Xây dựng nhà máy nước giải khát lên men và nước giải khát pha chế để sản xuất ra các loại nước uống có chất lượng cao

Xây dựng nhà máy nước giải khát lên men và nước giải khát pha chế để sản xuất ra các loại nước uống có chất lượng cao

MỞ ĐẦU

Hiện nay ngành công nghệ thực phẩm là một ngành khoa học đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nó đáp ứng nhu cầu của con người về dinh dưỡng ngày càng cao Mặt khác, nó giải quyết công ăn việc làm cho người lao động.

Ở nước ta hiện nay ngành công nghệ thực phẩm là một trong những ngành đang phát triển mạnh và theo dự báo nó sẽ phát triển mạnh trong tương lai Nó sẽ làm giàu nguồn thực phẩm cho xã hội, đồng thời làm nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp khác.Trong đó công nghiệp sản xuất nước giải khát đang phát triển mạnh tạo sự cạnh tranh lớn trong xã hội.

Trong cơ thể chúng ta nước là thành phần chủ yếu và không thể thiếu được Chúng ta có thể nhịn đói trong thời gian dài nhưng rất khó và sẽ suy yếu nhanh khi nhịn khát trong thời gian ngắn.

Do dân số và nhu cầu của xã hội ngày càng tăng, con người dùng nước không chỉ đáp ứng nhu cầu về bổ sung nước trong cơ thể mà còn vì dinh dưỡng và giá trị cảm quan mà nước giải khát đáp ứng được tất cả các điều đó cho nên nước giải khát không thể thiếu được trong xã hội hiện nay.

Trong công nghệ sản xuất nước giải khát, bao gồm nhiều sản phẩm khác nhau như: Nước ngọt pha chế, nước khoáng, nước giải khát lên men Trong đó nước giải khát lên men là loại nước uống mát, bổ dưỡng, có hương vị đặc trưng, là hợp chất chiết từ nguyên liệu, CO 2 và các sản phẩm lên men khác tạo nên Đặc biệt CO 2 bão hoà trong nước giải khát có tác dụng làm giảm cơn khát cho người sử dụng Hiện nay nước ta đang trên đà công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, do đó cần phải có những người lao động với cường độ cao Chính vì vậy cần phải có những loại nước uống có giá trị dinh dưỡng nhằm đảm bảo cung cấp đủ lượng nước và năng lượng đã tiêu tốn do quá trình làm việc, bên cạnh đó các sản phẩm của nước giải khát pha chế rất được người sử dụng ưa chuộng, do tính chất đa dạng của nó và theo nhu cầu sử dụng.

Để đáp ứng các nhu cầu trên ta cần phải xây dựng nhà máy nước giải khát lên men và nước giải khát pha chế để sản xuất ra các loại nước uống có chất lượng cao nhằm đáp ứng nhu cầu hiện nay.

Chương I

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Trước tình hình nền kinh tế xã hội đang phát triển, đời sống con người ngàycàng cao, do đó rất cần một chế độ dinh dưỡng hợp lý Vì vậy việc xây dựng nhà máychế biến nước giải khát là vấn đề tất yếu

Đà Nẵng nói riêng và các tỉnh khác ở khu vực Miền Trung nói chung hiện nayđang trên đà phát triển Tại Đà Nẵng cùng với sự phát triển các nghành công nghiệp ,thuỷ sản , du lịch và đặc biệt là khu công nghiệp Hoà Khánh đang phát triển nhanhchóng trở thành một khu công nghiêp trọng điểm của Miền Trung Thêm vào đónguồn nhân lực rất dồi dào, do đó việc xây dựng nhà máy nước giải khát tại khu côngnghiệp Hoà Khánh là hoàn toàn hợp lý để phục vụ cho người tiêu dùng trong vàngoài thành phố cùng với các tỉnh và thành phố lân cận ,và có thể xuất khẩu sang cácnước khác trong khu vực Đông Nam A’ với nguồn nguyên liệu chính là malt và ngô.Năng suất thiết kế của nhà máy là: 18 triệu lít sản phẩm/1năm.(Bao gồm 15 triệu lítnước giải khát lên men và 3 triệu lít nước giải khát pha chế)

1.1 Đặc điểm tự nhiên.

Khí hậu Đà Nẵng chia ra hai mùa , mùa nắng từ tháng 1 đến tháng 8, mùa mưa từtháng 9 đếïn tháng 12, nhiệt độ trung bình khoảng 280C,độü ẩm tương đối trung bình82%, hướng gió chủ yếu là Đông-Nam Với điều kiện tự nhiên và khí hậu như vậyviệc xây dựng nhà máy nước giải khát là hoàn toàn có cơ sở (không ảnh hưởng đếncuộc sống dân cư tại địa điểm này ) Hơn nữa điều kiện đất đai của các huyện lân cậnnhư: Điện Bàn, Hoà Vang , Đại Lộc, Duy Xuyên, Quế Sơn rất màu mở nên việc tạovùng nguyên liệu ( trồng ngô ) rất phù hợp

1.2 Nguồn nguyên liệu.

Nguồn nguyên liệu chủ yếu là malt và ngô Malt được nhập về từ nước ngoài,ngô được thu mua ở các huyện và các tỉnh lân cận Hiện nay với nhiều giống ngô laicho năng suất cao, nguồn nguyên liệu này trước đây chưa được sử dụng triệt để nênviệc xây dựng nhà máy nước giải khát để tận dụng nguồn nguyên liệu này là phù hợp

1.3 Hợp tác hoá.

Để nhà máy thuận tiện cho việc thu mua nguyên liệu cũng như tiêu thụ sản phẩm

và phế phẩm, cần phải hợp tác hoá với các nhà máy lân cận trong và ngoài ThànhPhố để sử dụng chung những công trình điện, nước, giao thông, thu mua nguyên liệu

và tiêu thụ sản phẩm nhằm giảm bớt vốn đầu tư xây dựng, rút ngắn thời gian hoànvốn đồng thời sử dụng tuần hoàn các chất thải chống ô nhiểm môi trường Mặt khác,nhà máy đặt tại khu công nghiệp Hoà Khánh có cơ sở hạ tầng đảm bảo là điều kiệnthuận lợi để nhà máy phát triển

1.4 Nguồn cung cấp điện.

Nguồn điện nhà máy lấy từ mạng lưới điện Quốc Gia, nhờ có trạm biến áp 110

KV có dòng điện tiêu thụ với điện áp 220/380V Để đề phòng mất điện, nhà máy cần

có máy phát điện dự phòng

1.5 Nguồn cung cấp nhiệt.

Nhiên liệu chủ yếu là dầu FO dùng đốt nóng lò hơi riêng của nhà máy, NH3 làmtác nhân lạnh, dầu bôi trơn Nhập từ các nơi vào để đảm bảo cho nhà máy hoạtđộng

1.6 Giao thông.

Nhà máy cần có một lượng phương tiện vận chuyển lớn để vận chuyển nguyênliệu và thành phẩm Việc nhà máy xây dựng ở một thành phố lớn như Đà Nẵng có hệthống giao thông phát triển cộng với việc nhà máy nằm trong khu công nghiệp ở gầnquốc lộ , đường sắt và cảng Biển nên rất thuận tiện cho việc tập trung nguyên liệu

và tiêu thụ sản phẩm

1.7 Nguồn nước.

Nước là nhu cầu không thể thiếu được, nước được sử dụng do công ty cấp nước

Đà Nẵng cung cấp Ngoài ra cần đào thêm giếng để ổn định nguồn nước và phải qua

xử lý trước khi đưa vào sử dụng Lượng nước dùng trong sinh hoạt nhà máy rất lớntuỳ theo từng công đoạn sản xuất mà sử dụng lượng nước và chất lượng nước khácnhau, cần đảm bảo được các chỉ tiêu nhất định: Hoá học, hoá lý và tiêu chuẩn vi sinh

1.8.Thoát nước của nhà máy

Nước thải ảnh hưởng đến môi trường bên ngoài và bên trong nhà máy Vì vậynước thải phải qua hệ thống xử lý đến tiêu chuẩn cho phép trước khi thoát theo mạnglưới thoát nước của thành phố để tránh ô nhiễm môi trường nước

1.9 Nguồn nhân lực

Đà Nẵng là một trong những thành phố lớn cho nên nguồn nhân lực rất dồi dào,

có nhiều nhân tài được đào tạo nhiều nơi trên đất nước,bên cạnh đó nhà máy còncộng tác với cán bộ khoa học kỹ thuật của trường Đại Học Kỹ Thuật Đà Nẵng có thểgiải quyết được các vấn đề xảy ra khi nhà máy hoạt động

 Tóm lại:

Việc xây dựng nhà máy nước giải khát tại địa bàn Khu công nghiệp Hoà Khánh

là rất hợp lý đáp ứng nhu cầu của nhân dân, giải quyết một lượng công ăn việc làmcho con em địa phương và các tỉnh lân cận ,nâng cao trình độ văn hoá kỹ thuật chonhiều người Những vấn đề kinh tế kỹ thụât, nguyên liệu, tiêu thụ sản phẩm luôn đảmbảo cho nhà máy hoạt động liên tục (với năng suất thiết kế là 18 triệu lít sản phẩm / 1năm)

Chương II

GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU

Để sản xuất nước giải khát, nhà máy sử dụng nguyên liệu: Ngô, malt, đường,nước và một số chất phụ gia khác

2.1 Malt.

Malt là những hạt hoà thảo nẩy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhân tạothích hợp.Trong malt rất giàu chất dinh dưỡng, khoảng 18% chất dễ hoà tan, cácchất dễ hoà tan gồm đường đơn giản, dextrin, vitamin Đặc biệt malt chứa hệ enzimthuỷ phân phong phú: amylaza, proteaza, xitaza và nhiều enzim khác

Malt dùng chế biến các loại nước uống có độ cồn thấp và có chất lượng cao nhưbia, các loại nước uống tổng hợp cho người gìà, trẻ em, và phụ nữ mang thai

Malt dùng để sản xuất nước giải khát lên men là malt đại mạch (malt vàng ) Độ

ẩm của malt sau khi sấy và trong thời kỳ bảo quản không vượt quá 6%, đảm bảosạch, không có mùi vị lạ, không mốc, không hôi khói ,có mùi đặc trưng của malt,yêu cầu kích thước đồng đều (khoảng 2,5  2,8 mm) để dễ dàng cho quá trìnhnghiền Khối lượng dao động trong khoảng 520  600 g/l, độ chiết khoảng 75% 82% Thành phần hoá học trung bình của malt tính theo phần trăm chất khô: tinh bột58%, đường khử 4%, sacaroza 5%, pentozan hoà tan 1 %, pentozan không hoà tan

và hexozan: 9%, xenluloza 6%, chất chứa nitơ 10%, chất béo 2,5%, chất khoáng2,5% Ngoài ra còn chứa chất màu , các tanin và chất đắng

Trong malt chứa hệ enzim thuỷ phân:  amylaza,  amylaza, proteaza ,peptidaza, fitaza, xitaza, amylophotphataza Trong đó enzim peptidaza, xitaza vàfitaza nhạy với nhiệt độ hơn cả Do đó các enzim này chỉ tồn tại ở các malt sấy nhẹ.Enzim  amylaza,  amylaza và proteaza thực hiện việc chuyển các chất trongnguyên liệu thành các loại đường và các axit amin.

Enzim  amylaza tác dụng lên liên kết  1-4 glucozit của mạch amyloza vàamylopectin nhờ đó tinh bột nhanh chóng phân cắt thành những dextrin có phân tửlượng thấp và một lượng rất ít disacarit và glucoza, khi đó có sự giảm nhanh chóng

độ nhớt của dịch tinh bột

Enzim  amylaza tác dụng lên amyloza và amylopectin bắt đầu từ các đầu tậncùng không có tính khử của các chuỗi và giải phóng lần lượt các gốc maltoza nên amylaza phân cắt hoàn toàn mạch amyloza thành maltoza, còn mạch amylopectinchỉ cắt được 60% để chuyển thành maltoza và một phần nhỏ dextrin

Proteaza: Enzim này có tác dụng làm cho protein thủy phân thành các polypeptitphức tạp và không đông tụ Tiếp theo dưới tác dụng của enzim polypeptidaza cácpolypeptit chuyển thành các axit amin chuyển vào dịch lên men

Protein có trong dịch lên men ít so với các chất chiết được nhưng ảnh hưởng rấtlớn đến sự tạo bọt và độ bền của sản phẩm Các sản phẩm thuỷ phân của protein: ( albumoza, polypeptit, và các axitamin ) không tách khỏi dung dịch khi đun sôi ( không đông tụ ), nhưng nó có tính keo, albumoza, pepton và các polypeptittham gia vào việc tạo bọt và tăng vị cho sản phẩm, còn axitamin cần thiết cho dinhdưỡng nấm men

 Bảo quản malt:

Nhà máy nhập malt từ nước ngoài và được dự trữ trong kho để bảo đảm sản xuấtliên tục, thời gian dự trữ là một tháng

Bảng 1 Thành phần hoá học trung bình của các loại ngô:(%).

Nitơ trong thành phần của ngô gồm gồm nitơ thuộc protit là chủ yếu, nitơ phiprotit chỉ chiếm khoảng 1,53,7% lượng nitơ chung.

Protit của ngô gồm cả 4 nhóm:albumin, globunin, glutelin, prolamin, trong đóprolamin là nhiều nhất.Về giá trị sinh hoá của protit ngô đối với cơ thể người vàđộng vật được đánh giá bởi hàm lượng axit amin không thay thế được trong thànhphần protit

Qua nghiên cứu người ta đã xác định được hàm lượng amino axit trong ngô nhưsau: Acginin 4%,histidin 2,4%, lizin 2,5%, tirozin 6,1%, triptophan 0,6%,phenylalanin 4,5%, xistin 1,1%, lơxin 21,5%, izolơxin 3,6%, valin 4,6%

Nhiệt độ hồ hoá tinh bột:80 -100oC, tỉ số chiết suất:1,522 và hệ số quay cực riêngcủa dung dịch tinh bột thuỷ phân: 201,5

Thành phần tinh bột ngô gồm 2 phần: amyloza và amylopectin

Bảo quản ngô:

Ngô mua về được cho vào bao tải và xếp vào kho theo khối hẹp, chạy dài chiềurộng 3-4 bao, chiều cao không quá 10 bao Để đảm bảo sản xuất liên tục nhà máyxây dựng kho đủ chứa lượng ngô trong một tháng

2.3 Nước.

Trong quá trình sản xuất nước giải khát nước có tầm quan trọng rất lớn Chủ yếuđảm bảo các chí tiêu chất lượng : Lý, hoá, sinh học để không làm ảnh hưởng đếnchất lượng sản phẩm

Nước dùng đểí sản xuất nước giải khát trước hết phải trong suốt, không màu có

vị dễ chịu, không có mùi vị lạ và không có vi sinh vật gây bệnh Nước cần có độcứng trung bình 5 -6 mg đương lượng / l, có pH = 6,8 -7,3 ; Độ oxi hoá không vượtquá 1-2 mg/l, hàm lượng cặn không vượt quá 600mg/l; Các chỉ tiêu sinh học: Chuẩn

độ côli không quá 300ml, chỉ số côli không lớn hơn 3 Hàm lượng kim loại:

Trong nước không được có xianit, thuỷ ngân, bari, crom, amoniac, photphat,sunfuahydro, nitric

 Sự ảnh hưởng của nước đến chất lượng sản phẩm:

Nước làm thay đôíi pH của dịch lên men và do đó ảnh hưởng đến quá trình thuỷphân, kết quả sẽ làm thay đổi đến tính chất của sản phẩm.

Theo nghiên cứu của một số tác giả các cation và anion ảnh hưởng rất lớn đếnchất lượng sản phẩm

Ion Ca2+ hàm lượng dao động rất rộng từ 5- 6 mg/l đến 200-250 mg/l, canxi tồntại nhiều nhâït ở các dạng muối Ca(HCO3 )2 và CaSO4 Muối Ca(HCO3 )2 gây ảnhhưởng bất lợi vì làm giảm độ chua định phân của dịch lên men khi chúng tác dụngvới muối photphat của malt:

2KH2PO4 + 2NaHCO3 = K2HPO4 + Na2HPO4 +2H2O + 2CO2.

Nếu pH của khối cháo tăng thì khả năng hoạt động của enzym thuỷ phân sẽgiảm

Muối CaSO4 lại làm tăng độ chua định phân của dịch cháo Tác động này rất cólợi cho quá trình đường hoá:

4K2HPO4 + 3CaSO4 = Ca3 (PO4)2 + 2KH2PO4 +K2SO4

Tương tự Ion Mg2+ cũng giống như Ion Ca2+

Ion Na+ tồn tại trong nước chủ yếu ở các dạng muối Na2CO3, NaHCO3 , Na2SO4

và NaCl Na2SO4 nếu hàm lượng cao sẽ làm cho sản phẩm có vị đắng khó chịu.Muối NaCl nếu hàm lượng lớn thì không tốt nhưng trong phạm vi đến 200 mg/l làmcho sản phẩm có vị đậm đà thích thú

2.4 Đường.

Nhà máy sử dụng đường RE

Đa số các loại nước giải khát đều chưá khoảng 8  10% đường

Đường được sản xuất ở các nhà máy đường ở các tỉnh lân cận (QuãngNam,Quãng Ngãi ) Nhà máy dùng đường đểí nấu xirô bổ sung vào dịch lên men,chất lượng của đường dùng để sản xuất được ghi trong bảng 2

Bảng 2: Chất lượng của đường dùng trong nhà máy.

Bảo quản đường:

Đường được chứa trong bao PE dán kín, được bảo quản trong kho có bệ cách nền0,2m

2.5 Khí CO 2 :

Khí cacbonic có thể bảo hoà trong nước nhằm tạo cảm giác và giải khát khiuống Khí cacbonic rất phổ biến trong tự nhiên ở trạng thái tự do lẫn kết hợp Tuỳtheo áp suất và nhiệt độ, khí CO2 có thể tồn tại ở 3 dạng: Rắn, lỏng, khí

Để bảo hoà khí CO2 nhà máy phải sử dụng khí cacbonic ở dạng lỏng, đựng trongbình thép dưới áp suất cao khoảng 70at

Ơí điều kiện bình thường CO2 là một chất khí không cháy và cũng không duy trì

sự cháy, không màu, hầu như không mùi, khi hoà tan trong nước CO2 trở thành axitcacbonic có vị chua dễ chịu Do đó cacbonic được sử dụng rộng rãi trong saní xuấtnhiều loại nước giải khát Sau khi uống nước giải khát CO2 vào cơ thể sẽ thu nhiệt vàbay hơi do đó ta có cảm giác mát và dễ chịu hơn

CO2 được nhận từ nhiều nguồn khác nhau, nhà máy sử dụng khí cacbonic từ quátrình lên men dịch đường ở các nhà máy bia, rượu và của nhà máy, sau đó được néntrong một cái bình thép ở áp suất 70at để làm lỏng CO2

2.6 Axitcitric.(C 6 H 8 O 7 ).

Người ta thường chiết axit citric từ quả chanh, là 1 tinh thể không màu ngậm 1phân tử nước Hàm lượng axit citric trong chanh chiết được thường lên đếïn 99%,các tạp chất cho phép: Độ tro không quá 0,5%, lượng axit tự do không quá 0,05%,hàm lượng asen không quá 0,00015%, khi hoà tan axit citric trong nước cất dungdịch phải trong suốt, có vị chua tinh khiết và không có mùi vị lạ

Nhà máy thường sử dụng axit citric đểí chuyển hoá sacaroza trong quá trình nấuxirô thành đường nghịch đảo nhằm tăng độ ngọt chung cho dịch xirô Đồng thời axitcitric cũng dùng trong sản xuất nước ngọt pha chế nhằm tạo vị cho sản phẩm

Chương III.

DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất nước giải khát lên men từ tinh bột:

Đường Nấu xirô nồng độ 60%

3.3.Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất nước giải khát lên men:

ChaiRửa

Khí CO2Làm lạnh

Nước

Xử lý

Chiết rót và đóng nắp

Phá vỡ cấu trúc của tế bào malt và ngô tạo điều kiện thuận lợi và thúc đẩy các quátrình: Sinh, lý, hoá xảy ra trong nguyên liệu khi nấu nhằm thu được dịnh đường cónồng độ cao các chất có trong nguyên liệu ban đầu.

3.3.1.2 Nghiền Malt:

Thành phần cấu tạo chủ yếu malt là vỏ và nội nhủ, hai hợp phần này khác nhau vềthành phần, tính chất vật lý, cơ lý, hoá học và cũng khác nhau về vai trò và chức năngtrong sản xuất dịch đường

Mức độ nghiền đóng vai trò quan trọng trong quá trình nấu cho nên khi nghiềnmalt cần đảm bảo các quá trình sau:

+ Vỏ malt được giữ càng nguyên càng tốt.

Trong vỏ malt được cấu tạo chủ yếu từ xenluloza, ngoài ra còn có một số chấtkhác như licnin, tanin và các chất khoáng Xenluloza không tan trong nước và khinấu nó không biến đổi, còn các chất tanin, chất đắng và các chất hoà tan trong nước,trong khi nấu chúng chuyển thành các dịch đường làm thay đổi vị và màu của cácthành phẩm, kết quả làm giảm chất lượng của các sản phẩm

+ Trong nội nhủ chứa chủ yếu là tinh bột, một số hiđratcacbon khác và protein,chính những chất này đã được chiết vào dung dịch khi nấu, do đó để chiết đượcnhững chất có trong nội nhủ ta phải nghiền nhỏ Tuy nhiên nếu nghiền quá mịn thìlọc dịch đường sẽ khó khăn và làm giảm hiệu suất thu hồi do các chất hoà tan còn sótlại trong bã nghiền

 Tiến hành nghiền malt.

Nhà máy tiến hành nghiền malt bằng máy nghiền khô, bốn trục, một sàng Hai cặptrục phân bố phía trên sàng và hai cặp trục phân bố phía dưới sàng Lọt qua lỗ sàng làbột và tấm bé, hai pha này được thu gom vào thùng chứa tạm, còn vỏ và tấm lớn nằmtrên sàng được đưa qua cặp rulô thứ hai để nghiền một lần nửa

3.3.1.3 Nghiền ngô.

Cấu trúc của tinh bột ngô rất cứng nên khó bị thuỷ phân, để chiết ly được nhiềunhất chất hoà tan ta phải tiến hành nghiền mịn ngô, sau đó qua khâu xử lý và hồ hoá

ở nhiệt độ cao để làm yếu các liên kết trong mạch tinh bột

Tiến hành nghiền ngô:

Ngô cũng được ngiền bằng thiết bị nghiền khô, bốn trục, một sàng Tiến hànhnghiền ngô như nghiền malt, song trong quá trình nghiền có thể điều chỉnh khoảngcách giữa hai rulô trong một cặp trục để có được độ nhỏ mong muốn

3.3.2 Hồ hoá:

 Mục đích: Làm yếu các liên kết trong mạch tinh bột để tạo điều kiện thuận lợi

cho các quá trình tiếp theo, nhiệt độ hồ hoá: 800C

3.3.3 Thơm hoá:

3.3.3.1 Mục đích:

Tạo màu, tạo mùi cho nước giải khát nhờ các sản phẩm của phản ứng melanoidin

và caramen

3.3.3.2 Các quá trình xảy ra:

Quá trình thơm hoá được thực hiện ở áp suất và nhiệt độ cao, ngoài melanoidinmột lượng caramen cũng được hình thành, hai sản phẩm này góp phần quan trọngcho việc tạo màu nhưng quá nhiều ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men

3.3.3.2.1 Tạo màu do phản ứng melanoidin:

Phản ứng melanoidin hay phản ứng ozamin, cacbonylamin-amiloza là phản ứng

có vai trò quan trọng trong chế biến thực phẩm Các hợp phần tham gia phản ứng làprotein ( hoặc các sản phẩm phân giải của chúng ) và gluxit

Điều kiện tham gia phản ứng: Phải có nhóm cacbonyl và nhóm amin, phản ứngmelanoidin đòi hỏi năng lượng hoạt hoá lớn

Theo Hodge phản ứng melanoidin gồm 3 giai đoạn:

 Giai đoạn 1: Giai đoạn này ngưng tụ đường với axit amin.

Đường Hợp chất amin Phức đường amin

Phức đường amin tạo thành không màu và không hấp thụ ánh sáng cực tím

Bazơ schiff của hidroximetyl furfurol

Ngoài ra còn cóa sự phân huỷ các hợp chất amin để tạo ra các aldehyt hình thànhhương cho sản phẩm

 Giai đoạn 3: Tạo màu đậm cho sản phẩm.

Ơí giai đoạn này phản ứng melanoidin sẽ tạo nên đầu tiên là các polyme không nohoà tan được trong nước, sau đó là các polyme không no và không hoà tan đượctrong nước nhưng đều có màu đậm và có tên gọi chung là melanoidin.

Khi nhiệt độ cao thì quá trình xảy ra mảnh liệt hơn nhưng melanoidin tạo thành cóhương thơm kém hơn

3.3.3.2.2 Tạo màu mới do phản ứng caramen:

Giai đoạn đầu của phản ứng tạo nên các andehydrit của glucoza, fructoza,sacaroza như glucozan và fructozan

Sacaroza là hợp chất không màu, sau đó bên cạnh sự dehydrat hoá còn xảy ra sựtrùng hợp hoá các đường đã được dehydrat hoá để tạo thành sản phẩm có màu vàngnâu

Chẳng hạn với sacaroza, sơ đồ phản ứng caramen hoá như sau:

C12H22O11 - H2O C6H10O5 + C6H10O5

Sacaroza glucozan levulozan

Đến 1850C  1900 sẽ tạo thành izo sacarozan

C6H10O5 + C6H10O5 C12H20O10

Glucozan levulozan izo sacarozan

Ơí nhiệt độ cao hơn sẽ mất 10% nước và tạo thành caramelan(C12H18O9 hoặc

C24H36O18) có màu vàng:

2C12H20O10 - 2H2O 2C12H18O9 hoặc (C24H36O18)

izo sacarozan caramelan

Khi mất đi 14% nước sẽ tạo thành caramelen:

 Đạm hoá và đường hoá:

Sau khi ngô được hồ hoá xong thì bổ sung thêm nước và 40% lượng malt củamột mẽ nấu (lượng nước tính theo lượng malt : nước/malt = 4lit/1kg ) và điều chỉnhnhiệt độ của toàn hỗn hợp khoảng 52  550C Giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút đểenzym proteaza thuỷ phân protein thành axit amin và các sản phẩm trung gian Tiếp

đó nâng nhiệt độ hỗn hợp lên 630C trong thời gian 10 phút, duy trì nhiệt độ này trong

30 phút để enzym amylaza chuyển tinh bột thành đường khử và dextrin

 Thơm hoá:

Sau khi đã có một lượng đường khử và axit amin nhất định ta nâng nhiệt độ lênđến khoảng 1300C trong thời gian 30 phút và giữ nhiệt độ này trong 60 phút, ứng với

áp suất (2  2,5 at) để tạo melanoidin

3.3.5.2 Nấu nồi malt:

Lấy phần malt còn lại trong một mẽ (60%) đem hoà với nước theo tỷ lệnước/malt:4lít/1kg, sau đó tiến hành nâng nhiệt độ lên 520C để đạm hoá sơ bộ trongthời gian 10 phút

3.3.5.3 Hội cháo:

Trong thời gian này ta chuyển toàn bộ khối dịch đã thơm hoá ( ở nồi ngô ) vào nồiđường hoá (ở nồi malt) trong 10 phút và điều chỉnh nhiệt độ khối cháo 520C, giữnhiệt độ này trong 30 phút để enzim  amylaza thuỷ phân tinh bột thành maltoza vàmột ít dextrin Sau đó tiếp tục nâng khối cháo lên 750C trong thời gian 10 phút và giữnhiệt độ trong 40 phút để enzim  amilaza thuỷ phân tinh bột thành dextrin và một ítđường maltoza Cuối cùng khối dịch được nâng lên 780C rồi đem đi lọc

Thời gian của quá trình nấu :

Nồi ngô: Nồi malt:

Giữ nhiệt độ lở 800C 20phút Hội cháo và giử 520C 30 phút

Nâng nhiệt lên 630C 10 phút Nâng nhiệt độ lên 750C 10 phút

Nâng nhiệt lên 1300C 30 phút Nâng nhiệt lên 780C 5 phút

Tổng thời gian của quá trình nấu : 315 phút

Sơ đồ biểu diễn thời gian nâng nhiệt và giữ nhiệt của quá trình nấu:

: Biểu diễn quá trình nấu ở nồi ngô

nhiệt độ(0C): Biểu diễn quá trình nấu ở nồi malt

20

30 10 0

10

90

50 30 40

70 60

150

120 110 100 90

130 140

340

150 210 250 290 thời gian (phút)

3.3.6 Lọc dịch đường vă rửa bê:

Sau khi đường hoâ dung dịch có chất tan vă chất không hoă tan, cần phải lọc để

bỏ chất không hoă tan.Quâ trình lọc chia lăm 2 giai đoạn: Lọc dịch đường vă rửa bê

để thu lượng chất hoă tan còn sót trong bê

Nhiệt độ lọc khống chế ở 75 ÷ 780C, nhiệt độ lọc không được thấp quâ vì độ nhớtcủa dịch đường giảm khi nhiệt độ tăng, do đó lọc ở nhiệt độ thấp câc chất có trong bêkhó khuếch tân văo dịch đường Còn nếu lọc ở nhiệt độ cao hơn 780C sẽ lăm vô hoạt

hệ enzym amylaza vă câc tinh bột sót được hồ hoâ nhưng không được đường hoâ, kếtquả lăm dịch lín men bị đục vă sản phẩm cũng bị đục theo

Lọc có thể tiến hănh trong câc thiết bị khâc nhau, nhă mây tiến hănh lọc bằng lọc

ĩp khung bản

 Câch tiến hănh lọc: Trước khi lọc tiến hănh bơm nước nóng 780C văo câckhung để hđm nóng 20÷30 phút, mở câc van thâo nước nóng sau đó khối dịch châođược bơm văo mây ngay Khi dịch châo văo đầy trong câc khung thì âp lực lọc đượcnđng dần lín đến 20 ÷ 30 KN/m2 (0,2 ÷ 0,3 at ), mở van của câc tấm bản để dịchđường chảy ra Khi lọc xong quâ trình rửa bê được tiến hănh ngay bằng nước nóng

780C Rửa cho đến khi nồng độ chất khô trong nước rửa còn 0,3% khối lượng lăđược Quâ trình rửa bê được kết thúc bê được thâo ra, câc tấm vải lọc được đưa đigiặt, sấy khô để chuẩn bị cho mẽ sau Thời gian rửa bê kĩo dăi 1 giờ, toăn bộ quâtrình lọc lă 4 giờ

Nồng độ chung của dung dịch sau khi lọc vă rửa bê: 6% khối lượng

3.3.7 Chuẩn bị xirô:

3.3.7.1 Nấu xirô:

Đường là một trong những thành phần chủ yếu nhất của nước giải khát, điềuchỉnh và hài hoà vị cho sản phẩm Đường trước khi pha chế vào nước giải khát cầnnấu thành xirô có nồng độ 60% Xirô nhất thiết phải được đun sôi, lọc và làm lạnh.Xirô đường có thể chuẩn bị theo 2 phương pháp: Phương pháp nóng và phươngpháp lạnh Phương pháp nóng bằng cách hoà đường với lượng nước xác định rồi đuntới sôi, sau đó đem lọc và làm lạnh Phương pháp lạnh là hoà tan đường ở nhiệt độphòng rồi đem đi lọc.

Trong công nghiệp thường sử dụng phương pháp nóng vì đun sôi sẽ tiêu diệt đượccác vi sinh vật có trong đường và có trong nước, mặt khác tạo điều kiện để đườngsacaroza chuyển thành glucoza và fructoza

Muốn nhận được xirô có chất lượng cao và bảo quản được lâu ta chuyển sacarozathành đường chuyển hoá gluco và fructoza Sau khi nấu làm nguội xuống nhiệt độ 80

÷ 900C ta cho axit citric vào với số lượng 120 ÷ 130g axit citric /100kg đường để chophản ứng tạo glucoza và fructoza xảy ra hoàn toàn

Quá trình nấu xirô gồm 2 giai đoạn: Hoà tan đường trong nước sôi và chuyển hoáđường thành xirô

Để hoà tan cho đường vào nồi nấu 2 vỏ, chứa nước 50 ÷ 600C đun tới sôi, khuấyliên tục bằng cánh khuấy Sau khi hòa tan hết đường, ngừng khuấy và tách bọt cùngcác tạp chất trên bề mặt dung dịch.Tiếp đó đun sôi khoảng 20 ÷ 30 phút để diệt hếtcác tạp khuẩn Không nên đun lâu vì làm cho đường bị caramen hoá

Giai đoạn chuyển hoá đường được thực hiện bằng cách làm nguội đến 80 ÷ 900Csau đó cho axit thực phẩm vào, khuấy điều và giữ ở nhiệt độ này 1,5 ÷ 2 giờ

3.3.7.2 Lọc xirô đường:

Lọc xirô phải thực hiện ở trạng thái nóng Lọc nhằm mục đích tách hết các tạpchất cơ học như: Rác, đất, cát lẫn vào đường trong quá trình vận chuyển và bảo quản

3.3.8 Pha chế dịch lên men:

Dịch lên men có nồng độ 9% được pha chế từ dịch đường hoá có nồng độ 6% vàxirô đường có nồng độ 60%

Khi pha chế xong dịch đường được thanh trùng ở nhiệt độ 600C trong thời gian 10phút và làm nguội ở nhiệt độ 28 ÷ 300C cho phù hợp với hoạt động của vi khuẩn nấmmen, sau đó đưa sang phân xưởng lên men

3.3.9.2 Chủng nấm men và vi khuẩn trong nước giải khát:

Để lên men nước giải khát ta có thể dùng các chủng nấm men khác nhau Yêu cầuchung là nấm men phải tạo cho sản phẩm hương vị dễ chịu Nhà máy chọn chủng Mthuộc sacharomyces minor để tiến hành lên men Chủng M có khả năng sống cộngsinh với vi khuẩn lactic tạo ra 0,04% axetat etyl và dietyl, nhờ đó làm tăng muöi vịcủa sản phẩm Điều kiện tối ưu của chủng M là ởì nhiệt độ 25  300C và pH bằng 5

 5,5

Một trong những yêu cầu của nước giải khát lên men là phải có độ chua xác địnhnên phải có vi khuẩn lactic, thường dùng là chủng vi khuẩn 11, 13 Hai chủng nàythuộc loại lên men không điển hình.

Khi sử dụng vi khuẩn lactic chủng 13 lên men dịch đường 8% trong thời gian 4ngày sẽ tạo được 1% axit lactit, 0,1% axit dễ bay hơi và 0,28% rượu Lên men phốihợp giữa vi khuẩn và nấm men ta nhận được độ chua ổn định và hương thơm củanước giải khát

3.3.9.3 Nuôi cấy nấm men giống:

Men giống dùng cho sản phẩm chiếm 3  5% so với thể tích dịch lên men Số tếbào trong 1ml men giống phải đạt khoảng 100  120 tr

Môi trường gây men giống cũng tương tự môi trường sản xuất, phải có nồng độchất khô từ 8  10%, nhiệt độ nuôi cấy khoảng 300C Thời gian thay đổi tuỳ thuộc tỷ

lệ men đưa vào Thường người ta nuôi men giống theo tỷ lệ 10% thì thời gian lênmen là khoảng 15 giờ Sau khoảng thời gian này nồng độ dịch đường gây men giốnggiảm 50% so với ban đầu

Quá trình nuôi men được thực hiện: Chuẩn bị dịch đường 9% chất khô, hàmlượng đạm hoà tan 30  40 % cho vào bình với số lượng như sau:

Bảng 3:

(0C)Ôúng nghiệm

Đậy nút bông kín lại rồi đem tiệt trùng ở áp suất 0,5 at trong thời gian 30 phút hay

có thể tiệt trùng theo phương pháp Pasteur Đậy ống và bình chứa môi trường gâymen vào nồi cách thủy đun 1 giờ Bình 12l phải đun 2 giờ sau đó đặt ống và bình vàophòng có nhiệt độ 300C trong thời gian 24  30 giờ, có thể đun thêm 1 lần nữa đểđược môi trường vô trùng

Để chuẩn bị men giống cho sản xuất, ta cấy vào ống nghiệm 10ml một ít mengiống từ ống thạch nghiêng rồi đặt vào tủ ấm có nhiệt 300C, sau 24h chuyển sangbình cầu 90ml và tiếp tục nhân giống cho đến khi đủ sản xuất

3.3.9.4 Tiến hành lên men:

Dịch lên men sau khi chuẩn bị có nồng độ 9% được làm lạnh đến 300C rồi bơmvào thùng lên men, sau đó cho cả nấm men và vi khuẩn vào, tỷ lệ vi sinh vật giống3% Trong đó tỷ lệ vi khuẩn chiếm 25% tổng lượng vi sinh vật Tiến hành sục CO2

vào và cho lên men ở 300C trong 11 giơ ì Do lên men kín nên áp suất lên khoảng 1 1,2 at Sau thời gian này nồng độ chất khô giảm 1,2  1,5%, lên men xong tiến hànhlàm lạnh nhanh đến nhiệt độ 10  120C để nấm men lắng xuống, áp suất lúc đó còn0,4  0,5 at

Để tăng năng suất lên men và tiết kiệm thời gian gây men giống ta lấy 3/4 sảnphẩm ra và còn lại 1/4 sản phẩm trong thiết bị, tiếp tục cho dịch lên men vào và lên

men cho mẽ sau Phương pháp này khơng được lặp lại quá 3 lần vì tránh làm giảmchất lượng sản phẩm.

3.3.10 Làm lạnh và lọc trong: Lên men xong sản phẩm được đưa qua thiết bị

lọc trong Trong qúa trình bơm sản phẩm sang thiết bị lọc, CO2 trong dịch bị tổn thất

Để giữ CO2, trong quá trình lên men cần phải bão hồ và ổn định CO2 trong dịchtrước khi chiết rĩt

Theo định luật Henry thì khả năng hồ tan của các chất khí vào chất lỏng càngtăng khi nhiệt độ càng giảm và áp suất càng tăng Vậy trước khi lọc dịch được bơmqua thiết bị làm lạnh nhanh xuống 10C sau đĩ tiến hành lọc bằng lọc khung bản cĩchất trợ lọc diatomit

Thiết bị lọc bao gồm bơm định lượng, thùng phối liệu và máy lọc ép Bộ lọckhung bản bao gồm các khung và bản bằng thép khơng gỉ, kẹp giữa là vải lọc

Dịch đường được bơm theo một đường ống phân bố vào các khung rồi xuyên quavải lọc vào các bản và được các bản này gom vào một đường ra chung Để tránh sự

cố vải lọc nhanh bị tắc người ta thường tráng lên nĩ một lớp bột trợ lọc diatomit.Bột trợ lọc thường dùng là diatomit là chất cĩ tính xốp và trên đĩ cĩ những lổnhỏ

cĩ thể giữ các tạp chất và tránh sự tắc nhanh vải lọc Bột trợ lọc được hồ với nướcrồi bơm luân chuyển hỗn hợp tạo thành vịng kín, do đĩ bột trợ lọc được giữ lại thànhmột lớp trên vải lọc tiếp theo dịch lên men được bơm vào khung và lọc qua lớp lọcdiatomit, sản phẩm ban đầu cịn đục nên đưa trở lại thùng phối liệu khi nào sản phẩmtrong thì cho vào thùng chứa Nếu định lượng đúng lượng diatomit thì áp suất trongkhi lọc tăng khoảng 1,2  1,3 at /giờ Nếu độ chênh lệch áp suất trong thiết bị lọc quá

3 at thì phải ngừng lọc vì lúc đĩ lớp lọc cĩ thể bị nứt

Sản phẩm lọc bằng chất trợ lọc diatomit cĩ độ trong cao Năng suất của thiết bị

300  500 l/m2 bề mặt lọc trong một giờ

.3.11 Ơøn định nước giải khát sau khi lọc:

Nước giải khát sau khi lọc là một chất lỏng bão hồ CO2, khi lọc xong nước giảikhát được chuyển vào thùng chứa thì khả năng giữ CO2 của nước bị giảm Để khơiphục lại sự bão hồ CO2 ban đầu cho nước giải khát phải giữ một thời gian nhất định

4  12h dưới áp suất của CO2

Trong quá trình đưa nước giải khát vào hoặc giải phĩng ra khỏi thùng chứathường dùng CO2 đẩy để tránh sự xâm nhập của khơng khí

3.3.12 Chiết rĩt và hồn thiện sản phẩm:

Chiết rĩt và hồn thiện sản phẩm là giai đoạn cuối cùng của sản xuất nước giảikhát, giúp cho việc giữ gìn và bảo quản tốt các tính chất của nước giải khát

Nhà máy chiết rĩt sản phẩm vào chai thuỷ tinh cĩ màu xanh tối, dung tích 330mlcho nước giải khát lên men và 330ml cho nước ngọt pha chế, đậy nút chai bằng nútsắt tây lĩt cao su cĩ khả năng chịu được áp suất thuỷ tỉnh 10  12 at và chịu đượcchênh lệch nhiệt độ 330C

Chai được rửa bằng thiết bị rửa bán tự động, chai được rửa bằng nước nĩng chứaNaOH 2% ở nhiệt độ 650C trong thời gian 10 phút rồi đưa qua vịi phun nước lạnh đểrửa sạch NaOH Sau đĩ chai được kiểm tra độ sạch và độ nguyên vẹn rồi được băngchuyền chuyển đến máy rĩt và máy đĩng nắp

Chiết vào chai được tiến hành bằng máy rĩt đẳng áp để giảm tổn thất CO2 trongnước giải khát Thùng chứa nước giải khát phải đặt cao hơn so với máy chiết rĩt, phảikín và chiûu được áp lực 1 at, cĩ áo lạnh để đảm bảo cho nước giải khát trong thùng

ở 10C để khơng tổn thất CO2 và khơng nhiễm khuẩn

Máy đóng nắp được đặt gần máy chiết rót để thuận tiện cho công việc và giảmthời gian tiếp xúc với không khí và tổn thất CO2.

Sau khi đóng nắp xong chai chạy trên băng chuyền vào bộ phận thanh trùng, tiếp

đó đưa vào maý dán nhãn và cho vào két để phân phối vào mạng lưới tiêu dùng

3.4 Thuyết minh dây chuyền sản xuất nước ngọt pha chế:

bị Tại đây các nấm mốc , các vết hữu cơ bị oxy hoá , Fe và các kim loại khác bị oxyhoá và giữ lại

Sau đó đưa qua thiết bị lọc hấp thụ bằng than hoạt tính để loại bỏ các tạp chất nhỏhơn và khử mùi, sau đó được đưa qua thiết bị lọc 1m để lọc tinh, rồi qua thiết bị tiệttrùng lần 2 bằng tia cực tím trước khi cho vào thiết bị lọc 0,2m , rồi cho vào thùngchứa

3.4.2 Làm lạnh nước:

Nước sau khi xử lý được đưa qua thiết bị làm lạnh với môi chất NH3, để làm lạnhđến khoảng 1 20C thuận tiện cho việc bão hoà CO2 sau này

3.4.3 Nấu xirô đường:

Nhà máy sử dựng xirô có nồng độ 60% để pha chế nước ngọt, ( phần nấu xirôđược giới thiệu trong phần thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất nước giảikhát lên men)

3.4.4 Lọc xirô đường:

Nhà máy tiến hành lọc xirô bằng lọc khung bản cùng với bột trợ lọc diatomit (bộlọc khung bản và quá trình lọc giống như lọc dịch đường trong sản xuất nước giảikhát lên men), ở đây xirô đường được bơm theo vòng kín:

Nồi nâïu đường bơm lọc xirô bộ lọc khung bã nồi nấu đường Quá trìnhlọc kết thúc khi xirô đường trở nên trong vắt, cuối cùng xirô đường được gom vàothùng chứa, thùng chứa là nồi 2 vỏ để hạ nhiệt độ xirô xuống nhiệt độ môi trường

3.4.5 Làm lạnh xirô đường: Để hạn chế việc tổn thất hương liệu cũng như việc bão

hoà CO2 đạt kết quả cao thì xirô đường cần phải được làm lạnh bằng hệ thống làmlạnh với môi chất là NH3, nhằm hạ nhiệt độ môi trường xuống nhiệt độ 15  200C

3.4.6 Phối hương:Hương liệu được mua dưới dạng chế biến sẵn từ các nhà máy chế

biến hương liệu Nhà máy sử dụng chất màu, chất bảo quản (natri benzoat), axitcitric

Nhà máy pha chêï xirô bán thành phẩm với axit citric có nồng độ 400g/l ; Hươngliệu ở dạng dung dịch nguyên Sau khi pha hương xong xirô đường được đưa đi lọc

để chuẩn bị pha chế nước giải khát

3.4.7 Phối trộn (pha chế nước giải khát):

Nước sau khi xử lý cho đi làm lạnh đến 1 20C rồi bão hoà CO2 CO2 đóng vaitrò quan trọng trong nước ngọt pha chế, giúp cho nước uống có cảm giác giải khát.+ Các yếu tố ảnh hưởng đến bão hoà CO2:

Yếu tố quan trọng nhất đến sự bão hoà CO2 vào nước là áp suất và nhiệt độ.Ngoài ra độ hoà tan của khí CO2 còn chiûu ảnh hưởng của nồng độ và tính chất của

chất hồ tan trong dung dịch , mức độ khuếch tán và kích thước của chất keo , bề mặttiếp xúc của dung dịch với CO2

Theo định luật Henry nhiệt độ càng thấp thì hệ số hấp phụ của chất khí và chấtlỏng càng cao , nhưng khi sản xuất khơng nên hạ nhiệt độ xuống 00C vì nước bắt đầuđoúng băng

+ Aïp suất CO2 trên bề mặt chất lỏng cĩ ảnh hưởng lớn đến mức độ bão hồ CO2.Mặc dù ở áp suất cao, độ hồ tan của CO2 lớn, nhưng thực tế nhà máy chỉ bão hồ

CO2 ở áp suất < 2 at Vì áp suất cao cĩ thể làm vở chai trong quá trình chiết rĩt

+ Sự cĩ mặt của khơng khí trong nước sẽ làm giảm rất nhiều lượng CO2 hồ tan,đồng thời làm yếu liên kết CO2 trong nước

Quá trình bão hồ CO2 được tiến hành trong thiết bị bão hồ CO2 Nước đượcchuyển từ trên xuống bằng vịi phun thành những tia nhỏ chảy xuống dưới qua các lổđệm nhằm tăng bề mặt tiếp xúc của nước với CO2 từ dưới lên, từ đĩ nước bão hồ

CO2 được bơm vào thùng pha chế nước giải khát với xirơ bán thành phẩm

Thùng pha chế nước giải khát thường là hình trụ kín bên trên cĩ cửa vệ sinh.Ngồi ra cịn cĩ ống dẫn dịch xirơ bán thành phẩm và nước bão hồ CO2 Thùng phảilàm bằng thép khơng gỉ

Đầu tiên cho lượng xirơ bán thành phẩm vào, sau đĩ cho nước bão hồ CO2 từdưới lên nhằm đuổi bớt khơng khí, áp suất trong thùng được điều chỉnh bằng van xả

Để yên một giờ để ổn định nước giải khát rồi mở van dùng CO2 đẩy nước giải khátvào bộ phận chiết rĩt

3.4.8 Chiết rĩt, đĩng nắp và dán nhãn: Nhà máy chiết rĩt nước ngọt pha chế vào

chai cĩ dung tích 330ml, quá trình chiết rĩt, đĩng nắp, dán nhãn, vệ sinh được thựchiện trên một dây chuyền tự động, từ cơng đoạn rửa chai đến giai đoạn cuối cùnggiống như đã nêu trong nước giải khát lên men

Chương IV:

A Tính cân bằng sản phẩm cho nước giải khát lên men:

4.1 Tiêu hao qua các cơng đoạn:

- Nghiền 1% so với nồng độ chất khơ

-Thanh trùng và làm nguội dịch đường 1% so với thể tích

4.2 Chọn số liệu ban đầu:

4.3 Tính cân bằng cho 100 kg nguyên liệu malt và ngô:

4.3.1 Lượng chất khô có trong nguyên liệu: X1

= 47,52

Ngô: X”2 =45(100100 1) = 44,55

 X2 = X’2 + X”2 = 47,52 + 44,55= 92,07

4.3.3 Công đoạn nấu:

4.3.3.1 Lượng chất khô chuyển vào dịch: X3

4.3.4 Qua công đoạn lọc:

Lượng chất khô còn lại sau khi qua thiết bị lọc: X5

X5 = 69,29100(100 2) = 67,90 (kg)

4.3.5 Khối lượng dung dịch đường sau khi lọc: X6

Dung dịch đường sau khi lọc có nồng độ 6%:

Trong 100 kg dung dịch có 6 kg chất khô

V1 = 11311,0237,67 = 1105,47 (lit)

4.3.6 Lượng bã thải:

Lượng chất khô tổng cộng sau khi nghiền: 92,07(kg)

Sau khi lọc lượng chất khô còn lại: 67,90 (kg)

+ Lượng bã khô tách ra:

4.3.7 Lượng xirô đường 60% bổ sung vào dịch lên men:

Để có dịch lên men nồng độ chất khô 9% ta cần phối chế dịch đường hoá nồng độchất khô 6% với xirô đường 60% để phối chế:

Gọi X7 là khối lượng xirô 60% để phối chế

X6 là khối lượng dịch đường 6% để phối chế

+Lượng xirô đường 60% cần bổ sung :

51

3 67

,

= 66,57 (kg)+Lượng chất khô của xirô đường: X8

X8 = 66,1005760 = 39,94 (kg)

4.3.8 Tính lượng đường dùng nấu xirô:

4.3.8.1 Lượng chất khô của xirô đường trước khi nấu và lọc (kể cả tạp chất):

X9 =

2 100

100 94

,

39



 = 40,75 (kg)

4.3.8.2 Lượng xirô khi nấu có nồng độ 60%:

X10 =

60

100 75

(Chọn 125g/100kg đường , tại nhiệt độ xirô đường 880C )

X13 =

100

10 125 77 ,





= 0,051 (kg)

4.3.9 Lượng dịch lên men:

4.3.9.1 Lượng dịch khi phối chế:

Theo (4.3.5) lượng dịch đường 6% thu được: 1131,67 (kg)

Theo (4.3.7) lượng xirô đường 60% cần bổ sung: 66,57 (kg)

Khối lượng dịch còn lại sau phối chế:

4.3.9.2.Lượng dịch lên men:

Qua thanh trùng và làm nguội dịch đường hao hụt:1% nên thể tích dịch lên men:

V3=

100

) 1 100 (

2  

V

=1157,72100(1001)=1146,14 (lit)

4.3.9.3 Lượng vi sinh vật giống:

Lượng vi sinh vật giống bổ sung 3% so với thể tích dịch lên men:

=1067,83 (lit)

4.4 Biểu đồ sản xuất của nhà máy:

Nhà máy có 3 phân xưởng chính: phân xưởng nấu, phân xưởng lên men và phânxưởng chiết rót Nhà máy làm việc mổi ngày 2 ca, riêng phân xưởng lên men làmviệc ngày 3 ca, nhà máy nghỉ các ngày lễ và chủ nhật

Theo qui trình công nghệ, tổng thời gian nấu của một mẻ là 345 phút, quá trìnhđường hoá và thơm hoá được thực hiện trong 2 nồi riêng biệt, tiến hành nấu một ngày

3 mẻ

Bảng 4:Biểu đồ sản xuất của nhà máy:

Tổng số ngày sản xuất trong một năm là 288 ngày

4.5 Tính lượng nguyên liệu nấu trong một ngày:

4.6 Tính lượng nguyên liệu nấu cho 1 mẻ:

4.6.1 Lượng nguyên liệu:

66,571001625,84 = 1082,32(kg)

4.6.4 Lượng xirô khi nấu có nồng độ 60%

100

84 , 1625 92

84 , 1625

= 17715,48(lit)

4.6.14 Nước giải khác thành phẩm sau khi thanh trùng:

100

83 , 1067 84

1625 

= 392,96(kg)+ Lượng bã thải ướt:

85 , 120 84 ,

33 , 52083

4.7.2 Nhãn:

- Dùng 1 nhãn cho 1 chai, vậy số nhãn dùng cho 1 năm:

33 , 0

1656,404 (kg)

3312,81 (kg)

954084,45 (kg)

17973,17 (lit)

26959,75 (lit)

53919,22 (lit)

15528735,85 (lit)Xirô 60% cần

bổ sung

66,57 (kg)

1082,32 (kg)

1623,48 (kg)

3246,95 (kg)

935120,76 (kg)

18822,67 (lit)

28234,01 (lit)

56467,71 (lit)

16262700,99 (lit)Axit citric bổ

sung vào xirô

18634,4 (lit)

27951,6 (lit)

55903,2 (lit)

16100121 (lit)Lượng dịch

sau lên men

1134,14 (lit)

18447,92 (lit)

27671,88 (lit)

55343,44 (lit)

15939002 (lit)6

Lượng dịch

sau làm lạnh

và lọc trong

1123,32 (lit)

18263,39 (lit)

27395,09 (lit)

54789,85 (lit)

15779478,01 (lit)

17715,4 (lit)

26573,22 (lit)

53146,13 (lit)

17361,21 (lit)

26041,22 (lit)

52083,33 (lit)

15000000 (lit)

9

Vi sinh vật

giống

34,38(lit)

558,96(lit)

1676,88(lit)

482942,04(lit)

10 Thải bã ướt 120,85(kg) 1964,83 5084,5 1697613,111

B Tính cân bằng sản phẩm cho nước ngọt pha chế:

4.8 Tiêu hao qua các công đoạn:

Tinh dầu : 50 ml

Chất màu : 0,025 g/l

Chất bảo quản : 3 ml

4.10 Tính cân bằng sản phẩm theo 1000l xiro 60%:

4.10.1 Lượng đường có trong 1000l xirô 60%:

+ Khối lượng riêng của dung dịch xirô 60%: 1,2891 kg/l [VI-33]

+ Khối lượng của 1000l xirô 60%: 1000 1,2891 = 1289,1(kg)

+ Lượng đường có trong 1000l xirô 60%:

4.10.2 Lượng nước có trong 1000l xirô 60%:

Vn’ =

10 100

100 64 , 515



 = 571,93(kg)

4.10.3 Qua công đoạn lọc:

+ Xirô đường còn lại sau khi lọc : 1289,1100(100 1)= 1276,20(kg)

+ Lượng đường trong xirô còn lại sau khi lọc:

) 1 100 ( 46 ,

= 765,72 (kg)

4.10.4 Qua công đoạn làm lạnh :

+ Khối lượng xirô sau khi làm lạnh :

100

) 1 100 ( 20 ,

= 1263,43+Thể tích xirô sau khi làm lạnh : 12631,2891,43 = 980,09 (lit)

+Lượng đường còn lại trong xirô sau khi làm lạnh:

M3 =

100

) 1 100 ( 72 ,

= 758,06 (kg)

4.10.5 Qua công đoạn phối chế:

+ Lượng axit citric cần pha chế:

Cứ 1000kg đường thì pha chế 12kg axit citric

758,06 x

x =

1000

12 06 ,

=9,09 (kg)Khi pha chế axit citric được chuẩn bị thành dung dịch có nồng độ 400g/l:

V2’ =

400

9090 = 22,7 (lit)+ Lượng tinh dầu cần pha chế :

Cứ 1000kg đường thì pha chế 5lit hương chanh

758,06 V3’

V3’ = 7581000,065 =3,79 (lit)

+Lượng chất màu cần pha chế:

Cứ 1000kg đường thì pha chế 0,25 kg chất màu

758,06 y

y =

1000

25 , 0 06 ,

= 0,18 (kg) Khi pha chế 100g chất màu hoà thành 1 lit dung dịch chất màu

Tỉ lệ phối chế Natribenzoat chiếm 0,30/0 trong sản phẩm

 trong 1000lit xirô cần cho thêm:

V5’=

1000

98 , 7428 3

= 998,72 (lit)

4.10.6 Lượng nước bão hoà CO 2:

Theo tiêu chuẩn số liệu ban đầu: 1 lit nước giải khát chứa 100g đường như vậytrong 998,72 lit xirô thành phẩm chiếm 758,06kg đường nên lượng nước giải khát cóđược:

Z = 758,061001000 = 7580,60 (lit)

 Lượng nước bão hoà CO2 cần pha chế:

100

72 , 998 60

,

7580 

= 6581,88 (lit)

4.10.7 Qua công đoạn chiết rót và đóng nắp:

Lượng nước giải khát còn lại:

100

) 2 100 ( 60 ,

= 7428,98 (lit) Vậy từ 1000 lit xirô 60% ta sản xuất được 7428,98 lit nước giải khát hương chanhthành phẩm

4.11 Biểu đồ sản xuất cho dây chuyền nước ngọt pha chế:

Dây chuyền này làm việc 1 ngày 1 ca , 1 ca 2 mẻ

= 9166,80 (lit)+ Tính cho 1 ngày: 9166288,80 = 31,83 (lit)

+ Tính cho 1 mẻ : 312,83= 15,915 (lit)

4.11.6 Lượng tinh dầu cần pha chế:

+Tính cho 1 năm : 403823 1000,94 3,79= 1530,49 (lit)

+Tính cho 1 ngày : 1530288,49= 5,314 (lit)

= 2,52 (lit)

+Tính cho 1 mẻ : 2,252=1,26 (lit)

4.11.8 Lượng nước bão hoà CO 2:

+ Tính cho 1 năm : 403823 ,100094 6581,88= 2657920,7 (lit)

+ Tính cho 1 ngày : 2657920288,7= 9228,89 (lit)

+Tính cho 1 mẻ : 92282,89= 4614,45 (lit)

4.11.9 Lượng nước để nấu xirô :

+Lượng nước có trong 1000 lit xirô: 515,64 (kg)

 Lượng nước cần để nấu 1000 lít xirô:571,93 (do lượng nước bốc hơi10%)

+Lượng nước cần cung cấp cho 1 năm:

1000

93 , 571 94 ,

403823 

= 230959,02 (kg)Khối lượng riêng của nước ở 25oC là 997,08kg/m3

Vậy lượng nước cần dùng cho 1 năm:

1000230959997,08,02= 231635,40 (lit)

+ Lượng nước cần cung cấp để nấu xirô trong 1 ngày:

288

40 , 231635

= 804,29 (lit)+ Lượng nước cần cho 1 mẻ:

2

29 , 804

= 402,145 (lit)

4.11.10 Lượng nước ngọt thành phẩm:

+ Tính cho 1 năm:403823,1000947428,98= 3000000 (lit)

+ Tính cho 1 ngày: 3000000288 = 10416,67 (lit)

+ Tính cho 1 mẻ : 104162,67 = 5208,33 (lit)

4.12 Tính bao bì:

Nhà máy làm việc 1ngày 1 ca ở khâu chiết rót nên lượng thành phẩm trong 1 ca:10416,67 (lit)

Sản phẩm được chứa trong chai 330ml Vậy số chai cần dùng trong 1 ngày:

4.12.1 Số chai trong 1 ngày:

33

,

0

67 , 10416

3000000

= 9090909,09 (nắp)Lượng nắp hao hụt: 2%, vậy lượng nắp cần dùng:

47348,5 + 47348,5  0,02  12=58712,14(két); Chọn 58713(két)

Bảng 7: Bảng tổng kết cân bằng vật chất cho nước ngọt pha chế:

Hạng mục Đơn 1000lit 1 mẻ 1 ngày 1 năm

vị xi rô

Nước ngọt pha chế

Nước GK lên men

Nước ngọt pha chế

Nước GK lên men

Nước ngọt pha chế

Tổng lượng ngô và malt: 2438,75 + 2438,75 = 4877,5 (kg)

Chọn máy nghiền 4 trục có đặt tính kỹ thuật: [I-119]

Công suất động cơ :25KW

Máy nghiền gồm 2 trục trên sàng và 2 trục dưới sàng

Chọn 2 máy nghiền, tiến hành nghiền ngô 2 lần và malt 1 lần

Thời gian nghiền malt: 24382000,75 = 1,22(h)

Thời gian nghiền ngô :2x24382000,75=2,44(h)

5.2 Bunke chứa:

5.2.1 Bunke chứa malt:

Chọn bunke chứa dạng hình trụ, đáy hình nón, góc đáy  =450, hệ

số chứa đầy  = 0,9 , được làm bằng thép không gỉ

Kích thước bunke được tính chứa đủ lượng nguyên liệu sản xuất

trong 1 ngày:

Khối lượng riêng của malt: =550 kg/m3

Vậy thể tích của malt trong 1 ngày:







=1,23(m)Chiều cao thiết bị: (chọn h1= 0,1m)

H = H1+ h+h1=1,23 + 0,9 + 0,1=2,23(m)

Nhà máy dùng 2 bunke chứa malt, 1 bunke chứa malt trước khi nghiền , 1 bunkechứa malt sau khi nghiền

Kích thước: D = 2m ; H1=1,23m ; d= 0,2m ; h= 0,9m ; h1= 0,1m

5.2.2 Bunke chứa ngô:

Lượng ngô dùng trong 1 ngày: 2438,75(kg)

Khối lượng riêng của ngô: 700kg/m3 [CSKTTP - 3]

Cấu tạo tương tự như bunke chứa malt:







=1,22 (m)H= H1 + h + h1 (chọn h1 = 0,1m)

5.2.3 Bunke chứa đường:

Chọn bunke có dạng như trên, hệ số chứa đầy : 0,9

Khối lượng riêng của đường : 1547,19 kg/m3

Thể tích đường cần dùng trong 1 ngày (cho cả nhà máy)

54719 ,

1

64 , 1106 55







=1 (m)Chiều cao của bunke: (chọn h1 = 0,1m)

H= H1 + h + h1 =1 + 0,65 + 0,1 =1,75 (m)

Chọn 1 bunke chứa đường

5.3 gàu tải:

5.3.1 Gàu tải malt:

Lượng malt cần chuyển lên bunke trong 1 ngày: 2438,75(kg) [Bảng 8]

Chọn thời gian vận chuyển : 30 phút

Năng suất cần làm việccủa gàu:

Chiều cao miệng gàu : h1 = 66mm

Góc lượng của gàu : r = 350

Gàu được làm bằng thép lá không gỉ, chiều dày  = 0,6mm, số lớp cao su: z = 4lớp Đường kính tang quay :D = 130z = 520mm [I-(5-22)-111]

Khoảng cách giữa 2 gàu : a= 3,6iQv [I-(5-23)-111]

Trong đó i : dung tích gàu

Q: Năng suất gàu

v: vận tốc chuyển động của băng ; v= 1,5 m/s

(1,5 



x K

)

Kx: Hệ số xúc phụ thuộc vào năng suất và bộ phận kéo; Kx = 1500

) 550

1500 5

, 1 ( 10 367

5 , 12 5500

Chọn 2 gàu tải, 1 gàu tải trước khi nghiền và 1 gàu tải sau khi nghiền

5.3.2 Gàu tải ngô:

Lượng ngô cần chuyển trong 1 ngày: 2438,75(kg) [Bảng 8]

Chọn thời gian vận chuyển 30 phút

Năng suất cần làm việc của gàu : 4877,5 (Kg/h)

Đặc tính kỹ thuật giống gàu tải malt

Chọn 2 gàu tải,1 gàu tải trước khi nghiền ,1 gàu tải sau khi nghiền

5.4.Cân

5.4.1 cân malt

Lượng Malt cần cân 1 mẻ là:812,92 (bảng 8)

Chọn 5 lần cân , mỗi lần cân được là:

Trong đó : 3 lần cân cho nồi đường hoá

2 lần cân cho nồi thơm hoá

Vmalt = 162550,58 =0,3 (m3)

Chon hệ số chứa đầy :  = 0,9

Thể tích của cân là : 00,,93 =0,33 (m3)

Lượng ngô của một mẻ là:812,92 kg

Chọn 5 lần cân, vậy một lần cân được là:

5

92 , 812

= 162,58 (kg) Thể tích của cân:

Vcân =Vngo

Trong đó: Vngô =162700,58= 0,23 (m3)

Chọn hệ số chứa đầy:  =0,9

Vcân =00,,239 = 0,26 (m3)

Chọn cân có kích thước và cấu tạo giống như cân malt

5.5 Tính và chọn thiết bị thơm hoá:

Theo bảng 8: Lượng ngô có trong 1 mẻ: 812,92 (kg)

Lượng malt bổ sung vào nồi thơm hoá = 40% so với lượng malt có trong 1 mẻ:

100

40 92 ,

= 325,168 (kg)Tôíng lượng nguyên liệu có trong nồi thơm hoá: 812,92 + 325,68 = 1138,088 kgThể tích malt chiếm: Vmalt =

malt

m

 =325550,168= 0,59 (m3)Thể tích ngô chiếm: Vngô =

ngä

m

 = 812700,92= 1,16 (m3)Dùng 5 kg nước cho 1 kg bột nguyên liệu trong nồi thơm hoá

Vnước = 5  1138,088 = 5690,44(lit)

Thêí tích dịch cần thơm hoá trong 1 mẻ:

V = Vmalt +Vngô + Vnước= 0,59 + 1,16 + 5,69 = 7,44(m3)

Chọn hệ số chứa đầy: = 0,75

Thể tích nồi nấu: Vnồi = 0,V75=07,,4475= 9,92(m3)

Chọn thiết bị thơm hoá hình cầu, nắp đậy kín:

h 4 (

64 92 , 9





= 2,82(m)

+ Tính chiều dày vỏ thiết bị:

Do nồi nấu ở áp suất tại nhiệt độ 1300C

Trong đó  : là hệ số bền của thân trụ theo phương dọc:  = 0,9

C: Hệ số bổ sung cho ăn mòn và dung sai về chiều dày

P: áp suất của thiết bị (N/m2)

Khe hở giữa 2 lớp vỏ : 50mm

Ôúng dẫn nước vào có đường kính : 40mm

Ôúng dẫn hơi đót vào và ống dẫn nước ngưng ra:

Đường kính= 30mm, chiều dày= 5mm

+ Cánh khuấy mỏ neo được làm bằng thép không gỉ, có đường kính:

2 3

4

7 6

7: Cửa tháo dịch đường

Lượng malt cịn lại trong 1 mẻ: 812,92 - 325,168 =

64 85 ,

+Cơng suất động cơ : 9,4KW

+Ơúng thốt hơi: Chọn tiết diện ợng thốt hơi bằng 1/50 tiết diện bốc hơi lớnnhất

64 54 , 11





=2,96 (m) Chiều cao nắp: h= D4 =0,74(m)

Nồi nước nĩng cĩ cấu tạo giống nồi đường hố nhưng khơng cĩ cánh khuấy.

Ơúng thốt hơi:Chọn tiết diện ống thốt hơi bằmg 1/40 tiết diện bốc hơi lớn nhất.Đường kính ống thốt hơi: Dth = D

40

1

= 0,468(m)

5.8 Nồi nấu xirơ:

Lượng dịch cần nấu xirơ cho 1 mẻ cho cả nhà máy (kể cả tạp chất):

64 23 , 2

Cơng suất động cơ: 7KW

Ơúng thốt hơi: chọn tiết diện thốt hơi bằng 1/50 tiết diện thốt hơi lớn nhất

Aïp suất làm việc : 2,5kg/cm2

Cơng suất động cơ : 4,5KW

5.10 Thiết bị lọc khung bán dùng lọc xirơ đường(dùng cho cả nhà máy):

Lượng dung dịch cần nấu xirơ cho 1 mẻ: 1104,27kg

Thể tích xirơ đường chiếm: V =

%) 60 (



m

;  ( 60 %)= 1,2891 kg/lit

V = 11041,2891,27 = 856,62( lit)

Chọn máy lọc khung bản:

00 00 53 423

*Tính và chọn thiết bị chứa xi rô sau khi lọc.

Lượng xi rô dùng cho cả nhà máy trong cùng một mẻ:1104,27 (lit)=1,10427 (m3)Chọn hệ số chứa đầu thùng:=0,9

227 , 1

=0,51Kích thước thùng: D=1,02 m; H=1,5m

Chọn 1 thùng ,

5.11 thiết bị thanh trùng và làm nguội:

Chọn thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Lượng dịch sau phối chế có trong 1 mẻ:18822,67(lit) = 18,82267(m3)

Chọn thiết bị loại: Y  L - Y5 [XI- 159]

Đặc tính kỹ thuật:

Năng suất : 5000 lit/h

Nhiệt độ đầu của sản phẩm : 300C

Nhiệt độ thanh trùng : 600C

Nhiệt độ chất tải nhiệt : 900C

Nhiệt độ của nước làm lạnh : -150C

Chi phí hơi : 107kg/h

Công suất: 4,5KW