao, do thời gian ly tâm dài.Bã chuyển từ thùng nọ sang thùng kia nên bị tơi ra do đólàm tăng hiệu quả làm khô bã.
Nhược điểm của loại máy này là nước lọc và nước rửa bãtách riêng không trộn lẫn với nhau.
Máy ly tâm vítxoắn nằm
Hình 2.34 Máy ly tâm vít xoắn nằm ngang
Ưu điểm: năng suất cao, tiện lợi dùng để phân riênghuyền phù đường kính nhỏ và nồng độ cao, có thể dùngphân loại các hạt rắn theo kích thước hoặc trọng lượngriêng.
Nhược điểm: tiêu hao năng lượng lớn, bã bị nghiền nhỏ,nước trong vẫn bị đục bởi các hạt nhỏ.
Máy ly tâm caotốc
Hình 2.35 Máy ly tâm cao tốc
Trang 40Cấu tạo gồm có thùng quay, bên trong có gắn hình nóncụt Nhũ tương đi vào đi qua đường ống xuống phần dướicủa thùng rồi qua lỗ ở các đĩa phân thành lớp mỏng Chấtlỏng nặng trượt trên đĩa xuống tập trung ở ngoài thànhthùng và được đưa ra ngoài Chất lỏng nhẹ chuyển độngngược trở lại theo hướng tâm qua rãnh ra ngoài.Loại máy này dùng để phân ly dung dịch nhũ tương hayđể làm trong chất lỏng.
Ưu điểm: mức độ phân ly cao, thể tích thùng lớn.Nhược điểm: cấu tạo phức tạp, gia công khó khi cần chếtạo bằng vật liệu chống ăn mòn.
Dịch quả chanh leo sau khi được tách dịch là dạng huyền phù, các tạp chất cókích thước nhỏ và năng suất sản xuất lớn nên chọn thiết bị ly tâm trục vít.
Bể lọccó lớpđệmbằng cát
và sỏiBể
lọc hở Ưu điểm: bền, giữ lại được các loại tảo khuẩn và có tácdụng chống khuẩn tốt.Nhược điểm: năng suất riêng rất bé, kích thước lớn tốndiện tích, đầu tư xây dựng lớn.
Hình 2.36 Bể lọc hở
1 – dung dịch (nước cần lọc); 2 – cửa tràn; 3 – bã; 4 –vách lọc; 5 – nước trong; 6 - ống dẫn chất lỏng, khôngkhí khi rửa
46